JP2019502833A - 非金属製ノーズ部材を備えたフェイスマスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本開示に係る使い捨て式の保護用フェイスマスクは、着用者の顔と接触する周縁部分を互いに協働して画定する上側縁部及び下側縁部を含む本体部と、上側縁部に沿って堆積させた第１の反応物と、を含む。第１の反応物は、未反応状態では、上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有する。また、第１の反応物は、第２の反応物と反応したときには硬化して、着用者の鼻及び顔の形状に適合する形状を保持する硬いノーズ部材を形成する。本開示は、この保護用フェイスマスクの製造方法も包含する。【選択図】図５

Description

本発明は、概して、保護用フェイスマスクの分野に関し、特に、金属製ノーズワイヤを備えていないフェイスマスク及びその製造方法に関する。

様々な構造の使い捨て式のフィルタリングフェイスマスク、すなわちレスピレータが知られており、これらは、「フェイスマスク」、「レスピレータ（保護マスク）」、「フィルタリングフェイスレスピレータ」などの様々な名称で呼ばれている。本開示の目的のために、これらを「フェイスマスク」と総称する。

自然災害または他の大惨事の発生時には、救援活動従事者、救急隊員、及び一般大衆に対する保護用フェイスマスクの供給能力が重要になる。例えば、パンデミックが発生した場合には、フィルタを介した呼吸を可能にするフェイスマスクの使用が、そのような事態への対応や復旧の重要な点となる。このため、政府や地方自治体は、通常、緊急時に即座に使用できるように、フェイスマスクの備蓄を維持している。しかしながら、フェイスマスクの貯蔵寿命は限られているため、フェイスマスクの有効期限の確認及び補充のために、フェイスマスクの備蓄を継続的にモニタする必要があった。そして、これは、非常にコストのかかる作業であった。

最近、備蓄に頼るのではなく、パンデミックまたは他の災害の発生時に「必要に応じて」フェイスマスクを大量生産することが実現可能か否かについての調査が開始された。例えば、２０１３年に、米国保健福祉省（ＨＨＳ）の事前準備対応次官補局（ＡＳＰＡ）の一部門である生物医学先端研究開発局（ＢＡＲＤＡ）は、米国でのパンデミックの発生時には最大１億個のフェイスマスクが必要となると推定し、備蓄を避けるために、１日当たり１５０万個ないし２００万個のフェイスマスクを大量生産することによって、上記の需要（目標値）を満たすことができるか否かについての研究を提案した。これは、１分間当たり約１５００個のマスクを生産することを意味する。現行のフェイスマスク製造ラインは、現行の技術と装置の限界のために１分間当たり約１００個のマスクしか生産することができず、これは上記の目標値に遠く及ばない。したがって、パンデミック発生時の「オンデマンドの」フェイスマスクの上記の目標値を実現するためには、製造・生産方法の進歩が必要である。

様々な構造のフィルタフェイスマスクは、よく知られているように、フェイスマスクの形状をユーザの鼻の形状に適合させて、使用中にフェイスマスクを適所に保持することができるように、上側フィルタパネルの縁部に沿って、「ノーズワイヤ」と呼ばれる可撓性及び可鍛性を有する金属片を備えている。ノーズワイヤは、様々なサイズ及びマスク構造によって様々な長さ及び幅を有し得るが、一般的には、連続的なインラインの切断及びクリンピング工程においてスプールから切り出され、走行するキャリア不織ウェブ（複数の不織層を含み得る）上に、完成品のマスクにおける上側縁部となる縁部に沿って直接的に載置される。その後、ノーズワイヤが載置された縁部はバインダ材料で密封される。また、このバインダ材料によって、ノーズワイヤは、完成品のマスクの上側縁部の所定位置に封入され、恒久的に保持される。切断／クリンピングステーションからキャリアウェブへの個々のノーズワイヤの搬送及び配置は、完成品のフェイスマスクにおいてノーズワイヤが正確な位置に確実に配置されるように、正確に行う必要がある。フェイスマスクを上述したスループット（生産速度）で大量生産するためには、切断／クリンピングステーションでの個々のノーズワイヤのスループット及びキャリアウェブの搬送速度は、必然的に従来の製造ラインよりも大幅に速くしなければならない。

