JPH02291851A - 改良された濾過基材およびそれを含むフェースマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の分野】

本発明は一殻的に改良された濾過基材およびそれを含む
フェースマスクに関する。より詳細に本発明は濾過基材
であって、改良された粒状物濾過効率（Ｐａｒｔｉｃｕ
ｌａｔｅ　ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙ）を有し、かつ外科および内科治療用フェースマスク
の製造にとって特に有用である濾過基材に関する。

【発明の背景】

外科手術用フェースマスクは外科処置の過程を通じて手
術スタッフにより日常的に使用されている。フェースマ
スクの目的は外科医またはその他の手術室スタッフ・メ
ンバーによって発散される細菌による、手術を受けてい
る患者に対する汚染を因襲的に防止することであった。 これらのフェースマスクは濾過基材であって、第一およ
び第二の主要表面、その濾過基材の一方の主要表面を覆
う内部フェーシング層、および該濾過基材の他方の主要
表面を覆う外部フェーシング層を備えるものを含んで構
成される。完成フェースマスクにおいて、濾過基材なら
びに内部および外部フェーシング層は長さおよび幅にお
いて同一の外延を有している。これらのフェースマスク
は通常それらの上部および下部端縁ならびに側部端縁に
沿う縁取り部を備えている。或る場合には、上部および
下部端縁が延在して結び紐（ｔｉｅ　ｓｔｒｉｎｇｓ）
を提供するのに対し、他の場合には側部縁取り部が同じ
目的のために延在している。更に、フェースマスクは屡
々それらの上方端縁に沿って、あるいは隣接して「ノー
ズ・クリップ（ｎｏｓｅ　ｃｌｉｐ）　Ｊを設けている
。このノーズ・クリップは可鍛性材料、たとえばアルミ
ニウムから成る片であって、変形することにより装着者
の鼻の鼻梁を横切って適合させ、かつマスクを適所に保
持するのを助けることが出来るものを含んで構成される
。 この濾過基材はマスクを介して細菌が流入するのを阻止
するために充分小さい細孔寸法を有している。一般に細
菌は１−５ミクロンのオーダーの直径を有している。こ
れまではガラス繊維マットが濾過基材として使用されて
来たが、より最近では濾過基材は一般に不連続で、小径
のボリブロピレン繊維であって、溶融ブロー法（ｍｅｌ
ｔ　ｂｌｏｗｉｎｇρｒｏｃｅｓｓ）として工業上知ら
れる方法により調製されたものから成るウェブを含んで
構成されている。 昨今、外科手術においてレーザーを使用して組織、たと
えばＩＩｆＩ瘍を気化させることによりそれを精確に切
除する、時には「フォトアブレーション（ｐｈｏｔｏａ
ｂｌａｔｉｏｎ）　」と称される方法がある。このフォ
トアブレーション法は「煙」または「水煙」であって、
水蒸気のみならず、粒状物質、たとえば組織の破片であ
る、その直径が細菌のそれよりも逼かに小さいものを含
んで成るものを生成する．それらのａ織片は無班のウィ
ルスを運ぶ可能性のあることが知られており、その結果
レーザーの水煙は潜在的に伝染性であると考えられるこ
とが示唆されて来た。前述したところに鑑み、外科手術
用フェースマスクに使用する濾過基材は、その直径が細
菌のそれよりも可成り小さい粒子を濾過除去し得るもの
であることが望ましい。

【発明の要約】

本発明の一特徴によれば、改良された濾過基材が提供さ
れ、これは０．８ミクロン程度の小さい直径を有する粒
状物質を濾過し得るものである。そして今や次のことが
判明している。すなわち、少なくとも２枚の個別の、当
初は別々であり、かつ溶融ブローした熱可塑性繊維から
成る別個の繊維状層が面対面接触関係をもって配置され
て成る濾過基材は、前記個別層の全基本重量と均等な基
本重量を有する溶融ブロー熱可塑性繊維から成る単一層
