JP7358141B2 - Mask and mask manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、マスクを装着する際に、鼻から頬にかける形状に合わせて、マスク本体を隙間なく密着させる形状保持板材を備えたマスクに関するものである。 The present invention relates to a mask that is equipped with a shape-retaining plate material that allows the mask body to fit closely without any gaps in accordance with the shape of the mask being worn from the nose to the cheeks.
従来のマスクでは、不織布やガーゼ等から成るマスク本体が顔に密着しないために、隙間から外気が侵入したり吐いた息が漏れるのを防止する目的で、マスク本体の上部の鼻の当たる箇所に、線状物又は形状保持材を挿入或いは貼付している。マスクを装着する際に、線状物又は形状保持材を鼻や頬の形状に合わせて変形させることにより、マスク本体は顔に密着される。 In conventional masks, the mask body made of non-woven fabric or gauze does not fit tightly against the face, so in order to prevent outside air from entering through the gaps and preventing exhaled breath from escaping, a mask is placed at the top of the mask body where it touches the nose. , a linear object or shape-retaining material is inserted or pasted. When wearing a mask, the mask body is brought into close contact with the face by deforming the linear object or shape-retaining material to match the shape of the nose and cheeks.
特許文献1には延伸されたポリエステル樹脂から成る線状物を、顔の凹凸に合うように加熱変形させてなる形状保持材及びそれを具備したマスクが開示されている。ポリエステル樹脂を溶融押出した後に延伸して、非晶状態又は低結晶状態の線状物が作製される。
この線状物は顔の凹凸に合うように加熱変形されて形状保持材と成り、その際に非晶状態又は低結晶状態のポリエステル樹脂は結晶化される。形状保持材はポリエステル樹脂の結晶化によって剛性が増して、優れた形状保持性及び弾性回復性を有するようになる。 This linear material is heated and deformed to fit the unevenness of the face to become a shape-retaining material, and at this time, the polyester resin in an amorphous state or a low crystalline state is crystallized. The shape-retaining material has increased rigidity due to crystallization of the polyester resin, and has excellent shape-retaining properties and elastic recovery properties.
この形状保持材は、マスク本体上部の鼻に当たる箇所に、挿入されているか、又は貼付され、マスクを装着すると、形状保持材の形状保持性及び弾性回復性によって、マスク本体が顔の凹凸にフィットして密着される。 This shape-retaining material is inserted or attached to the upper part of the mask body that corresponds to the nose, and when the mask is worn, the shape-retaining material's shape-retaining properties and elastic recovery properties allow the mask body to fit to the unevenness of the face. and is closely attached.
特許文献1の形状保持材には、延伸されたポリエステル樹脂を結晶化させることにより、それを具備したマスクを顔に密着させるために、必要な形状保持性及び弾性回復性が備わっている。
The shape-retaining material of
しかしながら、形状保持材が延伸されたポリエステル樹脂のみで形成されているために、延伸方向とそれに直交する横方向とでは、加熱収縮率が約2~3倍程度に異なる。例えば、線状物の長尺方向をポリエステル樹脂の延伸方向として、線状物を顔の凹凸に合うように加熱変形させると、長尺方向は短尺方向に比べて約2~3倍程度の加熱収縮を発生する。その結果、得られた形状保持材の長尺方向の左右両端部にはうねりや皺が発生し、本来ほぼ直線状であるべき長尺方向の左右両端辺は複雑に入りくんだ曲線状となり、特に角部は大きく乱れた形状となる。 However, since the shape-retaining material is formed only from stretched polyester resin, the heat shrinkage rate is about 2 to 3 times different between the stretching direction and the transverse direction perpendicular to the stretching direction. For example, if the long direction of the linear object is set as the stretching direction of the polyester resin, and the linear object is heated and deformed to fit the unevenness of the face, the heating in the long direction is about 2 to 3 times as much as in the short direction. Causes contraction. As a result, undulations and wrinkles occur on both the left and right ends in the longitudinal direction of the obtained shape-retaining material, and the left and right ends in the longitudinal direction, which should originally be approximately straight, become intricately curved. In particular, the corners have a greatly disordered shape.
