JP2015029568A - マスク - Google Patents

Abstract

【課題】 微粒子を十分に捕捉するとともに、ウイルス感染の予防にも使用し得るマスクを提供する。【解決手段】 複数のフィルタを積層してなるマスク１であって、帯電フィルタ１２と、０．３μｍ以下の目開き長を有するメッシュ生地によって構成され、前記帯電フィルタの外側に配置されるメッシュフィルタ１１とを備える。帯電フィルタとメッシュフィルタとの間には、さらに、ウイルス不活性能を有する抗菌フィルタ１４を備える。メッシュフィルタは、ナイロン製で構成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のフィルタが積層されて構成されるマスクに関し、特に、極めて微細な粒子の侵入を抑制するためのマスクに関するものである。

一般的なマスクは、花粉や粉塵の気管支への侵入を防止するための防塵用として使用されるもの、または、咳やくしゃみなどにより発生する飛沫等の拡散を防止するために使用されるものである。また、最近では、ウイルスによって感染するインフルエンザなどから自己防衛する手段としてもマスクを装着することが多くなっている。ところで、上記のような目的のマスクには、一枚の不織布などによって構成される使い捨てタイプと、ガーゼなどのシート材を積層して構成される繰り返し使用可能なタイプとが存在していた。

使い捨てタイプのマスクは、専ら不織布を使用したものであって、マスクに使用される不織布の製造においては、通気性と粒子の捕捉性とのバランスを考慮して、繊維径および目付量が設定されていた（特許文献１参照）。ところが、粉塵や飛沫などの粒径の比較的大きい粒子は、通気性を維持しつつ捕捉することは可能であるが、より粒径の小さな微粒子の侵入を防止するためには、捕捉性を向上させなければならず、微粒子の侵入を防止する粒子の捕捉性を向上させようとすれば、通気性が低下することとなっていた。

そこで、上記の問題点である通気性低下を解消すべく、各部をパーツごとに構成し、これらを繋ぎ合わせる領域において、部分的に重ね合わせるとともに、当該積層部分の一部を接合してなる接合部と、それ以外の部分を接合しない非接合部とを構成してなるものが開発されている（特許文献２）。このような構成のマスクにあっては、吸引時においては気圧の影響により非接合部が密着し、呼気の排出時には、非接合部が開放することから、通気性（特に呼気の排出）を向上され得るとされるものである。

他方、繰り返し使用可能なタイプのマスクにあっては、専らガーゼのような多孔質のシート材によって形成されたフィルタを積層したものであって、洗濯によって付着物を除去して再度使用できるように構成されているものが周知である。この種のマスクは、比較的粒径の大きい粒子の捕捉を目的とするものであり、インフルエンザ等のウイルス感染予防に使用することは不向きであった。そこで、フィルタを積層するタイプのマスクにおいてもウイルス感染予防効果を得るため、マスクに付着したウイルスを不活性化させるシート材を積層するものが開発されており、例えば、最外層および最内層のフィルタにウイルス不活性化微粒子を担持させたものがあった（特許文献３参照）。

特開２００９−２７３７２６号公報 特開２０１２−２５４２７２号公報 ＷＯ２０１１／０４００３５号公報

前掲の特許文献においては、その使い勝手の良さから使い捨てタイプが普及されているものの、マスクによって捕捉すべき物質によって、捕捉性を変化させる必要があった。つまり、捕捉すべき物質の粒径が小さくなれば、捕捉性を向上させなければならなかった。しかしながら、前掲の特許文献１に示されるマスクにあっては、使用する繊維の径や目付量によって捕捉性を調整するものであるが、捕捉性を向上させようとすると、同時に通気性が低下する結果となり、無制限に捕捉性のみを向上させることが難しいものとなっていた。

また、特許文献２に示されるように、各パーツを繋ぎ合わせる領域において部分的に積層し、接合部と非接合部とを設ける構成の場合には、呼気の排出時には非接合部の間隙を利用し、吸気時には非接合部は開口しないとされている。しかしながら、理論的には、吸気の際には、マスクの内側空間の気圧が低下するため、非接合部が重なった状態で閉じ合わされることから、非接合部の間隙から外気が流入せず、マスク本体を通過した空気を吸引することができるものとされるものの、マスク本体に皺などを生じさせて装着する場合には、当該非接合部の間隙から外気が流入するとの懸念が生じ得るものであった。

