JP2012512704A - 補強ネットを有する拡大可能フェイスマスク - Google Patents

Abstract

概して平らな構成で用意され、カップ形状構成に拡大することができるフェイスマスクが本明細書に開示される。そのようなマスクは、少なくとも１つのプリーツを含み、該少なくとも１つのプリーツを少なくとも部分的に展開することによって拡大することができる、少なくとも１つの多孔質層を含む。該マスクは、該多孔質層の外側表面に積層される、補強ネットを更に含む。
【選択図】図６

Description

フェイスマスクには、様々な用途があり、それらは、例えば、空気中に浮遊した粒子及び／又は不快若しくは有害なガスからユーザーの呼吸器系を保護するために、ユーザーの呼吸器系から周囲の大気に吐出される物質の量を最小限にするために、あるいは両方のために、ユーザーの鼻及び口の上に着用される。一般に、そのようなフェイスマスクは、２つの基本的なデザイン−成型カップ形状の形態、又は平らに折り畳まれた拡大可能な形態で用意されている。

概して平らに折り畳まれた構成で用意され、着用者の鼻及び口の上に適合させるのに好適なカップ形状の空気チャンバを形成するように拡大可能である、様々な態様及び実施形態のフェイスマスク（「マスク」）が、本明細書に開示される。マスクは、少なくとも１つのプリーツを含み、少なくとも１つのプリーツを少なくとも部分的に展開することによって、小さな面積から大きな面積に拡大することができる、少なくとも１つの多孔質層を含む。多孔質層は、マスクがカップ形状構成を形成するように拡大される際に着用者から離れて配向される、第１の主表面と、マスクがそのように拡大される際に着用者に向いて配向される、第２の主表面とを含む。マスクは、多孔質層の第１の主表面の少なくとも大部分に積層される、補強ネットを更に含む。

補強ネットは、比較的軽量かつ繊細な高多孔度の材料を多孔質層に使用することを可能にすることができ、例えば、そのような軽量かつ繊細な材料の特性の利益（例えば、多孔質層によって呈される圧力低下を減らす）を得る一方で、そのような材料を、マスクを組み立てるプロセスでうまく取り扱えるようにする。また、ネットは、マスクの多孔質層に、多孔質層へのそのような軽量かつ繊細な材料の使用にも関わらず、耐久性、ロバスト性、及び耐摩耗性の向上をもたらすことができる。

本明細書に開示されるように、ネットは、（マスクをプリーツ付きの平らに折り畳まれた構成でユーザーに用意することができるように）多孔質層と共にプリーツを付けられてもよく、（マスクを拡大構成に展開することができるように）多孔質層と共に展開することができる。ネットは、マスクを拡大構成に維持するのを助長することが可能で、更に、マスクを平らに折り畳まれた構成に再び折り畳むことができるように、多孔質層と共に再び折り畳むことができる。特に、ネットは、ユーザーが望む場合、このマスクを展開し、再び折り畳むことを複数回実施できるようにする。

したがって、一態様では、マスクがカップ形状に拡大される際に概して外を向く、少なくとも第１の主表面を含み、多孔質層の第１の主表面の少なくとも一部分に積層される、補強ネットを含む、多孔質層を含む、人の口及び鼻の上に適合させるためにカップ形状に拡大可能である、平らに折り畳まれたプリーツ付きフェイスマスクが本明細書に開示され、補強ネットがその第１の主表面に積層された多孔質層の一部分は、少なくとも１つのプリーツを含み、それによって、少なくとも１つのプリーツを少なくとも部分的に展開することによって、平らに折り畳まれた構成から拡大されたカップ形状構成に拡大可能であり、少なくとも１つのプリーツを再び折り畳むことによって、拡大されたカップ形状構成から平らに折り畳まれた構成に再び折り畳むことが可能である。

したがって、別の態様では、人の口及び鼻の上に適合させるために、カップ形状に拡大可能である、平らに折り畳まれたプリーツ付きフェイスマスクを作製する方法であって、不織布ウェブを備える積層体であって、不織布ウェブが第１及び第２の向き合う主表面を備え、補強ネットが第一の主表面に積層されている、積層体を用意する工程と、第１及び第２の向き合う主表面を有する、少なくとも１つの多孔質層を用意する工程と、多層構造を形成するように、不織布ウェブの第２の主表面が、少なくとも１つの多孔質層の主表面に向いた状態で、積層体を少なくとも１つの多孔質層に付着する工程と、多層構造内に少なくとも１つのプリーツを形成する工程と、を含む、方法が本明細書に開示される。

本発明のこれら及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかになるであろう。しかし、決して、上記要約は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間補正することができるような書類名特許請求の範囲によってのみ規定される。

未拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの一部分の概略断面図。 未拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの一部分の概略断面図。 未拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの一部分の概略断面図。 拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの一部分の概略断面図。 未拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの平面図。 未拡大構成の例示のプリーツ付きマスクの平面図。 例示の多孔質層の一部分の概略断面図。 例示の補強ネットの斜視図。

様々な図面において、類似参照記号は類似要素を表す。特に明記しない限り、本文献の全ての図及び図面は、一定の尺度ではなく、また、本発明の異なる例示の実施形態を図示するために選択される。特に、様々な構成要素の寸法は、指示のない限り、例示的な用語としてのみ記述され、様々な構成要素の寸法間の関係は、図面から推測されるべきではない。本開示において、「最上部」、「最下部」、「上部」、「下部」、「下」、「上」、「前」、「後ろ」、「外」、「内」、「上へ」及び「下へ」、並びに「第１の」及び「第２の」等の用語が使用され得るが、これらの用語は、特に断りのない限り、それらの相対的な意味においてのみ使用されることを理解されたい。