このように形状の乱れた形状保持材が、マスク本体に挿入又は貼付されていると、マスク装着時に顔の形状にフィットして密着させることが不十分となるだけでなく、形状の乱れに起因して、顔に接触する際の肌触りも滑らかさを欠き、装着感が心地良くないという問題もある。 If a shape-retaining material with a disordered shape is inserted or attached to the mask body, it will not only be insufficient to fit the shape of the face when wearing the mask, but also cause problems due to the disordered shape. However, there is also the problem that when it comes into contact with the face, it lacks a smooth texture, making it uncomfortable to wear.
また、線状物が延伸されたポリエステル樹脂から成っているために、顔の凹凸に合うように加熱変形させて形状保持材とするためには、熱プレス成形に長い時間を必要とし、製造効率が低いという問題もある。 In addition, since the linear material is made of stretched polyester resin, heat press molding requires a long time to heat and deform it to fit the unevenness of the face and make it into a shape-retaining material. There is also the problem of low
本発明の目的は、マスク本体を顔の凹凸に合わせて隙間なく密着できると共に、装着感も心地良く、効率的に製造できる形状保持板材を備えたマスクを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mask equipped with a shape-retaining plate material that allows the mask body to fit closely to the unevenness of the face without any gaps, is comfortable to wear, and can be manufactured efficiently.
上記目的を達成するための本発明に係るマスクは、顔の凹凸に合うように加熱プレス成形によって山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を、マスク本体の上端辺に備えたマスクであって、前記形状保持板材は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層したものであり、前記湾曲部の凹面側に前記一軸延伸フィルム層が配置されることを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係るマスクの製造方法は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層した積層板材の前記一軸延伸フィルム層を凹面側にして、加熱プレスすることによって、顔の凹凸に合うように山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を成形するステップを備えることを特徴とする。
To achieve the above object, a mask according to the present invention includes a shape-retaining plate material having a curved portion deformed into a chevron shape by heat press molding to fit the unevenness of the face, on the upper edge of the mask body. The shape-retaining plate material is a laminate of a uniaxially stretched film layer stretched in the longitudinal direction and a biaxially stretched film layer , and the uniaxially stretched film layer is arranged on the concave side of the curved part. It is characterized by
A method for manufacturing a mask according to the present invention to achieve the above object is to provide a laminated plate material in which a uniaxially stretched film layer stretched in the longitudinal direction and a biaxially stretched film layer are laminated, with the uniaxially stretched film layer facing the concave side. The present invention is characterized by comprising the step of forming, by hot pressing, a shape-retaining plate material having a curved portion deformed into a chevron shape to match the unevenness of the face.
本発明に係るマスクは、端辺部や角部の形状が滑らかで、高い形状復元力を備えると共に、短時間で効率的に製造可能な形状保持板材を備えることで、装着した際に鼻から頬にかけて隙間なく密着させることができ、装着感も快適である。 The mask according to the present invention has smooth edges and corners, has a high shape restoring force, and is equipped with a shape-retaining plate material that can be manufactured efficiently in a short time, so that when worn, it can be easily removed from the nose. It can be placed close to the cheek without any gaps and is comfortable to wear.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は実施例の形状保持板材を備えたマスクの斜視図であり、図2は形状保持板材の断面図である。図1に示すマスクは、マスク本体10と耳かけ紐20とから構成されている。マスク本体10は防護の対象となる塵埃、細菌やウイルス、気体等の特性に対応して、様々な材質や形状を選択され、例えば略矩形状の不織布又はガーゼ、或いはこれらの複数枚が積層された布状体から形成されている。
The present invention will be explained in detail based on illustrated embodiments.
