JP2022066050A - マスクおよびマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリーツ式マスクをフィルタ交換可能にする場合、プリーツに邪魔されてフィルタ交換が困難である。【解決手段】マスク本体を形成する複数のシートと、前記複数のシートのうち蛇腹状に折り畳まれたいずれかのプリーツ状シートを、少なくとも折り目の延在方向端部において他のシートと接合する接合部と、を備える、マスクを提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、マスクおよびマスクの製造方法に関する。

近年、不織布等を積層したマスク本体に耳紐等を取り付けた使い捨てマスクが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

事情により使い捨てマスクを再利用することがあるが、表層と違い、静電気で微粒子を捕捉するフィルタは、再利用すると性能が大幅に劣化する。このため、フィルタを交換可能なマスクが知られている。また、マスクに付された折り目を広げることで顔の形状・大きさに追従できるプリーツ式マスクも知られている。

特開２０２０－２４８３号公報

プリーツ式マスクをフィルタ交換可能にする場合、プリーツに阻害されてフィルタを引き出すことが難しく、またプリーツに阻害されて交換用のフィルタを差し込むことが困難である。

上記課題を解決するため、本発明では、マスク外層と内層とを個別に折り畳んでプリーツを形成するマスクを提供する。

詳細には、本発明は、マスク本体を形成する複数のシートと、前記複数のシートのうち蛇腹状に折り畳まれたいずれかのプリーツ状シートを、少なくとも折り目の延在方向端部において他のシートと接合する接合部と、を備える、マスクを提供する。

また、前記他のシートには、蛇腹状に折り畳まれた他のプリーツ状シートを含んでよく、前記プリーツ状シートと、前記他のプリーツ状シートの折り畳み方向が異なっていてよく、前記プリーツ状シートと、前記他のプリーツ状シートの折り畳み中心位置が相違してよく、前記他のシートは、伸縮性を備えていてよい。

更に、前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、前記プリーツ状シートに付随して蛇腹状に折り畳まれフィルタシートを更に備えていてよく、前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、前記複数のシートと別個に蛇腹状に折り畳まれたフィルタシートを更に備えていてよく、前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、伸縮性素材で構成されたフィルタシートを更に備えていてよく、前記フィルタシートは、少なくとも前記接合部において、前記複数のシートと相互に接着され、少なくとも前記接合部の近傍に、フィルタ交換用のミシン目を付されていてよい。

加えて、前記複数のシートのいずれかに、前記フィルタシートを交換するためのフィルタ交換孔を備えていてよく、前記フィルタ交換孔を折り目の延在方向と垂直に備えてよく、
前記フィルタ交換孔を折り目の延在方向と平行に備えてよく、前記フィルタ交換孔を、マ
スク本体の短辺端部を折り目の延在方向と平行に１本設け、前記フィルタ交換孔と同一のまたは別のシートに、前記フィルタ交換孔に対して垂直方向に開口した少なくとも１箇所の治具挿入孔を備えていてよく、前記フィルタ交換孔の対辺側に、前記フィルタ交換孔と平行に穿孔された連通孔を備えていてよい。

マスクは、熱可塑性を有する複数のシートのうち、その少なくとも一方を蛇腹状に折り畳み、その少なくとも一方にフィルタ交換孔を設け、前記複数のシートの間に粒子捕集効果を備えるフィルタシートを積層して積層体を形成し、上記積層体の少なくとも２辺を熱接合して接合部を形成する方法で製造されてよく、前記フィルタシートの接合部近傍に、更に交換用ミシン目を形成してよく、前記フィルタ交換孔と同一層に、前記フィルタ交換孔に対して垂直方向に開口した少なくとも１箇所の治具挿入孔を形成して製造して良い。

