JP2015517344A - 斑点のある外観を有する呼吸マスク - Google Patents

Abstract

マスク本体（１２）と、マスク本体（１２）に取り付けられるハーネス（１４）と、を備える、フィルタ式顔面装着呼吸マスク（１０）。マスク本体（１２）は、成形層（２０）と、濾過層（３２）を含む濾過構造体（２２）と、を備える。濾過構造体（２２）は、色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維を含む外側カバーウェブ（３６ｂ）も備える。外側カバーウェブ内での色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維の使用は、斑点のある色付きの、すなわち、外側カバーウェブの外側表面の上から色が均一に見えない外観を有する呼吸マスクを提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維を含む外側カバーウェブを有するフィルタ式顔面装着呼吸マスクに関する。

呼吸マスクは一般に、（１）不純物又は汚染物質が着用者の呼吸器系に入るのを防ぐこと、並びに（２）他の人又は他の物が、着用者によって吐き出された病原体及び他の汚染物質にさらされることから守ること、の２つの一般的目的のうちの少なくとも１つのために、人の呼吸経路を覆って着用されるものである。第１の状況では、呼吸マスクは、空気が着用者に対して有害な粒子を含んでいる環境で、例えば自動車車体修理工場で着用される。第２の状況では、呼吸マスクは、他の人又は物に対して汚染の危険性がある環境で、例えば手術室又はクリーンルームにおいて着用される。

いくつかの呼吸マスクは、マスク本体そのものがフィルタ機構として機能するために、「フィルタ式顔面装着」として分類される。ゴム又はエラストマーのマスク本体を、フィルタカートリッジ又はフィルタライナー（例えば、Ｙｕｓｃｈａｋらの米国再発行特許第３９，４９３号及びＴａｙｅｂｉの米国特許第５，０９４，２３６号を参照）又はインサート成形されたフィルタ要素（例えば、Ｂｒａｕｎの米国特許第４，７９０，３０６号を参照）と併せて使用する呼吸マスクとは異なり、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、フィルタカートリッジの取り付けも交換もする必要が無いようにマスク本体全体の大半に広がるフィルタ媒体を有する。そのため、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、比較的軽量で、使いやすい。

典型的にはフィルタ式顔面装着呼吸マスクは、ポリマーの不織布繊維状材料から作製される。これらのポリマー層は、そのそれぞれの側に位置付けられるカバーウェブをしばしば有する濾過層を収容する濾過構造体を構成する。カバーウェブは、フィルタ媒体を守るため、及び媒体から解放されるようになる場合があるあらゆる繊維を保持するために使用される。従来のカバーウェブは、それらの中に属する濾過層のような、ポリマー及び繊維の表面区域の屈折率に起因して自然光条件下で白色に見える、スパンボンドされた繊維を普通、含む。これにより、今日市販されているフィルタ式顔面装着呼吸マスクの多くは、白色の外観を呈する。異なる色を表示する呼吸マスクを提供するために、外側カバーウェブのスパンボンド繊維にしばしば顔料が添加される。その結果、得られる製品は、マスクが通常呈することになる白色の外観ではなく、染料又は顔料の色を呈する。意図される色は、マスク本体の外側表面全体を通して、一般に均一に見える。

本発明は、マスク本体と、マスク本体に取り付けられたハーネスと、を含む、フィルタ式顔面装着呼吸マスクを提供する。マスク本体は、成形層と、濾過層を含む濾過構造体と、を備える。濾過構造体は、色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維を含む外側カバーウェブも備える。

外側カバーウェブ内での色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維の使用は、斑点のある色付きの、すなわち、外側カバーウェブの外側表面の上から色が均一に見えない外観を有する呼吸マスクを提供する。色がより強烈な、又はより目立つ領域があり、色がよりはっきりせず、又は控えめである他の領域がある。色相及び強度の程度の差は、最終製品に独特の外観を生成する。メルトブローン繊維は、メルトブローイングプロセスの性質のために、外側カバーウェブ全体を通して無作為に分散される。無作為な分散は、マスク本体の外側表面で、外観の色の変動を引き起こす。色が青色のとき、斑点のある見た目は、マスク本体の外側表面上にデニムの外観を生成することができる。デニムは、広く望まれ、かつ多くの消費者によって受け入れられる外観である。

用語
下記に説明する用語は以下に定義された意味を有するものとする。
「含む（又は、含んでいる）」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「備える」、「有する」、又は「含有する」と一般に同義であるオープンエンド型の用語である。「備える」、「含む」、「有する」及び「含有する」、並びにこれらの変形は、一般的に使用される制約のない用語であるが、本発明は、「本質的に〜から成る」等のより狭義の用語を使用して適切に記載することもでき、これは、本発明の呼吸マスクがその意図される機能を果たす際に悪影響を及ぼす物体又は要素のみを除外するという点で、制約のない用語に準ずる用語である。

「清浄な空気」は、汚染物質を取り除くために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。
「色付きの」は、白色以外の色を表示することを意味する。
「同一の広がりを持つ」は、平行に延在することを意味する。
「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト、及び煙気を含む）、並びに／又は一般に粒子と見なされないことがあるが（例えば、有機蒸気等）、呼気流中の空気を含む、空気中に存在する場合がある他の物質を意味する。
「カバーウェブ」は、主として汚染物質を濾過するために設計されていない、又は一次濾過層ではない、不織布の繊維状層を意味する。
「デニール」は、長繊維９，０００メートル当たりのグラム量を意味する。
「外部気体空間」は、吐き出された気体が、マスク本体及び／又は呼気弁を通過し、それらを越えた後に入る、周囲大気中の気体空間を意味する。
「フィルタ式顔面装着」は、マスク本体自体が、それ自体を通過する空気を濾過するように設計され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられた又は成形された別個の識別可能なフィルタカートリッジ、フィルタライナー、又はインサート成形されたフィルタ要素が無いことを意味する。
「フィルタ層」、「濾過層」、又は「一次濾過層」とは、通気性材料の１つ以上の層を意味し、この層は、これを通過する空気流から汚染物質（粒子など）を除去するという目的に主として適合させる。
「濾過構造体」は、主に空気を濾過するために設計された構成体を意味する。
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上に支持する助けとなる構造体又は部品の組み合わせを意味する。
「一体型」は、対象となる部品が、全体としての構造を損なう又は破壊することなしに分離できないことを意味する。
「並置された（juxtaposed）」又は「並置された（juxtapositioned）」は、少なくとも互いと接触するように主要表面を定置することを意味する。
「内部気体空間」は、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
「マスク本体」は、人の鼻及び口に上からぴったり合い、これを通過する空気を濾過し、そして外側の気体空間から分離された内側の気体空間を画定するのを助けるように設計された空気透過性構造を意味する。
「メルトブローン」、又は「メルトブローイング」は、長繊維を形成するための、溶融した材料の複数のオリフィスを通した押出しから形成され、同時に長繊維を繊維へと細める、空気又は他の細めるための流体と、長繊維を接触し、その後細めた繊維の層を収集することを意味する。
「メルトブローン繊維」は、メルトブローイングによって調製された繊維を意味する。
「融点」は、固体材料が流動を開始する温度を意味する。
「メッシュ」は、成形後、所望の形状を保持する十分な構造的一体性を有する、空気が容易に通過することができる開放空間の網状組織を有し、かつ（成形する前に平らに広げたときに）第３の寸法より第１及び第２の寸法が実質的により大きい、塑性体ウェブを意味する。
「メソ繊維」は、１０マイクロメートルより大きい有効繊維直径を有する繊維を意味する。
「マイクロ繊維」は、１〜１０マイクロメートルの有効繊維直径を有する繊維を意味する。
「中間領域」は、頂点領域とマスク本体周縁部との間の区域を意味する。
「成形型」は、製品を、熱及び／又は圧力の適用により所望の形状又は構成に形成するために使用する器具を意味する。
［成形した」、又は「成形する」は、熱及び圧力を使用して所望の形状に形成することを意味する。
「斑点のある」は、色が様々な外観を意味する。
「多数」は、１００以上を意味する。
「ノーズクリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を高めるために、マスク本体上で使用するように適合させた（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。
「不繊布」とは、繊維が、織る以外の手段で一緒に保持される構造の構造体又は部分を意味する。
「平行」は、一般に等距離であることを意味する。
「周縁部」は、呼吸マスクが人によりつけられた際に、概して着用者の顔面に隣接して配置されるであろうマスク本体の外側端部を意味する。
「多孔質」は、通気性を意味する。
「ポリマー」は、規則的に又は不規則的に配置された、繰り返し化学単位を含む材料を意味する。
「ポリマー」及び「プラスチック」はそれぞれ、１つ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分を含有し得る材料を意味する。
「複数」は、２つ以上を意味する。
「呼吸マスク」は、着用者が吸う清浄な空気を提供するための、鼻及び口を覆って顔面に着用する空気濾過用具を意味する。
呼吸マスク本体について「形作られる」は、マスク本体が、所望の顔にぴったり合う構成に成形されることを意味する。
「成形層」及び「支持構造体」は、通常の取扱いのもとで、その成形された形状（及びそれによって支持される他の層の形状）を保持するよう、十分な構造的一体性を有する層を意味する。
融点について「類似の」は、同一、又は互いに対して２０℃以内であることを意味する。
「固体性」は、ウェブ中の固体のパーセントを意味する。
「ステープル繊維」は、概して規定された長さに切断された繊維を意味する。
「熱結合（又は結合可能）繊維」は、それらの融点よりも高い温度に加熱され、引き続いて冷却された後に近接する可塑性物品に結合する繊維を意味する。
「上流」は、移動している流体流において、前の時点で位置付けられることを意味する。
「ウェブ」は、三次元（高さ）寸法よりも、二次元（平面）寸法において著しく大きく、かつ通気性である構造体を意味する。