FIG. 1 is a perspective view of a mask including a shape-retaining plate according to an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the shape-retaining plate. The mask shown in FIG. 1 is comprised of a
マスク本体10の左右端辺には、マスクを耳にかけて顔に装着するための耳かけ紐20が取り付けられている。耳かけ紐20には、顔への密着度を高めるために、ゴムのように張力が加えられた時の大きい伸び性と、張力がなくなった時の元の形状への復元性とが備わっている材料が選択される。
マスク本体10の上端辺の中央部、つまりマスク装着時には鼻や頬が接触する部分には、鼻の凹凸形状に合うように長尺方向の中央部を山型状に変形させた短冊形状の形状保持板材30が備えられている。この形状保持板材30は、マスク本体10が単層又は積層の布状体であるかにもよるが、マスク本体10内に内蔵されているのが好ましく、マスク本体10上に取り付けられていてもよい。
The central part of the upper edge of the
図2に示すように形状保持板材30は、一軸延伸されたポリエステルから成る一軸延伸フィルム層31と二軸延伸されたOPP(Oriented PolyPropylene又は延伸ポリプロピレン)から成る二軸延伸フィルム層32とから成る積層構造であり、長尺方向の中央部には山型状の湾曲部33が形成されている。
As shown in FIG. 2, the shape-
形状保持板材30の長尺方向は、一軸延伸フィルム層31であるポリエステル樹脂層31aの延伸方向と略一致しており、ポリエステル樹脂層31aは例えば一軸延伸されたPET(ポリエチレンテレフタレート)等から形成されている。一軸延伸フィルム層31であるポリエステル樹脂層31aと二軸延伸フィルム層32であるOPP層32aとの層厚の比率は5:1~15:1の範囲であり、一軸延伸フィルム層31であるポリエステル樹脂層31aの層厚は0.2mm~0.5mmの範囲であることが好ましく、例えば典型的な層厚はポリエステル樹脂層31aが270μm、OPP層32aが25μmである。
The longitudinal direction of the shape-
湾曲部33は例えば加熱プレス成形によって形成され、加熱プレス成形する以前のポリエステル樹脂層31a、OPP層32aの熱収縮率は、ポリエステル樹脂層31aの延伸方向においてはポリエステル樹脂層31aの方がOPP層32aよりも若干大きく、ポリエステル樹脂層31aの延伸方向に直交する方向においてはポリエステル樹脂層31aよりもOPP層32aの方が大きくされている。つまり、ポリエステル樹脂層31aの熱収縮率は大きな異方性を有し、延伸方向の熱収縮率がそれに直交する方向の熱収縮率の数倍~数十倍の範囲で、適宜にポリエステル樹脂層31aが選択される。これに対してOPP層32aは、ほぼ等方性の熱収縮率を有している。
The
これら熱収縮率の特性を考慮して、湾曲部33の凹面部側は形状保持板材30の長尺方向つまり延伸方向に熱収縮率の大きいポリエステル樹脂層31aの表面、湾曲部33の凸面部側は長尺方向にはポリエステル樹脂層31aよりも熱収縮率の小さいOPP層32aの表面となるようにされている。湾曲部33の凹面部側は長尺方向に熱収縮率の大きいポリエステル樹脂層31aの表面、湾曲部33の凸面部側は長尺方向にはポリエステル樹脂層31aよりも熱収縮率の小さいOPP層32aの表面とすることにより、後述する加熱プレス成形によって湾曲部33を形成する際に、形状保持板材30が湾曲部33の山型状と同じ方向に反るため、ポリエステル樹脂層31aとOPP層32aとの層間の密着性を高めて、層間の剥離不良が発生するのを抑制し、形状保持板材30の端辺部を滑らかな形状とすることができる。
Considering these characteristics of thermal contraction rate, the concave side of the
次に形状保持板材30を製造する方法を説明する。図3は形状保持板材30に山型形状の湾曲部33を形成する以前の積層板材30aの断面図である。積層板材30aを作製するには、先ず押出フィルム成形によってポリエステル樹脂フィルム31bを作製し、その後に長尺方向に一軸延伸させて延伸ポリエステル樹脂フィルム31cを作製する。同様に押出フィルム成形によってポリプロピレンフィルム32bを作製し、その後に長尺方向及び幅方向に二軸延伸させて二軸延伸OPPフィルム32cを作製する。
Next, a method for manufacturing the shape-
これらの延伸ポリエステル樹脂フィルム31cと二軸延伸OPPフィルム32cとを熱ラミネートすることにより、図3に示すようにポリエステル樹脂層31aとOPP層32aとが積層された積層板材30aが得られる。なお、ラミネート方法については特に熱ラミネートに限定されることはなく、接着剤を介したドライラミネートや、熱溶融樹脂による接着層を介した押出ラミネートを選択することも可能である。