を含んで成る濾過基材よりも０．８ミクロン程度の小さ
い直径を有する粒状物質に関して良好な濾過効率を有し
ている。本発明の濾過基材を含んで成る個別の繊維状層
は互いに容易に剥がすことができる．それは、それらの
層が繊維の摩擦係合により面対面接触関係において保持
されているからである。この濾過基材がフェースマスク
中に用いられると、前記個別の繊維状層は、たとえそれ
らの上部、下部および側部端縁において互いに結合して
いたとしても、空気の吸入および呼気の放出に応じてそ
れらは相互に移動自由である。熱可塑性繊維はポリプロ
ピレンまたはナイロンから誘導できるが、ボリブロピレ
ンの方が好ましい。それはより低価格であることと、ナ
イロンから溶融ブローしたウェブを製造するために用い
るテクノロジーよりもポリプロピレンの溶融ブローした
ウェブを製造するために利用するそれについてより一Ｊ
ｌｌ知られているからである。本発明の改良された濾過
基材を含んで成る溶融ブロー繊維の個別層の重量は、合
計重量少なくとも０．４オンス／平方ヤード乃至１．６
オンス／平方ヤードの重量となるように約０．２オンス
／平方ヤード乃至約０．８オンス／平方ヤードの範囲に
及んでいればよい。個別の溶融ブロー繊維状層の重量は
同一または異なっていてもよいが、好ましいのは製造の
容易さの故に、個別繊維状層が略同一の重量を有するこ
とである。たとえば、本発明の改良された濾過基材は、
一実施態様において、それぞれ基準重量０．４オンス／
平方ヤードを有する２枚の個別溶融ブロー繊維状層を含
んで構成するか、あるいは他の実施態様において、その
基準重１０．５オンス／平方ヤードの第一繊維状層およ
びその基準重量が０．３オンス／平方ヤードである第二
繊維状層を含んで構成すればよく、両実施態様において
この２層濾過基材の基準重量は０．８オンス／平方ヤー
ドである。 本発明の他の特徴によれば、片側が内部空気透過性フェ
ーシング層により、そして他の側が外部空気透過性フェ
ーシング層によってカバーされた上述の濾過基材を含ん
で構成される外科手術用フェースマスクが堤供される。 内部フェーシング層というのはそのマスクが使用される
際、装着者の顔面と接触するフェースマスクの層である
。内部および外部層は空気に関し容易，に透過可能であ
って、通常の呼吸作用を妨げることはないが、マスクの
粒状物濾過効率に対して何ら実質的に寄与することの無
いようなものである。このフェースマスクは織テープ等
によって、その上方、下方および対向する側方端縁にお
いて縁取りされており、また所望により本明細書中で先
に述べた種類のノーズ・クリップを備えていてもよい。 マスクの側方縁取りは、好ましくはそのマスクの上部お
よび下部両端縁から延在して、装着者の顔面を覆ってマ
スクを固定させるための結び紐を提供するものとする。 本発明の改良された濾過基材を含んで成る溶融ブローし
た繊維状層は、本明細書中で先に示したように、それ自
体当該技術分野において知られる溶融ブロー法により調
製される。要約すれば、溶融ブロー繊維状ウエブは溶融
した熱可塑性ポリマ、たとえば？容融したボリフ゛ロビ
レンをマノレチオリフィス・グイ（ｍｕｌＬｉ−ｏｒｉ
ｆｉｃｅ　ｄｉｅ）を介して抽出し、そしてこれらの抽
出したフィラメントまたはストランドを多数の孔がある
収集用表面上に収集することにより調製される。抽出ダ
イは距離、たとえば収集用表面から１２インチをもって
配置され、そして高速ガス、通常は空気を使用してその
ダイを励起している（ｅｘｃｉｔｔｎｇ）　、抽出され
た溶融フィラメントまたはストランドを細かくし、かつ
それらを小径を有する不連続繊維に破砕する。 時には「マイクロファイバー（ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ）