さらに、上述のような使い捨てタイプのマスクをウイルス感染の予防のために使用する場合には、比較的粒子の大きい飛沫物質の捕捉は可能と想定されるが、マスク表面（特に外側表面）には捕捉された感染力のあるウイルス等を含む飛沫等が付着することとなり、不用意に当該表面を手指で触れる場合には、感染力が低下していない飛沫物質によって感染することが懸念されていた。そのため、使用後においては、マスク表面に触れないように顔面から取り外し、マスク表面を内側に折り畳むようにし、さらに、空気中に飛散しないように密封した状態で廃棄しなければならなかった。

他方、特許文献３に示されるような繰り返し使用可能なタイプにマスクにあっては、マスクの表面に付着した飛沫等に含まれるウイルス等をウイルス不活性化微粒子によって不活性化させるものとされている。従って、マスクによって捕捉された（マスク表面に付着した）ウイルスを不活性化させるものであって、インフルエンザ等の感染予防として使用することに好適なものとされるが、当該マスクにあっては、捕捉性および通気性については特別な技術が用いられているものではなかった。つまり、ウイルスを有する飛沫物質等の捕捉性の如何によっては、十分な感染予防に資するものとなり得ない可能性を内在するものとなっていた。

ところで、近年では、粒子状物質（ＰＭ）のうち粒径の小さい微粒子（例えば、ＰＭ２．５）、または、インフルエンザ等の微小ウイルスによって健康被害が拡大するとの報道がなされ、微粒子を十分に捕捉し得るマスクが切望されている。しかしながら、上記従来技術によれば、捕捉性と通気性の観点からこれら微粒子の捕捉を可能にするマスクは実現されていないのが現状である。

本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、微粒子を十分に捕捉するとともに、ウイルス感染の予防にも使用し得るマスクを提供することである。

そこで、本発明は、複数のフィルタを積層してなるマスクであって、帯電フィルタと、０．３μｍ以下の目開き長を有するメッシュ生地によって構成され、前記帯電フィルタの外側に配置されるメッシュフィルタとを備えることを特徴とするものである。

上記構成によれば、外側に積層されるメッシュフィルタによって、そのメッシュの目よりも大きい粒径の微粒子が捕捉されることとなり、また、このメッシュフィルタを通過した微粒子についても帯電フィルタによる吸着によって捕捉されることとなる。ここで、メッシュフィルタは、０．３μｍ以下の目開き長を有する構造であるが、使用する経糸および緯糸の径を調整することにより開孔率を調整することが可能であるため、適度な開孔率となるような糸を使用することによって、通気性を低下させることなく微粒子を捕捉することができる。また、帯電フィルタは、専ら不織布を基材として使用することから、繊維径および目付量を調整することにより、十分な通気性を確保し得ることとなる。なお、目開き長とは、経糸と緯糸とで角目（正方形状の孔）を構成する場合の一辺の長さを意味するものである。また、目付量とは、不織布を製造する際に使用する繊維の量を意味し、一般的には１ｍ²当たりに使用される繊維の重量で表示されるものである。

上記発明においては、前記帯電フィルタと前記メッシュフィルタとの間に、さらに、ウイルス不活性能を有する抗菌フィルタを備える構成とすることができる。

上記構成によれば、メッシュフィルタによって捕捉された微粒子に含まれるウイルスに対し、抗菌フィルタのウイルス不活性能が作用して、当該ウイルスを不活性化させることができる。また、メッシュフィルタを通過した微粒子についても、当該抗菌フィルタによって捕捉されるものもあることから、この抗菌フィルタによって捕捉された微粒子にウイルスが含まれる場合においても、当該ウイルスを不活性化させることができる。さらに、帯電フィルタに接近した状態で抗菌フィルタを積層する場合には、帯電フィルタにより捕捉された微粒子に含まれるウイルスを不活性化することが可能となる。なお、ウイルス不活性とは、ウイルスが有する作用を機能させないように抑えること（死滅させること）を意味し、ウイルス不活性能とは、そのような機能（能力）を意味する。例えば、前記の特許文献３に記載されるように、ヨウ化白金、ヨウ化パラジウム、ヨウ化銀、ヨウ化銅およびチオシアン酸銅から１種以上選択されてなるものがある。この種のウイルス不活性は、厳密には抗菌効果とは異なるとされているが、本発明では、抗菌効果にウイルス不活性化が含まれるものとして、抗菌フィルタの名称を使用することとする。

上記各発明においては、さらに、最も内側に積層される基部層と、この基部層と前記メッシュフィルタとの間に配置される比較的厚肉の形状維持層とを備える構成とすることができる。

