(57)【要約】  極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を提供する。面方向に広がる極細繊維層（１０）と、前記極細繊維層に隣接する基材層（２０）と、を含む繊維構造体であって、極細繊維層（１０）は、単繊維の数平均繊維径５μｍ以下の極細繊維で構成され、基材層（２０）は、単繊維の数平均繊維径７μｍ以上の非極細繊維で構成される。繊維構造体の厚さ方向の切断面において、基材層（１０）には極細繊維が非極細繊維間に押し込まれて幅方向に広がる混在部（１２）が存在するとともに、極細繊維層から押し込まれた極細繊維の少なくとも一部（１４）が、基材層を前記極細繊維層側から順に近領域（Ｐ）、中央領域（Ｃ）および遠領域（Ｄ）と三等分した場合の遠領域（Ｄ）に到達している。
2020137605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向に広がる極細繊維層と、前記極細繊維層に隣接する基材層と、を含む繊維構造体であって、
前記極細繊維層は、単繊維の数平均繊維径５μｍ以下の極細繊維で構成され、
前記基材層は、単繊維の数平均繊維径７μｍ以上の非極細繊維で構成され、
前記繊維構造体の厚さ方向の切断面において、前記基材層には、極細繊維が非極細繊維間に押し込まれて幅方向に広がる混在部が存在するとともに、極細繊維層から押し込まれた極細繊維の少なくとも一部が、基材層を前記極細繊維層側から順に近領域、中央領域および遠領域と三等分した場合の遠領域に到達している、繊維構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の繊維構造体であって、前記繊維構造体は、耐熱性の極細繊維層と耐熱性の基材層とを含み、前記極細繊維層は耐熱性の極細繊維で構成され、前記基材層は、耐熱性の非極細繊維で構成されている、繊維構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の繊維構造体であって、繊維構造体の厚さ方向の切断面において、中央領域と遠領域との境界線と交わる前記混在部の幅Ｗの平均値が、１２０μｍ以上である、繊維構造体。
【請求項４】
請求項３に記載の繊維構造体であって、繊維構造体の切断面において、極細繊維の遠領域における存在率が、１〜２０％である、繊維構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、非極細繊維を除いた極細繊維からなる密度が０．１ｇ／ｃｍ３以下である、繊維構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、
前記極細繊維で形成された１または複数の極細繊維層と、前記非極細繊維で形成された１または複数の非極細繊維層との積層絡合物である、繊維構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、極細繊維層がメルトブローン不織布であり、基材層がスパンレース不織布である、繊維構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、目付が２０〜１８０ｇ／ｍ２である、繊維構造体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、２００℃で３時間加熱した後に繊維が溶融していない、繊維構造体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、帯電処理されている、繊維構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、捕集効率が７０％以上である、繊維構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、捕集効率および圧力損失により下記式に従って算出されるＱＦ値が０．２１以上である、繊維構造体。
ＱＦ値＝−ｌｎ（１−捕集効率（％）／１００）／圧力損失（Ｐａ）
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、１００℃で４８時間加熱した後の捕集効率が７０％以上である、繊維構造体。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の繊維構造体を備えるフィルター。
【請求項１５】
請求項１４に記載のフィルターを備えるマスク。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、日本国で２０１８年１２月２８日に出願した特願２０１８−２４７７８０、および日本国で２０１８年１２月２８日に出願した特願２０１８−２４７７８１の優先権を主張するものであり、それらの全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体に関し、特に、耐熱性の極細繊維層と耐熱性の基材層とが深層複合された耐熱性の繊維構造体に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、エアフィルターの濾材として不織布が用いられている。中でもメルトブロー法で形成された極細繊維からなる不織布は、気体中の花粉や塵等のミクロダストの捕集能力が高い。【０００４】
また塵埃捕集効率を高めるために、不織布をエレクトレット化し、物理的作用に加えて静電気的作用を利用することにより、高捕集効率を発揮する試みが行われている。【０００５】
例えば、特許文献１（特開２００３−００３３６７号公報）には、繊維シートの表裏両面に正極性と負極性の両電荷が混在するように帯電し、該帯電部分の片面当たりの合計面積が表裏両面とも各面の全面積に対し５０％以上であるエレクトレット繊維シートが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−００３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、高塵埃捕集効率を達成できる一方で、エレクトレット繊維シートを形成する素材に関してはメルトブローン不織布が好ましい旨が記載されているに過ぎない。しかしながら、メルトブローン不織布は細繊度の単繊維で構成されるため、ミクロダストの捕集能力が高い一方、細繊度に由来して不織布内部の繊維密度が増加し、気体が通過する際の圧力損失が高くなるという問題がある。【０００８】
圧力損失が低い繊維構造体を得るためには、構成繊維の単繊維が太繊度であることが適しているが、その一方で、単繊維を太繊度化すると不織布内の繊維表面積が減少してしまい、捕集効率が低下するという問題がある。このように、高捕集効率を有することと、低圧力損失を有することは相反する関係にある。【０００９】
したがって、本発明の目的は、高捕集効率を有することとともに、低圧力損失を有することを両立できる繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、繊維径が小さく捕集効率を高める極細繊維層と、繊維径が大きく低圧力損失に貢献する基材層とを用いることで双方を両立できると考えた。そして、驚くべきことに、単に双方を重ね合わせるだけでは圧力損失を低減させることはできないが、（ｉ）捕集の役目をする極細繊維層自体が面方向に広がる状態でありつつも、（ｉｉ）極細繊維層を構成する極細繊維の一部を物理的に基材層の厚さ方向に押し込むとともに、押し込まれた極細繊維を基材層の厚さ方向および幅方向へ広げて基材層に対して複合化する（深層複合）ことによって、これまでにない低圧力損失下で、高捕集効率を達成することが可能であることを見出し、本発明の完成に至った。【００１１】
すなわち、本発明は、以下の態様で構成されうる。
〔態様１〕
面方向に広がる（好ましくは面方向に連続して広がる）極細繊維層と、前記極細繊維層に隣接する基材層と、を含む繊維構造体であって、
前記極細繊維層は、単繊維の数平均繊維径５μｍ以下の極細繊維で構成され、
前記基材層は、単繊維の数平均繊維径７μｍ以上の非極細繊維で構成され、
前記繊維構造体の厚さ方向の切断面において、前記基材層には、極細繊維が非極細繊維間に押し込まれて幅方向に広がる混在部が存在するとともに、極細繊維層から押し込まれた極細繊維の少なくとも一部が、基材層を前記極細繊維層側から順に近領域、中央領域および遠領域と三等分した場合の遠領域に到達している、繊維構造体。
〔態様２〕
態様１に記載の繊維構造体であって、前記繊維構造体は、耐熱性の極細繊維層と耐熱性の基材層とを含み、前記極細繊維層は耐熱性の極細繊維で構成され、前記基材層は、耐熱性の非極細繊維で構成されている、繊維構造体。
〔態様３〕
態様１または２に記載の繊維構造体であって、繊維構造体の厚さ方向の切断面において、中央領域と遠領域との境界線と交わる前記混在部の幅Ｗの平均値が、１２０μｍ以上である、繊維構造体。
〔態様４〕
態様１〜３のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、繊維構造体の切断面において、極細繊維の遠領域における存在率が、１〜２０％である、繊維構造体。
〔態様５〕
態様１〜４のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、非極細繊維を除いた極細繊維からなる密度が０．１ｇ／ｃｍ３以下である、繊維構造体。
〔態様６〕
態様１〜５のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、
前記極細繊維で形成された１または複数の極細繊維層と、前記非極細繊維で形成された１または複数の非極細繊維層との積層絡合物である、繊維構造体。
〔態様７〕
態様１〜６のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、極細繊維層がメルトブローン不織布であり、基材層がスパンレース不織布である、繊維構造体。
〔態様８〕
態様１〜７のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、目付が２０〜１８０ｇ／ｍ２である、繊維構造体。
〔態様９〕
態様１〜８のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、２００℃で３時間加熱した後に繊維が溶融していない（繊維形状が保持されている）、繊維構造体。
〔態様１０〕
態様１〜９のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、帯電処理されている、繊維構造体。
〔態様１１〕
態様１〜１０のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、捕集効率が７０％以上である、繊維構造体。
〔態様１２〕
態様１〜１１のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、捕集効率および圧力損失により下記式に従って算出されるＱＦ値が０．２１以上である、繊維構造体。
