JP6435146B2 - マスク処理剤 - Google Patents

Description

本発明は、空気中に浮遊する粒子の透過を抑制する処理をマスクに行うためのマスク処理剤に関するものである。

一般に、例えば、花粉、ハウスダスト、各種粉塵、ウイルス等の空気中に浮遊する粒子が口や鼻に侵入するのを抑制するためにマスクを装着することがある。この種のマスクとしては、例えば不織布等で構成された布製マスクが一般に広く普及している。特に近年では、花粉症やアレルギー症状を抑制するためにマスクを装着する人が増えてきており、また、ウイルス飛沫やＰＭ２．５のような極小粒子の吸入防止対策としてマスクを選択する人も増えている。したがって、極小粒子がマスクを透過するのを有効に抑制することが望まれている。このことに対して、非常に微細なろ過フィルターをマスクに設けることが考えられるが、このようにした場合、マスクのコストが高騰してしまうので、一般に普及させるのが難しい。

そこで、例えば、特許文献１、２に開示されているマスク処理剤をマスクに付着させることが提案されている。特許文献１のマスク処理剤は、ノニオン系界面活性剤、グリセリン等の多価アルコール、低級アルコール及び精製水を含有している。また、特許文献２のマスク処理剤は、水、アルコールの他、陽イオン性界面活性剤を含有している。

特許第５０７２１９８号公報 特許第５５５３５６３号公報

ところで、特許文献１では、ノニオン系界面活性剤が空気中に浮遊する粒子をトラップすることによって粒子の透過抑制効果が得られるとしている。また、特許文献２では、アルコールを６０重量％以上の高い割合で含んでいることで、殺菌作用や抗菌作用を得ることが可能になるとしている。

しかし、上述したように例えば平均粒子径が１０μｍ以下、特に３μｍ以下のような極小粒子を捕捉対象とする必要が生じてきているが、このような極小粒子の透過を抑制する効果については特許文献１、２のいずれにも触れられていない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、界面活性剤を含有するマスク処理剤において、処理後における極小粒子の透過抑制効果を、未処理のマスクに比べて高めることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、極小粒子の透過抑制効果を発揮する特定の界面活性剤を所定量以上含有させるようにした。

第１の発明は、
布製のマスクに付着させる液状のマスク処理剤において、
２重量％以上のモノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを重量比１５：２に設定した混合物を含有することを特徴とする。

また、３μｍ以下の極小粒子の透過抑制性能を向上させることを特徴としている。

本発明に係るマスク処理剤によって処理したマスクを使用して極小粒子の透過実験を行うと、極小粒子の透過抑制効果が未処理のマスクに比べて高まる。

第１の発明によれば、極小粒子の透過抑制効果を発揮する特定の界面活性剤を所定量以上含有させたので、処理後における極小粒子の透過抑制効果を、未処理のマスクに比べて高めることができる。

測定装置の概略図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

実施形態に係るマスク処理剤は、布製のマスクに付着させて使用する液状のものであり、例えばスプレー容器に充填して使用することができる。スプレー容器は、従来から周知のスプレーノズルを有する噴霧器が取り付けられた容器の他、噴霧用のガスを充填したエアゾール容器であってもよい。例えばトリガー式スプレー容器、ポンプ式スプレー容器等を使用することもできる。また、マスク処理剤をマスクに噴霧する他、マスクに塗布したり、マスクをマスク処理剤に浸して処理することもできる。マスク処理剤を噴霧または塗布する側は、マスクの顔に付着する側であってもよいし、外気を吸入する側であってもよいし、両方であってもよい。

マスク処理剤によって処理を行うマスクの種類は特に限定されないが、例えば、不織布を単層にした単層構造、または複数重ねた多層構造のマスクに処理することができる。マスク処理剤によって処理を行うマスクとしては、市販の使い捨てマスク等のように容易に入手できる安価なマスクを対象とすることができる。不織布を構成する繊維としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリウレタン、綿、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリオレフィン、アセテート、キュプラ、レーヨン等を挙げることができるが、これらに限られるものではない。また、不織布の製造方法としては、例えば、スパンボンド法、ニードルパンチ法等を挙げることができる。