図１には、拡大可能なフェイスマスク１（以後、「マスク」）の一部分の一般的な描示が示されている。マスク１は、概して外を向き、マスク１の外側の凸面の少なくとも一部分を含んでもよい、ユーザーによって着用されているマスク１の上の第１の主表面１０２と、概して内を向き、マスク１の内側の凹面の少なくとも一部分を含んでもよい、ユーザーによって着用されているマスク１の上の第２の主表面１０１とを含む、多孔質層１００を少なくとも含む。多孔質層１００は、シート状（つまり、その長さ及び幅より大幅に薄い厚さを有する）であり、少なくとも１つのプリーツ（折り畳み）１１０を含む。多孔質層１００は、少なくとも１つのプリーツ１１０を少なくとも部分的に展開することによって、少なくとも図１の矢印で示される方向に拡大することができる。

また、マスク１は、積層体３００を用意するように、多孔質層１００の第１の主表面１０２の面積の少なくとも大部分に積層される（つまり、例えば、熱及び／又は圧力下で固着される）、補強ネット２００の層も含む。ネット２００は、多孔質層１００と同じように、同じパターンでプリーツを付けられる。実際には、積層体３００を形成するために、ネット２００を多孔質層１００に積層し、次いで積層体３００の複合層に１回の作業でプリーツを付けることが最も便利であり得る。

図２の一般的な描示に示されるように、積層体３００内の少なくとも１つのプリーツ１１０は、少なくとも２つの概して平行に向き合って配向される、１２０が内側プリーツを指定し、１２１が外側プリーツを指定する、プリーツ１２０及び１２１の形態をとってもよい。積層体３００は、プリーツ１２０及び／又は１２１のうちの少なくとも１つを少なくとも部分的に展開することによって、少なくとも図２の矢印で示される方向に拡大することができる。

図３は、積層体３００内に多数のプリーツ１２０及び１２１を含む、例示の平らに折り畳まれた未拡大のマスクを示す。そのような複数のプリーツは、プリーツのうちの幾つか、又は全てを少なくとも部分的に展開することによって、多孔質層１００を拡大することができる程度を増加し得る。積層体３００は、その中のプリーツのうちの少なくとも１つを少なくとも部分的に展開することによって、少なくとも図３の矢印で示される方向に拡大することができる。図３の例示の図では、プリーツの、数、位置、間隔、及び配向等は、図示を容易にするためだけに描写されており、多くの構成が可能である。

図４は、積層体３００（例えば、図３の多プリーツ付き積層体３００）を拡大した結果を一般的な描示で描写する。今、プリーツ１２０及び１２１が少なくとも部分的に展開されていて（図４には示されていない）、積層体３００は、概してカップ形状構成を形成するように拡大されており、ネット２００は、カップ形状の拡大されたマスクの外側の凸状側上に位置する。図４は、純粋に、本明細書に開示される概念を一般的に図示する目的で描写されており、実際には、積層体３００は、必ずしも図４に示されるような滑らかな弧に拡大しなくてもよい（例えば、部分的に展開されたプリーツ１２０／１２１が依然として見られ得る）ことに留意されたい。

ここで、初期の平らに折り畳まれた未拡大状態の例示の平らに折り畳まれたマスク１の平面図（マスク１が拡大すると凸状側となる「外」側から見た）を示す、図５の例示の図を参照して、本明細書の開示が更に図示される。マスク１は、積層体３００（即ち、前述されたように第１の主表面１０１及び第２の主表面１０２を有し、ネット２００が多孔質層１００の第１の主表面１０２に積層されている、多孔質層１００）を含む。この例示の設計では、マスク１は、上縁部３１０（使用中、着用者の鼻及び上頬上に位置付けられる）と、下縁部３２０と、側縁部３３０及び３４０とを有する、概して方形の形状を含む。そのような縁部は、例えば、超音波溶接、縫製等の技術によって、継ぎ合わされた縁部を形成するように縫い合わせることによって、形成及び／又は補強されてもよい。側縁部３３０及び３４０並びに／又は最上縁部３１０及び最下縁部３２０に、図５には示されていない、１つ以上のヘッドバンドが付着されてもよい。任意の成形可能な鼻当て３１１（例えば、多孔質層１００の上縁部３１０を着用者の鼻及び／又は上頬に適合させるのを助長するために使用されてもよい、軟質金属のストリップ）が存在してもよい。一般に、マスクの長軸に沿って配向される、複数の概して平行の内側プリーツ１２０及び外側プリーツ１２１が存在してもよい（内側プリーツ１２０は、図５に示されていない）。図５の例示の実施形態では、縁部３３０又は３４０の近くのそれぞれのプリーツの少なくとも一部分の展開が、幾らか制限されるように、プリーツ１２０及び１２１は、継ぎ合わされた側縁部３３０及び３４０で終端する。したがって、積層体３００が拡大されると、プリーツ１２０及び１２１は、積層体３００の中心部内で、継ぎ合わされた側縁部３３０及び／又は３４０に最も近い領域内より大きく展開してもよい。この配設は、多孔質層１００内のプリーツのうちの少なくとも幾つかを少なくとも部分的に展開することによって、マスク１を平らに折り畳まれた構成から拡大すると、多孔質層１００は、三次元の凹形状に拡大する（例えば、多孔質層１００の中心部内で生じる、縁部３３０及び３４０の近くより大きな拡大のおかげで）ということをもたらし得る。

本明細書に開示されるように、「平らに折り畳まれた」とは、マスク１の少なくとも特定の部分を通過する空気が、多孔質層１００の２つ以上の別個の厚さを通過し得るように、多孔質層１００の少なくとも特定の部分が、少なくとも部分的に重なる関係（例えば、図３に示されるように）で配設されるように配設される、複数のプリーツを多孔質層１００が含むことを意味する。平らに折り畳まれた構成では、多孔質層１００の大部分は、平らに折り畳まれたマスク１の平面に対して実質的に平行であってもよく、マスク１の厚さは、マスク１の一部又は全ての位置で、多孔質層１００の複数の厚さからなり得るが、マスク１の長さ及び幅より大幅に小さい。

