JPH06192951A - 重合マイクロファイバの波型不織布ウェブの複合ストラクチャ、繊維濾過フェイスマスク、フィルタ、断熱材、及び重合マイクロファイバの波型不織布ウェブの製造方法 - Google Patents

重合マイクロファイバの波型不織布ウェブの複合ストラクチャ、繊維濾過フェイスマスク、フィルタ、断熱材、及び重合マイクロファイバの波型不織布ウェブの製造方法

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JPH06192951A
JPH06192951A JP19377893A JP19377893A JPH06192951A JP H06192951 A JPH06192951 A JP H06192951A JP 19377893 A JP19377893 A JP 19377893A JP 19377893 A JP19377893 A JP 19377893A JP H06192951 A JPH06192951 A JP H06192951A
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JP
Japan
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corrugated
polymerized
microfibers
nonwoven web
web
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JP19377893A
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English (en)
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David L Braun
デイビッド・ロイド・ブラウン
James E Steffen
ジェイムズ・エミル・ステファン
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3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、濾過特性の優れた波型の不織布フ
ィルタを提供する。 【構成】 複合ストラクチャ１０は、波型の付いた重合
マイクロファイバの不織布ウェブ（ＮＷＰＭ）１２と、
このＮＷＰＭの波型形状を保持するための手段１６とを
備えている。波型の付いたＮＷＰＭは、孔の平均サイズ
が１５０μｍ未満で、体積率が０.１以下であり、ま
た、概ね平行な複数の波型を備えている。形状保持手段
は、概ね平行な波型を横切って延び、また、概ね平行な
波型の谷部の部分２０で、形状保持手段は波型の付いた
ＮＷＰＭに固定される。隣接する二つの谷部の間では、
形状保持手段は、波型のＮＷＰＭと同じ広がりをもたな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、（i）重合マイクロフ
ァイバの不織布ウェブを波型にしたコンポジット構造
と、（ii）波型にされた濾過層を備えた繊維濾過フェイ
ス・マスク（以下フェイス・マスクという）と、（ii
i）重合マイクロファイバの波型にされた不織布ウェブ
を備えた断熱材と、（iv）流体に含まれる微粒子やガス
を取り除くためのフィルタと、（v）重合マイクロファ
イバの波型にされた不織布ウェブを製造する方法と、
（vi）波型状を付ける装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】波型にされたマイクロファイバのウェブ 波型にプリーツをつけられた重合マイクロファイバのウ
ェブは、米国特許第５,０３８,７７５号、第４,９３９,
０１６号、第４,９１０,０６４号、第４,８４２,７３９
号、第４,８２６,６４２号、第４,７７４,００１号、第
４,７５９,７８２号、第４,７５９,７８２号、第４,６
７６,８０７号、第４,６１７,１２４号明細書に開示さ
れている。
【０００３】米国特許第５,０３８,７７５号明細書は、
プリーツを付けたマイクロファイバのウェブをフィルタ
素材（filter medium）として備えたフィルタ・アセン
ブリを開示している。プリーツを付けたフィルタ素材の
上端から下端にわたって延びるスクリム（scrim）によ
ってフィルタ素材のプリーツ形状は保たれ、フィルタ素
材が連続して実質的にサポートされている。
【０００４】米国特許第４,９３９,０１６号明細書は、
複合ウェブ素材を開示している。この素材は、メルト・
ブローウン・マイクロファイバと他の層とが、水力で絡
ませられた積層物である。他の層としては、微粒子素材
を含んでいるかもしくは含んでないものであって、パル
プ繊維、ステイプル繊維、メルト・ブローウン繊維、そ
して連続的なフィラメントの内の少なくとも一つである
のが好ましい。その特許は、ウェブを前以て伸ばし、伸
ばす一方でウェブを水力で絡ませることによって、この
複合ウェブを波型の伸縮可能なファブリックに形成可能
であることを開示している。
【０００５】米国特許第４,９１０,０６４号明細書は不
織布ウェブを開示している。このウェブは、熱可塑性ポ
リマーの連続したフィラメントを多数有している。これ
らのフィラメントは、分子的に、実質的に長手方向へ方
向づけられているものである。長手方向に連続したフィ
ラメントの上には、繊維直径が０.５〜５０マイクロメ
ートル（μｍ）のメルト・ブローウン繊維が多数付着さ
せられている。メルト・ブローウン繊維は、長手方向に
連続したフィラメントと交差するいくつかの箇所におい
てフィラメントと接合する。これにより、これらフィラ
メントの方向付けが安定し固定される。安定化された連
続フィラメントには、プリーツ状に乃至波型にされ、こ
のプリーツもしくは波型の片側にメルト・ブローウン繊
維の層を付着させることにより、この状態でフィラメン
トは安定化される（第２６欄、第１２−１６行）。
【０００６】米国特許第４,８４２,７３９号明細書に
は、ハイ・サーフェイス・エリア・フィルタ・カートリ
ッジが開示されている。このフィルタ・カートリッジ
は、ディスク形状のフィルタ層の入れ子式配置（a nest
ed arrangement）を有している。このディスク形状のフ
ィルタ層は、規則正しい径方向のプリーツのパターンを
備え、ラミネート構造を有している。ラミネート構造に
は、上流側の前濾過層と、濾過素材と、下流側のカバー
層とが含まれている。濾過素材には、メルト・ブローウ
ン・マイクロファイバの不織布ウェブが利用できる。フ
ィルタのラミネートには、エンボス処理でプリーツが付
けられる。
【０００７】米国特許第４,８２６,６４２号明細書およ
び第４,７７４,００１号明細書には、複合ストラクチャ
が開示されている。このストラクチャは、平らな濾過素
材もしくはプリーツ（波型）を付けた濾過ストラクチャ
として有用なものである。複合ストラクチャは、微小多
孔性膜と、合成熱可塑性マイクロファイバのウェブとを
備えている。ウェブの上のマイクロファイバをメルト・
ブローすることによって、ウェブは、微小多孔性膜へ固
定される。
【０００８】米国特許第４,７５９,７８２号明細書およ
び第４,６７６,８０７号明細書には、円筒形のフィルタ
・ストラクチャが開示されている。このストラクチャ
は、プリーツの付された単一のフィルタ素材であり、外
側にミシン目の入った円筒形の支持ケージによって支持
されている。フィルタ素材は、有機質のメルト・ブロー
ウン・マイクロファイバを備えている。例１において
は、プリーツを入れられた円筒形の複合フィルタ・スト
ラクチャが、二つのメルト・ブローウン・ポリエステル
繊維素材からできており、これら二つの素材の間にグラ
ス・ファイバの層が二つ挟まれていた。メルト・ブロー
ウン・ポリエステル繊維素材は、直径が３５〜５０μｍ
の範囲の繊維を含んでおり、グラスファイバ素材と混合
される前にあっては、厚みが０.００９インチ（多孔の
サイズは１００μｍ）となるようにカレンダにかけられ
て（was calendared）いた。複合ストラクチャは、プリ
ーツが入れられた状態で、ミシン目の入ったポリプロピ
レンのケージの中に入れられた。複合ストラクチャにプ
リーツを入れる入れ方については、開示されていない。
【０００９】米国特許第４,６１７,１２４号明細書に
は、重合体のマイクロファイバのフィルタシートが開示
されている。ここにおいて、マイクロファイバは、硬化
した熱硬化性の結合樹脂もしくはポリマーでコーティン
グされている。第２４欄、第２９−３１行には、フィル
タシートが、プリーツの入った状態でカートリッジの中
へ組み込まれることが開示されている。
【００１０】フェイスマスク 重合マイクロファイバの不織布ウェブは、通常、濾過層
としてフェイスマスクに使用されている。米国特許第
４,８０７,６１９号明細書、第４,５３６,４４０号明細
書、第４,２１５,６８２号明細書、第３,８０２,４２９
号明細書には、カップ形状をしたフェイスマスクが開示
されている。これらのフェイスマスクには、濾過層とし
て重合マイクロファイバの不織布ウェブが用いられてい
る。
【００１１】プリーツもしくは波型の付けられた表面を
持つフェイスマスクが、開示されてきている。米国特許
第４,８０７,６１９号明細書、第４,６４１,６４５号明
細書、第４,５３６,４４０号明細書、第４,２４８,２２
０号明細書、第３,９８５,１３２号明細書、第３,２２
０,４０９号明細書、および、欧州特許第ＥＰ−Ａ０,１
４９,５９０Ａ３号明細書には、このようなフェイスマ
スクが開示されている。ところで、これらの特許のうち
米国特許第４,６４１,６４５号明細書には、重合マイク
ロファイバの不織布ウェブに波型を付したフィルタが開
示されている。米国特許第４,６４１,６４５号における
フェイスマスクは、二つの重合体不織布ウェブの間で、
同様に広げられる重合マイクロファイバの中間層を有し
ている。３層のすべては、組み立てられて複合マットに
され、きつく収縮された複数のリム素子を有するカップ
形状の構造にモールド成形される。きつく収縮されたリ
ブ素子は、フェイスマスクに波型効果を与える頂部と谷
部とを備える一方で、フェイスマスクに構造的強度（濾
過特性を向上させるのではない）を与え、そして、それ
らは、重合マイクロファイバの中間層の弾力性を減少さ
せ、また、フィルタの有効面積を実質的に増加させるこ
とがない。
【００１２】フェイスマスクの濾過有効面積を増加させ
るために、これまで数多くの異なるアプローチがなされ
てきた。たとえば、米国特許第４,８８３,６４７号明細
書、第４,８２７,９２４号明細書、欧州特許第ＥＡ−Ａ
０,４６９,４９８Ａ２号明細書を参照。欧州特許第Ｅ
Ａ−Ａ ０,４６９,４９８Ａ２号明細書には、特に、外
側カバー層と内側カバー層との間に設けられる折り畳ま
れたフィルタ層を備えた微粒子濾過ハーフマスクが開示
されている。折り畳まれたフィルタ層は、多孔性の柔軟
な濾過素材から作られ、重ね合わさるように折り畳まれ
ている。折り畳み方向に対してこれを横切る方向に延び
る保持用ストリップは、折り畳み部分に接着され、それ
らが平らに並ぶのを確実にする。これら以外のフィルタ
層は、多層繊維フリースであろう。欧州特許第ＥＡ−Ａ
０,４６９,４９８Ａ２には、濾過素材の複合は開示さ
れていない。いかに濾過層を折り畳み状態にするかにつ
いて開示した文献はなく、また、折り畳みフィルタの製
造中に濾過素材の弾力性を保つことについて、開示して
いるものは無い。
【００１３】断熱材 重合マイクロファイバを備える不織布ウェブは、断熱材
として有用であることがよく知られている。ハウザー氏
の米国特許第４,１１８,５３１号明細書には、ひだの付
いたステイプル繊維と相互混合される重合マイクロファ
イバを備えた不織布ウェブが開示されている。この不織
布ウェブは優れた熱抵抗を示すが、ウェブの他表面への
接着接合を可能ととするような、また、摩滅された後に
もウェブの結合的な構造の保持を可能とするような、十
分な完全性（sufficient integrity）に欠ける。履物
や、手袋その他の衣類の断熱材として使用されるので、
不織布ウェブは、摩滅にさらされることになり、ウェブ
が接合されていたところから剥がれてしまったり、ウェ
ブの構造がくずれて衣類の中で固まりとなってしまうこ
ともある。これらの問題点を解決するために、不織布ウ
ェブはエンボス処理が施される。しかしながら、エンボ
ス処理されることは、ウェブを圧縮し、その弾力性を減
少させ、そのために熱抵抗を損なうことになる。全体的
な熱抵抗を高めるためには、エンボス処理されたウェブ
の層をさらに用いなければならず、衣類の重さと費用と
を増加させてしまうような、好ましからざる結果を生ず
ることになる。
【００１４】波型付け装置 莫大な数の波型付け装置が、過去において開示されてき
ている。波型付け装置の技術は、殆どがギア同士を噛み
合わせて、平らなウェブに波型を付ける装置である。た
とえば、米国特許第４,１１６,６０３号明細書、第３,