本発明によるフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０の正面図である。 マスク本体１２’のための支持構造体２０としてメッシュ２４を有する、本発明の呼吸マスク１０’の正面図である。 図３に示すマスク本体１２’の断面図である。 シェル３８からマスク本体周縁部に沿って余剰の材料３９をトリミングする前のマスクシェル３８の写真である。

本発明の実施では、フィルタ式顔面装着呼吸マスクが提供され、これは色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維を有する外側カバーウェブを収容するマスク本体を備える。マスク本体を着用者の鼻及び口の上から支持する目的のために、ハーネスがマスク本体に結合される。外側カバーウェブは、濾過層も収容する濾過構造体の部分である。色付きのメルトブローン繊維をステープル繊維と併せて使用することは、マスク本体の外側表面上に斑点のある外観を生成する。斑点のある見た目は、例えば、マスク本体に、デニム又は類似の種類の見た目を与えようとするとき、有利である場合がある。代替的には、緑色及び褐色の繊維、又は褐色及び黄褐色の繊維を使用することによって迷彩色の外観が提供されてもよい。例えば、メルトブローン繊維は、緑色の色付きとすることができ、ステープル繊維は、褐色の色付きとすることができる。

図１は、マスク本体１２とマスクハーネス１４とを備える、フィルタ式顔面装着呼吸用マスク１０の例を示す。ハーネス１４は、弾性材料から作製されてもよい１つ以上のストラップ１６を含んでもよい。接着手段、結合手段、又は機械的手段を含む様々な手段によって、ハーネスストラップ１６をマスク本体１２に固定してもよい（例えば、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅの米国特許第６，７２９，３３２号参照）。ハーネス１６は、例えば、マスク本体１２に超音波溶接することができ、又はマスク本体にステープルで留めることができる。調節可能なバックルは、ストラップ１６の長さを調節できるように、ハーネス１４上に提供されてもよい。人の顔から呼吸マスク１０を取り外すときにハーネス１４を分解することができるように、そして人の顔に呼吸マスク１０を着用するとき再組立てすることができるように、ストラップ１６に、締結する又はバックルで固定する機構も取り付けられてもよい。使用される可能性のある他のハーネスの例は、Ｂｒｏｓｔｒｏｍらの米国特許第５，３９４，５６８号、Ｓｅｐｐａｌａらの同第５，２３７，９８６号、及びＢｒｏｓｔｒｏｍらの欧州特許第６０８６８４Ａ号に記載されている。マスク本体１２は、鼻梁の上、頬を横切ってと頬の周囲、及び顎の下にわたって着用者の顔面に接触するように形作られる周縁部１８を有する。マスク本体１２は、着用者の鼻及び口のまわりに密閉された内部気体空間を形成し、図に示すような曲線の半球状の形状、又は所望の他の形状を取ることができる。成形層は、Ｂｅｒｇの、米国特許第４，５３６，４４０号、Ｄｙｒｕｄらの同第４，８０７，６１９号、及びＪａｐｕｎｔｉｃｈの同第４，８２７，９２４号に開示されるフィルタ式フェースマスクのような、カップ状に形作られた構成を生成するように、マスク本体内に含まれてもよい。展性のあるノーズクリップをマスク本体１２の外面、上端中心に近い所で固定することができ、マスクをこの領域で変形させ又は形作って着用者の固有の鼻に適切にぴったり合わせることができる。好適なノーズクリップの例は、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅの米国特許第５，５５８，０８９号及び米国デザイン特許４１２，５７３号に示され、記載されている。製品の耐つぶれ性を改善するために、マスク本体１２は、マスク本体１２の中央領域の層の全体又は一部に広がる場合もある、所望による波形模様又はメッシュを有してもよい。呼吸マスク１０は、マスク本体１２の外側表面１９上に斑点のある見た目を有する。外側表面１９は、外側カバーウェブ３６ｂ（図３）内に色付きのブローン繊維がより濃縮されている区域２１を有し、ここでは、この色がよりはっきりしない領域２３もある。結果は、色が外側カバーウェブ３６ｂ（図３）の外側表面１９の上から均一に見えない。これらのはっきりしない領域２３は、外側カバーウェブ３６ｂの表面上の区域であり、ここでは、ステープル繊維は、より目立つ。メルトブローン繊維が、ステープル繊維とは別個の色付きであるとき、マスク本体１２の外側表面１９上でのメルトブローン繊維密度の程度の差は、最終製品で認識可能である。メルトブローン繊維を作製するためのメルトブローイングプロセスは、これらの繊維を外側カバーウェブ全体を通して無作為に分散する。この無作為な、不均一な分散は、いくつかの区域でより高度に濃縮され、かつ他の区域では濃縮がより少なくなるように、色付きの繊維を生じ、これは斑点のある外観を生成する。

