JPS6112704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改良された外科用顔面マスクに関す
る。外科用顔面マスクは長い間使用されている。
これらのマスクの目的は、外科医やその他の手術
室で働く要員によつて吐き出されるバクテリアが
手術を受けている患者を汚染することを防ぎ、ま
た外科医やその他の要員を患者に由来するバクテ
リアから保護することである。外科領域で使用さ
れた最初の顔面マスクはガーゼ布はくの多数のひ
だないし層よりなり、外科医の鼻と口の上に位置
せしめられるものであつた。多層のリネン布はく
も使用された。これらの材料は特によいバクテリ
ア過材料ではなく、バクテリア過について
は、50％未満の効率しか有しない。これらの布は
くの顔面マスクは、バクテリア過材としては効
率的でないが、着用するにはすこぶる快適であ
る。すなわち、外科医の顔面に楽になじみ、空気
抵抗が少ない。ここに使用する空気抵抗とはマス
クを通して流れる空気の抵抗の尺度である。それ
はマスクを空気の流れのなかに置く時のマスクを
通しての圧力降下を測定することによつて決定さ
れる。織物の布はくはすけているから織物布はく
のマスクは空気が容易に通り抜ける。すなわち、
布はくの織り糸によつて形成される隙間は数にお
いても個々の大きさにおいても充分に大であるか
ら、マスクに相当な割合のあいた部分すなわち繊
維のない部分をつくりだす。低い空気抵抗はこれ
らの布はくマスクをしてまつたく呼吸しやすいも
のにしている。比較的容易に空気の通過を許す布
はくのマスクの比較的開いた繊維配列はバクテリ
アのマスクを通しての通過をも許す。 これらの布はくのマスクはバクテリア過効率
が貧弱であるので、在来の布はくのマスクよりバ
クテリア過効率がより大であろう一回使い捨て
のマスクの生産に対して努力が払われてきた。一
回使用のマスクは布はくマスクに比して実質的に
大なるバクテリア過性を有し、90％以上の過
効率を達成しているが、また別の問題をひき起
す。一回使用マスクの新たな問題はバクテリア
過効率は増加したが空気抵抗が実質的に増大する
ことである。これらの一回使用マスクは空気抵抗
が大きすぎて、着用者が息を吐き出すときに着用
者の口から文字どおり外れてしまう。このことは
空気がマスクを通つて流れず、マスクの内表面と
着用者の口と鼻の間に圧力が蓄積されることを示
す。この圧力はこれらのマスクの着用を不快なら
しめるのみならず、呼気の時にマスクを顔面から
離れさせ、バクテリアをしてマスクの端から逸出
せしめ、かくてマスク着用の目的を台なしにす
る。さらに、多数のこれらの一回使用マスクが非
常に短い繊維状ガラス、アスベストその他の繊維
で造られており、これらはマスクの過媒体より
遊離し着用者によつて吸いこまれる。これらの微
小片はマスクの着用者を刺激する傾向を有する。
これらのマスクの低い空気抵抗性は、着用する時
にマスクを不快なほどに暖める。このことはマス
クが長時間着用される時に特にそうである。空気
の流れを許すマスクのなかの通路は、塵埃や、バ
クテリアやその他の手術室中に見出される異物の
微小粒子によつて結果的につまつてしまい、２〜
３時間たつうちには、マスクを通して呼吸するこ
とが極度に困難となる。このような状況はマスク
の着用者に相当の不快感を与える。 本発明は高いバクテリア過効率を有し、しか
も非常に低い空気抵抗を有する外科用顔面マスク
を提供するものである。普通に、バクテリア過
効率が増加するにつれて、空気抵抗は増加するか
もしくは少くとも比較的一定値に留まるものと期
待される。空気抵抗は顔面マスクの有効過媒体
の開口（孔）の数ないし開口の全面積に関係する
と考えられる。マスクの開口の全面積は増加する
と、空気抵抗は減少するが、バクテリア過効率
も減少する。本願のマスクにおいて、本発明者は
低い空気抵抗を得、しかも、これまでに使用され
ている一回使用外科用マスクに相当するバクテリ
ア過効率が維持された。この見かけの上で矛循