マスク処理剤は、極小粒子の透過抑制効果を発揮する特定の界面活性剤と、水とを含有しており、アルコールは含有していない。界面活性剤は、５重量％以上のグリセリン脂肪酸エステル、２重量％以上のモノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを重量比１５：２に設定した混合物、１０重量％以上の塩化ビスヒドロキシエチルオレイルメチルアンモニウム、５重量％以上の塩化セチルトリメチルアンモニウム、１．５重量％以上のベタイン型両イオン界面活性剤のうち、少なくとも１つであり、これらの中から任意に選択した複数の界面活性剤を混合してもよい。

また、上記界面活性剤のうち、グリセリン脂肪酸エステルは、ニオイが殆ど感じ取れないので、マスク処理剤として好適である。また、塩化セチルトリメチルアンモニウムは、１０重量％以下の含有量であれば、ニオイが殆ど感じ取れないので、マスク処理剤として好適である。界面活性剤を除いた残部を全て水とすることができる。

この実施形態に係るマスク処理剤によれば、極小粒子の透過抑制効果を発揮する特定の界面活性剤を所定量以上含有させたので、処理後における極小粒子の透過抑制効果を、未処理のマスクに比べて高めることができる。

また、界面活性剤のうちグリセリン脂肪酸エステルなどは、食品に添加することが認められている群に属するものなので、安全性が高い。

尚、マスク処理剤には、例えば、殺菌剤、抗菌剤、保湿剤、アレルゲン失活剤、帯電防止剤、植物精油等を含有させることもできる。

また、各界面活性剤の含有量の上限は、３０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下である。

以下、本発明の実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。

（実施例１）
実施例１のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノラウリン酸デカグリセリルをそれぞれ、５重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。

マスク処理材による効果の測定方法は次の通りである。

測定に使用したマスクは、不織布製の市販の使い捨てマスクであり、大きさは１５ｃｍ×１５ｃｍである。

図１に示すような測定装置１を使用する。すなわち、測定装置１は、筒状のホルダー２と管状の吸引器３との間に、これらの流路を横切るようにマスクＭを配置し、ホルダー２及び吸引器３でマスクＭを挟んで保持する。ホルダー２から空気が吸引されるようになっており、吸引された空気の全量がマスクＭを通過する。

吸引器３には、粒子数測定器４がホース５を介して接続されている。粒子数測定器４は、例えばＴＳＩ社製のＡｅｒｏＴｒａｋ ９３０６を使用することができる。この粒子数測定器４では、マスクＭを透過した粒子を測定することができ、測定する粒子の最大径は３μｍ以下の微小粒子とした。比較対象とするため、マスクＭを外した状態で大気の微小粒子数も測定した。吸引する空気量は３リットルとした。

微小粒子の測定範囲は、０．３μｍ以上０．５μｍ未満、０．５μｍ以上１．０μｍ未満、１．０μｍ以上３．０μｍ以下の３つの範囲である。０．３μｍ以上０．５μｍ未満の範囲で測定した微小粒子の径は０．４μｍの真球と仮定し、また、０．５μｍ以上１．０μｍ未満の範囲で測定した微小粒子の径は０．７５μｍの真球と仮定し、また、１．０μｍ以上３．０μｍ以下の範囲で測定した微小粒子の径は２．０μｍの真球と仮定した。そして、０．３μｍ以上０．５μｍ未満の範囲で測定された微小粒子の数と、０．４μｍの真球の体積との積を求めて、当該範囲に存在する微小粒子の体積を得る。同様に、０．５μｍ以上１．０μｍ未満の範囲で測定された微小粒子の数と、０．７５μｍの真球の体積との積を求めて、当該範囲に存在する微小粒子の体積を得る。また、１．０μｍ以上３．０μｍ以下の範囲で測定された微小粒子の数と、２．０μｍの真球の体積との積を求めて、当該範囲に存在する微小粒子の体積を得る。