図２は、マスク本体１２’が、支持構造体２０の後ろに属する濾過構造体２２に対して支持を提供する支持構造体２０を有することができることを示す。濾過構造体２２は、呼吸マスク１０’の着用者が吸入するとき、周囲空気から汚染物質を除去する。支持構造体２０は、マスク本体形状を画定する三次元の構成へと成形されるプラスチックメッシュ２４を含む。メッシュ２０は、成形された構成のとき、マスク本体１２がその意図される構成を保持するために、十分な構造的一体性を提供することができる。濾過構造体２２は、マスク本体周縁部１８において支持構造体２０に固定されてもよい。濾過構造体２２は、呼気バルブ（図示せず）がこれに固定されるとき、マスク本体１２の頂点２８においても、支持構造体２０に固定されてもよい。周縁部１８及び頂点２８におけるメッシュ２４の濾過構造体２２への結合は、超音波溶接によって達成されてもよい。周縁部１８と頂点２８との間は、メッシュ及び濾過構造体もメッシュ材料と外側カバーウェブ内に存在するメルトブローン繊維との間の熱結合によって互いに結合することができる中間領域３０である。Ｍｏｌｄｅｄ Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ Ｈａｖｉｎｇ Ｏｕｔｅｒ Ｃｏｖｅｒ Ｗｅｂ Ｊｏｉｎｅｄ ｔｏ Ｍｅｓｈと題された同時係属中の特許出願整理番号第１３／４６５，８２７号を参照のこと。上述されるように、外側カバーウェブは、メルトブローン繊維及びステープル繊維を含む。少なくともメルトブローン繊維は、メッシュ材料に結合される。メルトブローン繊維は、典型的にはステープル繊維を構成する繊維より低い融点を有し、かつメッシュを構成するプラスチック材料と類似の融点を共有する場合があるので、メッシュ材料に結合されるようになる。より明るい色又は代替的な色をメルトブローン繊維の色付けに提供することに加えて、ステープル繊維は、典型的には一般的にかさばりを保持するか、そうでなければウェブの固体性を減少する。所望する場合、外側カバーウェブは、空気が濾過構造体の濾過層を通過する前に空気から汚染物質を除去するプレフィルタであってもよい。下述するように、これは、外側カバーウェブ内に存在する繊維内に、特にメルトブローン繊維内に電荷を付与することによって達成される場合がある。

図３は、支持構造体２０及び濾過構造体２２を含むマスク本体１２’の断面を示す。支持構造体２０は、メッシュ２４を備え、そして濾過構造体２２は、濾過層３２を含む１つ以上の層を備える。支持構造体２０を備えるメッシュ２４は、典型的には約０．５〜２．０ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有し、そしてメッシュ２４を含むストランド３４は、典型的には、約０．２〜３．２ｍｍ^２、より典型的には、約０．３〜１．２ｍｍ^２の平均断面積を有する。メッシュ２４は、マスク本体１２’の外側表面上に属し、様々なポリマーの材料から作製されてもよい。濾過構造体２２は、１つ以上のカバーウェブ３６ａ及び３６ｂ、並びに濾過層３２を含んでもよい。カバーウェブ３６ａ及び３６ｂは、濾過層３２から解放される可能性があるあらゆる繊維を捕捉するように、濾過層３２の反対側に位置付けられてもよい。典型的には、内側カバーウェブ３６ａは、特に着用者の顔と接触させる濾過構造体２２側の上で、心地よい感触を提供する選択された繊維から作製される。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄらの米国特許第６，０４１，７８２号を参照のこと。外側カバーウェブ３６ｂは、全体を通して分散され、かつ色付きのメルトブローン繊維と入り混じり又は混在するステープル繊維を含む。本発明のマスクは、Ｋｒｏｎｚｅｒらの米国特許第７，１３１，４４２号に記載されるプロセスを使用して成形されてもよい。マスク本体は、米国特許第７，１３１，４４２号に記載されるように、メッシュ２４の代わりに内側成形層を備えることができる。本発明は、図１〜図３に示されるカップ状に形作られて成形された呼吸マスクを参照して記載されるが、呼吸マスクは、折り畳み式呼吸マスクの形態をとってもよい。折り畳み式呼吸マスクは折り畳まれて保管されるが、マスクが使用のためにカップ形状の構成へと開かれることを可能にするシーム、プリーツ及び／又は折り目を含む。折り畳み式フィルタ式顔面装着呼吸マスクの実施例は、Ｂｏｓｔｏｃｋらの米国特第６，５６８，３９２号及び同第６，４８４，７２２号、並びにＣｈｅｎの同第６，３９４，０９０号に示される。

内側カバーウェブ：
マスク本体から解放されるようになる場合がある繊維を取り込むため、及び心地よさの理由のために、内側カバーウェブを使用することができる。典型的には、内側カバーウェブは、濾過構造体に対して、濾過のいかなる実質的な有利性も提供しない。内側カバーウェブは好ましくは比較的低い坪量を有し、比較的微細な繊維から形成される。より具体的には、内側カバーウェブは、約５〜５０ｇ／ｍ^２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ^２）の坪量を有するように作り上げられてもよく、かつ繊維は３．５デニール未満、典型的には２デニール未満、そしてより典型的には１デニール未満であるが０．１デニールより大きくてもよい。内側カバーウェブに用いられる繊維は、平均繊維直径が約５〜２４マイクロメートル、典型的には約７〜１８マイクロメートル、より典型的には約８〜１２マイクロメートルであることが多い。カバーウェブの材料は、典型的には破断時で１００〜２００％であるが、必ずしもそうとは限らない、ある程度の弾性を有してもよく、可塑的に変形可能である場合がある。

内側カバーウェブのために適切な材料は、ブローンマイクロ繊維（ＢＭＦ）材料、特にポリオレフィンＢＭＦ材料、例えばポリプロピレンＢＭＦ材料（ポリプロピレンブレンド、及びポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドも含む）であってもよい。内側カバーウェブは、Ｓａｂｅｅらの米国特許第４，０１３，８１６号に記載されるように、予め作製することができる。予め作製されたウェブは、平滑な表面上、典型的には、表面が平滑なドラム又は回転する収集器上に繊維を収集回収することにより形成されてもよい。Ｂｅｒｒｉｇａｎらの米国特許第６，４９２，２８６号を参照のこと。スパンボンド繊維は、本発明による内側カバーウェブを組み立てるためにも使用されてもよい。

典型的な内側カバーウェブは、ポリプロピレン、又は５０重量パーセント以上のポリプロピレンを含有するポリプロピレン／ポリオレフィンブレンドから作製されてもよい。これらの材料は、着用者に程度の高い柔らかさ及び心地よさを提供し、またフィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料である場合、層間に接着剤を必要とすることなく、フィルタ材料を固定された状態に保つことが見出されている。内側カバーウェブでの使用に好適なポリオレフィン材料としては、例えば、単一のポリプロピレン、２つのポリプロピレンのブレンド、ポリプロピレンとポリエチレンとのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）とのブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンとのブレンドが挙げられる場合がある。カバーウェブ用の繊維の一例としては、ポリプロピレン樹脂から作製されたＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンＢＭＦ「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」があり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ^２、及び繊維デニールは０．２〜３．１の範囲である（約０．８の繊維１００本超で測定の平均）。他の好適な繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」８５パーセントと、エチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ ４０２３」（これもＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）１５パーセントを含む混合物から製造される）であり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ^２であり、平均繊維デニールが約０．８である。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ ＧｍｂＨ（ドイツ、Ｐｅｉｎｅ）から「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｐｌｕｓ ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｃｌａｓｓｉｃ ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ ＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で入手可能であり、カードポリプロピレン／ビスコース材料は、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ ＯＹ（フィンランド、Ｎａｋｉｌａ）から商品名「３７０／１５」で入手可能である。本発明において使用される内側カバーウェブは、概して、処理後のウェブ表面から突出する繊維はごくわずかであるため、外面は滑らかである。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄの米国特許第６，０４１，７８２号、Ｂｏｓｔｏｃｋらの米国特許第６，１２３，０７７号、及びＢｏｓｔｏｃｋらの国際特許公開第ＷＯ ９６／２８２１６Ａ号を参照のこと。

