JP2001525201A

JP2001525201A - 吸収剤粒子を含有する成形呼吸マスク

Info

Publication number: JP2001525201A
Application number: JP2000523412A
Authority: JP
Inventors: イー．スプリンゲット，ジェームズ; ダブリュ．バレット，レオナルド; シー．ハーパー，ロバータ
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2001-12-11
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: ES2179486T3; CA2312130C; EP1036229A1; CA2312130A1; US6102039A; KR100506304B1; KR20010032629A; US6234171B1; BR9815117B1; CN1096513C; WO1999028542A1; DE69806635D1; DE69806635T2; BR9815117A; CN1285012A; AU7117898A; JP4195188B2; EP1036229B1

Abstract

(57)【要約】通気性吸収粒子含有層を複数の通気性粒子保持層の間に具備する成形呼吸マスク。この粒子含有層は伸張性であるため、賦形中に引裂あるいは著しい粒子損失を起こさない。形成された粒子含有層の繊維の少なくとも数本が、粒子のないウェブとなって室温に冷却された後も充分な粘着性を有して、ウェブが自接着性となるようになっている。粒子含有層を賦形した予備成形物に製造する必要なく、平坦なウェブからこの呼吸マスクを成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、大気汚染物および他の風媒物に対して着用者あるいは周囲の人々を
保護するために着用可能な成形加工した繊維性呼吸マスクと、その製造方法に関
する。本発明はまた、活性吸収剤粒子を呼吸マスク層の１層以上に含有する多層
成形呼吸マスクに関する。

【０００２】背景技術使い捨て可能なカップ形状多層繊維性呼吸マスクが、米国特許第４，５３６，
４４０号（Ｂｅｒｇに付与）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄ他に付与
）および同第５，３０７，７９６号（Ｋｒｏｎｚｅｒ他に付与）などに記載され
ている。邪魔となるガスあるいは蒸気からの保護を目的とする呼吸マスクは通常
、活性炭あるいは活性アルミナなどの吸収剤粒子を含有する１層以上の繊維ウェ
ブ層を含み、これらは例えば米国特許第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎに付
与）、同第４，３８４，５７７号（Ｈｕｂｅｒ他に付与）、同第４，４５４，８
８１号（Ｈｕｂｅｒ他に付与）、同第４，７２９，３７１号（Ｋｒｕｅｇｅｒ他
に付与）および同第４，８７３，９７２号（Ｍａｇｉｄｓｏｎ他に付与）などに
記載されている。

【０００３】吸収剤粒子を含有する繊維ウェブは、他にも真空掃除機用ごみ袋、オムツおよ
び油吸収材などの様々な使用法に用いられてきた。このような粒子含有繊維ウェ
ブについて述べた特許の例として、米国特許第２，９８８，４６９号（Ｗａｔｓ
ｏｎに付与）、同第３，８０１，４００号（Ｖｏｇｔ他に付与）、同第５，１４
９，４６８号（Ｈｅｒｓｈｅｌｍａｎに付与）、同第５，４８６，４１０号（Ｇ
ｒｏｅｇｅｒ他に付与）、同第５，６６２，７２８号（Ｇｒｏｅｇｅｒに付与）
および国際特許出願第ＷＯ９７／３０１９９号（ＤａｎａｋｌｏｎＡ／Ｓ他に
付与）を挙げられる。微粒子材料を含有する弾性あるいは伸張性ウェブは、米国
特許第４，７４１，９４９号（Ｍｏｒｍａｎ他に付与）、同第５，１９０，８１
２号（Ｊｏｓｅｐｈ他に付与）、同第５，２３８，７３３号（Ｊｏｓｅｐｈ他に
付与）、同第５，２５８，２２０号（Ｊｏｓｅｐｈ他に付与）、同第５，２４８
，４５５号（Ｊｏｓｅｐｈ他に付与）および同第５，５６０，８７８号（Ｄｒａ
ｇｏｏ他に付与）に記載されている。吸収剤粒子を含有して膨潤した微小繊維ウ
ェブは、米国特許第４，１０３，０５８号（Ｈｕｍｌｉｃｅｋに付与）に記載さ
れている。ガス／蒸気の濾過および／または吸収に有用であり、特に使い捨て可
能な真空掃除機用ごみ袋に有用であるといわれている粒子搭載メルトブローン材
料は、米国特許第４，７９７，３１８号（Ｂｒｏｏｋｅｒ他に付与）に記載され
ている。生理用ナプキン、パンティライナ、失禁製品、オムツおよびこれらに関
連する吸収材製品などの吸収材製品に有用であると言われている、感圧接着剤微
小繊維を用いた粒子搭載コーティングは、米国特許第５，４６２，５３８号（Ｋ
ｏｒｐｍａｎに付与）に記載されている。

【０００４】発明の要約上述の米国特許第３，９７１，３７３号には、粒子を装填した微小繊維シート
製品を、「従来の粒子未装填ウェブを含む方法と同じ方法で」カップ状に成形し
た呼吸マスク内に組み入れてもよいこと（第７段３１行目以下参照）が申し立て
られている。本願の譲受人は、大量に粒子を装填したウェブシート材料から呼吸
マスクを成形することはかなり難しいことを見出した。この粒子は、取扱中ある
いは保管中にウェブから落下しがちであるため、無駄が生じ、塵埃の原因にもな
る。さらに、この成形段階により、ウェブが引裂かれる、あるいは粒子が圧密さ
れる、さもなければ呼吸マスク内で配分状態が変化して粒子装填量が少ない領域
が発生し、場合によっては呼吸マスクが思いがけず早期に破損する可能性もある
。

【０００５】成形正弦曲線に沿って２層の粒子含有層を一緒に成形し、得られた成形部分を
切断および開口して実質的にカップ状の予備成形物を形成することにより、ウェ
ブの引裂、粒子の損失、圧密あるいは再配分の発生を低減することができる。粒
子を含有しない濾過層を用いた同様の手順が、上述の米国特許第４，８０７，６
１９号の実施例２２に記載されている。呼吸マスクの保形層を、嵌合する雌雄成
形半体内において成形する。次いで、開口した予備成形物を成形した保形層の上
に覆いかけて溶接あるいは他の方法により成形した複数層に取付けて、完成品と
なる呼吸マスクを形成する。このように予備成形物を用いる加工処理では、従来
の平坦な粒子含有ウェブの成形が必要な加工処理に比較して、引裂、肉薄部分お
よび損失粒子の発生は抑えられる。しかしながら、予備成形物を形成するために
は、製造機械および処理段階を上乗せする必要があるため、不当な材料の無駄が
生じる。

【０００６】本発明は一態様において、複数の通気性粒子保持層間の通気性吸収剤粒子含有
層を複数層を具備する呼吸マスクを提供する。この呼吸マスクの複数層のうち少
なくとも１層は保形層であり、粒子含有層は一般にカップ状の形状を有し、伸張
性であるため、このカップ状の形状に成形する間、引裂、著しい粒子の損失を生
じることがなく、自然に粒子を含有しないウェブとなって室温まで冷却された後
もその繊維の少なくとも数本が充分に粘着性を保つため、自ウェブに対して接着
することができる。

【０００７】本発明は別の態様において、この呼吸マスクの製造方法を提供する。

【０００８】詳細な説明図１を参照すると、呼吸マスク１０は、カバーあるいは呼吸マスク本体１２と
、プラスチックあるいは他の可撓性材料製の着脱自在なタブ１５により一定位置
に保持されている弾性ベルト１４と、アルミニウムなどの金属製であるしなやか
な極軟ノーズベルト１６と、呼気弁１８とを有する。へり溶接１９により、呼吸
マスクの複数層を互いに保持している。

【０００９】図２は、図1の呼吸マスクを２−２線で切取った断面図である。外側賦形層２０が比較的硬質であり、粒子含有層がそのカップ状の形状を保持することを補佐
しているため、呼吸マスクを一般の着用者の口および鼻部分上に嵌合できるよう
になっている。濾過層２２が風媒粒子をトラップするため、この濾過層をエレク
トレット化されたブローン微小繊維ウェブから形成すると望ましい。濾過層２２
は通気性であるが、吸収剤粒子含有層２４から図らずも外れ落ちる粒子があれば
（図示せず）それらを保持することができる。通気性粒子保持層２６も、層２４
から図らずも外れ落ちる粒子があればその吸入を防ぐものである。内側賦形層２
８の補助により、粒子含有層２４はそのカップ状の形状を保持している。排気弁
２１から、着用者の吐き出した息を外に排出することが出来る。顔面ガスケット
２９により、呼吸マスクと着用者の皮膚との間の空気閉塞状態を改良する。

【００１０】図３は、本発明による呼吸マスクの製造に使用可能な好適粒子含有ウェブ３０
を例示する。ウェブ３０は、１本以上の繊維３２、３４および３６に接着した粒
子３３ａ、３３ｂ、３５ａおよび３５ｂなどの吸収剤粒子を含む。さらに、繊維
３７および３８は、その吸収剤粒子と交絡しているが、接着してはいない。

【００１１】図４は、従来技術による処理において呼吸マスクの組立に用いられる典型的な
粒子装填ウェブ予備成形物４０を例示する。予備成形半体４２および４４を、溶
接線４６に沿って曲線状の縁部４３および４５において接合する。平坦な表面上
に置かれても、予備成形物４０は平坦にならず、ややカップ状の形状をとる。こ
のことから、予備成形物４０を賦形層あるいは他の層に隣接して覆いかぶせて、
呼吸マスクを完成させることができる。予備成形物４０がカップ状の形状をして
いるため、粒子含有層の変形を最低限に抑えたアセンブリ操作を実現することが
出来、ウェブの引裂、粒子の損失、粒子の凝結、粒子の再配分あるいは肉薄部分
の形成を低減することができる。本発明の方法により、この予備成形物の製造ス
テップを省略し、略平坦な粒子装填ウェブを取り換えることが可能となるため、
製造の簡略化と材料の浪費の削減とを図ることが出来る。

【００１２】図５は、本発明の呼吸マスクを形成するために結合できる幾つかの層を例示す
る。これらを、成形後であるが、へり溶接により互いに固定されておらず、所望
の最終的な呼吸マスク形状にカットされていない層として、分解組立図に示す。
外側賦形層５０は略平滑な外面を有し、５層の成形層５２、５３、５４、５６お
よび５８とは別に成形することができる。濾過層５１はふわふわした比較的無定
形であり、製造中に層５０と層５２との間に覆い被す。賦形層５２は成形リブ５
２ａ、５２ｂおよび５２ｃを有する。帯電したエレクトレット濾過層５３は、成
形リブ５３ａ、５３ｂおよび５３ｃを有して、空気流内で運搬されて入り込む粒
子をトラップし、粒子含有層５４からの粒子の損失を防止する。粒子含有層５４
は、成形リブ５４ａ、５４ｂおよび５４ｃを有する。内側粒子保持エレクトレッ
ト化繊維層５６は、成形リブ５６ａ、５６ｂおよび５６ｃを有して、層５４から
粒子がこぼれおちた場合にそれを図らずも吸入することを防ぐものである。内側
賦形層５８は、成形リブ５８ａ、５８ｂおよび５８ｃを有する。