ノーズワイヤの取り付けは、現行のフェイスマスク製造における製造時間の長さ及び複雑さの一因となる。加えて、個々のフェイスマスクのノーズワイヤは、金属製であり、フェイスマスクの不織層内に埋め込まれているため、リサイクルが困難であった。

本発明は、このような要求に応えるべく案出されたものであり、パンデミックの発生時に必要とされる望ましいスループットで製造することができる、ノーズワイヤを備えていないフェイスマスクを提供することを目的とする。

本発明の目的及び利点は、その一部が以下の説明に記載されており、あるいは以下の説明から明らかであり、あるいは本発明の実施により学ぶことができるであろう。

一態様では、本開示は、ノーズワイヤを備えていない保護用フェイスマスクに関する。本開示のフェイスマスクは、上側縁部及び下側縁部を画定する本体部を有する。上側縁部及び下側縁部は、互いに協働して、着用者の顔と接触する周縁部分を画定する。とりわけ、上側縁部は、フェイスマスクを適切に着用したときに、着用者の鼻梁を横切って頬の領域にわたって延在する。第１の反応物は、上側縁部に沿って堆積させられ、乾燥した未反応状態では、マスクの着用時に上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有する可鍛性構造体を上側縁部に沿って形成する。第１の反応物は、第２の反応物と反応したときには硬化して、着用者の鼻及び顔の形状に適合する形状を保持する硬いノーズ部材を形成する。

本開示のフェイスマスクは、特定の本体部の形式または種類に限定されない。例えば、本体部は、台形状のカモノハシ構造、平らなプリーツ付き構造、またはノーズワイヤを他の方法で使用する保護用フェイスマスクの任意の他の構造であり得る。

いくつかの実施形態では、上側縁部は、該上側縁部に折り重ねられるバインダ材料をさらに含み、第１の反応物は上側縁部上に堆積させられ、バインダ材料は第１の反応物上に配置される。

別の態様では、第１の反応物は上側縁部上に堆積させられ、バインダ材料は第１の反応物上に配置される。これにより、第１の反応物は、フェイスマスクを包装する包装材を開封したときに、大気に対して直接的に露出される。

いくつかの実施形態では、上側縁部上に堆積させられるのは、第１の反応物を含有する単一成分組成物であり、第２の反応物はフェイスマスクの外部に存在する。第１の反応物は、フェイスマスクを包装する包装材を開封したときに、第２の反応物に対して露出される。例えば、第２の反応物は、フェイスマスクの包装材を開封したときに、フェイスマスクの周囲の大気または環境中に、空気中の湿度または水分として含まれ得る。あるいは、必要とされる水分（すなわち、第２の反応物）は、着用者によって、例えば噴霧器または湿ったワイプから第１の反応物に対して直接的に適用される。この実施形態では、第１の反応物は、例えば、該反応物が露出したときに水分と架橋して硬いノーズ部材を形成する架橋可能なポリマー材料であり得る。硬いノーズ部材は、フェイスマスクの着用時に着用者が上側縁部を変形させて形成した、着用者の鼻及び顔の形状に適合する上側縁部の形状を保持する。架橋可能なポリマー材料は、いくつかの実施形態では、該材料が露出したときに大気中に存在する水分と架橋するシアノアクリレートまたはポリジメチルシロキサンのうちの一方を含む。

別の態様では、上側縁部の上に堆積させられるのは、第１の反応物及び第２の反応物を含有する２成分型組成物であり得る。このタイプの堆積では、第１の反応物及び第２の反応物は、着用者がフェイスマスクを着用するまで、互いに分離及び隔離された状態に保たれる。このために、いくつかの実施形態では、第１の反応物及び第２の反応物の一方または両方は、カプセル化された形態で提供され、他方の反応物と均一に混合され得る。カプセル化された反応物は、キャリア材料中で混合してもよく、この場合、キャリア材料及びカプセル化された反応物を含有する組成物が、上側縁部に沿って堆積させられる。フェイスマスクの着用時、着用者は、上側縁部に沿って圧力を加えることにより（例えば、もむ、押しつぶす）、カプセル化された反応物を露出させて活性化させる。第１の反応物及び第２の反応物の反応時間は、組成物が硬化して硬いノーズ部材が形成される前に、着用者が、上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させるのに十分な長さである。

