JP2022115629A - マスク用シート - Google Patents

Abstract

【課題】巻くことで形状を任意の大きさに小さくすることができ、且つ小さくしても変形しづらいマスク用シートを提供する。【解決手段】使用者の肌に接触する側の面である第一面１Ｓと、第一面１Ｓの反対側の面である第二面１Ｒとを有し、第一面１Ｓ及び第二面１Ｒの一方又は両方の最表面には、厚み方向外方に突出する複数の凸部１と、複数の凸部１に挟まれた凹部２とがあり、凹部２は平面視における一方向Ｘに連続して配されている、マスク用シート１０。【選択図】図１

Description

本発明は、マスク用シートに関する。

近年、感染症の拡大に伴い、使用者の口や鼻を覆うマスクを長時間使用する機会が多くなっている。このようなマスクには折り畳み可能なものもあり、これまでに種々の技術が提案されてきた。
例えば、特許文献１には、第１部分と、第１境界線によって第１部分から区別される第２部分と、第２境界線によって第２部分から区別される第３部分とを備えたメインボデーを有する、個人用呼吸保護装置が記載されている。この個人用呼吸保護装置は、第１部分と、第２部分と、第３部分とを通して延在する２等分折り目に沿って、実質的に平坦な形態に折り畳むことができる。
また、特許文献２には、マスク基材である不織布シート上に所定のエンボスラインを設けた、防塵マスクが記載されている。この防塵マスクは、エンボスラインに沿ってマスクの内側に縦方向に折りたたむことにより、折りたたみ可能となっている。

特表２００２－５３７００９号公報 特開２００６－２１８０７９号公報

１枚のマスクを長時間使用する場合、食事等の際にマスクを取り外し、再び着用する機会がある。取り外したマスクを一時的に机上に載置したり、ポケットに入れたりする際に、肌と接する面が雑菌等に触れて汚染しないように、綺麗にマスクを折り畳むことができると衛生上望ましい場合が多い。また肌と接する面を内側に折り畳む以外にも、花粉等の粒子の飛散を避けるために、肌と接しない面を内側に折り畳む場合もある。しかし、従来のマスクは折り畳むと、折り畳み部分に折れ線が生じ、再び開け広げたときに、口や鼻を覆う面が元のように復元せず、変形してしまうことがある。即ち、折り畳み後でのマスクの復元性が劣り、見栄えだけでなく一義的な衛生面の維持等の性能が悪化することがある。
また、特許文献１及び２に記載のような折り畳み可能なマスクであっても、マスクの性能を維持するためには、設計された形状にしか折り畳むことができない。即ち、使用者が衛生上の性能を維持しながら、任意の大きさまでマスクを小さく折り畳むことができるものではない。
衛生面を考慮しながら折り畳んで小さくすることを可能とする観点から、従来のマスクにはまだ一定の改善の余地があった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、巻くことで任意の大きさのものに小さくでき、且つ小さくしても再使用時には変形を起こし難く、復元性の良いマスク用シートに関する。
また、本発明は、前記マスク用シートを有するマスクに関する。
更に、本発明は、前記マスク用シート及び前記マスクの好適な使用方法に関する。

本発明は、使用者の肌に接触する側の面である第一面と、該第一面の反対側の面である第二面とを有し、前記第一面及び前記第二面の一方又は両方の最表面には、厚み方向外方に突出する複数の凸部と、複数の該凸部に挟まれた凹部とがあり、前記凹部が平面視における一方向に連続して配されている、マスク用シートを提供する。

本発明のマスク用シート及びマスクは、巻くことで任意の大きさのものに小さくでき、且つ小さくしても再使用時には変形を起こし難く、復元性が良い。
また、本発明のマスク用シートの使用方法及びマスクの使用方法によれば、前記マスク用シート及び前記マスクを好適に使用できる。

