CN117642535A

CN117642535A - 纤维结构体及其用途

Info

Publication number: CN117642535A
Application number: CN202280048035.5A
Authority: CN
Inventors: 关谷真司; 小畑创一; 落合彻; 吉田亚实; 冈本稔
Original assignee: Kuraray Kuraflex Co Ltd
Current assignee: Kuraray Kuraflex Co Ltd
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2022-06-24
Publication date: 2024-03-01

Abstract

本发明提供粉尘保持容量高的纤维结构体。上述纤维结构体包含由单纤维的纤维直径超过5μm的纤维A构成的粗纤维组、和由单纤维的纤维直径为5μm以下的纤维B构成的细纤维组，上述纤维结构体具备上述粗纤维组与上述细纤维组交织的交织区域，将上述纤维结构体在厚度方向上10等分，并从细纤维组侧向粗纤维组侧设为第1区域～第10区域，将存在于表示第1区域～第3区域的区域S、表示第4区域～第7区域的区域T、以及表示第8区域～第10区域的区域U的上述纤维A的填充率分别设为SA、TA及UA，将上述纤维B的填充率分别设为SB、TB及UB的情况下，SB、TB及UB中SB最大，TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。

Description

纤维结构体及其用途

相关申请

本申请主张基于2021年7月7日在日本提出申请的日本特愿2021-112950、以及2021年7月7日在日本提出申请的日本特愿2021-112951的优先权，并通过参考将它们的全文援用作为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及具备粗纤维组与细纤维组交织的交织区域的纤维结构体。

背景技术

以往以来，为了将气体中的花粉、灰尘等粉尘去除而使用了空气过滤器。作为这样的空气过滤器的滤材，大多使用了无纺布。其中，由可以通过熔喷法等形成的细纤维所形成的无纺布对气体中的粉尘的捕集能力高。另一方面，将构成纤维的单纤维设为细纤度时，无纺布内部的纤维密度增加，因此存在压力损失增高的问题。

为了得到压力损失低的无纺布，构成无纺布的单纤维为粗纤维是适宜的，但另一方面，将构成纤维的单纤维设为粗纤度时，无纺布内部的纤维表面积减少，因此存在捕集效率降低的问题。这样，具有高捕集效率与具有低压力损失处于相互矛盾的关系。

为了解决这样的问题，尝试了通过使用使粗纤维与细纤维交织而成的纤维结构体，从而发挥高捕集效率及低压力损失。

例如，在专利文献1(国际公开第2020/137605号)中公开了一种纤维结构体，其包含在面方向上扩展的极细纤维层和与上述极细纤维层相邻的基材层，其中，上述极细纤维层由单纤维的数均纤维直径5μm以下的极细纤维构成，上述基材层由单纤维的数均纤维直径7μm以上的非极细纤维构成，在上述纤维结构体的厚度方向的切断面中，在上述基材层中存在极细纤维被压入非极细纤维间而在宽度方向上扩展的混合部，并且从极细纤维层被压入的极细纤维的至少一部分到达了将基材层从上述极细纤维层侧起依次三等分成近区域、中央区域及远区域的情况下的远区域。

另外，在专利文献2(国际公开第2021/010178号)中公开了一种纤维结构体，其将单纤维的数均纤维直径4.5μm以下的极细纤维与单纤维的数均纤维直径5.5μm以上的非极细纤维混纤一体化，且在至少一个表面具有凸部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2020/137605号

专利文献2：国际公开第2021/010178号

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1及2中，仅对初始的捕集效率及压力损失进行了评价，并没有关于持续进行粉尘的捕集时随着时间经过的性能变化的记载。

为了长期作为空气过滤器使用，要求粉尘保持容量高，所述粉尘保持容量表示在达到无法作为过滤器使用的寿命之前可以捕集多少粉尘。专利文献1及2中记载的纤维结构体在粉尘保持容量方面还有进一步改进的余地。

因此，本发明的目的在于提供粉尘保持容量高的纤维结构体。

解决问题的方法

本发明的发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现，在具备粗纤维组与细纤维组交织的交织区域的纤维结构体中，厚度方向上的粗纤维A及细纤维B的填充率具有特定的关系、或者构成细纤维组的细纤维B彼此的平均熔粘点数在特定的范围内的纤维结构体能够实现高粉尘保持容量，从而完成了本发明。

即，本发明可以由以下的方式构成。

〔方式1〕

一种纤维结构体，其包含由单纤维的纤维直径超过5μm的纤维A构成的粗纤维组、和由单纤维的纤维直径为5μm以下的纤维B构成的细纤维组，上述纤维结构体具备上述粗纤维组与上述细纤维组交织的交织区域，

将上述纤维结构体在厚度方向上10等分，并从细纤维组侧向粗纤维组侧设为第1区域～第10区域，将存在于表示第1区域～第3区域的区域S、表示第4区域～第7区域的区域T、以及表示第8区域～第10区域的区域U的上述纤维A的填充率分别设为SA、TA及UA，并将上述纤维B的填充率分别设为SB、TB及UB的情况下，

SB、TB及UB中SB最大，

TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。

〔方式2〕

根据方式1所述的纤维结构体，其中，

纤维结构体的面方向100μm×100μm中的纤维B彼此的平均熔粘点数为10个以下(优选为8个以下、更优选为5个以下)。

〔方式3〕

根据方式2所述的纤维结构体，其中，

上述纤维B彼此的熔粘点通过熔喷法形成。

〔方式4〕

纤维结构体的面方向100μm×100μm中的构成上述细纤维组的纤维B彼此的平均熔粘点数为1.0个以上且10.0个以下(优选为1.0个以上且8.0个以下、更优选为1.0个以上且5.0个以下)。

〔方式5〕

根据方式4所述的纤维结构体，其中，

上述纤维B彼此的熔粘点通过熔喷法形成。

〔方式6〕

根据方式4或5所述的纤维结构体，其中，

SB、TB及UB中SB最大，

TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。

〔方式7〕

根据方式1～6中的任一方式所述的纤维结构体，其为由上述纤维A形成的粗纤维无纺布与由上述纤维B形成的细纤维无纺布的抱合物。

〔方式8〕

根据方式1～7中的任一方式所述的纤维结构体，其中，

上述粗纤维组的单纤维的数均纤维直径为5.5μm以上(优选为6.0μm以上、更优选为7.0μm以上)，上述细纤维组的单纤维的数均纤维直径为4.5μm以下(优选为4.0μm以下、更优选为3.0μm以下)。