【００１３】図６は、本発明の呼吸マスクに使用可能である代表的な多数凸部含有形態にさ
れた（ｐｉｌｌｏｗｅｄ）粒子含有ウェブ６０を例示する。ウェブ６０は、緻密
な高密度領域６２に取囲まれた多数凸部含有形態の低密度領域６４を含む。吸収
剤粒子をウェブ内に組み入れて、以下に詳細に説明する材料および技術を用いて
、吸収剤粒子の少なくとも数個がウェブに接着している伸張性ウェブを形成する
ことにより、上述の米国特許第４，１０３，０５８号に記載されている手順を修
正して、多数凸部含有形態にされたウェブ６０を形成することができる。

【００１４】本発明による呼吸マスクは、略平面ではない形状を維持し、拘束されていない
状態でも平坦になることはない。この呼吸マスクは、通気性材料の多層を製造し
、これらの層を例えば成形加工を用いて、任意に、例えばへり溶接加工を用いて
これらの層を互いに固定して所望の形状に維持する補助としながら所望の形状に
形成し、ストラップ、呼気弁およびノーズピースなどの他に所望する部品を装着
して、製造することができる。図１および図２に示す呼吸マスクの可撓性タブ１
５、ノーズベルト１６、呼気弁１８および顔用ガスケット２９などの構成要素の
省略は容易であるが、これらを具備していると、着用者に快適で漏れのない密着
性と、呼吸マスク内あるいは着用者の安全用ゴーグルあるいは眼鏡上の結露との
低減を促進することができる。

【００１５】呼吸マスクの複数層がすべて同程度の通気性を備える必要はない。所望の着用
時間中にこの呼吸マスクの着用者が比較的容易に吸入できるように、集合体とし
て充分な通気性を備えていなければならないだけである。また、用語「層」を用
いて呼吸マスクの形成に使用する材料を説明しているが、いずれの層も実際には
、結合して所望の厚さあるいは重量を得た幾層かの副層から形成してもよい。呼
吸マスクについて種々列挙した複数層を互いに隣接して配置する必要はない。例
えば、通気性粒子含有層を通気性粒子保持層の１層あるいは双方の層と分離して
、その間に他の機能を果たす層を挟むことができる。

【００１６】複数の通気性粒子保持層は互いに同一物であっても、異なっていてもよい。こ
れらは、通気性吸収剤粒子含有層から図らずも外れ落ちる吸収剤粒子があればそ
れをトラップする、あるいは他の方法によりその取りこぼしを防止しなければな
らない。粒子保持層の１層以上が充分な濾過効率を備えて、流入する周囲大気あ
るいは排出される呼気が運搬する風媒微粒子（例えば粒子あるいは繊維）をトラ
ップできると望ましい。この粒子保持層の１層以上が、直径が１００ミクロメー
トルしかない粒子をトラップする、あるいは他の方法により捕捉すると好ましく
、その直径が３０ミクロメートルの小ささであればより好ましく、それがサブミ
クロン寸法であれば最も好ましい。この粒子保持層を、粒子含有層に隣接しなが
ら、その上流および下流（すなわち吸気流に対して）に配置すると好ましい。広
範囲からの様々な材料を用いて通気性吸収剤粒子保持層を形成することができる
。不織天然繊維あるいは不織合成繊維あるいはこれらの混合物から製造したウェ
ブが好適である。適した天然繊維の例として、羊毛、絹および、綿、木材あるい
は製紙用パルプなどのセルロース系繊維を挙げられる。適した合成繊維の例とし
て、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、
ポリアミド、およびこれらの配合物、積層物およびコポリマーを挙げられる。本
明細書内において使用する「コポリマー」とは、２種類以上のモノマーを含有す
るターポリマー、テトラポリマーなどのポリマーをいう。熱可塑性および非熱可
塑性材料のいずれも使用可能であるが、溶接により呼吸マスクを組み立てるには
、熱可塑性材料が一般に好適である。織物材料および不織材料のいずれも使用可
能であるが、大半の用途に不織材料が好適である。このような不織ウェブの製造
には、メルトブローンあるいはスパンボンド技術を利用することができる。Ｒａ
ｎｄｏＷｅｂｂｅｒ（ニューヨーク州ＭａｃｅｄｏｎのＲａｎｄｏＣｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ）エアレイ装置あるいはカード処理装置により不織ウェブを製造
することもできる。エレクトレット電荷を組み入れるなどして、粒子保持層の濾
過効率を向上すると好ましい。粒子保持層が、粒子含有層から外れ落ちる粒子を
単にトラップするだけであれば、粒子保持層の坪量および材料費は一般に、出来
るだけ低く抑えるべきである。しかしながら、粒子保持層を濾過層としても利用
する場合、所望の濾過効率を基準として所望のウェブ材料、坪量および他のウェ
ブ特性を選択しなければならない。例えば、４２ＣＦＲＰａｒｔ８４、下位区
分Ｋに提示されている非電動式濾過式微粒子呼吸マスクに対する現在の９種類の
ＮＩＯＳＨ（国立労働安全衛生研究所）認定要件のそれぞれに準拠するように、
異なる粒子保持濾過層を選択してもよい。

【００１７】通気性粒子含有層は、カップ状の形状に成形する間、引裂あるいは粒子の著し
い損失がないように伸張可能でなければならない。この層は弾性であっても（す
なわち、破壊点より少なく特定量を伸張しても、およそ元の寸法まで復元するこ
とができる）、あるいはデッドストレッチ(dead stretch)（すなわち、伸張する
ことが出来るが、およそ元の寸法までは一般に復元しない）を呈してもよい。一
般に、デッドストレッチを呈する粒子含有層が好適である。顕微鏡で見なければ
ならないレベルではほとんどの場合に幾らかの引裂はあっても、実際の呼吸マス
ク賦形操作として必要量を伸張した際に通気性粒子含有層が目に見える層の引裂
を起こしてはならない。実際の賦形条件はそれぞれであるが、成形操作には通常
、型温度および圧力、循環時間および型形状などの要素が含まれる。通常のカッ
プ状呼吸マスクの形成を目的とするインライン成形操作用の一般基準として、粒
子含有層は機械方向および横方向の双方に少なくとも約２５％の破壊点伸度を呈
することが好ましく、機械方向および横方向の少なくとも一方において少なくと
も約３０％であればより好ましく、少なくとも約５０％の破壊点伸度を呈すれば
最も好ましい。

【００１８】伸張に際してさらに、粒子含有層は著しく粒子を損失してはならない。実際に
許容範囲となる粒子損失量は、所望する呼吸マスク形状および目的とする使用環
境に依存して異なる。例えば、通常の有機蒸気の存在下における使用を目的とし
た呼吸マスクの一般基準として、呼吸マスクは賦形中に充分な粒子を保持するこ
とにより、実施例１に後述するｎ−ヘキサン試験を行って評価すると、呼吸マス
ク内に１０ｐｐｍのヘキサンを検出するまでに少なくとも６０分間、より好まし
くは少なくとも９０分間が経過すると好ましい。粒子保持力については、呼吸マ
スクを完成するまで製造せずとも、実施例１に後述する振動試験を用いて粒子含
有ウェブだけを評価することによっても評価可能である。この振動試験を用いて
評価すると、粒子含有層は、その形成時に層に元来含まれる粒子の少なくとも約
９０重量％を保持すると好ましく、約９５重量％であればより好ましく、少なく
とも約９９重量％であれば最も好ましい。

【００１９】これらの粒子は粒子含有層内の繊維に接着していることが好ましい。この接着
の実際の性質は、使用する粒子および繊維と、粒子をウェブ内に投入する方法と
に依存する。接着した粒子は１本以上の隣接する繊維と「面接触」を呈すると望
ましく、すなわち繊維が粒子に接触する可能性のある領域において、粒子が単な
る点接触より広い接触部分を有すると望ましい。面接触は、例えば図３における
繊維３２および粒子３３ａの間に見られるようなネッキングの存在により示され
る場合も多い。

【００２０】粒子含有層の繊維のうち少なくとも数本は、粒子を含有しないウェブとなって
室温（２０℃）に冷却された後も、充分な粘着性を呈してウェブを自接着性にす
るようにしなければならない。これは手動でも評価できるが、ウェブが室温に達
した直後に実施しなければならない。冷却したウェブを自ウェブ上に折り曲げて
、これを手動により引き離すことにより、ウェブ層が互いに接着していたかどう
かを特定することができる。

【００２１】粒子含有層の形成には、例えばＷｅｎｔｅ，ＶａｎＡ著「Ｓｕｐｅｒｆｉｎ
ｅＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＦｉｂｅｒｓ」、ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、第４８巻、１３４２〜１３４６ペ
ージ；Ｗｅｎｔｅ，ＶａｎＡ他著「ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＳｕｐｅ
ｒｆｉｎｅＯｒｇａｎｉｃＦｉｂｅｒｓ」、ＲｅｐｏｒｔＮｏ．４３６４
ｏｆＮａｖｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、１９５４
年５月２５日発行；および米国特許第３，８２５，３７９号（Ｌｏｈｋａｍｐ他
に付与）および同第３，８４９，２４１号（Ｂｕｔｉｎ他に付与）に説明されて
いる装置を用いると望ましい。これらの参照文献に記載されている微小繊維はメ
ルトブローン繊維とされて一般に実質的に連続状であり、この繊維が混入される
乱気流を一部理由とする微小繊維の交絡により、出口ダイオリフィスと収集面（
「コレクタ」）との間で干渉性ウェブとなる。メルトブローン処理により形成さ
れる場合、各繊維は一般に、約１００ミクロン以下の有効繊維径を有し、約５０
ミクロン以下であればより好ましく、約１０ミクロン以下であれば最も好ましい
。この粒子含有層を、スパンボンド処理などの他の従来技術による溶融紡糸処理
により形成することもできる。溶融紡糸処理により形成する場合、粒子含有層の
繊維は約１００ミクロン以下の直径を有すると好ましい。

【００２２】粒子含有層内の繊維の例として感圧接着剤繊維が挙げられる。この繊維は、粒
子含有層に持続的な粘着性を充分に付与して、この繊維から形成された粒子を含
有しないウェブをも一時的に自接着性とするものである。しかしながら、持続性
感圧接着剤ではない繊維も、粒子を含有しないウェブがコレクタ上でこの繊維か
ら形成されて室温まで冷却された後も一定時間の間（例えば少なくとも約３０秒
間、好ましくは少なくとも約２時間、最も好ましくは少なくとも約１日以上の持
続時間）、充分に粘着性を有することによりそのウェブが自接着性であるならば
、使用可能である。簡潔にするため、感圧接着剤繊維も一時的粘着性繊維もまと
めて「接着剤繊維」と呼ぶ。

【００２３】粒子含有層はまた、接着剤繊維と緊密に混ざり合った非接着剤繊維材料を含有
することにより、層全体に適した引張強さ、通気性、成形性および他の所望の特
性を付与すると好ましい。混合する接着剤繊維および非接着剤繊維材料を、分離
した個々の繊維として含むことも、あるいは複合繊維の明確な領域として、ある
いは配合物部分として含むこともできる。例えば、複合繊維であれば、２層ある
いは３層繊維の形態、芯鞘型繊維構成あるいは「海の中の島」型繊維構造をとる
ことができる。多成分複合繊維の形態がいずれであっても一般に、接着剤繊維要
素は、その複数要素複合繊維の露出面の少なくとも一部となる。多成分複合繊維
の個々の成分が、好ましくは繊維の長さ全体に沿って延在する別領域において、
実質的に連続的に繊維長さに沿って存在すると好ましい。

