JPS639455A

JPS639455A - 成形マスク

Info

Publication number: JPS639455A
Application number: JP61154311A
Authority: JP
Inventors: 狩野　行雄; 高橋　典孝
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-16
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0638860B2

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】〔産業上の利用分野コ本発明は防塵用、衛生用、花粉症用などに使用される成
形マスクに関する。

［従来技術］近年、使い捨て用のマスクの分野においても粉塵捕集効
率の高いマスクが望まれており、例えば労働省基準の簡
易防塵マスクではＪ　Ｉ　Ｓ　−Ｔ　−８１５８の６．
１の試験法で測定される粉塵捕集効率が９０％以上必要
とされている。このため、従来濾過性能の高いマスクが
種々提案されており、例えば特開昭５８−１２４６３９
号公報には、平均直径が数μｍ（マイクロメータ）の極
細繊維からなる濾過層を中間層に有する成形マスクが開
示されている。

ところが、この極細繊維からなる濾過層を有するマスク
は高い粉塵捕集効率を持つ反面、目詰りが生じ易くて使
用寿命が短いという欠点があり、また、極細繊維からな
る濾過層は成形により厚みが潰れて緻密化し易いので安
定生産が難しかった。

このため、表面繊維層と裏面繊維層とを予めマスク形状
に成形しておき、この中間に極細繊維からなる濾過層を
配置したのち、周縁部をシールする方法や、表面繊維層
と極細繊維からなる濾過層を重ねて２つ折りし、円弧状
に溶着裁断したものを広げて、予めマスク形状に成形し
た裏面繊維層にかぶせ、周縁部をシールする方法などに
より、極細繊維からなるが連層に加熱加圧がかからない
様にマスクを生産することが考えられているが、いずれ
もその工程が非常に煩雑で、しかもマスク周縁に沿って
シワが発生し易いという問題があった。

一方、目詰りを防ぐために濾過層を嵩高な状態のままで
高い粉塵捕集効率を得る手段として、濾過層をエレクト
レット化する手段が考えられるが、この手段は静電気力
による粉塵捕集を行うため、粉塵がたまるとその捕集能
力は低下するので、高い粉塵捕集効率を長期に亘って維
持することが難しく、結局、使用寿命が短いという欠点
を解消することができなかった。

［発明の目的コ本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなされたもの
であり、高い粉塵捕集効率を有しながら、使用寿命が長
く、しかも一体成形可能な成形マスクを提供することを
目的とする。

［発明の構成コすなわち、本発明は熱接着性繊維を含む表面繊維層と裏
面繊維層との間に極細ｌ繊維からなる濾過層を設けた成
形マスクにおいて、該濾過層が平均直径４〜１０μｍの
極！１１繊維からなる第１濾過層と平均直径４μｍ未満
の極細繊維からなる第２濾過層で構成されており、かつ
該第１濾過層の粉塵捕集効率が７０〜９０％であって、
第２　？、濾過層の粉塵捕集効率が第１２濾過層の粉塵
捕集効率より大きいことを特徴とする成形マスクである
。

以下、図面を用いて本発明を説明する。第１図は本発明
の成形マスクの断面図であり、第２図は本発明の成形マ
スクの一例を示す正面図である。

本発明の成形マスクは極５ｓ繊維からなるが連層（ｌＸ
２）を有する。この濾過層（１）（２）には、例えばポ
リプロピレン系、ポリエステル系、ポリアミド系なとの
繊維形成性熱可塑性樹脂又はこれらの樹脂の混合物を加
熱されたノズルのオリイフィスを通して溶融状態で熱ガ
ス流中に押し出して、溶融樹脂を繊維に細化して繊維流
を形成し、繊維を繊維流の通路中の捕集装置上で捕集す
る、いわゆるメルトブロー法による極細繊維不織布など
が使用される。

このうち、第１が連層（１）は平均直径４〜ｌ０１１ｍ
の徽纏臓維から構成され、その粉塵捕集効率が７０〜９
０％となるように目付、厚みなどが調整される。

この第１濾過層（１）は目詰りが生じない範囲で、微細
な塵の大部分を捕集する働きをするとともに、成形の際
に濾過層、とくに第２濾過層（２）の緻密化が進みすぎ
ないための緩衝層として働く。従って、緻密化を妨げる
ため及び粉塵捕集効率を９０％以下とするために、ｉＭ
　ｍ　ｍ　維の平均直径は少なくとも４μｍ以上でなけ
ればならないが、あまり太い繊維になると微細な塵を捕
集する能力が低下するので平均直径は１０μｍ　＆　ｉ
！！８えてはならない。また、第１濾過層（１）の粉塵
捕集効率が７０〜９０％でなければならないのは、９０
％を越えるとこの層で目詰りが著しく生じ易くなり、一
方７０％未満であると、この層では目詰りを生じないが
、この層を通過する微細な塵の量が増えるため、第２濾
過層において目詰りが生じ易くなるからである。

