JP2005334137A - マスク - Google Patents

Abstract

【課題】 空気中の、花粉・埃・有害物質・細菌・ウィルス等を良好に除去することができるマスクを提供する。
【解決手段】 銀付糸１１が一部に編み込まれたコットン生地からなる外表面層７と、光触媒２２と、シリコンの特性（吸着・脱臭・遠赤外線作用）と銀の特性（抗菌性・殺菌性）とを併せ持ち、空気との接触面積が極めて大きいナノシルバー３０とを含む中間層９と、外表面層７よりも網目が狭くされたコットン生地からなる内表面層８を積層させてマスク本体２とし、このマスク本体に耳かけ部４を設けてマスク１を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気中の花粉、粉塵、有害ガス、細菌、ウィルスを除去し、体内に侵入するのを防止するためのマスクに関するものである。

風邪の予防、花粉症の症状軽減には、マスクを装着して、細菌・ウィルス・花粉をマスクの繊維で捕捉し、体内への侵入を防ぐのが最も有効かつ手軽な方法である。しかし、ガーゼや木綿等からなる通常のマスクでは、花粉等の比較的粒径の大きなものを捕捉することはできるものの、細菌・ウィルスのように微小なものを十分に捕捉するのが難しいという問題点がある。また、マスク内において細菌・ウィルスが増殖したり、装着者の移動等によってその増殖した細菌・ウィルスが飛散したりする恐れがあることから、衛生上良くないという問題点がある。そこで、抗菌性・殺菌性に優れた銀が、表面にメッキあるいは蒸着された銀付繊維を含有させることによって、マスク内の細菌・ウィルス等を殺菌・除去するようにされたマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、銀の抗菌性・殺菌性については、前記特許文献１に記載の通り、次の二通りの解釈があるものとされている。
（解釈１）銀の触媒作用で、空気中の酸素あるいは水中の溶存酸素が活性酸素に変わり、菌体表面構造に損傷を与える。
（解釈２）銀の抗菌性・殺菌性は、細菌・菌類・ウィルス等の下等生物に対して毒性を示す銀イオン（Ａｇ^＋）によるものである。

特開平１１−１９２３８号公報

ところで、銀付繊維を含有するマスクにおいては、マスク内の空気と銀の接触面積が大きければ大きいほど、銀の殺菌性・抗菌性が向上することは前記（解釈１）および（解釈２）により明らかである。しかしながら、銀付繊維を含むマスクでは、銀付繊維に含まれる銀の表面積がそれ程大きくないため、銀付繊維の作用により、細菌・ウィルスがマスク内で増殖するのを防止することはできるものの、マスクを通過する空気から細菌・ウィルスを良好に除去するのが難しいという問題点がある。このような問題点の解決方法として、マスクに銀付繊維を大量に含有させ、空気と銀との接触面積を増加させる方法が容易に考えられるが、このような方法を採用した場合、マスクが高価なものになるだけでなく、銀による身体への悪影響が懸念される。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、空気中の花粉や、埃などの除去は勿論、空気中の細菌・ウィルスをより確実に滅菌・除去して、体内への侵入を防止することのできるマスクを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるマスクは、マスク本体とそのマスク本体の両端部に配される耳かけ部とを備えるマスクにおいて、
前記マスク本体は、シリコン粒子の表面に微小な銀粒子が担持されてなる粒子状複合素材が添着される繊維よりなるウェブ材の表面に、光触媒を担持してなる内側層と、この内側層の内表面および外表面にそれぞれ積層される表面層とを備えることを特徴とするものである（第１発明）。

また、本発明において、前記表面層には、銀付糸が設けられるのが好ましい（第２発明）。

前記ウェブ材は、前記粒子状複合素材が添着される繊維からなる第１の繊維層と、この第１の繊維層の両面にそれぞれ積層される第２の繊維層および第３の繊維層からなる多層体であるのが良い（第３発明）。