上述した実施形態の例では、第１の反応物及び第２の反応物は、２成分型アクリル樹脂または２成分型エポキシ系を含み得る。

本開示はまた、高スループット製造ラインにおいて上述したフェイスマスクを製造するための様々な実施形態を含む。本開示の方法は、製造ラインにおいて、着用者の顔と接触する周縁部分を互いに協働して画定する上側縁部及び下側縁部を含むフィルタ本体部を作製するステップを含む。また、本開示の方法は、製造ラインに沿って配置されたステーションで、第１の反応物を上側縁部に沿って堆積させるステップを含む。第１の反応物は、単一成分の堆積物であってもよいし、キャリア材料の成分であってもよい。第１の反応物は、乾燥した未反応状態では、上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有する。フェイスマスクの着用時には、第１の反応物は、第２の反応物と反応して硬化し、着用者の鼻及び顔の形状に適合する形状を保持する硬いノーズ部材を形成する。また、本開示の方法は、着用者がフェイスマスクを着用して使用する前に、第１の反応物が第２の反応物と反応することを防止するステップを含む。

本開示の方法の一実施形態では、製造ラインに沿って配置された折り重ねステーションで、上側縁部にバインダ材料を折り重ねるステップをさらに含む。第１の反応物は上側縁部上に堆積させられ、バインダ材料は第１の反応物上に配置される。あるいは、バインダ材料は上側縁部上に配置され、第１の反応物はバインダ材料上に堆積させられる。

いくつかの実施形態では、第２の反応物は、フェイスマスクの外部に存在し、例えば、フェイスマスクの周囲の大気または環境中に存在する。この場合、第１の反応物が第２の反応物と反応することを防止するステップは、第１の反応物を堆積させた後に、第１の反応物を第２の反応物から隔離するために、製造ラインに沿って配置されたステーションでフェイスマスクを包装材内に密封するステップをさらに含む。

あるいは、第２の反応物は、上側縁部に沿って堆積させられる。この場合、本開示の方法は、第１の反応物及び第２の反応物の一方または両方の組成物が、他方の反応物と均一に混合されたカプセル化された形態で提供するステップを含み、フェイスマスクの着用前に、着用者が上側縁部を操作することにより、カプセル化された反応物が放出されるようにする。

本発明の上記及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明及び添付された特許請求の範囲を参照することにより、より良く理解できるであろう。添付図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本発明の実施形態を図示し、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。

当業者を対象にした本開示の完全かつ実現可能な開示（ベストモードを含む）が、添付図面を参照して、本明細書の残りの部分により詳細に説明される。

フェイスマスクの形状をユーザの顔の形状に適合させるノーズワイヤが組み込まれた従来の呼吸用フェイスマスクをユーザに装着した状態を示す斜視図 図１の従来のフェイスマスクの折り畳んだ状態を示す上面図であり、上側縁部バインダの下側に位置するノーズワイヤを破線で示した図 本開示に係るフェイスマスクの一実施形態の上面図であり、上側縁部に沿って堆積させた反応性組成物を特に示した図 図３のフェイスマスクを４−４線に沿って切った断面図 本開示に係るフェイスマスクの別の実施形態の上面図であり、上側縁部上に、かつバインダ材料の下側に堆積させた反応性組成物を特に示した図 図５のフェイスマスクを６−６線に沿って切った断面図 ノーズ部材堆積材料が、本開示のフェイスマスクの使用時の周囲の大気または環境中に存在する第２の反応物と反応する第１の反応物を含む実施形態を示す図 ノーズ部材堆積材料が、第１の反応物とカプセル化された第２の反応物とを含む実施形態を示す図 本開示の一実施形態のフェイスマスクを製造するフェイスマスク製造ラインの概略図 本開示の別の実施形態のフェイスマスクを製造する別のフェイスマスク製造ラインの概略図

以下、本発明の様々な実施形態及びその１以上の実施例を詳細に説明する。各実施例は、本発明を説明するために提示されたものであり、本発明を限定するものではない。実際、本発明において、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な変更形態及び変形形態が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示または説明された特徴を、別の実施形態において用いて、さらなる別の実施形態を創出することもできる。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲及びその均等物の範囲に含まれる限り、そのような変更形態及び変形形態を包含することを意図している。