上記構成によれば、少なくとも最も内側に設けられる基部層と、最も外側に設けられるメッシュフィルタとの間に挟まれた状態で形状維持層が存在することから、この形状維持層によって、マスク全体の形状が維持されることとなる。従って、洗濯等によって型崩れしそうな状況であっても、マスクの形状が維持されることから、何度も繰り返して使用することができる。その際、マスクが型崩れし難いことから、マスクを装着したとき、マスク周縁部分と顔の表面との密着度合いが長期間保持されることとなり、マスク周縁部からの微粒子の侵入を防止させる効果を持続させることとなる。なお、形状維持層とは、変形後の復元力に優れた構造の部材を意味し、変形しない部材という意味ではない。例えば、柔軟な材料により構成されるが、若干厚肉に構成することにより、自己復元力を増加させたものがある。また、層状に設けられ、基部層とメッシュフィルタとの間に積層されるものであって、これら基部層およびメッシュフィルタとともに端縁部を縫合等することにより、基部層およびメッシュフィルタは、形状維持層が復元される形状に伴って、内側および外側の両面において積層された状態が維持されることとなる。

さらに、上記構成における形状維持層としては、前記メッシュフィルタの目開き長よりも大きい目開き長を有するナイロン製のメッシュ生地によって構成されているものを使用することができる。

上記構成によれば、ナイロン素材の自己復元力により変形後の形状が復元され、前述のとおりマスクの形状を維持させることができる。また、この形状維持層は微粒子の捕捉を目的とするものではなく、専ら形状の維持を目的とするものであり、使用するメッシュ生地の目の大きさがメッシュフィルタよりも大きく構成していることから、複数の部材が積層されているものの、通気性を十分に確保することができるものである。

また、基部層を備える構成の上記発明においては、その基部層の外側に、さらに、適宜間隔を有する二箇所に弾性力を有する塊部を備える構成とすることができる。

上記構成によれば、基部層よりも外側に設けられる塊部が適宜間隔を有して設けられることから、本発明のマスクを装着する際、当該塊部を鼻の両側に当てることができる。一般的に、マスクを装着する際、マスク端縁部のうち上部端縁が鼻を横断するように配置され、鼻の両側に隙間を生じさせる場合があることから、この塊部を鼻の両側に当てることによって、上記隙間の発生を回避させることができるのである。なお、塊部は、移動可能であってもよいが、マスク装着者の個々の鼻形状に合わせて、適宜箇所に固定的に装着してもよい。また、この塊部は弾性力を有するものであることから、マスクを装着する際、鼻の両側の形状に応じて適宜変形しつつ前記隙間を閉塞させることができるものである。

また、基部層を備える上記各発明においては、その基部層の外側に、さらに、比較的厚肉の低密度繊維層を備える構成とすることができる。

上記構成によれば、基部層の外側に低密度繊維層が存在することから、低密度繊維層に空気を蓄えることが可能となる。低密度繊維層とは、繊維によって構成された層状部材であって、その繊維の密度を低く構成したもの意味するものである。従って、通気性は十分確保されるとともに、当該低密度繊維層の内部に広く中空となる領域を形成することができることから、その領域に空気を蓄えることができるのである。つまり、実質的には空気層を設けることとなるのである。このように基部層の外側に空気層が設けられることによって、マスクを装着した状態において呼吸する際において、上記低密度繊維層が収縮および復元を繰り返すこととなり、僅か量ではあるが収縮できる範囲で空気を吸引することができることから、息苦しさの解消に寄与することとなる。

上記発明における低密度繊維層としては、合成繊維により形成される綿（わた）によって構成されるものを使用することができる。

上記構成の場合には、低密度繊維層が綿（わた）によって構成されていることから、通気性は確保され、また、収縮および復元が容易であるため、マスク装着時における呼吸の際の息苦しさの解消に十分寄与し得るものとなる。

また、上記各発明におけるメッシュフィルタとしては、ナイロン製で構成されたナイロンメッシュフィルタを使用することができる。

上記構成によれば、０．３μｍ以下の目開き長を有するメッシュ生地を容易に構成することができるとともに、目が偏る状態（すなわち部分的に目の大きさが異なる状態）となることを回避できる。また、ナイロン製であることから、変形後の復元も可能となり、繰り返し使用する際の型崩れを防止し得るものである。

さらに、上記各発明において、積層された各層のうち最も内側に積層される部材の内側表面は、その周縁に沿った全周に、両面テープの片方の貼着面が貼着された状態で設けられているように構成してもよい。