する結果は、過媒体として、短繊維のかわりに
連続した長い合成熱可塑性フイラメントを使用す
ることによつて得られた。ここに使用した連続し
た長いフイラメントとは、長さが2.5インチ
（6.35cm）より長いフイラメントのことであつ
て、好ましくは長さが不定のものである。これら
のフイラメントは、押出し紡糸直後のフイラメン
トで自己支持性のウエブを形成し、結合剤を使用
せずにウエブに最小量の圧力を加えるだけでフイ
ラメントを結合することにより、不織布の状態に
配列される。このために有用であることが見い出
された不織布は、カナダ特許第775807号に開示さ
れている方法によつて、押出し紡糸された後ただ
ちに布はくを形成するように配列して造つたポリ
エチレンテレフタレート・フイラメント製の不織
布である。一般に、この特許の方法は、フイラメ
ントの紡糸、フイラメントへの静電荷の付与、付
与した静電荷によりフイラメントをバラバラに離
す処理、フイラメントの配向、及びフイラメント
をそのまゝ置いて本質的にフイラメント集合塊が
存在しないランダムな不織ウエブを形成すること
からなる。この方法はフイラメントに高度の捲縮
を生ずるように実施してもよい。不織布中のフイ
ラメントは、空気がマスクの布はくを通りぬける
ときの進行方向と垂直の平面内で実質的に平行に
並ぶように配列されている。フイラメントのこの
配列がなぜ空気抵抗が低くてしかもバクテリア
過効率の高いマスクを形成するかという理由は定
かではない。ただ、特定の直径のフイラメントが
このように配列されると、隙間の数は最大となる
のに、これらの各隙間の直径はなお比較的小さい
まゝ保たれ、その結果、大量の空気がマスクを通
つて流入できると同時に、バクテリアを有効に捕
捉して、バクテリアが過媒体を通りぬけて流入
するのを防ぐらしい。マスクの過効率が高いの
は、ウエブ形成処理中にフイラメントに与えられ
る静電荷とも関連があるということもありうる。
静電荷はマスク内のバクテリアを引きつけてつな
ぎ留めるのかもしれないし、或いはマスクを通過
するバクテリアに対して致命的な静電荷として作
用するのかもしれない。 不織布に結合剤が存在しないことは、でき上つ
た顔面マスクのなじみやすさに実質的に寄与す
る。不織布中の結合剤分は布はくを硬くする傾向
がある。本発明の顔面マスクにおいては、過媒
体は結合剤を実質的に含有していないので、着用
者の顔の形に容易に順応しうる。結合剤の存在は
マスクの過媒体の過効率を増大させる作用も
しない。 本発明は添付図面を参照すると最もよく理解さ
れよう。添付図面において、 第１図は、本発明のマスクの着用者の顔面に現
われる状態で折りたたんだときの等角投影図であ
り、 第２図は、マスクの折り目を示している本発明
の布はくの平面図及びマスクの一部の拡大分解図
であり、 第３図は、第２図の布はくの折り目を示す第２
図の３−３線に沿つて切断したときの図式的断面
図であり、 第４図は、第２図の４−４線に沿つて切断した
ときのマスクの拡大断面図であり、 第５図は、本発明のマスクの過媒体の倍率
100倍の顕微鏡写真であり、 第６図は、本発明のマスクの過媒体の倍率
150倍の別の顕微鏡写真である。 第１図に示すように、使用時に現われる形態で
の本発明の顔面マスクは、本体１０と、その上端
についている金属製のノーズ・クリツプ（nose
clip）１１とからなる。金属製ノーズ・クリツプ
は、着用者の鼻の形に合うように容易に折り曲げ
ることのできる金属（例、アルミニウム）で造ら
れている。マスクの本体には、マスクの上下のヘ
リのふちどり（seam binding）１３が縫製また
はヒートシール或いはその他の適宜の手段によつ
てとりつけられている。マスクの両わきのマスク
本体にも別のふちどり１２がとりつけられてい
て、この方のふちどり１２は、マスクの上端及び
下端からそれぞれのびて、マスクを着用者の頭に
固定するためのしばりひもとして使用するのに充
分な長さのものである。第１図には接合点１４も