概して、本開示は、金属製のノーズワイヤを備えていない保護用フェイスマスクであって、例えば医療分野やパンデミックの発生時などの様々な用途に使用することができる保護用フェイスマスクに関する。例えば、本開示の保護用フェイスマスクは、上側縁部及び下側縁部を有する本体部を含む。上側縁部及び下側縁部は、互いに協働して、着用者の顔と接触する周縁部分を画定する。さらに、上側縁部は、その表面に堆積させた第１の反応物を含む。第１の反応物は、例えば、堆積材料の唯一の成分として、または他の成分（例えば、キャリア材料）と混合させて、上側縁部の表面に堆積させられる。乾燥した未反応状態では、第１の反応物成分は、マスクの着用時に上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有する可鍛性構造体を上側縁部に沿って形成する（詳細については後述する）。

したがって、反応物堆積材料は、従来のフェイスマスクのノーズワイヤを代替し、従来技術には存在しなかった様々な利点を提供する。例えば、反応物堆積材料は、最終的な反応物状態が、硬いノーズ部材を形成するとともに、人の皮膚への接触に対して安全であるように注意深く選択され得る。硬いノーズ部材は、フェイスマスクの最初の着用時に着用者が上側縁部を変形させて形成した、着用者の鼻及び顔の形状に適合する上側縁部の形状を保持する。加えて、反応物は、フェイスマスク製造ラインにおいて、フェイスマスクの上側縁部に高速で堆積させることができ、これにより、フェイスマスクの製造時間及びコストを減少させることが可能となる。さらに、本開示のフェイスマスクは金属を含まないので、リサイクルが容易になる。

平らなプリーツ付きフェイスマスクやカモノハシ型フェイスマスクなどの、様々な形式及び構造の従来のフェイスマスクがよく知られている。例示のみを目的として、本明細書では、本開示のフェイスマスク及び方法の態様を、図１に示すような当分野では「カモノハシ型」マスクと一般的に称される特定のタイプの呼吸用フェイスマスクを参照して説明する。

図１及び２を参照すると、従来のカモノハシ型フェイスマスク１１を、想像線で示す着用者１２の顔に装着した状態が示されている。マスク１１は、弾性及び伸縮性を有するストラップ、すなわち固定部材１６及び固定部材１８によって着用者１２に固定されるフィルタ本体部１４を備える。上側部分２０及び下側部分２２は、互いに相補的な台形形状を有し、好ましくは、それらの３つの側縁部に沿って例えば熱及び／または超音波シーリングによって互いに結合される。このような結合により、重要な構造的完全性が、マスク１１に付加される。

フェイスマスク１１は、開放された側縁部を有し、例えばアルミニウムストリップなどの細長い可鍛性ノーズワイヤ２６を受容可能に構成された上側縁部２４を有する。これにより、上側縁部２４を着用者の鼻や頬の外形に密着するように変形させることができる。従来技術では、可鍛性金属部材２６の代わりに、成形可能なプラスチック部材を使用してもよいことが示唆されている。上側部分２０が上側縁部２４に沿って配置されたノーズワイヤ２６を有することを除けば、マスク１１の上側部分２０と下側部分２２は互いに同一であり得、互いに同一の材料層を有し得る。上側部分２０の上側縁部２４と下側部分２２の下側縁部３８は、互いに協働して、着用者の顔と接触するマスク１１の周縁部分を画定する。

図１に示すように、マスク１１は、着用者１２の顔に装着したときには、カップ状または円錐状の全体形状を有する。これにより、使用前には折り畳んだマスク１１をポケットに入れて容易に持ち運びすることができる一方で、使用時には「顔から離れる」という利点を有する円錐状のマスク１１を提供することができる。一般に理解されているように、「顔から離れる」形式のマスクは、着用者の顔の大部分に接触する柔らかいプリーツ付きマスクと比べて、より大きな呼吸チャンバを提供する。そのため、「顔から離れる」マスクは、より落ち着いたより楽な呼吸を可能にするとともに、フィルタ本体部１４内の空気の過度の加熱や、呼気の長時間の再呼吸に起因する目まいを最小限に抑えることができる。

着用者１２の通常の呼吸に関連する呼吸漏れは、ノーズワイヤ２６の寸法及びノーズワイヤ２６の上側縁部２４に対する位置を適切に選択することによって、実質的に排除される。ノーズワイヤ２６は、上側縁部２４の長さに沿って該長さの実質的に中央位置に配置され、上側縁部２４の全長の５０％ないし７０％の範囲の長さを有することが好ましい。