　Ｊと称されるこれらの不連続繊維は繊維状層またはウ
エブであって、屡々「溶融ブロー層」または「溶融ブロ
ー・ウエブｊと称されるものの形態において収集される
。この種の層またはウェブにおけるマイクロファイバー
は約ｌＯミクロンまでの範囲に及び直径を有し、約２乃
至約６ミクロンの範囲に及ぶ平均直径を有している。こ
れらのマイクロファイバーは圧倒的に不連続であり、か
つ一般的に長さ、たとえば約３乃至５インチを有してい
るが、これはステーブルファイバーと通常混在している
それらを上回るものである。溶融ブロー法は「インダス
トリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー（
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　＆　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　
Ｃｈｅ−ｇｅｉｓｔｒｙ）　」Ｖｏｌ．４Ｂ、隘８（　
１９５６年）第１３４２−１３４６頁にみられる「超微
細熱可塑性繊維（Ｓｕｐｅｒｆ　ｉｎｅ↑ｈｅｒｍｏｐ
ｌａｓｔｉｃ　Ｆｉｂｅｒｓ）　Ｊと題された論文中に
開示されている。他の溶融ブロー法は米国特許第３，８
４９，２４１号ならびに数件の特許およびその中に述べ
られた関連刊行物中に開示されている。 本発明は添付図面に関連して一層良く理解されよう。

【発明の具体的な説明】

夫腹桝一土 基準重量０．６オンス／平方ヤードを有する溶融ブロー
したボリブロビレン繊維から成る第一層を溶融ブロー法
を用いて調製した。ボリプロビレン繊維の直径は２．５
ミクロン乃至５．５ミクロンの範囲に及んでおり、繊維
の平均直径は４．３ミクロンであった．これら繊維の長
さは約３インチ乃至５インチの範囲に及んでいた．（繊
維状層の縦方向に平行な）長さ１０インチＸ幅７　１７
２インチの大きさの試験試料をこの第一繊維状層から切
り取り、試料Ａ（！：標識し、そして粒状物濾過効率試
験のために別に取って置いた。試料Ａは図面の第２図中
に示されている。 基準重ｆｆｉ　０．３オンス／平方ヤードを有する溶融
ブローしたポリプロピレン繊維から成る第二層を調製し
た。このウエプのポリプロピレン繊維の直径もまた、約
２．５乃至５．５ミクロンの範囲に及んでおり、そして
繊維の平均直径は４，２ミクロンであった。これら繊維
の長さは約３乃至約５インチの範囲に及んでいた。（繊
維状層の縦方向に平行な）長さ約ｌＯインチＸ幅約７１
７２インチの大きさの試験試料をこの第二繊維状層から
切り取り、試料Ｂと標識し、そして試験のために別に取
って置いた。試料Ｂは図面の第１図中に示されている．
それぞれ（繊維状層の縦方向に平行な）長さ約１０イン
チＸ幅７　１７２インチの２片１２．１４をこの第二繊
維状層から切り取り、かつ一方を他方の頂部に面対面接
触をもって配置し、試料Ｃと標識し、そして粒状物濾過
効率の試験のために別に取って置いた。試料Ｃは図面の
第３図中に示されており、そこでは第二繊維状層から成
る２枚の個別片１２，１４が接触面１６に沿って面対面
関係にあることが理解されよう。 粒状物濾過効率（ＰＦＥ）は米国特許第４，３８２，３
７８号中に開示された試験装置および方法によって測定
され、その教示はここに参考として引用するものとする
．要約すれば、この試験法は水と粒状物質の組合せを用
いて濾過基材にチャレンジ（ｃｈａｌｌｅｎｇ）させ、
そしてその粒状物濾過効率を決定する。この試験は希薄
空気流中のポリマー粒子を含んで成るラテックスのエア
ロゾルを試験すべき濾過基材を介して押し出し、次いで
光学粒子カウンターに至らしめて濾過基材を透過した粒
子を計数するものである。空気流を粒子カウンターに向
ける前に、系中の水は蒸発され、そして気流中からは除
去されるものとする．従って、その粒子カウンターは濾