ＱＦ値＝−ｌｎ（１−捕集効率（％）／１００）／圧力損失（Ｐａ）
〔態様１３〕
態様１〜１２のいずれか一態様に記載の繊維構造体であって、１００℃で４８時間加熱した後の捕集効率が７０％以上である、繊維構造体。
〔態様１４〕
態様１〜１３のいずれか一態様に記載の繊維構造体を備えるフィルター。
〔態様１５〕
態様１４に記載のフィルターを備えるマスク。【００１２】
なお、請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の繊維構造体によれば、極細繊維が基材層の非極細繊維間に押し込まれて深層複合するため、高い捕集効率を達成すると同時に、低い圧力損失を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。
【図１】本発明の一実施形態に係る繊維構造体の厚さ方向断面を示す拡大写真である。
【図２】本発明の一実施形態に係る繊維構造体の一部をこの繊維構造体の厚さ方向に切断して見た断面を概念的に示す参考断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の繊維構造体は、面方向に広がる（好ましくは連続して広がる）極細繊維層と、前記極細繊維層に隣接する基材層と、を含む繊維構造体である。前記繊維構造体は、耐熱性の極細繊維層と耐熱性の基材層とを含み、前記極細繊維層は耐熱性の極細繊維で構成され、前記基材層は、耐熱性の非極細繊維で構成されていてもよい。
【００１６】
［繊維構造体の製造方法］
本発明の繊維構造体の製造方法は、特定の極細繊維層用繊維シートと基材層用繊維シートとの積層物を準備する工程と、前記積層物に対して絡合処理を行う工程と、を少なくとも備えている。このような積層物を絡合処理することにより、基材層を構成する非極細繊維間に極細繊維が押し込まれ、押し込まれた極細繊維が基材層の厚さ方向および幅方向へと広がって、極細繊維層を基材層に対して深層複合させることができる。
【００１７】
（準備工程）
準備工程では、特定の極細繊維層用繊維シートと基材層用繊維シートとの積層物が準備される。積層物を構成する基材層用繊維シートおよび極細繊維層用繊維シートは、それぞれ別に準備され、重ね合わせることにより積層物としてもよいし、一方の繊維シート（例えば基材層用繊維シート）の上に直接他方の繊維シート（例えば極細繊維層用繊維シート）が形成されて積層物としてもよい。素材のバリエーションを高める観点からは、基材層用繊維シートおよび極細繊維層用繊維シートをそれぞれ別に準備して重ね合わせた積層物であるのが好ましい。積層物は、両者が予め接着した状態であってもよく、接着されずに単に重ね合わせられた状態であってもよい。通気性の観点やバインダーフリーとする観点からは、単なる重ね合わせ物であるのが好ましい。
【００１８】
（基材層用繊維シート）
基材層用繊維シートは非極細繊維で形成され、絡合により非極細繊維間に押し込まれた極細繊維がさらに幅方向にも広がることを可能にする限り特に限定されず、織物、編物、不織布、ウェブなどが挙げられる。極細繊維層用シートとの絡合性の観点から、乾式不織布、紡糸直結型不織布（例えばスパンボンド不織布）などが好ましく用いられる。基材層用繊維シートは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
乾式不織布を構成する繊維の繊維長は１５〜７０ｍｍ程度、好ましくは２０〜６５ｍｍ程度であってもよく、より好ましくは３０〜６０ｍｍ程度であり、さらに好ましくは３５〜５５ｍｍ程度であってもよい。このような繊維長により乾式不織布を、湿式不織布（通常、繊維長は１０ｍｍ以下）と区別することが可能である。
【００２０】
例えば、乾式不織布では、所定の繊維集合体から、カード法またはエアレイド法により、ウェブが形成される。得られたウェブは、次いで、実用的な強度を付与するために、繊維同士を結合させる。結合方法としては、化学的結合（例えば、ケミカルボンド法）、熱的結合（例えば、サーマルボンド法、スチームジェット法）、機械的結合（例えば、スパンレース法、ニードルパンチ法）を利用することができるが、簡便性の観点から、水流絡合処理により交絡させるスパンレース法を用いることが好ましい。
【００２１】
具体的には、不織布としては、ケミカルボンド不織布、サーマルボンド不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、エアレイド不織布、スチームジェット不織布、スパンボンド不織布などが挙げられる。これらのうち、極細繊維を幅方向に広げやすい観点から、スパンレース不織布、スチームジェット不織布が好ましい。
【００２２】
基材層用繊維シートを構成する繊維は、用途に応じて選択でき、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維のいずれも用いることができる。具体的には、コットン、麻、羊毛、パルプ等の天然繊維；レーヨン、ポリノジック、キュプラ等の再生繊維；アセテート、トリアセテート等の半合成繊維；ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂から形成されるポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系樹脂から形成されるポリエステル系繊維、アクリル系樹脂から形成されるアクリル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリウレタン系繊維、各種耐熱性繊維等の合成繊維が挙げられる。これらの繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２３】
また、基材層用繊維シートを構成する繊維は、捕集性能向上の観点から、疎水性繊維の含有量が好ましくは９０質量％以上であってもよく、より好ましくは９５質量％以上であってもよく、さらに好ましくは９９質量％以上であってもよく、特に好ましくは実質的に疎水性繊維のみからなる構成であってもよい。なお、ここで疎水性繊維とは、吸湿性の小さい繊維を意味している。
これらの繊維のうち、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維、耐熱性繊維、およびこれらの複合繊維が好ましく用いられる。
【００２４】
基材層用繊維シートを構成する耐熱性繊維は、ポリマーの分子内に、芳香族、複素環、含硫黄、含窒素などの構造を有する単位を有する耐熱性ポリマーで構成される繊維であってもよく、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）繊維、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）繊維、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）繊維、芳香族ポリアミド繊維（例えば脂肪族ジアミン単位と芳香族ジカルボン酸単位とで構成されるポリアミド繊維）、アラミド繊維（パラアラミド繊維、メタアラミド繊維）、ポリイミド（ＰＩ）系繊維、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）繊維、ポリアミドイミド繊維、非晶性ポリアリレート繊維、液晶性ポリエステル繊維、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリベンゾチアゾール繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、メラミン繊維、ノボロイド繊維などが挙げられる。これらの繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
これらの繊維のうち、溶融紡糸性および耐熱性の観点から、液晶性ポリエステル繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、半芳香族ポリアミド繊維（例えば、ジカルボン酸単位が、テレフタル酸単位を含み、ジアミン単位が、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を含む半芳香族ポリアミド繊維）などが好ましく用いられる。
【００２６】
（液晶性ポリエステル繊維）
液晶性ポリエステル繊維（ポリアリレート系液晶樹脂繊維と称する場合がある）は、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）から得られる繊維であり、例えば、液晶性ポリエステルを溶融紡糸することにより得ることができる。液晶性ポリエステルとしては、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明の効果を損なわない限り、芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構成単位は、その化学的構成については特に限定されるものではない。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、液晶性ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミンまたは芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでいてもよい。例えば、好ましい構成単位としては、表１に示す例が挙げられる。
【００２７】
【表１】
2020137605.tif 000003
【００２８】
Ｙは、１〜芳香族環において置換可能な最大数の範囲において、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基などの炭素数１から４のアルキル基など）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基など）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基など）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）など］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基など）、アラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基など）などが挙げられる。
【００２９】
より好ましい構成単位としては、下記表２、表３および表４に示す例（１）〜（１８）に記載される構成単位が挙げられる。なお、式中の構成単位が、複数の構造を示しうる構成単位である場合、そのような構成単位を二種以上組み合わせて、ポリマーを構成する構成単位として使用してもよい。
【００３０】
【表２】
