JPH06210013A - 使い捨てマスク及びエーロゾルマスクの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装着者が快適に呼吸できると共に装着者の顔
とマスク周辺との間のエーロゾル粒子の通過を防ぐ使い
捨てマスクを提供することにある。 【構成】 大体において、台形の形状を持つろ過材料か
ら成る多重層３０，３２，３４から形成してある。この
マスク１１は頭部バンド１６，１８により装着者１２の
頭部に締付けてある。これ等の頭部バンドは、マスクの
開口を形成する各縁部２４，３８から延びる線とほぼ同
じ長さに配置して、これ等の縁部を、装着者の顔面によ
って漏れのない密封接触状態に引張るようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に、空気中浮遊エー
ロゾル粒子（ａｉｒｂｏｎｅ ａｅｒｏｓｏｌ ｐａｒ
ｔｉｃｌｅｓ）の通過を防ぐことのできる顔面マスクに
関する。ことに本発明は、限定するわけではないが、呼
吸が容易にできるように圧力降下は比較的少ないがエー
ロゾル粒子が通過したりまわりを通るのを防止する使い
捨ての顔面マスク（ｆａｃｅ ｍａｓｋ）に関する。

【０００２】

【発明の背景】使い捨てマスクは多年にわたり作られて
いる。医学の分野ではこれ等のマスクの多くはヘルスケ
ア（ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）の要員の息による患者の汚
染を防ぐのに使用されている。近年肝炎Ｂビールスのよ
うな空中浮遊病原菌によるヘルスケア要員の感染に対す
る関心の増大に伴い、ヘルスケア要員からの呼気による
患者の汚染を防ぐだけでなく又空中浮遊感染性粒子の吸
入によるヘルスケア要員の感染を防ぐことが、必要にな
っている。人の免疫不全ウイルス（ｉｍｍｕｎｏｄｅｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ ｖｉｒｕｓ）［ＨＩＶ］の出現と多く
のＨＩＶ患者に伴う感染性結核症の近年の増加とを考慮
するとこのことはなお一層重要になっている。

【０００３】さらに空浮遊の液体及び固体の粒子を持つ
エーロゾルは、感染した患者の呼気によるだけでなく又
浮遊微生物にエネルギーを加える若干の処置操作及び処
理によっても生ずることが分っている。ドリル及び鋸の
使用を含む外科的処置は感染した患者からの結核症ＨＩ
Ｖ又はその他の病原菌を含むエーロゾルのとくに多い生
成を伴う。結核症についての関心は、病気の新らたな菌
種が多種類の薬剤治療に強い抵抗を示すから増大してい
る。

【０００４】菌熱、リフトバリー（Ｒｉｆｔ Ｖａｌｌ
ｅｙ）熱及びおそらくはロッキー山発疹熱のようなビー
ルス性出血熱と狂犬病と天然痘との多くはエーロゾルを
介して伝染できることを示している。「偶発的でない」
状態でこのようなビールスの伝染を確認し始めているか
なりの数の研究が行われている。従って現在多くのこれ
等の「偶発的でない」状態がエーロゾル汚染から生じて
いることが考えられている。

【０００５】市販の現用の医療用マスクについてはその
多くがエーロゾルに対して有効でないようである。現在
入手できる外科マスクの１つは、２ミクロンより小さい
粒子に対しほとんど抵抗しなくて９ミクロンもの大きさ
の粒子を阻止するのにもあまり有効でない。若干のマス
クはいくぶん一層良好な品質を示すようであるが、マス
クを通過し又はマスクの周辺のまわりを通るエーロゾル
を防ぐのに十分な満足が得られているとは考えられな
い。

【０００６】エス・ジェイ・ゴールドスミス（Ｓ．Ｊ．
Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ）を発明者とする１９３５年８月２
７日付米国特許第２，０１２，５０５号明細書には１種
類のマスクを例示してある。米国特許第４，３１９，５
６７号明細書には別の種類の使い捨てマスクを例示して
ある。このマスクは、成形され、とくにマスクの周縁部
を過ぎるガスの流れの漏れを防ぐようにとくに構成して
ある。エーロゾルを制御しようとするときは漏れが許容
できないのは明らかである。バンス・エム・ハバード
（Ｖａｎｃｅ Ｍ Ｈｕｂｂａｒｄ）及びウエルトン・
ケイ・ブランソン（Ｗｅｌｔｏｎ Ｋ Ｂｒｕｎｓｏ
ｎ）を発明者とする１９８６年８月１９日付米国特許第
４，６０６，３４１号明細書には台形のひだを持つ普通
の長方形の顔面マスクを示してある。米国特許第４，６
０６，３４１号明細書に示してあるマスクを含む長方形
の形状のマスクは、マスクの周辺と装着者の顔面との間
のエーロゾルの通過を防ぐのに最適のものより劣る。付
加的な折りたたみ形マスクは、エルビン・エル・ボイス
（Ｅｌｖｉｎ Ｌ．Ｂｏｙｃｅ）を発明者とする１９８
７年８月２５日付米国特許第４，６８８，５６６号明細
書に例示してある。この特許明細書には、マスクの周縁
部を過ぎる流体の流れを防ぐ別の提案を例示してある。

【０００７】従ってマスクを通るエーロゾルの通過を防
ぎ装着者が快適に呼吸できるようにマスクの圧力降下を
十分に低くできる能力を保持するマスクが必要になって
いる。マスクの周縁部と装着者の顔面との間のエーロゾ
ルのバイパスを防ぐようにマスクの周辺のまわりを十分
に密封するマスクが必要になっている。

