JP6608472B2 - マスク - Google Patents
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Description
そこで、本発明者らは、大気浮遊微細粒子を効果的に捕捉し、かつ使用時の吸気抵抗(通気抵抗)が少なく、長時間使用してもムレ感がなく、また耳の痛みの少ない使い捨てマスクの完成を課題として検討を進めた。
以下、本発明のマスクについて詳細に説明する。
1.マスク本体部の構成
本発明のマスク本体部は、マスク着用時に外気と接触する側より着用者鼻口部と接触する側に向けて、順に外層、内層及び口元層を備える多層性のマスク本体である。(以後の説明では、マスク着用時においてマスク本体部の外気と接触する面側を「外側」と称し、着用者鼻口部と接触する面側を「内側」と称することがある。)
外層は単層であっても複層であっても良いが典型的には単層である。
また吸湿層が単層の場合、吸湿層は内層において少なくとも一以上のフィルター層よりも内側に配置されていることが好ましい。したがって、フィルター層が二層または三層の場合、吸湿層は、フィルター層とフィルター層の間に挟む構成とするか、最も内側のフィルター層の内側に配置する構成とすることが好ましい。
以下、外層、内層及び口元層の詳細について説明する。
<外層>
外層は粗目の粉塵等を遮断するべく、汎用の不織布により構成される。
上記汎用の不織布としては、素材別にポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維よりなる不織布を挙げることができる。また上記合成繊維の単一の繊維からなる単一成分型不織布のほか、これらの合成繊維の異種を複合させた複合型不織布も使用できる。
ポリオレフィン系の合成繊維としては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリ1−ブテン系繊維を挙げることができる。中でも軽量性、加工性の点からポリプロピレン繊維を好適に使用できる。
これら合成繊維を原料素材とする不織布はニードルパンチ法、スパンレース法、フラッシュボンド法、スパンボンド法に代表される公知の製法によって製造された不織布を使用できるが、中でもスパンボンド不織布を好適に用いることができる。
本発明において前記外層は、肉眼で目視可能なハウスダストや粉塵等を遮断するのみでよいので、前記不織布は目付けの小さな不織布が選択される。典型的には目付が20〜40g/m2、平均繊維径が10〜30μmの不織布を採用することができる。
内層は、フィルター層と吸湿層を備える。
フィルター層は、単層または複層であっても良いが、二層以上の複層とすることにより、微細粒子の捕捉効率を高めることが出来る。
フィルター層はマスクの微粒子捕捉性能を高めるため、目付けが40g/m2以上であることが好ましく、50g/m2以上であることがより好ましい。但し、目付けが90g/m2を超えると通気抵抗が増し、着用時に息苦しくなるので好ましくない。目付けは80g/m2以下であることがより好ましい。目付けを高めるには、一層のみで高い目付けを有する不織布を用いても良いし、不織布を積層することによっても良い。
また極細繊維不織布の平均繊維径は、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下である。
吸湿層は、吸湿性繊維不織布にて構成される。吸湿層は単層であっても、複層であっても良いが、典型的には単層である。
上記吸湿性繊維としては再生セルロース繊維を含有する不織布よりなる。
再生セルロース繊維としては、キュプラ、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨン、ライオセル(lyocell)を挙げることができる。
本発明のマスク本体部は、上記内層より内側に更に口元層が配される。口元層としては、上記外層と同様に不織布が用いられる。不織布の素材、目付けは外層と同一でなくとも良いが、溶着加工の観点からは同一素材の不織布であることが好ましい。
本発明においては、マスクの粒子捕捉性能を高めるため、任意構成成分として、帯状可撓体をマスク本体部上縁部に、軟質弾性体をマスク本体部内側上縁部又は内側上・下両縁部に設けることにより、帯状可撓体及び/または軟質弾性体を設けることにより、マスクの漏れ率を低減し、着用時の実質的な粒子捕捉率(以後、実効粒子捕捉率と称する。)を高めることが出来る。
帯状可撓体は任意の方法で設けることが出来るが、一例として、多層構造のマスク本体部の上縁部を、当該帯状弾性体を挟むように折り返し、次いで折り返し部分の端部を溶着する方法をあげることができる。
軟質弾性体としては、スポンジ状の弾性体、例えば軟質ポリウレタン発泡体を例示することができる。
本発明のマスクは、上記した両端より延びて着用者の耳に引っ掛けられる一対の耳掛け部を備える。