９９８,１４０号明細書、第３,９０５,８５７号明細
書、第３,７２３,２１３号明細書、第３,１５７,５５１
号明細書、第３,０２５,９６３号明細書、第２,０５１,
０２５号明細書、第１,２９０,８００明細書を参照。往
復運動する波型付け装置も、波型付け装置の技術におい
てはよく知られている。たとえば、米国特許第４,６５
０,１０２号明細書、第４,２３９,２０１号明細書、第
１,８２２,５０９号明細書を参照。最近では、米国特許
第４,８７４,４５７号明細書において、（ｉ）径方向に
延びた複数のパドルの端部の上へ平らなウェブを導いた
後、（ii）径方向に延びた複数のパドルを互いが近づく
ように動かして、ウェブに波型を付ける装置が開示され
ている。パドルは、湾曲部分と直線部分とを備えた経路
の周りを移動する。パドルが経路の湾曲部分から直線部
分へ移動するときに、装置は平らなウェブに波型を付け
る。ウェブの波型状態を保つために、ウェブはオーブン
の下に通され、波型の付いたウェブの隣接するひだは共
に接合される。オプティカルカバー層が波型の上部へ導
かれた後にウェブがオーブンの下に通され、そのカバー
層を熱で溶かして波型の付いたウェブを安定させる。
【００１５】
【発明の開示】本発明は、重合マイクロファイバの波型
不織布ウェブ（ＮＷＰＭ）を備えた複合ストラクチャ
と、波型ＮＷＰＭの形状を保つための手段とを提供する
ものである。波型ＮＷＰＭは、孔（pore）の大きさが平
均１５０μｍ未満で、体積率が０.１もしくはそれ未満
であり、また、概ね平行な複数の波型状を備えている。
形状保持手段は、概ね平行な波型状を横切って延び、ま
た、概ね平行な波型状の谷の部分で波型ＮＷＰＭに固定
される。これにより、隣接する二つの谷部の間で、形状
保持手段が、波型ＮＷＰＭと同じ広がりをもたないよう
にすることができる。
【００１６】また、本発明の別の態様では、人の鼻と口
の上にフィットするように形成された複合ストラクチャ
を備えたフェイスマスクを提供する。この複合ストラク
チャは、体積率が０.１もしくはそれ未満である波型の
ＮＷＰＭと、波型ＮＷＰＭの波型の形状を保持するため
の手段とを備えている。形状保持手段は、波型の谷の部
分で、波型のＮＷＰＭに固定される。これにより、隣接
する二つの谷部の間で、形状保持手段が、波型のＮＷＰ
Ｍと同じ広がりをもたないようにすることができる。
【００１７】本発明のさらに別の態様では、空気中から
微粒子やガス状の物質を取り除くことができるフィルタ
を提供する。フィルタは、互いに固定される第１および
第２のフィルタ素子を備え、レスピレータへ取り付ける
ことのできる形状にされている。第１フィルタ素子は、
体積率が０.１もしくはそれ未満であり、微粒子を取り
除くための波型のＮＷＰＭを備え、第２フィルタ素子
は、ガス状の物質を取り除くためのソーベント（sorben
t）素材を備えている。ＮＷＰＭの形状を保持するため
の手段は、波型の谷部分で波型のＮＷＰＭへ固定され
る。
【００１８】また、本発明のさらに別の態様では、波型
不織布ウェブと、波型不織布ウェブの形状を保持するた
めの手段とを備える断熱材を提供する。波型の不織布ウ
ェブの体積率は、０.１もしくはそれ未満であり、ウェ
ブは、マイクロファイバと、少なくとも１５パーセント
のひだを備えたクリンプド・ステイプル繊維との混合物
を有している。形状保持手段は、波型の谷の部分で、波
型のＮＷＰＭへ固定される。これにより、隣接する二つ
の谷部の間で、形状保持手段が、波型のＮＷＰＭと同じ
広がりをもたないようにすることができる。
【００１９】さらに、本発明は、波型のＮＷＰＭを作る
ための新たな方法を提供する。この方法には、次のよう
な事柄が含まれる。（ａ）体積率が０.１もしくはそれ
未満であるＮＷＰＭを、波型付け装置の中へ導くこと。
この装置には複数のパドルがあり、経路の周りでパドル
を動かすための手段には、パドルの第１端部が固定され
ている。ＮＷＰＭは、パドルの第１端部と反対側で間隔
をおいた第２端部と接触する。（ｂ）ＮＷＰＭに波型を
付けるために、パドルの第２端部同士の間のスペースを
狭くすること。ここにおいて、重合マイクロファイバの
波型不織布ウェブの体積率は、０.１もしくはそれ未満
となる。
【００２０】また、本発明は、波型を付ける装置を提供
する。この装置は、（ａ）第１および第２パドルを備え
ている。各パドルは、第１および第２パドルを経路の周
りで移動させるための手段へ、各パドルの第１端部のと
ころで固定されている。第１および第２パドルは、移動
手段から径方向へ延びている。第１および第２パドルが
経路の周りを移動する際に、ウェブを支持するための第
２端部が各パドルに備えられている。第１および第２パ
ドルの第２端部が、互いに向かい合って移動することに
より、ウェブに波型を付けることができる。（ｂ）ま
た、超音波溶接装置を備えている。超音波溶接装置は、
ウェブに波型を付けるところから下流側に位置され、ホ
ーンおよびアンビルを備えている。アンビルは、第１お
よび第２パドルの第２端部を含んでいる。超音波溶接装
置は、第１および第２パドルの第２端部と波型ウェブと
が接触するところの、ホーンとアンビルとの間で、波型
ウェブと形状保持手段とを接合する。
【００２１】ＮＷＰＭは、最高の濾過特性を得るために
は、弾力状態を維持する必要がある。ＮＷＰＭが収縮さ
れてしまった場合には、製品寿命や、圧力低下といった
濾過特性が劣化してしまう。ＮＷＰＭはデリケートであ
って、容易に収縮されたり、裂けたりしてしまうから、
このようなウェブを取り扱う際には十分な注意が必要で
ある。
【００２２】本発明においては、弾力的にして且つ波型
にされたＮＷＰＭを有する複合ストラクチャが作られ
る。弾力的で波型にされたＮＷＰＭは、ＮＷＰＭ本来の
デリケートさを損なわないようにして作られる。本発明
の方法と装置とを用いることにより、波型を付けるプロ
セスを通して、ＮＷＰＭに対する接触が最小限度に抑え
られ、ウェブの収縮が防止されている。これにより、ウ
ェブの弾力性を犠牲にすることなく、波型のＮＷＰＭを
作ることができる。ウェブの弾力性は、体積率で測定さ
れる。このパラメータは、ウェブの体積の中の実質部分
の体積の割合を与えるものである。体積率の値が低いこ
とは、ウェブの弾力性が優れていることを示す。本発明
の方法と装置とを用いて、波型のＮＷＰＭを提供するた
めに波型付けをする際に、ＮＷＰＭはその体積率におい
て最小限度の変化を余儀なくされる。この場合におい
て、ＮＷＰＭの体積率は、０.１未満とされる。形状保
持手段は、波型の谷の部分で、波型のＮＷＰＭに固定さ
れる。これにより、隣接する二つの谷部の間で、形状保
持手段が、波型のＮＷＰＭと同じ広がりをもたないよう
にすることができる。この複合ストラクチャは、平らな
ＮＷＰＭよりも優れた濾過特性を提供するものであり、
この濾過特性が優れていることは、３つの重要な濾過パ
ラメータによっても示される。すなわち、微粒子透過、
圧力低下、製品寿命の３つである。波型のＮＷＰＭは、
また、優れた熱抵抗を示す。ＮＷＰＭが本発明にもとづ
いて波型を付けられる際には、濾過および断熱に関する
特性パラメータは、実質的に悪影響を与えるようなこと
にはならない。
【００２３】上述した新規な本発明の態様と利点は、後
述する実施例において、同等の部品に共通の符号を付し
た図面を用いてさらに詳しく説明される。しかしなが
ら、これらの図面および実施例の説明は、例示だけを目
的とし、本発明の範囲を限定するものとして利用される
べきものではない。
【００２４】用語解説 本発明の説明において、『算術中央値繊維直径』という
用語は、その値よりも大きな直径を有する繊維の数と小
さな直径を有する繊維の数とが等しくなる繊維直径の値
を意味する。算術中央値繊維直径は、マイクロスコピッ
ク試験によって決定される。
【００２５】『波型を付けられた面』とは、面全体にわ
たって頂部と谷部とが延びている表面をいう。
【００２６】『波型を付けられた表面の面積』（ＣＳ
Ａ）とは、波型を付けられたウェブの幅にその長さを乗
じた値であり、ここで、長さは、波型を付けられたウェ
ブの『正弦波タイプ』のパスに沿ってとられる値であ
る。
【００２７】『有効表面面積』（ＥＳＡ）とは、濾過に
供することのできるウェブの面積を示す。波型を付けら
れたウェブにおいては、このＥＳＡは、ＣＳＡからブラ
インド部分の面積を差し引いた面積と同じになる。
【００２８】『ブラインド部分』は、流体が入れない部
分もしくは流体が透過できない部分のウェブ面積を示
す。たとえば、形状保持手段が波型の付けられたウェブ
に固定（融解接合、接着剤接合、超音波溶接など）され
ている部分は、流体が透過できないウェブ部分となる。
【００２９】『マイクロファイバ』という用語は、算術
中央値繊維直径が１５μｍ未満である繊維を示す。『ピ
ッチ』という用語は、パドルの第２端部どうしの間の間
隔であって、中心から中心への距離を示す。
【００３０】『重合マイクロファイバの不織布ウェブ』
（ＮＷＰＭ）という用語は、算術中央値繊維直径が１５
μｍ未満の繊維が絡まった固まり（mass）を示す。
【００３１】『体積率』という用語は、ウェブの単位体
積当たりにおける繊維の体積を示す。これは、単位なし
の分数であり、一般にαで表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】ここで、ｍfは、サンプルの単位表面積当
たりのフィルタ・マスであり、この面積は、波型を付け
られたウェブの場合においてはＣＳＡとなる。ρfは繊
維密度である。Ｌfはフィルタの厚みである。ここで用
いられる体積率は、ＮＷＰＭそれ自体に関してのもので
あり、複合ストラクチャ全体のものではない。ＮＷＰＭ
が二種類もしくはそれ以上の繊維の混合である場合、個
々の体積率は、同じＬfを用いて繊維の種類ごとに決め
られる。そして、これらの個別の体積率の値が、共にウ
ェブの体積率αに加えられる。
【００３４】『平均孔サイズ』（孔の平均直径とも呼ば
れる）という用語は、算術中央値繊維直径と、ウェブの
体積率とに関連し、次式で表される。
【００３５】
【数２】
【００３６】ここで、Ｄは孔の平均の大きさを示し、ｄ
fは算術中央値繊維直径、そして、αはウェブの体積率
を示している。
【００３７】
【実施例】本発明の好適な実施例を図１〜１３を参照し
て説明する。説明を容易にするため、特別な用語を用い
ることにする。しかしながら、これら選定した特別な用
語によって、本発明が限定されることを意図しているの
ではなく、選定した各用語は、同様に用いられる技術的
同義語のすべてを包括している。
【００３８】図１および図２には、本発明に係る複合ス
トラクチャ１０が例示されている。複合ストラクチャ１
０は、波型のＮＷＰＭ１２を備えている。波型のＮＷＰ
Ｍ１２は、そのＮＷＰＭ１２の波型形状を保持するため
の手段１６と、ＮＷＰＭ１３２の谷部２０のところで固
定されている。谷部２０は、ＮＷＰＭ１２を反対にすれ
ば『頂部』になるのであるが、単純化のために、『谷
部』という用語は、本明細書においてのみ用いられる用
語としておく。図２に示すように、波型のＮＷＰＭ１２
は側面から見た際にほぼ正弦波タイプの曲線にされるの
が好ましい。隣接する波型の隣合う面１５は、互いに重
なり合ったり、接触したりすることのないようにされる
のが好ましい。形状保持手段１６は、波型のＮＷＰＭ１
２と共に延びるものではない。すなわち、この手段は、
波型のＮＷＰＭ１２のようにほぼ正弦波タイプのパスを
描くのではなく、図示するように、形状保持手段１６の
長さは、隣接し合う二つの谷部２０の間で波型ＮＷＰＭ
１２の長さよりも実質的に短い。形状保持手段１６は、
横から見た際に、隣接し合う二つの谷部の間で実質的に
真っすぐに延びているのが好ましい。隣接し合う二つの
谷部２０の間の直線距離は、本明細書において『弦長』
と呼ばれ、図２において文字Ｘで示されている。
【００３９】この弦長は、一般に、隣接する二つの谷部
の間の波型ＮＷＰＭの長さの約１０〜８５パーセントの
長さである。波型のＮＷＰＭ１２の長さと、形状保持手
段の弦長の長さとの比率は、その複合ストラクチャが最
終的に用いられる用途によっても異なるが、一般に、１
０対１ないし１.２対１であり、典型的には、５対１な
いし１.５対１の比率とされる。この比率は、波型率と
して表される。
【００４０】波型のＮＷＰＭ１２と形状保持手段１６と
の固定は、サーモメカニカル接合（例えば、超音波溶
接）や、接着剤接合（例えば、熱融解接合）、または、
機械的手段（例えば、縫い合わせ）、もしくは、他の適
切な方法でなされる。波型のＮＷＰＭ１２と形状保持手
段１６との間の接合は、形状保持手段１６がシートもし
くは繊維２１である場合に、谷部２０の全体の長さにわ
たって施される。好適な実施例においては、波型のＮＷ
ＰＭ１２は、断続的な固定点１８で、好ましくは超音波
溶接の方法で、谷部２０のところだけで形状保持手段１
６と固定される。固定点１８は、各谷部２０で、距離Ｙ
（図１参照）離されるのが好ましく、隣りの谷部の固定
点１８から、距離Ｙの半分の距離をずらして設けられ
る。このＹの値は、例えば、固定点１８の大きさと、波