本明細書に開示されるように、「拡大する」とは、空気が、マスク１の領域の大部分にわたり、マスク１を通過するために、多孔質層１００の単一の厚さを通過するだけでよいように、多孔質層１００が、空気が通るためのより大きな領域を提示するように、多孔質層１００のプリーツのうちの少なくとも幾つかが少なくとも部分的に展開することを意味する。

図５の例示の実施形態では、ネット２００は、第１の主表面２００の実質的に全体にわたって用意される。しかしながら、別の実施形態では、ネット２００は、多孔質層１００の表面積の大部分（即ち、５０％を超える）にわたって用意することができる。図５の実施形態では、ネット２００は、単一の連続部分として用意される。しかしながら、別の実施形態では、ネット２００は、所望により、２つ以上の別個の要素として用意することができる。図５の実施形態では、ネット２００は、継ぎ合わされた縁部３１０、３２０、３３０、及び３４０に固着される。しかしながら、ネット２００は、所望により、これらの継ぎ合わされた縁部のいずれか、又は全てがない状態で終端することができる。

図５の実施形態では、ネット２００は、交点２４７で接続するストランド２４０を含み、ストランド２４０は、概して平行のストランド２４１の第１の組、及びストランド２４１に対して概して垂直に配向される、概して平行のストランド２４２の第２の組からなる（例えば、図８に示される種類のもの）。しかしながら、本明細書に後で記載されるように、ネット２００の他の構成が可能である。図５の実施形態では、ストランド２４１の第１の組は、マスク１及び多孔質層１００の長軸と概して整合される。この設計は、ネット２００のストランドの１つの組がロール品とダウンウェブ方向に直接整合された状態で、積層体３００がロール品からマスク作製プロセスに供給され得、したがって、この方向に積層体３００の最大補強を供給するため、製造における利点を有し得る。しかしながら、他の形状も可能である。

図５の実施形態では、プリーツは、マスク１及び積層体３００の長軸に対して概して平行に走る（即ち、着用者の顔を横に横断するように配向されるように）。この特定の実施形態では、ストランドの１つの組（図５の組２４１）は、プリーツと概して整合される。この構成は、プリーツのうちの幾つか、ほとんど、又は全てがストランド２４０間に含まれるため、積層体３００にプリートを付け、展開し、折り畳む、向上した能力をもたらし得る（つまり、プリーツを付けるという行為において、ストランドの組２４１及び２４２というよりはむしろ、ストランドの組２４１を曲げることのみが必要であり得る）。しかしながら、他の構成が可能である。

一実施形態では、マスク１は、多孔質層１００隣接面１０１に位置付けられる、補剛要素（いずれの図にも示されていない）を含んでもよい。そのような補剛要素は、嵌合機構に隣接した多孔質層１００の一部分が第１の方向に摺動運動できるようにし、一方、多孔質層１００の隣接した部分の、第１の方向とは反対の第２の方向への摺動運動を抑止する、少なくとも１つの嵌合機構を含んでもよい。そのような補剛要素は、マスク１が、平らに折り畳まれた構成から拡大構成に拡大できるようにする一方、向上した、変形又は陥没するのに耐える能力を有する、拡大されたマスクも用意する。そのような補剛要素の使用は、参照することによって本明細書に組み込まれる、本特許出願と同一日に出願された、名称が「ＥＸＰＡＮＤＡＢＬＥ ＦＡＣＥ ＭＡＳＫ ＷＩＴＨ ＥＮＧＡＧＡＢＬＥ ＳＴＩＦＦＥＮＩＮＧ ＥＬＥＭＥＮＴ」（弁護士事例番号６４９９９ＵＳ００２）の米国特許出願第１２／３３７８４２号に記載されている。

図６は、マスク１が用意され得る、別の例示の平らに折り畳まれた構成を平面図で図示する。図６のマスクは、一例示の方法では、図５と類似するマスクを用意し、上縁部３１０が下縁部３２０の近くに来るように、折り畳み線３０５に沿って折り畳むことによって得られてもよい。（図６に示される構成では、折り畳み線３０５は、上縁部３１０が下縁部３２０と整合するように位置付けられる、二等分折り畳み線であるが、他の、例えば、オフセット構成が可能である。）マスクがそのように折り畳まれることによって、固着されたシームを形成するように、最上層及び最下層を（例えば、超音波固着、縫製等によって）共に固着することができる。図６に示されるように、マスク１の側縁部を含む、固着された継ぎ合わされた縁部４１０を形成するように、固着されたシームの外側の余剰材料を（例えば、打ち抜きによって）除去することができる。１つ以上のヘッドバンド（図６には示されていない）を締結することができる、タブ４２０を用意するように、切断を実施することができる。この固着された継ぎ合わされた側縁部４１０を用意することは、固着された継ぎ合わされた側縁部４１０の近くのプリーツ１２０／１２１の一部分が展開するのを（例えば、図５の一般的な種類のマスクと比較して）更に制限し得、したがって、場合によっては、マスク１が着用者の顔に有利に一致するカップ形状を形成することができる度合いを向上させる。所望により、マスク１が着用される際、フランジが、例えば、マスク１から横方向及び正面方向の両方に突出するように、固着された継ぎ合わされた側縁部４１０から概して外向きに突出する、フランジ（図６には示されていない）を用意することができ、これは、マスクを拡大されたカップ形状構成に保つように、マスクに構造的完全性をもたらすのを更に支援し得る。そのようなフランジの使用は、参照することによって本明細書に組み込まれる、本特許出願と同一日に出願された、名称が「ＦＬＡＴ ＦＯＬＤ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲ ＨＡＶＩＮＧ ＦＬＡＮＧＥＳ ＤＩＳＰＯＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＭＡＳＫ ＢＯＤＹ」（弁護士事例番号６５００１ＵＳ００２）の米国特許出願第１２／３３８０８４号に記載されている。