過基材を透過した固化ラテックス粒子のみを計数するこ
とになる．このタイプの試験において、濾過基材は液体
および固体成分の組合せによってチャレンジされるが、
これらはマスク装着者の鼻および口を経由して吐き出さ
れる呼気をより精確に写すものと言える。それらの乾燥
状態において、ラテックス粒子は略球状の外形を有し、
かつ約０．８ミクロンの直径を存している。 試験装置に全く試験試料を装着しない粒子カウンターに
達した固化ラテックス粒子の量を対照として用いる。Ｐ
ＦＥ％は以下の等式により決定される。 試料Ａ，ＢおよびＣは、上記した試験を利用してそれら
の粒状物濾過効率に関して試験した。試験の結果は以下
の通りであった。 Ｂ　単一層一基準重量　　　　　　　７６．７％０．３
オンス／平方ヤード ＊粒度０．８ミクロン以上のものに関する。 上記の試験結果から、基準重量０．３オンス／平方ヤー
ドを有する熔融ブローしたボリプロビレン繊維から成る
単一層を含んで構成される濾過基材（試料Ｂ）は粒状物
濾過効率（ＰＦＥ）７６．７％をもたらしたことが理解
される。濾過基材が溶融ブローしたボリブロビレン繊維
の単一層であった試料ＡはＰ　Ｆ　Ｅ９０．７％を有し
、これは試料ＢのＰＦＥ　Ｔ６．　７％よりも高かった
。この結果は試料Ａ（０．６オンス／平方ヤード）の基
準重量が試料Ｂの基準重量の２倍であったことを考えれ
ば期待できるものであった。しかし、意外にも溶融ブロ
ーしたポリプロピレン繊維から成る２枚の個別層を含ん
で構成され、かつ全基準重量０．６オンス／平方ヤード
（試料Ｃ）を有する濾過基材は、同一基準重量の同一ポ
リプロピレン繊維から成る単一層のもの（試料Ａ）より
も漏かに良好なＰＦＥを有することが判明した． 皇施１ 基準重量１．２オンス／平方ヤードを有する溶融ブロー
したボリプロビレン繊維から成る第一層を溶融ブロー法
を用いて調製した。ポリプロピレン繊維の直径は２．５
ミクロン乃至５．５ミクロンの範囲に及んでおり、平均
繊維直径は４．２ミクロンであった。これら繊維の長さ
は約３インチ乃至５インチの範囲に及んでいた。長さｌ
ＯインチＸ幅７　１７２インチの大きさの試験試料をこ
の第一ウエブから切り取り、試料Ｄと標識し、そして粒
状物濾過効率試験のために別に取って置いた。試料Ｄは
図面の第２図中に示されている。 基準重量０．６オンス／平方ヤードを有する溶融ブロー
したボリブロビレン繊維から成る第二層を調製した。こ
のウエブのボリブロビレン繊維の直径は約２．５ミクロ
ン乃至５．５ミクロンの範囲に及んでいた。この繊維の
平均直径は４．２ミクロンであり、そしてそれらの長さ
は約３乃至約５インチの範囲に及んでいた。長さ約１０
インチＸ幅７ｌ／２インチの大きさの試験試料をこの第
二ウェブから切り取り、試料Ｅと標識し、そして試験の
ために別に取って置いた。試料Ｅは一殻に図面の第１図
中に示されている。それぞれ長さ約ｌＯインチ×幅７ｌ
／２インチの２片をこの第二層から切り取り、かつ一方
を他方の頂部に面対面接触をもって配置し、試料Ｆと標
識し、そして粒状物濾過効率の試験のために別に取って
置いた。試料Ｆは一殻に図面の第３図中に示されている
２層構造を有している。 次いで、試料Ｄ，ＥおよびＦは、先行の実施例ｌに述べ
た試験方法に従ってそれらの粒状物濾過効率について試
験した。試験の結果は以下の通りであった。 ＊粒度０．８ミクロン以上のものに関する。 上記の試験結果から、基準重＠　０．６オンス／平方ヤ
ードを有する溶融ブローしたボリブロビレン繊維から成
る単一層を含んで構成された濾遇基材（試料Ｅ）は粒状
物濾過効率（ＰＦＥ）９０．７％をもたらすことが観察
された。濾過基材が溶融ブローしたポリプロピレン繊維
の単一層であった試料ＤはＰ　Ｆ　Ｅ９２．４％を有し
ていた。この結果は試料Ｄ　（１．２オンス／平方ヤー