本発明によれば、マスク外層と内層とを個別に折り畳まれているので、フィルタ層を内層と外層との間の交換が容易になる。

図１は、実施形態に係るマスクの外観斜視図である。 図２は、内層と外層が取りうるプリーツの形態を示した図である。 図３は、フィルタ層が取りうる形態を示した図である。 図４は、フィルタ層の取り換え方法の一例を示す図である。 図５は、フィルタ交換孔が取りうる形態を示した図である。 図６は、治具を用いたフィルタ交換の例を示した図である。 図７は、ロールを繰り出し積層する工程の概略を示した図である。 図８は、ロールを繰り出し積層する工程の具体例を示した図である。 図９は、積層体にノーズフィッターを組み込む工程を示した図である。 図１０は、積層体下部を溶着し、切断する工程を示した図である。 図１１は、耳紐を設置し、カバーシートで固定する工程を示した図である。

＜実施形態＞
以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係るマスクについて説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。

図１は、実施形態に係るマスクの外観斜視図である。図１に示されるように、マスク１は、マスク本体２、耳紐３，４、側部５，６、ノーズフィッター７を有する。マスク本体２は、シート状の通気性素材で形成されており、着用者の口と鼻を覆うことが可能な大きさを有する。耳紐３，４は、紐状の伸縮性素材で形成されており、マスク本体２の両側部に位置する側部５，６において端部が接合されることにより、マスク本体２の左右両側に環状の輪をそれぞれ形成する。

マスク本体２は、通気性を有する不織布等の各種シートから構成されるものであり、複数枚のシートの積層体である。そして、複数のシートは、上下左右の縁等において互いに適宜接合されている。マスク本体２は、プリーツ状の立体形状を形成し得る折り目を有する。このような折り目は、マスク本体２が襞状に折り込まれた状態で左右両側の端部に側部５，６が接合されることに、その形状が側部５，６によって保持される。すなわち、左右両側の端部の側部５，６で折り目の展開が阻止され、マスク本体２の中心部付近の領域において、マスク１の装着時に折り目が展開されることで、マスク本体２のプリーツが広
げられて立体形状となる。なお、非装着時にはプリーツが閉じられることで、マスク本体２をかさばらない平面状とすることができる。

耳紐３，４を構成する紐状の伸縮性素材は、例えば、ゴム糸と綿の交織帯や、樹脂フィラメントの交編ネット、伸縮性の不織布等で形成される。このような紐状の素材の両端部が、それぞれマスク本体２の左右両側の側部の側部５，６に接合されることで、当該素材の一端が始点となり、当該素材の他端が終点となるループ状の形態の耳紐３，４がマスク本体２の左右両側に形成される。

ノーズフィッター７は、マスク本体２の上部において、長手方向がマスク本体２の左右方向に延在する状態でマスク本体２に固定される部材である。ノーズフィッター７は、マスク本体２を構成するシート状の通気性素材同士の間に挟み込まれる状態で積層体の内部に固定されていてもよいし、或いは、マスク本体２の表面に固定されていてもよい。ノーズフィッター７は、着用者が指で押圧することにより適宜の形状へ変形可能な程度の強度を有すると共に、当該押圧から解放されても形状を維持する塑性変形可能な素材である。このようなノーズフィッター７がマスク本体２の上部に設けられていることにより、着用者は、鼻とマスク本体２との間にできる隙間を塞ぐことができる。

マスク１を構成する上述の各素材は、超音波溶着による接合が好適であるが、例えば、ミシン糸等による縫合、ホットメルト接着剤等による接着、ヒートシール、その他の各種接合技術を適用し得る。

マスク本体２は、内層１２と外層１０と、フィルタ層１１を備えている。内層１２は、肌面に直接触れる層であり、肌触りのよい素材が用いられる。外層１０は、通気性が良く、強靭な素材が設けられる。フィルタ層は、微粒子捕捉性能が高い素材が用いられる。超音波溶着をするためには、各素材が熱可塑性を有していることが望ましい。

図２は、内層と外層が取りうるプリーツの形態を示した図である。なお、内層１２と外層１０の関係は逆であってもよい。図２（ａ）では、内層１２と、外層１０のそれぞれにプリーツが形成されているが、それぞれのプリーツが離れている。これにより、使用者は容易にフィルタ層１１を交換することができる。