前記第１発明において、前記表面層および内側層は、不織布により構成されるのが良い（第４発明）。

本発明によれば、マスク本体の内側層に含まれる粒子状複合素材は、シリコン粒子上に微小な銀粒子が担持されたものであることから、銀粒子の全表面積を非常に大きくすることができ、通常の銀素材に比べて、抗菌性・殺菌性等の銀の特性を極めて効率良く発揮できるという特徴がある。したがって、本発明のマスクは、マスク本体を通過する空気から、細菌・ウィルスを良好に殺菌・除去することができるという効果がある。また、前記粒子状複合素材は、抗菌性・殺菌性に優れることから、その粒子状複合素材の含有量を少量に抑えることができ、粒子状複合素材が身体に悪影響を及ぼすのを未然に防止することができる。加えて、前記内側層には、有害ガス・悪臭物質の分解作用に優れた光触媒が担持されているため、アセトアルデヒド、アンモニア、一酸化炭素等の有害ガス・悪臭物質を分解して除去することもできる。

第２発明の構成を採用すれば、マスクを通過する空気から細菌・ウィルスをより確実に除去することができる。

第３発明によれば、マスク本体の内側層が、粒子状複合素材が添着される繊維からなる第１の繊維層が、第２の繊維層および第３の繊維層によって挟み込まれた構造とされているため、洗濯を行った場合であっても、第１の繊維層から粒子状複合素材が剥がれ落ち難い。そのため、第３発明のマスクは、洗濯して繰り返し使用するタイプのマスクとするのに好適である。

第４発明によれば、マスク本体を構成する外表面層、内表面層および内側層がいずれも不織布により構成されているため、マスク本体を安価にかつ大量に生産することができる。したがって、第４発明のマスクは、使い捨てタイプのマスクとするのに好適である。

次に、本発明によるマスクの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に係るマスクの正面図が示されており、図２には、図１のＸ−Ｘ視概略拡大断面図が示されている。また、図３には、銀付糸の製造工程の説明図が、図４には中間層の概略拡大断面図がそれぞれ示されている。さらに、図５には、ナノシルバーの模式図が示されている。

本実施形態に係るマスク１は、基本的に洗濯して繰り返し使用されることを前提としたマスクであり、図１に示されるように、鼻・口およびその周辺部位を覆うとともに、空気中の花粉・埃・有害ガス・細菌・ウィルス等を除去するためのマスク本体２と、このマスク本体２の両側縁に縫合されるとともに、上下方向への収縮性を有する伸縮生地よりなる縁部３，３と、一部分が前記マスク本体２の上下両縁に縫合されるともに、余剰部分が耳かけ部４とされた紐体５を備えて構成されている。

前記マスク本体２は、図２に示されるように、装着時に外気側に位置し、主として花粉・埃等、比較的粒子径の大きなものを捕捉するための外表面層７と、装着時に鼻・口およびその周辺部位が接する内表面層８と、前記外表面層７−内表面層８間に積層され、主として有毒ガス・悪臭成分・細菌・ウィルスを除去するための中間層（内側層）９を備えて構成されている。

前記外表面層７は、抗菌性・殺菌性を有する銀を含有する銀付糸（銀付繊維）１１が一部に編み込まれたコットン生地から構成されている。ここで、前記銀付糸１１は、次のようにして製造される。まず、透明なポリエチレンフィルム１２上に銀を真空蒸着して銀の薄膜１３を形成し、この銀の薄膜１３上に別のポリエチレンフィルム１４を貼り付けて、銀の薄膜１３がポリエチレンフィルム１２、１４で挟み込まれた銀含有シート１５を得（図３の上半部参照）、次いで、この銀含有シート１５を糸状にカットし（図３の下半部参照）、銀付糸１１を得る。

また、前記内表面層８は、基本的に外表面層７と同一のものであるが、鼻・口およびその周辺の肌に直接接触することから、網目を細かくして、肌触りを良くするのが好ましい。

前記中間層９は、主として、マスク本体２を通過する空気に含まれる有毒ガス・悪臭物質・細菌・ウィルスを除去するための層であり、図４に示されるように、後述のナノシルバー（粒子状複合素材）３０を含有するウェブ材２０と、このウェブ材２０の表面に、バインダーであるアンダーコーティング剤２１を介して担持される光触媒（二酸化チタン）２２を備えている。

ここで、前記光触媒２２は、有毒ガス・悪臭成分の分解作用、抗菌性・殺菌性に優れ、マスク本体２を通過する空気に含まれるアセトアルデヒド、アンモニア、一酸化炭素等の有害物質・悪臭成分を分解して無害化するとともに、細菌・ウィルスを殺菌・除去する機能を有している。また、この光触媒２２は、その約１／３がアンダーコーティング剤２１に埋め込まれて固定され、剥がれ落ちないようにされている。また、この光触媒２２は、残り２／３が露出した状態となっていることから、空気との接触面積が比較的大きいため、有毒ガス・悪臭成分・細菌・ウィルスを良好に除去することが可能である。なお、本実施形態においては、光触媒２２の含有量を、その光触媒２２の効果が発揮できる必要最小限に抑えるようにされている。これは、光触媒２２によりマスク本体２内の空気から有毒ガス・悪臭成分等を除去しつつ、光触媒２２が身体に悪影響を及ぼすのを回避するためである。