型１２の大きさとによって異なる。しかしながら、一般
には、Ｙは０.５ないし５センチメータ（ｃｍ）とされ
る。
【００４１】隣り合う谷部２０で固定点が千鳥状に並ら
べられることによって、複合ストラクチャの露出面の単
位面積当たりの固定点１８の数を最小にすることができ
る。フィルタ使用の際にはＥＳＡを最大にする必要があ
るので、このことは、この複合ストラクチャ１０がフィ
ルタとして用いられた場合に有利となる。ＣＳＡを最小
にすることはＥＳＡを最大にすることに寄与し、フィル
タの使用寿命をのばすことになる。ＣＳＡを最小にする
ことは、固定に寄与するだけではなく、複合ストラクチ
ャ１０の熱抵抗を高めることになる。本発明の複合スト
ラクチャ１０は、ＣＳＡの１０パーセント未満、好まし
くは５パーセント未満、さらに好ましくは、２パーセン
ト未満が固定に利用されるのが好ましい。さらに、好適
な実施例においては、ＣＳＡの０.５パーセント未満が
固定に利用されている。また、このような間欠的な固定
点１８は、複合ストラクチャの適応性を損なったり、も
しくは、フェイスマスクのフィルタとしての使用を妨げ
たりするものでないことが分かってきている。
【００４２】複合ストラクチャ１０は、波打ち直線方向
に平行に延びている軸Ａの周りで曲げることができる。
また、同様に、波打ち１２の直線方向を横切る軸Ｂに対
しても、複合ストラクチャは曲げることができる。この
適応自在性は、特に、カップ型のフェイスマスクのフィ
ルタとして有用であり、また、衣類などに用いられる断
熱材としても有用である。この適応自在性の程度は、形
状保持手段の種類に依存するが、形状保持手段１６が特
に堅いものでないときは、複合ストラクチャ１０は、複
合ストラクチャの厚みの約１０パーセント程に小さな曲
げ半径で軸Ａの周りに曲がってしまう。複合ストラクチ
ャ１０は、複合ストラクチャ１０の厚みと同じ程に小さ
な曲げ半径で、軸Ｂの周りに曲げられる。軸Ａおよび軸
Ｂの周りで同時に曲げることにおいて、最小の曲げ半径
は、複合ストラクチャ１０の厚みとほぼ等しくなる。
【００４３】複合ストラクチャ１０の複合物および構成
は、それが用いられようとする内容によって異なる。
【００４４】波型ＮＷＰＭの谷部から頂部への高さを変
えることができるが、一般には、約２ないし３０ミリメ
ータ（ｍｍ）、好ましくは３ないし１５ミリメータ（ｍ
ｍ）とされる。フェイスマスクとして用いるためには、
この谷部から頂部への高さは、約４ないし８ｍｍとされ
る。断熱材としては、谷部から頂部までの高さが、一般
的に約４ないし５０ｍｍ、より一般的には約１０ないし
２５ｍｍとされる。
【００４５】ＮＷＰＭの濾過ファイバの計算上の直径は
約１５μｍより小さく、好ましくは１０μｍ未満であ
り、さらには２ないし８μｍの範囲であるのが好まし
い。
【００４６】一般に、ＮＷＰＭの基本的な重さは、波型
を付けられる前にあっては約２５ないし１００ｇ／ｍ2
の範囲であり、さらに、この基本的な重さが３５ないし
７０ｇ／ｍ2の範囲内であるのが典型的であるとされ
る。
【００４７】波型のＮＷＰＭの体積率は、約０.１もし
くはそれ以下であり、さらには０.０４ないし０.０８の
範囲であるのが好ましいとされる。フェイスマスクとし
て使用する場合においては、波型のＮＷＰＭの体積率
は、約０.０５ないし０.０８の範囲であるのが好まし
い。断熱材として適用する場合、波型のＮＷＰＭの体積
率は、一般に、約０.００８ないし０.０７の範囲とされ
る。
【００４８】ＮＷＰＭの平均的な孔（pore）サイズは、
約１５０μｍ未満であり、好適な実施例においては、孔
サイズは１０μｍより大きく、特に、約１５ないし１０
０μｍの範囲内であるのが好ましい。
【００４９】濾過する目的においては、ＮＷＰＭが、繊
維素材の重さに基づいて少なくとも５０重量パーセント
の重合マイクロファイバを含んでいることが好ましい。
さらに、繊維素材の重さに基づいて、ＮＷＰＭが、８０
重量パーセントの重合マイクロファイバを含むことが好
ましく、１００重量パーセントの重合マイクロファイバ
を含んでいれば最も好ましい。ＮＷＰＭの繊維は、直径
の大きいステイプル繊維のような、マイクロファイバよ
りも大きいものとされ得る（メーヤー氏他の米国特許第
４,９８８,５６０号明細書参照。これには、ウェブの多
孔性を高めるために、重合マイクロファイバ及びひだを
付けたステイプル繊維を備えるウェブが開示されてい
る）。
【００５０】ＮＷＰＭの繊維は、凝縮したかたまり（co
herent mass）としてランダムに絡まる。繊維を絡める
には、例えば、メルト・ブローイング処理のような方法
がとられる。これは、溶融した重合体が金型を通して押
し出され、隣接する高速の空気流によって細くされ、ブ
ローウン・マイクロファイバ（ＢＭＦ）の絡まったかた
まりが形成されるものである。この方法で作られたＢＭ
Ｆのウェブは、自己接合（autogenous bonding）によっ
て共に保持される。ＢＭＦウェブを作るプロセスは、ウ
エンテ、バン・エイ『スーパーファイン熱可塑性樹脂繊
維』４８インダストリアル・エンジニアリング・ケミス
トリ１３４２エト・セク（１９５６）に開示されてお
り、また、ナベル・リサーチ研究所のリポート第４３６
４号で、１９５４年５月２５日に『スーパー・ファイン
・オーガニック繊維の製造』と題されて、ウエンテ，バ
ン・エイと、ブーン，シー・ディと、フルハーティ，イ
ー・エルとによって出版されたものが参考となる。重合
マイクロファイバの他に、例えば、ひだを付けられたス
テイプル繊維やひだが付けられてないステイプル繊維な
どを含んだＮＷＰＭは、メーヤー氏の米国特許第４,９
８８,５６０号明細書と、ハウサー氏の米国特許第４,１
１８,５３１号明細書と、ペリー氏の米国特許第３,０１
６,５９９号明細書に開示されたプロセスに従って製造
される。これらの米国特許によって開示された内容は、
本明細書において参考として取り込まれている。ＮＷＰ
Ｍは、カレー氏の米国特許第４,０１１,０６７号明細書
に開示されているソルーション・ブローウン技術を用い
ても、また、シム氏他の米国特許第４,０６９,０２６号
明細書に開示されているエレクトロスタティック技術を
用いても製造することができる。キュービック氏他の米
国特許第４,２１５,６８２号明細書、および、ナカオ氏
の米国特許第４,５９２,８１５号明細書に示されるよう
に、ＮＷＰＭに含まれる繊維に電気的な処理が施され、
その濾過機能を高めることができる。
【００５１】ＮＷＰＭに使用される重合体の構成物とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、
ポリ（４−メチルペンタン−１）、ポリオレフィン・コ
ポリマーなどのポリオレフィン類や、ポリエチレン・テ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレン・テレフタレー
ト、デルウエアのウィルミントンのデュポン社エラスト
マース・ディビジョンから販売されているヒトレル（Ｈ
ＹＴＲＥＬ）のようなポリエーサ・エステル・コポリマ
ーなどのポリエステル類や、ポリカーボネート類、ポリ
ウレタン類、ポリスチレン類、さらには、クラトン（Ｋ
ＲＡＴＯＮ）の商標で、テキサス州ヒューストンのシェ
ルオイル社から販売されているスチレン−ブチレン−ス
チレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−
エチレン／ブチレン−スチレンのような熱可塑性プラス
ティック・エラストマー・ブロック・コポリマー類が挙
げられる。また、このような重合マイクロファイバや重
合体構成物のブレンドを、組み合わせて用いることもで
きる。例えば、ポリエチレンとポリ（４−メチル−１−
ペンタン）とのブレンドは、あるＮＷＰＭ（リード氏の
米国特許第４,８７４,３９９号明細書参照）や、ポリプ
ロピレン／ポリエステル繊維などのようなバイコンポー
ネント・マイクロファイバを含んだＮＷＰＭ（クルーガ
ー氏他の米国特許第４,５４７,４２０号明細書参照）を
製造するために用いることができる。これらの米国特許
によって開示されている内容は、本明細書において参考
として取り込まれている。波型のＮＷＰＭ１２には、ポ
リオレフィン類で作られる繊維、特に、優れた電気処理
リテンション特性のある繊維のような、大部分の繊維構
成物（例えば９０重量パーセント以上の構成物）として
ポリプロピレンの繊維が用いられるのが好ましい。
【００５２】ＮＷＰＭには、繊維素材に加えて他の構成
物が含まれる。例えば、小片物であって、その小片物
と、これが晒される流体との間で相互作用（例えば化学
的に、もしくは物理的に反応）するようなものが、ＮＷ
ＰＭに加えられてもよい。濾過もしくは清浄化に用いら
れる一般的な小片物としては、活性炭や、アルミナ、炭
酸水素ナトリウム（sodium bicarbonate）や銀の小片物
が挙げられる。このような小片物は、収着や化学反応も
しくは融合によって、流体から構成物を取り除くか、も
しくは、触媒が、有害なガスを無害のものに変換する。
ブラウン氏の米国特許第３,７１１,３７３号明細書は、
このような小片物を含んだ重合マイクロファイバの不織
布ウェブの例を開示している。ここにおいて小片物は、
一様に分布され、ＮＷＰＭの中で機械的に保持される。
この米国特許で開示されている内容は、本明細書に参考
として取り込まれている。また、染料や着色料、フィラ
ーや界面活性剤、研磨剤、軽い安定剤、耐火剤、吸収
剤、医薬などのような添加物が、繊維形成用溶解ポリマ
ーに入れられたり、ＮＷＰＭが集められた後に繊維の上
にスプレーされるなどして、ＮＷＰＭに加えられる。
【００５３】図２に示す波型のＮＷＰＭは単一層のＮＷ
ＰＭであるが、本発明は、複数のＮＷＰＭ層を波型にし
て、複合ストラクチャを形成することも考慮されてい
る。よって、複合ストラクチャは、波型のＮＷＰＭが２
層、３層、４層にされ得る。隣り合う各層は、最終的
に、形状保持手段に固定され、複合ストラクチャ内での
薄い波型ウェブを形成する（図１２のサンプルｂ'の例
を参照）。また、別の実施例では、本発明の複合ストラ
クチャが互いに積み重ねられ、複数の複合ストラクチャ
の層を備えた複合ストラクチャが形成され得る（図１２
のサンプルｃ'の例を参照）。
【００５４】形状保持手段１６は、波型ウェブの波型状
態を保持する素子である。濾過に用いる場合、この形状
保持手段１６によって、複合ストラクチャ１０は、その
複合ストラクチャの広がった面に対して直角方向に流体
を透過することができ、形状保持手段１６は、複合スト
ラクチャ１０を通過する流体の流れを阻害することな
く、さらには、複合ストラクチャ１０を通過する流体の
流れを、波型のＮＷＰＭ１２よりも制限するものでない
のが好ましい。形状保持手段１６は、十分に開いた多孔
性のものであって、この手段を通過する際に生じる圧力
低下は、波型のＮＷＰＭ１２を通過する際の圧力低下よ
りも少ないものが好ましい。また、形状保持手段１６
は、複合ストラクチャ１０が順応的であるようにするた
めに、変形可能なものであることが好ましい。
【００５５】図１および図２に示す形状保持手段１６
は、平行な波型に対して平行にそして横切って延びる素
材であり、超音波で接合可能なファブリックである。フ
ァブリック２１は多孔性で変形可能な不織布ウェブであ
り、サウスカロライナ州のシンプソンビルのファイバウ
ェブ・ノースアメリカン社から販売されているセレスト
ラ（ＣＥＬＥＳＴＲＡ）・スパン・ボンド・ポリプロピ
レンのファブリックなどとされるか、もしくは、ＮＷＰ
Ｍか、他の多孔性の織物を含んだ多孔性シートのような
素材とされる。また、形状保持手段１６は、間隔をおい
た複数のバンドやフィラメント、もしくは繊維で、ＮＷ
ＰＭ１２３の平行な波型に沿って延びるか、平行な波型
を横切るか、もしくは対角線上に並べられるかして形成
されてもよい。このようなバンド、フィラメント、もし
くは繊維は、波型の谷部のところで接合され、ＮＷＰＭ
１２の波型形状を保持する。バンド、フィラメント、繊
維の例としては、感圧式接着剤をその上に備えた薄いバ
ンド（例えば、薄いテープ）、接着剤が塗布されたフィ
ラメント、波型ＮＷＰＭの谷部でのメルト・スパン重合
繊維であり、メルト・スパン繊維がべとべとした状態で
あるものが挙げられる。重合体が用いられた場合、それ
らの構成物は、融解接合が可能なように波型ＮＷＰＭと
同様のものであることが好ましい。ファブリック２１
は、ＮＷＰＭ１２への接合の度合いが少なく、ＮＷＰＭ
１２のＥＳＡを向上させるので、形状保持手段として好
ましいものである。
【００５６】図３には、本発明のフェイスマスク２２の
例が示されている。フェイスマスク２２のボディ２３
は、波型のフィルタ層２５を備えている。波型のフィル
タ層２５は、十分に延ばされたＥＳＡを有し、フェイス
マスクのサイズを実質的に大きくすることなく、高いフ
ィルタ特性を呈するものである。本発明のフェイスマス
クのＥＳＡは、波型でないフィルタ層を備えた実質的に
同じサイズのフェイスマスクのＥＳＡの少なくとも１.