【０００８】

【発明の概要】一態様では本発明は、装着者の鼻及び口
を覆うように寸法を定めたフィルタ本体を備えた使い捨
てマスクを提供するものである。フィルタ本体は頂縁部
及び底縁部を持ち、頂縁部は装着者の鼻の鼻柱を横切っ
て延びるように配置され、底縁部は装着者のあごの下方
に延びるように配置してある。第１の固定部材は本体に
頂縁部の各端部に隣接して取付けられ一般に装着者の頭
部の背部のまわりに頂縁部のほぼ直線状の連続部に配置
されこの頂縁部を装着者の顔面に密着するように付勢し
て頂縁部と装着者の顔面との間に流体が流れないように
する。第２の固定部材は本体に底縁部の各端部に隣接し
て取付けられ、一般に装着者の頭部の頂部に底縁部のほ
ぼ直線状の連続部に配置され底縁部を装着者に緊密に接
触するように付勢して底縁部及び装着者の顔面の間の流
体の流れを防ぐようにしてある。

【０００９】他の態様では本発明は、選定した材料から
成る複数の層を備えた使い捨てのエーロゾルマスクを作
るエーロゾルマスクの製法において、大体において台形
の形状を持つ第１及び第２のマスク層をマスクの内側面
を形成するように並置し、大体において台形の形状を持
つ第１の外側マスク層をマスクの頂部外側面を形成する
ように第１の内側マスク層に並置し、大体において台形
の形状を第２の外側マスク層をマスクの底部外側面を形
成するように第２の内側マスク層に並置し、前記の第１
及び第２の内側及び外側のマスク層を前記の大体におい
て台形の形状の３つの側部に沿って連結し前記の大体に
おいて台形の形状の連結してない側部に沿い頂縁部及び
底縁部を形成し、細長い展延性の部材を頂縁部に沿って
固定し、このマスクを装着者に保持する固定手段を頂縁
部及び底縁部の接合部に隣接して前記層の間に取付ける
ことから成る製法にある。

【００１０】本発明は、マスクの周辺と装着者の顔との
間のエーロゾルの通過を防ぐように装着者の顔面に障壁
を形成する顔面マスクが得られる点で著しい技術的利点
を持つ。顔面マスクの大体台形の形状はこのマスクの互
いに対向する側の内半径及び外半径と協働して装着者の
顔面に比較的扁平な密封面を提供する。本顔面マスクは
又、装着者の正常な呼吸中のマスクに対する空気の通過
に対し実質的に増大した流れ面積を提供し、これと同時
にマスクを通るエーロゾルの通過に対し一層高い抵抗を
持つろ過媒体を使用することができる。本発明は、エー
ロゾルの通過に対する抵抗に対しろ過能力を最適にする
と共に本マスクを装着することにより生ずる正常な呼吸
の制限を最少にする。

【００１１】本発明の他の態様によれば展延性を持つ鼻
ピース又は鼻部材は、マスクの周辺と装着者の顔面との
間の流体障壁作用を高めるようにマスクの頂縁部の寸法
に比べて最適の寸法を備える。展延性部材の寸法の適正
な選択によりマスクの頂縁部と装着者の鼻及び顔面との
間の吹き漏れを実質的に減らす。

【００１２】本発明の他の著しい技術的利点は、１ミク
ロンないし０．１ミクロンの粒度範囲（ｓｉｚｅ ｒａ
ｎｇｅ）の粒状物（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔ
ｅｒ）に対し向上したろ過作用を生ずる能力を持つ顔面
マスクの得られることにある。本発明により、装着者が
マスクを使う特定の作動環境に従ってマスクの全性能特
性を最適化することができる。本発明により粒状物液体
及びエーロゾルに関して装着者の正常な呼吸作用に対す
る抵抗を最少にすると共に粒状物、液体及びエーロゾル
に関してろ過能力を最適にすることができる。

【００１３】本発明の他の著しい技術的利点は、マスク
による呼吸性（ｂｒｅａｔｈａｂｉｌｉｔｙ）を実質的
に向上する拡大したろ過区域を設け、これと同時にサブ
ミクロンの粒状物を除去する向上した能力を持つろ過材
を使用することができる。本発明によるマスクの台形の
形状によって、正常な呼吸に伴うろ過材の通過空気に対
する抵抗を減らす表面流れ面積の増大ができる。本発明
の他の特長に含まれる台形形状によって成形円すい形マ
スクの顔面から離れた利点を持つ顔面マスクが得られ、
使用に先だってなお装着者がポケットに入れて運ぶこと
ができる。マスクの互いに対向する側部の内向き及び外
向きの半径と共に台形形状は協働してマスクの寸法を最
適にし装着者の顔面と共に緊密に密封し正常な呼吸中に
マスクのつぶれを防ぐ。

【００１４】本発明の別の技術的利点は、切断処理中に
原料シート材のマスク層の別の配置にある。このような
配置によりマスクの製造組立て中にくずや排棄材料はほ
とんど生じない。このようにして、又焼却したり又はそ
の他の方法で排棄しなければならないくず材料が少なく
なるから製造者に費用の節約ができるだけでなく環境的
に望ましい状態が得られる。

【００１５】本発明は、マスクの周辺と装着者の顔面の
輪郭との間に実質的に向上した適合が得られる。

【００１６】本発明及びその利点について、添付図面に
より以下に詳しく説明する。

【００１７】

【実施例】添付図面でとくに図１ないし３に示すように
本発明によるマスク１１を構成してある。マスク１１は
破線で示した装着者１２の顔面に位置させて例示してあ
る。マスク１１は弾力性のストラップ又は締付け部材１
６，１８により装着者１２に締付けたフィルタ本体１４
を備えている。フィルタ本体１４は、一般に台形の形状
を持つ上部部分２０及び下部部分２２（図１に示してあ
る）を備えている。上部部分２０及び下部部分２２は、
同じ形状を持ち３つの側部に沿い熱封又は超音波密封或
はこれ等の両方の密封等により互いに接着するのがよ
い。このようにして接着するとマスク１１に重要な構造
的一体性を加える。