図３及び４は、本開示の態様に係るフェイスマスク１００の一実施形態を示す。本開示のフェイスマスク１００は、ノーズ部材堆積材料５０を備える。図１及び２に示した従来のマスク１１と同様に、マスク１００の上側部分２０及び下側部分２２の各々は、外側マスク層３０及び内側マスク層３２を含む複数の層を有する。また、外側マスク層３０と内側マスク層３２との間に、１以上の中間フィルタ層３４が配置されている。この中間フィルタ層３４は、通常、メルトブローンポリプロピレン、押出成形ポリカーボネート、メルトブローンポリエステル、またはメルトブローンウレタンから作製される。

加えて、マスク１００の上側縁部２４は、マスク１１の開放端部の全体にわたって延在する上側縁部バインダ３６によって取り囲まれている。同様に、下側縁部３８は、下側縁部バインダ４０によって取り囲まれている。上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０は、それぞれ上側縁部２４または下側縁部３８上に折り重ねて結合される。また、上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０は、スパンレースポリエステル材料から作製され得る。

本開示によれば、ノーズ部材堆積材料５０（後述する第２の反応物と反応して硬化したときにノーズ部材を形成する組成物）は、フェイスマスク１００を適切に着用したときに着用者の鼻梁を横切って頬の領域にわたって延在するように、従来のノーズワイヤと実質的に同一の位置に、上側縁部２４に沿って堆積させられる。ノーズ部材堆積材料５０は、第１の反応物５２（図３において粒子で示す）を含む。いくつかの実施形態では、第１の反応物５２は、ノーズ部材堆積材料５０の全組成であり得る。別の実施形態では、第１の反応物５２は、ノーズ部材堆積材料５０の一成分であり得る。例えば、ノーズ部材堆積材料５０は、第１の反応物５２と混合されたキャリア材料を含み得る。乾燥した未反応状態では、第１の反応物５２（単独で、またはノーズ部材堆積材料５０の他の成分と組み合わせて）は、マスク１００の着用時に着用者が上側縁部２４を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有する可鍛性組成物を上側縁部２４に沿って形成する。

図３及び４に示す実施形態では、ノーズ部材堆積材料５０は、バインダ材料層３６上に堆積させられ、フェイスマスク１００の周囲の大気または環境に対して直接的に露出される。

図５及び６に示す実施形態では、ノーズ部材堆積材料５０は、上側部分２０の表面に堆積させられ、ノーズ部材堆積材料５０上にバインダ材料３６が折り重ねて結合される。すなわち、ノーズ部材堆積材料５０は、バインダ材料３６によって覆われている。この実施形態は、バインダ材料３６によって、着用者の皮膚を、第１の反応物５２が第２の反応物５４と反応したとき（図７及び８参照）に生じる反応副産物（例えば、過度の熱や、刺激性のガスまたは化学物質など）から隔離することができるので望ましい。なお、いくつかの反応副産物、例えば、熱、水分、不活性ガスなどは、着用者にとって刺激性または有害ではない。バインダ材料３６はまた、ノーズ部材堆積材料５０を取り囲み、ノーズ部材堆積材料５０が、上側縁部２４に沿って所定位置に保持されることを確実にする。

図７に示すように、いくつかの実施形態では、上側縁部２４上に堆積させられたノーズ部材堆積材料５０は、第１の反応物５２を含有する単一成分組成物であり、第２の反応物５４は、フェイスマスク１００の外部に存在する。この構造では、フェイスマスク１００を包装する包装材を開封したときに、第１の反応物５２が第２の反応物５４に対して露出される。例えば、図７に示すように、第２の反応物２５４は、フェイスマスク１００の包装材を開封したときに、フェイスマスク１００の周囲の大気または環境中に、空気中の湿度または水分として含まれ得る。別の実施形態では、図面には直接的に示さないが、必要とされる水分、すなわち他の第２の反応物５４は、着用者によって、例えば噴霧器または湿ったワイプから第１の反応物５２に対して直接的に適用される。