2020137605.tif 000004
【００３１】
【表３】
2020137605.tif 000005
【００３２】
【表４】
2020137605.tif 000006
【００３３】
表２、表３および表４の構成単位において、ｎは１または２の整数で、それぞれの構成単位ｎ＝１、ｎ＝２は、単独でまたは組み合わせて存在してもよく、；Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基などの炭素数１から４のアルキル基など）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基など）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基など）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）など］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基など）、アラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基など）などであってもよい。これらのうち、好ましいＹとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子、またはメチル基が挙げられる。
【００３４】
また、Ｚとしては、下記式で表される置換基が挙げられる。
【００３５】
【化１】
2020137605.tif 000007
【００３６】
好ましい液晶性ポリエステルは、好ましくは、ナフタレン骨格を構成単位として有する組み合わせであってもよい。特に好ましくは、ヒドロキシ安息香酸由来の構成単位（Ａ）と、ヒドロキシナフトエ酸由来の構成単位（Ｂ）の両方を含んでいる。例えば、構成単位（Ａ）としては下記式（Ａ）が挙げられ、構成単位（Ｂ）としては下記式（Ｂ）が挙げられ、溶融紡糸性を向上する観点から、構成単位（Ａ）と構成単位（Ｂ）の比率は、好ましくは９／１〜１／１、より好ましくは７／１〜１／１、さらに好ましくは５／１〜１／１の範囲であってもよい。
【００３７】
【化２】
2020137605.tif 000008
【００３８】
【化３】
2020137605.tif 000009
【００３９】
また、（Ａ）の構成単位と（Ｂ）の構成単位の合計は、例えば、全構成単位に対して６５モル％以上であってもよく、より好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上であってもよい。ポリマー中、特に（Ｂ）の構成単位が４〜４５モル％である液晶性ポリエステルが好ましい。
【００４０】
さらに、液晶性ポリエステル繊維を形成する液晶性ポリエステル（ポリアリレート系液晶樹脂）の構成としては、パラヒドロキシ安息香酸と２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸が主成分となる構成、又は、パラヒドロキシ安息香酸と２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸とテレフタル酸とビフェノールが主成分となる構成が好ましい。
【００４１】
液晶性ポリエステルとしては、重合時のオリゴマー発生が少なく、細繊度化も容易である観点から、３１０℃での溶融粘度が２０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。また、繊維化容易性の観点から、３１０℃での溶融粘度が５Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００４２】
本発明で好適に用いられる液晶性ポリエステルの融点は２５０〜３６０℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは２６０〜３２０℃である。なお、ここでいう融点とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１試験法に準拠し、示差走差熱量計（ＤＳＣ；メトラー社製「ＴＡ３０００」）で測定し、観察される主吸収ピーク温度である。具体的には、前記ＤＳＣ装置に、サンプルを１０〜２０ｍｇをとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとして窒素を１００ｃｃ／分流し、２０℃／分で昇温したときの吸熱ピークを測定する。ポリマーの種類によってはＤＳＣ測定において１ｓｔ  ｒｕｎで明確なピークが現れない場合は、５０℃／分の昇温速度で予想される流れ温度よりも５０℃高い温度まで昇温し、その温度で３分間完全に溶融した後、−８０℃／分の降温速度で５０℃まで冷却し、しかる後に２０℃／分の昇温速度で吸熱ピークを測定するとよい。
【００４３】
液晶性ポリエステルとしては、例えば、パラヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸との共重合物からなる溶融液晶形成性全芳香族ポリエステル（ポリプラスチックス株式会社製、べクトラ−Ｌタイプ）が使用される。
【００４４】
（ポリエーテルイミド繊維）
ポリエーテルイミド繊維は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を溶融紡糸することにより得ることができる。ポリエーテルイミドとは、脂肪族、脂環族または芳香族系のエーテル単位と環状イミドとを反復構成単位とし、本発明の効果を損なわない限り、ポリエーテルイミドの主鎖に環状イミド、エーテル結合以外の構造単位、例えば脂肪族、脂環族または芳香族エステル単位、オキシカルボニル単位等が含有されていてもよい。ポリエーテルイミドは、結晶性または非晶性のいずれでもよいが、非晶性樹脂であることが好ましい。
【００４５】
具体的なポリエーテルイミドとしては、下記一般式で示されるユニットを有するポリマーが好適に使用される。但し、式中Ｒ１は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基であり；Ｒ２は、６〜３０個の炭素原子を有する２価の芳香族残基、２〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基、２〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキレン基、および２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基で連鎖停止されたポリジオルガノシロキサン基からなる群より選択された２価の有機基である。
【００４６】
【化４】
2020137605.tif 000010
【００４７】
上記Ｒ１、Ｒ２としては、例えば、下記式群に示される芳香族残基やアルキレン基（例えば、ｍ＝２〜１０）を有するものが好ましく使用される。
【００４８】
【化５】
2020137605.tif 000011
【００４９】
本発明では、溶融紡糸性、コストの観点から、下記式で示される構造単位を主として有する、２，２−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物とｍ−フェニレンジアミンとの縮合物が好ましく使用される。このようなポリエーテルイミドは、「ウルテム」の商標でサービックイノベイティブプラスチックス社から市販されている。
【００５０】
【化６】
2020137605.tif 000012
【００５１】
ポリエーテルイミド繊維を構成する樹脂は、上記一般式で示されるユニットを有するポリマーを樹脂中に少なくとも５０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことがさらに好ましく、９５質量％以上含むことがとくに好ましい。
【００５２】
ポリエーテルイミドとしては、東洋精機キャピログラフ１Ｂ型を用いて、温度３３０℃、せん断速度１２００ｓｅｃ−１での溶融粘度が９００Ｐａ・ｓである非晶性ポリエーテルイミドが使用されるのが好ましい。
【００５３】
（ポリフェニレンサルファイド繊維）
ポリフェニレンサルファイド繊維は、ポリアリーレンサルファイドを溶融紡糸することにより得ることができる。ポリアリーレンサルファイドは、−Ａｒ−Ｓ−（Ａｒはアリーレン基）で表されるアリーレンサルファイドを反復構成単位とし、アリーレン基としては、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレン、ナフチレン基などが挙げられる。耐熱性の観点から、反復構成単位がｐ−フェニレンサルファイドであるのが好ましい。
【００５４】
ポリフェニレンサルファイド繊維を構成する樹脂は、アリーレンサルファイドを反復構成単位とするポリマーを樹脂中に少なくとも５０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことがさらに好ましい。
【００５５】
また、前記繊維は非複合繊維であってもよいし、複合繊維（芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維など）であってもよい。複合繊維の場合、例えば、低融点樹脂を一方の成分（例えば、鞘成分、海成分など）とし、高融点樹脂を他の成分（例えば、芯成分、島成分）とする複合繊維が好ましい。低融点樹脂および高融点樹脂は、サーマルボンドでの処理温度に応じて、上述した繊維を形成する樹脂などから適宜選択することができる。
【００５６】
基材層用繊維シートの目付（単層についての目付）は、取扱い性の観点から、例えば、１０〜１５０ｇ／ｍ２程度であってもよく、好ましくは１２〜１３０ｇ／ｍ２程度、より好ましくは１５〜１００ｇ／ｍ２程度であってもよい。基材層用繊維シートの目付は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００５７】
基材層用繊維シートの見かけ密度（単層についての見かけ密度）は、例えば、０．０５〜０．３５ｇ／ｃｍ３程度であってもよく、好ましくは０．０６〜０．２５ｇ／ｃｍ３程度、より好ましくは０．０７〜０．２０ｇ／ｃｍ３程度であってもよい。基材層用繊維シートの見かけ密度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００５８】
基材層用繊維シートの厚さ（単層についての厚さ）は、例えば、０．２０〜１．００ｍｍ程度であってもよく、好ましくは０．２５〜０．９０ｍｍ程度、より好ましくは０．３０〜０．８０ｍｍ程度であってもよい。基材層用繊維シートの厚さは、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００５９】
（極細繊維層用繊維シート）