図２（ｂ）では、内層１２にプリーツが設けられていない。フィルタ層１１がプリーツに引っかからないので、使用者は容易にフィルタ層１１を交換することができる。また、内層１２と外層１０に構成されたプリーツとの間に空気層が発生するのでマスクの保温効果を高めることができる。この際、内層１０は伸縮性素材で形成されていることが望ましい。外層１０はプリーツにより広がるが、内層１２は広がらず、肌に追従させる必要があるためである。

図２（ｃ）では、内層１２と外層１０に設けられたプリーツが逆方向に付されている。内層１２と外層１０のプリーツは内層１２と外層１０との間には展開されず邪魔になるものがないため、よりフィルタ１１の交換はより容易になる。またプリーツ部分を逆方向に付することで、より広い空気層を発生させることができ、保温効果を高めることができる。

図２（ｄ）では、内層１２と外層１０に設けられたプリーツは、同一方向ではあるが、中心位置Ｃをずらして配置されている。このようにすると、内層１２に付されたプリーツは、外層１０に付されたプリーツとは中心位置Ｃが異なるため、着用中に外層１０のプリーツの隙間に嵌ってしまうことがない。このため、フィルタ１１を交換する際引っかかることがない。なお、プリーツは中心位置をずらすほか、内層１２と外層１０とでプリーツ
の折り方を変えることとしてもよい。

図３は、フィルタ層が取りうる形態を示した図である。内層１２と外層１０との形態は便宜上、図２（ａ）と同一にしてあるが、図（２）記載の各例と任意に組み合わせてよい。図３（ａ）は、内層１２と外層１０との間に、プリーツの付加されていないフィルタ層１１を挿入したものである。このような構成であれば、使用者はフィルタ層１１を容易に出し入れすることができる。フィルタ層１１がプリーツの動きを阻害しないよう、伸縮性を備えた素材であることが望ましい。

図３（ｂ）は、フィルタ層１１を外層１０と同時に折り畳み、一つのプリーツを形成したものである。フィルタ層１１と外層１０は連動して動くため、呼吸をするたびにフィルタ層１１が内層側、外層側に移動し、使用者が不快になることを避けることができる。

図３（ｃ）は、外層１０・内層１２・フィルタ層１１に個別にプリーツを付したものである。このような構成であれば、外層１０、内層１２のプリーツが開かれた際に、プリーツは良好に機能する。

図４は、フィルタ層の取り換え方法の一例を示す図である。本図のマスク本体２の各層は外周をすべて溶着されている。フィルタ交換孔１３が開けられている。フィルタ層１１には、交換用のミシン目１１１が各層同士の溶着部付近に付されている。ミシン目１１１は、フィルタシート１１のうちフィルタ機能を発揮する部分を新しいフィルタシートへ交換可能にするべく、フィルタシート１１のうち他のシートと溶着される部分と、フィルタ機能を発揮する部分とを切り離し可能にするために設けられる。よって、フィルタ層１１のうちフィルタ機能を発揮する部分については可及的に最大限の面積を交換可能にするべく、ミシン目１１１は、フィルタ層１１の端部にある溶着部分に沿って当該溶着部分に隣接する位置に設けられることが好ましい。しかし、ミシン目１１１は、各層同士が溶着される部位の製造上の誤差や、フィルタ機能が実質的に発揮される有効領域の大きさ等を考慮し、溶着部分から１～１０ｍｍ程度の所定距離を空けた位置に設けられていてもよい。ミシン目１１１は、フィルタ層を交換可能な部分を実質的に画定するものであるため、フィルタ層の交換によって期待されるフィルタ効果の回復力が著しく低下するような極めて狭小の面積を画定するものでない限りにおいて、溶着部分から適宜の距離を空けた位置に配置可能である。マスクを再使用する際、使用者は、マスク交換孔１３から手を入れてミシン目１１１を破ってフィルタ層１１のミシン目１１１の内側部分を取り出し、交換用フィルタ１１ａを、フィルタ交換孔１３から挿入する。