現われているが、その機能については後で説明す
る。 第２図は、マスクの折り目の形態を示す。マス
クの本体を構成しているラミネートはマスクの上
端１５からマスクの下端１６までアコーデイオン
形に折り重ねられている。第２図のマスクは１
７，１８及び１９の３ケ所で折りたたまれている
ように描かれているが、折りたたみの具合及び折
り目の数は本発明の要部ではない。マスクのこの
図示の形態は、使用者の顔面にすこぶるなじみ易
いことが従来からわかつている。 第２図の円内の一部拡大部分２０はマスクの各
種の層を示している。マスクの外表面は高度に多
孔性の不織表面布２１である。本発明の紡糸結合
布製の過媒体２２を含んでいる中心部は表面布
２１ともう一方の表面布層２３との間にはさまれ
ている。表面布層は両方とも同一の高度多孔性不
織布で構成してもよい。マスクの表面布部分の目
的は、過媒体をはさんだまゝ保持することであ
る。この外側表面層は比較的軽量の高度多孔性不
織布であつて、マスク構成体に過性を与えるこ
とがあつてもほんのわずかである。この材料は、
高度に多孔性であるので、マスクを通る空気の流
れに対してはほんのわずかの空気抵抗しか生じさ
せない。マスクの表面層の重量は約200ないし400
グレーン／平方ヤード（15.55ないし31.10g／
m²）でよい。硬さが増大して顔面マスクのなじみ
やすさが減少することのないように、極めて軽量
の表面用ウエブを使用するのが有利である。表面
材料は熱可塑性結合剤で結合したカーデイング加
工不織布であつてもよい。好適な熱可塑性結合剤
は乳化重合させた自己硬化性アクリル系結合剤で
ある。 顔面マスクの３層をヒートシールまたはその他
の接合処理によつて点接合してその部分を一体化
すると有利であることが判明した。マスク材料で
あるラミネートの個々の各層は比較的軽量である
ので、各層をいつしよに接合しておくと、マスク
の製作中に各層にひだをとつてふちどりを施すと
きの各ウエブの分裂すなわちバラバラになる可能
性が最小となるであろう。また、顔面マスクの内
側層を不織布製過媒体にある地点で点接合して
おくと、着用者が息を吸つたときにマスク内側層
が着用者の鼻または口の上で動くのを防げる。内
側層を接合しておかないと、着用者が息を吸いこ
んだときにこれが着用者の鼻または口にぴつたり
かぶさつてくることもありうる。こうなつてもマ
スクの効率は低下しないが、着用者に不快感を与
えることがわかつた。この接合は、マスクの全部
の層にわたる接合を生ずるのに充分な力でラミネ
ートをいつしよにヒートシートすることによつて
行なつてもよい。約400〓（204℃）の温度に加熱
してあるヒートシールで圧力80psi（5.6Kg／cm²）
及び保圧時間１秒間とすると、マスクの３層をい
つしよに接合するのに充分な圧力であることが判
明した。第４図の１４のように、点接合部はマス
クの厚み全部を貫通していてもよい。過媒体布
はくのフイラメントは熱可塑性であるので、熱及
び圧力を加えると、フイラメントは溶融し、冷却
すると硬化してマスクの３層の間の永久結合を形
成する。 マスクの各層をいつしよに点接合するのに、ホ
ツトメルト接着剤またはその他の接着材料を使用
することも可能である。接合面積の合計はなるべ
く小さくするのが望ましい。マスクの３層を点接
合して一体的なラミネートとするには、各々ほゞ
1/8平方インチの面積の接合点を６ないし９個の
マスクのひだの下に設ければ充分であることが判
明した。接合点の全面積は決定的なものではない
が、接合面積は望ましい結果を得るのに充分な大
きさであつて、しかも実質的にマスクの過効率
を低下させたり空気抵抗を増大させたりする程は
大きくないという要件は認められよう。接合点は
マスクを通る空気の流れを阻害する不透過部分で
ありがちである。マスクの全表面積の１％未満の
接合点合計面積で、所望の接合による効果を達成
するのに充分であることがわかつた。この程度の
接合点合計面積なら、マスクのバクテリア過効