本発明のマスク用シートの一実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明のマスク用シートの最表面に存在する凸部及び凹部の一例を模式的に示す平面図である。 図１に示すマスク用シートを巻いた状態を模式的に示す側面図である。 図１に示すマスク用シートを巻いた状態でポケットに入れた様子を模式的に示す正面図である。 本発明のマスク用シートの最表面に存在する凸部及び凹部の別の一例を模式的に示す平面図である。 凹部における「一方向に連続」の定義を示す説明図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、所定の凹部が「一方向に連続」に該当する一例を示している。（Ｃ）及び（Ｄ）は、所定の凹部が「一方向に連続」に該当しない例を示している。 本発明のマスク用シートの一実施形態を模式的に示す断面図である。 （ａ）は本発明のマスク用シートの装着状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すマスク用シートをその内側から見た斜視図である。 本発明のマスク用シートをフィルタシートとして用いる方法を示す斜視図である。

本発明のマスク用シートについて、その好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本発明のマスク用シートは、マスクに用いられる素材であり、マスクに適用される前の原料とマスクに組み込まれた素材との両方を含む。
本発明においては、特に断らない限り、使用時に人体の上下に相当する方向を上下方向といい、人体の左右に相当する方向を左右方向という。また、上下方向及び左右方向が属する面を平面といい、該平面の方向に直交する方向を厚み方向という。

本発明のマスク用シートは、使用者の肌に接する側の面である第１面と、第１面の反対側の面である第２面とを有する。第１面及び第２面の一方又は両方の最表面には、厚み方向外方に突出する複数の凸部と、複数の凸部に挟まれた凹部とがある。
図１に示すマスク２０は、本発明のマスク用シートの好ましい一実施形態である、一対のマスク用シート１０，１０を含む。本実施形態の一対のマスク用シート１０，１０は、第１面１Ｓを対向させて配されている。それぞれのマスク用シート１０は、第２面１Ｒの最表面を平坦状とし、第１面１Ｓの最表面に凸部１及び凹部２を有する。図２に示すように、凹部２は、平面視における一方向に連続して配されている。図２においては、凹部２が連続する「一方向」は、マスク用シート１０が有する長手方向Ｙ及び該長手方向Ｙに直交する短手方向Ｘのうちの、短手方向Ｘである。この短手方向Ｘは、図１に示すマスク２０において、上下方向にされている。
図２に示すマスク用シート１０は、このようなパターンで凸部１及び凹部２がシート面全体に配されて、マスク２０に適用される前の原料（例えば、長尺ロール体）となる。

第１面１Ｓ及び第２面１Ｒの一方又は両方の最表面に凹凸があり、凹部２が一方向に連続していることで、凹部２がマスク用シート１０及びマスク２０の折り曲げの起点となる。これにより、マスク用シート１０及びマスク２０を丸めて畳みやすくなる。即ち、マスクを使用しないときに折り曲げ、小さな形状に折り畳むことができる。
また、連続した凹部２には応力が集中しやすく、折れ曲がりやすくされている。これにより、マスク用シート１０を小さく折り畳んでも、凹部２以外の部分よりも凹部２で優先的に曲がりやすくなる。その結果、折り畳みによる凸部１の潰れが生じにくく、マスク用シート１０の性能が維持されやすくなる。また、凹部２で優先的に曲がることで、マスク用シート１０に折り癖が付きにくくなる。即ち、再使用時に変形を起こし難く、復元性の良いマスク用シート１０となる。

凹部２が連続する一方向は、図２に示すものに限定されず、平面視において任意の方向とすることができる。例えば、短手方向Ｘ（マスク２０における上下方向）でもよく、長手方向Ｙ（マスク２０における左右方向）でもよい。但し以下に述べるように、より小さな形状に丸めて畳むことが可能となる観点から、前記一方向は短手方向Ｘであることが好ましい。