ド）の基準重量が試料Ｅの基準重量の２倍であったこと
を考えれば期待することが出来た。しかし、意外にも溶
融ブローしたボリブロビレン繊維から成る２枚の個別層
を含んで構成され、かつ全基準重ｆｆｉ　１．２オンス
／平方ヤード（試料Ｆ）を有する濾過基材は、同一基準
重量の実質的に同一ポリプロピレン繊維から成る単一層
のもの（試料Ｄ）より良好なＰ　Ｆ　Ｅ　（９９．７％
）を有することが判明した。 本発明の教示による２層濾過基材（すなわち、実施例ｌ
の試料Ｃおよび実施例２の試料Ｆ）を含んで成る外科用
フェースマスクは、第一の非常に空気透過性であるフェ
ーシング層をその濾過基材の主要表面の一方上に重ね合
わせ、そして第二の非常に空気透過性であるフヱーシン
グ層をその主要表面の他方上に重ね合わせることによっ
て調製することが出来る．不織布は、当該技術分野にお
いて該布から第一および第二フェーシング生地を構成す
るのに適切な材料であることが知られている。 次に、繊成または不織性テープの長さ部分（１ｅｎｇｔ
ｈｓ　）に由来する縁取りを、たとえば縫製または均等
な手段によって上記フェーシング層／濾過基材／フェー
シング層の組合せ体の上方、下方および側方端縁に対し
取り付ける。側方の縁取りは知られた態様で延在して、
紐を提供することが出来、この紐によってそのマスクは
装着者の口および鼻を覆って保持される。可鍛性材料、
たとえばアルミニウムから成るストリップまたはワイヤ
ーの形態の「ノーズ・クリップ」はマスクの上方端に隣
接して固着させればよい．フェースマスクは更に、米国
特許第３，８８８，２４６号中に開示されるように、そ
の上方外面にフラップ状のこしらえで固化された空気不
浸透性のエレメントを含んで構成してもよい。この種の
空気不浸透性エレメントの目的はマスク使用中のアイウ
ェア（ｅｙｅｗｅａｒ）の曇り防止の補助である。所望
により、その２枚の重ね合わせたフェーシング層を備え
た濾過基材は、上述した縁取りの取付け前にプリーツを
付した形状に折り畳んでもよい。本発明の濾過基材は様
々なフェースマスク、中でも米国特許第３．８８８，２
４６号、第３，９７１，３６９号，第３．８９０，９６
６号および第４，３００，５４９号であって、これら全
ての特許の教示をここに参考として引用するものの中に
記載されるフェースマスクを構成するために使用するこ
とが出来る。 本発明の濾過基材を含んで構成される外科手術用フェー
スマスク２０は図面の第４図中に示されている。フェー
スマスク２０は空気透過性外部フ工一シング層２２およ
び空気透過性内部顔面接触層２日を備えている。溶融ブ
ローした繊維から成る第一層１２および而対面接触状態
にある溶融ブロー繊維から成る第二層１４を含んで構成
される本発明の２−ブライ濾過基材は内部および外部フ
ェーシング層間に配置されている。このマスクはノーズ
・クリップ３０を有している。結び紐３２，３４はマス
クの側方端縁を折り返すことにより形成したチャンネル
内を貫き通し、そしてそれらを３６で示されるように縁
取りする。マスクの上方および下方端縁は３８における
ように縁取りして、それらの位置でほぐれるのを回避し
てもよい。マスクの上部、下部および側部において縁取
りされている以外は、繊維状層１２．１４はそれら繊維
の摩擦係合によってのみ面対面接触関係において保持さ
れていることが理解されよう。その結果、これらの２層
は呼吸工程の間互いに移動可能である。 この発明の具体的な実施態様はつぎのとおりである。 （１）濾過基材の前記第一および第二層を含んで成る溶
融ブローした熱可塑性繊維が約１０ミクロンまでの範囲
に及ぶ直径を有している請求項（１）記載のフェースマ
スク。 （２）濾過基材の前記第一および第二層を含んで成る溶
融ブローした熱可塑性繊維が約２ミクロン乃至約６ミク
ロンの範囲に及ぶ直径を有している請求項（１）記載の