３倍である。一般に、フェイスマスクのサイズを実質的
に大きくすることなく、ＥＳＡは、約１.３〜４の範囲
のファクタによって増加され、さらには、１.６〜２.５
の範囲のファクタによって増加される。このように、本
発明によれば、フェイスマスクのＥＳＡは、約２００ｃ
ｍ2以上となり、さらには、約２５０〜６００ｃｍ2の範
囲であるのが好ましい。
【００５７】図４には、波型のＮＷＰＭ１２とされ得る
波型のフィルタ層２５が示されている。これは、形状保
持手段１６によって波打ち形状に保たれ、複合ストラク
チャ１０を形成している。この複合ストラクチャは、形
成層２４によってマスクボディー２３の中で支持されて
いる。形成層２４は、フェイスマスクに形状と構造を提
供し、フェイスマスクを通して空気が通過することが比
較的容易となるような多孔性のものとされる。形成層２
４は、フェイスマスクの内側に設けられ、形成保持手段
１６は、この形成層２４と波型フィルタ層２５との間に
位置する。別の実施例においては、形状保持手段１６が
波型濾過層２５の外側に位置するように、波型フィルタ
層２５が反対にされてもよく、また、波型フィルタ層２
５が形成層２４の内側に設けられ、形状保持手段が着用
者の顔に最も近くなるようにされてもよい。この後者の
例において、形状保持手段１６は、感触の柔らかな素材
で作られるのが好ましい。
【００５８】波型のフィルタ層２５は、波型のＮＷＰＭ
の表面のほぼ全体にわたって、弾力のあるＮＷＰＭであ
るのが好ましい。波型のＮＷＰＭの体積率は、０.１以
下であるのが好ましく、マスクの構造を形成するため
に、密に圧縮されて小型化された波型を備えているわけ
ではない。波型のフィルタ層２５と形成層２４との固定
は、例えばマスクベース２６のところで形成層２４に波
型フィルタ層２５を接合することでなし得る。マスクベ
ース２６における接合は、超音波融着、縫い合わせ、熱
融解接着剤や感圧式接着剤のような接着剤、熱可塑性樹
脂ラバーのようなものによってカプセルの中に入れるこ
となどによってなされる。超音波による融着方法は、マ
スクベース２６のところで形成層２４へ波型のフィルタ
層２５を接合するのに好適なものである。波型フィルタ
層２５は、形成層２４のほぼ全体面にわたって並べ置か
れるのが好ましい。
【００５９】波型フィルタ層２５は、センチメートル当
たり１〜４の波型を備え、好ましくはセンチメートル当
たり１.５〜２.５の波型を有す。隣り合った二つの谷部
の間は、約８〜２０ｍｍのフィルタウェブである。隣り
合った二つの谷部の間のフィルタウェブの長さと形状保
持手段１６との長さの比は、１.５対１より大きいのが
好ましく、さらには、２.０対１ないし１.６対１の範囲
であるのが好ましい。波型のフィルタ層２５は、間欠的
な箇所での接合によって形状保持手段１６に固定され
る。これは、超音波による融着でされるのが好ましく、
また、一般に、距離Ｙ（図１）は、約０.５〜５ｃｍ、
好ましくは１.５〜３ｃｍである。間欠的な接合部分の
各々の面積は、５ｍｍ2未満であるのが好ましく、より
好ましくは２ｍｍ2未満である。波型フィルタ層２５
は、フェイスマスク内に設けることができる。これは、
ドュルード氏他の米国特許第４,８０７,６１９号明細書
の例２２に説明されており、この米国特許に開示されて
いる内容は本明細書に参考として取り込まれている。こ
の場合、波型フィルタ層２５には、電気的な処理がなさ
れたポリプロピレンＢＭＦウェブが用いられている。波
型フィルタ層は、前以て形成されていた濾過ボディーの
中で形成される。このボディーは、内側のカップ状の形
成層のすぐ上に設けられるものであり、その上に接合さ
れる。
【００６０】形成層の素材には、様々なものが用い得
る。例えば、カップ状で開いたメッシュ状のプラスティ
ックもしくは金属、それとも、モールド成形された繊維
の不織布ウェブによって、形成層が作られてもよい。本
発明のフェイスマスクの形成層としては、一般に、モー
ルド成形された繊維の不織布ウェブが用いられている。
繊維の不織布ウェブは、繊維の中に熱接合コンポーネン
トを含むことによってモールド成形されることができ、
この熱接合コンポーネントは、冷却後、繊維の交わる箇
所で、繊維どうしが互いに接合することを可能にする。
このような熱接合繊維は単一コンポーネントおよび複コ
ンポーネントの形態で提供される。複コンポーネントの
繊維は、形成層の構造をさらにオープンにするものなの
で、形成層を形成するための好適な熱接合繊維である。
さらに、ひだが付けられた形態のステイプル繊維、もし
くは、ひだが付けられていない形態のステイプル繊維
は、また、形成層の中に取り込まれる。この種の形成層
はよく知られており、ＰＣＴ国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ
９１／０８５３１号明細書、ベルグ氏の米国特許第４,
５３６,４４０号明細書、ドュルード氏他の米国特許第
４,８０７,６１９号明細書、ジャプンチ氏の米国特許第
４,８２７,９２４号明細書に開示されている。これらの
特許明細書において開示された内容は、本明細書におい
て参考として取り込まれている。『形成層』という用語
は、当初フェイスマスクの形状を提供するものとして説
明されてきたが、外側の形成層が、当初の機能と、波型
濾過層を保護する機能、および、ガス状の流れを事前に
濾過する機能を果たす場合、もしくは、形成層が、波型
濾過層の波型の形状を保持する手段１６として機能する
場合には、形成層は当初の機能以外の他の機能を有す。
【００６１】図３に示すように、アルミニウムのような
金属で曲げやすいデッド・ソフト・バンド３０が、マス
クボディー２３に設けられる。これは、着用者の鼻に対
して好ましいフィッティング状態となるように、フェイ
スマスクの形状を保つことを可能にする。マスクボディ
ー２３は、環状のマスクベースを備えており、このマス
クベースは、ストラップ２８もしくは他の適切な手段、
例えばタイ・ストリングや可調整ハーネスのような手段
によって、着用者の顔に心地よくフィットする。カップ
状のマスクボディー２３は湾曲した半球状にされている
が、他の形状であってもかまわない。例えば、ジャプン
ティチ氏の米国特許第４,８２７,９２４号明細書に開示
されるフェイスマスクのような構成を備えたカップ状の
マスクであってもかまわない。
【００６２】図５および図６には、レスピレータ（図示
せず）の中で使用するフィルター４２の例が示されてい
る。このレスピレータは、フィルター４２を受け入れる
ようにモールド成形されたマスクボディーを有し、この
マスクボディーは流体を通さない。フィルター４２は、
第１フィルター素子４３と第２フィルター素子４４とを
備え、これらのフィルター素子は、それぞれ、含有され
る微粒子およびガスを取り除く。
【００６３】第１フィルター素子４３は、空気中から微
粒子を取り除くもので、波型のＮＷＰＭ１２を備えてい
る。波型のＮＷＰＭ１２は、上述したように形状保持手
段１６と固定されて複合ストラクチャ１０を形成する。
複合ストラクチャ１０は、外側面の固いボディー４６に
固定される。この固いボディー４６は、微粒子を取り除
く前段階のフィルターとして機能し、フィルター素子４
３へこれら微粒子が入るのを防ぐものである。
【００６４】第２フィルター素子４４は、ソーベント
（sorbent）・フィルター素材を備えており、ガス状の
構成物を除去するものである。ソーベント素材は、固い
ボディー４６の形状の中に組み込まれた複数のソーベン
ト粒４５の形で設けられる。このような内容は、ブラウ
ン氏の米国特許第５,０３３,４６５号明細書に開示され
ており、本明細書に参考として取り込まれている。この
ように接合されたソーベント構造は、ソーベント粒４５
が重合体の結合粒子によって共に接合され、固いボディ
ー４６を形成する。固いボディー４６は、衝撃抵抗のあ
る一体構造であるのが好ましい。ソーベント粒は、固い
ボディーの中で一様に配置され、流体が通過できるよう
に間隔をおいて設けられる。例えば、ソーベント粒を活
性炭の粒とし、重合体の結合粒子を、ポリウレタンや、
エチレン・ビニル・アセレートや、ポリウレタンとする
ことができる。不織布繊維の層５１は、ソーベント粒の
摩滅を防止するように、複合ストラクチャ１０とは反対
側の固いボディー４６の表面に固定される。第２フィル
ター素子４４は、ルーズにされているか、もしくは接合
されていない複数のソーベント粒を有している。これら
のソーベント粒は、第２複数素子が固定されるコンテナ
の中で共に置かれる。
【００６５】本発明の複合ストラクチャ１０は、フィル
ター素子に有用なものとして示されてきたが、この複合
ストラクチャ１０は、断熱材としても有用なものとする
ことができる。このような例において、波型のＮＷＰＭ
は、ハウサー氏の米国特許第４,１１８,５３１号明細書
にあるひだの付いたステイプル繊維を備えているのが好
ましい。ひだの付いたステイプル繊維は、その長さにわ
たって、連続した波型が付いているか、カーリー状にな
っているか、もしくは、ぎざぎざ状態の特性を有し、ひ
だは、センチメートル当たり少なくとも約２つあり、長
さにして平均約２〜１５センチメートルである。一般
に、ひだの付いたステイプル繊維は、直径の大きいもの
である。この繊維は、ランダムにそして完全に相互混合
され、マイクロファイバーと相互に絡まり、概略値で少
なくとも１０重量パーセントであり、ウェブ中の繊維の
２５〜７５重量パーセントの範囲であるのが好ましい。
一般に、ステイプル繊維は、少なくとも約１５パーセン
トのクリンプ、好ましくは少なくとも約２５パーセント
のクリンプを有する。ハウサー氏の特許明細書に開示さ
れているウェブは、単位重量当たり非常に優れた断熱効
果があり、優れた強度と熱抵抗のある複合ストラクチャ
を提供し、ジャケットやブーツのような履物、そして寝
袋のような他の品物にも応用できる価値ある断熱材ウェ
ブとして、有用な複合ストラクチャを作る。複合ストラ
クチャは、接着剤接合や、縫い合わせ、グルーイング
（gluing）等により、このような品物に固定される。
【００６６】図７には、本発明の波型を付ける装置４７
が示されている。この装置は、本発明の方法に基づいて
連続的に複合ストラクチャを作るのに有用なものであ
る。図７に示す装置は、特に波型ＮＷＰＭを作るのに適
している。本発明の方法と装置とを用いることにより、
ウェブを裂くことなく、もしくは、実質的にその体積率
を増すことなく、弾力性のあるＮＷＰＭに波型を付ける
ことができる。ＮＷＰＭはデリケートなものであり、容
易に裂けたり、固く締まってしまうような特性をもって
いるため、フェイスマスクにＮＷＰＭを用いることは不
適切である。裂けたウェブは、構成物がフェイスマスク
を通過するのを防止できず、また、固く締まったウェブ
は、圧力低下を増大させるとになる。優れたウェブの弾
力性は、断熱材においても重要である。圧力低下のひど
いフェイスマスクは、付け心地の悪いものである。本発
明によれば、初めのウェブの体積率を平均１５パーセン