【００１８】第４の側部は、開放し、細長い展延性部材
２６（図２及び３参照）を受入れるように配置した頂縁
部２４を備えている。展延性部材２６は、マスク１１の
頂縁部２４を装着者１２の鼻及びほおの輪郭に密接には
まるように構成して設けてある。展延性部材２６は、長
方形横断面を持つアルミニウム条片から構成するのがよ
いが、又成形できる又は展延性の鋼製又はプラスチック
製の部材でもよい。展延性部材２６をマスク１１の上部
部分２０の頂縁部２４に沿って位置させてあることを除
いて上部部分２０及び下部部分２２は互いに同じであ
る。

【００１９】上部部分２０の頂縁部２４と下部部分２２
の底縁部３８は相互に協働して、装着者１２の顔面に接
触するマスク１１の周辺部を形成する。本発明により、
マスク１１の周辺部と装着者１２の顔面との間に形成し
た障壁と、マスク１１の使用により生ずる、装着者１２
の正常な呼吸に対する抵抗を最少にすると共にろ過材３
４を通る粒状物及びエーロゾルの通過に抵抗するマスク
１１のろ過能力とを最適にすることができる。

【００２０】図１、６及び１０に示すようにマスク１１
は、装着者１２の顔面に当てがったときに杯状又は円す
い形の一般形状を持つ。本発明はマスク１１により、成
形円すい形のマスクの「顔面から離れた」利点が得られ
ると共に、なお装着者１２が使用に先だって容易にマス
ク１１をポケットに入れて運ぶことができる。「顔面か
ら離れた」型のマスクは、装着者の顔面の実質的な部分
に接触する柔らかいひだ付きマスクに較べて一層大きい
呼吸室が得られる。従って「顔面から離れた」マスクは
一層冷えた一層容易な呼吸ができる。本発明により又、
フィルタ本体１４内に含まれる空気の体積を最適にする
ことができる。この体積が大き過ぎると、過度の量の吐
き出し空気が正常な呼吸割合でフィルタ本体１４内に保
持されることになる。フィルタ本体１４の寸法を適正に
選択することにより、フィルタ本体１４内の空気の過度
の加熱が最少になり、吐き出し空気を繰返し呼吸する
（ｒｅｂｒｅａｔｈｉｎｇ）長い時限によるめまいが最
少になる。

【００２１】図２に示すようなマスク１１の最適の寸法
は、大きい方の長さであり、フィルタ本体１４の台形形
状の寸法Ａは１０ １／４インチである。頂縁部２４及
び底縁部３８により一部を形成するフィルタ本体１４の
開口の長さの寸法Ｂは、上部部分２０及び下部部分２２
の間の各接合部の約１／２インチにより９ １／４イン
チである。台形のフィルタ本体１４の平行部分の小さい
方の長さの寸法Ｄは３５／１６インチである。寸法Ａ及
びＢにより一部を形成するフィルタ本体１４の開口は一
般に小さい方の長さの寸法Ｄに平行である。各寸法Ａ及
びＢは±３／４インチだけ変えられる。フィルタ本体１
４の台形の幅の寸法Ｃは３ １／２インチである。寸法
Ｃ及びＤは±１／４インチだけ変えられる。マスク１１
の３つの閉じた側部を形成する接着した境界の寸法Ｅは
幅１／４インチにするがよい。装着者の顔面に接触する
頂縁部２４及び底縁部３８間の寸法Ｆは幅を１／２イン
チにするのがよい。

【００２２】前記寸法は、一層小さい又は一層大きい顔
面特長を持つ各装着者に適合するように変えてもよい。
しかし台形形状の小さい方の長さの寸法Ｄに比べてマス
ク１１を形成する台形形状の幅の寸法Ｃの比は、約１対
１のままにするのがよい。フィルタ本体１４の大きい方
の長さの寸法Ａと小さい方の長さの寸法Ｄとの間の好適
とする比は約３対１である。

【００２３】本発明の重要な特徴は、フィルタ本体１４
の互いに平行でない又は傾斜した側辺に１ １／８イン
チの半径Ｒ１と、３インチの半径Ｒ２とを形成すること
である。半径Ｒ１及びＲ２は、相互に協働して装着者１
２による正常な呼吸中にフィルタ本体１４のつぶれを防
ぐ。これ等の半径Ｒ１及びＲ２は、正常な呼吸中にマス
ク１１が所望の顔面から離れた形状を保持するのに役立
つ。フィルタ本体１４の３つの閉じた側部の密封された
境界が１／４インチより小さいと、マスク１１は又正常
な呼吸中につぶれやすくなる。従って本発明の重要な特
徴は、半径Ｒ１及びＲ２を幅約１／４インチの密封境界
部と組合せて、装着者１２の鼻及び口を覆う所望の円す
い形状又は杯状のマスクを形成し、正常な呼吸中につぶ
れないで装着者１２の顔面に流体密の障壁を保持するこ
とである。

【００２４】半径Ｒ２の部分はマスク１１の互いに対向
する側部から外方に向かい湾曲し頭部バンド１６，１８
の各取付け点に向かい内方に湾曲する半径部Ｒ１に接す
る。この構造は、本発明の臨界的特徴であり２つの重要
な機能を果たす。各半径Ｒ１及びＲ２は相互に協働して
マスク１１を頭部バンド１６，１８用の取付け点に隣接
して頂縁部２４及び底縁部３８の各端部で比較的扁平な
表面２４ａ，３８ａによって開くことができる。マスク
１１の周辺の近くのこれ等の扁平な表面２４ａ，３８ａ
は図１０に明示してある。各頭部バンド１６，１８の取
付け点に隣接するこれ等の扁平な表面はフィルタ本体１
４の開口から遠ざかる向きに徐徐にテーパを付けてあ
る。フィルタ本体１４の大体において台形の形状は、各
半径Ｒ１及びＲ２と他の好適とする寸法及び比率とに協
働して、マスク１１の正常な使用中にフィルタ本体１４
のつぶれを最少にするように協働する。