【００２４】複合繊維は、例えば上述した米国特許第５，２３８，７３３号、同第５，６０
１，８５１号（Ｔｅｒａｋａｗａに付与）あるいは国際特許出願第ＷＯ９７／２
３７５号に記載の多層繊維などとして形成することが出来る。例えば上述の米国
特許第５，２３８，７３３号には多層式および芯鞘型メルトブローン微小繊維が
記載されており、本明細書内にその内容全体を引用したものとする。この米国特
許第５，２３８，７３３号には、ポリマー材料の２本のフロー流を別のスプリッ
タあるいは結合マニホールド内に給送して多成分メルトブローン微小繊維ウェブ
を提供することが記載されている。この分割されたあるいは別個のフロー流を一
般にダイあるいはダイオリフィス直前で結合する。別個のフロー流を近接して平
行な流路に沿った溶融流に形成し、互いに実質的に平行になったところで組み合
わせると、得られる流路は結合された多層フロー流となる。この多層フロー流を
ダイあるいはダイオリフィス内に給送し、ダイオリフィスを通す。空気スロット
を１列に並ぶダイスロットの片側に配置して、均一に加熱した空気を高速にて押
出された多成分溶解流に噴射する。高温高速気流が押出されたポリマー材料を引
き伸ばして薄くすると、ダイから比較的短距離の移動後にポリマー材料は凝固す
る。この高速気流はダイとコレクタ面との間で乱流となって、気流内に流入され
たメルトブローン繊維を互いに交絡させ、干渉性不織ウェブを形成する。以下に
より詳しく説明する微粒子材料をこの乱気流内に給送して、干渉性不織ウェブ内
に組み入れる。これは例えば、マクロドロッパあるいは他の周知の方法により行
うことが出来る。次いで、コレクタにおいて周知の方法により、凝固後のあるい
は一部凝固後の粒子含有層を形成して得る。

【００２５】他の方法として、複合繊維を例えば米国特許第５，３８２，４００号（Ｐｉｋ
ｅ他に付与）に記載されているスパンボンド処理により形成することができる。
この処理では、別個のポリマーフロー流を別個の導管を介して紡糸口金に給送し
、従来設計の複合繊維を製造する。一般に、これらの紡糸口金は、複数のプレー
トの積層物を備えた紡糸パックを具備する筐体を備えており、この積層物が、別
個のポリマー成分を別々に紡糸口金を介すように方向付ける流路を設けるために
配置された開口部パターンを形成している。紡糸口金の配置によって、ポリマー
を鉛直にあるいは水平に、１本以上の繊維として押出すことができる。

【００２６】メルトブローン複合繊維用の別の構成が例えば上述の米国特許第５，６０１，
８５１号に記載されている。分配および／または分離プレートに切り込まれた溝
を利用して、複数のポリマーフロー流を各別個のダイオリフィスに別々に給送す
る。この構成を用いて、複数の別個のオリフィスから異なるポリマーを押出して
、分離した別繊維を提供し、異なる繊維を実質的に均一に配分して有する干渉性
交絡ウェブを形成する。２種類の別個のポリマーを１つのダイオリフィスに給送
することにより複合繊維を形成することもできる。記載の装置を、ダイオリフィ
スがダイに沿って一列に形成されている溶解紡糸型配置内にて適切に用いる。

【００２７】接着剤繊維は、メルトブロー（例えば、毛管粘度計で測定すると、溶融処理条
件下において１５０〜８００ポアズの見かけ粘度を有する材料）、繊維紡糸、あ
るいはスパンボンド処理に適した押出可能感圧接着剤材料あるいは一時的粘着材
料を含む。１つのダイあるいは紡糸口金から形成された異なるポリマーあるいは
配合物による複合繊維あるいは同時形成繊維において、その別個のポリマーフロ
ー流が有する複数の粘度をきわめて近似に適合して均一な繊維およびウェブを形
成する必要があるが、これは要件ではない。一般に、粘度を統一すると、繊維破
損およびショットの形成（微粒子ポリマー材料）となり得るポリマーの混合を最
小限に留めて複合繊維の均一性を高め、ウェブ引張特性を低減することができる
。しかしながら、ウェブが所望の総体的引張強さおよび粘着力を有しているので
あれば、断続的な繊維あるいはショットが存在しても必ずしも好ましくないとは
言えない。

【００２８】個別接着剤繊維、複合繊維あるいは（個別繊維あるいは複合繊維の）配合物の
形成に使用する具体的な材料は、所望する呼吸マスク利用用途に、またポリマー
配合物あるいは複合繊維の場合は選択した非接着剤繊維材料に依存する。接着剤
繊維材料は、溶融相において溶融加工による繊維形成に適した粘度、あるいは溶
液相において溶液スパン繊維に適した粘度を有するホットメルト押出可能コポリ
マーあるいは組成物であればいずれも好適である。接着剤繊維材料に適した種類
の例として、伸張性ブロックコポリマー、アクリレート、特定ポリオレフィン、
およびさまざまな粘着性あるいは一時的に粘着性である接着剤を挙げられる。一
時的に粘着性である接着剤（例えばポリアルファオレフィン、メタロセン触媒ポ
リオレフィン、およびポリウレタン）により、特に約１０ミクロメートルを超え
る有効繊維径において驚くほど良好な粒子保持が達成できるため、これらが好適
である。本明細書でいう「有効繊維径」については実施例１の方法を用いて検討
する。従来のブローン微小繊維材料は、その繊維径が増加するにつれて粒子保持
性能が低下する。繊維が太いほど圧力損失が少ないウェブが得られるため、一時
的に粘着性である接着剤繊維を用いることにより、良好な粒子保持力と低圧力損
失とを兼ね備えたフィルタウェブを製造することができる。

【００２９】伸張性ブロックコポリマー適した伸張性ブロックコポリマーの例として、ＡブロックおよびＢブロックが
線状、放射状あるいは星形形状であるＡ−Ｂ型ブロックコポリマーを好適エラス
トマとする粘着付与エラストマを用いて形成したものを挙げられる。このＡブロ
ックは、４，０００〜５０，０００の分子量、好ましくは７，０００〜３０，０
００の分子量を有するモノアルケニルアレン（好ましくはポリスチレン）ブロッ
クにより形成される。Ａブロック成分がブロックコポリマーの約１０〜５０重量
％、好ましくは約１０〜３０重量％を占めると好ましい。他に、α−メチルスチ
レン、ｔ−ブチルスチレンおよび他の環アルキル化スチレンならびにこれらの混
合物から形成されたＡブロックが適切な場合もある。Ｂブロックは、エラストマ
共役ジエンにより、一般にポリイソピレン、ポリブタジエン、あるいはそのコポ
リマーにより形成され、約５，０００〜約５００，０００、好適には約５０，０
００〜約２００，０００の平均分子量を有する。Bブロックジエンを水素添加することもできる。Ｂブロック成分が、ブロックコポリマーの９０〜５０重量％を
占めると好ましく、約９０〜７０重量％を占めるとより好ましい。

【００３０】伸張性ブロックコポリマー向け粘着付与成分は一般に、固形粘着付与樹脂、液
体粘着付与剤、可塑剤あるいはその混合物である。粘着付与樹脂を、エラストマ
のポリジエンＢブロック部分と少なくとも部分的に相溶性である樹脂類からなる
群から選択することが好ましい。好ましくはないが、一般に、Ａブロックと相溶
性である樹脂を比較的少量の粘着付与樹脂内に含有することができ、これらが含
有されている場合、一般に末端ブロック強化樹脂と呼ばれる。末端ブロック樹脂
は一般に芳香族モノマー類から形成される。接着剤ポリマー内にて使用する液体
粘着付与剤あるいは可塑剤の例として、ナフテン系油、パラフィン油、芳香油、
鉱油あるいは低分子量ロジンエステル、ポリテルペンおよびＣ−５樹脂を挙げら
れる。適したBブロック相溶性固形粘着付与樹脂の例として、Ｃ−５樹脂、樹脂エステル、ポリテルペンなどを挙げられる。接着剤の粘着付与部分は一般に、エ
ラストマ相１００部あたり約２０〜３００部をなす。これが主に固形粘着付与剤
であることが好ましいが、接着剤組成物のうち０〜２５重量％、好ましくは０〜
１０重量％を液体粘着付与剤または可塑剤にすることができる。

【００３１】メルトブローン処理に適した伸張性ブロックコポリマーが、欧州特許第０６５
８３５１号において論議されている。この特許では、微粒子吸収剤を固定化する
ため、あるいは感圧接着剤装着として（例えば生理用ナプキン）用いられるメル
トブローン繊維合成ゴム樹脂型接着剤が例示されている。そこに例示されている
適した接着剤材料には、コポリマーが４２〜６５％のカップリング効率を有し（
例えば５８〜３５％のポリスチレン−ポリイソピレンジブロック材料を含有）、
Ｃ−５炭化水素樹脂（例えばＧｏｏｄｙｅａｒ製「ＷＩＮＧＴＡＣＫＰＬＵＳ
」および「ＷＩＮＧＴＡＣＫ１０」粘着付与剤）により粘着付与され、酸化防止
剤により安定化されているスチレン−イソピレン−スチレントリブロックブロッ
クコポリマーが含まれる。商業的に入手可能な伸張性ブロックコポリマーの他の
例として、ＳｈｅｌｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から商業的に入手可能な「Ｋ
ＲＡＴＯＮＤ１１０７」、「ＫＲＡＴＯＮＤ１１１２」および「ＫＲＡＴＯ
ＮＧ１６５７」ブロックコポリマーなどの「ＫＲＡＴＯＮ」ブロックコポリマ
ー、ＦｉｎａＯｉｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌから商業的に入手可能な「Ｆ
ＩＮＡＰＲＥＮＥ」コポリマー、ＴａｉｗａｎＳｙｎｔｈｅｔｉｃＲｕｂｂ
ｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能な「ＴＡＩＰＯＬ」スチレ
ン−ブタジエン伸張性ブロックコポリマー、ＫｕｒａｒａｙＣｏ．から商業的
に入手可能な「ＳＥＰＴＯＮＳＥＰＳ」トリブロックコポリマー、およびこれ
らの配合物（複合繊維を含む）を挙げられる。

【００３２】アクリレート適したアクリレートの例として、（ｉ）少なくとも１単官能アルキル（メタ）ア
クリレートモノマー（すなわち、アルキルアクリレートあるいはアルキルメタク
リレートモノマー）と、（ｉｉ）少なくとも１単官能フリーラジカル共重合可能
強化モノマーとに由来するポリ（アクリレート）を挙げられる。この強化モノマ
ーは、モノマー（ｉ）より高いホモポリマーガラス転移温度（Ｔ_g）を有して、得られるコポリマーのガラス転移温度および分子量を上昇する。モノマー（ｉ）
および（ｉｉ）を、これらから形成されるコポリマーが押出可能で繊維を形成で
きるものとなるように選択する。接着剤繊維の形成に使用するモノマー類が、単
独重合されると一般に約０℃以下のガラス転移温度を有するモノマー（ｉ）と、
単独重合されると一般に少なくとも約１０℃のガラス転移温度を有するモノマー
（ｉｉ）とを含むと好ましい。モノマー（ｉ）および（ｉｉ）のガラス転移温度
は通常、誤差が±５℃以内であり、示差走査熱量測定により測定する。