極細繊維層用繊維シートは、極細繊維で構成され、見かけ密度が０．０５〜０．３５ｇ／ｃｍ３を有している。このような見かけ密度を有する極細繊維層用繊維シートを基材層用繊維シートと積層して絡合処理を行うことにより、極細繊維を基材層に対して、厚さ方向と共に幅方向にも複合化することができ、その結果、極細繊維層と基材層とを深層複合化することが可能となる。極細繊維層用繊維シートの見かけ密度は、好ましくは０．０６〜０．３０ｇ／ｃｍ３であってもよく、より好ましくは０．０７〜０．２５ｇ／ｃｍ３であってもよい。極細繊維層用繊維シートの見かけ密度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００６０】
極細繊維層用繊維シートは、取扱い性を有しつつ、深層複合化を達成する観点から、極細繊維層用繊維シートの目付（ｇ／ｍ２）当たりの１０％伸長時強力（Ｎ／５ｃｍ）が、例えば０．１０〜１．００（Ｎ／５ｃｍ）程度であってもよく、好ましくは０．１２〜０．９０（Ｎ／５ｃｍ）程度であってもよく、より好ましくは０．１５〜０．７０（Ｎ／５ｃｍ）程度であってもよい。極細繊維層用繊維シートの目付当たりの１０％伸長時強力は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００６１】
極細繊維層用繊維シートとしては、深層複合化を行う観点から、特定の見かけ密度を有する限り特に限定されないが、極細繊維の取扱い性の観点から不織布が好ましく用いられる。
【００６２】
極細繊維層用繊維シートとしては、メルトブローン不織布、エレクトロスピニング不織布、分割繊維からなる布帛（異なる成分の束からなる繊維から一旦布帛を形成し、この繊維を異なる成分の界面から分割させて得られた極細繊維布帛）、海島繊維からなる不織布（海島繊維で形成された布帛の海部分を溶出して得られた極細繊維布帛）、フィブリル繊維からなる不織布（一旦形成された布帛に対して物理的衝撃を与え、繊維をフィブリル化させることにより得られた極細繊維布帛）などを用いることができ、取扱い性の観点から、メルトブローン不織布が好ましく用いられる。
【００６３】
メルトブローン不織布は、紡糸口金から押し出された溶融熱可塑性ポリマーを、熱風噴射することにより繊維状に細化し、得られた繊維の自己融着特性を利用して繊維ウェブとして形成させるメルトブロー法により得ることができる。
【００６４】
極細繊維層用繊維シートを構成する繊維は、製法に応じて適宜選択できるが、合成繊維が好ましく用いられる。合成繊維を構成する樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、上述した基材層で用いられる耐熱性繊維を構成する樹脂、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００６５】
耐熱性樹脂としては、メルトブローン不織布を形成する場合、溶融紡糸性および耐熱性の観点から、液晶性ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、半芳香族ポリアミド（例えば、ジカルボン酸単位が、テレフタル酸単位を含み、ジアミン単位が、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を含む半芳香族ポリアミド）などの樹脂が好ましく用いられる。
【００６６】
極細繊維層用繊維シートの目付（単層についての目付）は、取扱い性の観点から、例えば、４.０〜３０ｇ／ｍ２程度であってもよく、好ましくは４．５〜２５ｇ／ｍ２程度、より好ましくは５．０〜２０ｇ／ｍ２程度であってもよい。極細繊維層用繊維シートの目付は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００６７】
極細繊維層用繊維シートの見かけ密度（単層についての見かけ密度）は、例えば、０．０５〜０．３５ｇ／ｃｍ３程度であってもよく、好ましくは０．０７〜０．２５ｇ／ｃｍ３程度、より好ましくは０．０８〜０．２０ｇ／ｃｍ３程度であってもよい。極細繊維層用繊維シートの見かけ密度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００６８】
極細繊維層用繊維シートの厚さ（単層についての厚さ）は、例えば、０．０５〜０．３０ｍｍ程度であってもよく、好ましくは０．０６〜０．２５ｍｍ程度、より好ましくは０．０７〜０．２０ｍｍ程度であってもよい。極細繊維層用繊維シートの厚さは、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００６９】
（絡合工程）
絡合処理としては、極細繊維層を破壊することなく深層絡合することができる限り特に限定されないが、スパンレース法、ニードルパンチ法などを利用することが可能であり、極細繊維層の表層を面方向に連続した状態に保ちつつ、極細繊維層と基材層との深層複合化を効率よく行う観点からは、スパンレース法が好ましく用いられる。
【００７０】
例えば、スパンレース法では、極細繊維層と基材層とを重ね合わせた繊維シートを載置した多孔質支持体に対して、微細な孔をあけたノズルから高圧の水流をジェット噴射し、繊維シートを貫通した水流が支持体に対して反射し、そのエネルギーで繊維を絡合させることができる。
【００７１】
すなわち、本発明では、従来では利用を想定し得ない程小さな見かけ密度を有する極細繊維層用シートを用いて基材層と絡合処理により一体化するためか、絡合処理により、極細繊維用シートを構成する極細繊維が基材層を構成する繊維間において、単に基材層の厚さ方向に向かって押し込まれるだけでなく、基材層の幅方向（または面方向）に向かっても入り込むことが可能となる。その結果、従来では想定し得なかった、極細繊維層と基材層との深層複合を行うことが可能となり、圧力損失を抑えつつ、捕集効率を高めることができる。
【００７２】
多孔質支持体は、ドラム型、プレート型のいずれであってもよく、これらを組み合わせて行われてもよいが、プレート型の多孔質支持体を用いるのが好ましい。多孔質支持体の開口率は、例えば、１０〜５０％、好ましくは１５〜４０％、さらに好ましくは２０〜３０％程度であってもよい。また、多孔質支持体の孔径は、例えば、０．０１〜５．０ｍｍ、好ましくは０．０５〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．１〜１．０ｍｍ程度であってもよい。
【００７３】
水流の水圧は、繊維構造体の厚みなどに応じて適宜設定することができるが、例えば、１．６〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜９．５ＭＰａ、さらに好ましくは３〜９ＭＰａ程度であってもよい。
【００７４】
水流の噴射に用いるノズルの径は、例えば０．０５〜０．２ｍｍ程度であってもよい。ノズルにおける微細な孔の間隔は、例えば、０．３〜５．０ｍｍ、好ましくは０．４〜３．０ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜２．０ｍｍ程度であってもよい。ノズルの配列数は、例えば、１〜２列であり、極細繊維層と基材層との深層複合度合いを最適化し、より一層圧力損失を抑えつつ、捕集効率を高めることができる観点から、１列が好ましい。
【００７５】
極細繊維層と基材層との深層複合に際しては、上記多孔質支持体上に極細繊維層と基材層とを重ね合わせた繊維シートを載置し、一定の速度で繊維シートを多孔質支持体と共に繊維長手方向に連続的に移送しながら、上記の条件で絡合処理を施すことが好ましい。繊維シートの移送速度は、例えば、１．０〜１０．０ｍ／分、好ましくは２．０〜９．０ｍ／分、より好ましくは３．０〜８．０ｍ／分程度であってもよい。繊維シートの移送速度を上記範囲とすることで、極細繊維層と基材層との深層複合度合いを最適化し、得られる繊維構造体の圧力損失を抑えつつ、捕集効率をより一層高めることができる。
【００７６】
絡合処理が行われた繊維構造体は、必要に応じて、さらに熱的結合などを行って、不織布の強度を高めてもよい。
【００７７】
さらに、繊維構造体に対してエレクトレット処理を行って、捕集効率を高めてもよい。エレクトレット処理は、絡合処理前の繊維シートに行われてもよいし、絡合処理が行われた繊維構造体に対して行われてもよい。また、熱的結合が行われた繊維構造体に対して行われてもよい。
【００７８】
エレクトレット処理は、帯電可能である限り特に限定されず、例えば、コロナ放電処理、ハイドロチャージ処理などが挙げられる。ハイドロチャージ処理としては、水の噴流もしくは水滴流を繊維シート内部まで水が浸透するのに十分な圧力にて噴霧する方法や、水を付与した後もしくは付与しながら繊維シートの片側から吸引して繊維シート内に水を浸透させる方法、およびイソプロピルアルコール、エチルアルコールおよびアセトンなどの水溶性有機溶剤と水との混合溶液に繊維シートを浸漬させて水を繊維シート内部まで浸透させる方法等が挙げられる。
【００７９】
［繊維構造体］
本発明の繊維構造体は、面方向に広がる極細繊維層と、前記極細繊維層に隣接する基材層と、を含む繊維構造体であって、前記極細繊維層は、単繊維の数平均繊維径５μｍ以下の極細繊維で構成され、前記基材層は、単繊維の数平均繊維径７μｍ以上の非極細繊維で構成され、前記繊維構造体の厚さ方向の切断面において、前記基材層には、極細繊維が非極細繊維間に押し込まれて幅方向に広がる混在部が存在するとともに、極細繊維層から押し込まれた極細繊維の少なくとも一部が、基材層を前記極細繊維層側から順に近領域、中央領域および遠領域と三等分した場合の遠領域に到達している。捕集効率を高める観点から、極細繊維層は基材層に隣接して連続して面方向に広がるのが好ましい。
【００８０】
図１は、本発明の一実施形態に係る繊維構造体の厚さ方向の切断面を示す拡大写真である。図１に示すように、一実施形態に係る繊維構造体は、単繊維の数平均繊維径５μｍ以下の極細繊維層１０と、単繊維の数平均繊維径７μｍ以上の非極細繊維で構成される基材層２０とで構成されている。図１では、極細繊維層１０が面方向に広がって配設され、極細繊維層１０に基材層２０が隣接している。図１からは、基材層２０の上に極細繊維層１０が配設され、極細繊維層１０は、基材層２０に隣接した状態で途切れることなく連続して広がる様子が確認できる。
なお、本発明において、極細繊維層を構成する極細繊維と、基材層を構成する非極細繊維は、図１に示すように繊維構造体の切断面において容易に区別することが可能であるが、単繊維の繊維径が６μｍ未満の繊維は極細繊維と判断し、単繊維の繊維径が６μｍ以上の繊維は非極細繊維と判断してもよい。
【００８１】
図１において、基材層の厚さ方向は、矢印Ｙで示され、基材層の幅方向は、矢印Ｘで示されている。そして、基材層２０を構成する非極細繊維のうち最上端にある非極細繊維２２と、最下端にある非極細繊維２４とのＹ方向の位置をそれぞれ基材層２０の上端および下端とした場合、図１において、基材層２０は、Ｙ方向において、上端から下端までの範囲において厚さを有しており、前記厚さは、極細繊維層１０側から順に、近領域Ｐ、中央領域Ｃおよび遠領域Ｄに三等分されている。
【００８２】