率の低下または空気抵抗の増大を認めうるほどに
はもたらさないだろう。 マスクの接合部の配置は、マスクの機能にとつ
て重要なものではないが、第３図に示したよう
に、接合点をマスクのひだの中に配置するのが好
ましい。 前述したように、過媒体自体は紡糸結合布は
く（spunbonded fablic）である。約1.4ないし約
1.6オンス／平方ヤード（約46.70ないし約
53.38g／m²）の重量の紡糸結合布が、高いバクテ
リア過効率と低い空気抵抗という望ましい組み
合せの性質を示すことがわかつた。この紡糸結合
布のフイラメントの直径は約14ないし約20ミクロ
ンである。第５図及び第６図の顕微鏡写真からす
ぐにわかるように、フイラメントは径が完全に円
形ではない。本発明で使用される種類の紡糸結合
布では、布はく中のフイラメントの全部でなくて
も大部分は長さが不定のものである。紡糸結合布
を製作する場合に、これらのフイラメントは連続
フイラメントとして押出し紡糸され、移動ベルト
上に不規則に置かれるが、フイラメントの長さ方
向は大部分が、移動ベルトの進行方向と実質的に
平行な平面内に位置する。これは第４図に見られ
る。表面布はく２１及び２３は短繊維を含んでお
り、そのうちのいくらかはマスクの表面２４及び
２５と垂直の向きをむいている。過媒体布はく
２２のフイラメントは、フイラメントの長さ方向
の大部分がマスク表面と平行な平面内すなわちマ
スクを通る空気流の方向と垂直な平面内に位置す
るように配向している。これらのフイラメントは
第４図の２６及び２７に示されている。この布は
くを顔面マスクに利用するときは、マスクを通過
する空気流の方向が、フイラメントが配列してい
る各平行平面と垂直となるようにする。こうする
と、布はく中のフイラメントを最大に利用してウ
エブに繊維の存在しない隙間を多数形成すること
になり、しかもこれらの隙間の大きさはウエブを
通つてバクテリアが侵入するのを防ぐのに充分小
さいものとなる。 外科用顔面マスクに望ましい高度のなじみ易さ
を保つために、ここでは引張り強度の比較的低い
紡糸結合布を使用している。紡糸結合布製の過
媒体には、１ポンド／平方インチ（7.03g／cm²）
より低い引張り強度が適している。このような比
較的低い引張り強度は、結合剤をまつたく含有せ
ず、しかも自己結合部分も比較的少しである紡糸
結合布に見られる。結合剤を添加すると、紡糸結
合布製過媒体の引張り強度を増大させてなじみ
易さが低下する傾向があるが、過効率には特別
の利益がつけ加わるわけではない。 過媒体用布はくは、たいした量の添加結合剤
を含有していないものとすべきであることが判明
した。自己結合部分の数は、不織布製過媒体ウ
エブをそれ以後の処理装置で処理するのに要する
程度だけどすべきである。それ以上に結合点がつ
け加わつてもバクテリア過効率に特に利益がな
いばかりか、ウエブのなじみやすさ、したがつて
顔面マスクのなじみやすさを低下させることがあ
る。 実施例 １ 下の第１表は、本発明のポリエチレンテレフタ
レート製過媒体（Ａと表示）を含有している構
成の６個の外科用顔面マスクの平均過効率及び
空気抵抗を、従来技術のガラス繊維過媒体を含
有している６個のマスク（Ｂと表示）と比較した
ときの結果を示す。

【表】 バクテリア過効率は次のようにして決定し
た。スタフイロコツコス・アウレウス菌（ブドウ
球菌）を噴霧ミスト中に吹きつけ、閉管導管内の
開口を通過させる。開口を通過した細菌をミリポ
ア（Milipore）フイルター上で捕捉し、寒天プレ
ートに接種する。24時間後に細菌群落の数をかぞ
える。導管の開口を顔面マスクでふさいで同じ手
順をくり返す。顔面マスクの過効率は、開口に
顔面マスクのあるときとないときでのプレートの
群落の数を比較することによつて決定する。 第１表及び第２表に、水の差圧（インチ）で表
示されている空気抵抗は、空気をあらかじめ定め
た流速（第１表では85／分）で上記の構成の
17.8平方インチ（114.8cm²）の顔面マスクを通過