図４に示されるように、前記ウェブ材２０には、ナノシルバー３０が含有されている。ここで、このナノシルバー３０は、図５に示されるように、直径約１０ｎｍシリコン粒子３１の外表面に、直径１〜３ｎｍの複数個の銀粒子３２が担持されてなる粒子状の素材であり、吸着性、脱臭性、遠赤外線効果等のシリコンの特性と、抗菌性・殺菌性等の銀の特性を複合的に発揮できるという特徴がある。また、前記ナノシルバー３０は、複数の、極めて微小な銀粒子３２が担持されたものであることから、銀粒子３２の総表面積が非常に大きく、マスク本体２内の空気との接触面積が広くなるため、通常の銀素材に比べ、銀の特性を極めて良好に発揮できるという長所がある。

前記ナノシルバー３０および光触媒２２を含有する中間層９は、次のようにして得ることができる。

（ａ）まず、ポリエステル繊維に前記ナノシルバー３０を添着させ、ニードルパンチング加工あるいは織り込み加工を施し、ナノシルバー３０が含有されるポリエステル繊維シート（第１の繊維層）２５を得る。
（ｂ）次いで、こうして得られたポリエステル繊維シート２５を、アクリル性繊維シート（第２の繊維層、第３の繊維層）２６、２６で挟み込んで熱プレスローラ加工を施しウェブ材２０を得る。
（ｃ）ナノシルバー３０およびバインダーとしてのアンダーコーティング剤３４を含む液体を用意し、この液体をウェブ材２０の表面にスプレーして乾燥させることにより、そのウェブ材２０の表面（厳密には、アクリル性繊維シート２６、２６の繊維上）に、ナノシルバー３０をアンダーコーティング剤３４を介して担持させる。
（ｄ）さらに、前記光触媒２２およびアンダーコーティング剤２１を含む液体を用意し、この液体をウェブ材２０の表面にスプレーコーティングして乾燥させる。
こうして、ナノシルバー３０および光触媒２２を含有する中間層９を得る。

本実施形態において、マスク本体２に入り込んだ空気は、前記外表面層７、中間層９および、内表面層８を順次通り抜け、皮膚側の空間に入り込む。この際、空気中の花粉・埃等の比較的大き目の含有物の大部分は、外表面層７を形成するコットン生地の繊維により捕捉されて除去され、中間層９、内表面層８によって残り部分が除去される。また、空気中のアセトアルデヒド、アンモニア・一酸化炭素等の有害物質・悪臭物質は、中間層９の光触媒２２によって分解されて除去される。さらに、空気中の細菌・ウィルスは、外表面層７に編み込まれた銀付糸１１によって、その一部が除去され、中間層９の光触媒２２およびナノシルバー３０によって、その大部分が除去される。また、中間層９による除去を免れた細菌・ウィルスは、内表面層８の銀付糸１１によって除去される。

本実施形態に係るマスク１によれば、銀粒子３２のトータルの表面積が極めて大きいナノシルバー３０が、中間層９のウェブ材２０に含まれていることから、銀粒子３２とマスク本体２を通過する空気との接触面積が非常に大きく、銀粒子３２の特性を効果的に発揮することができるので、マスク本体２内の空気から、細菌・ウィルスを良好に除去することができる。また、ナノシルバー３０は銀の特性を効果的に発揮できる素材であることから、その含有量を少量に抑えることができ、ナノシルバー３０から身体に悪影響が及ぼされるのを未然に防止することができる。

加えて、外表面層７と内表面層８に編み込まれる銀付糸１１および、中間層９に担持される光触媒２２も抗菌性・殺菌性を備えているため、マスク本体２を通過する空気から細菌・ウィルスをより確実に除去することができる。