上記構成によれば、最も内側に積層される部材の周縁を顔面に貼着することが可能となり、最内層と顔面との間から外気が侵入することを防ぐことができる。なお、両面テープの片方の貼着面が装着された状態とは、他方の貼着面には剥離シートが設けられた状態であり、この剥離シートを除去することにより、顔面と最内層との双方を貼着できるものである。また、周縁に沿った全周とは、最内層の中央から離れた周縁付近において、当該中央を囲む範囲を意味するものである。

本発明によれば、メッシュフィルタによって、当該メッシュフィルタの目の大きさよりも大きい粒径の微粒子を捕捉することができ、かつ、一層粒径の小さい微粒子を帯電フィルタによって捕捉することができることから、粉塵や飛沫等の粒径の大きいものはもちろんのこと、粒子状物質（ＰＭ）や浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）のうち、微小なもの（例えば、ＰＭ２．５など）をも捕捉することが可能となる。

また、ウイルス不活性能を有する抗菌フィルタを備えた構成の発明にあっては、上記のように捕捉された微粒にウイルスが含まれているような場合であっても、捕捉した微粒子中のウイルスに対し不活性化させることも可能となる。従って、微粒子の気管支への侵入防止に加えてウイルス対策として使用することも可能となる。

本発明の実施形態の概略を示す説明図である。 （ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ断面図であり、（ｂ）は同じ断面における第二の実施形態を示す断面図である。 （ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ断面における第三の実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は同じ断面における第四の実施形態を示す断面図である。 （ａ）は、第五の実施形態の正面図であり、（ｂ）は、ＩＶＢ−ＩＶＢ断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明にかかるマスクの概略を示す図である。この図に示すように、マスク１は、複数のシート部材１１，１２，１３が積層されており、これらのシート部材１１，１２，１３は、左右周縁部２，３および上下周縁部，４，５によって、その周縁が被覆され、かつ、周縁部２，３，４，５の縫製等によって一体化されている。また、マスク１には、装着紐６，７を固着することによって、顔面（鼻および口）に装着できるようになっている。本実施形態では、前記周縁部２〜５のうち、上下周縁部４，５の両端付近に装着紐６，７の先端を縫製するなどにより固着している。なお、装着紐６，７は、装着時、耳に掛けるタイプのほか、図示のように頭部を周回させるタイプがあり、いずれもゴム製材料によって適度な引張力を作用させるようにしている。なお、図示の装着紐６，７は、頭部を周回させる際、装着状態が変化しないように、二本の紐６，７が交差する状態で設けられている。

ところで、本実施形態のマスク１は、図１に示されているように、表面側（装着時を想定して外側という）にメッシュフィルタ１１が、その裏面側（装着時を想定して内側という）には帯電フィルタ１２が積層されている。メッシュフィルタ１１は、経糸と緯糸とを平織りしてなるものであり、本実施形態では、ナイロン製の糸を使用し、目開き長を０．１μｍとしている。目開き長を０．１μｍとする場合であっても、使用する経糸および緯糸の径（いわゆる線径または糸径）が小さければ、メッシュフィルタ１１全体に占める開孔面積の割合（いわゆる開孔率または目開き率）が増大するため、通気性を確保することが可能となる。なお、極端に線径（糸径）を小さくする場合は、当該強度が低下するおそれもあるため、本実施形態では、線形（糸径）を平均２０μｍとしている。

なお、本実施形態のメッシュフィルタ１１は、経糸および緯糸を平織りしてなるものであるが、このような形態に限るものではなく、所定の目開き長を有するものであれば他のメッシュ構造でもよく、例えば、綾織りしてなる構造のものを使用することができる。

帯電フィルタ１２は、帯電しやすい材質によって構成されており、織り地または不織布が使用される。本実施形態では、ポリプロピレン製の繊維を使用した不織布によって構成されており、通気性を優先して目付量が調整されている。帯電フィルタ１２は、前記メッシュフィルタ１１や他の積層部材などに積層される状態とすることにより、摩擦による帯電が可能となり、静電気による吸着を可能とするものである。

なお、本実施形態では、帯電フィルタ１２の内側に、さらに基部層１３を積層している。この基部層１３は、ポリエステル製の糸をメリヤス編みしたガーゼを使用している。これは、マスク１の最も内側の層は、装着時に顔面（特に鼻や口の周辺）に接触する部分であるため、その感触を良くすること、また、呼気に含まれる湿気を吸収させることなどを主たる目的とするものである。つまり、微粒子の捕捉に直接的に寄与するものではないため、敢えて基部層１３を設けない態様もあり得る。使い捨てタイプのマスクとしては、基部層１３を設けないものであれば、比較的安価に提供することが可能となる。