By thermally laminating these stretched polyester resin film 31c and biaxially stretched OPP film 32c, a
そして、図4に示すように下側に配置した凹状部を備える金型K1の上に、OPP層32aが下になるように積層板材30aを載置し、上側に配置した凸状部を備える金型K2により、矢印方向に加熱プレス成形を行うことにより、図2に示す形状保持板材30の長尺方向の中央部に湾曲部33を有する形状保持板材30が成形される。
Then, as shown in FIG. 4, the
その際に、加熱プレス成形時の温度及び押圧力の履歴は、積層板材30aを構成する樹脂の強度や反り量に影響を与えるので、形状保持板材30の強度を上げるために、温度及び押圧力を適宜に制御する。例えば、ポリエステル樹脂層31a及びOPP層32aを共に成形可能とするために、両樹脂をビカット軟化温度以上かつ融点温度以下となるように、例えば125℃前後に金型温度を制御し、湾曲部33の山型状が10秒程度の短時間で円滑に成形されるようにする。
At that time, the history of temperature and pressing force during hot press molding affects the strength and amount of warpage of the resin constituting the
この加熱プレス成形時には、湾曲部33の凸面部側に等方性の熱収縮率を有するOPP層32aが位置し、湾曲部33の凹面部側に長尺方向の熱収縮率が大きいポリエステル樹脂層31aが位置する。従って、金型K1及びK2内ではポリエステル樹脂層31aがOPP層32aよりも大きく熱収縮して、湾曲部33の山型状と同じ方向に形状保持板材30全体を反らせるような力が発生する。金型K1及びK2による加温と押圧を解除して、金型から形状保持板材30を取り出した後には、形状保持板材30の反り方向と湾曲部33の山型状の方向が同一方向となる。その結果、形状保持板材30全体のポリエステル樹脂層31aとOPP層32aとの界面には一定方向に力が作用するので、界面の密着性を高めることができ、層間の剥離等の不良発生を抑制する。
During this hot press molding, the
同時に、OPP層32aは等方的に大きく熱収縮するのに対して、ポリエステル樹脂層31aは長尺方向にのみ大きく熱収縮し幅方向の熱収縮は小さい。従って、OPP層32aの等方的で大きな熱収縮が支配的な要因となって、形状保持板材30の加熱プレス成形後の全体形状は制御されるので、形状保持板材30は等方的に収縮した端辺部が滑らかで皺の少ない形状となる。
At the same time, the
また、OPP層32aの加熱収縮の方が、ポリエステル樹脂層31aの加熱収縮よりも速く進行する。従って、加熱プレス成形によって積層板材30aが熱変形して得られた形状保持板材30の形状が安定するまでに要する時間は、延伸ポリエステル樹脂のみから成る単層の形状保持板材の場合よりも短くなる。その結果、加熱プレス成形の工程を、従来よりも短時間で完了することができる。
Further, the heat shrinkage of the
加熱プレス成形後には、金型K1及びK2から形状保持板材30を取り出して冷却を行う。この際にも、形状保持板材30の反り方向と湾曲部33の山型状の方向が同一方向となっているので、冷却条件の変動によって形状保持板材30の反り量や湾曲部33の形状がばらつくのを抑制することができる。
After hot press molding, the shape-retaining
なお、上述の作製方法では、延伸ポリエステル樹脂フィルム31cと二軸延伸OPPフィルム32cとをラミネートして積層板材30aを作製してから、この積層板材30aを加熱プレス成形している。この他に、ラミネートによって積層板材30aを作製する工程を実施せず、延伸ポリエステル樹脂フィルム31cと二軸延伸OPPフィルム32cとを重ね合わせて加熱プレス成形し、熱融着による積層と加熱プレスによる湾曲部33の形成を同時に行うこともできる。
In addition, in the above-mentioned manufacturing method, after laminating the stretched polyester resin film 31c and the biaxially stretched OPP film 32c to produce the
作製された形状保持板材30は、延伸ポリエステル樹脂フィルム31cから成るポリエステル樹脂層31aと二軸延伸OPPフィルム32cから成るOPP層32aとから構成されているので、延伸ポリエステル樹脂による強度や形状復元力の高さと、二軸延伸ポリプロピレン樹脂の等方性熱収縮による円滑な端辺部の形状とを兼ね備えている。
The manufactured shape-retaining