外側カバーウェブ：
外側カバーウェブは、典型的にはメルトブローン繊維の網状組織内に全体を通して分散され、かつ混在するステープル繊維を含む。メルトブローン繊維は、マイクロ繊維とメソ繊維との混在する混合物を含んでもよい。これらのメルトブローン繊維は、メッシュの融点と類似の融点を有する場合があるポリマーの材料を含有する。融点は、典型的には、相互に１０℃以内である。一実施形態において、ウェブはマイクロ繊維とメソ繊維が混在する二峰混合物を含む。様々な実施形態では、マイクロ繊維は、約１０マイクロメートル（μｍ）、約８μｍ、又は約５μｍの最大直径を呈する場合がある。更なる実施形態において、マイクロ繊維は最小直径約０．１μｍ、０．５μｍ、又は１μｍを示す場合がある。各種の実施形態において、メソ繊維は最小直径約１１μｍ、約１５μｍ、又は約２０μｍを示す場合がある。メソ繊維も、最大直径約７０μｍ、６０μｍ、又は５０μｍを示す場合がある。外側カバーウェブは、典型的には約０．５〜３０ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には約２．０〜１０ｍｍの厚さを有する。

マイクロ繊維及びメソ繊維の分布は、それぞれ所与の直径の繊維（ステープル繊維を含まず）の数を示す繊維頻度ヒストグラムに従って特徴付けられる場合がある。代替的には、分布は、それぞれ所与の繊維直径（ステープル繊維を含まず）の繊維の相対質量を示す質量頻度ヒストグラムによって特徴付けられる場合がある。メルトブローン繊維は、マイクロ繊維の少なくとも１つのモード、及びメソ繊維の少なくとも１つのモードで存在するように二峰性繊維直径分布で存在する場合がある。モードは、質量頻度ヒストグラムに存在してもよく、繊維頻度ヒストグラムに存在するモードと同じであっても、同じでなくてもよい。各種の実施形態において、二峰性繊維混合ウェブは、繊維直径が少なくとも０．１μｍ、０．５μｍ、１μｍ、又は２μｍにおいて１つ以上のマイクロ繊維最頻値を示してもよい。二峰性繊維混合物ウェブは、最大で約１０μｍ、８μｍ、又は５μｍの二峰性繊維混合物ウェブの繊維直径において１つ以上のマイクロ繊維モードを呈する場合があり、１μｍ又は２μｍのマイクロ繊維モードを呈する場合がある。様々な実施形態では、二峰性繊維混合物ウェブは、少なくとも約１１μｍ、１５μｍ、又は２０μｍの繊維直径において１つ以上のメソ繊維モードを呈する場合があり、かつ約５０μｍ、４０μｍ、又は３０μｍを超えない繊維直径において１つ以上のメソ繊維モードを呈する場合がある。このような二峰性繊維混合ウェブは、対応する繊維直径が、小さい方の繊維直径の少なくとも約５０％、１００％、２００％、又は４００％異なる、少なくとも２つの最頻値を示してもよい。二峰性繊維混合物ウェブヒストグラムは、より小さい直径のメルトブローン繊維集団とより大きい直径のメルトブローン繊維集団との間に１つ以上の間隙を呈する場合がある。メルトブローン繊維の融点は、典型的には約１３０〜１７０℃であり、より典型的には１４０〜１６０℃である。

例えば、質量頻度ヒストグラムを視認することで確かめられる場合があるように、重量で測定した場合、メソ繊維はメルトブローン繊維材料のかなりの部分を占め、その結果、ウェブに強度と機械的な一体性を提供する場合がある。一実施形態において、メソ繊維は、少なくとも約３０重量％のメルトブローン繊維を含む。追加的な実施形態において、メソ繊維は、少なくとも約４０重量％、５０重量％、６０重量％、又は７０重量％のメルトブローン繊維を含む。

例えば、繊維頻度ヒストグラムを見ることで確かめることができるように、マイクロ繊維はウェブ中の繊維の数の大部分を含むことができるので、結果として、微粒子を取り込む所望の能力を提供することができる。一実施形態において、メソ繊維の少なくとも５倍のマイクロ繊維が存在する。代替実施形態において、メソ繊維の少なくとも１０倍のマイクロ繊維が存在し、別の実施形態では、少なくとも２０倍のマイクロ繊維が存在する。

メルトブローンマイクロ繊維及びメソ繊維を作製するために使用される樹脂は、一般に同一のポリマーの組成物である。マイクロ繊維及びメソ繊維は、それぞれのプロセスに対して使用される特定の状態によって、メルトブローイングプロセスの間、又はそれに続く成形プロセスの間のいずれかに、互いに溶融結合することができる場合がある。代替的な実施形態では、メルトブローン繊維（マイクロ繊維及びメソ繊維）を作製するために使用される樹脂は、一緒に共押出される異なるポリマー組成物である。

マイクロ繊維及びメソ繊維を作製するために使用される樹脂も、一般に実質的に同一の溶融流動係数である。

メルトブローに好適であり得る繊維形成樹脂の例には、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンなどの熱可塑性ポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーのようなブロックコポリマー、及びポリプロピレン、ポリブチレン及びポリ（４−メチル−１−ペンテン）のようなポリオレフィン、又はこのような樹脂の組み合わせが挙げられる。メルトブローン繊維を作製するために使用される場合がある材料の実施例は、Ｂａｕｍａｎｎらの米国特許第５，７０６，８０４号、Ｐｅｔｅｒｓｏｎの米国特許第４，４１９，９９３号、Ｍａｙｈｅｗの米国再発行特許第Ｒｅ．２８，１０２号、Ｊｏｎｅｓらの米国特許第５，４７２，４８１号及び同第５，４１１，５７６号、並びにＲｏｕｓｓｅａｕらの米国特許５，９０８，５９８号に開示される。

帯電することになるウェブについては、入力ポリマー樹脂は、十分なエレクトレット特性又は電荷分離を維持する、本質的にいかなる熱可塑性繊維形成材料であってもよい。帯電可能なウェブの好ましいポリマー繊維形成材料は、室温（２２℃）で１０^１４オーム−センチメートル以上の体積抵抗率を有する非導電性樹脂である。好ましくは体積抵抗率は約１０^１６オーム−センチメートル以上である。帯電可能なウェブで使用するためのポリマー繊維形成材料はまた、好ましくは、導電性を大幅に増加させるか、あるいは繊維が静電電荷を受け入れ保持する性能を阻害する可能性がある、静電気防止剤などの成分を実質的に含まない。帯電可能なウェブに用いてもよいポリマーのいくつかの実施例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、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を含む熱可塑性ポリマー及び環状オレフィンコポリマー、及びかかるポリマーの混合物が挙げられる。用いてもよいが、帯電することが困難であったり、急速に電荷を放出する可能性のあるその他のポリマーとしては、ポリカーボネート、スチレンブタジエンスチレン及びスチレンイソプレンスチレンブロックコポリマー等のブロックコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン等のポリエステル、並びに当業者に周知のその他のポリマーが挙げられる。