即ち、図１に示すように、凹部２がマスク２０の上下方向（マスク用シート１０における短手方向Ｘ）に連続していることが好ましい。
マスク２０の形状としては、上下方向の長さよりも、左右方向の長さの方が大きくなることが一般的である。そのため、左右方向へマスク２０を丸めると、棒状になったマスク２０の長さ（上下方向の長さ）は、他の方向へ丸める場合よりも短くなる。即ち、左右方向へ丸めることで、マスク２０を小さく畳むことができる。このとき、上下方向に連続した凹部２があることで、凹部２を起点にしてマスク２０を左右方向へ折り曲げることが容易となる。その結果、長さの短い棒状へと丸めて畳むことができる。

一方向に連続して配されている凹部２は、１つだけでもよく、図１及び２に示すように、複数条あってもよい。マスク用シート１０が凹部２を１つだけ有する場合、１つの凹部２を起点にして折り曲げ、マスク用シート１０を二つ折りの状態に折り畳むことができる。一方、マスク用シート１０が凹部２を複数条有する場合、複数の凹部２を起点にして折り曲げ、マスク用シート１０を図３に示すような棒状に丸めることができる。更には、図４に示すように、任意の大きさまで丸めてポケットに入れることができる。また、マスク用シート１０を有するマスク２０を、第１面１Ｓを内側にして折り曲げ、二つ折り状態に折り畳んだ後で巻くことで、第１面１Ｓと第２面１Ｒとの接触を避けることができる。その結果、使用者の肌に接する第１面１Ｓを衛生に保つことができる。
即ち、より小さな形状まで丸めて畳むことを可能とする観点から、凹部２は一方向に交差する方向に沿って複数条配されていることが好ましい。また、このような一方向に連続する凹部２の複数条配列は、図２に示すようにマスク用シート１０のシート面全体にあることが好ましい。更に、凹部２，２同士は等間隔で配置されることが好ましい。

連続して配されている凹部２は、図２に示すように直線状に一方向に連続していてもよく、図５に示すように蛇行しながら一方向（第１方向Ｓ１や第２方向Ｓ２）に連続していてもよい。いずれの形態であっても、連続した凹部２が起点になってマスク用シート１０を折り曲げることができる。但し、マスク用シート１０を折り状態にした際に厚みを小さくし易くする観点から、凹部２は直線状であることが好ましい。
直線状の凹部２は、代表的には、図２に示すような畝溝構造の凹凸を最表面に設けることで、形成することができる。従って、直線状の凹部２とする観点から、凸部１及び凹部２を畝溝構造の凹凸とすることが好ましい。
なお、「一方向に連続」とは、複数の凸部に挟まれた凹部の道のりからなる曲線から得られる近似直線が、前記複数の凸部が挟む領域にあることをいう。ここで、近似直線は、前記複数の凹部の配列方向に沿った方向に伸びる直線であり、近似直線が伸びる方向が上記に示す「一方向」である。
例えば、図６（Ａ）に示す凸部１及び凹部２の配列において、凹部の道のり３から得られる近似直線は、図６（Ｂ）に示す近似直線Ｌ１である。凹部の道のり３の両脇にある凸部５（斜線が付された凸部１）が挟む領域に近似直線Ｌ１があるため、凹部の道のり３は一方向に連続しているといえる。一方、図６（Ｃ）に示す凹部の道のり４からは、図６（Ｄ）に示す近似直線Ｌ２が得られる。しかし、近似直線Ｌ２は、凹部の道のり４の両脇にある凸部５（斜線が付された凸部１）が挟む領域に収まらないため、上記に示す「一方向に連続」には該当しない。

凹部２は、平面視において、複数の方向に沿って複数条配されていてもよい。例えば、図５に示すマスク用シート１０の最表面には、図２に示す形態とは異なる形態として、第１方向Ｓ１に蛇行しながら連続する凹部２が第１方向Ｓ１と交差する方向に複数配され、且つ第１方向Ｓ１とは異なる第２方向Ｓ２に蛇行しながら連続する凹部２が第２方向Ｓ２と交差する方向に複数配されている。第１方向Ｓ１及び第２方向Ｓ２はいずれも、マスク用シート１０の長手方向Ｙ及び短手方向Ｘと交差する方向である。
この形態においては、凸部１が散点状に配されている。散点状の凸部１，１間の凹部２が連なり溝となって、凹部２が網目状に配されている。このように、凹部２は全て繋がって１つになっていてもよい。但し、凹部２が網目状等で１つに繋がっていても、一方向に連続する凹部２が複数互いに並列に配置されて、凹部２が実質的には複数本の溝として機能することが好ましい。実質的な複数本の溝からなる凹部２であれば、並列の溝をそれぞれ起点としてマスク用シート１０を棒状に丸め、複数の方向へ小さく畳むことが可能になる。