ユーザーが、平らに折り畳まれたマスク（例えば、図６に示される種類の）を拡大構成に拡大することを望む際、上縁部３１０及び下縁部３２０を、マスク１の中心部で相互から離れるように引っ張ることができ、これは、マスク１の凹状内側の少なくとも一部分を露出する。次いで、ユーザーは、幾つかのプリーツ１２０及び／又は１２１の少なくとも幾らかの部分を少なくとも部分的に展開することによって、積層体３００を、そのプリーツ付き構成から少なくとも部分的に拡大するように、多孔質層１００の内面１０１に圧力を印加する、並びに／又は縁部３１０及び３２０を離すように引っ張り続けることができる。この作業の結果、マスク１は、平らに折り畳まれた構成からカップ形状構成に拡大される。

本発明者は、第１に、ネット２００が適切に選択される場合、多孔質層１００の第１の表面１０２（即ち、拡大された際のマスク１の外側表面）の少なくとも一部分上のネット２００の存在は、プリーツ１２０及び／又は１２１が展開する、並びにマスク１がカップ形状構成に拡大するのを、受け入れがたい程に妨げ得ないことを発見した。第２に、補強ネット２００は、マスク１のカップ形状構成を維持する能力を向上させるように（例えば、マスク１が、吸入中にユーザーの口に陥没するのにより耐えるように、カップ形状構成が維持された状態で何回も着脱され得るように）、多孔質層１００を補強し得る。第３に、更に、このマスク１のカップ形状構成を維持する能力の向上をもたらす一方で、ネット２００は、依然として、マスク１を平らに折り畳まれた構成に再び折り畳むことを可能にし得る。第４に、ネット２００は、この拡大すること及び再び折り畳むことを、数多くのサイクルを通じて実施することを可能にし得る。

本明細書の開示は、ここで、例示の多孔質層１００の断面図を示す、図７の例示の図を参照して更に図示される。多孔質層１００は、濾過を実施するため（即ち、固体、液体、蒸気状、ガス状等に関わらず、空気流から物質を除去するため）に使用することができ、したがって、少なくとも１つの濾過層を含むことができる。一実施形態では、多孔質層１００は、様々な目的のために存在してもよい、２つ以上の多孔質層（例えば、副層）からなってもよい。例えば、図７を参照すると、多孔質層１００は、外側カバー層１５０と内側カバー層１３０（内側は、拡大されたマスクの凹状の内側内の内向きの層を意味し、外側は、拡大されたマスクの凸状の外側上の外向きの層を指す）との間に配置される、少なくとも１つの濾過層１４０を含んでもよい。そのような場合、マスク１の使用中、空気は、吸入中に層１５０、１４０、及び１３０を連続して通過し、吐出中に層１３０、１４０、及び１５０を連続して通過する（所望により、吐出弁（いずれの図にも示されていない）が使用されてもよく、これは、呼気の少なくとも一部分が吐出弁を素早く通過できるようにし、したがって、層１３０、１４０、及び１５０を迂回させ得る）。濾過層１４０、内側カバー層１３０、及び外側カバー層１５０のうちのいずれか又は全てを、例えば、多孔質層１００の少なくとも１つ以上の縁部で、共に固着することができる。また、所望により、これらの層のうちの幾つか又は全てを、様々な他の位置で固着する（例えば、スポット固着する）ことができる。

その具体的な構成に関わらず、多孔質層１００は、比較的低い圧力低下（例えば、空気が多孔質層１００の単一の厚さのみを通過するように測定される際、１３．８ｃｍ／秒の面速度で、約１９５〜２９５Ｐａ未満）を含んでもよい。特定の実施形態では、多孔質層は、約１００Ｐａ未満、又は約５０Ｐａ未満の圧力低下を含む。

濾過層１４０は、濾過を実施することができる材料の任意の好適な層を含んでもよい。好適なフィルタ材料の例には、マイクロファイバーウェブ、繊維状フィルムウェブ、織布若しくは不織布ウェブ（例えば、風成若しくはカード短繊維）、溶液ブロー成形繊維ウェブ、又はこれらの組み合わせが挙げられる。そのようなウェブを形成するのに有用な繊維には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）等のポリオレフィン、及びこれらの混合物、１つ以上のクロロエチレン単位若しくはテトラフルオロエチレン単位を含有し、また、アクリロニトリル単位も含有し得るもの等のハロゲン置換ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ロジンウール、ガラス、セルロース、又はこれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施形態では、濾過層１４０は、少なくとも１つのブロー成形マイクロファイバーの層を含む。

濾過層１４０は、帯電繊維、短繊維、２成分短繊維、耐油性処置（例えば、フッ素化表面）等の特徴を含んでもよい。濾過層１４０（及び／又は全体としての多孔質層１００）は、主として、粒子状物質の濾過を目的としてもよく、あるいは（例えば、吸着物質等の特定の試薬を含むことによって）、また、若しくは代わりに、ガス状及び／又は蒸気状物質等の除去を目的としてもよい。

存在する場合、外側カバー層１５０は、濾過層１４０を保護する働きをし得る。そのため、これは、例えば、スパンボンドされたポリオレフィン等の比較的軽量かつ高多孔度の不織布材料からなってもよい。外側カバー層１５０として有用であり得る他の不織布には、例えば、特定のスパンレイドウェブ、熱固着スパンレイドウェブ、カードウェブ、フラッシュスパンウェブ等が挙げられる。多孔質層１００が外側カバー層１５０を含む場合、外側カバー層１５０の表面１５２は、多孔質層１００の表面１０２の少なくとも一部分を含んでもよく、ネット２００が、外側カバー層１５０の表面１５２上に存在する。