ステープル繊維は、典型的には固化した形態で不織布ウェブに添加される。多くの場合、これらは繊維直径が、繊維が通って押し出されるオリフィスの寸法とより酷似するようなプロセスで作製される。製造プロセス又は組成物に関わらず、ステープル繊維は通常、特定の所定の長さ又は識別可能な長さに機械切断される。ステープル繊維の長さは、典型的にはメルトブローン繊維の長さよりずっと短く、０．６メートル未満、又は約０．３メートル未満である場合がある。ステープル繊維は、典型的には約１〜８センチメートル（ｃｍ）、より典型的には約２．５ｃｍ〜６ｃｍの長さを有する。ステープル繊維に対する幾何学的な繊維直径の平均値は、一般に平均で約１５μｍより大きく、様々な実施形態では、２０、３０、４０、又は５０μｍより大きい可能性がある。ステープル繊維は、一般に約３ｇ／９，０００ｍ（ｇ／９，０００ｍ）より大きく、約４ｇ／９，０００ｍ以上のデニールを有する。上限で、デニールは通常、約５０ｇ／９，０００ｍ未満であり、より一般的には、約２０ｇ／９０００ｍ〜１５ｇ／９０００ｍである。ステープル繊維は、典型的には合成ポリマーの材料から作製される。それらの組成物は、形作られた呼吸マスク本体を形成するために使用される成形プロセスの間に、それらが互いに及び／又はメルトブローン繊維に溶融結合することができるように選択されてもよい。それらは、典型的な成形プロセスの間に、互いに又はメルトブローン繊維に結合しない材料からも作製することができる。様々な実施形態では、外側カバーウェブは、少なくとも約３０重量％、４０重量％、又は４５重量％のステープル繊維、及び７０重量％、６０重量％、又は５５重量％以下のメルトブローン繊維を含む。追加的な実施形態では、ウェブは、最大で約７０重量％、６０重量％、又は５５重量％ステープル繊維、及び３０重量％、４０重量％、又は４５重量％より多くのメルトブローン繊維を備えてもよい。

ステープル繊維が熱的に結合不可能である、ある特定の実施形態では、二峰性繊維混合物ウェブは、ウェブの著しい圧密無しに、人の鼻及び口の上からぴったり合うように適合させる、カップ状に形作られた幾何学的形状内に成形される、優れた能力を提供する場合がある。しかしながら、ステープル繊維が熱接合性であるとき、成形プロセスの間にウェブのより大きい圧密が生じる場合がある。

好適なステープル繊維は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、コポリエステル、ポリアミド、又はこれらの１つの組み合せから作製することができる。結合可能な場合、ステープル繊維は通常、接合後にもその繊維構造の多くを維持する。ステープル繊維は、Ｈａｕｓｅｒの米国特許第４，１１８，５３１号に記載の繊維のような捲縮繊維であってもよい。捲縮繊維は、連続的な波状で縮れた、又はギザギザの形状を長さに沿って有する場合がある。ステープル繊維は、１ｃｍ当たり約１０〜３０個の捲縮を備える、捲縮繊維を含んでもよい。ステープル繊維は、単一成分繊維、又は多成分繊維であってもよい。典型的に採用される成形条件で非接合性である市販の単一成分繊維の例としては、米国ノースカロライナ州ＣｈａｒｌｏｔｔｅのＩｎｖｉｓｔａ Ｃｏｒｐから入手可能なＴ−２９５が挙げられる。市販の単一成分熱接合性ステープル繊維の例としては、同様にＩｎｖｉｓｔａ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＴ ２５５、Ｔ ２５９、及びＴ ２７１、並びに米国ニューハンプシャー州ＨａｍｐｔｏｎのＦｏｓｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｃ．，から入手可能なＴｙｐｅ ４１０ ＰＥＴＧ、Ｔｙｐｅ １１０ ＰＥＴＧが挙げられる。ステープル繊維は多成分繊維であってもよく、構成成分の少なくとも１つは加熱中に軟化して、ステープル繊維が互いに接合する、又はステープル繊維がメルトブローン繊維に接合することができる。異なる構成成分は異なる種類のポリマー（例えば、ポリエステル及びポリプロピレン）であってもよく、又は同じ種類であるが融点が異なるポリマーであってもよい。多成分繊維は、同一の広がりを持つサイドバイサイド構成、同一の広がりを持つ同心の芯鞘構成、又は同一の広がりを持つ楕円状の芯鞘構成を有する２成分繊維であってもよい。熱的に結合されたステープル繊維として使用することができる２成分繊維の例としては、Ｉｎｖｉｓｔａ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＴ ２５４、Ｔ ２５６；全てチッソ株式会社（Chisso Inc．）（日本、大阪）から入手可能な（チッソ（Chisso）ＥＳ、ＥＳＣ、ＥＡＣ、ＥＫＣ）のようなポリプロピレン／ポリエチレン複合繊維、ポリプロピレン／ポリプロピレン複合繊維（チッソＥＰＣ）、及びポリプロピレン／ポリエチレンテレフタレート複合繊維（チッソＥＴＣ）；及びＮａｎ Ｙａ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（台湾、台北）から入手可能なＴｙｐｅ ＬＭＦポリエステル５０／５０鞘／芯ステープル繊維、が挙げられる。

メルトブローン繊維は、例えば、Ｋｕｂｉｋらの米国特許第４，２１５，６８２号に記載されるメルトブローイングプロセスによって調整されてもよい。典型的には、メルトブローン繊維は、ステープル繊維と比較して、大変長い。典型的には特定の又は識別可能な長さを有するステープル繊維とは違って、メルトブローン繊維は、典型的には未定の長さを有する。メルトブローン繊維は、しばしば不連続的であると報告されるが、繊維は一般に長くかつ十分に絡み合っており、かかる繊維の塊から１本の完全なメルトブローン繊維を取り出すこと、又は１本のメルトブロー繊維を始めから終りまでたどることは不可能である。加えて、固化したメルトブローン繊維の直径は、溶融繊維前駆体が生成される発生源となるオリフィスの寸法とかなり異なる（例えば、これよりかなり小さい）場合がある。一次濾過層の上流のプレフィルタとして作用する外側カバーウェブを提供するために、外側カバーウェブ内のメルトブローン繊維は、例えば、上述のＫｕｂｉｋらの特許の方法を使用して、帯電されてもよい。以下でフィルタ層に関する項で記載されるように、外側カバーウェブ内の繊維を帯電するためには、コロナ帯電法及びハイドロチャージ法が代替的に使用されてもよい。

マスクの外側表面上に特定の斑点のある見た目の呼吸マスクを調製するために、特定の色の色相を生じる顔料を、マイクロ繊維ポリマー溶融の中に組み込むことができる。ウェブの斑点のある色の外観は、ウェブ形成プロセスから起こる、カバーウェブ表面にわたる異なる場所において明白な明度の変化からの結果として得られる。色の暗さ又は明るさは、例えば、カーボンブラックを添加する（色を暗くするために）こと、又は色を淡くしてより明るい外観にするために二酸化チタンを含むことによる色の濃淡の変化によって異なる可能性がある。マスクのカバーウェブ上の場所の色合わせは、パントーンを使用して行うことができる。マスク本体の外側表面上にデニムの見た目を有する呼吸マスクを調製するためには、外側カバーウェブを含むポリマーの材料に青色顔料を追加することができる。青色顔料は、外側カバーウェブ上の１つ以上の場所が一般に青色−パントーンの２８３〜３３０；２９０５〜３１６５、７４５７〜７４７０、８０１に合う色を呈するように選択されてもよい。典型的には、マスク本体の外側表面に青色のデニムの見た目を提供するように、青色−パントーンの２８５〜３０９、２９２５〜３０１５、７４５７〜７４６１が選択されてもよい。これらの青色繊維は、色が付いていない、すなわち白色のステープル繊維と混合することができる。使用される場合がある他の斑点のある色としては、深緑色のメルトブローン繊維に白色のステープル繊維を混合することによって達成される翡翠が挙げられる。深緑色は、パントーンの３２６〜３３５、５５３〜５８０、３２４２〜３３０８、及び７７１６〜７７４９によって表される。白色ステープル繊維の使用と組み合わせて、オレンジ色、赤色、及び褐色の顔料をメルトブローン繊維に添加することによって錆色も達成される場合がある。白色ステープル繊維と共に褐色又は黄褐色のメルトブローン繊維を使用することによって迷彩色の外観が、提供される場合がある。メルトブローン繊維を、典型的には約１〜１０重量％、又は２〜５重量％含むポリマーの材料に色顔料が添加されてもよい。