耳掛け部としては公知の紐状弾性体またはテープ状弾性体を用いることが出来る。
また、上記紐状弾性体またはテープ状弾性体は、マスク着用時にその伸張率が45〜65%となるような長さとすることが好ましい。
さらに、長時間の着用においても、着用者が耳の痛さを感じないよう、耳掛け部がテープ状弾性体である場合には、その幅は4〜14mmの範囲にあることが好ましい。
また、紐状弾性体またはテープ状弾性体は、45〜65%の全伸張範囲においてその張力は0.3〜0.6ニュートンの範囲にあるものであることが好ましい。
マスク1は、マスク本体部2と耳掛け部3よりなる。
マスク本体部2の構成を図1に基づき説明する。マスク本体部2は不織布を素材とする多層構造となっており、着用時に外気と触れる側に外層21、着用者鼻口部と接触する側(内側)に内層22を備える。さらに内層22は、フィルター層221と吸湿層222を備える。外層21は粗粒子を遮断し、フィルター層221は微粒子を捕捉する。
空間の湿度が低下するので、着用時のムレ感が解消または緩和される。
内層21が、マスク本体部2の外側から内側に、順に、フィルター層221と吸湿層222が積層されている構成をとる場合を「(フィルター/吸湿)」と略記する表示方法に従えば、マスク本体部2の多層構造としては、例えば、外層/(フィルター/吸湿)/口元層[四層構造]、外層/(フィルター/フィルター/吸湿)/口元層[五層構造]、外層/(フィルター/吸湿/フィルター)/口元層[五層構造]、外層/(フィルター/フィルター/フィルター/吸湿)/口元層[六層構造]のごとき構成を採ることが出来る。
マスク1の耳掛け部3として、ゴム、弾性不織布に代表される紐状弾性体を用いることは従来広く採用されているところである。本発明の好ましい態様においては、着用時における紐状弾性体の張力が特定範囲に収まる弾性体を採用するので、長時間使用時においても、耳の痛みの生じにくい、使用感に優れるマスクとなる。
<NaCl捕集効率>
・測定法:防塵マスクの規格第六条に準拠。
・測定装置:柴田科学(株)社製AP-9000(光散乱方式AP−632F型)
・試験粒子:NaCl粒子[粒径0.06μm〜0.1μm]
・粒子濃度:約32mg/m3
・試験流量:85リットル/m3
・測定法:MIL-M-36954Cに準拠。
・測定方法:防塵マスクの規格「漏れ率の測定方法」に準拠。
・漏れ率測定器:防護マスク漏れ率試験装置(TSI社製)
・塩化ナトリウムエアロゾル発生装置:アエロゾル発生器(TSI社製)
上記粒子捕捉漏れ率(以後、漏れ率と称する。)は下記の実効粒子捕捉率の算出に用いられる。
<実効粒子捕捉率>
下式により、実効粒子捕捉率を算出し、マスク着用時の実質的な粒子捕捉性能の指標とした。
実効粒子捕捉率(%)=NaCl捕集効率(%)×(1−-漏れ率(無次元))
官能検査員5名の各々に、マスクを1時間連続して着用させ、ムレ感、耳の痛みを評価する。
<目付け>
JIS L1913(一般長繊維不織布試験方法)に準拠。
<平均繊維径>
デジタル顕微鏡による観察により求めた。
外層、内層フィルター層、内層吸湿層、及び口元層として、下記の不織布を上記の順に積層し、本体マスク部を作成した。
・外層:目付け30g/m2、平均繊維径20μm、厚み0.1mmのポリプロピレン製スパンボンド不織布
・内層フィルター層:目付け20g/m2、平均繊維径5μm、厚み0.06mmのポリプロピレン製メルトブロー不織布の二枚重ね(総目付け40g/m2)
・吸湿層:目付け18g/m2、平均繊維径20μm、厚み0.06mmのレーヨン製不織布
・口元層:目付け20g/m2、平均繊維径20μm、厚み0.05mmのポリプロピレン製スパンボンド不織布
上記のマスク本体部を試験片として、NaCl捕集効率、吸気抵抗を測定した。結果を表1に示す。
他方、上記本体マスク部に耳付け部を取り付け、マスクを作成した。作成したマスクを5名の着用者に装着し、粒子捕捉漏れ率、圧力損失、及びムレ感の官能試験を実施した。結果を表1に示す。
実施例1において、内層フィルター層を、目付け20g/m2、平均繊維径5μm、厚み0.08mmのポリプロピレン製メルトブロー不織布の三枚重ねとし、内層フィルター層の総目付け60g/m2とした他は同様にしてマスク本体部を作成し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、内層フィルター層を、目付け35g/m2、平均繊維径7μm、厚み0.08mmのポリプロピレン製メルトブロー不織布の二枚重ね(総目付け70g/m2)とした他は同様にしてマスク本体部を作成し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、内層吸湿層を欠く構成とした他は同様にしてマスク本体部を作成し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、内層フィルター層を、目付け20g/m2、平均繊維径5μm、厚み0.06mのポリプロピレン製メルトブロー不織布の一枚(総目付け20g/m2)とした他は同様にしてマスク本体部を作成し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