〔方式9〕

根据方式1～8中的任一方式所述的纤维结构体，其单位面积重量为15～180g/m²(优选为18～150g/m²、更优选为20～120g/m²)。

〔方式10〕

根据方式1～9中的任一方式所述的纤维结构体，其是带电的。

〔方式11〕

根据方式1～10中的任一方式所述的纤维结构体，其捕集效率为60％以上(优选为70％以上、更优选为80％以上)。

〔方式12〕

根据方式1～11中任一项所述的纤维结构体，其QF值为0.10以上(优选为0.15以上、更优选为0.19以上)，

所述QF值根据捕集效率及压力损失通过下述式计算，

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)。

〔方式13〕

一种过滤器，其具备方式1～12中的任一方式所述的纤维结构体。

〔方式14〕

一种口罩，其具备方式13所述的过滤器。

需要说明的是，权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两个构成要素的任意组合也包含在本发明中。特别是权利要求书中记载的两项以上权利要求的任意组合也包含在本发明中。

发明的效果

根据本发明的纤维结构体，粉尘保持容量高，因此能够长期捕集粉尘。

附图说明

可基于参考了附带的附图的以下优选实施方式的说明而更清楚地理解本发明。然而，实施方式及附图仅用于图示及说明，并不限定本发明的保护范围。本发明的保护范围由附带的权利要求书确定。附图未必以一定的比例显示，在表示本发明的原理的基础上有所夸张。

图1是实施例4的纤维结构体的截面放大照片。

图2是实施例4的纤维结构体的细纤维组侧的表面放大照片。

图3是用于对本发明的一个实施方式的纤维结构体的各区域进行说明的截面概念图。

符号说明

A···粗纤维A

B···细纤维B

100···纤维结构体

101···细纤维组侧

102···粗纤维组侧

1～10···第1区域～第10区域

S···区域S

T···区域T

U···区域U

Z···厚度方向

具体实施方式

本发明的纤维结构体包含由单纤维的纤维直径超过5μm的纤维A(以下，有时称为粗纤维A)构成的粗纤维组、和由单纤维的纤维直径为5μm以下的纤维B(以下，有时称为细纤维B)构成的细纤维组，上述纤维结构体具备粗纤维组与细纤维组交织的交织区域。这里，交织区域表示，如图1的椭圆框所示那样具有构成细纤维组的细纤维B的一部分侵入了粗纤维组的结构的区域。这样的结构可以通过实施后述的抱合处理而得到。本发明的纤维结构体在至少一部分具备粗纤维组与细纤维组的交织区域，与粗纤维组和细纤维组分别以层的形式仅重合在一起的层叠物不同。例如，本发明的纤维结构体可以具备粗纤维组和细纤维组分别形成层且仅在两层的界面附近交织的区域，也可以具备粗纤维组和细纤维组没有分成各自的层而在整个厚度方向上交织的区域。需要说明的是，单纤维的纤维直径表示各个单纤维的直径。通过后述的实施例中记载的方法，可以将单纤维的纤维直径作为指标而将各个单纤维区分成粗纤维A和细纤维B。

在本发明中，将纤维结构体在厚度方向上10等分，从细纤维组侧向粗纤维组侧定义为第1区域～第10区域，将第1区域～第3区域定义为区域S，将第4区域～第7区域定义为区域T，将第8区域～第10区域定义为区域U。这里，细纤维组侧是指，在将纤维结构体在厚度方向上2等分的区域中，着眼于细纤维B的分布，该区域中的细纤维B的填充率比其它区域更多的一侧，粗纤维组侧是指与细纤维组侧相反的一侧。

图3是用于对一个实施方式的纤维结构体的各区域进行说明的截面概念图。在图3中，在纤维结构体100的厚度方向Z上2等分的区域中，细纤维B的填充率在上侧区域(第1区域～第5区域)多于下侧区域(第6区域～第10区域)，因此，将纤维结构体100的上侧定义为细纤维组侧101，将下侧定义为粗纤维组侧102，从上侧起依次设为第1区域、第2区域、···第10区域。而且，如图3所示，分别地，第1区域～第3区域相当于区域S，第4区域～第7区域相当于区域T，第8区域～第10区域相当于区域U。

在本发明中，将各第n区域(n＝1～10)中存在的粗纤维A的填充率定义为M_nA、细纤维B的填充率定义为M_nB，将第1区域～第10区域的整个区域中存在的粗纤维A的填充率定义MA、细纤维B的填充率定义为MB，将区域S、区域T及区域U中存在的粗纤维A的填充率分别定义为SA、TA及UA，将细纤维B的填充率分别定义为分别SB、TB及UB。在本发明中，填充率表示相对于给定的区域的体积，对象纤维在该区域中所占的体积的比例，是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

例如，M₁A表示粗纤维A在第1区域中所占的体积相对于第1区域的体积的比例。M_2- ₃A表示粗纤维A在第2区域及第3区域中所占的体积相对于第2区域及第3区域的总体积的比例，等于M₂A及M₃A的平均值。SA表示粗纤维A在区域S中所占的体积相对于区域S(即，第1区域～第3区域)的总体积的比例，等于M₁A、M₂A及M₃A的平均值。

对于本发明的纤维结构体而言，SB、TB及UB中SB最大，可以为TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。这样的纤维结构体在用作过滤器的情况下，可以将该区域U侧用作捕集时的上游侧。在该情况下，气流从区域U流入，依次通过区域U、区域T、区域S，从区域S流出。即，这样的纤维结构体具有在上游侧的区域U中纤维(粗纤维A及细纤维B)的填充率低、在中间的区域T中纤维(粗纤维A及细纤维B、特别是粗纤维A)的填充率高、且在下游侧的区域S中细纤维B的填充率高的结构。气体中的粉尘混合有各种粒径的粒子状物质，在这样的具有特定纤维分布的纤维结构体中，首先，区域U具有纤维少的粗结构，因此，能够捕集粒径大的粉尘而不发生堵塞。接着，区域T由于纤维(特别是粗纤维A)的填充率高而具有孔比区域U小的结构，因此，能够捕集粒径大的粉尘的残留物，并且能够逐步捕集粒径小的粉尘。然后，区域S由于细纤维B最多而具有比区域T更密的结构，因此，能够捕集粒径小的粉尘。这样，上述纤维结构体具有随着从上游侧向下游侧能够将从粒径大的粉尘至粒径小的粉尘逐步地捕集的空孔的梯度结构，因此，不易因堵塞而导致压力损失增高，能够实现高粉尘保持容量。

对于本发明的纤维结构体而言，从防止上游侧的堵塞的观点考虑，优选区域U的纤维填充率低，例如UA+UB可以为10.0％以下，可以优选为8.0％以下、更优选为5.0％以下。作为UA+UB的下限，没有特别限定，例如，从能够在一定程度上捕集粒径大的粉尘的观点考虑，可以为0.1％以上，可以优选为0.5％以上。

从在中间的区域防止堵塞并且提高捕集效率的观点考虑，本发明的纤维结构体在区域T中的纤维填充率(TA+TB)可以为6.0～30.0％，可以优选为6.2～25.0％、更优选为6.5～20.0％。