また、有毒ガス・悪臭成分の分解作用に優れた光触媒２２が中間層９に担持されているため、マスク本体２を通過する空気から、アセトアルデヒド、アンモニア、一酸化炭素等の有害ガス・悪臭物質を分解して除去することができる。また、前記ナノシルバー３０のシリコン粒子３１は脱臭性に優れているので、光触媒２２が悪臭物質を除去し損ねた場合であっても、その悪臭物質を確実に除去することが可能である。

さらに、前記外表面層７および、内表面層８に編み込まれる銀付糸１１は、銀の薄膜１３がポリエチレンフィルム１２、１４によって挟まれてなる銀付シート１５から得られるものであり、前記中間層９は、前述のように、ナノシルバー３０を含有するポリエステル繊維シート２５を、ポリエステル性繊維シート２６、２６で挟み込んだ構造とされていることから、マスク１を洗濯した場合であっても、銀付糸１１の銀膜１３や、ポリエステル繊維シート２５中のナノシルバー３０が剥がれ落ち難い。そのため、洗濯した後でも、空気中の細菌・ウィルスの除去性能を所要水準に維持することが可能である。また、本実施形態においては、マスク本体２が多層構造を備えているため、花粉・埃等の除去性能にも優れている。

次に、本実施形態に係るマスク１の細菌・ウィルスの除去性能を確認するために、ナノシルバー３０を含有するナノシルバー布および、一般の布それぞれについて、試験菌株を黄色ブドウ球菌とした抗菌試験を行い、試料に残った黄色ブドウ球菌の菌数を所要時間毎にカウントした。その結果を図６（ａ）に示す。加えて、ナノシルバー布および一般の布それぞれについて、試験菌株を白癬菌とした抗菌試験を行った。この試験結果を図６（ｂ）に示す。

図６（ａ）に示されるように、一般の布においては、試験開始から時間が経過するのに伴い、布内の黄色ブドウ球菌が増殖しているのに対し、ナノシルバー布においては、時間経過に伴い布内の菌数が減少していることが分かる。また、図６（ｂ）に示されるように、一般の布においては、時間経過に伴っては白癬菌が増加しているが、ナノシルバー布においては、時間が経過後の白癬菌の増殖が抑制されていることが分かる。

次に、前記マスク１の有害ガスの除去性能を確認するために、二酸化チタン２２を含む布を試料として、アセトアルデヒドの除去試験を行った。その結果、９５％のアセトアルデヒドを除去できることが確認された。

さらに、前記マスク１の花粉・埃の遮蔽性能を確認するために、０．３μｍの微細な埃の遮蔽試験を行ったが、その結果、９９％の微細な埃を遮蔽できることが確認された。

以上の結果から、本実施形態に係るマスク１は、空気中の花粉・埃の除去性能に優れるのは無論のこと、従来のものにおいては困難であった有害ガス・悪臭物質・細菌・ウィルスの除去性能にも優れることが明らかにされた。

次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図７には、本発明の第２実施形態に係るマスクの正面図（ａ）および、そのＹ−Ｙ視拡大断面図（ｂ）が、図８には、マスク本体の概略拡大断面図が示されている。

第２実施形態に係るマスク１Ａは、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、ヒダ付きの薄手のマスク本体２Ａと、このマスク本体２Ａの両側に熱接着されるゴム紐からなる耳かけ部４Ａを備えて構成されており、装着時においては、マスク本体２Ａのヒダを広げることにより、顔の広い範囲を覆うことができるようにされている。また、マスク本体２Ａの上部には、細長の針金３５が、横方向に向けて埋め込まれており、マスク本体２Ａの上部の形状を鼻の突起に合わせて変形させ、それによって、マスク本体２Ａ上部からの空気の出入りを防止するようにされている。

前記マスク本体２Ａは、図８に示されるように、長繊維の不織布からなり撥水加工が施される外表面層７Ａと、長繊維の不織布からなり保湿性に優れる内表面層８Ａと、これら外表面層７Ａ−内表面層８Ａ間に積層され、前記ナノシルバー３０および光触媒２２を含有する不織布からなる中間層９Ａとを備え、四辺が熱接着された三層構造とされている。

ここで、前記中間層９Ａは、次のようにして得ることができる。
まず、ナノシルバー３０を含有する原料をメルトブロウン放射し、ナノシルバー３０が繊維に添着するウェブ材（不織布）２０Ａを得る。次いで、このウェブ材２０Ａの表面に、前記光触媒２２およびアンダーコーティング剤２１を含む液体をスプレーコーティングして乾燥させる。こうして、ナノシルバー３０および光触媒２２を含む中間層９Ａを得る。