外側カバー層１５０が存在する場合、これは、例えば、濾過層１４０に付着（例えば、積層、固着等）されてもよく、その後、積層体３００を形成するように、ネット２００が複合層１４０及び１５０の層１５０に付着されてもよい。しかしながら、積層体３５０（積層体３５０は、本明細書のいずれの図にも示されておらず、用語は、参照の便宜のために使用される）を形成して、次いで、積層体３５０を他の所望の層（例えば、濾過層１４０及び／又は他の多孔質層）に付着して、多層構造（即ち、積層体３００）を形成し、次いで、単一の作業で多層構造にプリーツを付けるために、ネット２００を外側カバー層１５０に積層することが好ましい場合がある。この手法は、比較的軽量で多孔質の外側カバー層１５０を使用することを可能にし得、これは、マスク１の性能の向上（例えば、圧力低下を下げる、及び／又は濾過された粒子状物質の外側カバー層１５０上へのいかなる凝結も最小限にする）をもたらし得る。そのような軽量かつ多孔質の外側カバー層は、マスクの典型的な製造に伴う、大量かつ高速のウェブの取り扱い作業において容易に使用するには、あまりに脆弱である場合があり、しかしながら、ネット２００を外側カバー層１５０に積層することによって、ウェブの取り扱い及び組み立て作業要件に適合するのに十分に頑強な物理特性（例えば、強度及び耐久性）を有する積層体３５０が用意され得る。ネット２００のストランドの１つの組がロール品と共にダウンウェブ方向に直接整合された状態で、積層体３００がロール品から積層体３００及び／又はマスク１の組み立てのための機器に供給され、したがって、この方向への積層体３５０の最大補強が供給され得るように、ネット２００のストランド２４０の１つの組が外側カバー層１５０のダウンウェブと実質的に整合されるように、ネット２００が外側カバー層１５０に積層される場合、これは、特に真実である。

様々な実施形態では、外側カバー層１５０は、１平方メートル当たり約５５ｇ未満、１平方メートル当たり約３５ｇ以下、１平方メートル当たり約２５ｇ未満、１平方メートル当たり約２０ｇ未満、又は１平方メートル当たり約１０ｇの坪量を有する不織布材料を含む。特定の実施形態では、外側カバー層１５０は、少なくとも一部において、スパンボンドされたポリプロピレンからなる。別の実施形態では、外側カバー層１５０は、少なくとも一部において、ブロー成形マイクロファイバーからなる。

内側カバー層１３０は、存在する場合、濾過層１４０を保護する働きをし得る、及び／又は着用者と接触する場合に快適な表面をもたらし得る。内側カバー層１３０は、任意の好適な材料（例えば、スパンボンドされたポリオレフィン等の比較的軽量で高多孔度の不織布材料等）から選択することができる。

多孔質層１００は、所望により、他の層を含むことができる。例えば、（例えば、手術用途で使用するための）多孔質層１００は、液体水による浸透に対する耐性を向上するように選択又は処理される、１つ以上の層を含むことができる。

本明細書の開示は、例示の補強ネット２００の斜視図を示す、図８の例示の図を参照して更に図示される。補強ネット２００は、交点２４７で接続するストランド２４０からなる、概してシート状の構造（例えば、その長さ及び幅より大幅に小さい厚さを有する）を含む。図８に示される一実施形態では、ストランド２４０は、個々のストランド２４１の間の間隔が一定であり、個々のストランド２４１の間の間隔が、個々のストランド２４２の間の間隔と同様である、概して平行のストランド２４１の第１の組と、ストランド２４１に対して概して垂直に配向される、概して平行のストランド２４２の第２の組とを含む。本実施形態では、ストランド２４１及び２４２は、規則的に繰り返す、概して正方形のパターンに組み合わせられる。しかしながら、様々な他の実施形態が可能である。例えば、ストランド２４１の間の間隔は、方形パターンが形成されるように、ストランド２４２の間の間隔とは異なってもよい。又は、個々のストランドの間の間隔は、可変であってもよい。又は、ストランド２４１は、例えば、ダイヤモンド形状のパターンを用意し得る、ストランド２４２に対して９０度以外の角度であってもよい。別の実施形態では、ネット２００は、方向を変更することなく交点２４７を通過する、比較的長い線状ストランドからならなくてもよい。むしろ、ネット２００は、例えば、六角形のネット（例えば、米国特許第６，１４６，７４５号に言及される一般的な幾何学形状の）を含むように、２つ以上が固着交点で交わることができる、比較的短いストランドからなってもよい。

具体的な構造に関わらず、ネット２００という用語は、ストランドの幾つかの層のみ、又は１つの層のみで構成され、ネット２００の厚さ全体を通して妨害されることなく貫通する、複数の見通し貫通を特徴とする、比較的開放的な構造を意味する。そのような構造は、例えば、繊維の複数の層を含み、見通し貫通がわずかであるか、又は全くない、不織布構造と対比され得る。様々な実施形態では、そのような見通し開口部は、ネット２００の面積（例えば、長さ×幅）の少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％を占める。様々な実施形態では、見通し開口部は、それらの（ネット２００の長さ又は幅に沿って測定した）最大寸法が、少なくとも約３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は１５ｍｍである。

ネット２００は、比較的軽量及び／又は多孔質であり、比較的高い空気透過率を有してもよい。様々な実施形態では、ネット２００は、１平方メートル当たり約４５ｇ未満、１平方メートル当たり約３５ｇ未満、又は１平方メートル当たり約２５ｇ未満の坪量を含んでもよい。