これに対して第２が過！（２）は平均直径４μｍ未満の
微ＡＩ繊維から構成されその粉塵捕集効率は第１　ｔｙ
＞連層（＋）より大きくなるように調整される。

この第２が連層（２）は第１濾過層（１）を通過した微
細な塵を捕集し、マスク全体としての粉塵捕集効率を高
める働きをする。従って、この層（２）の粉塵捕集効率
は第１濾過層（１）より高くなければならず、通常９０
％以上となるように調整される。

上記濾過層（１）（２）には、必要に応じてエレクトレ
ット化を施してもよく、この様な処理を行うと静電気力
による粉塵の捕集能力が加わるので、より空隙率の高い
目詰りの生じにくい状態で、高い粉塵捕集能力を得るこ
とができるようになる。

また、特に濾過層（１）（２）に前述したメルトブロー
法による徹！Ｉ繊維不織布を用いる場合、紡糸時の樹脂
の溶融粘度を５０ボイズ以下と低くする、熱ガス流によ
る延伸を強くかけず、ｍ維に延伸の余地を残しておく、
あるいはノズルから捕集装置までの距離を３０ｃｍ以上
とり、繊維間の絡みを増加させるなどの手段により成形
性を高めれば一体成形が容易に行える。

上述の如く構成された第１濾過層（１）と第２が連層（
２）との初期吸気抵抗値の比は１：１．５〜１：４とな
ることが望ましく、両者の値がこれより近いと粉塵捕集
効率を低下させずに使用寿命を延ばすという効果はあま
り期待できず、これより両者の値が離れると、特に第２
濾過層での目詰りが生じ易くなり、使用寿命が短くなる
。特に好ましい、初期吸気抵抗値の比は１：２〜１：３
である。

本発明の成形マスクは、上記の濾過層（１）（２）を表
面′ａ維層（３）と裏面繊維層（４）とに挟まれた積層
構造となっている。

表面繊維層（３）は濾過層（ｌＸ２）の上流側に設けら
れ、吸気中に含まれる粗大な塵を捕集するプレフィルタ
−としての役割と、成形マスク形状を保持する役割を果
たしており、一方、裏面繊維層（４）は濾過層（１０２
）の下流側、すなわち顔面側に設けられ、主にマスク形
状の保持のために使用される。

従って、この表面繊維層（３Ｘ４）には成形性を持たせ
、かつ各層間を結合するために熱接着性繊維が５０〜１
００％含まれていた方がよい。この熱接着性′ＩＡ維と
しては、同時に配合される繊維より少なくとも融点が２
０℃以上低い成分を含む、ポリエチレン系、ポリプロピ
レン系、ポリアミド系、ポリエステル系、エチレン酢酸
ビニル系などの樹脂からなる繊維、もしくは融点の異な
る成分からなる複合ｍ１ｔｔなどが好適に用いられる。

また、表裏面繊維！　（３）（４）はその吸気抵抗が低
い方がよく、両層を合わせた初期吸気抵抗値カ月、０ｍ
ｍ１２０以下の範囲にあることが望ましい。なお、表裏
面繊維層（３）（４）には不織布、フェルトなどのが過
性用があり比較的嵩高な素材が好適に用いられるが、こ
の他、織物、編物、ネットなどを用いてもよく、あるい
は、これらを絹合わせて積層した構造としてもよい。更
にこれらのＮ（３）（４）に活性炭などの吸着物質を保
持させたり、抗菌剤を付着させたりすることにより脱臭
、殺菌、有害物質の捕集といった機能を付加させてもよ
い。上記の表裏面繊維Ｎ（３）（４）には、各層の強度
や各層間の結合力を高めるため、マスクの保形性を高め
るため、あるいは吸着物質を保持するために、通気性を
阻害しない範囲で、樹脂を付着させてもよい。

本発明の成形マスクは、表面繊維層（３）、第１濾過層
（１）、第２７濾過Ｎ（２）、裏面繊維層（４）の順に
積層され金型なとにより熱成形される。この場合、積層
した基材を予め金型でプレスし、プレスしたまま金型を
冷却する方法がとくに好ましく、濾過層の緻密化が進み
にくい。この成形時においては、第２濾過層（２）より
太い繊維で構成される第１濾過層（１）の緩衝作用によ
り、濾過層の緻密化をある程度防止できるので成形条件
の若干の変化には追従でき、一体成形による安定生産を
可能なものにし・ている。しかし、更に成形時に濾過層
（３）（４）に圧力を伝える表面繊維層（３）のマスク
形状への変形性を容易にすれば、この圧力が減少し濾過
層の漬れは生じにくくなるので、表面繊維層（３）は成
形温度付近での４０％モジュラスが低いことが望ましく
、１４０℃における４０％モジュラスが１．０ｋｇ１５
ｃｍ幅以下であるのがよい。また、このマスクの成形時
、あるいは成形後にマスクの周縁部に熱圧着、超音波溶
着などの手段により、シール部または部分的なシール部
を形成してもよく、この様な処理を施せば、マスク周縁
部からの層間剥離が防止できる。