マスク用シート１０の最表面の凹凸を鮮明にする観点から、凸部１の高さ（凸部１が厚み方向外方に突出する距離）は１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が更に好ましい。また、より小さな形状に折り畳むことを可能にする観点から、凸部１の高さは４ｍｍ以下が好ましく、３．５ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以下が更に好ましい。なお、凸部１の高さは、凸部１と凹部２との高低差、或いは凹部２の深さと言い換えることができる。

凹部２は一方向Ｘに連続して配されているため、隣り合う凹部２，２の間の凸部１は、一方向Ｘに直交する方向に、一定の幅を有する。この凸部１の幅は、凹部２において座屈の起点を作り折り易くする観点から、１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上が更に好ましい。また、多くの凹部２を設けてマスク用シート１０を小さな形状まで丸めて畳むことを可能にする観点から、凸部１の幅は６ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、４ｍｍ以下が更に好ましい。なお、凸部１の幅は、隣り合う凹部２，２同士の間隔と言い換えることができる。

次に、本発明のマスク用シート１０の構成部材について説明する。

本発明のマスク用シート１０は、１枚のシートで構成されていてもよく、複数のシートを積層させたものでもよい。複数のシートを積層させたものの具体例としては、伸縮性シート及び凹凸シートの積層体が挙げられる。かかる場合、凹凸シートとしては、フィルタ層（平均繊維径３０００ｎｍ以下の繊維を構成繊維とする層）と、フィルタ層を保護する層であるスパンボンド不織布層とを、積層させたものが好ましい。フィルタ層を含むことで、又はフィルタ層を含むシートが凹凸形状を有することで、空気中の微粒子等に対する捕集性が極めて高くなり、また柔軟性が増す。加えて、フィルタ層が上記の極細繊維を含むことで密度が高まって繊維同士の接点が増え、後述の溶着部の接着性を高めることができる。
この観点から、フィルタ層の構成繊維の平均繊維径は２０００ｎｍ以下がより好ましく、１０００ｎｍ以下が更に好ましい。
また、通気性を適度に確保し、マスク用シート１０の使用者が呼吸を楽に行いやすくする観点から、フィルタ層の構成繊維の平均繊維径は、５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましく、２００ｎｍ以上が更に好ましい。

フィルタ層の構成繊維の平均繊維径は、繊維長さ方向に直交する繊維断面における最大差し渡し長さを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定することができる。具体的な手順は以下の通りである。
マスク部材を丁寧に剥がして何層の構成になっているかを確認した上で、繊維径が最も細い層（濾過材として機能する層）を測定対象の繊維層とする。ＳＥＭ観察による二次元画像から、繊維の塊、繊維同士の交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維を任意に５００本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引いたときの長さを繊維径として直接読み取る。測定した繊維径の頻度分布（ヒストグラム）から累積頻度が全体の５０％となるメジアン繊維径を求め、これを、測定対象の繊維層を構成する繊維の平均繊維径とする。

マスク用シート１０が少なくとも凸部１及び凹部２を有する凹凸シートを有する限り、他のシートは凹凸シートであってもよく、平坦状の平坦シートであってもよい。中でも、マスク用シート１０は、図７に示すように、凸部１及び凹部２を有する凹凸シート１１と、平坦状の平坦シート１２とを積層したものが好ましい。これらを１枚ずつ積層すると、凹凸シート１１側が最表面に凸部１及び凹部２を有する凹凸面１Ａとなり、平坦シート１２側が平坦面１Ｂとなる。即ち、マスク用シート１０全体としては、シャッタータイプの風呂蓋や片面ダンボールと同様の構造となり、これらと同様に任意の箇所で任意の大きさになるように自在に丸めることが可能となる。しかも、平坦シート１２が凹凸シート１１に対してシート面の形状を保とうと作用し、マスク用シート１０に折り癖が付かず、復元性が更に高くなる。