ト以上増加させることなく、波型のＮＷＰＭのウェブを
作ることができ、さらに好ましくは、平均で３〜５パー
セント以上の体積率増加を生じない。多くの実施例にお
いて、ＮＷＰＭを作るときの体積率は、１パーセント以
上増加することなく、あるいは殆ど無視できる程にしか
増加しない。本発明の方法と装置を用いれば、ウェブと
の接触は僅かであり、ウェブの弾力性ないし厚み、およ
び最終的な体積率は保持され、圧力低下は低く保たれ
る。さらに、波型ウェブの波型パターンを保持する方法
は、結果的に生産される製品の最大のＥＭＳを提供す
る。
【００６７】波型を付ける装置４７は、複数のパドル４
８を備えている。これらのパドルは、エンドレスパス５
２の周りでパドルを移動させるための手段５０に、その
第１端部４９のところで取り付けられている。各パドル
４８は、パス５２の周りを移動する際に、ウェブ５６,
６６（５６は、初めの素材もしくは波型をまだ付けてい
ないウェブであり、６６は、波型を付けた後のウェブで
ある）を支持するための第２端部を備えている。パス５
２は、湾曲した部分５３と、真っすぐな部分５５とを備
えている。パドルの第２端部は、湾曲部分５３から真っ
すぐな部分５５へ近づく際に、互いに向かい合った方向
に動くことが可能（すなわち、ピッチが減少する）であ
り、これにより、パス５２の領域５８の部分で、ウェブ
に波型を付けることができる。
【００６８】パドルを移動させる手段５０は、柔軟な単
一のベルト５７（図８）であるのが好ましく、また、例
えば、間隔をあけた複数の柔軟なベルトであってもよ
い。ここで『柔軟な』という意味は、ベルトが機械の方
向に対して直角に曲がるか傾くことをいい、これによ
り、ベルトがパスの周りを３６０度回ることが可能にな
る。パドルを移動させる手段５０は、柔軟なベルト５７
であり、パドル４８の第１端部４９は、間隔をおいて、
柔軟なベルト５７の中にはめ込まれる。パドルの第１端
部は、柔軟なベルト５７の内側の面とほぼ同一の面にそ
の第１端部が位置するように、ベルトの中にはめ込まれ
るのが好ましい。パドルの全長の少なくとも７０パーセ
ントがベルト５７から延出しているのが好ましく、さら
に好ましくは、パドルの８５パーセントの部分が、ベル
ト５７から延出している。ベルト５７の厚みは、５〜１
５ｍｍが好ましく、さらに好ましくは７〜１０ｍｍがよ
い。
【００６９】パドルは、ベルトと共に機械の方向へ動
き、柔軟なベルト５７の接線方向に対して、直角となる
ようにされている。パドルとパドルとの間隔は、弦長を
規定するので、パドルの第１端部が、機械の方向に対し
て横方向に動いたり振動したりしないことが重要であ
る。柔軟なベルト５７は、結果的に生産される波型ウェ
ブ６６の弦長を一定にすることができるように、パドル
の位置を安定させる素材から作られるのが好ましい。シ
ョア硬度Ａデュロメータ（Shore A durometer）が２５
〜９０の範囲のゴム製のベルトは、パドルの位置を安定
させるのに適している。シリコン・ゴムでできたゴム製
ベルトが、パドルの横の動きを十分に防止することが分
かってきている。適切なシリコンゴムの例としては、ジ
ェネラル・エレクトリック社から販売されているＲＴＶ
−６３０や、ダウ・コーニング社から入手可能な、スラ
スティック・タイプＬのＲＴＶと、タイプＥの硬化剤と
を同時に用いるもの等が挙げられる。
【００７０】図８に示すように、ベルト５７をさらに支
持するために、ベルト５７の中には、平行な複数の補強
部材５９が通されている。平行な補強部材５９は、ベル
ト５７の中にはめ込まれるものであって、適切なコー
ド、ライン、ストランドなど、通常の操作状況の下で、
折れたり過度に伸びたりしないものとされる。図９に示
すように、パドル４８の第１端部４９は、平行な補強部
材５９を受け入れるための複数の開口６１を備えてい
る。平行な補強部材５９は、ベルト５７を貫通する開口
６１の中に通され、パドル４８をベルト５７に固定する
のを補助する。パドル４８の第１端部４９には、パドル
４８をベルト５７の中に固定するためのバッフルないし
開口６３を含む不規則な構成が設けられる。
【００７１】波型を付ける装置４７には、波型の付けら
れていないウェブ５６を、波型を付ける装置４７へ導く
ための第１手段６０が備えられている。この第１手段６
０によって、波型の付いていないウェブ５６を、パドル
の第２端部５４と接触させ、波型の付いていないウェブ
５６に波型を付ける領域５８へ送ることができる。ま
た、波型を付けたウェブ６６の波型の形状を保持するた
めの手段１６を導くために、第２手段６４が設けられ
る。この第２手段６４によって、波型が付けられる領域
５８の後工程の領域で、形状保持手段１６が、波型の付
けられたウェブ６６と接触することになる。手段７０
は、形状保持手段１６を波型のウェブ６６に固定する。
【００７２】波型の付けられていないウェブ５６を装置
４７へ導くための第１手段６０は、固定のガイド部材７
２を備えている。ガイド部材７２は、平らな端部７３と
湾曲部分とを備えている。この湾曲部分は、パドル４８
が湾曲した部分５３の上の経路５２の周りを移動すると
きに、パドル４８の第２端部５４によって形成される弓
形に対応するものである。ガイド部材７２によって、経
路５２の湾曲部分５３の上で、波型の付けられていない
ウェブ５６を、パドルの第２端部５４と接触させること
ができる。波型を付けられていないウェブ５６は、一般
に、ロールもしくは射出装置（図示せず）から供給され
る。
【００７３】ガイド部材７２は、また、経路５２の真っ
すぐな部分の上にも延び、ウェブ６６の波型の状態を保
護する。このような位置において、パドル４８が経路５
２の周りを移動するときに、ガイド部材７２は、パドル
の第２端部５４に対してウェブ６６を保持する。重り７
４もしくは他の適切な手段が、ガイド部材７２の上に設
けられ、パドルの第２端部５４のところで、ウェブ６６
の上に僅かな圧力を与える。ウェブの波型を保護するた
めのガイド部材７２の代わりとして、空気を当てる方法
であるとか、循環する接触ベルトのような別の手段を適
用することもできる。
【００７４】波型のウェブ６６に形状保持手段を導くた
めの第２手段６４には、例えば、波型ウェブ６６に取り
付けられる多孔性の不織布シート（もしくは、複数のラ
イナーバンドか、フィラメントか、繊維）のような形状
保持手段１６を供給するボビン７６が設けられる。形状
保持手段１６は、７３に似たガイド部材の平らな端部を
用いることによって、波型のウェブ６６と接触するか、
もしくは、図７に示すように、取り付け手段７０の下側
の通過手段によって、形状保持手段１６は、波型のウェ
ブ６６と接触するように置かれる。
【００７５】取り付け手段７０は、波型の付けられたウ
ェブ６６に形状保持手段１６を取り付けるための装置で
ある。取り付け手段７０は、例えば、サーモメカニカル
・ボンディング装置や、メルト・スピンレット・システ
ムや、プレッシャー・ローラのようなものであってもよ
い。取り付け手段７０は、波型の谷部２０の所で、波型
のウェブ６６を形状保持手段１６へ取り付けるものであ
るのが好ましい。濾過用のフェイスマスクの複合ストラ
クチャを作るために、取り付け手段７０は、波型の付け
られた不織布ウェブの弾力状態を損なわない方法で、波
型の付けられたＮＷＰＭを形状保持手段１６へ取り付け
るものであることが好ましい。
【００７６】ＮＷＰＭに用いる好適な取り付け手段７０
は、サーモメカニカル・ボンディング装置である。超音
波溶接装置のようなサーモメカニカル・ボンディング装
置は、波型のＮＷＰＭの弾力状態を損なわない方法で、
選択的に、波型のウェブを形状保持手段に取り付けるも
のであり、これにより、ウェブのフィルターとしての用
途が確保される。超音波溶接装置には、一般に購入でき
る超音波パワー装置（図示せず）によって働くホーン７
８が設けられている。アンビルはパドル４８を備え、パ
ドルの第２端部５４は、アンビル接触面として機能す
る。ホーン７８内の超音波の振動によって、波型のウェ
ブ６６は、パドル４８の第２端部５４の上で形状保持手
段１６に融着接合される。ローラのような支持部材７９
が、パドルの第１端部４９に隣接してホーン７８の反対
側に設けられるのが好ましい。支持部材７９は、パドル
４８が振動するのを防止し、ウェブ６６と形状保持手段
１６との間の接合形成のために、これらが超音波信号を
吸収することを確実にする。ホーン７８からの超音波の
振動は、パドルの第２端部５４の上の部分に集中して向
けられるのが好ましい。これにより、図１および図２に
示すような、間欠的な固定点１８を形成することができ
る。
【００７７】図９には、パドル４８の正面図が示されて
いる。パドル４８には、間隔をおいた複数のエネルギ集
中部６２が設けられている。エネルギ集中部６２は、パ
ドルの第２端部５４の上で、間隔をおいて設けられる突
出部である。エネルギ集中部６２によって、波型のウェ
ブ６６と形状保持手段１６とは、各エネルギ集中部の上
で接合することができる。図１および図２に示した千鳥
配置のスポット融着を有する複合ストラクチャを作るた
めに、パドルの第２端部５４には、間隔をおいたエネル
ギ集中部６２が設けられる。このエネルギ集中部は、隣
接するパドル上のエネルギ集中部とはずらされて配置さ
れている。例えば、隣接し合うパドル上の集中部の間の
距離の概ね４分の１から２分の１ずらされており、さら
に好ましくは、その距離（図１のＹ参照）の約２分の１
ずらされる。また、エネルギ集中部は、各パドルの上で
ランダムに間隔をとって設けられてもよい。エネルギ集
中部のサイズは、ウェブ層の数と、波型のウェブの波型
の大きさとに依るところが大きいが、一般に、その上面
は、約１〜１０ｍｍ2であり、典型的には２〜６ｍｍ2で
ある。フェイス・マスクのための波型濾過層を形成する
ためには、エネルギ集中部の上面の面積は、約２〜４ｍ
ｍ2とされる。一般には、パドル４８は１〜２ｍｍの厚
みであり、典型的には１〜１.５ｍｍの厚みである。
【００７８】図７に示すように、複数のウェブ５６に対
して、同時に波型を付けることが可能である。波型の付
けられてない複数のウェブ５６（破線）は、波型を付け
る装置４７の６０のところへ同時に供給される。このよ
うにする場合、５８のところで、パドルの第２端部５４
が互いに向かい合って移動するときに、各ウェブ５６は
同時に波型を付けられる。超音波溶接、もしくは他の接
合方法によって、波型のウェブ６６が形状保持手段１６
に取り付けられ、同じ大きさの薄板状の波型ウェブ６６
ができ、結果的に複合ストラクチャが作られる。
【００７９】本発明の装置によれば、与えられた弦長ご
とに、さまざまな波型ウェブ６６を備えた複合ストラク
チャを形成することができる。隣接する頂部もしくは谷
部２０の間のウェブの量ないし長さは、ウェブを導き入
れる点のパドルのピッチによって決定される。このピッ
チによる影響を例示すると、今、１ｃｍ（ピッチ＝１ｃ
ｍ）離れた第２端部５４を備える隣接パドル４８があ
り、ウェブ５６は、湾曲部分５３のところで、最初にパ
ドルの第２端部５４と接触する。パドルは間隔をあけて