本発明のマスクは、上述のごとく作成された後、所望に
より顔面とマスクとのスキ間からの空気洩れを防止する
クッション材（図示せず）、鼻の形状にマスクを沿わせ
るための重金（５）、マスク装着用の紐（６）、などが
取り付けられるが、特に空気洩れ防止用のクッション材
には顔面への沿いがよく、ソフトで通気性のない部材を
用いることが好ましく、例えば、独立気泡の発泡塩化ビ
ニル樹脂などの発泡倍率５倍以上のソフトなスポンジが
使用される。

なお、本発明において成形マスク及び各濾過層の粉塵捕
集効率、初期吸気抵抗値、吸気抵抗上昇値は以下に示す
試験法により測定される。

（粉塵捕集効率）Ｊ　［５−Ｔ−８１５８６，１に準じ、試験用固型に装
着し、周囲を密閉したマスクに、石英粉塵含有空気（石
英粉塵の粒子の大きざが２μｍ以下であって、かつ、濃
度が３０±５ｉ８／ｍ’のものをいう。）を３０記／分
の流量で通じ、その２分後からの１分間、通過前及び通
過後の石英粉塵濃度を散乱光方式による粉塵測定器によ
り測定し、次式によって粉塵捕集効率を算出した。

Ｅ　＝　Ｃ（Ｃｏ　　Ｃｌ）／Ｃｏ）　Ｘ　ｔｏ。

（ただし、Ｅ：捕集効率（％）、ｃｏ二通過前の石英粉
塵の濃度（１１ｇ７Ｍり、Ｃ１：通過後の石英粉塵の濃
度（ｍｇ／ｍ”）である。）なお、濾過層の粉塵捕集効
率には、測定しようとする濾過層を表裏面繊維層の間に
配したマスクを、上記試験法により測定した値を用いた
。これは、本発明に用いられるが連層が、表裏面縁！１
１層に比して粉塵捕集への寄与がはるかに大きいため、
表裏面繊維層での粉塵捕集を無視できるものとして取り
扱ったことによる。

（初期吸気抵抗値）Ｊ　ｌ５−Ｔ−８１５８６，２に準し、試験用固型に装
着し、周囲を密閉したマスクに空気を４０９／分の流量
で通じ、１分後のマスクの内外の圧力差を測定し、初期
吸気抵抗値とする。

なお、濾過層の初期吸気抵抗値には、測定しようとする
濾過層を表裏面繊維層の間に配したマスクの初期吸気抵
抗値から、表裏面繊維層のみからなるマスクの初期吸気
抵抗値を引いた値を用いる。

（吸気抵抗上昇１ｔｉ）Ｊ　ｒｓ−Ｔ−８１５８６，３に準じ、試験用固型に装
着し、周囲を密閉したマスクに石英粉塵が１００ｍｇ供
給されるまで、石英粉塵含有空気を４０見／分の流量で
通じ、このときのマスク内外の圧力差を測定し、吸気抵
抗上昇値とする。

なお、濾過層の吸気抵抗上昇値には、初期吸気抵抗値の
場合と同様に、測定しようとする濾過層を表裏面′ａ維
屡の間に配したマスクの吸気抵抗上昇値から、表裏面繊
維層のみからなるマスクの吸気抵抗上昇値を引いた値を
用いる。

（実施例１）繊度３デニールのエチレン酢酸ビニル−ポリプロピレン
系複合繊維５０重量％と繊度３デニールのポリエステル
繊維５０重量％とからなる目付８０ｇ／ｍ、厚さ３．４
ｍ−の不織布（１４０”Ｃにおける４０％モジュラス０
．５ｋｇ１５ｃｍ幅）の表面繊維層と、繊度３デニール
のポリエチレンーボリブロビレン系複合繊ｌｍ７０重量
％と繊度２デニールのポリプロピレン繊維３０１竜％と
からなる目付１７０ｇ／ｒｒｒ、厚さ１．８關の不織布
の裏面繊維層との間に、メルトブロー法により作成され
た平均直径５μｍのエレクトレット化されたポリプロピ
レン繊維不織布（目１寸４０ｇ／ｎ＋’）の第１濾過層
と、平均直径２μｍのエレクトレット化されたポリプロ
ピレン繊維不織布（目付４０ｇ／ｍ’）の第２濾過層と
を配して積層する。