表1は形状保持板材30と単層の樹脂で構成した形状保持板材に関して、成形性と形状復元力を比較した特性比較表である。表1に示した数値は、125℃で10秒間の加熱プレス成形を行い、形状保持板材に形成された湾曲部に対して、その凸部側から100gの荷重を60秒間加えた後に、湾曲部の高さを測定した結果である。100gの荷重を60秒間加える操作は、続けて3回実施され、その都度湾曲部の高さを測定している。表1に示すように同一の加熱プレス成形時間では、成形可能な湾曲部の高さが樹脂の構成によって異なり、つまり成形性に優れた樹脂の構成の方が、湾曲部の高さの初期値が大きくなる。形状保持板材30の初期値25mmは、延伸PETの単層による形状保持板材の初期値15mmと比較して大きく、形状保持板材30は成形性に優れている。また、荷重を繰り返し加えた際の湾曲部の高さの減少率からみて、形状保持板材30は延伸PETの単層による形状保持板材とほぼ同等の形状復元力を有している。このように、形状保持板材30は単層の樹脂で構成した形状保持板材と比較して、優れた成形性と形状復元力を兼ね備えている。
Table 1 is a characteristic comparison table comparing the formability and shape restoring force of the shape-retaining
表1
Table 1
図5は形状保持板材30を備えたマスクを装着した状態の斜視図である。上述のように高い形状復元力と円滑な端辺部の形状を併せ持つ形状保持板材30が、マスク本体10の上端辺の中央部に備えられ、図5に示すように装着時には鼻や頬が接触する部分に位置する。形状保持板材30の湾曲部33等の形状を、鼻や頬の凹凸形状に合わせて適宜に変形させて、顔に密着させる。
FIG. 5 is a perspective view of a mask equipped with a shape-retaining
このとき、鼻や頬等の顔側には、形状保持板材30のポリエステル樹脂層31a側が配置される。形状保持板材30の端辺部の形状が滑らかであるため、鼻や頬の形状に合わせて隙間なく密着させることができ、肌にギスギスするような不快な感触を与えず、装着感は心地良く滑らかである。
At this time, the
また一旦、形状保持板材30を鼻や頬の凹凸形状に合わせて適切に変形させてしまえば、マスクの着脱等を繰り返し行っても、形状保持板材30の形状は高い形状復元力により、鼻や頬の凹凸形状に合わせた時の形状にほぼ復元される。従って、長時間に渡ってマスクを使用しても、装着時にマスク本体10が顔に隙間なく密着する状態を維持し続けることができる。
Furthermore, once the shape-retaining
また、形状保持板材30は、一軸延伸されたポリエステルを原料とするポリエステル樹脂層31aと二軸延伸されたポリプロピレンを原料とするOPP層32aとから成る積層構造として説明したが、これらの積層構造以外に、例えば一軸延伸されたポリカーボネート等を原料とする一軸延伸フィルム層と、例えばアクリル等を原料とする非一軸延伸フィルム層又は無延伸フィルム層とから成る積層構造を用いることもできる。
In addition, although the shape-retaining
このように、本発明に係る形状保持板材30を備えたマスク1は、端辺部や角部の形状が滑らかで高い形状復元力を備えると共に、短時間で効率的に製造可能な形状保持板材を備えることで、装着した際に鼻から頬にかけて隙間なく密着させることができ、装着感も快適である。
As described above, the
10 マスク本体
20 耳かけ紐
30 形状保持板材
30a 積層板材
31 一軸延伸フィルム層
31a ポリエステル樹脂層
32 二軸延伸フィルム層
32a OPP層
33 湾曲部
10
Claims (5)
前記形状保持板材は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層したものであり、
前記湾曲部の凹面側に前記一軸延伸フィルム層が配置されることを特徴とするマスク。 A mask comprising, on the upper edge of the mask body, a shape-retaining plate material having a curved part that is deformed into a mountain shape by hot press molding to fit the unevenness of the face,
The shape-retaining plate material is a laminate of a uniaxially stretched film layer and a biaxially stretched film layer stretched in the longitudinal direction,
A mask characterized in that the uniaxially stretched film layer is arranged on the concave side of the curved part.
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