図７に示す実施形態では、第１の反応物５２は、該反応物が露出したときに水分５４と架橋して、硬いノーズ部材を形成する、架橋可能なポリマー材料であり得る。硬いノーズ部材は、フェイスマスク１００の着用時に着用者が上側縁部２４を変形させて形成した、着用者の鼻及び顔の形状に適合する上側縁部２４の形状を保持する。架橋可能なポリマー材料は、該材料が露出したときに、大気中に存在する水分と架橋するシアノアクリレートまたはポリジメチルシロキサンのうちの一方であり得る。

図８を参照すると、さらに他の実施形態では、上側縁部２４に沿って堆積させられたノーズ部材堆積材料５０は、第１の反応物５２に加えて、第２の反応物５４をさらに含む２成分型組成物であり得る。このタイプの堆積では、第１の反応物５２及び第２の反応物５４は、着用者がマスク１００を着用するまで、互いに分離及び隔離された状態に保たれる。このために、いくつかの実施形態では、第１の反応物５２及び第２の反応物５４の一方または両方は、カプセル化された形態で提供され、他方の反応物と均一に混合され得る。カプセル化された反応物５２、５４は、キャリア材料中で混合してもよく、この場合、キャリア材料及びカプセル化された反応物を含有する組成物が、ノーズ部材堆積材料５０として上側縁部２４に沿って堆積させられる。フェイスマスク１００の着用時、着用者は、上側縁部２４に沿って圧力を加えることにより（例えば、もむ、押しつぶす）、カプセル化された反応物５２、５４を互いに対して露出させて活性化させる。第１の反応物５２及び第２の反応物５４の反応時間は、ノーズ部材堆積材料５０が硬化して硬いノーズ部材が形成される前に、着用者が、上側縁部２４を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させるのに十分な長さである。

上述した実施形態の例では、第１の反応物５２及び第２の反応物５４は、２成分型アクリル樹脂または２成分型エポキシ系を含み得る。

本発明はまた、高スループット生産ラインで上述したフェイスマスク１００を製造するための様々な実施形態を含み、その実施形態が図９及び１０に示されている。しかしながら、図９及び１０の製造ラインは、本発明の方法を限定する要素ではなく、例示のみを目的として提示されていることを理解されたい。当業者であれば、本発明の方法を組み込んだ任意の様々なフェイスマスク製造ラインを構成することができ、そのような製造ラインは全て本発明の要旨及び範囲に含まれる。

図１０を参照すると、図３及び４に関して上述した、バインダ材料層３６上に堆積させたノーズ部材堆積材料５０を含むフェイスマスク１００を製造するための例示的な製造ライン１０２が示されている。完成品のフェイスマスク１００の上側部分２０に対応する連続的なウェブ１１０が、供給源（例えば、ロール）から導入される。上述したように、上側部分２０は、１以上の中間層３４を含む。

連続的なウェブ１１０（すなわち、キャリアウェブ１１０）は、連続的なバインダウェブ１１２とともに、折り重ねステーション１１４に導入される。そして、折り重ねステーション１１４において、バインダウェブ１１２は、走行するキャリアウェブ１１０の走行する縁部の周りに折り重ねられる。その後、キャリアウェブ１１０及びバインダウェブ１１２の組み合わせは、結合ステーション１１６に搬送される。そして、結合ステーション１１６において、バインダウェブ１１２は、キャリアウェブ１１０に対して熱結合され、これにより、図３及び４に示した、上側縁部バインダ３６によって取り囲まれた上側縁部２４が形成される。

結合ステーション１１６からは、キャリアウェブ１１０と、キャリアウェブ１１０に熱結合されたバインダウェブ１１２との連続的な組み合わせは、堆積ステーション１０８に搬送される。そして、堆積ステーション１０８において、フェイスマスクの上側縁部に沿ってノーズ部材堆積材料５０を形成するために、ノーズ部材材料１０４が堆積させられる。ノーズ部材材料１０４は、押出機などによって堆積させることができるように、流動性を有する。堆積ステーション１０８は、コーティングデバイス、スプレーデバイス、印刷デバイスなどを含む任意の態様を用いて、流動性を有するノーズ部材材料１０４を、バインダウェブ１１２上に直接的に、かつキャリアウェブ１１０の上側縁部に沿って直線状に適用できることを理解されたい。