【００２５】半径Ｒ１及びＲ２は頂縁部２４及び底縁部
３８と協働してマスク１１を一層多くの種類の互いに異
なる顔面寸法に確実に適合しこれ等の顔面寸法に緊密な
密封部を形成することができる。マスク１１は図１０に
示すようにマスク１１の内部の頭部バンド１６，１８用
取付け点に隣接してテーパ面に接触する小さい方の顔面
にとくに有用である。各頭部バンド１６，１８用の取付
け点に隣接する偏平表面２４ａ，３８ａによりマスク１
１は装着者１２の顔面に対し一層大きい密封区域を持つ
ことができる。他の形式の外科用マスクは、密封面を形
成するマスクの狭い接着縁部だけに鋭角を挟んでマスク
の周辺と装着者の顔の皮膚との間に接触部を持つことが
多い。

【００２６】半径Ｒ１及びＲ２は、マスク１１を装着者
の顔に対して全開したときにフィルタ本体１４の接着し
た３つの側部に沿い強度を生ずることにより、マスク１
１の一体性を保つのに役立つ。これ等の前記した構造上
の特徴により、一層軽い重量又はマスク１１に呼吸性及
び快適感を加える一層軽い基体材料を使用することがで
きる。半径部Ｒ１及びＲ２がないと、これ等の同じ軽量
材料は、吸気中につぶれやすい。フィルタ本体１４の３
つの閉じた側辺のまわりの１／４ｉｎの接着した密封部
は、装着者１２の顔に固定したときにマスク１１の構造
的一体性を保持するのに役立つ。

【００２７】装着者１２の正常な呼吸に伴う噴き漏れ
は、頂縁部２４に対する展延性条片２６の寸法及び場所
を適正に選択することにより実質的になくなる。展延性
条片２６は、頂縁部２４の中心に位置させるのがよく、
頂縁部２４の全長の寸法Ａの５０％ないし７０％の範囲
の長さを持つ。本発明の１実施例では、マスク１１の性
能は、四分の一焼戻しアルミニウムから作った展延性条
片２６を使うことにより高められた。この実施例では展
延性条片２６の長さは、厚さ０．０２１インチ、幅０．
１９７インチを持つ頂縁部２４の長さの約５４％であっ
た。

【００２８】本発明により装着者１２の顔に会う最適の
周辺を持ち又展延性条片２６が装着者１２の鼻及び顔に
対し向上した流体障壁を形成する最適の寸法を持つマス
ク１１を作ることができる。本発明により、頂縁部２４
及び底縁部３８の長さを、ろ過材３４による正常な呼吸
に対しほぼ同じ表面積を保持して修正することができ
る。

【００２９】弾性ストラップすなわち頭部バンド１６，
１８は、弾力性ポリウレタンから作るのがよいが、弾性
ゴム又は被覆したストレッチャーンから構成してもよ
い。被覆ストレッチャーンは、ナイロン又はポリエステ
ルで包んだエラストマー質材料から成る。なお詳しく後
述するように２本の頭部バンド１６，１８の使用によ
り、マスク１１の周辺と装着者１２の顔との間の流体障
壁を実質的に改良する。

【００３０】図３に示したように上部部分２０，２２は
それぞれ、スパンボンデッド（ｓｐｕｎ−ｂｏｎｄｅ
ｄ）ポリプロピレンから構成するのがよい外側マスク層
３０を備えている。外側マスク層３０は又、ポリエチレ
ン又はポリプロピレン、セルラーゼ質組織（ｃｅｌｌｕ
ｌａｓｔｉｃ ｔｉｓｓｕｅ）又はスパンボンデッド
（ｓｐｕｎ−ｂｏｎｄｅｄ）ポリエステルのようなバイ
コンポネント（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）材料又は粉
末接着（ｐｏｗｄｅｒ ｂｏｎｄｅｄ）材料或はこれ等
の両材料から構成してもよい。外側マスク層３０は、
０．５オンス／ヤードないし１．０オンス／ヤードの基
本重量範囲を持つ。０．９オンス／ヤードは外側マスク
層３０に対する好適とする基本重量の１つである。内側
マスク層３２はバイコンポネントポリエチレン及びポリ
プロピレンで構成するのがよい。内側マスク層３２は
又、ポリエステル、ポリエチレン材料又はセルラーゼ質
組織から構成してもよい。内側マスク層３２は典型的に
は０．４オンス／ヤードないし０．７５オンス／ヤード
の基本重量範囲を持つ。０．４１３オンス／ヤードは層
３２に対する好適とする基本重量の１つである。外側マ
スク層３０及び内側マスク層３２の間には、マスク１１
用のろ過材から成る中間マスク層３４を位置させてあ
る。この層は、溶融吹込み（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）ポ
リプロピレンで構成するのがよいが、押出し（ｅｘｔｒ
ｕｄｅｄ）ポリカーボネート、溶融吹込み（ｍｅｌｔ−
ｂｌｏｗｎ）ポリエステル又は溶融吹込み（ｍｅｌｔ−
ｂｌｏｗｎ）ウレタンから構成すればよい。

【００３１】フィルタ本体１４の寸法と各半径Ｒ１及び
Ｒ２との好適とする比率を含むフィルタ本体１４の一般
に台形の形状を使うことにより広範囲の種類の材料を、
フィルタ本体１４を構成する層の製造に使う。本発明
は、フィルタ本体１４を構成するのに満足できる状態で
使用できる材料の種類を著しく増大した。本発明は又、
フィルタ本体１４を作るのに使う材料の層の数を選択す
ることに関して一層多くの選択項目が得られる。