对于本发明的纤维结构体而言，从在下游侧提高粒径小的粉尘的捕集效率的观点考虑，优选在区域S中的细纤维B的填充率高，例如，M₁B、M₂B及M₃B中最大的M_nB可以为5.0％以上，可以优选为5.5％以上、更优选为6.0％以上。作为M₁B、M₂B及M₃B中最大的M_nB的上限，没有特别限定，例如从减少压力损失的观点考虑，可以为25.0％以下，可以优选为18.0％以下、更优选为15.0％以下。

从提高粉尘保持容量的观点考虑，本发明的纤维结构体的SB+UA可以为1.0～12.0％，可以优选为2.0～11.5％、更优选为2.5～11.0％。

对于本发明的纤维结构体而言，优选在细纤维组侧的区域S存在粗纤维A且具备交织区域，例如，M_2-3A可以为0.05～20.0％，可以优选为0.08～15.0％、更优选为0.10～10.0％。

在本发明的纤维结构体中，可以将交织区域视为第1区域～第10区域中的粗纤维A及细纤维B均存在的区域，例如，作为交织区域，存在于第n区域的粗纤维A的填充率与细纤维B的填充率之比M_nA/M_nB可以为0.1～200。另外，对于本发明的纤维结构体而言，优选在厚度方向上广泛地具备交织区域，例如，在第1区域～第10区域中至少2个(优选为至少3个、更优选为至少4个)相邻的区域中，M_nA/M_nB优选为0.2～100，可以更优选为0.5～80、进一步优选为1～70。

对于本发明的纤维结构体而言，从兼顾高捕集效率及低压力损失的观点考虑，第1区域～第10区域的全部区域的纤维填充率MA+MB可以为1.0～20.0％，可以优选为3.0～18.0％、更优选为5.0～15.0％。

对于本发明的纤维结构体而言，第1区域～第10区域的整个区域中的粗纤维A的填充率与细纤维B的填充率之比MA/MB可以为0.5～10，可以优选为0.8～8、更优选为1.10～6、进一步优选为2.25～5。

对于本发明的纤维结构体而言，纤维结构体的面方向100μm×100μm中的细纤维B彼此的平均熔粘点数可以为1.0个以上且10.0个以下。这里，熔粘是指，纤维的至少一部分熔融、纤维彼此粘接在一起的状态。纤维结构体的面方向100μm×100μm中的细纤维B彼此的熔粘点数是指，在利用显微镜得到的纤维结构体的面方向的100μm×100μm范围的平面放大图像中可以确认到的细纤维B彼此如图2的圆框所示那样在交点处熔粘在一起的部位的数量。平均熔粘点数表示在纤维结构体的面方向上不同的5个位置的100μm×100μm中的熔粘点数的平均值，是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。需要说明的是，由于是在放大图像中可以确认到的熔粘点数，因此，不仅是纤维结构体的面方向100μm×100μm的表面，还包括在放大图像中显示的其厚度方向的范围。

在将细纤维B彼此的平均熔粘点数抑制为较少水平的纤维结构体中，细纤维组基于熔粘的固定少，通过机械抱合而结合在一起，因此，细纤维组的自由度增加，纤维容易移动。其结果是，在后述的抱合时，细纤维组容易与粗纤维组抱合。另一方面，在细纤维B彼此的平均熔粘点数过少的情况下，细纤维组的自由度变得过大。其结果是，在抱合时，细纤维组会逸出分散，或难以进行与粗纤维组的交织。这样，细纤维B彼此的平均熔粘点数会对细纤维组与粗纤维组的关系造成影响，或者细纤维B彼此的平均熔粘点数为特定范围内的纤维结构体处于细纤维组与粗纤维组容易交织的状态，由此可以认为能够形成细纤维B残留于细纤维组侧、并且纤维大量分布在厚度方向的内部的区域的结构，可以认为其结果是能够提高粉尘保持容量。细纤维B彼此的平均熔粘点数可以优选为8.0个以下，可以更优选为5.0个以下。

另外，细纤维B彼此的熔粘点可以通过基于熔喷法的熔粘而形成。如后所述，从能够使纤维较细的方面考虑，熔喷法是优选的，是利用了纤维的自熔粘特性的无纺布的制造方法。从提高纤维对于气流的自由度的观点考虑，优选通过熔喷法产生的细纤维B彼此的平均熔粘点数在特定的范围内。

本发明的纤维结构体可以是由粗纤维A形成的粗纤维无纺布(优选为熔喷无纺布或水刺无纺布)与由细纤维B形成的细纤维无纺布(优选为熔喷无纺布)的抱合物。

在本发明的纤维结构体中，细纤维B可以为长纤维，可以为短纤维，其纤维长度可以为15mm以上，可以优选为20mm以上、更优选为30mm以上、进一步优选为35mm以上。在本发明中，长纤维是指构成长纤维无纺布(例如，熔喷无纺布、纺粘无纺布)的纤维，可以与被切断成给定的纤维长度、且纤维长度比较一致的短纤维相区分。

纤维结构体的单位面积重量可以根据用途而适当设定，例如可以为15～180g/m²左右，可以优选为18～150g/m²左右、更优选为20～120g/m²左右。需要说明的是，单位面积重量是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

从兼顾高捕集效率及低压力损失的观点考虑，纤维结构体的表观密度例如可以为0.005～0.30g/cm³左右(例如，0.005～0.10g/cm³)，可以优选为0.01～0.20g/cm³左右(例如，0.01～0.08g/cm³)、更优选为0.02～0.15g/cm³左右(例如，0.02～0.07g/cm³)。需要说明的是，表观密度是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

纤维结构体的厚度可以根据用途而适当设定，例如可以为0.1～5mm左右，可以优选为0.2～3mm左右、更优选为0.3～1mm左右。需要说明的是，厚度是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

粗纤维A是指纤维结构体中的单纤维的纤维直径超过5.0μm的全部纤维，该粗纤维A的集合体为粗纤维组，从减少压力损失的观点考虑，粗纤维组的单纤维的数均纤维直径可以5.5μm以上，可以优选为6.0μm以上、更优选为7.0μm以上。粗纤维组的单纤维的数均纤维直径的上限值没有特别限定，从将与细纤维组的抱合性最优化的观点考虑，可以为50μm以下，可以优选为30μm以下。单纤维的数均纤维直径是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

细纤维B是指纤维结构体中的单纤维的纤维直径为5.0μm以下的全部纤维，该细纤维B的集合体为细纤维组，从提高捕集效率的观点考虑，细纤维组的单纤维的数均纤维直径可以为4.5μm以下，可以优选为4.0μm以下、更优选为3.0μm以下。细纤维组的单纤维的数均纤维直径的下限值没有特别限定，从处理性的观点考虑，可以为0.1μm以上，可以优选为0.5μm以上。

从将粗纤维组与细纤维组的交织最优化的观点考虑，细纤维组的单纤维的数均纤维直径与粗纤维组的单纤维的数均纤维直径之比以(细纤维组)/(粗纤维组)计例如可以为0.05～0.80，可以优选为0.08～0.50、更优选为0.10～0.35。