本実施形態は上記のような構成であるから、マスク１を構成する各部材１１，１２，１３によって層状に重ね合わされた状態となっている。そして、各部材１１，１２，１３は、周縁部分においてのみ、周縁部２，３，４，５によって縫着されることから、中央部分は積層された状態で緩やかに密着する状態となっている。

すなわち、図２（ａ）に示すように、各部材１１，１２，１３の表面には僅かながら間隙が形成されることとなる。この間隙は、マスク１に作用する圧縮方向の外力によって異なるものであり、装着しない場合は、大きい間隙となり、装着した場合であっても、装着させた位置によって間隙は異なることとなる。このように、各部材１１，１２，１３の間に間隙が形成されることから、帯電フィルタ１２は周辺材料に摩擦され、帯電が促進されるのである。また、適当な間隙を有することにより、吸引される外気または排出される呼気が間隙中の空気と混ざり合って流れが変更されることも想定される。この流れの変化により、帯電フィルタ１２による静電吸着の機会を増加させることになり得る。

上記に示したように、外側にメッシュフィルタ１１を、内側に帯電フィルタ１２を積層させることにより、第一義的には、メッシュフィルタ１１によって粒径を基準に微粒子の捕捉を可能にし、二義的には、メッシュフィルタ１１を通過した微粒子を静電気による吸着によって捕捉するものである。

そこで、メッシュフィルタ１１による微粒子の微粒子通過試験を行った。メッシュフィルタ１１は、ナイロン製の経糸・緯糸（各線径は平均２０μｍ）を使用した。試験方法はＡＳＴＭ規格によるものとし、試験条件としては、使用面積を４９ｃｍ²、粒子径０．１μｍ（±０．００３μｍ）とした真球状ポリスチレン系標準粒子を２８．３Ｌ／分の流量で通過させた。この結果を表１に示す。

上記の結果より明らかなとおり、メッシュフィルタ１１を使用することにより、粒径０．１μｍの微粒子を９９．５％捕捉することができるものであった。従って、このメッシュフィルタ１１の内側に、さらに帯電フィルタ１２を備えることにより、残りの０．５％の粒子をも捕捉可能となるものである。

次に、第二の実施形態について説明する。図２（ｂ）は、第二の実施形態の断面図である。本実施形態は、この図に示すように、第一の実施形態におけるメッシュフィルタ１１と帯電フィルタ１２の間に抗菌フィルタ１４を積層したものである。

抗菌フィルタ１４としては、綿素材のメッシュフィルタにウイルス不活性能を有する物質を担持させたものがある。当該物質としては、例えば、ヨウ化白金、ヨウ化パラジウム、ヨウ化銀、ヨウ化銅およびチオシアン酸銅から１種以上選択される物質がある。そのほかにも、繊維構造物に対し、２−ヒドロキシ−１，３，５−トリアジンナトリウム、ジアミノベンゼンスルフォン酸ナトリウムおよび塩化ジデシルジメチルアンモニウムを共存させた溶液を含浸させてなるものもある（特許第４８３２５７３号）。これらの材料を使用することにより、使用される物質に接したウイルスは不活性化され、また、菌類の増殖を抑え、または菌類の死滅を促すことができる。

そこで、上記抗菌フィルタ１４をメッシュフィルタ１１の内側に続けて積層することにより、メッシュフィルタ１１によって捕捉した微粒子に含まれるウイルスを不活性化することができるのである。

ところで、周知のとおり、インフルエンザのようにウイルスによって感染する場合の感染経路は、飛沫感染によるところが多く、この飛沫は、保菌者の咳やくしゃみによって飛散されるものであるところ、その飛沫物質の大きさは、５μｍ程度といわれている。しかしながら、飛沫物質は、水分を多く含んでおり、飛沫として飛散した後に空気中において水分が蒸発し、小さな飛沫粒子に変化する。飛沫粒子が乾燥した状態では、０．３μｍ程度の飛沫核物質となり、空気中を浮遊することとなり、これが原因となって感染（いわゆる空気感染）するとされている。

そこで、本実施形態では、最も外側に設けられる部材がメッシュフィルタ１１であることから、このメッシュフィルタ１１の目開き長を０．３μｍ以下とすることにより、理論的には飛沫核物質をも捕捉することが可能となる。本実施形態では、この目開き長を０．１μｍとすることにより、さらに確実に飛沫核物質を捕捉することができるのである。

そして、捕捉された飛沫物質または飛沫核物質は、メッシュフィルタ１１に付着し、特に、目開き部分（開孔部）に一部嵌まり込んだ状態で付着することとなり、その内側に積層される抗菌フィルタ１４に担持される物質に触れることにより、ウイルスの不活性化を促進させることができるのである。