まず、微小粒子透過率を次の式に基づいて算出する。

微小粒子透過率（％）＝マスク透過微小粒子体積／大気中の微小粒子体積
マスク透過微小粒子体積は、未処理のマスクＭを測定装置１に装着して上記３つの範囲の微小粒子の体積を加算したものである。大気中の微小粒子体積は、マスクＭを外した状態で大気の微小粒子数を測定して得られた結果による微小粒子の体積を加算したものである。

次に、同一のマスクＭに上記組成のマスク処理剤４００μｌを均一に塗布し、乾燥させたものを測定装置１に装着し、同様に微小粒子の測定を行う。マスク処理剤による処理前後の微小粒子透過率の変化から、微小粒子透過抑制率を算出する。

微小粒子透過抑制率（％）＝１−処理後微小粒子透過率／処理前微小粒子透過率
実施例１では、モノラウリン酸デカグリセリルを５重量％含有していれば、十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例２）
実施例２のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノオレイン酸デカグリセリルをそれぞれ５重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例２においても５重量％含有していれば、十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例３）
実施例３のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノミリスチン酸デカグリセリルを２０重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例３おいても十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例４）
実施例４のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノラウリン酸ヘキサグリセリルを１０重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例４おいても十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例５）
実施例５のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノミリスチン酸ヘキサグリセリルをそれぞれ３重量％、１０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例５おいても十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例６）
実施例６のマスク処理剤は、グリセリン脂肪酸エステルに分類される界面活性剤として、モノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを混合させ、その混合物をそれぞれ、２重量％、３重量％、５重量％、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。混合比は、モノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルの重量比が１５：２となるように設定している。上記混合物を２重量％含有していれば、十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

この実施例６のマスク処理剤は、実施例１と実施例２の界面活性剤を混合している。実施例１、２の「５重量％」の結果より、実施例２（モノオレイン酸デカグリセリル）の微小粒子透過抑制率が、実施例１（モノラウリン酸デカグリセリル）の微小粒子透過抑制率よりも低いことが分かるが、これら界面活性剤を混合することで、モノラウリン酸デカグリセリルのマスク上での広がり易さによって、モノオレイン酸デカグリセリルもマスク上で広がり易くなり、よって、実施例６では２重量％という低い濃度でも十分に高い微小粒子透過抑制率が得られている。つまり、モノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを単体で使用するよりも、２つを混合して使用する方が、低濃度でも効果を得ることができる点で好ましい。従って、モノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを混合した場合には、その混合物を２重量％以上含有しているのが好ましい。これは混合させることによって個々の物質が持つ微小粒子透過抑制率が単なる積算的な向上に留まらず、いわば相乗的作用が発生して予想以上の増強効果が奏されているといえる。このことは、物質単独の半分以下という低濃度で微小粒子透過抑制効果を向上させた、画期的な配合であるといえる。

（実施例７）
実施例７のマスク処理剤は、４級アンモニウム塩型に分類される界面活性剤として、塩化ビスヒドロキシエチルオレイルメチルアンモニウムを１０重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例７おいても十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例８）
実施例８のマスク処理剤は、４級アンモニウム塩型に分類される界面活性剤として、塩化セチルトリメチルアンモニウムをそれぞれ、５重量％、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例８おいても塩化セチルトリメチルアンモニウムを５重量％以上含有していれば、十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例９）
実施例９のマスク処理剤は、ベタイン型に分類される界面活性剤として、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタインを１０重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例９おいても十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

（実施例１０）
実施例１０のマスク処理剤は、ベタイン型に分類される界面活性剤として、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインをそれぞれ、０．３重量％、０．５重量％、１．５重量％、３重量％、５重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。測定方法は実施例１と同じである。この実施例１０おいても２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインを０．３重量％以上含有していれば、十分に高い微小粒子透過抑制率が得られる。