构成粗纤维组的粗纤维A可以根据用途进行选择，可以使用天然纤维、再生纤维、半合成纤维、合成纤维中的任意纤维。具体而言，可举出：棉、麻、羊毛、浆粕等天然纤维；人造丝、富强纤维、铜氨纤维等再生纤维；乙酸酯、三乙酸酯等半合成纤维；由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂形成的聚烯烃类纤维、由聚苯乙烯等聚苯乙烯类树脂形成的聚苯乙烯类纤维、由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸等聚酯类树脂形成的聚酯类纤维；由聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺612等聚酰胺类树脂形成的聚酰胺类纤维、由聚碳酸酯类树脂形成的聚碳酸酯类纤维、由聚氨酯类树脂形成的聚氨酯类纤维、由聚丙烯腈等丙烯酸类树脂形成的丙烯酸类纤维、各种耐热性纤维等合成纤维。这些纤维可单独使用或组合两种以上使用。

另外，粗纤维A可以是非复合纤维，也可以是复合纤维(芯鞘型复合纤维、海岛型复合纤维、并列型复合纤维等)。在复合纤维的情况下，例如，优选为以低熔点树脂作为一种成分(例如鞘成分、海成分等)、并以高熔点树脂作为另一种成分(例如芯成分、岛成分等)的复合纤维。低熔点树脂及高熔点树脂可以根据热粘合的处理温度而从形成上述纤维的树脂等中适当选择。

在这些纤维中，可优选使用聚烯烃类纤维、聚酯类纤维、丙烯酸类纤维、耐热性纤维及它们的复合纤维。

耐热性纤维可以是由在聚合物分子内具有包含芳香族、杂环、含硫、含氮等的结构的单元的耐热性聚合物所构成的纤维，可举出例如：聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚醚酮(PEK)纤维、聚醚酮酮(PEKK)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、芳香族聚酰胺纤维(例如由脂肪族二胺单元和芳香族二羧酸单元构成的聚酰胺纤维)、芳纶纤维(对位芳纶纤维、间位芳纶纤维)、聚酰亚胺(PI)纤维、聚醚酰亚胺(PEI)纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、非晶性聚芳酯纤维、液晶性聚酯纤维、聚苯并唑(PBO)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噻唑纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、三聚氰胺纤维、酚醛纤维(novoloid fiber)等。这些纤维可单独或组合两种以上使用。

在这些耐热性纤维中，从熔融纺丝性及耐热性的观点考虑，可优选使用液晶性聚酯纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、半芳香族聚酰胺纤维(例如二羧酸单元包含对苯二甲酸单元、二胺单元包含1,9-壬二胺单元和/或2-甲基-1,8-辛二胺单元的半芳香族聚酰胺纤维)等。

构成细纤维组的细纤维B可以根据制备方法进行适当选择，可优选使用合成纤维。作为构成合成纤维的树脂，例如可举出：聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚偏氯乙烯类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚醚类树脂、聚酰胺类树脂、构成上述粗纤维组所使用的耐热性纤维的树脂、热塑性弹性体等。这些树脂可单独使用也可以组合两种以上使用。细纤维B可以是由与粗纤维A相同种类的树脂形成的纤维，也可以是由不同种类的树脂形成的纤维。另外，从捕集性能的观点考虑，细纤维B优选为疏水性纤维。进而，优选粗纤维A及细纤维B这两者为疏水性纤维。

作为构成耐热性纤维的树脂，从形成熔喷无纺布的观点考虑，从熔融纺丝性及耐热性的观点出发，可优选使用液晶性聚酯、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、半芳香族聚酰胺(例如，二羧酸单元包含对苯二甲酸单元、二胺单元包含1,9-壬二胺单元和/或2-甲基-1,8-辛二胺单元的半芳香族聚酰胺)等树脂。

本发明的纤维结构体的制造方法可以至少具备例如：准备粗纤维无纺布与细纤维无纺布的层叠物的工序、和对上述层叠物进行抱合处理的工序。

在准备工序中，准备粗纤维无纺布与细纤维无纺布的层叠物。构成层叠物的粗纤维无纺布及细纤维无纺布可以分别准备并通过叠合而制成层叠物，也可以使用一个无纺布(例如粗纤维无纺布)作为支撑体等，利用熔喷法等在其上通过堆积等直接形成另一个无纺布(例如细纤维无纺布)而制成层叠物。从提高原材料的多样性的观点考虑，优选分别准备粗纤维无纺布及细纤维无纺布并将其叠合而成的层叠物。从在随后的抱合工序中使粗纤维无纺布及细纤维无纺布充分地抱合的观点考虑，层叠物优选为两者未粘接而仅叠合在一起的状态(无粘接剂)。在该情况下，对于得到的纤维结构体而言，优选粗纤维无纺布及细纤维无纺布的构成纤维未相互熔粘。

对于抱合前的粗纤维无纺布而言，单纤维的数均纤维直径可以为5.5μm以上，可以优选为6.0μm以上、更优选为7.0μm以上。单纤维的数均纤维直径的上限值没有特别限定，例如可以为50μm以下，可以优选为30μm以下。粗纤维无纺布可以主要(例如60重量％以上)由单纤维的纤维直径超过5.0μm的粗纤维A形成。只要能够使粗纤维无纺布中的粗纤维A与细纤维无纺布中的细纤维B交织，粗纤维无纺布的种类就没有特别限定，可优选使用干式无纺布、纺丝直接连结型无纺布(例如，熔喷无纺布、纺粘无纺布)等。粗纤维无纺布可以单独使用或组合两种以上使用。

例如，对于干式无纺布而言，利用梳棉法或气流成网法由给定的纤维集合体形成网。接着，为了对得到的网赋予实用强度而使纤维彼此结合。作为结合方法，可以利用化学结合(例如化学粘合法)、热结合(例如热粘合法、蒸汽喷射法)、机械结合(例如水刺法、针刺法)，从简便性的观点考虑，优选使用利用水流抱合处理进行抱合的水刺法。

具体而言，作为干式无纺布，可举出化学粘合无纺布、热粘合无纺布、水刺无纺布、蒸汽喷射无纺布、针刺无纺布、气流成网无纺布等。其中，从与细纤维无纺布充分抱合的观点考虑，优选为水刺无纺布。

构成干式无纺布的纤维的纤维长度可以为15～70mm左右，可以优选为20～65mm左右、更优选为30～60mm左右、进一步优选为35～55mm左右。根据这样的纤维长度，可以将干式无纺布与湿式无纺布(通常纤维长度为10mm以下)相区分。