なお、外層１０、フィルタ層１１、内層１２を溶着する場所は、マスクの長手方向端部のみでもよい。マスクの長手方向端部が溶着してあれば、プリーツの形を十分に維持することができる。更に、フィルタ１１層の短手方向の長さを、外層１０、内層１２よりも短くし、鼻当接部と顎当接部についてはフィルタ層１１を溶着しないこととしてもよい。このようにすれば、フィルタ層１１に入れるミシン目はマスク長手方向端部の手前のみでよくなるため、使用者は、ミシン目を二か所切り離すだけでより簡単にフィルタ層１１を取り出すことができる。また、フィルタ層については溶着されていなくてもよい。

図５は、フィルタ交換孔が取りうる形態を示した図である。図５（ａ）は、プリーツの延在方向端部にフィルタ交換孔１４を設けた例である。図４のマスク交換孔１３から交換用フィルタ１１ａを差し込んだ場合、交換用フィルタ１１ａがプリーツの折り目に引っかかってうまく入らないことがある。プリーツの延在方向からフィルタを差し込めば、交換用フィルタ１１ａがプリーツの折り目にかかることがない。

図５（ｂ）は、フィルタ交換孔１５ａと１５ｂを、マスクの鼻当接部付近と顎当接部付
近の２箇所に設けた図である。フィルタ交換孔が２箇所にあれば、使用者は、交換用フィルタを一方の交換孔から入れ込み、他方の交換孔に指を入れて当該交換用フィルタを所定位置まで引っ張ることで、無理なくフィルタ層１１の交換を行うことができる。

図６は、治具を用いたフィルタ交換の例を示した図である。マスク１の装着感に関わるため、フィルタ層１１に剛性の高い素材を用いることはできない。しかし、柔らかい素材でできた交換用フィルタをマスクの適切な位置に配置するのは容易ではない。このため、フィルタ１１の交換には、交換を容易とするための治具を用いることができる。例えば、治具２１のような板状でかえしが付いた治具に、交換用フィルタ１１ａを引っ掛けてフィルタ交換孔１３から所定位置まで挿入し、所定位置で返しから交換用フィルタ１１ａの端部を外して治具２１を引き抜けば、極めて容易にフィルタを交換することができる。なお、返しは、再利用可能で粘着力の弱いテープなどとしてもよい。

また、外層１０または内層１２のフィルタ挿入部１３に隣接する位置に治具挿入孔１６を設け、そこからピンセット型の治具２２を挿入可能としてもよい。使用者は、フィルタ交換孔１３から交換用フィルタ１１ａを一定程度挿入した後、治具挿入孔１６からピンセット型治具２２を挿入して交換用フィルタ１１ａを把持して位置を調整しながら所定位置まで差し込む。なお、フィルタ挿入部１３を配置するシートと、治具挿入孔１６を配置するシートは分けてもよい。また、フィルタ挿入部１３のプリーツを挟んだ反対側に、フィルタ挿入部１３と平行に連通孔を穿孔してもよい。連通孔を穿孔しておくことにより、治具と交換用フィルタ１１ａを挿入し、反対側から治具のみを引き抜けるようになる。

＜製造方法＞
以下に、上記のようなマスク製造方法の一例について述べる。

図７は、ロールを繰り出し積層する工程の概略を示した図である。マスクを構成する部材は、ロールシートの形態で製造ラインに設置される。一番上のロールには、外層１０の素材が、中間のロールにはフィルタ層１１の素材が、一番下のロールには、内層１２の素材がそれぞれセットされ、ローラ２０の圧力によって繰り出されて積層体となり、コンベア２１の上を流れていく。以下の図面では省略することがあるが、積層体はラインの複数個所に設けられたローラ２０とコンベア２１の力でライン上の工程を進む。

図８は、ロールを繰り出し積層する工程の具体例を示した図である。本図では、予め各シートにフィルタ交換孔１３やミシン目１１１を穿孔しておく場合の例であるが、これらは工程内で、プリーツを形成する前、またはプリーツ形成後、更には積層体形成後に穿孔されてもよい。プリーツ形成後に穿孔を行えば、使用状態で自然にミシン目が開くので、より好適である。治具挿入孔１６を穿孔する場合についても同様である。