一実施形態では、ストランド２４１及びストランド２４２は、交点２４７で交わり、相互に固着される、及び／又は交点２４７で相互に一体的に接続される（例えば、単に接触している、絡んでいる、織られている等とは対照的に）。そのような構造は、例えば、相互接続網状を形成するように、熱可塑性材料を押し出す（例えば、米国特許第４，１９０，６９２号に言及されるように、熱可塑性材料を押し出し、続いて、ネットを形成するように、スリットを付ける、切断する、穿孔する、型押しする、及び／又は延伸する）等、幾つかの方法で作製され得る。又は、ストランドの組は、接合され（例えば、共に織られる、又は単に相互の上に置かれる）、次いで、固着された交点２４７を形成するように、それらの接点で共に固着され（例えば、熱及び圧力によって融解固着される）てもよい。別の実施形態では、ストランド２４１及びストランド２４２は、ストランド２４１及び２４２が共に固着されない、織布構造を含んでもよい。しかしながら、本明細書の特定の実施形態において所望され得るような比較的大きな（例えば、１ｍｍ以上の）見通し開口部寸法を有する、そのような織布構造は、それらの強度及び安定性の観点から、不利な場合がある。

ストランド２４１及び／又は２４２は、ポリマー樹脂、金属、セルロース、天然繊維等を含む、任意の好適な材料からなってもよい。ストランド２４１及び２４２は、同一の材料を含むことができ、又はストランド２４１の材料は、ストランド２４２の材料とは異なってもよい。特定の実施形態では、ストランド２４１及び２４２は、熱可塑性材料からなってもよい。特定の実施形態では、ストランド２４１及び２４２は、向上した、多孔質層１００を形成するために典型的に使用される熱可塑性材料（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン類、並びにその混合物及びコポリマー）等に固着する（例えば、熱及び圧力下で積層することによって、融解固着することによって）能力を含む、少なくとも１つの成分を含むことができる。向上した、多孔質層１００固着する能力を有する、そのような材料には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート等が挙げられる。

一実施形態では、ストランド２４０は、配向された熱可塑性材料からなる。特定の実施形態では、ストランド２４１を、ストランド２４２とは異なる角度に配向することができる。ネット２００を多孔質層１００に外見上混合することが所望される場合、ストランド２４０は、未着色の熱可塑性樹脂を含むことができる。又は、審美的効果のために、若しくは異なる製品、異なる性能等級を有する製品等に異なる色のネットが用意され得るように、ストランド２４０を着色することができる。ストランド２４０は、断面が概して円形であってもよい、又はそれらは、幾つかの他の断面形状（例えば、正方形、楕円形、不規則等）を有してもよい。

ストランド２４１及び２４２は、交点２４７から最も遠い位置２４４（図８に示される）で測定することができる、ストランド直径を含む。この文脈において、直径という用語は、ストランドが非円形断面形状を有する場合、等価直径（例えば、同一の断面積を有する円形ストランドの直径）を意味する。一実施形態では、交点２４７での材料の厚さ（厚さに沿って測定した寸法、即ち、ネット２００の最短寸法）は、ストランド２４１及び／又は２４２の直径より大幅に大きい（場合によっては、交点２４７での材料の厚さを減少させ得る、いかなる積層プロセスが実施される前）。様々な実施形態では、いかなる積層プロセスが実施される前、交点２４７での材料の厚さは、ストランド２４１及び／若しくは２４２の直径の少なくとも約１５０％、少なくとも約２００％、又は少なくとも約２５０％である。この文脈において、ストランド直径、交点厚さ、カバー層厚さ等のパラメータへの、全てのそのような本明細書の言及は、当該技術分野において慣例であるように、複数の測定値によって得られる平均値を言及することを理解されたい。

ネット２００は、即ち、積層よって、多孔質層１００に固着される。そのような積層は、２つの層が共に固着するように、所望により、熱を加えた状態で、ネット２００及び多孔質層１００を共に押圧する（例えば、２つのローラーの間のニップ内で、又は２つの圧盤の間で）ことによって、最も便利に行われてもよい。この文脈では、積層は、したがって、ネット２００の材料の実質的に全てが多孔質層１００に固着される（即ち、多孔質層１００の一部分にプリーツが付けられる際、多孔質層１００のその部分に積層される、ネット２００の一部分も、例えば、厳密に同一の様式及びパターンでプリーツを付けられるように）ことを意味する。この固着は、超音波固着、接着剤固着等を使用することによって、固着された領域の特定の位置内で、又は固着された領域の実質的に全てに渡り、増強されてもよい。本明細書に後で記載されるように、一実施形態では、ネット２００は、外側カバー層１５０に積層され、これは次いで、多孔質層１００を形成するように、残りの層（例えば、濾過層１４０、内側カバー層１３０等）に固着されてもよい。

発明者は、ネット２００を交点２４７でのみ多孔質層１００に固着することとは対照的に、ネット２００を、ストランド２４１及び２４２の全体に概して沿って、多孔質層１００に固着することが有利であり得ることを発見した。したがって、交点２４７が、ストランド２４１及び／又は２４２の直径よりかなり厚い実施形態では、これが所望される場合、ネット２００を多孔質層１００に積層する時、確実に、固着がストランド２４１及び／又は２４２の全体を固着するのに十分であるように注意しなければならない。しかしながら、以下に記載されるように、固着は、多孔質層１００の圧力低下を許容不可能に増加するべきではない。

また、発明者は、積層体３５０を形成するように、ネット２００が外側カバー層１５０に積層され、その後、積層体３００を形成するように、積層体３５０が他の層と組み合わせられる実施形態では、個々のストランド２４１／２４２の厚さ、及び外側カバー層１５０の厚さの相対値を、有用に選択することができることも発見した。具体的に、発明者は、ストランド２４１／２４２の直径対外側カバー層１５０の厚さの比が少なくとも約２．０である場合、結果としてもたらされる積層体３５０及び３００の圧力低下（つまり、空気を所与の速度で積層体を通過させるのに必要とされる圧力）に対して驚くほどに小さな影響しか有さずに、ネット２００は、外側カバー層１５０に積層され得る（例えば、従来の熱及び圧力方法を介することによって）ことを発見した。例えば、約１０ミル（０．２５ｍｍ）のストランド直径を有するネットを、約３ミル（０．０７６ｍｍ）の厚さの外側カバー層に積層することによって、結果として、同一のネットを約６ミル（０．１５ｍｍ）の厚さの外側カバー層に積層するより、圧力低下の増加がかなり低くなり得る。