実施例2と同一のマスクを用いて、7名の試験者にマスクを着用させ、漏れ率を測定し
た。漏れ率の平均値は50%であった。実効粒子捕捉率は44%となる。
実施例2と同一の構成になる積層不織布の上縁部に炭酸カルシウム配合ポリプロピレン製の帯状可撓体(幅3mm、厚さ0.7mm)を当てて折り返し、折り返し端部を熱溶着させることにより、その上縁部に帯状可撓体を備えるマスク本体部を作成し、次いで当該マスク本体の内側上縁部に、軟質ポリウレタン発泡体よりなる厚さ8mm、幅12mmの帯状弾性体を設け、マスクを作成した。実施例5と同様に漏れ率を測定した。漏れ率の平均値は34%であった。実効粒子捕捉率は58%へと向上した。
実施例2と同一のマスクを用いて、7名の試験者に連続して1時間着用させ、耳の痛みの度合いを評価した。ここで、耳掛け部は幅3mmの紐状弾性体を用いた。
引っ張り試験機にてあらかじめ当該弾性体の引っ張り挙動を測定の結果、伸張率45〜65%の全範囲において、張力は0.4から0.6ニュートンの範囲であった。
また、耳掛け部の長さは7名の試験者に共通であったが、着用時の伸張率が48〜52%の範囲にあることを確認した。
次いで、官能試験(耳の痛み)を実施したところ、2名が全く感じない、5名がやや弱い痛みを感じる結果となった。
実施例7において、幅3mmの紐状弾性体に代えて、幅6mmのテープ状弾性体を用いた他は同様の試験を行った。
なお、引っ張り試験機にてあらかじめ当該弾性体の引っ張り挙動を測定の結果、伸張率45〜65%の全範囲において、張力は0.4から0.6ニュートンの範囲であった。
次いで、着用官能試験を実施したところ、7名全員が痛みを感じない結果となった。
2.マスク本体部
21.外層
22.内層
221.フィルター層
221a.フィルター層が二層である場合の第一の層
221b.フィルター層が二層である場合の第二の層
222.吸湿層
23.口元層
3.耳掛け部
4.軟質弾性体
5.帯状可撓体
Claims (9)
- 着用者の鼻口部を覆うマスク本体部と、
前記マスク本体部の両端より延びて着用者の耳に引っ掛けられる、紐状またはテープ状の弾性体からなる一対の耳掛け部と、
前記マスク本体部の上縁部に設けられた帯状可撓体と、
前記上縁部または上・下縁部にさらに設けられた軟質弾性体と、を備えるマスクであって、
前記マスク本体部は、マスク着用時に外気と接触する側より着用者鼻口部と接触する側に向けて、順に外層、内層及び口元層を備え、
前記外層は不織布の層よりなり、
前記内層は、
メルトブロー不織布よりなる二以上の層で構成されるフィルター層と、
再生セルロース繊維を単独で含有する、キュプラ、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨン、ライオセル、レーヨンから選ばれた吸湿性繊維不織布からなる吸湿層と、
を備え、
かつ、前記吸湿層は、二以上の層で構成されるフィルター層の間に挟まれる配置の層構造を成し、
前記フィルター層を構成する前記メルトブロー不織布の総合計の目付(g/m2)の値は前記外層の不織布の目付(g/m2)の値以上であり、前記メルトブロー不織布の目付(g/m2)の値は40g/m 2 以上で80g/m 2 以下、前記外層の不織布の目付(g/m2)の値は20g/m 2 から40g/m 2 であり、前記口元層は前記外層と同一素材の不織布であることを特徴とするマスク。 - 前記耳かけ部は、マスク着用時における前記弾性体の伸長率は45〜65%の範囲にあり、かつその伸長率45〜65%の全範囲において、張力が0.3〜0.6ニュートンの範囲にある、請求項1に記載のマスク。
- 前記内層は、二層または三層のフィルター層及び一層の吸湿層とからなる請求項1又は2に記載のマスク。
- 前記メルトブロー不織布はポリプロピレン不織布である請求項1〜3のいずれか一項に記載のマスク。
- 前記外層及び口元層を構成する不織布はスパンボンド不織布である請求項1〜4のいずれか一項に記載のマスク。
- 前記スパンボンド不織布はポリプロピレン系不織布である請求項5に記載のマスク。
- 前記内層の吸湿性繊維不織布からなる吸湿層の目付(g/m 2 )の値は18g/m 2 であり、前記口元層の目付(g/m 2 )の値は20g/m 2 以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載のマスク。
- 前記軟質弾性体は軟質ポリウレタン発泡体である請求項1〜7のいずれか一項に記載のマスク。
- 前記テープ状弾性体の幅は4〜14mmである請求項1〜8のいずれか一項に記載のマスク。
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