外層１０となるロールシートには、予め交換用フィルタ１１ａの大きさに応じたフィルタ交換孔１３が、マスク本体２の長手方向寸法に応じた間隔で開口加工されている。フィルタ交換孔１３はミシン目であってもよい。フィルタ層１１になるロールシートには、予めマスク本体２の長手方向寸法に応じた間隔で、略矩形のミシン目１１１が加工されている。内層１２になるロールシートには加工が施されていないが、外層１０に存在するフィルタ交換孔１３を内層１２側に設置する場合には、フィルタ交換孔１３は内層１２側に配置される。

各シートは、各ロールシートからローラ３０ａにより引き出され、次のローラ３０ｂとの間で、金属片３２を通過する。金属片３２はライン上に固定されており、通過中の積層体を屈曲させて折りたたむ。金属片３２の間を通過することにより、積層体はジグザクに折り畳まれ、この部分がプリーツになる。金属片３２の形態は、作成するプリーツの形態
に合わせて変更することができる。また、特定のシートにプリーツを作成しない場合には、当該シートが流れるラインから金属片３２を取り外す。接触しないように本図のように積層前の各シートに個別にプリーツを形成することにより、シート毎に様々な形態のプリーツを有するマスクを製造できる。

加工が施された各シートは、ローラ３０ｂからローラ３０ｃに至る過程で積み重ねられて、積層体となる。

図９は、積層体にノーズフィッターを組み込む工程を示した図である。積層体の表面にはノーズフィッター７が配置される。本実施形態ではノーズフィッター７はローラ状になって提供され、切断配置装置３３で適宜切断されて積層体の上に配置される。勿論、ノーズフィッター７の部材は予め切断されていてもよい。

続いて、積層体のノーズフィッター側がライン上に固定された金属片３４により折り返される。折り返されるシートは、積層体のうちの一部のシートであってもよいし、全部であってもよい。これにより、ノーズフィッター７は、シートの中に包み込まれる。

続いて、溶着装置３５により、ノーズフィッター７を包み込んだシートと積層体とが溶着される。溶着方法は、熱溶着、振動溶着、超音波溶着であってよい。なお、ここでノーズフィッター７を挟み込むように溶着が行われてもよいし、ノーズフィッター７の延在方向左右に溶着が行われてもよい。このように溶着をすることで、ノーズフィッター７は完全に固定され、輸送中や装着中に移動することがなくなる。

図１０は、積層体下部を溶着し、切断する工程を示した図である。溶着装置３５により、積層体のノーズフィッター７と反対側についても溶着が行われる。これまで連続体として加工されてきた積層体は、カッター３６で横目方向に切断される。これ以降は、切断された積層体は、それぞれに耳紐とカバーをつけられてマスク本体となる。

図１１は、耳紐を設置し、カバーシートで固定する工程を示した図である。図１１（ａ）では、左右の耳紐３、４を積層体の上に配置する。図１１（ｂ）では、耳紐３、４と積層体を包み込むようにカバーシート３７を配置する。カバーシートは、熱可塑性を有するポリマーシートで構成されており、積層体と溶着することができる。図１１（ｃ）では、カバーシート３７を積層体と溶着したものである。この状態で包装をすることで、マスクの製造工程は完結する。

以上、本発明におけるマスクの実施の形態および製法について説明したが、本発明の内容は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、フィルタ交換孔１３を明示的に設けない代わりにマスク本体２の顎当接部分において各層を溶着せず、フィルタシート１１の顎当接部にはミシン目を設けない構成とすることができる。使用者は、顎当接部分の溶着されていない部分に指を入れて、他の辺に設けられたミシン目を破ってフィルタシート１１を取り出し、交換用フィルタシートを挿入してマスクを再利用する。このような形態を取った場合、溶着されていない顎当接部分がフィルタ交換孔１３として機能することになる。

積層された各シートを溶着しない部分は、任意の辺に作ることができる。しかし、顎当接部分以外の場所に溶着しない部分を作ると、マスクが呼吸器の保護という本来の機能を発揮できなくなる虞がある。マスクを着用する際、顎当接部は顎の下に配置されるため、このような形態を取っても呼吸器に与える影響は少なく、好適である。