【００３３】モノマー（ｉ）は、コポリマーに可撓性および粘着性を付与する。モノマー（
ｉ）の単独重合Ｔ_gが約０℃以下であると好ましい。モノマー（ｉ）のアルキル基が平均約４〜約１４炭素原子を有すると好ましい。任意に、このアルキル基の
鎖に、例えば酸素原子を含有してエーテルあるいはアルコキシエーテルを形成す
ることができる。モノマー（ｉ）の例として、２−メチルブチルアクリレート、
イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、４−メチルー２−ペンチル
アクリレート、イソアミルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｎ−ブ
チルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレー
ト、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレ
ート、イソデシルメタクリレート、およびイソノニルアクリレートを挙げられる
がこれに限定するものではない。モノマー（ｉ）の他の例として、ポリエトキシ
ル化あるいはポリプロポキシル化メトキシ（メタ）アクリレート（すなわちポリ
（エチレン／プロピレン酸化物）モノ（メタ）アクリレート）マクロマー（高分
子モノマーとしても周知）、ポリメチルビニルエーテルモノ（メタ）アクリレー
トマクロマー、およびエトキシル化あるいはプロポキシル化ノニルフェノールア
クリレートマクロマーを挙げられるがこれに限定するものではない。これらマク
ロマーの分子量は通常、約１００〜約６００ｇ／モルであり、約３００〜約６０
０ｇ／モルであれば好ましい。これらのマクロマーは、相分離して強化領域を形
成することにより物理に架橋することから、架橋剤としての機能を果たすことが
できる。モノマー（ｉ）として分類される様々な単官能モノマーを組み合わせて
、本発明に使用する繊維の製造に使用することも可能である。

【００３４】強化モノマー（ｉｉ）は、得られるコポリマーのガラス転移温度および分子量
を上昇する。モノマー（ｉｉ）の単独重合Ｔ_gが少なくとも約１０℃であると好ましい。モノマー（ｉｉ）が、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、お
よびアクリレートを含む強化単官能（メタ）アクリルモノマーであると好ましい
。モノマー（ｉｉ）の例として、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチ
ルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド
、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメヒルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−
アミノエチルアクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアクリ
ルアミド、ｔ−ブチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、
Ｎ−オクチルアクリルアミド、および１，１，３，３−テトラメチルブチルアク
リルアミドなどのアクリルアミド類を挙げられるがこれに限定するものではない
。モノマー（ｉｉ）の他の例として、アクリル酸およびメタクリル酸、イタコン
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、２，２−（ジエトキシ）エチルアクリ
レート、ヒドロキシエチルアクリレートあるいはメタクリレート、２−ヒドロキ
シプロピルアクリレートあるいはメタクリレート、メチルメタクリレート、イソ
ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、
２−（フェノキシ）エチルアクリレートあるいはメタクリレート、ビフェニルア
クリレート、ｔ−ブチフェニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジ
メチルアダマンチルアクリレート、２−ナフチルアクリレート、フェニールアク
リレート、Ｎ−ビニルピロリドン、およびＮ−ビニルカプロラクタムを挙げられ
る。モノマー（ｉｉ）として分類される様々な単官能モノマーを組み合わせて、
本発明に使用する接着剤繊維の製造に使用することも可能である。

【００３５】アクリレートコポリマーを、得られるＴ_gが約２５℃未満、好ましくは約０℃ 未満になるように形成すると好ましい。このようなアクリレートコポリマーを、
少なくとも１アルキル（メタ）アクリレートモノマー（ｉ）１００部あたり約６
０部〜約９８部、および少なくとも１共重合可能強化モノマー（ｉｉ）１００部
あたり約２部〜約３０部含むと好ましい。このアクリレートコポリマーを、少な
くとも１アルキル（メタ）アクリレートモノマー（ｉ）１００部あたり約８５部
〜約９８部、および少なくとも１共重合可能強化モノマー（ｉｉ）１００部あた
り約２部〜約１５部含むと好ましい。

【００３６】所望であれば、架橋剤を使用してコポリマーの分子量および強度を構築して、
接着剤繊維の保全性および形状を改良することができる。この架橋剤が、モノマ
ー（ｉ）および（ｉｉ）と共重合するものであると好ましい。この架橋剤により
化学的架橋（例えば共有結合）状態にしてもよい。あるいは、例えば相分離ある
いは酸による相互作用により強化領域を形成して、物理的架橋状態を形成しても
よい。適した架橋剤は、米国特許第４，３７９，２０１号（Ｈｅｉｌｍａｎに付
与）、同第４，７３７，５５９号（Ｋｅｌｌｅｎに付与）、同第５，５０６，２
７９号（Ｂａｂｕ他に付与）および同第４，５５４，３２４号（Ｈｕｓｍａｎに
付与）に開示されている。

【００３７】コポリマーが押出され、繊維が形成されるまで、この架橋剤を活性化して架橋
させないことが好ましい。したがって、この架橋剤は、紫外線（例えば約２５０
ナノメートル〜約４００ナノメートル波長を有する放射線）に露光されるとコポ
リマーを架橋させる光架橋剤でもよい。しかしながら、この架橋剤により、通常
物理的架橋である架橋状態を得て、さらに処理する必要がないことが好ましい。
物理的架橋状態は複数の領域の相分離により起こり、これにより熱的に可逆的架
橋状態が生成される。したがって、可逆的物理的架橋を提供する架橋剤により製
造したアクリレートコポリマーは、溶融処理による繊維の製造に特に有利である
。

【００３８】共重合可能架橋剤は、（１）アクリル架橋モノマー、あるいは（２）共重合可
能ビニル基を有するポリマー架橋材料であると好ましく、共重合可能ビニル基を
有するポリマー架橋材料であればより好ましい。これらのモノマーのそれぞれが
、モノマー（ｉ）および（ｉｉ）と共重合可能であるフリーラジカル共重合可能
架橋剤であると好ましい。様々な架橋剤を組み合わせて使用し、アクリレートコ
ポリマーを製造することができる。しかしながらこれらの架橋剤は任意であるこ
とを理解されたい。

【００３９】アクリル架橋モノマーは、モノマー（ｉ）および（ｉｉ）と重合し、ポリマー
を照射するとポリマーの骨格に遊離基を生成するものであると好ましい。このよ
うなモノマーの１例は、例えば上述の米国特許第４，７３７，５５９号に記載さ
れているアクリル化ベンゾフェノンである。

【００４０】共重合可能ビニル基を有する架橋ポリマー材料（２）を一般式Ｘ‐（Ｙ）_n‐ Ｚとして表せると好ましい。この式において、Ｘは共重合可能ビニル基、Ｙは２
価架橋基で、ｎには０〜１の範囲が可能であり、Ｚは、約２０℃を超えるＴ_gと約２，０００〜約３０，０００の平均分子量とを有し、共重合条件下において本
質的に無反応性である１価架橋部分である。本発明に使用するアクリレートコポ
リマーの製造に有用である、特に好適なビニル末端重合モノマー（２）を、Ｒ¹ を水素原子あるいは‐ＣＯＯＨ、およびＲ²を水素原子あるいはメチル基とする式ＨＲ¹Ｃ＝ＣＲ²であるＸ基を有するものとして、あるいは式‐｛Ｃ（Ｒ³）（Ｒ⁴）ＣＨ₂｝_n‐Ｒ⁵であるＺ基を有するものとしてさらに定義してもよい。この
式において、Ｒ³は水素原子あるいは低アルキル基であり、Ｒ⁴は低アルキル基で
あり、ｎは２０〜５００の整数であり、Ｒ⁵は、Ｒ⁶を水素原子あるいは低アルキ
ル基およびＲ⁷を低アルキル基とする‐Ｃ₆Ｈ₄Ｒ⁶および‐ＣＯ₂Ｒ⁷からなる群か
ら選択される１価の遊離基である。

【００４１】このようなビニル末端ポリマー架橋モノマーをマクロ分子モノマー（すなわち
マクロマー）と呼ぶことがある。この型のビニル末端重合モノマーは、（メタ）
アクリレートモノマーおよび強化モノマーと重合すると、懸垂ポリマー部分を有
するコポリマーを形成する。この部分が柔軟なアクリレート骨格部分を強化する
傾向にあるため、得られるコポリマー接着剤の剪断強度を実質的に高めることが
できる。このような架橋性ポリマー材料の具体例は、米国特許第４，５５４，３
２４号（Ｈｕｓｍａｎ他に付与）に開示されている。

【００４２】共重合可能架橋剤を使用する場合、その使用量は硬化可能な有効量とする。こ
れはつまり、アクリレートを架橋して、粒子含有層に所望する最終的な接着剤特
性を得られる充分な量を意味する。この架橋剤を使用する場合、その量は、モノ
マーの合計量を基準として約０．１部〜約１０部とする。

【００４３】光架橋剤を使用した場合、繊維形態の接着剤を、約２５０ｎｍ〜約４００ｎｍ
波長の紫外線に露光することができる。接着剤の架橋に必要なこの好適範囲の放
射エネルギは約１００ミリジュール／平方センチメートル（ｍＪ／ｃｍ²）〜約１，５００ｍＪ／ｃｍ²であり、約２００Ｊ／ｃｍ²〜約８００ｍＪ／ｃｍ²であればより好ましい。

【００４４】本発明において使用する複数のアクリレートコポリマーを、溶液、放射線、バ
ルク、分散、エマルジョン、および懸濁重合処理などのさまざまなフリーラジカ
ル重合処理により合成することができる。米国特許第４，６１９，９７９号ある
いは同第４，８４３，１３４号（どちらもＫｏｔｎｏｕｒ他に付与）に記載され
ている連続フリーラジカル重合方法などのバルク重合方法、米国特許第５，６３
７，６４６号（Ｅｌｌｉｓに付与）に記載のバッチ反応剤を使用する本質的に断
熱的な重合方法、および国際特許出願第ＷＯ９６／０７５２２号に記載の重合性
梱包済予備接着組成物用に説明された方法を用いてアクリレートポリマーを製造
し、これにより接着剤繊維を製造することもできる。このアクリレートコポリマ
ーに、粘着付与剤（ウッドロジン、ポリエステルなど）、可塑剤、フロー調節剤
、中和剤、安定剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤などの従来の添加剤を、繊維形
成の溶融処理を損なわない範囲内において含有することもできる。アクリレート
コポリマーの製造に使用するモノマーと共重合しない開始剤を用いて、共重合速
度および／または架橋速度を上昇することもできる。これらの添加剤を、アクリ
レートコポリマーあるいはその繊維形成特性に所望する特性に実質的に悪影響を
及ぼさない量で組み入れる。通常、これら添加剤を接着剤組成物に対してこれら
の系に約０．０５容量％〜約２５容量％の量で混合することができる。