マスク用シート１０の構成部材に平坦シート１２を用いる場合、平坦シート１２は伸縮性シートであることが好ましい。平坦シート１２に伸縮性シートを用いると、マスク用シート１０を製造する際に、次のようにして、マスク用シート１０の最表面に凹凸を好適に形成することができる。例えば、引き延ばした状態の伸縮性シートに、凹凸シート１１の前駆体となるシートの一部を貼り合わせ、その後引き延ばし状態を解くことで、凹凸シート１１の前駆体が収縮し、凹凸を形成することが可能である。このような構成であると凹凸シート１１と平坦シート１２の間に中空部分が生成され、マスクを曲げた際の曲げ応力が少なくなる。

本明細書における「伸縮性」とは、シートに力を一方向に加えて５０％伸長（伸長前の自然長に対して１．５倍に伸長）させた後に、除荷したときの伸長率が０％以上１０％以下（伸長前の自然長に対して１倍以上１．１倍以下）まで収縮する性質をいう。反対に、本明細書における「非伸縮性」とは、同様の試験をしたときの伸長率が１０％超となる性質や、５０％伸長時に破断する性質をいう。この基準に従って、マスク用シート１０の構成部材に用いられているシートが伸縮性シートか非伸縮性シートかを、区別することができる。
伸縮性シートとしては、構成繊維として弾性繊維を含む不織布、非弾性繊維からなる不織布と弾性体（例えば弾性フィラメント）との複合材料、弾性繊維と非弾性繊維との混綿不織布等が挙げられる。前記の「伸縮性」の測定においては、測定対象のシートが例えば平坦シート１２に凹凸シート１１が積層されている場合、衛生マスク用シート１０を、外力のかからない自然状態に静置し、フェザー安全剃刀株式会社製の片刃（品番：ＦＡＳ－１０）を使用して２０ｍｍ×５０ｍｍに切断する。その後、平坦シート１２と凹凸シート１１の界面における接合部を、剃刀、カッター、ハサミ等を用いて切断して平坦シート１２と凹凸シート１１を分離し、各々の切断片の長手方向に伸長させ「伸縮性」を評価することができる。

一方、マスク用シート１０の構成部材に凹凸シート１１を用いる場合、凹凸シート１１は非伸縮性シートであることが好ましい。凹凸シート１１に非伸縮性シートを用いることで、巻いたマスクが意図せず開いてしまうことを防止し易い。

本発明のマスク用シート１０は、種々の方法でマスクに使用することができる。例えば図１及び８に示す実施形態では、マスク本体だけでなく耳掛け部もマスク用シート１０で構成されているが、これに代えて、マスク本体のみをマスク用シート１０から構成し、耳掛け部は他の材料、例えばゴム紐や伸縮性不織布等から構成してもよい。これらの実施形態はいずれにせよ、マスク本体が本発明のマスク用シート１０を有する形態である。
或いは、図９に示すように、本発明のマスク用シート１０を、マスク本体に着脱可能なフィルタシートとして使用してもよい。この実施形態では、マスクはマスク本体とフィルタシートとを有し、フィルタシートが本発明のマスク用シート１０を有する。
これらのマスクは、本発明のマスク用シート１０を使用したものであるため、凹部２を起点にして丸めて折り畳むことができる。

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳しく説明するが、本発明はこれにより限定して解釈されるものではない。