いるので、結果としてできる複合ストラクチャ１０の隣
合う二つの頂部ないし谷部２０の間の波型ウェブ６６は
１ｃｍとなる。真っすぐな部分５５上で接合が生じると
ころのパドルのピッチは、個々の波型の弦長を決定す
る。取り付けのところでのパドルのピッチが０.５ｃｍ
であれば、弦長は、出来上がった複合ストラクチャ上の
隣接する谷部の間で０.５ｃｍとなり、波型の比率が２
対１となる。
【００８０】図１０を参照すると、波型を付ける別の装
置４７'の実施例が示されている。波型を付けるこの装
置４７'において、パドル４８'は、経路５８'の周りを
移動する。経路には、曲げ半径が変わる湾曲部分５３'
が備えられている。曲げ半径が変化することにより、パ
ドルが移動していく方向へ向かうにしたがって、隣接す
る第２端部５４'のピッチが減少することになる。この
ピッチの減少によって、パドルの第２端部５４'の上で
移動するウェブ５６'に波型が付けられる。パドル４８'
が湾曲部分５３'に沿って反対方向へ移動するときに、
装置４７'の曲げ半径は増加する。
【００８１】波型を付ける装置４７'は、パドルの第２
端部５４'へ波型を付けていないウェブ５６'を導くため
の第１手段６０'を備えている。第１手段６０'は、経路
５２'の湾曲部分の上へ波型を付けていないウェブ５６'
を導くための複数の位置を有しているのが好ましい。図
１０には、波型を付けていないウェブ５６'を装置４７'
へ導くことのできる異なる５つの位置が示されている。
ロケーション１においては、パドルの第２端部５４'
は、最も早い速度（ここでのピッチは最も大きい）で移
動するので、ここでは、波型の付けていないウェブ５
６'をより多く装置４７'へ導くことができる。これによ
り、波型のウェブ６６'が有する弦長ごとの波型ウェブ
の量が、例えばロケーション２、３、４、５において導
かれるウェブよりも多くなる。ロケーション５で導かれ
るウェブ５６'は、結果としてできる複合ストラクチャ
の弦長ごとの波型を付けたウェブ６６'の量が最も少な
くなる。よって、ウェブ導入の位置を変えることによ
り、装置４７'を使用する場合に、波型を付ける比率を
変えることができる。
【００８２】ベルト５７'は、モジュール８０'の上の経
路５２'の湾曲部分５３'の上で支持される。モジュール
８０'は、ローラもしくはボール８２'のような複数の可
動部材を備えている。ベルト５７'が経路５２'の湾曲部
分５３'の周りを回るときに、ボール８２'は、モジュー
ル８０'の中を回転し循環する。ボール８２'が経路５
２'の湾曲部分５３'の端部に達したとき、ボール８２'
は、モジュール８０'の底に落ちて、再度循環される。
モジュール８０'は、素早く取り外すことができ、曲げ
半径の変化が異なるモジュールと取り替えられるように
されている。このように、曲げ半径の変化を伴う湾曲に
沿った様々な位置において、ウェブを導入することの代
替案として、ウェブが一定に導入されるポイントを保持
し、曲げ半径の異なるモジュールを挿入して曲げ半径を
変化させることにより、異なる波型比率を得ることがで
きる。
【００８３】図１１において、波型を付ける別の装置４
７"の実施例が示されている。波型を付ける装置４７"
は、パドルの第２端部５４"のピッチを変えるための手
段８８"を備えている。ピッチを変える手段８８"は、形
状保持手段１６"を不織布の波型ウェブ６６"へ取り付け
るための手段７０"に隣接し、経路５２"に沿って位置す
る。ピッチを変える手段８８"は、機械の方向に対して
直角となる方向へ、パドルを動かす手段５０"を傾ける
ことにより作動する。この傾けによって、形状保持手段
１６"が波型のウェブ６６"へ接合できる。波型のウェブ
６６"を、超音波溶接可能な繊維のシートもしくは複数
のバンドやフィラメントやスレッドや繊維のような他の
手段へ、接合するための、超音波溶接装置が本実施例に
適用されている。ここで、ピッチを減少させることによ
り、弦長が減少し、結果物としての複合ストラクチャの
単位長当たりの波型の数が増加する。ウェブ６６"が裂
けてしまうのを防止するため、９０"における曲げ半径
が、ウェブを導くポイントの曲げ半径よりも小さいこと
が重要である。また、複合ストラクチャ１０"とパドル
の第２端部５４"とが、曲がり９２"のところで分けられ
る前に、これらが離れることが重要である。さもなけれ
ば、複合ストラクチャ１０"は、損傷してしまうことに
なる。図１１には、弦長が減少するように経路５０"が
傾けられて示されているが、経路５０"を反対方向へ傾
けて、弦長を増加させることもできる。
【００８４】本発明の他の態様および利点は、後述する
実施例によってさらに示される。しかしながら、ここに
示される内容は、単なる例示であって、本発明の範囲を
制限するものではない。
【００８５】例 重合マイクロファイバの不織布ウェブ 次の例で用いられたＮＷＰＭは、電気的処理を施したポ
リプロピレンＢＭＦウェブである。これは、単位面積当
たり５５グラム（ｇ／ｍ2）の平均基本重量を有し、平
均０.０８６ｃｍ（０.０３４インチ）の厚みであり（ニ
ュージャージ州のウィッパニのカスタム・サイエンティ
フィック・インストゥルメント社から販売されてイルロ
ー・プレッシャー・シィックネス・ゲージ・モデル番号
ＣＳ−４９−４６を用いて０.１ｇｍ／ｃｍ2の力を加え
ながら測定した場合）、繊維密度ρfが０.９１で、体積
率は約０.０８未満であった。
【００８６】形状保持手段 次の例で用いられた形状保持手段は、１６.９５ｇｍ／
ｍ2（０.５ｏｚ．／ｓｑ．ｙｄ．）のセレストラ（ＣＥ
ＬＥＳＴＲＡ）不織布スパンボンド・ポリプロピレン繊
維であり、サウスカロライナ州のシンプソンビルのファ
イバウェブ・ノースアメリカ社から販売されているもの
であった。
【００８７】ウェブの波型付け 次の例において、波型のＮＷＰＭを作った波型を付ける
装置は、図７に示される波型付け装置に似たものであっ
た。この装置には、幅２７.９ｃｍで厚み０.６４ｃｍ
（０.２５インチ）のエンドレス・ベルトが使われてお
り、このベルトは、シリコンゴム（ジェネラル・エレク
トリック社から販売されているＲＴＶ−６３０）から作
られているものであった。鋼製のパドルは、ゴムベルト
の第１端部のところではめ込まれた。この第１端部は、
ベルトの内側面に一致する。直径１.５ｍｍ（０.０６イ
ンチ）のナイロン・コード（サーベイヤーズ・スナップ
・ライン）は、補強のため、パドルの端部の開口６１
（図９）に通された。パドルは、厚み０.１２ｃｍ（０.
０４７インチ）、高さ３.１８ｃｍ（１.２５インチ）
で、第１端部にはめ込まれる部分の幅が２７.９ｃｍ
（１１インチ）であり、第２端部自由端の幅は、２４.
１ｃｍ（９.５インチ）であった。パドルのはめ込まれ
る端部の中心から中心の間隔は、経路の真っすぐな部分
の上で測った場合０.６４ｃｍ（０.２５インチ）であっ
た。間隔をおいた複数のエネルギ集中部は、図９に示す
ように、パドルの上端部に沿って設けられていた。集中
部は、幅が０.３１８ｃｍ（０.１２５インチ）で、パド
ルの端部を越えて０.１０２ｃｍ（０.０４０インチ）突
き出ており、中心から中心までの距離で３.１８ｃｍ
（１.２５インチ）離れていた。隣接し合うパドル上の
集中部は、１.５９ｃｍ（０.６３インチ）ずらされてい
た。その上をベルトが移動する直径６.３５ｃｍ（２.５
インチ）のローラの軸と軸との間の距離は、ほぼ２０ｃ
ｍ（７.８７５インチ）であり、同じ長さの２本の真っ
すぐな部分を作った。柔軟なベルト・アセンブリは、速
度可変のギア・モータによって駆動された。
【００８８】波型を付ける装置には、ブランソン（ＢＲ
ＡＮＳＯＮ）５０１の超音波溶接アセンブリが実装さ
れ、２.５対１のブースタを備え、１７.７８ｃｍ（７イ
ンチ）幅で２.５４ｃｍ（１インチ）の厚みのホーンで
あった。溶接装置は、バリアックで制御されているブラ
ンソン１３００Ｐの電力供給部によって駆動された。ホ
ーンの先端および末端は、僅かに湾曲しており、ＮＷＰ
Ｍおよびセレストラ繊維がホーンの下を通過するのを容
易にする。超音波ホーンのフェイスとパドルのエネルギ
集中部との間のウェブ上の力は、空気圧シリンダによっ
て規制されており、ＮＷＰＭへの損傷が最小限となによ
うにされた。
【００８９】上述した波型付け装置を用いることによっ
て、結果物である波型のウェブの波型比率は、ほぼ１.
７対１となり、濾過に不向きな固定点は、ＣＳＡのほぼ
１.１％となった。
【００９０】波型を付けるプロセスの間に、『オーバー
・ウェルディング』や『オーバー・プレッシャー』によ
ってＮＷＰＭに穴が明くことのなく、ＮＷＰＭのセレス
トラ繊維への取り付けを確実にするように、３つのパラ
メーターがコントールされた。これら３つのパラメータ
ーは、１）ＮＷＰＭとセレストラ繊維へ加える超音波ホ
ーンおよびエネルギ集中部からの力、２）ウェルディン
グ・ホーンへ供給される電力、３）波型付けのベルトの
速度であった。表１に、波型のウェブ構造を作るための
代表的な実施状況を示す。
【００９１】
【表１】
【００９２】ＮＷＰＭおよびセレストラ繊維は、循環す
るパドルの動きによって波型付け装置の中へ送られ、エ
ネルギ集中部のちょうど真上で共に融着された。ＮＷＰ
Ｍとセレストラ繊維とが共に融着された後、経路の湾曲
部分でパドルの自由端が広がる前に、結果物たる複合ス
トラクチャがパドルから離された。
【００９３】これらの実施例で用いられた複合ストラク
チャの構造は、図１２に示されている。ここにおいて、
符号１２は波型のＮＷＰＭを示し、符号１４は平らなＮ
ＷＰＭを示し、符号２１はセレストラ繊維を示してい
る。平らな複合ストラクチャは、ａ〜ｃに示すストラク
チャであり、波型のＮＷＰＭを備える複合ストラクチャ
は、ａ'〜ｃ'ストラクチャである。波型のＮＷＰＭを２
層含む複合ストラクチャ（ストラクチャｂ'）は、二つ
の平らなウェブを接合せずに向かい合った構成で、それ
ぞれのロールから、波型付け装置の中へ供給することに
よって作られた。３つの波型ウェブ（ストラクチャ
ｃ'）は、２つの分離複合ストラクチャから作られた。
１層の波型ＮＷＰＭはセレストラ繊維（ストラクチャ
ａ'）に接合され、２層のＮＷＰＭは、セレストラ繊維
（ストラクチャｂ'）に接合された。この３層の構造に
おいて、個々の複合ストラクチャは、互いに合わせるこ
となく、裏面と表面とが接触するように置かれた。
【００９４】圧力低下および微粒子透過テスト 様々なフィルターの性能比較が、ミリタリー・スタンダ
ードＭＩＬ−ＳＴＤ−２８２に似た方法でなされた。流
れの上流側に微粒子の集中部が設けられ、フィルターの
下流側でモニターされる状態でフィルター構造が試され
た。テストは、ミネソタ州セントポールのサーモ・シス
テム社から販売されているオートマチック・フィルター
・テスタ（ＡＦＴ）モデル８１１０を用いてなされた。
蒸留水もしくは純粋なＤＯＰの２％塩化ナトリウム溶液
である固体（塩化ナトリウム）ないし液体（ダイオクチ
ル・フタレート（ＤＯＰ））のエアゾールを用いて、各
複合ストラクチャが、表示するような毎分８５リットル