【００４５】ポリオレフィン適したポリオレフィンの例として、粘着付与高級ポリオレフィンエラストマ接
着剤（例えばポリブチレン接着剤）、アタクチックあるいは実質的にアタクチッ
クなポリプロピレン、および粘着付与剤の添加の有無にかかわらずホットメルト
感圧接着剤の形成に適した無定形ポリアルファオレフィンポリマーを挙げられる
。ポリアルファオレフィンが好適である。適したポリアルファオレフィンは一般
に、Ｃ₃〜Ｃ₅線状アルファ−オレフィンおよび高級（一般にＣ₆〜Ｃ₁₀）アルファ−オレフィンのコポリマーである。ポリオレフィンと、ポリヘキセン、ポリヘ
プテン、ポリオクテン、ポリノネン、および／またはポリデセンとのコポリマー
が好適である。好適ポリアルファオレフィンは、米国特許第３，９５４，６９７
号および同第４，０７２，８１２号（ともにＭｃＣｏｎｎｅｌｌ他に付与）およ
び同第４，６８４，５７６号（Ｔａｂｏｒに付与）に記載されており、これらの
特許ではこの無定形ポリアルファオレフィンコポリマーを、粘着付与剤を添加せ
ずに直接使用して感圧接着剤を形成することができる。これらの無定形コポリマ
ーは一般に、高級アルファオレフィンコモノマーを４０〜６０モル％有する。し
かしながら、上述の合成ＡＢブロックコポリマーエラストマに粘着付与するため
に使用される添加剤に一般に相応する適した相溶性粘着付与樹脂および可塑化油
を用いることもできる。例えば、適した相溶性液体あるいは固体粘着付与剤の例
として、ポリテルペン、Ｃ−５炭化水素樹脂、あるいはポリイソピレンなどの炭
化水素樹脂を挙げられる。芳香族系あるいは脂肪族系酸の樹脂エステルが適切で
ある。これらの粘着付与剤の充分な量を使用すると、高級アルファオレフィンの
含有量は１５モル％まで低くなるが、それでも適した接着剤繊維を提供すること
ができる。

【００４６】代表的な商業的に入手可能なポリオレフィンの例として、ＤｏｗＣｈｅｍｉ
ｃａｌＣｏ．から入手可能な「ＡＳＰＵＮ６８０５」および「ＡＳＰＵＮ６８
０６」エチレン／オクテンコポリマー、ＤｕＰｏｎｔＤｏｗＥｌａｓｔｏｍ
ｅｒｓから入手可能な「ＥＮＧＡＧＥ８４００」エチレン／オクテンコポリマ
ー、ＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から入手可能な「ＥＸＡＣＴ４０
２３」メタロセン触媒エチレン／ブチレンコポリマー、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅ
ｍｉｃａｌＣｏ．から入手可能な「ＲＥＸＥＮＥＤ１００」、「ＥＡＳＴＯ
ＦＬＥＸＤ１２７」および「ＥＡＳＴＯＦＬＥＸＥ１２００」ポリアルファ
オレフィン、ＨｕｌｓＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ．から入手可能な「ＶＥＳＴＯ
ＰＬＡＳＴＶ５２０」および「ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴＶ７５０」ポリアルフ
ァオレフィン、およびこれらの配合物（複合繊維を含む）を挙げられる。

【００４７】他の粘着性あるいは一時的粘着性接着剤粒子含有層の形成に使用する他の粘着性あるいは一時的に粘着性である接着剤
材料の例として、ＭｏｒｔｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手可能な「
ＭＯＲＴＨＡＮＥ４４０」および「ＭＯＲＴＨＡＮＥ４５５」ポリエステル
系ポリウレタン、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から入手可能な「ＰＥＬＬ
ＥＴＨＡＮＥ２３５５−８５ＡＢＲ」ポリウレタンなどの「ＰＥＬＬＥＴＨＡ
ＮＥ」ポリエステル系ポリウレタン、Ｂ．Ｆ．ＧｏｏｄｒｉｃｈＳｐｅｃｉａ
ｌｔｙＰｌａｓｔｉｃｓから入手可能な「ＥＳＴＡＮＥ５８２３８」および
「ＥＳＴＡＮＥ５８６６１」ポリエステル系ポリウレタンなどの「ＥＳＴＡＮ
Ｅ」ポリウレタン、１９９７年１２月１日に出願され、その内容を本明細書に引
用したものとする係属中の米国特許出願（代理人整理番号第５３３１４ＵＳＡ６
Ａ）に開示されている型のポリジオルガノシロキサンポリ尿素コポリマー、およ
びこれらの配合物（複合繊維を含む）などのポリウレタンを挙げられる。

【００４８】非接着剤繊維材料上述のように、粒子含有層に、分離した個別繊維として、あるいは複合繊維内
の別領域として、あるいは配合物部分として非接着剤繊維材料を含むことができ
る。適した非接着剤繊維材料の例として、ポリエチレンおよびアイソタクチック
ポリプロピレンなどの低級ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリス
チレン、および非粘着性ポリウレタンを挙げられる。

【００４９】この非接着剤繊維材料は一般に、粒子含有層内における繊維の坪量の０〜約９
０％に相当し、約６０〜約８０％であればより好ましい。非接着剤繊維材料を別
個の繊維として含有する場合、その繊維は一般に接着剤繊維と密接に交絡する。
このように交絡した繊維は、上述の米国特許第５，６０１，８５１号に記載のダ
イから、あるいは、交絡繊維ウェブをコレクタ上に形成する前に、非接着剤繊維
材料を直接あるいは引き続き接着剤繊維を含む繊維流内に方向付けることができ
る別のダイにおいて形成することができる。交絡繊維の他の種類を形成するため
に複数のダイを使用することは従来技術において周知である。

【００５０】一般に、繊維形成方法に依存して、適した酸化防止剤および熱安定剤を本発明
において使用し、繊維形成処理中あるいは使用中に粒子含有層の劣化を防止する
ことができる。また、ＵＶ吸収剤、顔料、微粒子、短繊維などの従来の添加剤を
使用することも可能である。

【００５１】様々な粒子を粒子含有層内に用いることができる。この粒子は、目的の利用条
件下において存在すると予想されるガス、エアロゾルあるいは液体を吸収可能、
あるいは吸収することが望ましい。この粒子は、ビーズ、薄片、顆粒あるいは凝
集塊などの有用な形態であればいずれでもよい。有用な粒子の例として、活性炭
、アルミナおよび他の金属酸化物、クレイ、ホプカライトおよび他の触媒、イオ
ン交換樹脂、分子篩および他のゼオライト、シリカ、重炭酸ナトリウム、殺生剤
、殺菌剤、殺ウイルス剤を挙げられる。活性炭およびアルミナが好適な粒子であ
る。これらの粒子を組み合わせて使用して、例えばガスの混合物を吸収すること
もできるが、実際には、別個の粒子含有層を複数用いてガスの混合物を処理する
方が一般によい。望ましい粒径は目的の利用条件次第である。一般基準として、
約３０〜約８００ミクロメートルの粒径が好適であり、約１００〜約３００ミク
ロメートルが最適である。

【００５２】仕上がる呼吸マスクの濾過および吸収具合が所望通りに得られるように、充分
な量の粒子を含有することが好ましい。その正確な量は、粒子の種類および表面
積、所望の圧力降下、耐用年数および他に関連する呼吸マスク特性などの要素に
依存する。一般基準として、粒子含有層の総重量に対して、約６５〜９７％、よ
り好ましくは約７０〜約８０％の粒子を有する粒子含有層を用いると良好な結果
が得られる。炭素粒子を含むウェブでは、この炭素重量を約５０〜約７５０ｇ／
ｍ²とすると好ましく、約５０〜約２５０ｇ／ｍ²であればより好ましい。

【００５３】上述の米国特許第４，１０３，０５８号（Ｈｕｍｌｉｃｅｋに付与）に記載さ
れた充分な伸張性を有する繊維を用いる製造方法を変えて、粒子をウェブに接着
する条件下でウェブを製造することにより、多数凸部含有形態にされた粒子含有
ウェブを使用することができる。多数凸部含有形態にされたウェブは特に有用な
成形特性を呈するため、本発明による呼吸マスクでの使用に好適である。

【００５４】複数の呼吸マスク層の少なくとも１層を保形層あるいは「賦形層」とする。こ
の賦形層を、粒子保持層の１層あるいは両層として利用することができる。しか
しながら、別の１賦形層あるいは複数の賦形層を用いて形成することにより、軽
量な、あるいは低廉な呼吸マスクを形成することができるが、この場合、その賦
形機能は粒子を保持する役目を果たしてはいない。しかしながら、この賦形層は
賦形の他に、呼吸マスクの多層の保護、微粒子流の予備濾過などの機能を果たす
ことができる。実施態様によっては、呼吸マスクに含める必要のある賦形層が１
層だけのこともあるが、例えば図２および図５に示すように内側および外側賦形
層の２層の賦形層を用いれば、耐久性および使いやすさに優れた形状を得ること
ができる。

【００５５】賦形層が、粒子含有層をカップ状に形成した後、繊維をその交点において互い
に接合する接合成分を有する繊維を含有すると好ましい。これは例えば、加熱お
よび冷却を施すと、隣接して接触している繊維を融合できる接合成分を含む繊維
を使用することにより実現することができる。このような熱接合繊維は通常、モ
ノフィラメントおよび二成分の形態をとっている。二成分繊維が、本発明による
賦形層形成での使用に好適な繊維である。適した二成分繊維の例として、例えば
同延並列形状、ＵｎｉｔｉｋａＬｉｍｉｔｅｄ製ＭＥＬＴＹ繊維、Ｋｕｒａｒ
ａｙ製ＳＯＦＦＩＴ繊維（米国内ではＣｈｏｒｉＡｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．
により販売）などの同延同軸芯鞘型形状、およびＣｈｉｓｓｏ，Ｉｎｃ．製Ｃ
ＨＩＳＳＯＥＳ（米国内ではＭａｒｕｂｅｎｉＣｏｒｐ．により販売）など
の同延楕円形芯鞘型形状を挙げられる。賦形層の製造に特に有用な二成分繊維の
１つの形状は、結晶質ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の芯を無定形コポ
リエステルが鞘として周囲を取囲んで有する略同軸芯鞘型形状である。この二成
分繊維はＵｎｉｔｉｋａＬｉｍｉｔｅｄ製であり、ＭＥＬＴＹＴｙｐｅ４
０８０繊維として販売されている。もう１つの特に適した二成分繊維は、Ｈｏｅ
ｃｈｓｔＣｅｌａｎｅｓｅ製ＣＥＬＢＯＮＤＴｙｐｅ２５４および２５５
繊維などの、結晶質ＰＥＴの芯と変性コポリオレフィン（例えば、上述の米国特
許第４，６８４，５７６号に記載のコポリマー）の鞘とを有する同軸鞘／芯繊維
である。賦形層内の繊維は通常、１〜２００デニールであり、平均として１デニ
ールを超えて５０デニール未満であると好ましい。好適実施態様において、１層
以上の賦形層は、合成短繊維（好適にはけん縮繊維）と二成分バインダ繊維との
混合物を含有する。表面の毛羽立ちを低く抑えて、着用者に優れた着心地感を提
供する賦形層を、上述の米国特許第５，３０７，７９６号に記載されているよう
に製造することができる。

【００５６】バインダ繊維は通常、加熱および冷却により軟化して他の繊維に接合するポリ
マー材料から製造される。バインダ繊維は通常、接合後もその繊維構造を保持す
る。バインダ繊維の例には、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ製ＫＯＤＥＬ
Ｔｙｐｅ４４４および、ＨｏｅｃｈｓｔＣｅｌａｎｅｓｅ製Ｔｙｐｅ２５
９繊維がある。不織ウェブを加熱すると、このバインダ繊維が軟化して隣接して
接触している繊維に付着する。成形段階においてこの不織ウェブが冷却されると
、交点にて結合が起こる。