另外，作为纺丝直接连结型无纺布，可举出熔喷无纺布、纺粘无纺布等。其中，由于即使是低单位面积重量也能够调整为具有刚直性，因此优选为熔喷无纺布。熔喷无纺布是通过熔喷法得到的无纺布，在熔喷法中，一般得到细纤度的无纺布，但也可以通过特定的制造条件而得到粗纤度的无纺布。在将熔喷无纺布用作粗纤维无纺布的情况下，刚直性高，能够提高与细纤维无纺布的抱合性。为了对粗纤维组赋予刚直性以便容易与细纤维组交织，优选在基于熔喷法的纤维流的纤维进行细化之前的粗的状态下，并且在纤维凝固之前，使纤维到达捕集面。例如，优选通过缩短基于熔喷法的纤维流的捕集距离、或者提高树脂粘度等来增大纤维直径，从而延长至凝固为止的时间。具体而言，捕集距离(从喷嘴至捕集面的距离)可以为3～100cm的范围、优选为5～80cm、更优选为7～60cm。

从提高刚直性、与细纤维无纺布充分抱合的观点考虑，构成粗纤维无纺布的纤维可以为长纤维。

粗纤维无纺布的单位面积重量例如可以为10～150g/m²左右，可以优选为12～130g/m²左右、更优选为15～100g/m²左右。

从与细纤维无纺布充分抱合的观点考虑，粗纤维无纺布优选具有比较粗的结构，其表观密度例如可以为0.005～0.20g/cm³左右(例如，0.005～0.07g/cm³)，可以优选为0.01～0.15g/cm³左右(例如，0.01～0.06g/cm³)、更优选为0.02～0.10g/cm³左右(例如，0.02～0.05g/cm³)。

粗纤维无纺布的厚度例如可以为0.1～5mm左右，可以优选为0.2～3mm左右、更优选为0.3～1mm左右。

对于抱合前的细纤维无纺布而言，单纤维的数均纤维直径可以为4.5μm以下，可以优选为4.0μm以下、更优选为3.0μm以下。单纤维的数均纤维直径的下限值没有特别限定，例如可以为0.1μm以上，可以优选为0.5μm以上。细纤维无纺布可以主要(例如60重量％以上)由单纤维的纤维直径为5.0μm以下的细纤维B形成。

作为细纤维无纺布，可以使用熔喷无纺布、静电纺丝无纺布、由分割纤维得到的无纺布(由包含不同成分的束的纤维暂时形成无纺布，再使该纤维从不同成分的界面分割而得到的细纤维无纺布)、由海岛纤维得到的无纺布(将由海岛纤维形成的无纺布的海部分溶出而得到的细纤维无纺布)、由原纤化纤维形成的无纺布(通过对暂时形成的无纺布施加物理性冲击，使纤维原纤化而得到的细纤维无纺布)等，从交织的容易程度的观点考虑，优选使用熔喷无纺布。

为了得到本发明的纤维结构体，优选使用细纤维B彼此的平均熔粘点数为特定的范围内的细纤维无纺布。通过使用这样的细纤维无纺布，能够与粗纤维无纺布实施抱合处理，容易使细纤维组与粗纤维组进行交织。例如，通过将从喷嘴挤出的熔融热塑性聚合物通过热风喷射而细化为纤维状，在高温高速气流中使纤维交织，同时进行自熔粘，形成熔喷无纺布。在本发明中，发现了通过调整基于熔喷法的纤维流的捕集距离，能够控制被喷出的聚合物发生纤维化到达捕集面为止期间的自熔粘性，能够调整得到的细纤维无纺布的细纤维B彼此的平均熔粘点数。具体而言，通过加长捕集距离，能够抑制自熔粘，另一方面，通过缩短捕集距离，能够促进自熔粘，虽然也取决于树脂粘度、空气温度等条件，但捕集距离(从喷嘴至捕集面的距离)可以为35～90cm，可以优选为40～80cm、更优选为40～70cm。

从与粗纤维无纺布充分抱合的观点考虑，细纤维无纺布的单位面积重量例如可以为1.0～30g/m²左右，可以优选为2.0～25g/m²左右、更优选为3.0～20g/m²左右。

细纤维无纺布的表观密度例如可以为0.01～0.30g/cm³左右，可以优选为0.03～0.25g/cm³左右、更优选为0.05～0.20g/cm³左右。

细纤维无纺布的厚度例如可以为0.01～0.30mm左右，可以优选为0.03～0.25mm左右、更优选为0.05～0.20mm左右。

对于层叠物而言，从在随后的抱合工序中使粗纤维无纺布与细纤维无纺布充分抱合的观点考虑，粗纤维无纺布的单位面积重量W1与细纤维无纺布的单位面积重量W2之比W1/W2可以为1.2～8.0，可以优选为1.3～5.0、更优选为1.5～3.5、进一步更优选为1.7～2.5。

作为抱合处理，可以通过利用水刺法、针刺法等而使粗纤维无纺布与细纤维无纺布抱合，从使细纤维无纺布的长纤维充分地抱合的观点考虑，优选使用水刺法。

例如，在水刺法中，对于载置有使粗纤维无纺布与细纤维无纺布叠合而成的层叠物的多孔支撑体，从开有微细孔的喷嘴喷射出高压水流(例如1MPa以上)，贯穿层叠物的水流被支撑体反射，可以利用其能量使纤维抱合。

在水刺法中使用的多孔支撑体可以是滚筒型、平板型的任一种，也可以将它们组合进行，优选使用平板型多孔支撑体。多孔支撑体的开孔率例如可以为10～50％、优选为15～40％、更优选为20～30％左右。另外，多孔支撑体的孔径例如可以为0.01～5.0mm、优选为0.05～3.0mm、更优选为0.1～1.0mm左右。

水流的水压可以根据层叠物的厚度等而适当设定，例如可以为1～10MPa、优选为1.5～9.5MPa、进一步优选为2～9MPa左右。

水流的喷射所使用的喷嘴的孔径例如可以为0.05～0.2mm左右。喷嘴中的微细孔的间隔例如可以为0.3～5.0mm、优选为0.4～3.0mm、更优选为0.5～2.0mm左右。

用于水流喷射的喷嘴可以设置1列或多列，例如其排列数为1～5列，从将粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合性最优化的观点考虑，优选为2～3列。在设置多列喷嘴的情况下，每个排列的水流的水压可以不同，从将粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合性最优化的观点考虑，优选提高朝向机械方向(MD方向)与层叠物接触的水流的水压。

在粗纤维无纺布与细纤维无纺布抱合时，优选将粗纤维无纺布与细纤维无纺布叠合而成的层叠物载置在上述多孔支撑体上，以一定的速度将该层叠物与多孔支撑体一起沿着长度方向连续输送，并且在上述的条件下实施抱合处理。层叠物的输送速度例如可以为1.0～10.0m/分、优选为2.0～9.0m/分、更优选为3.0～8.0m/分左右。通过将层叠物的输送速度设为上述范围，能够将粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合性最优化，进一步提高得到的纤维结构体的粉尘保持容量。

另外，在基于水刺法的抱合处理中，可以从层叠物的粗纤维无纺布侧或细纤维无纺布侧中的任一侧喷射水流，从使粗纤维无纺布与细纤维无纺布充分抱合的观点考虑，可以从层叠物的细纤维无纺布侧喷射水流。