したがって、発明者は、比較的薄い、低坪量の外側カバー層は、より厚い、より高い坪量の外側カバー層によってもたらされる圧力低下より低い圧力低下をもたらし得るだけでなく、また、ネットを薄いカバー層に積層することによって生じる圧力低下の増加は、ネットをより厚いカバー層に積層することによって生じる圧力低下の増加より、かなり小さくなり得ることを発見した。したがって、本明細書の開示に従って選択されるネット及びカバー層の組み合わせを含むマスクによって呈される圧力低下は、他の方法で得られる圧力低下より著しく低くなり得る。したがって、そのような薄い、低坪量の外側カバー層を使用することは、非常に有利であり得る。そして、本明細書に詳細に記載されるように、本明細書に記載されるように補強ネットを使用することによって、マスク１の組み立てにおいて、そのような低坪量の脆弱な外側カバー層をうまく取り扱うことが可能となり得、マスク１が、許容可能な、又は更には有利に改善された耐久性を呈するようにすることが更に可能であり得る。

様々な実施形態では、ネット２００のストランドの直径は、約１００μｍ〜約４００μｍ、約１２０μｍ〜約３００μｍ、又は約１５０μｍ〜約２５０μｍである。

様々な実施形態では、ネット２００のストランドの直径対外側カバー層１５０の厚さの比は、少なくとも約２．０、少なくとも約２．５、又は少なくとも約３．０である。

発明者は、両方の材料の低坪量にも関わらず、フェイスマスクの組み立ての現代の高速な方法を耐え抜くことができ、プリーツを付けることができる、マスクを用意することができ、展開／拡大及び再度折り畳むサイクルを複数回実施することができる、有利に強固で耐久性のある構造が達成され得るように、比較的低い坪量のネット２００を、比較的低い坪量の外側カバー層１５０に積層することができることを更に発見した。

発明者は、ネット２００の存在が、マスク１に更に改善された特性を用意することができることを更に発見した。具体的に、多孔質層１００の表面上のネット２００の存在（特に、多孔質層１００が、軽量、低坪量の外側カバー層１５０を含む場合）は、外側カバー層１５０の耐摩耗性を大幅に改善することができる。理論又は機構に束縛されるものではないが、発明者は、これは、少なくとも一部において、本明細書に開示される実施形態では、ネット２００の少なくとも部分が、多孔質層１００の第２の主（外側）表面１０２の隣接した部分より上方に突出するように、ネット２００が多孔質層１００に積層され得るという事実によるものであり得ると考える。したがって、一実施形態では、ネット２００の少なくとも交点２４７は、多孔質層１００の表面１０２の上方に、例えば、隣接面１０２の上方に約４ミル（０．１０ｍｍ）突出する。更なる実施形態では、全てのストランド２４０の実質的に全ての部分が、多孔質層１００の表面１０２の隣接した部分の上方に突出する。

発明者は、多孔質層１００上の（例えば、突出する）ネット２００の存在は、多孔質層１００上への印刷を許容不可能に邪魔しないことを更に発見した。そのような印刷は、審美的効果のためのものであってもよく、又は製品番号、性能等級等を含んでもよい。

本明細書に記載されるように使用されてもよいネットには、例えば、ミネソタ州ミネアポリスのＣｏｎｗｅｄ Ｃｏｒｐ．から商品名Ｔｈｅｒｍａｎｅｔ ５１０３、商品名ＲＯ３４７０−００７、及び商品名ＲＯ１５８８で入手可能な材料が挙げられる。

本明細書に記載されるように外側カバー層として使用されてもよい不織布ウェブには、例えば、ノースカロライナ州シャーロットのＰｏｌｙｍｅｒ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃ．から商品名Ｂ０１８９−５、Ｂ０１３７−５、０００９−００９Ｎ、００１２−０２５Ｎ、００１６−００７Ｎで入手可能な材料、ジョージア州ゲーンズビルのＡＴＥＸ Ｃｏｒｐ．から商品名ＡＸＡＲで入手可能な材料、ミズーリ州カーシッジのＬｅｇｇｅｔｔ／Ｐｌａｔｔ−Ｈａｎｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商品名Ｅｌｉｔｅ ０５０ Ｗｈｉｔｅで入手可能な材料、サウスカロライナ州シンプソンビレのＦｉｂｅｒｗｅｂ Ｃｏｍｐａｎｙから商品名ＦＰＮ ３６９Ｄで入手可能な材料、並びにオハイオ州シンシナティのＭｉｄｗｅｓｔ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎから商品名ＵＮＩＰＲＯ １５０及びＵＮＩＰＲＯ ２００で入手可能な材料が挙げられる。

本明細書の記載は、「マスク」という用語を主に使用してきたが、この用語は、例えば、産業作業、消費者、家庭、及び屋外での使用、健康管理業務等を含む用途において、呼吸マスク、個人用呼吸保護デバイス、外科手術用マスク、手術室用マスク、クリーンルーム用マスク、防塵マスク、吸気加温用マスク、フェイスシールド等の用語によって指定され得るデバイスを包含するように、広義に使用されることが理解される。そのような使途には、マスクが、ユーザーの呼吸器系を保護することを主な目的とし得るもの、マスクが、ユーザーの呼吸器系から吐出される物質が外部環境に達する、及び／又は外部環境を汚染するのを防止することを主な目的とし得るもの、及び両方の目的を包含する使途を含む。本明細書に開示されるマスクは、所望により、他の特徴及び機能を含むことができる。これらは、例えば、１つ以上の吐出弁、鼻クリップ、鼻用発泡体、フェイスシール、アイシールド、首カバー等を含んでもよい。