（実施例１）
凹凸シートと平坦シートとを積層し、図２及び７に示すような、最表面に畝溝構造を有するマスク用シートを作製した。畝溝構造が有する凸部及び凹部はいずれも直線状であった。また、凸部の高さは２．５ｍｍ、凸部の幅は３ｍｍであった。
凸部及び凹部の延長方向がマスクの上下方向と一致するように、マスク用シートを裁断及び接合し、図１に示すような、使用者の肌に触れる第１面を凹凸面とするマスク試料を作製した。これを、実施例１のマスク試料とした。
複数条の凹部を起点として折り曲げることで、実施例１のマスク試料を、図３に示すように左右方向へ棒状に巻いていき、平面視におけるマスク試料の左右方向の長さを１／６にした。巻いた状態のマスク試料を、外力を加えず１０秒間静置した後、平面視におけるマスク試料の左右方向の長さを測定した。

（比較例１）
長方形状のプリーツマスク（商品名：アズファインフィットサージカルマスク、アズサイエンス株式会社製）を、比較例１のマスク試料とした。
プリーツを起点として折り曲げることで、比較例１のマスク試料を上下方向へ棒状に巻いていき、平面視におけるマスク試料の上下方向の長さを１／６にした。巻いた状態のマスク試料を、外力を加えず１０秒間静置した後、平面視におけるマスク試料の上下方向の長さを測定した。

（状態維持率の算出）
実施例１及び比較例１のマスク試料それぞれについて、巻いた状態のマスク試料の巻き方向の長さを、１０秒間静置後のマスク試料の巻き方向の長さで除し、状態維持率を算出した。なお、「巻き方向」とは、マスク試料を巻いた方向のことを指し、実施例１のマスク試料では左右方向が巻き方向に相当し、比較例１のマスク試料では上下方向が巻き方向に相当する。
状態維持率が１００％に近いほど、マスク試料が巻いた状態を維持しやすいことを表す。
結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１のマスク試料では、巻いた状態で１０秒間静置しても、平面視における巻き方向の長さは変わらず、状態維持率は１００％であった。即ち、巻いた状態で１０秒間静置すると巻き方向の長さが大きくなった比較例１のマスク試料よりも、状態維持率の値が優れていた。
即ち、実施例１のマスク試料は、元の長さの１／６まで大きさを小さくでき、且つ小さくした状態を維持できるものであった。

１ 凸部
２ 凹部
３，４ 凹部の道のり
５ 凹部の道のりの両脇にある凸部
１０ マスク用シート
１１ 凹凸シート
１２ 平坦シート
１Ａ 凹凸面
１Ｂ 平坦面
１Ｓ 第１面
１Ｒ 第２面
２０ マスク
Ｌ１，Ｌ２ 近似直線
Ｓ１ 第１方向
Ｓ２ 第２方向
Ｘ 短手方向
Ｙ 長手方向

Claims (9)

1. 使用者の肌に接触する側の面である第一面と、該第一面の反対側の面である第二面とを有し、
   前記第一面及び前記第二面の一方又は両方の最表面には、厚み方向外方に突出する複数の凸部と、複数の該凸部に挟まれた凹部とがあり、
   前記凹部が平面視における一方向に連続して配されている、マスク用シート。
2. 前記凹部が、平面視において前記一方向と交差する交差方向に沿って複数条配されている、請求項１記載のマスク用シート。
3. 前記凸部及び前記凹部を有する凹凸シートと、平坦状の平坦シートとを積層したものである、請求項１又は２記載のマスク用シート。
4. 前記平坦シートが伸縮性シートである、請求項３記載のマスク用シート。
5. マスク本体が、請求項１～４のいずれか１項に記載のマスク用シートを有する、マスク。
6. マスク本体と、該マスク本体に着脱可能なフィルタシートとを有し、
   前記フィルタシートが請求項１～５のいずれか１項に記載のマスク用シートを有する、マスク。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のマスク用シートを、マスク本体に着脱可能なフィルタシートとして用いる、マスク用シートの使用方法。
8. 請求項５又は６記載のマスクを、前記凹部を起点にして丸めて畳む、マスクの使用方法。
9. 請求項１～４のいずれか１項に記載のマスク用シートを、前記凹部を起点にして丸めて畳む、マスク用シートの使用方法。

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