【００５７】アクリル系ラテックスなどの接合成分を繊維ウェブに適用して、賦形層を形成
してもよい。また、粉末状熱活性化接着剤樹脂の形態である接合成分を繊維ウェ
ブ上にカスケードしてもよい。このウェブを加熱すると、添加された樹脂により
、ウェブ内の繊維が交点において互いに接合する。材料および処理費用がかかり
、仕上がる呼吸マスクの着火性を増す可能性があるため、本発明の賦形層にはこ
のように添加する接合成分を含まないことが好ましい。

【００５８】呼吸マスク賦形層の形成での使用に適した短繊維は、非熱接合繊維であり、一
般に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンおよびレーヨンから製
造された繊維などの合成単成分繊維である。ＰＥＴ繊維（ＨｏｅｃｈｓｔＣｅ
ｌａｎｅｓｅ製ＴＲＥＶＩＲＡＴｙｐｅ１２１および２９５繊維など）が好
適短繊維である。

【００５９】外側および内側賦形層が、二成分繊維および短繊維の混合物を含有することが
好ましい。例えば、外側賦形層が約７０重量％の二成分繊維と約３０重量％の短
繊維を含み、内側賦形層が約６０重量％の二成分繊維と約４０重量％の短繊維を
含むと好ましい。外側賦形層により大きな坪量を持たせる、あるいは外側賦形層
における二成分繊維の比率を大きくして、外側賦形層に内側賦形層より大きな度
合いで呼吸マスクの支持させると好ましい。

【００６０】精密な濾過が必要でないのであれば、本発明の呼吸マスクは上述した層を使用
して、さらに濾過層を加えなくともよい。粒子保持層および粒子含有層は通常、
出入りする空気をある程度濾過することができ、着用者から唾液などの大きな粒
子と空気中の比較的大きな微粒子とを選別して除去することができる。しかしな
がら、本発明の呼吸マスクには濾過層を含めて、木屑、絶縁体、煤粒子などの雑
微粒子の進入を捕集する、あるいは他の方法で防止することが望ましい。濾過層
用に選択する繊維は、濾過対象である微粒子の種類に依存する。特に有用な濾過
層は、Ｗｅｎｔｅ，ＶａｎＡ著「ＳｕｐｅｒｆｉｎｅＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ
ｉｃＦｉｂｅｒｓ」ｉｄ１３４２ページ以下参照、に開示されている繊維な
どのメルトブローン繊維ウェブから製造することができる。メルトブローン繊維
ウェブは、例えば米国特許第４，２１５，６８２号（Ｋｕｂｉｋ他に付与）に記
載されているように持続的に電気的に帯電した形態で使用すると、特に良好な濾
過層となる。これらのメルトブローン繊維の平均粒径は約１０ミクロメートル未
満であると好ましい。他の特に有用な濾過繊維は、米国再発行特許第３１，２８
５号（ＶａｎＴｕｒｎｈｏｕｔに付与）に開示されているような電気的に帯電
したフィブリル化フィルム繊維、およびＡｌｌＦｅｌｔＰｒｏｄｕｃｔｓ，
Ｉｎｃ．製ＴＥＣＨＮＯＳＴＡＴＴｙｐｅＥ２００ウェブなどの商業的に
入手可能な濾過材料である。ロジンウール（Ｒｏｓｉｎｗｏｏｌ）繊維ウェブお
よびガラス繊維ウェブも、溶融ブローンあるいは静電スプレー繊維として、特に
微小繊維形態において有用な濾過層である。

【００６１】本発明による好適呼吸マスクは、ブローン微小繊維、好ましくは電気的に帯電
したブローン微小繊維を含む少なくとも１層の濾過層を備える。この濾過層を、
２層の賦形層間で、粒子含有層の上流あるいは上流および下流に配置すると好ま
しい。呼吸マスクが２層の濾過層を具備して、それぞれが電気的に帯電されたウ
ェブであり、粒子含有層の上流および下流に配置されていると最も好ましい。１
層以上の濾過層を形成するウェブを任意に、呼吸マスクの形成に使用する多層に
組み合わせる前に、ウェブの上下に配置した赤外線ヒータによりヒートセット（
例えば２６０℃〜４２５℃の温度）することができる。

【００６２】呼吸マスクの複数層は、従来の呼吸マスク製造技術を用いて所望の最終呼吸マ
スク形状に形成することができる。例えば、その複数層を互いに積み重ねて、室
温あるいは高温にて嵌合する雌雄型間で成形することができる。種々の層を互い
に一度に成形することも、あるいは別個のサブアセンブリに成形した後で互いに
接合することも可能である。嵌合する型半体はぴったり嵌り合う必要はなく、呼
吸マスク表面を横切って、均一あるいは不均一な成形ギャップを設けることがで
きる。これには例えば約１ｍｍ〜約８ｍｍの成形ギャップを設けて、これにより
、隣接する層を引裂ことなく、型内における種々の層（例えば濾過層）の移動を
可能にしてもよい。

【００６３】様々な従来の組み立て技術を利用して種々の層を互いに接合し、呼吸マスクを
形成して仕上げることができる。有用な技術の例として、超音波溶接、接着剤接
合、熱接合、ニードル仮付けおよび縫合を挙げられる。

【００６４】本発明を以下の実施例によりさらに例証する。これらの実施例において、特に
指定のない限りすべての部および百分率は重量基準である。

【００６５】実施例１および対照例１粒子装填ウェブを以下のように準備した。ウェブを、上述の米国特許第５，２
３８，７３３号に記載されているように準備した多層メルトブローン微小繊維か
ら製造した。２種類のポリマー材料を別々に、別個の押出機により同時押出給送
ブロック内に投入した。第１の材料は、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣ
ｏ．から入手したＥＡＳＴＦＬＥＸＤ１２７Ｓ無定形ポリオレフィンであった
。この材料は感圧接着剤特性を有しているため、ＰＳＡ成分と呼ぶ。第２の材料
は、ＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から入手したＥＳＣＯＲＥＮＥ３
５０５Ｇアイソタクチックポリプロピレンであった。これをポリプロピレン成
分と呼ぶ。同時押出給送ブロックにより、ＰＳＡ成分を２本のフロー流に分割し
てポリプロピレン成分のフロー流と合体し、ＰＳＡの上層および底層との間にポ
リプロピレン層を挟持して有する単層フロー流を形成した。この層状フロー流を
直ちに、直径に対する長さの比率が６．８６：１である円形平滑表面オリフィス
を有するメルトブローンダイに給送した。一次空気を２８５℃および１５１ＫＰ
ａに保って０．０７６ｃｍギャップ幅を設け、均一なウェブを製造した。ダイを
、２８５℃に維持して１８７ｇ／時間／ｃｍダイ幅の速度にて操作した。このウ
ェブを、ダイと３０．４ｃｍの距離にある回転ドラムコレクター上に収集した。

【００６６】繊維がダイを出てコレクタに到達する前に、米国特許第４，４２９，００１号
（Ｋｏｌｐｉｎ他に付与）に記載の一般方法を用いて、活性炭粒子をメルトブロ
ーン繊維の新しいブローン流内に落下することにより、これらをウェブ内に組み
入れた。この粒子は、ペンシルバニア州ピッツバーグのＣａｌｇｏｎＣａｒｂ
ｏｎＣｏｒｐ．から入手したＣａｌｇｏｎ活性炭、４０×１４０メッシュ（１
０５ミクロメートル×３７９ミクロメートル）であった。得られた粒子装填ウェ
ブは、概略的にＰＳＡ／ポリプロピレン／ＰＳＡ層状構造で、７６％のポリプロ
ピレンと２４％のＰＳＡとの組成物を有する二成分繊維を含有した。このウェブ
の坪量は３７５ｇ／ｍ²であり、炭素粒子８０％および二成分繊維２０％を含有した。

【００６７】ウェブ試料について、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．著「ＴｈｅＳｅｐａｒａｔｉ
ｏｎｏｆＡｉｒｂｏｒｎｅＤｕｓｔａｎｄＰａｒｔｉｃｌｅｓ」、Ｉ
ｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ、ロ
ンドン、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ１Ｂ、１９５２年に提示された方法に基づき、
その有効繊維径を調べた。

【００６８】幅２．５４ｃｍのウェブ試料について、８０ｍｍのゲージ長により１０ｍｍ／
秒クロスヘッド速度にて動作するＴｅｘｔｕｒｅＡｎａｌｙｚｅｒＭｏｄｅ
ｌＴＡ−ＸＴ２を用いて、その引張強度および機械方向およびクロスウェブ方
向での破断伸度％を調べた。

【００６９】ウェブ試料について、以下のように行った振動試験を用いてその粒子保持力を
も調べた。この試料ウェブを１枚の紙の上に置き、ウェブと紙とを円形ダイを用
いて、３枚の１７１．５ｍｍ円形試料に切抜いた。この紙には、次の計量段階中
に試料から落下する粒子（例えば炭素）のいずれかを収集しておいた。試料をな
るべく動かさないように注意して、試料と、紙上に収集されたすべての粒子を一
緒に計量した。これらの試料を３つの（米国標準第８〜第１４番のいずれかの寸
法の）標準篩内に配置した。各試料を、試料の周囲に定間隔で配置して篩網内に
ねじ込み、試料を網に貫通して固定するように折り曲げた４つの紙糸クリップを
用いて篩内に固定した。２０枚の米国のペニー硬貨を、衝撃媒体として作用する
ように各試料上に配置した。次いで、炭素収集面として利用するように内部に紙
を裏打ちした新たな篩の上に各篩を積み重ねた。試料およびコレクタ篩の３セッ
トを順に積み重ね、６つの篩を含む堆積物を形成する。この堆積物に蓋材と底材
とを被せ、ＭｏｄｅｌＢＲｏＴａｐＴｅｓｔｉｎｇＳｉｅｖｅＳｈａ
ｋｅｒ（ＴｙｌｅｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ）内で１０分間
攪拌した。これらの試料を取り出して再計量し、保持されている粒子の重量％を
算出した。篩の積み重ね上部にあるほど、積み重ねの底部に比べて試料の粒子損
失量は多かった。３つの試料の平均により粒子損失量を特定した。

【００７０】複数の賦形層を、ＤｏｕｂｌｅＲａｎｄｏＷｅｂｂｅｒエアレイ装置上で
１５デニールのＴｙｐｅ２５４二成分繊維（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ
Ｃｏｒｐ．）６５％を１５デニールのＴｙｐｅ２９５短繊維（Ｈｏｅｃｈｓｔ
−ＣｅｌａｎｅｓｅＣｏｒｐ．）３５％と組み合わせて製造した。各賦形層の
坪量は６３ｇ／ｍ²であった。

【００７１】エレクトレット帯電を有する濾過層を、ＥＳＣＯＲＥＮＥ３５０５Ｇポリプロ
ピレン（ＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．）から製造されて５６ｇ／ｍ² の坪量を有するブローン微小繊維ウェブから製造した。このウェブにコロナ放電
処理を施して帯電し、米国特許第５，４９６，５０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎ
ｄ他に付与）に記載されているように水を噴射した。