一方、比較例について表２に基づいて説明する。

上記実施例１〜１０の界面活性剤は一例を示しているだけであり、これらに限られるものではない。

（比較例１）
比較例１では、モノラウリン酸デカグリセリルを３重量％含有している場合の測定結果を示している。この比較例１では、微小粒子透過抑制率が−８３％となっている。この「−」とは、未処理のマスクにおける微小粒子透過抑制率よりも低くなったことを示している。すなわち、モノラウリン酸デカグリセリルを３重量％含有したものでは、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなることが分かるので、マスク処理剤として不適である。

（比較例２）
比較例２では、モモノオレイン酸デカグリセリルを３重量％含有している場合の測定結果を示している。この比較例２では、微小粒子透過抑制率がマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例３）
比較例３では、モノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルの混合物を１．５重量％含有している場合の測定結果を示している。この比較例３では、微小粒子透過抑制率がマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例４）
比較例４では、ソルビタン脂肪酸エステルに分類されるポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートをそれぞれ、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例４では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例５）
比較例５では、ショ糖酸エステルをそれぞれ、０．５重量％、２重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例５では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例６）
比較例６では、ＰＯＥアルキルエーテルに分類されるポリオキシエチレンアルキル（Ｃ１２−１４）エーテルをそれぞれ、５重量％、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例６では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例７）
比較例７では、硫酸エステル型に分類されるラウリル硫酸ナトリウムをそれぞれ、５重量％、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例７では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例８）
比較例８では、スルホン酸型に分類されるαオレフィンスルホン酸ナトリウムをそれぞれ、５重量％、１０重量％、２０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例８では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例９）
比較例９では、４級アンモニウム塩型に分類される塩化ベンザルコニウムをそれぞれ、５重量％、１０重量％、２０重量％、５０重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例９では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例１０）
比較例１０では、４級アンモニウム塩型に分類される塩化ビスヒドロキシエチルオレイルメチルアンモニウムをそれぞれ、３重量％、５重量％含有したものを調製し、各マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例１０では、微小粒子透過抑制率がいずれもマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例１１）
比較例１１では、４級アンモニウム塩型に分類される塩化セチルトリメチルアンモニウムを３重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例１１では、微小粒子透過抑制率がマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

（比較例１２）
比較例１２では、ベタイン型に分類される２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインを０．１重量％含有したものを調製し、マスク処理剤の残部は精製水とした。この比較例１２では、微小粒子透過抑制率がマイナスであり、未処理のマスクよりも微小粒子を通し易くなっている。

以上説明したように、５重量％以上のグリセリン脂肪酸エステル、２重量％以上のモノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを重量比１５：２に設定した混合物、１０重量％以上の塩化ビスヒドロキシエチルオレイルメチルアンモニウム、５重量％以上の塩化セチルトリメチルアンモニウム、０．３重量％以上のベタイン型両イオン界面活性剤のうち、少なくとも１つの界面活性剤を含有することで、処理後における極小粒子の透過抑制効果を、未処理のマスクに比べて高めることができる。特に３μｍ以下の極小粒子の透過抑制効果を顕著に得ることができる。

界面活性剤の種類は上記例示したものに限られず、処理後に、極小粒子の透過抑制効果を発揮する界面活性剤であれば使用することができる。また、マスク処理剤に他の成分を添加することもでき、例えば、抗菌剤や香料、消臭剤などの機能性原料と共存させ、さらに心地よい使用感を持つ効果的なマスク処理剤を構成することが可能である。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るマスク処理剤は、例えば布製のマスクに使用することができる。

Claims (2)

1. 布製のマスクに付着させる液状のマスク処理剤において、
   ２重量％以上のモノラウリン酸デカグリセリルとモノオレイン酸デカグリセリルを重量比１５：２に設定した混合物を含有することを特徴とするマスク処理剤。
2. 請求項１に記載のマスク処理剤において、
   ３μｍ以下の極小粒子の透過抑制性能を向上させることを特徴とするマスク処理剤。

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