濾過層：
本発明のマスク本体で用いられるフィルタ層は、粒子捕捉又は気体及び蒸気型とすることができる。フィルタ層はまた、例えば液体エアゾール又は液体のしぶきがフィルタ層に浸透することを防ぐために、液体がフィルタ層の片側から別の側へ移動するのを防ぐバリア層であってもよい。類似した又は異なるフィルタ型の複数の層を用いて、その用途で必要とされるような、本発明の濾過層を構築してもよい。有利にも本発明のマスク本体内に採用されるフィルタは、マスク着用者の呼吸労力を最小限に抑えるために一般に圧力低下が小さく、例えば、１３．８センチメートル／秒の面速度において、約２０〜３０ｍｍ Ｈ_２Ｏ未満である。追加的に、濾過層は、一般に可撓性であり、予想される使用条件下で分離しないような十分な構造的一体性を有する。粒子捕捉フィルタの例としては、（ガラス繊維等の）微細無機繊維又はポリマー合成繊維の１つ以上のウェブが挙げられる。合成繊維ウェブとしては、メルトブローン法等のプロセスによって生産されるエレクトレット帯電ポリマーマイクロ繊維が挙げられる場合がある。非極性捕集電荷を生成するために表面フッ素化を行い、かつエレクトレット帯電したポリプロピレンから形成されたポリオレフィンマイクロ繊維は、微粒子捕捉用途に特に有用である。代替的なフィルタ層は、呼吸空気中の有害な又は悪臭のある気体を除去するための収着剤成分を含んでもよい。吸収剤及び／又は吸着剤は、接着剤、結合剤、又は繊維構造体によりフィルタ層で結合させる粉末又は細粒を含んでいてもよい。Ｂｒａｕｎの米国特許第３，９７１，３７３号を参照のこと。化学的に処理された又は処理されていない活性炭等の吸着材料、多孔質アルミナシリカ触媒担体、及びアルミナ粒子は、本発明の用途において有用な吸着剤の例である。Ｂｒｅｙらの米国特許第７，３０９，５１３号及び同第７，００４，９９０号、並びにＡｂｌｅｒの同第５，３４４，６２６号は、好適である場合がある活性炭の例を開示している。

濾過層は、典型的には、所望の濾過効果を実現するよう選択され、一般に、それを通過する気体流から高い割合の粒子又は他の汚染物質を除去する。繊維質フィルタ層では、選択される繊維は濾過される物質の種類に依存し、典型的には、それらが成形操作中にともに結合しないように選択される。示される通り、フィルタ層は種々の形状及び形態で供給されてもよい。これは、典型的には、約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜約１センチメートル（ｃｍ）、より典型的には約０．３ミリメートル〜１ｃｍの厚さを有し、成形層に比べて拡大された表面積を有する波形化ウェブとすることができる。例えば、Ｂｒａｕｎらの米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号を参照のこと。濾過層は、接着成分によりともに結合された濾材の多重層も含んでもよい。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄらの米国特許第６，９２３，１８２号を参照のこと。

基本的に、濾過層の形成用として知られている（又は後に開発される）好適な任意の材料を、濾過材料として使用することができる。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ Ａ．，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８ ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２ ｅｔ ｓｅｑ．（１９５６）において教示されているもの等のメルトブローン繊維のウェブは、特に持続性帯電（エレクトレット）形である場合、特に有用である（例えば、Ｋｕｂｉｋらの米国特許第４，２１５，６８２号を参照）。これらのメルトブローン繊維は、約１０マイクロメートル（μｍ）未満（「ブローンマイクロ繊維」をＢＭＦと称する）、典型的には約１〜９μｍの有効繊維直径を有するマイクロ繊維であってもよい。有効な繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｄｕｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ １Ｂ，１９５２に従って決定されてもよい。特に好ましいのは、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、及びこれらの組み合わせから形成される繊維を含むＢＭＦウェブである。Ｅｒｉｃｋｓｏｎらの米国特許第７，６９０，９０２号、同第６，８６１，０２５号、同第６，８４６，４５０号、及び同第６，８２４，７３３号に記載の装置及びダイを使用してメルトブローンウェブを作製してもよい。ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔの米国再発行特許第ＲＥ ３１，２８５号に教示されている帯電フィブリル化フィルム繊維も、特にマイクロ繊維形態のロジンウール（rosin-wool）繊維ウェブ及びガラス繊維若しくは溶液ブローン（solution-blown）のウェブ、又は静電噴霧繊維のウェブと同様、好適である場合がある。ナノ繊維ウェブも濾過層として使用することができる。米国特許第７，６９１，１６８号（Ｆｏｘら）を参照のこと。電荷は、米国特許第６，８２４，７１８号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、同第６，７８３，５７４号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第６，７４３，４６４号（Ｉｎｓｌｅｙら）、同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、並びに同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）に開示されているように、繊維を水と接触させることにより、繊維に付与することができる。電荷はまた、米国特許第４，５８８，５３７号（Ｋｌａｓｓｅら）に開示されているようなコロナ帯電により、あるいは同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示されているような摩擦帯電（tribocharging）により、繊維に付与されてもよい。また、ハイドロチャージプロセスを通して作製されるウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維に含めることができる（Ｒｏｕｓｓｅａｕらの米国特許第５，９０８，５９８号を参照のこと）。オイルミスト環境における濾過性能を改善するために、特にフッ素原子を、フィルタ層の繊維の表面に配置することができる。Ｃｒａｔｅｒらの米国特許第５，０２５，０５２号及び同第５，０９９，０２６号、Ｊｏｎｅｓらの米国特許第６，３９８，８４７（Ｂ１）号、第６，３９７，４５８（Ｂ１）号、及び第６，４０９，８０６（Ｂ１）号、Ｋｉｒｋらの米国特許第７，２４４，２９２号、Ｓｐａｒｔｚらの同第７，２４４，２９１号、及びＳｅｂａｓｔｉａｎらの米国特許第７，７６５，６９８号を参照のこと。エレクトレットＢＭＦ濾過層の典型的な坪量は、約１０〜１００グラム／平方メートル（ｇ／ｍ^２）である。上述のように帯電されて、所望によりフッ素化されているとき、坪量は、それぞれ約３０〜２００ｇ／ｍ^２、及び約４０〜８０ｇ／ｍ^２である。