堆積ステーション１０８からは、ノーズ部材堆積材料５０を有するウェブの組み合わせは、別の結合ステーション１２１に搬送される。堆積ステーション１０８と別の結合ステーション１２１との間の距離は、ノーズ部材堆積材料５０が乾燥または部分的に固化して上述した可鍛性構造体を形成するのに十分な距離である。この結合ステーション１２１では、図３及び４に示したフェイスマスク１００の下側部分２２に対応する別のウェブ１１８が導入される。上側部分２０と同様に、このウェブ１１８は、上述したようにして形成された１以上の中間層３４を含み得る。このウェブ１１８の縁部には、上流の工程において、バインダウェブが既に結合されている。また、この結合ステーション１２１には、連続的なエラストマー性ストラップ１１９も導入され、図１の上側縁部２４及び下側縁部３８にそれぞれ対応するウェブ１１０及びウェブ１１８の各縁部の間に配置される。これらの材料は、フェイスマスク１００の台形形状に対応する結合パターンで、かつ上側縁部２４及び下側縁部３８で閉鎖端部及び開放端部が形成されるように互いに結合される。

互いに結合されたウェブ１１０及びウェブ１１８（並びにノーズ部材堆積材料５０及びストラップ１１９）は、切断ステーション１２４に搬送され、切断ステーション１２４において、図３及び４に示した結合線に沿ってウェブから切り取られる。

フェイスマスク１０１はその後、別の結合ステーション１２８に搬送される。そして、結合ステーション１２８において、包装材１２６（例えば、ポリ材料）が導入され、折り畳まれ（必要であれば）、個々のフェイスマスク１０１の周りに結合される。包装材１２６の単一のウェブは、フェイスマスクの周りに折り畳まれ、連続的な長手方向の結合線に沿って密封される。あるいは、破線で示した別の実施形態では、包装材の別のウェブ１２６が結合ステーション１２８に導入され、結合ステーション１２８において、２つのウェブ１２６間にフェイスマスクを挟み込む。そして、２つのウェブ１２６は、その後、それらの結合縁部に沿った連続的な長手方向の結合線に沿って密封される。

包装されたフェイスマスク１３２の連続的なストリームが、結合ステーション１２８から切断ステーション１３０に次々と搬送され、切断ステーション１３０において、所定のパターンに切断される。これにより、個々の包装されたフェイスマスク１３４が製造される。製造されたフェイスマスク１３４は、例えばスタッキング（積層）やパッケージング（梱包）などのさらなる処理のために、下流の処理ステーション１３６に搬送される。

図９に示す製造ライン１０２は、図５及び６に示した、上側縁部２４上に堆積させたノーズ部材堆積材料５０上にバインダ材料層３６を形成したフェイスマスク１００の製造に関する。この製造ライン１０２では、堆積ステーション１０８は、バインダウェブ１１２が導入される位置の上流に動作可能に配置される。そして、堆積ステーション１０８は、キャリアウェブ１１０におけるフェイスマスク１００の上側縁部２４に対応する縁部に沿って、キャリアウェブ１１０上に、流動性を有するノーズ部材材料１０４を個々の量で直接的に堆積させる。個々のノーズ部材堆積材料５０を堆積させたキャリアウェブ１１０は、その後、折り重ねステーション１１４及び結合ステーション１１６に搬送され、別途に導入されたバインダウェブ１１２をキャリアウェブ１１０の側部に折り重ねて結合して、図６に示すように、ノーズ部材堆積材料５０を実質的に包み込む。図９の製造ライン１０２の残りの部分は、図１０に関して上述した通りである。

以上、一例として、本発明を概略的に及び詳細に説明した。本発明はその趣旨から逸脱しない範囲で様々な変更または変形が可能であることは、当業者であれば理解できるであろう。加えて、様々な実施形態の態様は、その全体またはその一部を相互に交換できることを理解されたい。さらに、当業者であれば、上記の詳細な説明及び実施例は説明のみを目的としており、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲をいかなる意味でも限定することを意図していないことを理解できるであろう。

Claims (18)