（ｌｐｍ）の流量でそれぞれ試された。塩化ナトリウム
のエアゾールは、中央直径０.１０マイクロメータと計
算される微粒子サイズの対数正規分布と、１.９の幾何
学的標準偏差を有している。ＤＯＰのエアゾールは、中
央直径０.１９ミクロンと計算される微粒子サイズの対
数正規分布と、１.５の幾何学的標準偏差を有してい
る。上流のエアゾール集中部および下流のフィルター
は、マイクロプロセッサーでフィルター透過を計算する
フォトメータによってモニターされた。テストは、自動
的になされ、圧力低下、透過、流量、微粒子チャレンジ
に関するデータは、補助的コンピュータに表示されログ
オンされた。
【００９５】圧力低下および透過のデータを用いて、品
質ファクタＱが計算される。このファクタＱは、ある与
えらえたフィルター構造である与えらえた流量において
の、フィルターの性能を測る単位なしの特性である。
【００９６】
【数３】
【００９７】ファクタＱを計算するための式は、圧力低
下に関して反比例し、透過に関して指数関数となる。リ
ニア分析によるファクタＱの比較において、ファクタＱ
が正の大きい値であれば、ダイレクト・リニア・プロポ
ーションにおいて、より良いフィルター特性であると言
える。
【００９８】例１〜３および例Ｃ−１〜Ｃ−３の比較 テストされたすべてのサンプルは、直径が１３.３ｃｍ
（５.２５インチ）の円形のサンプルであり、図１２に
示す構造を備える複合ストラクチャから切り出されたも
のである。サンプルはサンプル・ホルダに取り付けらえ
た。このホルダは、サンプルの円形（直径１１.２２ｃ
ｍ（４.４２インチ））部分を微粒子チャレンジに露出
した。複合ストラクチャａ〜ｃとして図１２に示される
平らなＮＷＰＭのサンプルは、９９ｃｍ2のＥＳＡを有
し、複合ストラクチャａ'〜ｃ'は、サンプル・ホルダの
同じ面で用いられたが、一般に延ばされたＥＳＡに対し
て１.７対１の波型率を有していた。
【００９９】各サンプルにおいて、５つのサンプルが、
最初の透過および最初の圧力低下についてテストされ、
これらのテストの結果が平均され、表２および表３にま
とめられた。品質ファクタＱは、透過と圧力低下のデー
タを平均して計算されてた。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
【表３】
【０１０２】表２および表３のデータは、本発明の複合
ストラクチャの優れた特性を示している。１〜３の例に
おいて、本発明の波型の構造ａ'〜ｃ'は、低い圧力低下
と、低い透過値を示し、比較例であるＣ−１〜Ｃ−３の
それぞれの波型の付いていない複合ストラクチャａ〜ｃ
と比較して、大きなファクタＱが得られた。
【０１０３】ＤＯＰチャレンジエアゾールのファクタＱ
の平均は、例１〜３の複合ストラクチャａ'〜ｃ'の場合
が０.３９であり、比較例であるＣ−１〜Ｃ−３の複合
ストラクチャａ〜ｃの場合が０.２４であった。これら
のファクタＱの平均の比（波型の付いた場合のＱ／平型
の場合のＱ）は、１.６３であった。同様に、塩化ナト
リウムの場合のファクタＱの平均は、例１〜３の複合ス
トラクチャａ'〜ｃ'のが０.７０であり、比較例である
Ｃ−１〜Ｃ−３の複合ストラクチャａ〜ｃが０.４７で
あった。これらのファクタＱの平均の比（波型の付いた
場合のＱ／平型の場合のＱ）は、１.５０であった。比
率が１.６３および１.５０であるということは、すなわ
ち、本発明が、それぞれ６３％および５０％のファクタ
Ｑ向上を提供するものであることを示している。
【０１０４】使用耐久テスト 図１２に示す複合ストラクチャａ〜ｃおよびａ'〜ｃ'
は、ある一定の期間、微粒子チャレンジにかけられてい
る間に、圧力低下と透過とを測ることによって寿命テス
トがなされた。微粒子チャレンジは、塩化ナトリウムで
あった。圧力低下と微粒子透過は、２５分間、毎分ごと
にサンプルされた。各ストラクチャ（ａ〜ｃおよびａ'
〜ｃ'）は、５回の別々の試験でテストされた。５回の
試験のデータは、平均され、圧力低下、透過の平均がと
られ、ファクタＱのデータは、表４に示される。ここに
おいて、圧力低下はdＰで表され、透過は、『Pen』で表
される。
【０１０５】
【表４】
【０１０６】表４のデータは、波型の複合ストラクチャ
および平型の複合ストラクチャの上に、塩化ナトリウム
が堆積したときに、平型複合ストラクチャの方の圧力低
下が顕著である一方、波型のＮＷＰＭ（ａ'〜ｃ'）を含
む複合ストラクチャの場合は、そのような顕著な圧力低
下が生じないことを示している。図１３は、本発明の複
合ストラクチャによって実現された優れた圧力低下値を
示している。ここにおいて、グラフ上の各点は、時間毎
の圧力低下をひろったものである。グラフを見ると、平
型ＮＷＰＭの構成（ａ〜ｃ）のものは、約１２分のとこ
ろで大きく変化しているのが分かる。一方、波型のＮＷ
ＰＭ（ａ'〜ｃ'）を備えた複合ストラクチャは、２５分
経過に至っても大きな圧力低下が見られない。波型のＮ
ＷＰＭ（ａ'〜ｃ'）の傾斜の変化は、平型複合ストラク
チャ（ａ〜ｃ）のそれよりも随分と少ない。
【０１０７】示される時間間隔において、波型の複合ス
トラクチャと平型の複合ストラクチャのファクタＱの平
均値比較は、１分間隔で示されている。１.５という比
率は、表３に示される塩化ナトリウムへ最初に露出した
際の比率と同じである。しかしながら、時間が経過する
につれて、ファクタＱの比率（波型の付いている場合の
ファクタＱ／平型の場合のファクタＱ）は、２５分でほ
ぼ４に増加する。このようにして、本発明の大いなる効
果が示された。
【０１０８】ウェブの厚みテストと体積率決定 ウェブの厚みに関し、本発明の波型付け装置および方法
の影響についてテストされた。体積率は、ウェブの厚み
に関係しており、体積率の低いウェブを提供するため
に、ウェブの厚みを薄くすることが重要である。このウ
ェブ厚みテストは、ウェブの厚みを薄くすることなく、
ＮＷＰＭが本発明に基づいて波型を付けられるときに、
その体積率が保持される。
【０１０９】波型のウェブは、上述の低圧厚さゲージで
はその厚みを測れない。よって、これらの例において
は、他の技術（インプレグネイション方法を参照）を用
いて、波型ウェブの厚みを調べた。図１２に示す平型の
複合ストラクチャａとｂ、および、波型ウェブの複合ス
トラクチャａ'とｂ'は、インプレグネイション方法を用
いて測った。これは、平らなウェブと、波型ＮＷＰＭの
複合ストラクチャの一部分を切り取って、粘着性の少な
い樹脂の中へ入れることによってなされた。この樹脂
は、スコッチキャスト・エレクトリカル・レジン＃８
（ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から販売されてい
る）である。この樹脂は、波型ウェブの構造を固まらせ
るために、２４時間以上かけて重合化された。平らなウ
ェブと波型ウェブのサンプルは、ウェブの端部のところ
をマイクロトームで切断され、約０.１ｍｍの厚みのウ
ェブの切断片が作られた。波型のサンプルは、複合スト
ラクチャの選択された部分の切断片に切られた。平らな
ＮＷＰＭとの比較のため、固定点の部分は含まれていな
い。その後、切断片のサンプルは、グラス・スライドの
上に置かれ、照らされ、インフィニバ・ビデオ・インス
ペクション・マイクロスコープ（コロラド州ボウルダー
のインフィニティ・フォト・オプティカル社から販売さ
れている）で拡大された。拡大画像は、ＣＣＤカメラで
電気的にとらえられ、イメージ分析のためにデータがと
られた。画像システムは、クワンティメント・モデルＱ
−５７０のイメージ・アナライザー・モデル（イリノイ
州ディヤーフィールドのレイカ・インストゥルメント社
から販売されている）であった。これは、イメージを分
析するもので、ＮＷＰＭの境界を決定し、ウェブのパタ
ーンに関係なくＮＷＰＭの厚みを計算するものである。
体積率は、ウェブの厚みから計算された。
【０１１０】この測定は、各ストラクチャの３つのサン
プルについて、最低２度なされた。データは平均され
て、表５に示すとおりになった。
【０１１１】
【表５】
【０１１２】表５のデータによれば、ＮＷＰＭに、本発
明の方法および装置を用いて波型を付けた場合、ウェブ
の厚みは顕著に減っていないし、ウェブの体積率も増し
ていないことが分かる。実際、データによると、ウェブ
の厚みは少し増え、体積率は減少した。しかし、厚みが
増えたり、体積率が減少したりすることは、実験上の誤
差の範囲内である。このように、ＮＷＰＭの弾力性は保
たれる。
【０１１３】比較例Ｃ−４〜Ｃ−８ 重合マイクロファイバの不織布ウェブのデリカシー（de
licacy）、および、このようなウェブが収縮された場合
に生ずる不具合を示すために、次のような比較例が実施
された。比較例Ｃ−５〜Ｃ−８において、重合マイクロ
ファイバの不織布ウェブは、様々な程度の圧力をかけら
れて収縮された。例Ｃ−４は、収縮しないように管理さ
れたサンプルである。
【０１１４】幅２５.４ｃｍのＮＷＰＭは、直径１３.３
４ｃｍのいくつかのディスクに切り分けられた。ディス
クは、個々に圧力をかけられ、また、各ディスクの間に
紙を入れて積み重ねられて（５枚のディスクごとに積み
重ねられて）圧力をかけられた。各サンプルの積み重ね
位置は、データの一様性のために一定に保たれた。サン
プルの厚みを測るのに、平らな底の直径２.８６ｃｍの
円形プレッシャー・フットが用いられた。これは、２×
１０-3ｍｍまで正確に距離測定可能なデジタル厚さゲー
ジに取り付けられた。円形のフットおよび可動のゲージ
素子は、合わされて３６グラムの重さとなり、測定圧力
は、５.５×１０-3バール（bar）となる。
【０１１５】比較例Ｃ−５〜Ｃ−８において、ＮＷＰＭ
のサンプルは、直径１２.７ｃｍの金属プレートを通し
て機能する内径１０.１６ｃｍのエアシリンダを用いて
圧縮された。不織布ウェブの上にプレートを通して与え
られる圧縮応力の調整は、標準的な空気圧レギュレータ
によって制御された。各ＮＷＰＭのサンプルは、３０分
間一定の圧力の下に置かれ、ＮＷＰＭのサンプルの濾過
特性を評価するに先立って収縮された。厚みの測定は、
圧縮の前に、圧縮の直ぐ後に、そして、濾過テスト後の
ほぼ１０分以内になされ、これらの測定から、体積率が
計算れた。濾過テストは、圧縮のほぼ１０分後になされ
た。ＮＷＰＭのサンプルは、微粒子透過テストにかけら
れ、このテスト結果は、５つのサンプルを平均して、表
６に示されている。
【０１１６】
【表６】
【０１１７】表６のデータは、少しの圧縮でＮＷＰＭの
収縮が生じ、体積率と圧力低下の増大を招いて、品質フ
ァクタＱが減少してしまうことを示している。比較例Ｃ
−１５〜Ｃ−１８の収縮されたＮＷＰＭも、同様に、比
較例Ｃ−１４の収縮されていないＮＷＰＭと同じ性能を
示すものではない。
【０１１８】比較例Ｃ−９〜Ｃ−１６ これらの例において、ＮＷＰＭは、ギア式の波型付け機
械を用いて波型を付けたものであった。この機械は、同
一の３５.５６ｃｍ幅で、ピッチ円直径が１９.０５ｃｍ
であるギアを備えていた。ギアの歯は、円ピッチで０.