支持構造体：
支持構造体は、成形可能であり、かつ空気透過性である不織布繊維状ウェブであってもよい。この種類の支持構造体は、通常のものであり、数多くの特許に記載されている。Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄらの米国特許第６，９２３，１８２号、Ｂｒａｕｎらの同第５，６２０，５４５号、Ｋｒｏｎｚｅｒらの同第５，３０７，７９６号を参照のこと。これらの支持構造体は、普通、成形層と称される。代替的には、支持構造体は、ポリマーのメッシュの形態をとってもよい。メッシュ形成に好適なポリマーは、成形された後、それらの意図された位置に保持することができる熱可塑性材料である。プラスチックメッシュを作製するために使用されたポリマーの材料は、典型的には、約１４〜７０００メガパスカル（ＭＰａ）、より典型的には、１５００〜３０００ＭＰａのヤング率を有する。熱可塑性材料は加熱により溶融及び／又は流動し、冷却により再固化し、加熱により再び溶融及び／又は流動する。一般に熱可塑性材料は、加熱及び冷却により物理的な変化のみを受け、感知され得る化学変化は起きない。本発明のメッシュを形成するために使用することができる熱可塑性ポリマーの例としては、ポリエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、及びエラストマー性ポリマー（例えば、ＡＢＡブロックコポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィンエラストマー、ポリウレタンエラストマー、メタロセンポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン酢酸ビニルエラストマー、及びポリエステルエラストマー）が挙げられる。２つ以上の材料のブレンドもメッシュの製造に使用される場合がある。かかるブレンドの例としては、ポリプロピレン／ＥＶＡ及びポリチレン／ＥＶＡが挙げられる。ポリプロピレンから溶融ブローン繊維が普通に作製されるので、ポリプロピレンは、プラスチックメッシュでの使用のために好ましい場合がある。類似のポリマーの使用は、支持構造体の濾過構造体への適切な溶接を可能にする。個々のセル内で六角形又は八角形の形状を呈するメッシュウェブは、成形されるときに一般に実質的な変形を呈さない。セルは、約２０〜４０ｍｍ^２のサイズであってもよい。メッシュの溶融温度は、典型的には約１３０〜１７０℃であり、より典型的には１４０〜１６０°である。融点は、示差走査熱量計によって測定される場合がある。

呼吸マスク構成要素
ハーネスに使用されるストラップは、様々な材料、例えば熱硬化性ゴム、熱可塑性エラストマー、編組み又は編込みされた織糸／ゴムの組み合わせ、非弾性の編組み構成要素等から作製されてもよい。ストラップは弾性材料、例えば、弾性の編組み材料から作製されてもよい。ストラップは、その全長の２倍より大きく拡張することができ、その弛緩状態に戻すことができることが好ましい。ストラップはまた、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで伸ばすことが可能であり、張力が取り除かれると、なんら損傷を受けずにその元の状態に戻すことができる。したがって、弾性限度は、一般に、弛緩状態にある時のストラップの少なくとも２、３、又は４倍の長さである。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、厚さ約０．９〜１．５ｍｍである。本発明に関連して使用されてもよいストラップの例は、Ｘｕｅらの米国特許第６，３３２，４６５号に示されている。ストラップの１つ以上の部分を結合するのに使用されてもよい締結する又はバックルで固定する機構は、例えば、Ｂｒｏｓｔｒｏｍらの米国特許第６，０６２，２２１号、Ｓｅｐｐａｌａの同第５，２３７，９８６号、Ｃｈｉｅｎの欧州特許第ＥＰ１，４９５，７８５（Ａ１）号、Ｇｅｂｒｅｗｏｌｄらの米国特許出願公開第２００９／０１９３６２８（Ａ１）号、及びＳｔｅｐａｎらの国際公開第ＷＯ２００９／０３８９５６（Ａ２）号に示されている。

呼気弁は、マスク本体に取り付けられて内部気体空間からの呼気のパージを容易にする場合がある。呼気弁は、マスク内部からの暖かい湿った呼気を急速に除去することによって、着用者の心地よさを改善する場合がある。例えば、Ｍａｒｔｉｎらの米国特許第７，１８８，６２２号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，０１３，８９５号、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈらの同第７，４９３，９００号、同第７，４２８，９０３号、同第７，３１１，１０４号、同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、同第６，８４３，２４８号、及び同第５，３２５，８９２号、Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔらの同第７，８４９，８５６号及び同第６，８８３，５１８号、並びにＢｏｗｅｒｓの米国再発行特許第３７，９７４号を参照のこと。本質的に、好適な圧力低下を提供し、かつマスク本体に適切に固定することができる任意の呼気弁を、呼気を内部気体空間から外部気体空間へと迅速に送るために、本発明に関連して使用してもよい。

ぴったり合うこと及び着用者の心地よさを改善するため、エラストマーの顔面シールを、濾過構造体の周縁部に固定することができる。そのような顔面シールは、呼吸マスクがつけられている際に、着用者の顔面と接触するよう半径方向内側に延びていてもよい。顔面シールの例は、Ｂｏｓｔｏｃｋらの米国特許第６，５６８，３９２号、Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔらの同第５，６１７，８４９号、及びＭａｒｙｙａｎｅｋらの同第４，６００，００２号、並びにＹａｒｄのカナダ特許第１，２９６，４８７号に記載される。

本発明に関して使用されるマスク本体は、様々な異なる形状及び構成を取ってもよい。濾過構造体は、濾過層及び２つのカバーウェブを含む多層を有して図示されているが、濾過構造体は、これらの層と他の層との組み合わせを備えてもよく、又は必要に応じて改良を有してもよい。上に示したように、エレクトレットプレフィルタは、より精密のために上流に、及び選択された下流濾過層に配置されてもよい。加えて、活性炭等の吸着材料を、濾過構造体を構成する繊維及び／又は様々な層の間に配置してもよい。更に、別個の微粒子濾過層を吸着層と共に使用して、微粒子と蒸気の両方の濾過を提供してもよい。濾過構造体は、その構造的一体性に寄与する、１つ以上の水平及び／又は垂直の境界線（溶接線又は折り目などの）を有する可能性がある。

本発明のマスク本体は、上述のように、マスク本体を備える層を提供すること、及びそれらを並置することによって構築することができる。これらの層は、Ｂｅｒｇの米国特許第４，５３６，４４０号、Ｄｙｒｕｄらの同第４，８０７，６１９号、及びＫｒｏｎｚｅｒらの同第７，１３１，４４２号に記載されるプロセスを使用して、マスク本体内に成形することができる。外側メッシュ層を採用する、カップ状に形作られたマスク構成体を作製する際、予め形成した、カップ状に形作られた濾過層が調製される場合がある。内側カバーウェブとフィルタ層とを先ず並置することによって、かかる予形成物を作製することができる。次いで、層状構造は、半分に折り曲げられて、外側の２つの層を構成する濾過層を有する重ねられた層状構造を形成してもよい。組立体は、組立体のおおよそ上方の１／４（折り目の近く）にわたって、概して正弦波形結合を形成するために、典型的にはヒートシール手順を受ける。結合線と折り目との間の不要な材料はトリミングされてもよく、結果として生じる層状構造は、次いで、カバーウェブ及び外側のフィルタ層の内側の下層を有する、実質的にカップ状に形作られた、予め形成される濾過本体を形成するように開かれる。次いで、マスク本体を構成する層を完成するために、予形成物を、成形したメッシュ／外側カバーウェブの組合せ内に、又は成形層とともに定置することができる（例えば、Ｄｙｒｕｄらの米国特許４，８０７，６１７参照）。