このように構成されるマスク１Ａにおいても、中間層９Ａに含まれるナノシルバー３０と、中間層９に担持される光触媒２２によって、マスク本体２Ａを通過する空気から、有害ガス・悪臭物質・細菌・ウィルス等を良好に除去することができる。また、外表面層７Ａ、内表面層８Ａ、中間層９Ａは、第１実施形態の各層７、８、９に比べて、その構造がシンプルであり、かつその製造工程も少ないことから、マスク１Ａを極めて安価に、かつ大量に生産することができる。したがって、本実施形態のマスク１Ａは、基本的に再利用しない使い捨てタイプのマスクとするのに適している。

次に、本発明の第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図９には、本発明の第３実施形態に係るマスクの装着された状態における斜視図が示されている。

第３実施形態に係るマスク１Ｂは、図示のように、鼻・口・下顎およびその周辺の形状に合わせて形成される立体型のマスク本体２Ｂと、伸縮性を備え、そのマスク本体２Ｂの両側部に熱接着されて固定される耳かけ部４Ｂを備えて構成されている。また、前記マスク本体２Ｂは、前記第２実施形態と同様、不織布からなる外表面層と、内表面層と、ナノシルバー３０を含み光触媒２２が担持される中間層とを積層させた多層構造とされている（マスク本体２Ｂの積層構造の図示を省略する。）。

本実施形態においても、前記ナノシルバー３０および光触媒２２によって、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、マスク本体２Ｂが鼻・口・下顎およびその周辺の形状に合わせて形成されているため、密着性が良く、隙間からの空気の出入りを防止できるという利点もある。

前記各実施形態においては、ナノシルバー３０を含有するウェブ材２０（２０Ａ）に光触媒２２をスプレーコーティングしてなる中間層９（９Ａ）を、外表面層７（７Ａ）−内表面層８（８Ａ）間に積層させたマスク本体２（２Ａ、２Ｂ）について説明したが、マスク本体２（２Ａ）の積層構造としては、これに限定されることがなく、例えば、ナノシルバー３０を含有するウェブ材と、光触媒２２を含有するウェブ材を別個に用意し、これら双方のウェブ材を外表面層７（７Ａ）−内表面層８（８Ａ）間に積層させたものをマスク本体として採用しても良いし、中間層９（９Ａ）と同構成の層を複数用意し、これらの層を、外表面層７（７Ａ）−内表面層８（８Ａ）間に積層させるようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係るマスクの正面図 図１のＸ−Ｘ視概略拡大断面図 銀付糸の製造工程の説明図 中間層の概略拡大断面図 ナノシルバーの模式図 黄色ブドウ球菌を試験菌株とした抗菌試験の結果を示すグラフ（ａ）および、白癬菌を試験菌株とした抗菌試験の結果を示すグラフ（ｂ） 本発明の第２実施形態に係るマスクの正面図（ａ）および、そのＹ−Ｙ視拡大断面図（ｂ） マスク本体の概略拡大断面図 本発明の第３実施形態に係るマスクの装着された状態における斜視図

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ マスク
２、２Ａ、２Ｂ マスク本体
７、７Ａ 外表面層
８、８Ａ 内表面層
９、９Ａ 中間層
１１ 銀付糸
２０、２０Ａ ウェブ材
２２ 光触媒
２５ ポリエステル繊維シート
２６ アクリル性繊維シート
３０ ナノシルバー
３１ シリコン粒子
３２ 銀粒子

Claims (4)

1. マスク本体とそのマスク本体の両端部に配される耳かけ部とを備えるマスクにおいて、
   前記マスク本体は、シリコン粒子の表面に微小な銀粒子が担持されてなる粒子状複合素材が添着される繊維よりなるウェブ材の表面に、光触媒を担持してなる内側層と、この内側層の内表面および外表面にそれぞれ積層される表面層とを備えることを特徴とするマスク。
2. 前記表面層には、銀付糸が設けられる請求項１に記載のマスク。
3. 前記ウェブ材は、前記粒子状複合素材が添着される繊維からなる第１の繊維層と、この第１の繊維層の両面にそれぞれ積層される第２の繊維層および第３の繊維層からなる多層体である請求項１または２に記載のマスク。
4. 前記内側層および表面層は、不織布により構成される請求項１に記載のマスク。

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