次いで、この積層体を１４０℃に加熱した金型によりプ
レスし、そのまま冷却して成形を施した後、周縁部に超
音波溶着により不連続な線状の部分的なシール部を設け
て成形マスクを作成した。

上記、成形マスク及び濾過層の粉塵捕集効率、初期吸気
抵抗値、吸気抵抗上昇値を測定して第１表に示した。

（実施例２）メルトブロー法により作成された平均直径７μｍのポリ
プロピレン不織布（目付４０ｇ／ｌｎ”）をエレクトレ
ット化し、粉塵捕集効率を７４．８％にした第１濾過層
を用いたこと以外は実施例１と同様にして成形マスクを
作成した。この成形マスクの粉塵捕集効率、初期吸気抵
抗値、吸気抵抗上昇値を測定し第１表に示した。

（実施例３）メルトブロー法により作成された平均直径５μｍのポリ
プロピレン不織布（目付８０ｇ／ｌｎ’）をエレクトレ
ット化し、粉塵捕集効率を８６．４％にした第１濾過層
を用いたこと以外は実施例１と同様にして成形マスクを
作成した。この成形マスクの粉塵捕集効率、初期吸気抵
抗値、吸気抵抗上昇１直を測定し第１表に示した。

第１表前夫から明らかなように、実施例１〜３のマスクは、も
し単独で用いると吸気抵抗上昇値が２０．４ｍｍＨ２Ｏ
となり目詰りが生じ易い第２濾過層を用いていながら、
これを粉塵捕集効率が８１．９％、７４．８％、８６．
４％の第２濾過層より粉塵捕集効率が低い第１濾過層と
組合せることにより、吸気抵抗上昇値を８．２ｍ−）＋
２０．７．８１１１１１１Ｈ２０，８，７１１ｍ１１２
０と低くすることができ、しかも粉塵捕集効率を９８％
を越える非常に高効率のものとしている。すなわち、従
来のマスクはこの第２濾過層のみから作られたマスクに
相当し、粉塵捕集効率が９２％程度でも、その吸気抵抗
上昇値は２０．７ｍｎ＋１Ｉ２０　（第２濾過層＋表裏
面繊維層）と高く、その使用寿命は極めて短かったが、
本実施例のマスクでは９８％を越える粉塵捕集効率を有
するうえに、その使用寿命は従来のものの２倍以上にも
及ぶのである。

なお、実施例１〜３をみると、第１濾過層に高い粉塵捕
集効率を用いるほと、全体の粉塵捕集効率はあがるが、
逆に吸気抵抗上昇値もあがるため使用寿命は短くなる傾
向があることがわかる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明の成形マスクはそのが連層が平
均直径４〜ＩＯμｍの極細ｍ維からなり、粉塵捕集効率
が７０〜９０％である第１が連層と、平均直径４μｍ未
満の極細繊維からなり、粉塵捕集効率が第１濾過層より
大きい第２が連層とからなるので、非常に高い粉塵捕集
効率が得られるうえに、その高い粉塵捕集効率を維持し
ながら使用寿命を飛躍的に延ばすことができる。しかも
、成形の際に第１濾過層が緩１ｔｉ１ｔ！！とじて働く
ために、濾過層が潰れて緻密化しすぎることがないので
、濾過層と表裏面層を一体に成形でき、生産性にも優れ
ている。

この様に本発明の成形マスクは簡単に製造でき、しかも
優れた濾過性能を長期に亘って発揮することができるの
で、防塵用、衛生用、花粉症用なとのマスクとして好適
に使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマスクの断面図であり、第２図は本発
明のマスクの一例を示す正面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱接着性繊維を含む表面繊維層と裏面繊維層との
間に極細繊維からなるろ過層を設けた成形マスクにおい
て、該ろ過層が平均直径４〜１０μｍの極細繊維からな
る第１ろ過層と平均直径４μｍ未満の極細繊維からなる
第２ろ過層で構成されており、かつ該第１ろ過層の粉塵
捕集効率が７０〜９０％であって、第２ろ過層の粉塵捕
集効率が第１ろ過層の粉塵捕集効率より大きいことを特
徴とする成形マスク。
（２）第１ろ過層と第２ろ過層との初期吸気抵抗の比が
１：１．５〜１：４である特許請求の範囲第１項記載の
成形マスク。
（３）第１ろ過層および／または第２ろ過層がエレクト
レット化されている特許請求の範囲第１項または第２項
記載の成形マスク。
（４）表面繊維層が、１４０℃における４０％モジュラ
スが１．０ｋｇ／５ｃｍ幅以下の不織布からなる特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の成形マ
スク。