フェースマスク。 （３）前記溶融ブローした熱可塑性繊維が約３インチ乃
至約５インチの範囲に及ぶ長さを有している請求項（１
），上記実施態様（１），　（２）のいずれかに記載の
フェースマスク。 （４）前記溶融ブローした熱可塑性繊維がポリプロピレ
ンに由来するものである請求項（ｌ）．上記実施態様（
１）〜（３）のいずれかに記載のフェースマスク．（５
）濾過基材の前記第一および第二層を含んで成る溶融ブ
ローした繊維がボリブロビレン繊維であって、その直径
は約２．５ミクロン乃至約５．５ミクロンの範囲に及ん
でおり、また長さは約３インチ乃至約５インチの範囲に
及んでいる請求項（１）記載のフェースマスク。 （６）前記第一および第二層における溶融ブローした熱
可塑性繊維が約１０ミクロンまでの範囲に及ぶ直径を有
している請求項（２）記載の濾過基材。 （７）前記第一および第二層における溶融ブローした熱
可塑性繊維が約２ミクロン乃至約６ミクロンの範囲に及
ぶ直径を有している請求項（２）記載の濾過基材． （８）前記溶融ブローした熱可塑性繊維が約３インチ乃
至約５インチの範囲に及ぶ長さを有している請求項（２
）．上記実施態様（６），　（７）のいずれかに記載の
濾過基材。 （９）前記溶融ブローした熱可塑性繊維がポリブロビレ
ンに由来するものである請求項（２），上記実施態様（
６）〜（８）のいずれかに記載の濾過基材。 （Ｉ［Ｏ　　前記第一および第二層を含んで成る溶融ブ
ローした繊維がボリブロピレン繊維であって、約２．５
ミクロン乃至約５．５ミクロンの範囲に及ぶ直径ならび
に約３インチ乃至約５インチの範囲に及ぶ長さを有する
ものである請求項（２）記載の濾過基材。

【図面の簡単な説明】

第１図は基準重量Ｘオンス／平方ヤードを有する溶融ブ
ローした熱可塑性繊維から成る単一層を含んで構成され
る濾過基材を示す横断面図、第２図は基準重量２ｘオン
ス／平方ヤードを有する溶融ブローした熱可塑性繊維か
ら成る単一層を含んで構成される濾過基材を示す横断面
図、第３図は本発明による濾過基材であって、溶融ブロ
ーした熱可塑性繊維の２枚の個別層を含んで成り、その
各層が基準Ｔｉ　ｈｔ　ｘオンス／平方ヤードを有し、
前記２層濾過基材の合計基準重量は２ｘオンス／平方ヤ
ードであるものを示す横断面図、そして第４図は本発明
の２層濾過基材を含んで構成される外科手術用フェース
マスクを示す斜視図である。 １２・・・第一ＩＷ、１４・・・第二層、２０・・・フ
ェースマスク、２２・・・空気透過性外部フェーシング
層、２８・・・空気透過性内部顔面接触層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の空気透過性フェーシング層と、溶融ブロー
   した熱可塑性繊維を含んで成る濾過基材の第一層であっ
   て、第一および第二主要表面を備えるものと、 溶融ブローした熱可塑性繊維を含んで成る濾過基材の第
   二層であって、第一および第二主要表面を備えるものと
   、 第二の空気透過性フェーシング層とを含んで構成され、
   濾過基材の前記第一層の第一主要表面が濾過基材の前記
   第二層の第一主要表面と面対面接触状態にあり、そして
   濾過基材の前記第一層の第二主要表面は前記第一フェー
   シング層によって覆われ、また濾過基材の前記第二層の
   第二主要表面は前記第二フェーシング層により覆われて
   いることを特徴とするフェースマスク。
2. （２）溶融ブローした熱可塑性繊維から成る第一層であ
   って、第一および第二主要表面を備えるものと、 溶融ブローした熱可塑性繊維から成る第二層であって、
   第一および第二主要表面を備えるものとを含んで構成さ
   れ、前記第一層の第一主要表面が前記第二層の第一主要
   表面と面対面接触状態にあることを特徴とする濾過基材
   。