なお、本実施形態の抗菌フィルタ１４は、綿素材のメッシュ状に形成されたものであり、この抗菌フィルタ１４そのものが飛沫物質または飛沫核物質を捕捉することを目的としていないため、当該メッシュの目開き長は、メッシュフィルタ１１よりも大きく構成され、通気性が確保されている。そこで、仮に、メッシュフィルタ１１を通過する飛沫核物質等が存在するとすれば、抗菌フィルタ１４をも通過することが想定される。そこで、このような飛沫核物質がメッシュフィルタ１１を通過した場合は、帯電フィルタ１２によって静電吸着させることによって、当該物質の捕捉も可能となる。そして、抗菌フィルタ１４に続けて帯電フィルタ１２を積層する場合には、帯電フィルタ１２によって捕捉された物質をも不活性化させ得ることとなる。

次に、第三の実施形態について説明する。図３（ａ）は、第三の実施形態の断面図である。この図に示されるように、本実施形態は、第二の実施形態における帯電フィルタ１２と抗菌フィルタ１４との間に形状維持層１５を挿入したものである。この形状維持層１５は、他のフィルタ材料１１，１２，１４に比較して厚肉に形成されたシート部材である。

具体的には、フィルタ材料１１，１２，１４の肉厚は、使用する糸や繊維の大きさに依存することから、数μｍ程度であるが、形状維持層１５は、数百μｍの肉厚で構成されている。また、ナイロン製の糸によってメッシュ状に構成されており、その目開き長は１ｍｍ以上としている。従って、通気性が十分確保されるものである。なお、使用する糸は比較的微細なものであるが、これをラッセル編み等によって、厚みを増加させることで、上記肉厚のシート材を構成しているのである。このように、ナイロン製の糸を使用して厚肉のメッシュ状に構成することにより、平面状のシート材が形成され、そのシート材は、各糸の復元力によって全体形状が復元しやすくなる。そこで、形状維持層１５を含むマスク全体が変形した後において、この形状維持層１５の復元に伴って、他の部材を含むマスク全体の形状が復元されることとなるのである。このような作用を発揮することから、上記シート材を形状維持層と称している。従って、ナイロン製に限定されるものではなく、復元力を有する材料であれば、形状維持層１５として使用することは可能である。

また、上記形状維持層１５は、マスク１の表面と同程度の面積を有するシート材であるが、本実施形態では、その端縁は周縁部２，３，４，５に縫着されないようにしている。当然、縫着してもよいが、上述のように厚肉に構成していることから、周縁部２，３，４，５の縫製作業を容易にするため、敢えて縫着せず、周辺の部材（帯電フィルタ１２や抗菌フィルタ１４など）の間に挿入された状態としているのである。このような積層状態であっても、狭い隙間に広い面積のシート材が挿入されているのであるから、積層状態が変化することは極めて稀である。そして、このシート材は、専ら形状復元のために使用されるため、周縁付近にシート材が到達しない空隙部分が存在しても微粒子の捕捉等に悪影響を与えるものでもないのである。

この形状維持層１５は、繰り返し使用されるマスクの場合に設けられる。すなわち、洗濯などによって型崩れを起こす場合、マスクを装着したとき、顔面とマスクとの密着性が不良になるおそれがあるため、マスク全体の形状を復元させることによって、その密着性を確保するのである。このように、洗濯によって型崩れが生じ難く構成されているため、使用後に洗濯しながら何度も繰り返し装着することができる。従って、使い捨てタイプのマスクにあっては、この形状維持層１５を設ける必要はないが、長期間の保存によって変形することを考慮し、使い捨てタイプのマスクにも形状維持層１５を設けてもよい。

次に、第四の実施形態について説明する。図３（ｂ）は、本実施形態の断面図である。この図に示すように、本実施形態は、第三の実施形態における帯電フィルタ１２と基部層１３の間に低密度繊維層１６を設けたものである。

低密度繊維層１６とは、繊維によって形成したシート材であって、その繊維の密度を低くしたものである。例えば、綿（わた）のように、内部に空気を含んで柔らかなシート状としたものである。本実施形態では、化学繊維（ポリエステル繊維）を使用しており、自然な状態における肉厚を数ｍｍとなるように、シート状に形成している。