【００７２】次いで、その賦形層の１層と、粒子装填ウェブと、エレクトレット帯電を有す
る濾過層と、もう１層の賦形層とを積み重ねて、成形呼吸マスクを製造した。こ
の製造は、賦形層をＤｏｕｂｌｅＲａｎｄｏＷｅｂｂｅｒ装置上で形成中に
、粒子装填ウェブとエレクトレット濾過ウェブとを２層の賦形層間に給送して行
った。

【００７３】呼吸マスクを、上述の米国特許第４，５３６，４４０号に記載されている一般
方法によりウェブを積み重ねたアセンブリから成形した。この型を１１４〜１１
８℃に加熱し、ウェブアセンブリを０．１３ｃｍの型ギャップに圧搾した。ドウ
ェル時間は１２〜１５秒であった。成形された呼吸マスクにウェブの分離あるい
は引裂が表れているかどうかを検査したが、いずれも見られなかった。この呼吸
マスクにさらに２層を加えた。最も外側の層は、１５デニールのＴｙｐｅ２９５
ポリエステル短繊維（Ｈｏｅｃｈｓｔ−ＣｅｌａｎｅｓｅＣｏｒｐ．）４０％
を、５０デニールのポリエステル短繊維４０％および３デニールのＴｙｐｅ２５
９結合繊維（Ｈｏｅｃｈｓｔ−ＣｅｌａｎｅｓｅＣｏｒｐ．）２０％と組み合
わせて製造し、得られたウェブに「ＦＹＡＲＥＳＴＯＲ３３０Ｂ」難燃剤（Ｐ
ＹＲＯ−ＣＨＥＫＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＦｅｒｒｏＣｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ）を総ウェブ重量が３７．５％増量するようにコーティングした難燃性賦形
層であった。得られたウェブの坪量は１８０ｇ／ｍ²であった。この層の下に、１．３５デニールのＴｙｐｅ１８０ポリエステル短繊維（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅ
ｌａｎｅｓｅＣｏｒｐ．）５０％と平均直径が７ミクロメートルのブローン微
小繊維とを組み合わせて製造した予備濾過層を配置した。得られたウェブの坪量
は２００ｇ／ｍ²であった。この２層を呼吸マスクに超音波溶接し、余分な材料を除去した。

【００７４】成形した呼吸マスクの試料を、以下のようにオゾン対応について評価した。呼
吸マスク試料を、２４ストローク／分で動作する呼吸模擬装置に搭載し、呼吸マ
スク内を４０リットル／分のフロー速度とした。この呼吸マスクを、相対湿度５
０％（±３％）かつ３５℃（±２℃）にて５ｐｐｍオゾンを含む大気（Ｏｒｅｃ
Ｍｏｄｅｌ０３Ｖ１−０ＯｚｏｎＧｅｎｅｒａｔｏｒにより発生）に曝
露した。オゾンの呼吸マスク内通過を、ＤａｓｉｂｉＭｏｄｅｌ１００３−
ＡＨＯｚｏｎＭｏｎｉｔｏｒを使用して検出した。この評価の開始から４８
分後に百万分の１単位のオゾン（ｐｐｍ）が測定された。

【００７５】本発明により成形した呼吸マスクの試料を、有機蒸気としてｎ−ヘキサンを使
用して有機蒸気（ＯＶ）対応について調べた。呼吸マスク試料を上述した呼吸模
擬装置に搭載し、相対湿度５０％（±３％）かつ３５℃（±２℃）にて６０ｐｐ
ｍオゾンを含む大気に曝露した。呼吸マスク内を通過するフロー速度は２０リッ
トル／分であった。呼吸マスク内を通過するヘキサンをＨＮＵＭｏｄｅｌＰ
Ｉ−２０１ＰｈｏｔｏｉｏｎｉｚａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒにより検出した
。呼吸マスクチャンバ内に１０ｐｐｍへキサンを検出するまでに必要な時間を分
単位で記録した。

【００７６】比較用呼吸マスク（以下の表における「対照例１」）を、主に同じ層から形成
し、同様に調べた。しかしながら、この呼吸マスクは粒子含有層の代わりに、上
述の米国特許第４，８０７，６１９号の実施例２２に記載の一般方法により製造
され、１２８ｇ／ｍ²の炭素粒子を含む予備成形物を用いて製造した。

【００７７】得られた評価データを以下の表１に提示する。

【表１】

【００７８】実施例２本実施例において、活性炭ではなくアルミナ粒子を用いて、粒子装填ウェブを
実施例１と同様に製造した。このアルミナ粒子は、ニュージャージー州Ｍｏｎｍ
ｏｕｔｈＪｕｎｃｔｉｏｎのＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ，Ｉｎｃ．から入手
したものであり、粒径文法は３６〜２９７ミクロメートルであった。この粒子装
填ウェブの坪量は２２０ｇ／ｍ²であり、アルミナ粒子は総ウェブ重量の６５％であった。

【００７９】粒子含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予備濾過層、複
数の賦形層および濾過ウェブと組み立てた。このように成形した呼吸マスクにウ
ェブの分離あるいは引裂が表れているかどうかを検査したが、いずれも見られな
かった。

【００８０】成形した呼吸マスクの試料を、以下のようにフッ化水素対応について調べた。
呼吸マスクを実施例１と同様に、呼吸マスク内を通過するフロー速度を６４リッ
トル／分として呼吸模擬装置に搭載し、相対湿度５０％（±３％）かつ２３℃（
±２℃）にて７０ｐｐｍフッ化水素を含む大気に曝露した。呼吸マスクキャビテ
ィ内のフッ化水素量をＳｅｎｓｉｄｙｎｅＨＦＤｅｔｅｃｔｏｒにより測定
した。呼吸マスクキャビティ内に３ｐｐｍのフッ化水素を検出するまでに必要な
時間を記録した。その時間が３０分を超えれば４２ＣＦＲ§８４．１９０をクリ
アしていると考えられる。この成形呼吸マスク試料についての平均測定時間は１
８３分であった。

【００８１】呼吸マスクを成形することにより粒子含有ウェブがその破断点付近まで伸張さ
れたかどうかの特定するにあたり、成形した呼吸マスクの帯片を切抜き、粒子含
有層を取り出して、実施例１に記載したように破断伸度％について調べた。機械
方向における破断伸度は１１．８％であり、横方向においては４５．５％であっ
た。

【００８２】実施例３粒子装填ウェブを、コレクタ速度を低下してその坪量を３０９ｇ／ｍ²まで増加した点を除き、実施例２と同様に準備した。アルミナ粒子の装填量は６２％で
あった。粒子含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予備濾過
層、複数の賦形層および濾過ウェブと組み合わせた。ウェブの分離あるいは引裂
の兆候は見られなかった。

【００８３】この呼吸マスクを実施例２と同様に調べた。フッ化水素対応試験において、呼
吸マスクキャビティ内に３ｐｐｍのフッ化水素を検出するまでに必要だった時間
は、３０分あれば充分であるのに対し、２３５分であった。成形後の粒子含有層
伸度％は、機械方向において１０．２％、横方向において４２．８％であった。

【００８４】実施例４粒子装填ウェブを、コレクタ速度を低下してウェブの坪量を増加した点を除き
、実施例１と同様に準備した。ウェブの坪量は４７３ｇ／ｍ²であり、活性炭がウェブ重量の６８％を占めた。有効繊維径は１０．９ミクロメートルであった。
実施例１の振動試験を行ったところ、９９．４％の炭素粒子がウェブ上に保持さ
れた。粒子含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予備濾過層
、複数の賦形層および濾過ウェブと組み合わせた。ウェブの分離あるいは引裂の
兆候は見られなかった。

【００８５】このように成形した呼吸マスクの試料を、オゾン耐性、有機蒸気耐性、および
圧力降下について実施例１に記載したように調べた。４８分後のオゾン量は０．
０２ｐｐｍであり、１０ｐｐｍのヘキサンを検出するまでの時間は１６８分であ
った。８５リットル／分における圧力降下は１０．２ｍｍＨ₂Ｏであった。

【００８６】実施例５および実施例６粒子装填ウェブを、活性炭の平均粒径を小さくした、すなわち８０×３２５メ
ッシュ（４６×１８７ミクロメートル）にした点を除き、実施例１に記載したよ
うに準備した。この粒子含有ウェブについての坪量、粒子％、振動試験結果を表
２に示す。この粒子含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予
備濾過層、複数の賦形層および濾過ウェブと組み合わせた。ウェブの分離あるい
は引裂の兆候は見られなかった。

【００８７】このように成形した呼吸マスクを、オゾン耐性、有機蒸気耐性および圧力降下
について調べた。粒子含有層を製造した機械方向および横方向の双方において複
数の帯片をこの呼吸マスクから切取った。成形後の粒子含有層の破断伸度および
引張強度を測定した。結果を表２に示す。

【００８８】

【表２】

【００８９】実施例７粒子装填ウェブを、円形開口部を有する多孔性コレクタにウェブを収集し、図
６に示したような多数凸部含有形態にされたウェブを形成した点を除き実施例１
に記載したように準備した。その孔の直径は０．７９ｃｍであり、陸領域が４４
．７５％を占めた。コレクタをダイからおよそ１８ｃｍの所に配置した。このウ
ェブの坪量は３９２ｇ／ｍ²であり、活性炭がウェブ重量の７０％を占めた。実施例１の振動試験により調べたところ、粒子の９７％がウェブ内に保持された。
この粒子含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予備濾過層、
複数の賦形層および濾過ウェブと組み合わせた。ウェブの分離あるいは引裂の兆
候は見られなかった。

【００９０】このように成形した呼吸マスクを、実施例１に記載したようにオゾン耐性、有
機蒸気耐性および圧力降下について調べた。４８分後のオゾン量は０．００７ｐ
ｐｍであり、１０ｐｐｍのヘキサンを検出するまでの時間は１６１分であった。
８５リットル／分における圧力降下は８．５ｍｍＨ₂Ｏであった。

【００９１】粒子含有層を製造した機械方向および横方向の双方において複数の帯片をこの
呼吸マスクから切取った。粒子含有層は成形処理中に平坦化されて、膨潤した様
相はほとんど失われたが、完全に失ってはいなかった。この粒子含有層の破断伸
度は、機械方向において９％、横方向において３６．５％であった。引張強度は
、機械方向において１４８２ｇ、横方向において７９６ｇであった。

【００９２】実施例８〜実施例１０粒子装填ウェブを、ポリマー材料が単成分であり、ポリマーを押出機から直接
ダイに給送した点を除き実施例１に記載したように準備した。実施例８における
ポリマーは、ＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製ＥＸＡＣＴ４０２３メ
タロセン触媒エチレン／ブチレンコポリマーであった。実施例９におけるポリマ
ーは、ＭｏｒｔｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ製ＭＯＲＴＨＡＮＥ４４０−
２００ポリウレタンであり、実施例１０におけるポリマーは、ＭｏｒｔｏｎＩ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ製ＭＯＲＴＨＡＮＥ４５５−２００ポリウレタンであ
った。これらのウェブの坪量および粒子％を表３に示す。成形前のウェブから機
械方向および横方向において複数の帯片を切取った。これらのウェブの破断伸度
および引張強度を測定したので、結果を表３に示す。