本発明を、幾つかの実施形態を参照して説明してきた。本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態において変更を加えられることは、当業者には明らかである。したがって本発明の範囲は、この出願に記載された正確な詳細及び構造に限定されるべきではなく、「特許請求の範囲」の文言による記載、及びそれらの構造と等価な物によって限定される。

Claims (23)

1. 人の口及び鼻の上に適合させるために、カップ形状に拡大可能である、平らに折り畳まれたプリーツ付きフェイスマスクであって、
   前記マスクがカップ形状に拡大される際に概して外を向く、少なくとも第１の主表面を含む、多孔質層であって、前記多孔質層の前記第１の主表面の少なくとも一部分に積層される、補強ネットを含む、多孔質層を含み、
   その前記第１の主表面に積層される補強ネットを有する前記多孔質層の前記一部分が、少なくとも１つのプリーツを含み、それによって、前記少なくとも１つのプリーツを少なくとも部分的に展開することによって、平らに折り畳まれた構成から拡大されたカップ形状構成に拡大可能であり、前記少なくとも１つのプリーツを再び折り畳むことによって、前記拡大されたカップ形状構成から前記平らに折り畳まれた構成に再び折り畳み可能である、フェイスマスク。
2. 前記多孔質層が、前記多孔質層の第１の主表面を含む前記第１の主表面を有する、外側カバー層を含み、前記補強ネットが、前記外側カバー層の前記第１の主表面に積層される、請求項１に記載のフェイスマスク。
3. 前記外側カバー層が、１平方メートル当たり約３５ｇ未満の坪量の不織布ウェブを含む、請求項２に記載のフェイスマスク。
4. 前記補強ネットが、直径を有するストランドを含み、前記外側カバー層が、厚さを含み、前記ネットストランドの前記直径対前記外側カバー層の前記厚さの比が、少なくとも約２．０である、請求項２に記載のフェイスマスク。
5. 前記ネットストランドの前記直径が、約１００μｍ〜約４００μｍである、請求項４に記載のフェイスマスク。
6. 前記ネットストランドの前記直径が、約１５０μｍ〜約２５０μｍである、請求項５に記載のフェイスマスク。
7. 前記外側カバー層が、１平方メートル当たり約２５ｇ未満の坪量の不織布ウェブを含む、請求項４に記載のフェイスマスク。
8. 前記ネットストランドの前記直径対前記外側カバー層の前記厚さの比が、少なくとも約３．０である、請求項４に記載のフェイスマスク。
9. その前記第１の主表面に積層される補強ネットを有する、前記多孔質層の前記一部分が、複数の概して平行なプリーツを含む、請求項１に記載のフェイスマスク。
10. 前記補強ネットが、第１の組の概して平行なストランドと、前記第１の組の概して平行なストランドに対して概して垂直である、第２の組の概して平行なストランドと、を含み、前記プリーツ付き多孔質層内の前記プリーツが、前記組のストランドのうちの１つと概して整合される、請求項９に記載のフェイスマスク。
11. 前記多孔質層が、長軸及び短軸を含み、前記多孔質層の前記プリーツ及び前記補強ネットの前記組のストランドのうちの１つが、前記多孔質層の前記長軸と概して整合される、請求項１０に記載のフェイスマスク。
12. 前記補強ネットが、前記ネットの少なくとも１つの成分を前記多孔質層の少なくとも１つの成分に融解固着することによって、前記多孔質層に固着される、請求項１に記載のフェイスマスク。
13. 前記ネットの少なくとも一部分が、前記多孔質層の隣接面の上方に少なくとも約４ミル（０．１０ｍｍ）だけ突出する、請求項１に記載のフェイスマスク。
14. 前記ネットが、１平方メートル当たり約３５ｇ未満の坪量を含む、請求項１に記載のフェイスマスク。
15. 前記多孔質層及びその前記第１の主表面に積層される前記補強ネットが、複数回にわたって、拡大可能かつ再び折り畳み可能である、請求項１に記載のフェイスマスク。
16. 前記多孔質層が、継ぎ合わされた縁部を含み、前記補強ネットが、前記多孔質層の前記継ぎ合わされた縁部に固着される、請求項１に記載のフェイスマスク。
17. 人の口及び鼻の上に適合させるために、カップ形状に拡大可能である、平らに折り畳まれたプリーツ付きフェイスマスクを作製する方法であって、
    不織布ウェブを備える積層体であって、前記不織布ウェブが第１及び第２の向き合う主表面を備え、補強ネットが前記第１の主表面に積層されている、積層体を用意する工程と、
    第１及び第２の向き合う主表面を有する、少なくとも１つの多孔質層を用意する工程と、
    多層構造を形成するように、前記不織布ウェブの前記第２の主表面が、前記少なくとも１つの多孔質層の主表面に向いた状態で、前記積層体を前記少なくとも１つの多孔質層に付着する工程と、
    前記多層構造内に少なくとも１つのプリーツを形成する工程と、を含む、方法。
18. 前記方法が、前記多層構造内に複数の概して平行なプリーツを形成する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記不織布ウェブが、１平方メートル当たり約３４ｇ以下の坪量の軽量、高多孔度のスパンボンドされた不織布を含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記不織布ウェブが、１平方メートル当たり約１７ｇ以下の坪量を有する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記ネットが、１平方メートル当たり約３５ｇ未満の坪量を含む、請求項１７に記載の方法。
22. 前記ネットが、直径を有するストランドを含み、前記不織布ウェブが、厚さを含み、前記ネットストランドの前記直径対前記不織布ウェブの前記厚さの比が、少なくとも約２．０である、請求項１７に記載の方法。
23. 前記多孔質層が、少なくとも１つの縁部を含み、前記積層体を前記少なくとも１つの多孔質層に付着する前記工程は、前記多孔質層の少なくとも１つの縁部で、前記積層体を前記多孔質層に固着する工程を含む、請求項１７に記載の方法。

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