1. フェイスマスクであって、
   着用者の顔と接触する周縁部分を互いに協働して画定する上側縁部及び下側縁部を含む本体部と、
   前記上側縁部に沿って堆積させた第１の反応物と、を含み、
   前記第１の反応物は、未反応状態では、前記上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有し、第２の反応物と反応したときには硬化して、前記着用者の鼻及び顔の形状に適合する前記形状を保持する硬いノーズ部材を形成することを特徴とするフェイスマスク。
2. 前記上側縁部は、該上側縁部に折り重ねられるバインダ材料をさらに含み、
   前記第１の反応物は、前記上側縁部上に堆積させられ、
   前記バインダ材料は、前記第１の反応物上に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフェイスマスク。
3. 前記上側縁部は、該上側縁部に折り重ねられるバインダ材料をさらに含み、
   前記バインダ材料は、前記上側縁部上に配置され、
   前記第１の反応物は、前記バインダ材料上に堆積させられることを特徴とする、請求項１に記載のフェイスマスク。
4. 前記第２の反応物は、当該フェイスマスクの外部に存在し、
   前記第１の反応物は、当該フェイスマスクを包装する包装材を開封したときに、前記第２の反応物に対して露出されることを特徴とする、請求項１に記載のフェイスマスク。
5. 前記第１の反応物は、該第１の反応物が露出したときに水分と架橋する架橋可能なポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項４に記載のフェイスマスク。
6. 前記架橋可能なポリマー材料は、該材料が露出したときに大気中に存在する水分と架橋するシアノアクリレートまたはポリジメチルシロキサンのうちの一方を含むことを特徴とする、請求項５に記載のフェイスマスク。
7. 前記第２の反応物は、前記上側縁部に沿って堆積させられることを特徴とする、請求項１に記載のフェイスマスク。
8. 前記第１の反応物及び前記第２の反応物の一方または両方が、他方の反応物と均一に混合されたカプセル化された形態で提供され、
   当該フェイスマスクの着用前に、前記着用者が前記上側縁部を操作することにより、前記カプセル化された反応物が放出されるように構成したことを特徴とする、請求項７に記載のフェイスマスク。
9. 前記着用者が前記上側縁部に沿って圧力が加えることにより、前記反応物が活性化されることを特徴とする、請求項８に記載のフェイスマスク。
10. 前記第１の反応物及び第２の反応物は、２成分型アクリル樹脂を含むことを特徴とする、請求項８に記載のフェイスマスク。
11. 前記第１の反応物及び第２の反応物は、２成分型エポキシを含むことを特徴とする、請求項８に記載のフェイスマスク。
12. 製造ラインにおいてフェイスマスクを製造する方法であって、
    前記製造ラインにおいて、着用者の顔と接触する周縁部分を互いに協働して画定する上側縁部及び下側縁部を含むフィルタ本体部を作製するステップと、
    前記製造ラインに沿って配置された堆積ステーションで、第１の反応物であって、未反応状態では、前記上側縁部を着用者の鼻及び顔の外形に適合する形状に変形させることができるように可鍛性を有し、第２の反応物と反応したときには硬化して、前記着用者の鼻及び顔の形状に適合する前記形状を保持する硬いノーズ部材を形成する、該第１の反応物を前記上側縁部に沿って堆積させるステップと、
    前記着用者が前記フェイスマスクを着用して使用する前に、前記第１の反応物が前記第２の反応物と反応することを防止するステップと、を含む方法。
13. 前記製造ラインに沿って配置された折り重ねステーションで、前記上側縁部にバインダ材料を折り重ねるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の反応物は、前記上側縁部上に堆積させられ、
    前記バインダ材料は、前記第１の反応物上に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記バインダ材料は、前記上側縁部上に配置され、
    前記第１の反応物は、前記バインダ材料上に堆積させられることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
16. 前記第２の反応物は、前記フェイスマスクの外部に存在し、
    前記第１の反応物が前記第２の反応物と反応することを防止する前記ステップは、
    前記第１の反応物を堆積させた後に、前記第１の反応物を前記第２の反応物から隔離するために、前記製造ラインに沿って配置されたステーションで前記フェイスマスクを包装材内に密封するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
17. 前記第１の反応物は、前記着用者が前記フェイスマスクの前記包装材を開封して前記フェイスマスクを着用したときに、前記フェイスマスクの周囲の大気または環境中の水分と架橋する架橋可能なポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第２の反応物は、前記上側縁部に沿って堆積させられ、
    前記第１の反応物及び前記第２の反応物の一方または両方が、他方の反応物と均一に混合されたカプセル化された形態で提供され、
    前記フェイスマスクの着用前に、前記着用者が前記上側縁部を操作することにより、前記カプセル化された反応物が放出されるようにしたことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。

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