【００９３】

【表３】

【００９４】実施例１１粒子装填ウェブを、無定形ポリマーオレフィンをＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉ
ｃａｌＣｏ．製ＥＡＳＴＯＦＬＥＸ１２００にした点を除き実施例１に記載し
たように準備した。このウェブの坪量は３００ｇ／ｍ²であり、炭素粒子８０％と二成分繊維２０％とを含有した。この粒子含有ウェブを、実施例１に記載した
ように難燃性賦形層、予備濾過層、複数の賦形層および濾過ウェブと組み合わせ
た。ウェブの分離あるいは引裂の兆候は見られなかった。

【００９５】このように成形した呼吸マスクの試料を、実施例１に記載したようにオゾン耐
性および有機蒸気耐性について調べた。４８分後のオゾン量は０．０４ｐｐｍで
あり、１０ｐｐｍのヘキサンを検出するまでの時間は８９分であった。

【００９６】実施例１２粒子装填ウェブを、射出物を１枚のウェブに形成するように配置された２台の
別個の押出機とダイとを用いて混合繊維から準備した。第１の押出機は、ＥＡＳ
ＴＦＬＥＸＥ１２００無定形ポリオレフィンを含み、第２の押出機は、ＥＳＣ
ＯＲＥＮＥ３５０５Ｇポリプロピレンを含有した。溶融した押出物を、長さと
直径との比率が２０：１である円形平滑表面オリフィスを有する従来のＮａｖａ
ｌＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂメルトブローダイに給送した。ギャップ幅を０．
０３８１ｃｍにして、一次空気を２５２℃および２４．８ＫＰａに維持した。ど
ちらのダイの温度も３１６℃に維持した。無定形ポリオレフィンダイを１０７ｇ
／時間／ｃｍダイ幅の速度で操作し、オリプロピレンダイは、４２８ｇ／時間／
ｃｍダイ幅の速度で操作した。Ｃａｌｇｏｎ活性炭粒子（４０×１４０メッシュ
）を、微小繊維のブローン流がダイから出てきたところで回転ドラムコレクタに
到達する前に落下した。コレクタとダイとの距離を３０．４ｃｍとした。得られ
た粒子含有層の坪量は３００ｇ／ｍ²であり、有効繊維径は約１０ミクロメートルで、約７６％の炭素粒子と２４％の混合繊維とを含み、混合繊維のうち１８％
がポリアルファオレフィンであり、８２％がポリプロピレンであった。この粒子
含有ウェブを、実施例１に記載したように難燃性賦形層、予備濾過層、複数の賦
形層および濾過ウェブと組み合わせた。ウェブの分離あるいは引裂の兆候は見ら
れなかった。このように成形した呼吸マスクの試料を、実施例１に記載したよう
にオゾン耐性および有機蒸気耐性について調べた。４８分後のオゾン量は０．０
４５ｐｐｍであり、１０ｐｐｍのヘキサンを検出するまでの時間は７９分であっ
た。

【００９７】実施例１３〜実施例２３および対照例２〜対照例１３実施例１の方法を用いて、異なる有効繊維径を有する粒子含有ウェブを２種類
準備し、粒子保持力について調べた。第１の種類（以下の表４において実施例１
３〜実施例２３）には接着剤繊維材料を使用し、第２の種類（以下の表４におい
て対照例２〜対照例１３）には非接着剤繊維材料を使用した。各ウェブはさまざ
まなメッシュ寸法の炭素粒子を含有した。以下の表４に、各ウェブについての実
施例番号あるいは対照例番号、繊維材料（表の下に略語表において詳細に説明）
、炭素メッシュ寸法、炭素初期重量％、振動試験における炭素保持％、および有
効繊維径を提示する。

【００９８】

【表４】

【００９９】上記のデータから、接着剤繊維から製造した粒子含有ウェブでは有効繊維径が
大きくても良好な粒子保持力を得られたことがわかる。これは、粒子保持％に対
する有効繊維径を、有効繊維径を横座標にとり、粒子保持％を縦座標にとってグ
ラフに表すとよりよく理解できるであろう。実施例１３〜実施例２３についての
グラフから次式の線が得られた。粒子保持％＝０．０４４７＊（有効繊維径）＋９６．７０この線の傾斜が比較的平坦であることから、有効繊維径が大きくても粒子損失に
ついてウェブへの影響が少ないことがわかる。これとは反対に、非接着剤繊維か
ら製造したウェブ（対照例２〜対照例１３）について同様のグラフを作成したと
ころ、次式を有する線が得られた。粒子保持％＝−１．１５１＊（有効繊維径）＋９８．７８この後者の線がかなりマイナスに傾斜していることから、有効繊維径が大きくな
ると対照ウェブに実質的な粒子損失が起こる傾向にあることがわかった。

【０１００】実施例２４および実施例２５２枚の粒子装填ウェブを、ポリオレフィンをＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａ
ｌＣｏ．製ＥＡＳＴＦＬＥＸ１２００ポリアルファオレフィンにし、ポリプ
ロピレンをＥｘｘｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製ＥＳＣＯＲＥＮＥ３７９
５にして、このポリオレフィンおよびポリプロピレンを５０：５０で組み合わせ
た点を除き、実施例１に記載したように準備した。両方のウェブに、Ｋｕｒａｒ
ａｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．製ＫＵＲＡＲＡＹＴＦ２５×４５メッシュカ
ーボンを９０％まで装填した。これらのウェブを、有効繊維径、実施例１の振動
試験を用いて炭素保持力、および２ｍ／秒の表面速度における圧力降下について
調べた。その結果を以下の表５に提示する。

【０１０１】

【表５】

【０１０２】上記のデータから、粒子含有層において、非常に大きな有効繊維径においても
優れた粒子保持力を呈し、炭素装填量が高くても圧力降下が少ないことがわかる
。

【０１０３】当業者であれば、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく本発明に対し
てさまざまな修正および変更を加えられることは明らかであろう。本発明は上述
の例示的実施態様に限定されるものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の呼吸マスクを示す正面図である。

【図２】図１に示した呼吸マスクの２−２線で切り取った断面図である。

【図３】本発明による呼吸マスクの製造に使用する粒子装填ウェブの拡大
断面図である。

【図４】従来技術による呼吸マスクの組み立てに使用する粒子装填ウェブ
予備成形物の斜視図である。

【図５】本発明による呼吸マスクの形成に使用可能な成形層の分解斜視図
である。

【図６】本発明による呼吸マスクの製造にも使用可能な膨潤ウェブを示す
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ハーパー，ロバータシー．アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427，セントポール，ピー．オー．ボックス 33427 Ｆターム(参考） 2E185 AA07 BA01 CA03 CB13 CB16 4D019 AA01 BA13 BB02 BB03 BB13 BC01 BC05 BC07 BC09 BC11 CA10 CB06 DA02 DA03 DA06 4L047 AA14 AA25 AB02 AB09 BA08 CB08 CC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１層が保形層である、通気性粒子保持層間の通気
性吸収剤粒子含有層を含む複数層を具備する呼吸マスクであって、該粒子含有層
が略カップ状形状を有し、伸張性であることにより該カップ状に賦形する間に引
裂あるいは著しい粒子損失を起こさないことを特徴とし、該粒子含有層の繊維の
少なくとも数本が、粒子のないウェブとなって室温に冷却された後も充分な粘着
性を有して、該ウェブが自接着性となるようになっている呼吸マスク。
【請求項２】前記層の１層以上がサブミクロン粒子をトラップする、ある
いは捕捉することをさらに特徴とする請求項１に記載の呼吸マスク。
【請求項３】前記層の１層以上の濾過効率が、エレクトレット帯電を組み
入れることにより向上したことをさらに特徴とする請求項１または２に記載の呼
吸マスク。
【請求項４】前記粒子含有層がエラストマ系であることをさらに特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項５】前記粒子含有層がデッドストレッチを呈することをさらに特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項６】前記粒子含有層が、賦形前に機械方向および横方向の双方に
おいて少なくとも約２５％の破断伸度を呈することをさらに特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項７】前記粒子含有層が、賦形前に機械方向および横方向の少なく
ともいずれか一方において少なくとも約５０％の破断伸度を呈することをさらに
特徴とする請求項６に記載の呼吸マスク。
【請求項８】前記呼吸マスクが賦形中に充分な粒子を保持することにより
、該呼吸マスクが２０リットル／分のフロー速度にて相対湿度５０％かつ気温３
５℃で６０ｐｐｍのｎ−ヘキサンを含有する大気に曝露されると、該呼吸マスク
内に１０ｐｐｍのへキサンが検出されるまでに少なくとも６０分が経過すること
をさらに特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項９】前記呼吸マスク内に１０ｐｐｍのへキサンが検出されるまで
に少なくとも９０分が経過することを特徴とする請求項８に記載の呼吸マスク。
【請求項１０】前記粒子含有層が、約１０ミクロメートル未満の有効繊維
径を有する繊維を含むことをさらに特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記
載の呼吸マスク。
【請求項１１】前記粒子含有層が、衝撃媒体の存在下で篩攪拌器上にて振
動されると、該ウェブに元々含有されていた前記粒子の少なくとも約９０重量％
の粒子を保持することをさらに特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の呼吸マスク。
【請求項１２】前記粒子含有層が、該層に元々含有されていた前記粒子の
少なくとも約９５重量％を保持し、該層内の繊維の有効繊維径が約１０ミクロメ
ートルを超えることをさらに特徴とする請求項１１に記載の呼吸マスク。
【請求項１３】前記粒子含有層が感圧接着剤繊維を含むことをさらに特徴
とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項１４】前記粒子含有層が、コレクタ上に形成されて室温に冷却し
た後も少なくとも約２時間の継続時間にわたり充分な粘着性を有する繊維を含ん
で、該層が自接着性になるようになっていることをさらに特徴とする請求項１〜
１３のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項１５】前記継続時間が少なくとも約１日であることをさらに特徴
とする請求項１４に記載の呼吸マスク。
【請求項１６】前記繊維が、ポリアルファオレフィン、メタロセン触媒ポ
リオレフィンあるいはポリウレタンを含むことをさらに特徴とする請求項１４に
記載の呼吸マスク。
【請求項１７】前記粒子含有層が、伸張性ブロックコポリマー、アクリレ
ート、ポリオレフィンあるいはポリウレタンを含む繊維を含有することをさらに
特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項１８】前記粒子が、炭素あるいはアルミナを含むことをさらに特
徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の呼吸マスク。
【請求項１９】前記粒子含有層が、成形前に多数凸部含有形態に成形され
ていることをさらに特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の呼吸マス
ク。
【請求項２０】通気性吸収剤粒子含有層と複数の通気性粒子保持層とを有
し、該層の少なくとも１層が保形層である呼吸マスクの製造方法であって、ａ）粒子のないウェブとなって室温に冷却された後も充分な粘着性を有するこ
とにより該ウェブを自接着性とする熱可塑性繊維と該粒子とから該粒子含有層を
形成するステップと、ｂ）該粒子含有層を、該粒子含有層が該粒子保持層の間に位置するように該粒
子保持層と組み合わせるステップと、ｃ）該層を略カップ状形状に形成するステップであって、該カップ状形状に賦
形する間、該粒子含有層が伸張性であることにより引裂あるいは著しい粒子損失
を起こさないステップと、を具備することを特徴とする方法。