外側カバーウェブ組立体
外側カバーウェブに使用されるメルトブローン繊維は、１００溶融流ポリプロピレンから形成され、これに着色剤として、米国イリノイ州Ｅｌｋ ＧｒｏｖｅのＰｏｌｙＯｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な、製品番号ＣＣ１００５４０１８ＷＥの青色顔料が３重量％添加された。ポリマーは、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＆ Ｋｎｏｗｌｅｓ Ｃｏｒｐ．のＤａｖｉｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎからの一軸スクリュ押出機へと供給された。押出機は、２０：１の長さ／直径比、及び３：１の圧縮比を有した。Ｚｅｎｉｔｈの１０立方センチメートル／回転（ｃｃ／ｒｅｖ）溶解ポンプで、５０．８センチメートル（ｃｍ）幅の穴あきオリフィスメルトブローイングダイへのポリマーの流量を計量した。もともと直径０．３ミリメートル（ｍｍ）のオリフィスを有するダイに、９番目毎に０．６ｍｍのオリフィスを穿孔して修正し、これにより小さい方の寸法の孔と大きい方の寸法の孔の数の比を９：１に、かつ大きい方の孔の寸法と小さい方の孔の寸法との比を２：１とした。このダイ設計は、大きい方の直径の全繊維押出品と小さい方の直径の全繊維押出品の公称比約６０／４０（容量で）を提供する働きをした。オリフィスの列は、１０孔／ｃｍの孔間隔を有した。加熱空気を使用して、ダイチップで繊維を微細化した。エアーナイフはダイチップから０．５ｍｍ負にセットバックして位置し、エアギャップは０．７６ｍｍであった。ウェブ成形の時点で、中型のメッシュコレクタスクリーンを貫通して、ゼロから中程度に真空引きした。押出成形機からのポリマー排出速度は約０．１８ｋｇ／ｃｍ／時間、ＤＣＤ（ダイとコレクタとの間の距離）は約５３ｃｍであり、空気圧は所望により調節した。下記の特性を有するカバーウェブは、プロセスを調節することによって生産された。圧力低下を測定するために、３２リットル／分（ｌｐｍ）の流量が使用され、有効繊維直径（ＥＦＤ）及びウェブ固体性が計算された。
ΔＰ ＝ ０．３６ｍｍ Ｈ２Ｏ
坪量 ＝ １．０４ｇ／５ １／４インチ（１３．３ｃｍ）円（７４ｇｓｍ）
ＥＦＤ ＝ ２１マイクロメートル
厚さ ＝ ３９ミル（０．９９ｍｍ）
固体性 ＝ ８．３％

次いで、ステープル繊維添加ユニットが開始され、そして上記の条件によりメルトブローン繊維の流れの中にステープル繊維を導入することにより、メルトブローン繊維とステープル繊維とを含む組合せウェブが形成された。ステープル繊維は、１５デニールのポリエステル繊維製品であり、おおよそ５０重量％のメルトブローン繊維と５０重量％のステープル繊維とを含む二峰性繊維混合物ウェブを形成するように導入された。

ステープル繊維を添加した後の混合ウェブ特性は、以下の通りである。
ΔＰ ＝ ０．２０ｍｍ Ｈ２Ｏ
坪量 ＝ ２．１４ｇ／５ １／４インチ（１３．３ｃｍ）円（１５３ｇｓｍ）
ＥＦＤ ＝ ２８マイクロメートル
厚さ ＝ ２００ミル（５．１ｍｍ）
固体性 ＝ ３．０％

マスク本体組立体；
第１層 １層の混合ウェブ（上述）
第２層 ２層のＢＭＦフィルタ媒体
第３層 １層の内部カバーウェブ（顔面の次）スパンボンドＰＰ０．７５オンス（２２．２ｍＬ）カバーウェブ、米国ノースカロライナ州ＣｈａｒｌｏｔｔｅのＰＧＩから入手可能

ＢＭＦフィルタウェブは、０．８ｇ／５．２５インチ（１３．３３ｃｍ）円（５７グラム／平方メートル）の坪量、９マイクロメートルＥＦＤの繊維寸法を有した。ブローンマイクロ繊維ウェブは、コロナ処理され、かつＡｎｇａｄｊｉｖａｎｄらの米国特許第５，４９６，５０７号に記載されるように、ハイドロチャージされた。

次いで、上述の構成体は、完成したマスク本体を作製するために一緒に成形された。マスク本体は、混合ウェブが層の凸側に向かうように成形された。フィルタ及び外側カバーウェブ層は、組合せウェブ層と外側カバーウェブとの間にフィルタ媒体を挟むように、凹側上に位置付けられた。フィルタ式顔面装着呼吸マスクを形成するためのウェブ層の成形は、高さが約５５ｍｍで、約３１０ｃｍ^３の容積を有する、カップ状に形作られた加熱成形された半球形の嵌合部品の間に不織布ウェブ層を定置することによって行われた。成形型の上側と下側との半割部は、約１１５℃に加熱された。加熱された成形型を、おおよそ１．２７ｍｍのギャップまで、おおよそ１５秒間閉じた。この時間の後、成形型を開き、成形した製品を取り出して手作業でトリミングした。図４は、マスク本体を生成するために、シェル３８から余剰の材料３９をトリミングする前の、成形した呼吸マスクシェル３８を示す。図示するように、結果として得られるシェル３８は、色が付いていない明るい区域２３とより暗い色付きの区域２１とを有する、斑点のある外観を有する。次いで、成形された呼吸マスクシェルの端部上で超音波ボンディングが実施され、マスク本体周縁部の周りの層が封止される。ハーネスストラップは、上述のいずれかの技法を使用してマスク本体に取り付けることができる。

本発明には、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができる。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。

更に本発明は、ここに具体的に開示されていない要素がなくとも適切に実施される場合がある。

「背景技術」の項において引用したものを含めて、上記に引用したすべての特許及び特許出願は、参照によりその全容が本文書に組み込まれる。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。

Claims (15)

1. フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
   （ａ）濾過構造体を含むマスク本体であり、前記濾過構造体が、
   （ｉ）色付きのメルトブローン繊維及びステープル繊維を含む、外側カバーウェブと、
   （ｉｉ）フィルタ層と、を含む、マスク本体と、
   （ｂ）前記マスク本体に結合されるハーネスと、
   を含む、フィルタ式顔面装着呼吸マスク。
2. 前記マスク本体が、外側メッシュを更に含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
3. 前記濾過構造体内の前記ステープル繊維が、色付きでない、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
4. 前記メルトブローン繊維が、青色の色付きである、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
5. 前記メルトブローン繊維が、緑色又は黄褐色の色付きであり、前記ステープル繊維が、緑色又は黄褐色の色付きであり、前記メルトブローン繊維及び前記ステープル繊維が、同一の色を有さない、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
6. 内側カバーウェブ及び成形層を更に含み、前記フィルタ層が、メルトブローンマイクロ繊維を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
7. 前記外側カバーウェブが、メルトブローンマイクロ繊維を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
8. 前記外側カバーウェブが、少なくとも約３０重量パーセントのステープル繊維と、７０重量パーセント以下のメルトブローン繊維と、を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
9. 前記外側カバーウェブが、少なくとも約４０重量パーセントのステープル繊維と、６０重量パーセント以下のメルトブローン繊維と、を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
10. 前記外側カバーウェブが、少なくとも約４５重量パーセントのステープル繊維と、５５重量パーセント以下のメルトブローン繊維と、を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
11. １つ以上の場所が、青色−パントーンの２８３〜３３０、２９０５〜３１６５、７４５７〜７４７０、８０を呈する、請求項４に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
12. １つ以上の場所が、青色−パントーンの２８５〜３０９、２９２５〜３０１５、７４５７〜７４６１を呈する、請求項４に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
13. 前記メルトブローン繊維が、褐色の顔料を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
14. 前記ステープル繊維が、黄褐色の色付きである、請求項１２に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
15. フィルタ式顔面装着呼吸マスクを製造する方法であって、
    （ａ）（ｉ）色付きのマイクロ繊維及びステープル繊維を含む外側カバーウェブ、（ｉｉ）帯電したマイクロ繊維を含む濾過層、及び（ｉｉｉ）内側カバーウェブを含む、濾過構造体を組み立てる工程と、
    （ｂ）前記濾過構造体をマスク本体内に適合させる工程と、
    （ｃ）ハーネスを前記マスク本体に固定する工程と、
    を含む、方法。

Images