このように低密度繊維層１６を設けることにより、基部層１３の近傍に空気層を形成することができることから、マスクの装着時において、鼻や口に接する基部層１３の近くに空気層が形成されるため、息苦しさを緩和させることができるのである。また、綿（わた）のように柔軟であるため、緩衝効果をも有することとなり、鼻や口を覆うようにマスクを装着した際の圧迫感をも緩和させることができる。

なお、前述のように、低密度繊維層１６は、自然な状態（圧力を与えない状態）において、肉厚を数ｍｍとしていることから、マスクの表面中央付近では最も肉厚が大きくなり、周縁に接近するにつれて肉厚は薄くなる。そして、その周縁は、周縁部２，３，４，５によって敢えて縫着しないように構成している。その理由としては、綿（わた）状に形成していることから、縫着によって固定することが難しいこと、また、前述の形状維持層１５と同様に狭い隙間に広い面積のシート材を挿入させることにより位置の変化が起こり難いことによるものである。そこで、縫着以外の方法により周縁を固定する場合には、低密度繊維層１６を含めて周縁を固着させてもよい。

以上のとおり、マスクを構成する部材の積層状態について説明したが、各部材の要否は、目的に応じて適宜変更してもよい。例えば、前記第三および第四の実施形態では、いずれも抗菌フィルタ１４を有する構成として説明しているが、これはウイルス感染対策としてのマスクに適するものであり、単に微粒子捕捉のためのマスクとする場合には、抗菌フィルタ１４を積層しない構成とすることができる。

また、積層する部材の順番については、合理的な範囲内で変更することができる。例えば、形状維持層１５は、帯電フィルタ１２の外側に設けられているが、第四の実施形態の場合には、形状維持層１５との摩擦によって、低密度繊維層１６の変形を回避するため、中間に不織布（帯電フィルタ１２）を介在させる利点を有するものの、第三の実施形態では、帯電フィルタ１２の内側に形状維持層１５を設ける構成とすることも可能である。

同様に、基部層１３は、前述のとおり装着時の感触を向上させることが専らの目的であるため、短期間の装着に使用する使い捨てタイプのマスクにあっては、基部層１３を設けない形態としてもよい。ただし、第四の実施形態の場合には、低密度繊維層１６の内側において積層状態を維持するため、基部層１３を設けることが好ましい。

上記各形態を使用した第五の実施形態について説明する。図５（ａ）は本実施形態の正面図であり、図５（ｂ）は断面図である。これらの図に示されるように、本実施形態は、マスクの内部（基部層１３の外側）に塊部８を設けたものである。塊部８は、自然な状態（圧力が作用していない状態）において、断面四辺形状の角柱形状に形成され、スポンジなどの変形容易な材質で構成されたものである。また、この塊部８は、マスクの上部端縁付近において、左右に適宜間隔を有して各１個（合計２個）設けられている。

このように、マスクの上部端縁付近に左右に分かれて２個の塊部８が設けられることにより、マスクを装着したとき、塊部８が鼻の両側の凹状部分に当接させることができるのである。通常のマスクでは、鼻元から鼻先までをマスクで覆う場合を除き、マスクの上部端縁は、鼻先近くに当たるため、鼻の両側に隙間が生じることから、吸引の際に、外気が上記隙間から侵入することがある。そこで、このような隙間を生じさせないことにより、メッシュフィルタ１１等を通過した（微粒子が捕捉された）空気のみを吸引することができることとなる。

なお、図示のように、塊部８を設けることにより、基部層１３は大きく変形し、その外側に積層される部材（例えば帯電フィルタ１２）との間に間隙を形成することとなるが、これは、非装着状態を示しているからであって、現実に装着した場合には、専ら最外層のメッシュフィルタ１１を顔面に押し当てることとなるため、上記間隙は解消するものである。また、塊部８は、スポンジのような変形容易な素材とすることにより、鼻の両側の凹状部分の形状に合わせて適宜変化しつつ密着させることができるものである。

本発明の実施形態は以上のとおりであるから、最外層に積層されるメッシュフィルタ１１によって、粒径を基準とする微粒子の捕捉を可能にする。そして、目開き長を０．３μｍ以下とすることにより、浮遊する粒子状物質（ＰＭ）のうち、微細なもの（ＰＭ２．５など）をも捕捉することができる。また、ウイルス感染対策としても、飛沫物質および飛沫核物質の捕捉にも十分機能するものである。しかも、メッシュフィルタ１１よりも内側には帯電フィルタ１２を備えていることから、仮に、メッシュフィルタ１１を通過するような超微細な粒子についても静電吸着によって捕捉することを可能にするものである。