なお、基材層の厚さを決定する際に、基材層の上端および下端は、基材層の切断面における非極細繊維の切断面および／または非極細繊維の撓み部の上端および下端を用いて決定することができる。例えば、図１では、非極細繊維２２の切断面により基材層２０のＹ方向における上端が決定され、非極細繊維２４の撓み部の下側により基材層２０のＹ方向における下端が決定されている。
【００８３】
そして、図１および図２にしめすように、極細繊維１４の少なくとも一部は、基材層２０を構成する非極細繊維間に押し込まれている。この場合、押し込まれた極細繊維１４は、押し込まれない極細繊維１４とは独立して、非極細繊維間に押し込まれている。また、押し込まれた極細繊維１４は、束状に連なる部分を含んでいてもよい。そのため、混在部１２は、極細繊維層１０から基材層２０に対して押し込まれた極細繊維１４が束状に存在する束状部を含んでいてもよい。なお、混在部１２は、束状部からさらに延出する極細繊維１４を広がりとして含んでいてもよい。
【００８４】
例えば、図１では、少なくとも中央領域Ｃにおいて、極細繊維１４が混在部１２として存在し、混在部１２は、基材層２０において幅方向（Ｘ方向）に広がっている。混在部１２を形成する極細繊維１４は、略Ｙ方向に束状に広がる部分１６とともに、略Ｘ方向に束状に広がる部分１７を有している。ここで、略Ｙ方向および略Ｘ方向とは、それぞれの方向において±３０°の範囲が含まれる方向であってもよい。
【００８５】
図１では極細繊維１４による混在部１２は、中央領域Ｃと遠領域Ｄとの境界線Ｌと、幅方向（Ｘ方向）において、幅Ｗで交わっている。換言すれば、極細繊維１４による混在部１２は、少なくとも境界線Ｌにおいては、幅方向（Ｘ方向）に沿って後述する幅Ｗの範囲に渡って設けられている。さらに、混在部１２は、束状の部分から派生して、さらに単数または少数（２〜１０本程度）で基材層２０の遠領域Ｄに到達する極細繊維（例えば、複数の極細繊維１４）を有している。押し込まれた極細繊維１４の少なくとも一部（例えば極細繊維１４）は、厚さ方向（Ｙ方向）において、基材層２０の遠領域Ｄに到達している。すなわち、極細繊維層１０から押し込まれた極細繊維１４は、基材層２０において、厚さ方向（Ｙ方向）だけでなく幅方向（Ｘ方向）にも広がることにより、基材層２０に対して深く絡み合い、深層複合化することが可能である。なお、例えば、図１では、近領域Ｐにおいて「混在部」が存在しない。近領域Ｐでは、極細繊維１４は存在するが、この極細繊維１４が所定の幅方向（Ｘ方向）存在しないため「混在部」の定義から外れるためである。但し、近領域Ｐにおいて「混在部」が存在してもよい。
【００８６】
本発明の繊維構造体では、混在部１２は、近領域Ｐ、中央領域Ｃ、遠領域Ｄのいずれに存在していてもよい。特に、混在部１２は、中央領域Ｃおよび遠領域Ｄの少なくとも一方に存在するのが好ましい。
【００８７】
また、混在部１２は、混在部の極細繊維１４を構成する繊維のうち、中央領域Ｃと遠領域Ｄとの境界線Ｌと交わる最も広い範囲の繊維間距離を混在部の幅Ｗとした場合、幅Ｗの平均値は、例えば、１２０μｍ以上であってもよく、好ましくは１２０〜５００μｍ程度、より好ましくは１５０〜４００μｍ程度、さらに好ましくは１６０〜３５０μｍ程度であってもよい。ここで、幅Ｗの平均値は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００８８】
また、押し込まれた極細繊維１４の少なくとも一部は、基材層２０の遠領域Ｄに到達している。このような極細繊維１４は、例えば、混在部１２に由来する極細繊維１４が遠領域Ｄに到達してもよいし、混在部１２に由来することなく直接極細繊維層１０から極細繊維１４が遠領域Ｄに到達してもよい。深層複合の観点からは、混在部１２に由来する極細繊維１４が遠領域Ｄに到達するのが好ましい。
【００８９】
また、極細繊維１４は、近領域Ｐ、中央領域Ｃ、および遠領域Ｄにおいて、遠領域Ｄに、例えば１〜２０％存在していてもよく、好ましくは２〜１８％存在していてもよい。また、中央領域には、例えば１〜４０％存在していてもよく、好ましくは２〜３５％存在していてもよい。
【００９０】
特に好ましい態様としては、極細繊維１４が、遠領域Ｄに、例えば１〜２０％（好ましくは２〜１８％）存在し、かつ、繊維幅Ｗが１５０〜４００μｍ（好ましくは１６０〜３５０μｍ）程度である場合に、圧力損失を抑えつつ、捕集効率を高めることができて好ましい。
【００９１】
なお、図１および図２では、一層の極細繊維層１０と一層の基材層２０との積層絡合物が示されているが、本発明の繊維構造体は、一または複数層の極細繊維層と一または複数層の基材層との積層絡合物であってもよい。この場合、極細繊維層と基材層とは、互い違いに積層されてもよい。
【００９２】
例えば極細繊維層が基材層の上下に配設されている場合、上側および／または下側の極細繊維が、基材層において混在部を形成していればよく、少なくとも一方の極細繊維層から押し込まれた極細繊維が、基材層において当該極細繊維層に対して遠領域に到達していればよい。または基材層が極細繊維層の上下に配設されている場合、極細繊維は、いずれかの基材層において混在部を形成していればよい。
【００９３】
繊維構造体の極細繊維層を構成する極細繊維は、単繊維の数平均繊維径が５μｍ以下であればよいが、好ましくは、単繊維の数平均繊維径が４．８μｍ以下であってもよく、より好ましくは単繊維の数平均繊維径が４．５μｍ以下であってもよい。単繊維の数平均繊維径の下限値は特に限定されないが、取扱い性の観点から０．５μｍ程度であってもよい。単繊維の数平均繊維径は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
また、繊維構造体の極細繊維層を構成する極細繊維は、単繊維の繊維径が６μｍ未満であればよいが、好ましくは、単繊維の繊維径が５．５μｍ以下であってもよく、より好ましくは単繊維の繊維径が５μｍ以下であってもよい。単繊維の繊維径の下限値は特に限定されないが、取扱い性の観点から０．１μｍ程度であってもよい。単繊維の繊維径は、数平均繊維径を測定する際に計測された繊維の繊維径であり、数平均繊維径は後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００９４】
一方、繊維構造体の基材層を構成する非極細繊維は、単繊維の数平均繊維径が７μｍ以上であればよいが、好ましくは、単繊維の数平均繊維径が７μｍを超えてもよく、より好ましくは単繊維の数平均繊維径が１０μｍ以上であってもよい。単繊維の数平均繊維径の上限値は特に限定されないが、極細繊維との複合化の観点から４０μｍ程度であってもよい。単繊維の数平均繊維径は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
また、繊維構造体の基材層を構成する非極細繊維は、単繊維の繊維径が６μｍ以上であればよいが、好ましくは、単繊維の繊維径が７μｍ以上であってもよく、より好ましくは単繊維の繊維径が８μｍ以上であってもよい。単繊維の繊維径の上限値は特に限定されないが、取扱い性の観点から５０μｍ程度であってもよい。単繊維の繊維径は、数平均繊維径を測定する際に計測された繊維の繊維径であり、数平均繊維径は後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００９５】
また、非極細繊維は、圧力損失を低下させつつ、捕集効率を維持させる観点から、例えば、繊維径が２〜１５μｍ程度（好ましくは３〜１０μｍ程度）異なる繊維が組み合わされていてもよい。
【００９６】
繊維の深層複合化を良好にする観点から、極細繊維層を構成する極細繊維の数平均繊維径と、基材層を構成する非極細繊維の数平均繊維径との比は、（極細繊維）／（非極細繊維）として、例えば０．０９〜０．３０であってもよく、好ましくは０．１０〜０．２８、より好ましくは０．１１〜０．２５であってもよい。
【００９７】
なお、繊維構造体において、圧力損失を低減する観点から、非極細繊維を除いた極細繊維からなる密度（極細繊維のみの密度）が０．１ｇ／ｃｍ３以下であってもよく、好ましくは０．０１〜０．０５ｇ／ｃｍ３程度、より好ましくは０．０１５〜０．０４ｇ／ｃｍ３程度であってもよい。繊維構造体の極細繊維からなる密度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【００９８】
繊維構造体の目付は、用途に応じて適宜設定することが可能であり、例えば２０〜１８０ｇ／ｍ２程度であってもよく、好ましくは２５〜１５０ｇ／ｍ２程度、より好ましくは３０〜１２０ｇ／ｍ２程度であってもよい。
【００９９】
繊維構造体は、耐熱性繊維により構成されているため耐熱性を有し、例えば、２００℃で３時間加熱した後に繊維が溶融していないものであってもよく、好ましくは２００℃で３時間加熱した後に形状が保持されているものであってもよい。
【０１００】
また、繊維構造体の捕集効率（加熱前の捕集効率）は、高い程好ましいが、圧力損失を適切な範囲に制御する観点から、繊維構造体の捕集効率は、例えば、７０％以上（例えば７０％〜９９．９９％）であってもよく、好ましくは７５％以上、より好ましくは７９％以上であってもよい。ここで、捕集効率は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【０１０１】
本発明の繊維構造体が耐熱性繊維により構成される場合、加熱後（例えば繊維構造体を１００℃で４８時間加熱した後）の捕集効率（例えば１００℃下加熱後捕集効率）も、例えば、７０％以上（例えば７０％〜９９．９９％）であってもよく、好ましくは７５％以上、より好ましくは７９％以上であってもよい。
【０１０２】
また、繊維構造体を加熱する場合、加熱前後の捕集効率の維持率は、例えば、７５％以上であってもよく、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上であってもよい。
なお、加熱前後の捕集効率の維持率（％）は、上述した加熱前の捕集効率および加熱後の捕集効率を利用して、以下の式により算出することができる。
（加熱後の捕集効率）／（加熱前の捕集効率）×１００
【０１０３】
繊維構造体の圧力損失は、用途に応じて、例えば、０〜３０Ｐａの範囲から選択することができるが、繊維構造体の圧力損失は、例えば、０〜１０Ｐａ程度であってもよく、好ましくは１〜９．５Ｐａ程度、より好ましくは２〜９Ｐａ程度であってもよい。ここで圧力損失は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。
【０１０４】
繊維構造体は、捕集効率および圧力損失により下記式に従って算出されるＱＦ値については、例えば０．２２以上、好ましくは０．２５以上、より好ましくは０．３０以上であってもよい。ＱＦ値は高い程好ましく上限は特に限定されないが、例えば０．５０程度であってもよい。
ＱＦ値＝−ｌｎ（１−捕集効率（％）／１００）／圧力損失（Ｐａ）
【０１０５】