３３８６ｃｍ離されていた。ギアロールは、互いに離さ
れ、少なくとも一部分で噛み合う状態に置かれており、
波型のパターンを付けるのに必要なもの以外のマイクロ
ファイバのウェブの衝突はなく、個別の波型パターンを
形成するものである。加熱された循環水によって、最も
上部のギアは、２０℃に保たれ、他のギアは、７９℃に
保たれていた。表７に示すように、双方のギアロールの
周面速度は、毎分３.０５〜２１.３４メートル（ｍｐ
ｍ）の間に調節された。ＮＷＰＭは、ギアが互いに反対
方向へ回転しているときに、ギアの噛み合わせゾーンへ
通され、概ね平行で均一な間隔の波型を備えたＮＷＰＭ
が形成された。
【０１１９】ＮＷＰＭの波型構造は、モルテン・ポリプ
ロピレン（ＷＲＳ−６、Ｌｏｔ１９７、シェル・オイル
社から販売されている）の間隔をおいて平行に置かれた
ストランドによって保持された。このストランドは、中
心間の距離が０.２５ｃｍの平行な波型を横切るように
置かれた。ポリプロピレンのストランドは、２４２℃の
回転金型から、垂直に下方の、平行な波型の頂部の上へ
落とされた。ポリプロピレンのストランドは、波型のＮ
ＷＰＭに融解接合され、自然状況の下で冷却された。
【０１２０】比較例Ｃ−１４は、平らで、波型の付いて
いないＮＷＰＭであって、比較例Ｃ−９〜Ｃ−１５で用
いたのと同じロットのものである。上述したように、圧
力低下および透過テストが実施された。この結果は、表
７に示されている。
【０１２１】例４ この例におけるＮＷＰＭは、例Ｃ−９〜Ｃ−１６で用い
られたものと同じロットのものであり、図１２に示され
るａ'のような構造を備えた複合ストラクチャを形成す
るために、例１で説明したような波型が付けられてい
た。形状保持手段への接合の大きさは、複合ストラクチ
ャのＥＳＡが例Ｃ−９〜Ｃ−１５のＥＳＡとほぼ同じに
なるようにされた。
【０１２２】
【表７】
【０１２３】表７に示されたデータによれば、本発明の
複合ストラクチャのファクタＱ（例４）は、ギア式の波
型付けサンプル（例Ｃ−９〜Ｃ−１５）より遥かに勝っ
ている。ギア式の波型付けサンプル（ファクタＱの平均
が０.４５）は、同じＮＷＰＭの波型を付けていないサ
ンプル（例Ｃ−１６）（ファクタＱが０.４６）に対し
て、何ら濾過性能の向上がみられなかった。
【０１２４】例５〜１７ これらの例を説明する目的は、本発明の複合ストラクチ
ャの優れた断熱特性を示すことにある。これらの例に用
いられたＮＷＰＭは、マイクロファイバとひだを付けた
ステイプル繊維との混合物を含んでいた。ＮＷＰＭは、
ハウザー氏の米国特許第４,１１８,５３１号明細書に開
示されているとおりに作られた。ＮＷＰＭは、６５重量
パーセントのポリプロピレン（テキサス州ヒューストン
のフィナ・３８６０X）と、３５重量パーセントのポリ
エステル・ステイプル繊維（ノースカロライナ州チャー
ロットのホチェスト・クレンズ）とからなり、ステイプ
ルの長さは、約３.１８ｃｍ（１.５インチ）で、フィラ
メント毎に６デニール（denier）である。マイクロファ
イバの計算上の算術中央値繊維直径は、約７マイクロメ
ーターであった。長さが約３８ミリメートルのステイプ
ル繊維は、センチメートル当たり約２.４ひだ（crimp
s）有している。複合ストラクチャは、上述した例１〜
３のように作られた。単一の層であるセレストラ・ノン
ウォーベン・スパンボンド・ポリプロピレン・ファブリ
ックは、形状保持手段として用いられた。各複合ストラ
クチャの大きさは、１０ｃｍ×１０ｃｍであり、それら
のアウトラインは、表８に示す通りである。
【０１２５】
【表８】
【０１２６】複合ストラクチャは、マサチューセッツ州
ケンブリッジのダイナテックＲ＆Ｄ社から販売されてい
るテストユニットであるラピッド−Ｋ（商標）を用いた
熱抵抗試験にかけられた。熱抵抗特性は、ＡＳＴＭテス
ト法のＣ５１８に従って測定された。表９にその結果を
示す。ここで、Ｃｌｏの値は、熱抵抗を例示するために
用いられている。Ｃｌｏは、数学的には、次式のように
表される。
【０１２７】
【数４】
【０１２８】
【表９】
【０１２９】表９のデータによれば、本発明の断熱特性
は、優れた熱抵抗を示す。また、データは、本発明の断
熱特性の単位重量当たりのＣｌｏ値が、エンボス加工さ
れた製品よりもよいことを示している。エンボス加工な
しで、波型の付いていないサンプルは、ほとんどの例に
おいて、本発明の断熱特性よりも、単位重量当たりのＣ
ｌｏ値が良かったが、前者は、その背景において説明し
たとおり、ウェブがもう一つ別の面と接合することにな
り、また、摩擦が加わった後に、ウェブが凝集性の構造
を保持することになり、全体的には満足できるウェブで
ない。
【０１３０】本発明の技術的思想の範囲から逸脱する事
なく、本発明に様々な変更が加えられ、また代替実施例
が考えられるであろう。したがって、本発明は、上述し
たような説明によって限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載する内容によって、もしくは、その同等
な内容によって、その範囲が決定される。また、本発明
は、本明細書に特に開示しなかった如何なる素子が欠け
た状態であっても、適切に実行され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の複合ストラクチャを上から見た図。
【図２】 図１の２−２線で切った複合ストラクチャの
断面図。
【図３】 本発明に係るフェイスマスクの正面図。
【図４】 フェイスマスクのボディの部分的な断面図。
【図５】 本発明に基づいてフィルタであって、微粒子
やガス状の物質を取り除くためのフィルタの外観図。
【図６】 図５の６−６線で切断したフィルタの部分的
な断面図。
【図７】 本発明の波型を付ける装置の側面図。
【図８】 本発明の波型を付ける装置の部分的な拡大断
面図。
【図９】 本発明のパドルの正面図。
【図１０】 本発明の波型を付ける装置の別の実施例の
部分的な側面図。
【図１１】 本発明の波型を付ける装置の別の実施例の
部分的な側面図。
【図１２】 異なる複合ストラクチャの側面図。
【図１３】 実験で得られた圧力低下を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ ストラクチャ １２ 重合マイクロファイバの不織布ウェブ（ＮＷＰ
Ｍ） １５ 波型の面 １６ 形状
保持手段 １８ 固定点 ２０ 谷部 ２２ フェイスマスク ２３ ボデ
ィ ２４ 形成層 ２５ フィ
ルタ層 ２６ マスクベース ２８ スト
ラップ ３０ バンド ４２ フィ
ルタ ４３ 第１フィルタ素子 ４４ 第２
フィルタ素子 ４５ 微粒子 ４６ ボデ
ィ ４７ 装置 ４８ パド
ル ４９ 第１端縁 ５０ 移動
手段 ５１ 層 ５２ エン
ドレス・パス（通路） ５３ 湾曲部分 ５５ 直線
部分 ５６ ウェブ ５７ べル
ト ５８ 波型を付ける部分 ５９ 補強
材 ６０ 第１手段 ６２ エネ
ルギ集中部 ６４ 第２手段 ６６ ウェ
ブ ７０ 接合（取り付け）手段 ７２ ガイ
ド部材 ７３ 平らな端縁 ７６ ボビ
ン ７８ ホーン ８０ モジ
ュール ８２ ボール ８８ ピッ
チ変更手段 ９０ 曲がり部分 ９２ 曲が
り部分 Ｘ 弦長 Ｙ 固定点
間隔
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・エミル・ステファン アメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セ ント・ポール、スリーエム・センター（番 地の表示なし)

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重合マイクロファイバの波型不織布ウェ
    ブ、および、重合マイクロファイバの該波型不織布ウェ
    ブの形状を保つための手段を備えた複合ストラクチャで
    あって、 重合マイクロファイバの上記波型不織布ウェブが、１５
    ０マイクロメータ未満の平均孔サイズと、０.１以下の
    体積率と、概ね平行な複数の波型とを備え、上記形状保
    持手段が、概ね平行な該波型を横切って延び、概ね平行
    な該波型の谷部のところで重合マイクロファイバの上記
    不織布ウェブに固定され、隣接する二つの谷部の間で、
    重合マイクロファイバの波型を付けた該不織布ウェブと
    共に広がらない複合ストラクチャ。
  2. 【請求項２】 重合マイクロファイバの上記波型の不織
    布ウェブは、側面から見た際に正弦波のタイプの湾曲に
    されており、隣接する波型の隣合う面が、互いに、実質
    的に接触しない請求項１記載の複合ストラクチャ。
  3. 【請求項３】 波型比率が１０対１ないし１２対１であ
    る請求項１〜２記載の複合ストラクチャ。
  4. 【請求項４】 重合マイクロファイバの上記波型不織布
    ウェブが、波型を付けた表面積の５パーセント未満を占
    める間欠的な固定点によって、上記形状保持手段に固定
    される請求項１〜３記載の複合ストラクチャ。
  5. 【請求項５】 上記間欠的な固定点が距離Ｙをおいて離
    れており、隣接する谷部の上の接合部から約１／２Ｙの
    距離ずらされていて、Ｙが０.５〜５ｃｍの範囲である
    請求項４記載の複合ストラクチャ。
  6. 【請求項６】 上記複合ストラクチャの厚みが、概ねの
    曲げ半径となり、概ね平行な上記波型を横切って延びる
    軸の周りで、曲げられることが可能な程に順応性がある
    請求項１〜５記載の複合ストラクチャ。
  7. 【請求項７】 重合マイクロファイバの上記不織布ウェ
    ブの算術中央値繊維直径が、２〜８マイクロメートルの
    範囲である請求項１〜６記載の複合ストラクチャ。
  8. 【請求項８】 重合マイクロファイバの上記波型不織布
    ウェブの上記平均孔サイズが、約１０〜７５μｍの範囲
    である請求項１〜７記載の複合ストラクチャ。
  9. 【請求項９】 重合マイクロファイバの上記波型不織布
    ウェブの体積率が、約０.０４〜０.０８の範囲である請
    求項１〜８記載の複合ストラクチャ。
  10. 【請求項１０】 重合マイクロファイバの上記波型不織
    布ウェブが、繊維素材の重さに基づいて、８０重量パー
    セントの重合マイクロファイバを有する請求項１〜９の
    複合ストラクチャ。
  11. 【請求項１１】 人の鼻と口の上にフィットするように
    形成される複合ストラクチャで、体積率が０.１以下で
    ある重合マイクロファイバの波型不織布ウェブと、該重
    合マイクロファイバの波型不織布ウェブの波型形状を保
    持する手段とを備えた複合ストラクチャを有し、該形状
    保持手段が、該波型の谷部のところで重合マイクロファ
    イバの該不織布ウェブに固定され、隣接する二つの谷部
    の間で重合マイクロファイバの該波型不織布ウェブと共
    に広がらない繊維濾過フェイスマスク。
  12. 【請求項１２】 重合マイクロファイバの上記波型不織
    布ウェブが提供するフェイスマスクの有効表面積が、実
    質的に同じサイズの波型を付けていないフィルタを備え
    るフェイスマスクの有効表面積の少なくとも１.６倍で
    ある請求項１１記載のフェイスマスク。
  13. 【請求項１３】 上記複合ストラクチャが、複合ストラ
    クチャの単位ｃｍ毎に１〜４の波型を有する請求項１１
    〜１２記載のフェイスマスク。
  14. 【請求項１４】 重合マイクロファイバの上記波型不織
    布ウェブが、繊維素材の重さに基づいて、少なくとも９
    ０重量パーセントのマイクロファイバを有し、該マイク
    ロファイバは、ポリプロピレンであり、電気的に処理さ
    れ、上記複合ストラクチャが、カップ形状の形成層に対
    して並置される請求項１１〜１３記載のフェイスマス
    ク。
  15. 【請求項１５】 重合マイクロファイバの上記波型不織
    布ウェブが、側面から見た際に正弦波のタイプの湾曲に
    されており、隣接する波型の隣合う面が、互いに、実質
    的に接触しない請求項１１〜１４記載のフェイスマス
    ク。
  16. 【請求項１６】 流体から微粒子およびガス状の物質を
    取り除く能力のあるフィルタであって、 流体から微粒子を取り除く能力のある第１フィルタ素子
    であり、該第１フィルタ部材が、体積率０.１以下であ
    る重合マイクロファイバの波型不織布ウェブと、該重合
    マイクロファイバの波型不織布ウェブの該波型の形状を
    保持するための手段とを備え、該形状保持手段が、波型
    を付けた該不織布ウェブに固定されて、該重合マイクロ
    ファイバの波型不織布ウェブの該波型形状が保持される
    第１フィルタ素子と、 流体からガス状の物質を取り除くことのできるソーベン
    ト（sorbent）素材を備える第２フィルタ素子とを備
    え、 上記第１フィルタ素子および上記第２フィルタ素子が、
    互いに固定され、レスピレータに適合する形状にされる
    フィルタ。
  17. 【請求項１７】 隣接する二つの谷部の間で、上記形状
    保持手段が、上記重合マイクロファイバの波型不織布ウ
    ェブと共に広がらず、該重合マイクロファイバの波型不
    織布ウェブが、１５０マイクロメートル未満の平均孔サ
    イズと、０.０４〜０.０８の範囲の体積率を有する請求
    項１６記載のフィルタ。
  18. 【請求項１８】 重合マイクロファイバの波型不織布ウ
    ェブを作る方法であって、 （ａ）体積率１.０以下の重合マイクロファイバの不織
    布ウェブを、波型を付ける装置の中へ導く引き込みであ
    って、該装置が複数のパドルを備え、該パドルを経路の
    周りに移動させる手段には該パドルの第１端部が固定さ
    れており、該パドルの該第１端部とは反対側に位置する
    該パドルの離れた第２端部と、重合マイクロファイバの
    上記不織布ウェブとを接触させる上記引き込みと、 （ｂ）上記パドルの上記第２端部の間の距離を減少させ
    ることであって、これにより、重合マイクロファイバの
    上記不織布ウェブに波型が付けられ、該重合マイクロフ
    ァイバの波型不織布ウェブの体積率が１.０以下となる
    ように減少させることとを含む方法。
  19. 【請求項１９】 （ａ）上記波型を付ける装置の中へ、
    上記重合マイクロファイバの波型不織布ウェブの上記波
    型形状を保持するための手段を導入することと、 （ｂ）上記複合ストラクチャを形成するために、上記形
    状保持手段へ、上記重合マイクロファイバの波型不織布
    ウェブを固定することとを含む請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 上記重合マイクロファイバの波型不織
    布ウェブと、上記形状保持手段とが、上記波型の谷部の
    ところで、間欠的な超音波溶接によって固定される請求
    項１８〜１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 上記重合マイクロファイバの不織布ウ
    ェブの体積率が、平均３〜５パーセント以上まで増加さ
    れない請求項１８〜２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 波型不織布ウェブと、該波型不織布ウ
    ェブの形状を保持するための手段とを備え、 上記波型不織布ウェブが、０.１以下の体積率であり、
    マイクロファイバと、少なくとも１５パーセントのひだ
    を有するひだ付きのステイプル繊維とを含み、上記形状
    保持手段が、上記波型不織布ウェブの上記波型の谷部へ
    固定されて、該波型不織布ウェブと共に広がらない断熱
    材。
  23. 【請求項２３】 上記不織布ウェブの２５〜７５重量パ
    ーセントの繊維が、ひだ付きのステイプル繊維であっ
    て、該ステイプル繊維が、少なくとも１５パーセントの
    ひだを有し、７５〜２５重量パーセントの繊維がマイク
    ロファイバである請求項２２記載の断熱材。
  24. 【請求項２４】 上記不織布ウェブの体積率は０.００
    ８〜０.０７の範囲であって、上記波型は概ね平行の波
    型で、上記形状保持手段は、該波型の上記谷部へ間欠的
    に接合される請求項２２〜２３記載の断熱材。
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