此外，根据用途，可以对纤维结构体进行带电处理来提高捕集效率。带电处理可以对抱合处理前的层叠物进行，也可以对进行了抱合处理后的纤维结构体进行。

带电处理只要能够带电即可，没有特别限定，例如可举出通过摩擦、接触而赋予电荷的方法、照射活性能量射线(例如电子束、紫外线、X射线等)的方法、利用电晕放电、等离子体等气体放电的方法、利用高电场的方法、使用了水等极性溶剂的液体带电法等。

在液体带电法中，例如，通过将水、有机溶剂等极性溶剂(从排水处理等的生产性的观点考虑，优选为水)喷雾至纤维结构体，或者边喷雾边振动，或者在赋予后或边赋予边从纤维结构体的单侧进行抽吸，从而使极性溶剂浸透至纤维结构体内部而使其带电。与纤维结构体碰撞的极性溶剂的压力可以优选为0.1～5MPa。从下部的抽吸压力可以优选为500～5000mmH₂O。液体带电的处理时间可以优选为0.001～5秒钟。

本发明的纤维结构体的粉尘保持容量可以4.3mg以上，可以优选为4.5mg以上、更优选为5.0mg以上、进一步优选为6.0mg以上。粉尘保持容量越高越好，上限没有特别限定，例如可以为30mg左右。这里，粉尘保持容量表示对于安装于内径110mm的圆的过滤器支架的纤维结构体而言压力损失达到初始值的2倍为止所捕集的粉尘量，是通过后述的实施例中记载的方法测得的值。

本发明的纤维结构体的捕集效率(初始捕集效率)越高越好，从将压力损失控制在适宜的范围的观点考虑，例如可以为60％以上(例如60％～99.99％)、优选为70％以上、更优选为80％以上。这里，捕集效率是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

本发明的纤维结构体的压力损失(初始压力损失)可以根据所含有的纤维的纤维直径等的设计而调整至例如0～30Pa的范围，纤维结构体的压力损失例如可以为0～20Pa左右，可以优选为0～15Pa左右、更优选为1～14Pa左右。这里，压力损失是通过后述的实施例中记载的方法而测得的值。

对于本发明的纤维结构体而言，根据捕集效率及压力损失通过下述式计算出的QF值例如可以为0.10以上、优选为0.15以上、更优选为0.19以上。QF值越高越优选，上限没有特别限定，例如可以为2.00左右。

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)

作为这样的纤维结构体的用途，可以适宜用作例如过滤器(特别是空气过滤器)。过滤器可以作为例如口罩、各种空调用途(建筑空调、洁净室、涂装室等)、汽车工业用途(车厢过滤器等)、一般家电用途(空调、空气净化器、吸尘器等)等所使用的过滤器而使用。在将纤维结构体用作过滤器的情况下，可以将其粗纤维组侧作为上游侧使用。

例如，本发明的纤维结构体可以用作口罩的过滤片。本发明的口罩只要至少具备本发明的纤维结构体作为包覆人体的嘴边及鼻根这两者或其中任一者的包覆部即可，例如可以具备纤维结构体作为构成该包覆部的多层中的一层。另外，纤维结构体可以用作配置于构成口罩的呼气侧片、表面侧片之间的中间片。

需要说明的是，在本发明中，口罩至少包覆人体的嘴边及鼻根(特别是鼻孔部)这两者或其中任一者，无论其是否具有固定于脸部的带等固定部。另外，口罩可以包覆人体的嘴边及鼻根以外的部分。例如，作为一个变形例，本发明的口罩可以是适于治疗睡眠呼吸暂停综合征的CPAP疗法、适于通气功能衰竭的NIPPV疗法等所使用的睡眠呼吸暂停综合征的治疗用口罩(例如，鼻罩、全脸面罩等)。

实施例

以下，基于实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不受这些实施例的任何限制。需要说明的是，在以下实施例及比较例中，通过下述方法测定了各种物性。

[单纤维的数均纤维直径]

使用扫描电子显微镜观察了纤维结构体的表面。根据电子显微镜照片随机选择纤维，从单纤维侧面测定纤维直径，将纤维直径超过5.0μm的纤维作为粗纤维A，计算出数均纤维直径(n＝100)，将纤维直径为5.0μm以下的纤维作为细纤维B，计算出数均纤维直径(n＝100)。

[单位面积重量及表观密度]

依据JIS L 191“3一般无纺布试验方法”的6.2测定了单位面积重量(g/m²)。另外，表观密度(g/cm³)通过用单位面积重量除以厚度而计算出。

[厚度]

以相对于纤维结构体或各种无纺布的厚度方向平行且相对于机械方向(MD)垂直的方式，使用剃刀“(FEATHER剃刀S单刃”，FEATHER Safety Razor公司制造)切断任意10个位置，利用数字显微镜下的照片观察各截面。然后，在纤维结构体或各种无纺布的各切断面中确定上端及下端，测定从上端至下端的厚度方向的距离，计算出这些10个位置的平均值，由此求出纤维结构体及各种无纺布的厚度(mm)。

[纤维的填充率]

将纤维结构体在任意的5个位置于面方向切成2.5cm×2.5cm，采集了样品，然后，在下述条件下对各样品进行X射线CT测定，得到了三维图像。

＜X射线CT测定条件＞

测定装置：Xradia 520Versa(CARL ZEISS公司制造)

X射线靶：钨

X射线源强度：160kV

输出：10W

物镜：4X

拍摄视野范围：1512μm

像素尺寸：1.5μm/pix

像素合并：2

曝光时间：2秒/张

拍摄张数：3201张

拍摄时间：4小时

＜图像分析条件＞

按照以下的步骤使用图像分析软件Avizo(Thermo Fisher Scientific公司制造)对得到的三维图像进行图像分析，由此测定了各区域的各种纤维的填充率。

对于得到的三维图像，在图像分析软件上将纤维结构体样品的三维图像切割成0.75mm×0.75mm×总厚度后，通过NON-LOCAL Filter功能将噪音去除。NON-LOCAL Filter功能设定为以下的条件。

Spatial Standard Deviation值：5

Intensity Standard Deviation值：0.2

Search window值：10

Local Neighborhood值：3

然后，通过Interactive Thresholding功能进行二值化，提取出全部的纤维。阈值设为65536灰度中30000～35000的任意值。

对于通过NON-LOCAL Filter处理进行了噪音去除而得到的数据，使用FiberTracing功能，提取出具有特定纤维直径的纤维(粗纤维A)。Fiber Tracing功能设定为以下的条件。

Cylinder Correlation的Cylinder length值：纤维直径的2.5～3.5倍之间的任意值

Angular Sampling值：5

Mask Cylinder Radius值：纤维半径+1～纤维半径+13之间的任意值

Outer Cylinder Radius值：纤维半径

Inner Cylinder Radius值：0

Trace Correlation Lines的Direction Coefficient值：0.45

Minimum Distance值：纤维半径～纤维直径之间的任意值

另外，使用Arithmetic功能，从通过Interactive Thresholding功能提取出的全部纤维中减去通过Fiber Tracing功能提取出的具有特定纤维直径的纤维，仅提取出具有其它纤维直径的纤维(细纤维B)。