本発明の繊維構造体が耐熱性繊維により構成される場合、加熱後（例えば繊維構造体を１００℃で４８時間加熱した後）のＱＦ値は、例えば０．２０以上、好ましくは０．２２以上、より好ましくは０．２４以上であってもよい。ＱＦ値は高い程好ましく上限は特に限定されないが、例えば０．５０程度であってもよい。
【０１０６】
このような繊維構造体の用途としては、例えば、フィルター（特にエアフィルター）として好適に用いることができる。フィルターは、例えば、マスク、各種空調用エレメント、空気清浄機、キャビンフィルター、各種装置に用いられるフィルターとして用いることができる。
【０１０７】
例えば、本発明の繊維構造体はマスクのフィルターシートとして用いられてもよい。繊維構造体は、繊維の材質などに応じて適宜マスク用フィルターシートとして用いられればよい。例えば、繊維構造体は、呼気側シート、表面側シートの間に配設される中間シートとして用いられてもよい。
【０１０８】
なお、本発明においてマスクとは、人体の口元及び鼻元（特に鼻孔部）の双方もしくはいずれか一方を少なくとも被覆するものを指し、顔に固定するバンド等の固定部の有無を問わない。さらに、マスクは、人体の口元及び鼻元以外の部分を被覆していてもよい。例えば、一変形例としては、本発明のマスクは、睡眠時無呼吸症候群の治療に適するＣＰＡＰ療法、換気不全に適するＮＩＰＰＶ療法などに使用する睡眠時無呼吸症候群の治療用マスク（例えば、鼻マスク、フルフェイスマスクなど）であってもよい。
【０１０９】
また、耐熱性繊維構造体の場合、その用途としては、例えば、フィルター（特にエアフィルター、バグフィルター、液体フィルターなど）として好適に用いることができるだけでなく、フィルターは、耐熱性が求められる用途に広く利用することが可能であり、例えば、耐熱マスクに加えて、耐熱性が求められる各種輸送手段、各種空調用エレメント、空気清浄機、キャビンフィルター、各種装置に用いられるフィルターとして用いることができる。
【実施例】
【０１１０】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例においては、下記の方法により各種物性を測定した。【０１１１】
［単繊維の数平均繊維径］
走査型電子顕微鏡を用いて繊維構造を観察した。電子顕微鏡写真より無作為に選択した１００本の繊維径を測定し、数平均繊維径を求め、繊維の数平均繊維径とした。ただし、極細繊維は、極細繊維層に存在する繊維について繊維径を測定し、非極細繊維は基材層に存在する繊維であって、極細繊維の混在部には存在しない繊維について繊維径を測定した。【０１１２】
［基材層の厚さ］
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３「一般不織布試験方法」の６．２に準じて、厚さを測定した。具体的には、繊維構造体または繊維シートの厚さ方向に対して平行に、かつ機械方向（ＭＤ）方向に対して垂直となるように、剃刀（「フェザー剃刀Ｓ片刃」、フェザー安全剃刀（株）社製）を用いて任意の１０カ所を切断し、デジタル顕微鏡にてそれぞれの断面を観察した。そして、基材層の上端および下端を、基材層の切断面における非極細繊維の切断面および／または非極細繊維の撓み部の上端および下端により決定し、基材層の厚さとした。そして各切断面の基材層の厚さを測定し、これらの平均値を算出することにより、厚さ（ｍｍ）を求めた。【０１１３】
［混在部の幅］
基材層の厚さを測定する際に得た断面について、基材層の中央領域Ｃと遠領域Ｄとの境界線Ｌと交わる最も広い範囲の繊維間距離を混在部の幅Ｗとし、無作為に選出した１０箇所の各断面における混在部の幅を算出し、これらの平均値を算出することにより、混在部の幅（μｍ）を求めた。【０１１４】
［存在率］
基材層中における極細繊維の存在率を、基材層の厚さを測定する際に得た切断面写真を用い、基材層を厚さ方向に３等分し、それぞれの部分の極細繊維部分が占める面積を測定し、それぞれが占める割合を求めた。【０１１５】
［目付および見かけ密度］
ＪＩＳ  Ｌ  １９１３「一般不織布試験方法」の６．１に準じて、目付（ｇ／ｍ２）を測定した。また、見かけ密度（ｇ／ｃｍ３）は、目付を厚さで除することにより、算出した。【０１１６】
［目付（ｇ／ｍ２）当たりの１０％伸長時強力］
ＪＩＳ  Ｌ１９１３  ６．３．２に準拠して測定し、１０％伸長時の応力（Ｎ／５ｃｍ）を測定した。そして、目付（ｇ／ｍ２）当たりの１０％伸長時強力は、得られた１０％伸長時の応力（Ｎ／５ｃｍ）を、目付で除することにより算出した。【０１１７】
［極細繊維のみの密度］
極細繊維のみの密度（ｇ／ｃｍ３）は、極細繊維層の目付を繊維構造体の厚さで除することにより算出した。【０１１８】
［捕集効率］
濾材評価装置（柴田科学（株）製、ＡＰ-６３１０ＦＰ）を用いて、実施例及び比較例で得られた繊維構造体の濾材特性を評価した。まず、試験サンプル（直径１１０ｍｍの円）を濾過面の直径が８５ｍｍの測定セルに装着した。この状態で最大径が２μｍ以下で、かつ数平均径が０．５μｍのシリカダストを試験粉塵に用いて、粉塵濃度３０ｇ±５ｍｇ／ｍ３となるように調製した粉塵含有空気を、濾材をセットした測定セルに３０リットル／分の流量で1分間流し、上流側の粉塵濃度Ｘ１、下流側（濾過後）の粉塵濃度Ｘ２を、光散乱質量濃度計を用いて測定し、下記の式から捕集効率を求めた。
捕集効率（％）＝{（Ｘ１−Ｘ２）／Ｘ１}×１００【０１１９】
［１００℃下加熱後捕集効率］
サンプル（１５ｃｍ×１５ｃｍ）を１００℃に加熱したオーブンに４８時間入れて放置し、その後室温まで冷却して、加熱されたサンプルを得た。得られたサンプルについて上述と同様の方法により捕集効率を求めた。【０１２０】
［２００℃での耐熱性］
サンプル（１５ｃｍ×１５ｃｍ）を２００℃に加熱したオーブンに３時間入れ、３時間後のサンプルの状態を目視により評価した。
○：サンプルは、繊維の溶融が起こらず、加熱前と同じ形状またはほぼ同じ形状である。×：サンプルが融けてしまい、加熱前と比べて変形している。【０１２１】
［圧力損失］
捕集効率の測定において用いた濾材評価装置における測定セルの上流側、下流側間に微差圧計を配置し、流量３０リットル／分における差圧（圧力損失（Ｐａ））を測定した。【０１２２】
［毛羽立ち性］
得られたシートを１５ｃｍ×１５ｃｍのシートに裁断し、被験者に極細繊維層側の表面をやさしく撫でてもらい、撫でた後の毛羽立ちの状態を以下の５つの判定基準で目視により評価した。なお、被験者の数は１０人である。
５：毛羽立ちが全く発生しない
４：毛羽立ちがほとんど発生ない
３：毛羽立ちがわずかに認められる
２：毛羽立ちが多く発生する
１：毛羽立ちが非常に多く発生する【０１２３】
［マスクとしての官能評価］
表面シートとしてレーヨンを素材としたケミカルボンド不織布を用意し、このケミカルボンド不織布に対して、可能であれば極細繊維層が接するようにして繊維構造体を積層した。その後、折板で機械方向にプリーツ加工を施し、マスクの上下両端に超音波シールを行い、マスクの横を規定長さにカットし、マスクの左右両端に超音波シールを行い、ゴム紐を超音波シールで取り付け、マスクを製造した。製造したマスクを用いて、気温２５度、湿度６０％の部屋で３時間着用したときの使用感（呼吸のしやすさ）について１０人の被験者に、以下の５つの判定基準で官能評価を行った。
５：非常に良い
４：良い
３：普通
２：悪い
１：非常に悪い【０１２４】
［実施例１−１］
（１）極細繊維層の作製
ポリプロピレン（ＭＦＲ＝７００ｇ／１０分）１００質量部に、一般的なメルトブローン設備を使用し、紡糸温度２１５℃、エア温度２１５℃、エア量０．４ＭＰａ、単孔吐出量０．１ｇ／孔・分、捕集距離３０ｃｍ、口金における紡糸孔数４００個、孔間隔０．６ｍｍ（1列配置）にてメルトブロー紡糸を行い、極細繊維層用繊維シート（単繊維の数平均繊維径２．５μｍ、目付１０ｇ／ｍ２、厚さ０．１１ｍｍ、見かけ密度０．１０ｇ／ｃｍ３、目付当たりの１０％伸長時強力０．４０Ｎ／５ｃｍ）を得た。【０１２５】
（２）基材層の作製
原綿として単繊維の数平均繊維径１２．５μｍのＰＥＴ繊維（Ｔ４７１、東レ株式会社製）１００重量％を用いて、カード法を用いてセミランダムウェブを作製した。次いで、作製されたセミランダムウェブを、開孔率２５％、孔径０．３ｍｍのパンチングドラム支持体上に載置し、速度５ｍ／分で長手方向に連続的に移送すると同時に、上方から高圧水流を噴射して絡合処理を行った。これにより、交絡した繊維ウェブ（不織布）を製造した。この絡合処理においては、孔径０．１０ｍｍのオリフィスをウェブの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル２本を使用し（隣接するノズル間の距離２０ｃｍ）、１列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を３．０ＭＰａ、２列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を５．０ＭＰａとしてスパンレース処理を行い、さらに、裏面にして同様の絡合処理を行い、基材層用繊維シート（目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．３８ｍｍ、見かけ密度０．０９ｇ／ｃｍ３）を得た。【０１２６】
（３）極細繊維層と基材層との深層複合処理
次いで、（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて多孔質支持体（開孔率２５％、孔径０．３ｍｍ）の上に載置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（３．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１２７】
［実施例１−２］
実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−１（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１２８】
［実施例１−３］
実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−１（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（９．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１２９】
［実施例１−４］
（１）基材層繊維シートの作製