【００３２】ろ過材、すなわち中間層３４を持つマスク
を選定して約１．０ミクロンの粒度のろ過を試験した。
フィルタ本体に対し標準の試験手順を使って行った試験
で、ろ過材３４は９８％を越える効率を持っていた。こ
の効率は次の式により定義する。

【００３３】

【数１】

【００３４】この式中でｃは経路内に試験試料がない場
合の粒子計数であり、又Ａｖｇｃは３回の試験の平均粒
子係数である。ｔは経路内の試験試料による粒子計数で
あり、Ａｖｇｔは３回の試験の平均粒子係数である。

【００３５】この試験手順では１．０μのラテックス粒
子をエーロゾル化し、乾燥し１ｆｔ³／ｍｉｎの割合で
試験試料を通過させた。これ等の粒子はレーザ基準粒子
カウンタを使って計数した。

【００３６】マスク１１の頂縁部２４に、マスク１１の
開端部を横切り展延性条片２６を覆う縁部結合部材（ｅ
ｄｇｅ ｂｉｎｄｅｒ）３６で上張りされる。同様にマ
スク１１の下部部分２２は、縁部結合部材４０で囲んだ
底縁部３８を形成する。各縁部結合部材３６，４０は、
スパンボンデッド（ｓｐｕｎ−ｌａｃｅｄ）ポリエステ
ル材料で構成する。縁部結合部材は又、若干の熱固定バ
イコンポネント材料（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｂｏｎｄｅ
ｄ ｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ）か
ら、又はポリプロピレン、ポリエチレンの非多孔質プラ
スチックフィルムで構成してもよい。

【００３７】図１及び６にはマスク１１を装着者１２の
顔に位置させて例示してある。図１に示すように頂縁部
２４内に展延性部材２６を位置させた上部部分２０は、
装着者１２の鼻及びほおの形状に極めて密接に合致す
る。図６に明らかなように底縁部３８は装着者１２のあ
ごの下側に適合する。底縁部３８及び装着者のあごの間
と、頂縁部２４及び装着者の鼻及びほおの間との適合が
極めて密接に得られることは極めて重要である。その理
由は、マスク１１を装着者１２が使う際に、マスク１１
に入る又はマスク１１から放出される空気のバイパス
（ｂｙｐａｓｓ）又はブローバイ（ｂｌｏｗ−ｂｙ）が
漏れによって生ずるからである。頂縁部２４及び底縁部
３８のまわりの漏れにより、マスク１１の有効性が低下
する。

【００３８】従ってエラストマー質の頭部バンド又はス
トラップ１６，１８はそれぞれ端部を図８及び１０に示
すようにマスク１１の頂縁部２４及び底縁部３８の間の
接合部に取付けてある。この構造は、頭部バンド１６が
図６に明らかなようにマスク２０の底縁部３８に整合す
るように装着者１２の頭部の頂部に当てがわれ、底縁部
３８を装着者１２のあごに密封状態で接触するように底
縁部３８を付勢する線に沿って直接力が加わるようにす
ることができる。同様にストラップ１８は頭蓋骨の下方
底部のまわりにマスク１１の頂縁部２４に直接整合する
状態に位置させ、頂縁部２４を装着者１２の鼻及びほお
に漏れのない密封状態すなわち密着状態（ｔｉｇｈｔ
ｓｅａｌｉｎｇ）すなで接触するように動かす力をマス
クに加える。図８及び１０に示すように各頭部バンド１
６，１８の端部は、頂縁部２４及び底縁部３８の間の同
じ場所に頭部バンド１６，１８の端部間にすきまを置か
ないで固着してある。各ストラップ１６，１８をフィル
タ本体１４に半径部Ｒ１及びＲ２に協働する状態に取付
けるように位置させると、マスク１１の内部と装着者１
２の顔面との表面２４ａ，３８ａの間に流体密の障壁を
形成するように最適の引張り角度が生ずる。

【００３９】個別の顔に対し特別にマスクを構成しない
で全部の装着者の顔面形状に適合するマスクを構成する
ことは極めてむずかしい。ロス・アラモス・ナショナル
・ラボラトリ（Ｌｏｓ Ａｌａｍｏｓ Ｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、互いに異なる顔寸法及
び形状を持つ人人の名簿を利用する顔面マスクの試験規
格を設定した。このような顔面構成は作動人口の約９５
％を表わす。互いに異なる２組の人口名簿を利用する。
そのうち一方は顔の幅及び長さによるものであり他方は
唇の長さ及び顔の長さによるものである。各範ちゅうで
２５名の討論者が利用される。

【００４０】或る試験中に各討論者がマスクを着け、フ
ード内にサッカリンを導入してそれぞれ頭部にこのフー
ドを当てがう。討論者は次いで若干の練習ルーチンを行
うように要求される。討論者がサッカリンをの味を減ず
ると適合試験は失敗である。マスク１１にこのような試
験を行い討論者のほぼ９０％に逐次試験を行った。これ
等の成績は現用の既存のマスクのいずれより実質的に良
好である。

【００４１】漏れのない周辺密封を行うほかに、マスク
１１が良好な呼吸特性を持つことが必要である。すなわ
ち、マスク１１が１μ及びそれ以下の粒子をろ過し各縁
部２４，３８及び装着者１２の顔面間に極めて漏れのな
いように適合しても空気をろ過材１４を経て容易に流す
のに低い圧力差を必要とする。空気流に対する低い差動
圧力は顔面マスクの良好な呼吸性を示す。