使用Arithmetic功能，提取通过Interactive Thresholding功能提取出的全部纤维以外的区域作为空隙。

使用Regional Volume Fraction功能，在厚度方向上每7.5μm对图像数据进行分析，计算出各个区域中的粗纤维A/细纤维B/空隙的体积比例。将存在0.1vol％以上的纤维的区域作为纤维结构体的区域，设为测定范围。

在上述测得的纤维结构体的厚度为L(mm)的情况下，将该厚度10等分，以使平均每1个分割区域的厚度成为L/10(mm)的方式，将上述的每7.5μm进行了分析的纤维结构体的区域全部合并，将截面以每L/10(mm)厚度分割成10个层的量，在得到的10个层的量中从细纤维组侧朝向粗纤维组侧设为第1区域～第10区域，计算出各区域中的粗纤维A、细纤维B的填充率。

在同一纤维结构体样品(2.5cm×2.5cm)内，对于0.75mm×0.75mm×总厚度的分析范围，以125μm间距在上述分析条件下在10个位置进行了分析。测定结果是对全部5个样品的10个部位、共计50点的平均值。

此外，在得到的10个层中从细纤维组侧朝向粗纤维组侧设为第1区域～第10区域，分别计算出表示第1区域～第3区域的区域S的粗纤维A、细纤维B的填充率的平均值、表示第4区域～第7区域的区域T的粗纤维A、细纤维B的填充率的平均值、以及表示第8区域～第10区域的区域U的粗纤维A、细纤维B的填充率的平均值。

[平均熔粘点数]

将纤维结构体在面方向切成1cm×1cm，采集样品，使用扫描电子显微镜随机地在100μm×100μm的范围对得到的样品的细纤维组侧的表面进行拍摄。然后，根据得到的图像测定细纤维B相互熔粘在一起的部位的数量，通过在面方向上不同的5个部位的100μm×100μm范围的图像对其进行测定，计算出这些数量的平均值。需要说明的是，关于熔粘在一起的部位的数量，在相同的细纤维B彼此在多个部位熔粘在一起的情况下，作为其它部位进行计数。

[捕集效率、压力损失、QF值]

使用过滤器效率自动检测装置(TSI公司制、AFT8130A)对实施例及比较例中得到的纤维结构体的捕集性能进行了评价。首先，以粗纤维组侧为上游侧、细纤维组侧为下游侧的方式将试验样品安装于内径110mm的圆的过滤器支架。在该状态下使用质量中值直径为0.26μm的NaCl粒子作为试验粒子，以粒子浓度15～20mg/m³、风量32升/分、面速度5.33cm/秒对设置有试验样品的过滤器支架流通10秒钟，使用激光式粒子检测器测定上游侧的粒子浓度X1、下游侧(过滤后)的粒子浓度X2，根据下述式求出捕集效率。

捕集效率(％)＝{(X1-X2)/X1}×100

另外，在上述过滤器效率自动检测装置中的过滤器支架的上游侧、下游侧之间配置微差压计，测定了风量32升/分时的差压(压力损失(Pa))。

然后，根据得到的捕集效率及压力损失通过下式计算出QF值。

QF值＝-ln(1－捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)

[粉尘保持容量]

使用过滤器效率自动检测装置(TSI公司制、AFT8130A)对实施例及比较例中得到的纤维结构体的捕集性能进行了评价。首先，以粗纤维组侧为上游侧、细纤维组侧为下游侧的方式将试验样品安装于内径110mm的圆的过滤器支架。在该状态下使用质量中值直径为0.26μm的NaCl粒子作为试验粒子，以粒子浓度15～20mg/m³、风量32升/分、面速度5.33cm/秒对设置有试验样品的过滤器支架流通60分钟，每2分钟通过与上述相同的方法计算出捕集效率和压力损失。然后，使用得到的数值，测定了从测定开始时的压力损失至达到2倍压力损失为止的时间t。进一步，根据上游侧的粒子浓度、风量、捕集效率通过下述式计算出各2分钟的粒子捕集重量，将至时间t为止的总和作为粉尘保持容量。

2分钟的粒子捕集重量＝上游侧的粒子浓度(mg/m³)×风量(升/分)×0.001(m³/升)×2(分钟)×捕集效率(％)/100

[实施例1]

(1)粗纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝30g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备以纺丝温度260℃、空气温度260℃、空气流量13Nm³/min、单孔喷出量0.3g/孔·分、孔径0.4mm、孔间隔1.5mm从喷嘴孔喷出，以捕集距离32cm捕集通过热风进行了细化后的纤维流，由此得到了粗纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径7.2μm、单位面积重量20g/m²、厚度0.76mm、表观密度0.03g/cm³)。

(2)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气流量10Nm³/min、单孔喷出量0.036g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.75mm、捕集距离40cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径1.2μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.10mm、表观密度0.10g/cm³)。

(3)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

接着，将(1)中得到的粗纤维无纺布和(2)中得到的细纤维无纺布叠合。将该层叠物载置于多孔支撑体(开孔率25％，孔径0.3mm)上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的2个喷嘴(相邻的喷嘴间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为2.0MPa，将从第2列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为3.0MPa，从细纤维无纺布侧喷射高压水流，进行了抱合处理。

接着，通过液体带电法对使粗纤维无纺布与细纤维无纺布进行抱合而得到的纤维结构体实施了带电处理。具体而言，在以下的条件下，从一个表面对纤维结构体喷雾水后，将狭缝状的抽吸嘴抵接于纤维结构体的另一个表面而对水进行抽吸，从而使水浸透至纤维结构体内部，在除水后进行自然干燥。

·水的压力：0.4MPa

·抽吸压力：2000mmH₂O

·处理时间：0.0042秒钟(速度20m/min)

将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[实施例2]

将实施例1(1)中得到的粗纤维无纺布与实施例1(2)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的3个喷嘴(相邻的喷嘴间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为5.0MPa，将从第3列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为10MPa，从细纤维无纺布侧喷射高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[实施例3]

(1)粗纤维无纺布的制作

使用单纤维的数均纤维直径17.5μm、纤维长度51mm的聚丙烯纤维(NF，UBE Exsymo公司制造)100重量％作为原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将得到的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm的冲孔鼓支撑体上，以速度5.0m/分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交织后的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置有孔径0.10mm孔口的2个喷嘴(相邻的喷嘴间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，进一步对背面进行同样的抱合处理，得到了粗纤维无纺布(单位面积重量35g/m²、厚度0.42mm、表观密度0.08g/cm³)。

(2)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.6mm(1列配置)、捕集距离40cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径2.5μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.11mm、表观密度0.10g/cm³)。