基材層繊維シートに用いられる原綿として単繊維の数平均繊維径１７．５μｍのポリプロピレン繊維（ＮＦ、宇部エクシモ株式会社製）１００重量％を用いて、カード法を用いてセミランダムウェブを作製した。次いで、作製されたセミランダムウェブを、開孔率２５％、孔径０．３ｍｍのパンチングドラム支持体上に載置し、速度５．０ｍ／分で長手方向に連続的に移送すると同時に、上方から高圧水流を噴射して絡合処理を行った。これにより、交絡した繊維ウェブ（不織布）を製造した。この絡合処理においては、孔径０．１０ｍｍのオリフィスをウェブの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル２本を使用し（隣接するノズル間の距離２０ｃｍ）、１列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を３．０ＭＰａ、２列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を５．０ＭＰａとしてスパンレース処理を行い、基材層用繊維シート（目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．４２ｍｍ、見かけ密度０．０８ｇ／ｃｍ３）を得た。【０１３０】
（２）極細繊維層と基材層との深層複合処理
次いで、実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−４（１）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理をおこなった。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３１】
［実施例１−５］
（１）基材層繊維シートの作製
基材層繊維シートに用いられる原綿として単繊維の数平均繊維径１７．５μｍのポリプロピレン繊維（ＮＦ、宇部エクシモ株式会社製）７０重量％および単繊維の数平均繊維径２４．６μｍのＰＥＴ繊維（Ｔ２０１、東レ株式会社製）３０重量％を用いて、カード法を用いて均一に混合されたセミランダムウェブを作製した。このセミランダムウェブを用いる以外は、実施例１−１と同様にして基材層用繊維シート（単繊維の数平均繊維径１９．１μｍ、目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．４５ｍｍ、見かけ密度０．０８ｇ／ｃｍ３）を作製した。【０１３２】
（２）極細繊維層と基材層との深層複合処理
次いで、実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−５（１）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３３】
［実施例１−６］
極細繊維層と基材層との深層複合処理に使用したノズルの間隔を０．６ｍｍから０．７５ｍｍへ変更する以外は実施例１−５と同様にして絡合処理及び帯電処理を行い、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３４】
［実施例１−７］
極細繊維層と基材層との深層複合処理に使用したノズルの間隔を０．６ｍｍから１．０ｍｍへ変更する以外は実施例１−５と同様にして絡合処理及び帯電処理を行い、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３５】
［実施例１−８］
極細繊維層と基材層との深層複合処理に使用したノズルの間隔を０．６ｍｍから１．５ｍｍへ変更する以外は実施例１−５と同様にして絡合処理及び帯電処理を行い、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３６】
［実施例１−９］
極細繊維層と基材層との深層複合処理に使用したノズルの間隔を０．６ｍｍから３．０ｍｍへ変更する以外は実施例１−５と同様にして絡合処理及び帯電処理を行い、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表５および６に示す。【０１３７】
［比較例１−１］
実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートのみを用いて実施例１−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１３８】
［比較例１−２］
実施例１−１（２）で得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例１−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１３９】
［比較例１−３］
実施例１−４（１）で得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例１−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１４０】
［比較例１−４］
実施例１−５（１）で得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例１−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１４１】
［比較例１−５］
実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−５（１）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせ、続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１４２】
［比較例１−６］
実施例１−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例１−１（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（１．５ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるが、極細繊維層と基材層との深層複合はされていない繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表７および８に示す。【０１４３】
【表５】
2020137605.tif 000013
【表６】
2020137605.tif 000014
【表７】
2020137605.tif 000015
【表８】
2020137605.tif 000016
【０１４４】
表７および８に示すように、極細繊維層用繊維シート単独で形成される比較例１−１や、極細繊維層用繊維シートの複合化を行わず、単に極細繊維層用繊維シートと基材層用繊維シートとを重ね合わせただけである比較例１−５では、捕集効率は高いものの、圧力損失が１０Ｐａ以上と高く、マスクとした場合の官能評価でも非常に悪いと評価されている。さらに、毛羽立ちが多く、毛羽立ち性も不良である。【０１４５】
また、基材層用繊維シート単独で形成される比較例１−２〜１−４では、圧力損失は極めて低い値であるものの、フィルターとして利用するには捕集効率が低い値である。【０１４６】
さらに、比較例１−６では、極細繊維が遠領域に到達せず、極細繊維層を基材層に対して深層複合させることができないため、圧力損失が１１Ｐａと高く、マスクとした場合の官能評価でも非常に悪いと評価されている。さらに、毛羽立ちが多く、毛羽立ち性も不良である。【０１４７】
一方、実施例１−１〜１−９は、表５に示すように、特定の極細繊維層用シートを用いて特定の条件で深層複合化が行われているため、表６に示すように捕集効率が高いだけではなく、圧力損失も低い値とすることが可能であり、マスク官能評価も比較例１−１や１−５と比べると良好である。さらに、比較例１−１や１−５と比べて毛羽立ちが発生せず、毛羽立ち性が良好である。【０１４８】
以下の実施例２−１〜２−４、比較例２−１〜２−７では、耐熱性繊維構造体について室温での[捕集効率]だけでなく［１００℃下加熱後捕集効率］を評価した。さらに［２００℃での耐熱性］についても調査した。【０１４９】
［実施例２−１］
（１）極細繊維層の作製
３３０℃での溶融粘度が９００Ｐａ・ｓである非晶性ポリエーテルイミド１００質量部に、一般的なメルトブローン設備を使用し、紡糸温度４２０℃、エア温度４２０℃、エア量０．４ＭＰａ、単孔吐出量０．１ｇ／孔・分、捕集距離３０ｃｍ、口金における紡糸孔数４００個、孔間隔０．６ｍｍ（１列配置）にてメルトブロー紡糸を行い、極細繊維層用繊維シート（単繊維の数平均繊維径２．２μｍ、目付１０ｇ／ｍ２、厚さ０．１２ｍｍ、見かけ密度０．０８ｇ／ｃｍ３、目付あたりの１０％伸長時強力０．０７Ｎ／５ｃｍ）を得た。【０１５０】
（２）基材層の作製
原綿として単繊維の数平均繊維径１４．９μｍのポリエーテルイミド（ＰＥＩ）繊維（株式会社クラレ製、「ＫＵＲＡＫＩＳＳＳ」（登録商標））１００質量％を用いて、カード法を用いてセミランダムウェブを作製した。次いで、作製されたセミランダムウェブを、開孔率２５％、穴径０．３ｍｍのパンチングドラム支持体上に載置し、速度５ｍ／分で長手方向に連続的に移送すると同時に、上方から高圧水流を噴射して絡合処理を行った。これにより、交絡した繊維ウェブ（不織布）を製造した。この絡合処理においては、穴径０．１０ｍｍのオリフィスをウェブの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル２本を使用し（隣接するノズル間の距離２０ｃｍ）、１列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を３．０ＭＰａ、２列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を５．０ＭＰａとしてスパンレース処理を行い、さらに、裏面にして同様の絡合処理を行い、基材層用繊維シート（目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．４３ｍｍ、見かけ密度０．０８ｇ／ｃｍ３）を得た。【０１５１】
（３）極細繊維層と基材層との深層複合処理
次いで、（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて多孔質支持体（開孔率２５％、穴径０．３ｍｍ）の上に載置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、穴径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５２】
［実施例２−２］
実施例２−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例２−１（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例２−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、穴径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って１．０ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理をおこなった。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５３】