させることによつて測定した。マスクの上流側と
下流側との間の圧力損失をマスクの空気抵抗の尺
度とする。第２表は、上記Ａ及びＢの構成のマス
ク並びにＡ及びＢの両方のマスクにおいて同一の
マスク両側表面層について種々の流速での空気抵
抗の結果を示す。

【表】 第１表及び第２表は、本発明の顔面マスクの空
気抵抗が低いことをはつきり示している。本発明
のマスクの空気抵抗は従来技術のマスクの空気抵
抗の約1/10程度である。 重合体フイラメントを移動コンベア上に押出し
紡糸し、生成したウエブに次いて軽い圧力を加え
てフイラメントを互いに自己結合させることによ
り形成した紡糸結合布はく製の過媒体は、ウエ
ブを形成するのに使用したコンベアの表面と平行
な平面内にフイラメントが位置している傾向があ
る。第５図及び第６図は、本発明の顔面マスクに
使用した紡糸結合布はくの顕微鏡写真である。こ
れらの顕微鏡写真から、繊維の大部分或いは実質
的に全部が、図面の紙面と平行な平面内にあるこ
とが容易にわかる。前述したように、直径14ない
し20ミクロンの繊維がこのように平行配列する
と、多数の隙間を有しているが、個々の各隙間の
大きさは比較的小さい過媒体ができあがる。し
たがつて、マスク内の開口隙間部分の合計断面積
は空気が通過しうるように比較的大きいが、個々
の各開口部の大きさはバクテリアの通過を防ぐの
に充分だけ小さい。過布はくは厚みが約0.01な
いし約0.02インチ（約0.254ないし約0.508mm）、好
ましくは約0.014ないし0.018インチ（約0.356ない
し0.457mm）の比較的薄いウエブ状となるように
形成される。この厚みは、試験管内の試験で測定
した場合に、マスクを通過する可能性のあるバク
テリアの90％以上の通過を妨げるのに充分であ
る。ボイド（隙間）容積、すなわちフイラメント
の存在しない部分の全容積は85％より大きい。ボ
イド容積が高く、空気抵抗が低いということは、
繊維の大部分が過媒体の表面と平行な平面内に
位置しており、過媒体の両表面の一方から他方
へ向うように位置しているフイラメントの率は比
較的低いということを示唆しているだろう。第５
図及び第６図は共にフイラメントの末端を比較的
少しの数しか示していないので、両図はこの結論
を支持するのに資するものと言えよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマスクの着用時の形状を示す
透視図であり、第２図は、マスクの折り目を示す
マスク用布はくの平面図とその一部拡大分解図で
あり、第３図は、第２図の３−３線に沿つて切断
したときの断面図であり、第４図は、第２図の４
−４線に沿つて切断したときの拡大断面図であ
り、第５図及び第６図は本発明のマスク過媒体
のそれぞれ倍率100倍及び150倍での顕微鏡写真で
ある。 １０：本体、１１：ノーズクリツプ、１２及び
１３：ふちどりテープ、１４：点接合部、１７，
１８及び１９：折り目、２２：過媒体、２１及
び２３：表面布はく。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鼻及び口をおおうのに適した本体部分並びに
   この本体部分を鼻及び口の上に固定するための手
   段を有している顔面マスクにおいて、該本体部分
   が直径14ないし20ミクロンの熱可塑性樹脂の連続
   したフイラメントでつくつた不織布からなる過
   媒体を含有しており、ここで該フイラメントの実
   質的に全部がマスクを通りぬける空気流の流れの
   方向と垂直な平面（複数）内におおむね位置して
   おり、該過媒体不織布は重量が1.4ないし1.8オ
   ンス／平方ヤード（46.70ないし60.05g／m²）
   で、厚みが0.01ないし0.02インチ（0.254ないし
   0.508mm）で、ボイド容積率が85％であり、また
   この不織布は結合剤を実質的にまつたく含有して
   いないことを特徴とする顔面マスク。