製造工程においてカバーシート２８を用いる例を示したが、本発明においては、積層体
と耳紐３、４側部５、６とを直接溶着することとしてもよい。但し、カバーシート２８を用いない場合、他の部分と同程度の溶着では再使用中に耳紐３、４がマスク本体２から離れてしまう虞があるため、強力に溶着する必要がある。

以上で開示した実施形態や応用例は、それぞれ組み合わせることができる。

１・・マスク
２・・マスク本体
３，４・・耳紐
５，６・・側部
７・・ノーズフィッター
１０・・外層
１１・・フィルタ層
１１ａ・・交換用フィルタ
１２・・内層
１３・・フィルタ交換孔
１４・・フィルタ交換孔
１５ａ，１５ｂ・・フィルタ交換孔
１１１・・ミシン目
２１，２２・・治具
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・ローラ
３１・・コンベア
３２・・金属片
３３・・切断配置装置
３４・・金属片
３５・・溶着装置
３６・・カッター
３７・・カバーシート

Claims (17)

1. マスク本体を形成する複数のシートと、
   前記複数のシートのうち蛇腹状に折り畳まれたいずれかのプリーツ状シートを、少なくとも折り目の延在方向端部において他のシートと接合する接合部と、
   を備える、マスク。
2. 前記他のシートには、蛇腹状に折り畳まれた他のプリーツ状シートを含む、
   請求項１に記載のマスク。
3. 前記プリーツ状シートと、前記他のプリーツ状シートの折り畳み方向が異なる、
   請求項２に記載のマスク。
4. 前記プリーツ状シートと、前記他のプリーツ状シートの折り畳み中心位置が相違する、
   請求項２または３記載のマスク。
5. 前記他のシートは、伸縮性を備える、
   請求項１に記載のマスク。
6. 前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、
   前記プリーツ状シートに付随して蛇腹状に折り畳まれフィルタシートを更に備える、
   請求項１～５のうちいずれか１項記載のマスク。
7. 前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、
   前記複数のシートと別個に蛇腹状に折り畳まれたフィルタシートを更に備える、
   請求項１～５のうちいずれか１項記載のマスク。
8. 前記複数のシートの間に、粒子捕集効果を有し、
   伸縮性素材で構成されたフィルタシートを更に備える、
   請求項１～５のうちいずれか１項記載のマスク。
9. 前記フィルタシートは、少なくとも前記接合部において、前記複数のシートと相互に接着され、
   少なくとも前記接合部の近傍に、フィルタ交換用のミシン目を付された、
   請求項６～８のうちいずれか１項記載のマスク。
10. 前記複数のシートのいずれかに、前記フィルタシートを交換するためのフィルタ交換孔を備える、
    請求項６～９のうちいずれか１項記載のマスク。
11. 前記フィルタ交換孔を折り目の延在方向と垂直に備える、
    請求項１０記載のマスク。
12. 前記フィルタ交換孔を折り目の延在方向と平行に備える、
    請求項１０記載のマスク。
13. 前記フィルタ交換孔を、マスク本体の短辺端部を折り目の延在方向と平行に１本設け、
    前記フィルタ交換孔と同一のまたは別のシートに、前記フィルタ交換孔に対して垂直方向に開口した少なくとも１箇所の治具挿入孔を備える、
    請求項１０記載のマスク。
14. 前記フィルタ交換孔の対辺側に、前記フィルタ交換孔と平行に穿孔された連通孔を備える、
    請求項１３記載のマスク。
15. 熱可塑性を有する複数のシートのうち、
    その少なくとも一方を蛇腹状に折り畳み、
    その少なくとも一方にフィルタ交換孔を設け、
    前記複数のシートの間に粒子捕集効果を備えるフィルタシートを積層して積層体を形成し、
    上記積層体の少なくとも２辺を熱接合して接合部を形成する、
    マスクの製造方法。
16. 前記フィルタシートの接合部近傍に、更に交換用ミシン目を形成する、
    請求項１５記載のマスクの製造方法。
17. 前記フィルタ交換孔と同一層に、前記フィルタ交換孔に対して垂直方向に開口した少なくとも１箇所の治具挿入孔を形成する、
    請求項１５または１６に記載のマスクの製造方法。
    

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