さらに、メッシュフィルタ１１に続けて、その内側に抗菌フィルタ１４を配置することにより、メッシュフィルタ１１によって捕捉された粒子（特に、当該粒子に含まれるウイルス）を不活性化させることができることから、ウイルス感染対策用として使用することができる。特に、上述のように、メッシュフィルタ１１の目開き長を０．３μｍ以下とすることにより、飛沫核物質はメッシュフィルタ１１によって捕捉されることとなることから、ウイルスの空気感染対策にも効果があるものである。そして、メッシュフィルタ１１の目開き長を０．１μｍとすることにより、ウイルス感染対策を一層効果的なものとすることができる。

なお、上記実施形態は、本発明の一例を示すものであって、本発明がこれらの実施形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨の範囲内において種々の形態とすることが可能である。例えば、メッシュフィルタ１１などの積層される各部材の材質については、単なる例示であって、これらの材料に限定されるものではない。合理的な範囲において他の材料によって構成することができるものである。

また、上述した実施形態は、使い捨てタイプとしても繰り返し使用可能なタイプとしても使用することができるが、既述したとおり、使い捨てタイプの場合は、形状維持層などを設けない構成とすることができる。さらには、使い捨てタイプには、最も内側に積層される部材の内側表面に両面テープを設ける構成としてもよい。ここで使用する両面テープは、いわゆるヒトパッチテストにより安全性が確認されたものを使用することが好ましい。また、両面テープが設けられる部分は、当該部材の内側表面の端縁に沿った全周が好ましい。すなわち、前記実施形態では基部層１３の内側表面に設けることもできるが、左右周縁部２３，および上下周縁部４，５の内側表面に設ける場合もあり得る。また、両面テープは、片方の貼着面を使用して前記基部層１３などの内側表面に予め貼着することとなり、他方の貼着面には剥離シートが積層されて使用時まで当該貼着面を保護しておくものである。そして、マスクを装着する際には、他方の貼着面の剥離シートを除去することにより、顔面に貼着させることができるのである。このように、マスクの内側周縁の全周に両面テープを設けることにより、両面テープの片方の貼着面はマスクに貼着され、他方の貼着面は、口および鼻を包囲するように顔面の皮膚に貼着することができ、マスクと顔面との隙間の発生を防止するのである。これにより、外気がマスクの各フィルタを通過せず吸引されることを防止するのである。

なお、マスク１を装着するためには、装着紐６，７が必要であるが、その装着紐６，７については、種々の形態があり得る。一般的に流通するマスクの装着紐６，７は、耳掛けタイプが主流であり、その装着紐６，７はゴム紐であって、左右周縁部２，３の内部に挿通するものも多く存在していることから、これらと同様に構成してもよい。また、伸縮しない紐をマスクの四隅に縫着し、後頭部で結ぶように使用する形態でもよい。

１ マスク
２，３ 左右周縁部
４，５ 上下周縁部
６，７ 装着紐
８ 塊部
１１ メッシュフィルタ
１２ 帯電フィルタ
１３ 基部層
１４ 抗菌フィルタ
１５ 形状維持層
１６ 低密度繊維層

Claims (9)

1. 複数のフィルタを積層してなるマスクであって、帯電フィルタと、０．３μｍ以下の目開き長を有するメッシュ生地によって構成され、前記帯電フィルタの外側に配置されるメッシュフィルタとを備えることを特徴とするマスク。
2. 前記帯電フィルタと前記メッシュフィルタとの間に、さらに、ウイルス不活性能を有する抗菌フィルタを備える請求項１に記載のマスク。
3. さらに、最も内側に積層される基部層と、この基部層と前記メッシュフィルタとの間に配置される比較的厚肉の形状維持層とを備える請求項１または２に記載のマスク。
4. 前記形状維持層は、前記メッシュフィルタの目開き長よりも大きい目開き長を有するナイロン製のメッシュ生地によって構成されている請求項３に記載のマスク。
5. 前記基部層の外側に、さらに、適宜間隔を有する二箇所に弾性力を有する塊部を備える請求項３または４に記載のマスク。
6. 前記基部層の外側に、さらに、比較的厚肉の低密度繊維層を備える請求項３ないし５のいずれかに記載のマスク。
7. 前記低密度繊維層は、合成繊維により形成される綿（わた）によって構成されている請求項６に記載のマスク。
8. 前記メッシュフィルタは、ナイロン製で構成されたナイロンメッシュフィルタである請求項１ないし７のいずれかに記載のマスク。
9. 前記積層された各層のうち最も内側に積層される部材の内側表面には、その周縁に沿った全周に、両面テープの片方の貼着面が貼着された状態で設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載のマスク。

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