［実施例２−３］
（１）極細繊維層の作製
パラヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸との共重合物からなり、ガラス転移温度が１９３℃、融点が３００℃、３１０℃での溶融粘度が１５Ｐａ・ｓである溶融液晶形成性全芳香族ポリエステル（ポリプラスチックス株式会社製のＬＣＰ、べクトラ−Ｌタイプ）１００質量部に、一般的なメルトブローン設備を使用し、紡糸温度３１０℃、エア温度３１０℃、エア量０．４ＭＰａ、単孔吐出量０．１ｇ／孔・分、捕集距離３０ｃｍ、口金における紡糸孔数４００個、孔間隔０．６ｍｍ（１列配置）にてメルトブロー紡糸を行い、極細繊維層用繊維シート（単繊維の数平均繊維径２．４μｍ、目付１０ｇ／ｍ２、厚さ０．１０ｍｍ、見かけ密度０．１０ｇ／ｃｍ３、目付あたりの１０％伸長時強力０．９５Ｎ／５ｃｍ）を得た。【０１５４】
（２）基材層の作製
原綿として単繊維の数平均繊維径１５．９μｍの溶融液晶形成性全芳香族ポリエステル繊維１００質量％を用いて、カード法を用いてセミランダムウェブを作製した。次いで、作製されたセミランダムウェブを、開孔率２５％、穴径０．３ｍｍのパンチングドラム支持体上に載置し、速度５ｍ／分で長手方向に連続的に移送すると同時に、上方から高圧水流を噴射して絡合処理を行った。これにより、交絡した繊維ウェブ（不織布）を製造した。この絡合処理においては、穴径０．１０ｍｍのオリフィスをウェブの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル２本を使用し（隣接するノズル間の距離２０ｃｍ）、１列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を３．０ＭＰａ、２列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を５．０ＭＰａとしてスパンレース処理を行い、さらに、裏面にして同様の絡合処理を行い、基材層用繊維シート（目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．３５ｍｍ、見かけ密度０．１０ｇ／ｃｍ３）を得た。【０１５５】
（３）極細繊維層と基材層との深層複合処理
次いで、（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて多孔質支持体（開孔率２５％、穴径０．３ｍｍ）の上に載置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、穴径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５６】
［実施例２−４］
実施例２−３（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例２−３（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例２−１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、穴径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って１.０ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（６．０ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行った。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるとともに、極細繊維層と基材層とが深層複合された繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５７】
［比較例２−１］
実施例２−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートのみを用いて、実施例２−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５８】
［比較例２−２］
実施例２−３（１）で得られた極細繊維層用繊維シートのみを用いて、実施例２−３と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１５９】
［比較例２−３］
実施例２−１（２）で得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例２−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１６０】
［比較例２−４］
実施例２−３（２）で得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例２−３と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１６１】
［比較例２−５］
（１）極細繊維層の作製
ポリプロピレン（ＭＦＲ＝７００ｇ／１０分）１００質量部に、一般的なメルトブローン設備を使用し、紡糸温度２１５℃、エア温度２１５℃、エア量０．４ＭＰａ、単孔吐出量０．１ｇ／孔・分、捕集距離３０ｃｍ、口金における紡糸孔数４００個、孔間隔０．６ｍｍ（１列配置）にてメルトブロー紡糸を行い、極細繊維層用繊維シート（単繊維の数平均繊維径２．５μｍ、目付１０ｇ／ｍ２、厚さ０．１１ｍｍ、見かけ密度０．１０ｇ／ｃｍ３、目付あたりの１０％伸長時強力０．４０Ｎ／５ｃｍ）を得た。
得られた極細繊維層用繊維シートのみを用いて、実施例２−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１６２】
［比較例２−６］
（１）基材層の作製
原綿として単繊維の数平均繊維径１７．５μｍのポリプロピレン（ＰＰ）繊維（ＮＦ、宇部エクシモ株式会社製）１００質量％を用いて、カード法を用いてセミランダムウェブを作製した。次いで、作製されたセミランダムウェブを、開孔率２５％、孔径０．３ｍｍのパンチングドラム支持体上に載置し、速度５．０ｍ／分で長手方向に連続的に移送すると同時に、上方から高圧水流を噴射して絡合処理を行った。これにより、交絡した繊維ウェブ（不織布）を製造した。この絡合処理においては、孔径０．１０ｍｍのオリフィスをウェブの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル２本を使用し（隣接するノズル間の距離２０ｃｍ）、１列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を３．０ＭＰａ、２列目のノズルから噴射した高圧水流の水圧を５．０ＭＰａとしてスパンレース処理を行い、基材層用繊維シート（目付３５ｇ／ｍ２、厚さ０．４２ｍｍ、見かけ密度０．０８ｇ／ｃｍ３）を得た。
得られた基材層用繊維シートのみを用いて、実施例２−１と同様にして帯電処理を行い、繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１６３】
［比較例２−７］
実施例２−１（１）で得られた極細繊維層用繊維シートと、実施例２−１（２）で得られた基材層用繊維シートとを重ね合わせて実施例１で用いた多孔質支持体の上に戴置し、速度５．０ｍ／分で繊維シートの長手方向に連続的に移送すると同時に、孔径０．１０ｍｍのオリフィスを繊維シートの幅方向に沿って０．６ｍｍの間隔で設けてあるノズル１本を使用して、水を極細繊維層用繊維シート側から高圧水流（１．５ＭＰａ）を噴射して絡合処理を行なった。続いて、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、水切り後に自然乾燥させるハイドロチャージ法により帯電処理を行った。その結果、面方向に連続して極細繊維層が広がるが、極細繊維層と基材層との深層複合はされていない繊維構造体を得た。得られた繊維構造体の各種評価結果を表９および１０に示す。【０１６４】
【表９】
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【表１０】
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【０１６５】
表９および１０に示すように、極細繊維層用繊維シート単独で形成される比較例２−１および２−２では、捕集効率は高いものの、圧力損失が１０Ｐａ以上と高く、マスクとした場合の官能評価でも非常に悪いと評価されている。さらに、毛羽立ち性も不良である。【０１６６】
また、基材層用繊維シート単独で形成される比較例２−３および２−４では、圧力損失は極めて低い値であるものの、フィルターとして利用するには捕集効率が低い値である。
さらに、繊維構造体を構成する樹脂が耐熱性樹脂ではない場合、比較例２−５および２−６のように２００℃での環境下に３時間耐えることはできず、繊維が融けてしまう。【０１６７】
さらに、比較例２−７では絡合するための水圧が低いため、極細繊維が遠領域に到達せず、極細繊維層を基材層に対して深層複合させることができない。そのため、圧力損失が１０Ｐａと高く、マスクとした場合の官能評価でも非常に悪いと評価されている。さらに、毛羽立ちが多く、毛羽立ち性も不良である。【０１６８】
一方、実施例２−１〜２−４は、表９に示すように、耐熱性繊維で形成され、特定の極細繊維層用シートを用いていずれも深層複合化が行われているため、表１０に示すように、耐熱性に優れ、捕集効率が高いだけではなく、圧力損失も低い値とすることが可能であり、さらに毛羽立ちが発生せず、比較例２−５と比べる毛羽立ち性が良好である。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明の繊維構造体は、捕集効率が高いだけでなく、圧力損失を低く抑えることができるため、各種フィルター（特にエアフィルター、バグフィルター、液体フィルター）などとして好適に用いることができ、例えば、マスク（耐熱マスクも含む）、耐熱性が求められる各種輸送手段、各種空調用エレメント、空気清浄機、キャビンフィルター、各種装置に用いられるフィルターとして用いることができる。【０１７０】
以上のとおり、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１７１】
１０・・・極細繊維層
２０・・・基材層
１２・・・混在部
Ｐ・・・近領域
Ｃ・・・中央領域
Ｄ・・・遠領域
Ｗ・・・混在部の幅
Ｙ・・・厚さ方向
Ｘ・・・幅方向
Ｌ・・・中央領域と遠領域との間の境界線
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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