【００４２】マスク１１の上部部分２０及び下部部分２
２は、空気が流通できる約２５０ｃｍ²の複合表面積を
持つ。すなわちマスク１１の本体１４は、装着者１２に
向上した呼吸性を与える約２５０ｃｍ²の表面積を持
つ。全流れ面積を横切つ３２ｌ／ｍｉｎの流量を利用し
て試験を行った。本発明による約３０個のマスクを試験
した。これ等のマスクは、差動圧力が０．９ないし１．
３ｍｍ水柱の範囲であり、マスクを横切る平均差動圧力
は約１．２５ｍｍ水柱であった。マスクを横切るこのよ
うな低い差動圧力により、１ミクロン及びそれ以下の粒
度の粒子をマスク１１の周辺のまわりの縁部漏れを実質
的に零にしてマスクによりろ過する能力に関係なくすぐ
れた呼吸特性が得られる。

【００４３】図４は本発明の他の実施例によるマスク１
１０を示す。図４は図２の３−３線に沿うマスク１１に
対する図３と同様なマスク１１０の横断面図である。マ
スク１１と同様にマスク１００も又上部部分１２０及び
下部部分１２２を備えている。

【００４４】上部部分１２０及び下部部分１２２は、外
側マスク層３０と内側マスク層３２とマスク１００用の
ろ過材の一部を含む中間マスク層３４とを備えている。
さらにマスク１００は、上部部分１２０及び下部部分１
２２の両方に第４の中間層１５０を備えている。中間層
１５０も又形状が大体において台形で縁部結合部材３
６，４０内に囲んである。

【００４５】中間層１５０は、中間マスク層３４につい
て前記したのと同様な材料から成っている。好適とする
中間層１５０の１つは、通気性を持ちガスを両方向にマ
スクを通過させ少なくとも一方におけるマスク１００を
通過する液体に対し不透過性である。このような材料の
構造及び作用の一層詳しい説明は、プロクター・エンド
・ギャムブル・カムパニ（Ｐｒｏｃｔｏｒ＆Ｇａｍｂｌ
ｅ Ｃｏ．）に譲渡された、トムプソン（Ｔｈｏｍｐｓ
ｏｎ）を発明者とする１９７５年１２月３０日付米国特
許３，９２９，１３５号明細書に記載してある。このよ
うな材料は、低密度のポリエチレンで構成され、液体の
比較的高い表面張力により液体が流通しないようにする
小さい孔を持つ。ハバード（Ｈｕｂｂａｒｄ）等を発明
者とする米国特許第４，９２０，９６０号及び同第９，
１５０，７０３号の各明細書には、層１５０に使われる
材料と、このような材料で構成した顔面マスクとについ
ての付加的情報を記載してある。テクノール・メデイカ
ル・プロダクツ・インコーポレィテッド（Ｔｅｃｎｏｌ
Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）に譲
渡されたこれ等の特許明細書は本明細書に参照してあ
る。他の種類の微孔フィルムは本発明に満足の得られる
状態で使用できる。

【００４６】中間層１５０の使用は、マスク１００を装
着者が「体液」に露出する環境で装着するときにとくに
重要である。血液、尿及び唾液のようなこれ等の流体は
極めて伝染性の高い病原菌を含む。眼、鼻及び口のよう
な別の人の体液源に対するエイズ汚染体液の接触により
病気が伝染する。従って一方向における体液の通過に対
し抵抗を持つ中間層１５０を備え、このような体液が装
着者の鼻及び口に接触しないようにすることが必要であ
る。各層１５０によりマスク１００の外部からの通過液
体がマスク１００により覆われた装着者の顔面に接触し
ないようにする。

【００４７】図５は、装着者１２の顔面にマスク２００
を固着する手段を除いてマスク１１又はマスク１００に
全部の点が同じであるマスク２００を示す。図５に例示
したように引張りストラップ２０２，２０４，２０６，
２０８は、弾性材料又は非弾性材料で構成され、装着者
の頭部に位置させ装着者がその位置に締付ける。各引張
りストラップ２０２，２０４，２０６，２０８の製造に
は広範囲の種類の材料が利用できる。

【００４８】各引張りストラップ２０２，２０４，２０
６，２０８は、マスク２００及び装着者１２の頭部に対
しこれ等のストラップが図１、６及び７の頭部バンド１
６，１８により例示したような関係を持つように締付け
るのがよい。すなわち引張りストラップ２０２，２０
４，２０６，２０８により、マスク２００の下縁部を引
張り装着者のあご及びほおに密封状態で接触させ頂縁部
を引張り装着者の鼻及びほおに密封状態で接触させる方
向に力を加える。

【００４９】各引張りストラップ２０２，２０４，２０
６，２０８は４本の各別の材料片から構成できる。或は
各引張りストラップ２０２，２０４は、上部部分２０及
び下部部分２２間の取付け点との中間部に接着した単一
の材料片でよい。同様に単一の材料片を使い引張りスト
ラップ２０６，２０８を形成することができる。本発明
により２本の比較的長い材料片によってマスク２００を
装着者の顔に取付けるのに４本の各別のひもを設けるこ
とができる。

【００５０】図７は、一般に参照文字３００により示し
たマスク１１の変型を示す。マスク３００は上部部分３
２０及び下部部分３２２を備えている。上部部分３２０
及び下部部分３２２は、マスク１１又はマスク１００に
対して前記したように構成するのがよい。上部部分３２
０は、マスク１１について前記したように接着した頂縁
部３２４に終る。しかし底縁部３３８はわずかに異なる
構成にしてある。