(3)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

接着，将(1)中得到的粗纤维无纺布与(2)中得到的细纤维无纺布叠合。将该层叠物载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的1个喷嘴，从细纤维无纺布侧喷射水压3.0MPa的高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[实施例4]

将实施例3(1)中得到的粗纤维无纺布与实施例3(2)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的1个喷嘴，从细纤维无纺布侧喷射水压7.0MPa的高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1，将截面放大照片示于图1，将细纤维组侧的表面放大照片示于图2。

[实施例5]

将实施例3(1)中得到的粗纤维无纺布与实施例3(2)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的3个喷嘴(相邻的喷嘴间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为5.0MPa，将从第3列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为10MPa，从细纤维无纺布侧喷射高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[实施例6]

(1)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.6mm(1列配置)、捕集距离70cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径2.5μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.11mm、表观密度0.10g/cm³)。

(2)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

将实施例3(1)中得到的粗纤维无纺布与实施例6(1)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的1个喷嘴，从细纤维无纺布侧喷射水压4.0MPa的高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[比较例1]

(1)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气流量10Nm³/min、单孔喷出量0.036g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.75mm、捕集距离10cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径1.2μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.10mm、表观密度0.10g/cm³)。

(2)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

将实施例1(1)中得到的粗纤维无纺布与比较例1(1)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的2个喷嘴(相邻的喷嘴间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为2.0MPa，将从第2列喷嘴喷射出的高压水流的水压设为3.0MPa，从粗纤维无纺布侧喷射高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[比较例2]

(1)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.6mm(1列配置)、捕集距离30cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径2.5μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.11mm、表观密度0.10g/cm³)。

(2)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

将实施例3(1)中得到的粗纤维无纺布与比较例2(1)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的1个喷嘴，从细纤维无纺布侧喷射水压3.0MPa的高压水流，进行了抱合处理。接下来，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

[比较例3]

(1)细纤维无纺布的制作

对于聚丙烯(MFR[230℃，21.18N负载]＝700g/10分)100质量份，使用通常的熔喷设备，以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、孔径0.3mm、孔间隔0.6mm(1列配置)、捕集距离100cm进行熔喷纺丝，得到了细纤维无纺布(单纤维的数均纤维直径2.5μm、单位面积重量10g/m²、厚度0.11mm、表观密度0.10g/cm³)。

(2)粗纤维无纺布与细纤维无纺布的抱合处理

将实施例3(1)中得到的粗纤维无纺布与比较例3(1)中得到的细纤维无纺布叠合，载置于实施例1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿着层叠物的长度方向连续地输送，同时，使用沿着层叠物的宽度方向以0.6mm的间隔设置有孔径0.10mm的孔口的1个喷嘴，从细纤维无纺布侧喷射水压4.0MPa的高压水流，进行了抱合处理。接着，与实施例1同样地进行带电处理，得到了粗纤维无纺布与细纤维无纺布交织而成的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表1。

如表1所示，比较例1～3中，区域S、区域T及区域U的纤维填充率具有SA+SB＞TA+TB＞UA+UB的关系，粗纤维A及细纤维B的填充率没有特定的关系，另外，细纤维B彼此的平均熔粘点数不在特定的范围内，粉尘保持容量低。

另一方面，实施例1及2中，SB、TB及UB中SB最大，且具有TA+TB＞SA+SB＞UA+UB的特定的关系，另外，细纤维B彼此的平均熔粘点数在特定的范围内。尽管这些纤维结构体使用了具有与比较例1同等的平均纤维直径的粗纤维无纺布及细纤维无纺布而制造，但粉尘保持容量比比较例1高1.4倍以上。

另外，同样地，实施例3～6中，在各区域中粗纤维A及细纤维B具有特定的分布，细纤维B彼此的平均熔粘点数在特定的范围内。尽管这些纤维结构体使用了具有与比较例2及3同等的平均纤维直径的粗纤维无纺布及细纤维无纺布而制造，但粉尘保持容量比比较例2及3高1.5倍以上。

工业实用性

本发明的纤维结构体的粉尘保持容量高，寿命长，因此，可以适宜地用作各种过滤器(特别是空气过滤器、袋式过滤器、液体过滤器)等。例如，能够作为在口罩、各种空调用途(建筑空调、洁净室、涂装室等)、汽车工业用途(车厢过滤器等)、一般家电用途(空调、空气净化器、吸尘器等)等所使用的过滤器而使用。

如上所述，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种追加、变更或删除，其也包含在本发明范围内。

Claims

1.一种纤维结构体，其包含由单纤维的纤维直径超过5μm的纤维A构成的粗纤维组、和由单纤维的纤维直径为5μm以下的纤维B构成的细纤维组，所述纤维结构体具备所述粗纤维组与所述细纤维组交织的交织区域，

将所述纤维结构体在厚度方向上10等分，并从细纤维组侧向粗纤维组侧设为第1区域～第10区域，将存在于表示第1区域～第3区域的区域S、表示第4区域～第7区域的区域T、以及表示第8区域～第10区域的区域U的所述纤维A的填充率分别设为SA、TA及UA，将所述纤维B的填充率分别设为SB、TB及UB的情况下，

SB、TB及UB中SB最大，

TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。

2.根据权利要求1所述的纤维结构体，其中，

纤维结构体的面方向100μm×100μm中的纤维B彼此的平均熔粘点数为10个以下。

3.根据权利要求2所述的纤维结构体，其中，

所述纤维B彼此的熔粘点通过熔喷法形成。

4.一种纤维结构体，其包含由单纤维的纤维直径超过5μm的纤维A构成的粗纤维组、和由单纤维的纤维直径为5μm以下的纤维B构成的细纤维组，所述纤维结构体具备所述粗纤维组与所述细纤维组交织的交织区域，

纤维结构体的面方向100μm×100μm中的构成所述细纤维组的纤维B彼此的平均熔粘点数为1.0个以上且10.0个以下。

5.根据权利要求4所述的纤维结构体，其中，

所述纤维B彼此的熔粘点通过熔喷法形成。

6.根据权利要求4或5所述的纤维结构体，其中，

SB、TB及UB中SB最大，

TA+TB＞SA+SB＞UA+UB。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的纤维结构体，其为由所述纤维A形成的粗纤维无纺布与由所述纤维B形成的细纤维无纺布的抱合物。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的纤维结构体，其中，

所述粗纤维组的单纤维的数均纤维直径为5.5μm以上，所述细纤维组的单纤维的数均纤维直径为4.5μm以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的纤维结构体，其单位面积重量为15～180g/m²。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的纤维结构体，其是带电的。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维结构体，其捕集效率为60％以上。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的纤维结构体，其QF值为0.10以上，

所述QF值根据捕集效率及压力损失通过下述式计算，

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)。

13.一种过滤器，其具备权利要求1～12中任一项所述的纤维结构体。

14.一种口罩，其具备权利要求13所述的过滤器。