【００５１】マスク１１の底縁部３８について前記した
ように底縁部３３８における底部部分３２２の内側マス
ク層３２に終らないで、材料形成層３２は底縁部３３８
を過ぎて延び、マスク３００から下方に延び装着者１２
の頭部の部分を覆うベール又はすきま保護具３４０を形
成する。製造過程中に底縁部３３８は内側マスク層３２
を当てがうのに先だって縁部結合部材により接合され、
内側マスク層３２は、縁部結合部材内に固定されない
で、超音波溶着（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗｅｌｄｉｎ
ｇ）等により底縁部３３８に接着される。

【００５２】ベール又はすきま保護具３４０の目的は、
装着者１２がフード（図示してない）を着けて装着者１
２の頭部の被覆を完了するときに、これ等の場合に装着
者１２のあごひげ上に下方に延び又は頚部上に延びるよ
うにすることである。ベール又はすきま保護具３４０
は、作業環境に入ることによりフードによりぬぐい取ら
れるひげ及び皮膚細片からの毛髪の汚染を防ぐ。又すき
ま保護具３４０は、装着者１２の頚部をエーロゾル及び
体液との望ましくない接触から保護する。

【００５３】図９は本発明の別の態様すなわち材料シー
トからマスク層を切断する大体において台形の形状のレ
イアウト（ｌａｙｏｕｔ）を示す。マスク１１を形成す
るのに使う材料の多重シートのうちの１つへの層３４の
交互のレイアウトを示してある。なおとくに図９のレイ
アウトは、偏平な各材料シートからマスク１１用の層３
０，３２，３４を最終的に切断するカッタの輪郭を表わ
す。これ等のレイアウトは、頂縁部２４及び底縁部３８
により形成したマスク１１の開いた側を表わすシートの
各縁部４００，４１０の間の扁平な材料シートに別のパ
ターンで配置してある。各レイアウトの配置は、材料を
マスク１１を作るのに利用するカッタ（図示してない）
を経て送る際にスクラップ４１２の連続片を形成するよ
うにする。一般に台形形状のフィルタ本体１４により可
能になる交互のレイアウトでは、マスク１１，１００，
３００を作る間に極めてわずかなくず材しか生じないと
生成スクラップも極めてわずかである。交互のレイアウ
トのこの配置では製造者に費用節約になるばかりでなく
又焼却し又はその他の方法で排棄しなければならない材
料が一層少なくなるから環境的に望ましい状態が得られ
る。

【００５４】マスク１１，１００は次の処理を使い組立
てる。各層３０，３２，３４，１５０は、使用する場合
に図９の層３４に対し示したのと同様に原材料の適当な
シートに当てがう。上部部分２０に対する内側マスク層
３２は下部部分に対する内側マスク層３２に並置して当
てがう。各内側マスク層３２は相互に協働してマスク１
１又はマスク１００の内側面を形成する。第１及び第２
の中間マスク層３４はこの場合第１及び第２の内側マス
ク層３２に対して並置して当てがう。上部部分２０に対
する外側マスク層３０は展延性条片２６と共に次いで、
各内側マスク層３４に取付け頂部部分２０を形成する。
次いで外側マスク層３０を、各中間マスク層３４に取付
け、底部部分２２を形成する。縁部結合部材３６，４０
は、それぞれ頂縁部２４及び底縁部３８に固定してあ
る。上部部分２０及び下部部分２２の３つの側辺は、熱
密又は超音波結合により相互に連結され、大体台形の形
状を持ち開いた側を頂縁部２４及び底縁部３８により形
成したフィルタ本体１４を形成するようにしてある。次
いで頭部バンド１６，１８を、上部部分２０及び下部部
分２２との接合部において頂縁部２４及び底縁部３８の
すみ部に取付けてある。中間マスク層３４のほかに付加
的な中間層１５０を内側壁３２及び中間マスク層３４の
間に当てがいフィルタマスク１００を形成する。

【００５５】仕上がりのマスクを使う環境によっては、
中間マスク層３４、中間層１５０を必要としない。外側
マスク層３０及び内側マスク層３２は１重又は複数重の
中間層を含まなくても所望量のろ過作用を生ずる。

【００５６】以上本発明を詳細に述べたが本発明はなお
その精神を逸脱しないで種種の変化変型を行ことができ
るのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成したマスク又は呼吸用マスク
を装着者の頭部に当てがって示す斜視図である。

【図２】図１のマスクの平面図である。

【図３】図２の３−３線に沿う図１のマスクの断面図で
ある。

【図４】本マスクの第４の層を含む実施例を示す図３と
同様な縦断面図である。

【図５】本発明により構成したマスクの他の実施例の平
面図である。

【図６】装着者の頭部に当てがった図１のマスクの側面
図である。

【図７】本発明により構成したマスクの他の実施例の図
６と同様な側面図である。

【図８】マスク本体への第１及び第２の固定手段の一端
部の取付けを示す図１及び図６のマスクの内側斜視図で
ある。

【図９】材料の扁平なシートへの図１のマスクの層の１
つに対する典型的なレイアウトを示す平面図である。

【図１０】マスク内部部分と装着者の顔面と共に流体障
壁を形成するマスク周辺付近の比較的扁平な表面とを示
す図１、６及び８のマスクの斜視図である。

【符号の説明】

１１ 使い捨てマスク １２ 装着者 １４ フィルタ本体 １６ 第１固定手段 １８ 第２固定手段 ２０ 上部部分 ２２ 下部部分 ２４ 頂縁部 ３８ 底縁部

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着者の鼻を横切って延びるように配置
   した頂縁部と、前記装着者のあごの下側に延びるように
   配置した底縁部とを持ち、前記装着者の鼻及び口を覆う
   ように寸法を定められたフィルタ本体と、 前記頂縁部の各端部に隣接して前記フィルタ本体に取付
   けられ、大体において前記装着者の頭部の後部のまわり
   に前記頂縁部のほぼ直線状の連続状態になるように配置
   され、この頂縁部を前記装着者に密着するように付勢し
   て前記頂縁部と前記装着者との間の流れを防ぐようにす
   る第１の固定手段と、 前記底縁部の各端部に隣接して前記フィルタ本体に取付
   けられ、大体において前記装着者の頭部の頂部上に前記
   底縁部のほぼ直線状の連続状態になるように配置され、
   前記底縁部を前記装着者に密着するように付勢して前記
   底縁部と前記装着者との間の流れを防ぐようにする第２
   の固定手段と、を包含する使い捨てマスク。
2. 【請求項２】 前記フィルタ本体に、 前記頂縁部を形成する長い方の側部を持つ大体において
   台形の形状の上部部分と、 前記底縁部を形成する長い方の側部を持つ大体において
   台形の形状の下部部分とを設け、 前記上部部分及び下部部分を、残りの全部の側部に沿い
   互いに接合した、請求項１の使い捨てマスク。
3. 【請求項３】 前記フィルタ本体にさらに、前記フィル
   タ本体の互いに対向する側において、前記頂縁部及び底
   縁部に隣接して形成した各半径部を設けた、請求項２の
   使い捨てマスク。
4. 【請求項４】 前記頂縁部に位置しこの頂縁部を前記装
   着者の鼻及びほおの形状に合致する細長い展延性部材を
   備えた、請求項１の使い捨てマスク。
5. 【請求項５】 前記頂縁部の中央に位置し、この頂縁部
   の長さの５０％以上７０％以下に対応する長さを持つ前
   記展延性部材を備えた、請求項３の使い捨てマスク。
6. 【請求項６】 前記フィルタ本体が、０．９ないし１．
   ３ｍｍ水柱の呼吸性に対する差動圧力範囲を持つ、請求
   項１の使い捨てマスク。
7. 【請求項７】 前記フィルタ本体により粒度が１ミクロ
   ン以上のエーロゾルの流通を制限するようにした、請求
   項１の使い捨てマスク。
8. 【請求項８】 前記固定手段を、細長い一部分品により
   構成し、この一部分品をその両端部の中間で前記フィル
   タ本体に連結した、請求項１の使い捨てマスク。
9. 【請求項９】 前記固定手段を、それぞれ前記フィルタ
   本体に連結した第１及び第２の細長いたわみ性部材によ
   り構成した、請求項１の使い捨てマスク。
10. 【請求項１０】 前記フィルタ本体に、このフィルタ本
    体を経て両方向にガス透過性を持ち、かつ前記フィルタ
    本体の外側からその内側への方向には液体不透過性の材
    料から成る中間層を設けた、請求項１の使い捨てマス
    ク。
11. 【請求項１１】 装着者の鼻及びほおを横切って延びる
    ように配置した頂縁部と、前記装着者のあごの下側に延
    びるように配置した底縁部とを持ち、前記装着者の鼻及
    び口を覆うように寸法を定められたフィルタ本体を備
    え、このフィルタ本体に、前記頂縁部を形成する長い方
    の側部を持つ大体において台形の形状の上部部分と、前
    記底縁部を形成する長い方の側部を持つ大体において台
    形の形状を持つ下部部分とを設け、 前記上部部分及び下部部分を残りの全部の側部に沿い互
    いに接合し、 前記フィルタ本体の互いに対向する側部に形成した複数
    の半径部を備えた、使い捨てマスク。
12. 【請求項１２】 上部のマスク部分及び下部のマスク部
    分を持つエーロゾルマスクを選定した材料から成る複数
    の層で作るエーロゾルマスクの製法において、 第１及
    び第２の内側マスク層の細長いシートを並置して前記上
    部及び下部のマスク部分の内側表面を形成する段階と、 第１の外側マスク層の細長いシートを、前記第１内側マ
    スク層に並置して、前記上部及び下部のマスク部分の頂
    部の外側面を形成する段階と、 第２の外側マスク層の細長いシートを、前記第２の外側
    マスク層に並置して、前記上部及び下部のマスク部分の
    底部の外側面を形成する段階と、 前記各層を３つの側部に沿って連結して、前記上部及び
    下部のマスク部分により形成される頂縁部及び底縁部を
    持つ開いた側部を形成する段階と、 前記上部のマスク部分の頂縁部に沿い細長い展延性部材
    を固定する段階と、 装着者にマスクを保持する固定手段を、前記頂縁部と前
    記底縁部との間の接合部に隣接する層に取付ける段階
    と、を包含する、エーロゾルマスクの製法。
13. 【請求項１３】 前記細長いシートに沿い互いに間隔を
    置いて交互にはまりあう位置において、前記マスク形状
    を位置させる段階を包含する、請求項１２のエーロゾル
    マスクの製法。
14. 【請求項１４】 前記頂縁部及び底縁部を、前記細長い
    シートの縦方向縁部に隣接して位置させて交互のマスク
    形状を位置決めする段階を包含する、請求項１３のエー
    ロゾルマスクの製法。
15. 【請求項１５】 前記第１の内側マスク層と前記第１の
    外側マスク層との間に、ろ過材から成る第１のマスク中
    間層を配置する段階と、 前記第２の内側マスク層と前記第２の外側マスク層との
    間に、ろ過材から成る第２のマスク中間層を配置する段
    階と、を包含する、請求項１２のエーロゾルマスクの製
    法。
16. 【請求項１６】 第１の縁部結合部材を前記頂縁部上に
    折曲げる段階と、 前記第１の縁部結合部材を前頂縁部に取付け前記展延性
    部材を包む段階と、 第２の縁部結合部材を前記底縁部上に折曲げる段階と、 前記第２の縁部結合部材を、前記底縁部に取付ける段階
    と、を包含する、請求項１２のエーロゾルマスクの製
    法。