TWI676431B - 口罩 - Google Patents

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TWI676431B
TWI676431B TW105116865A TW105116865A TWI676431B TW I676431 B TWI676431 B TW I676431B TW 105116865 A TW105116865 A TW 105116865A TW 105116865 A TW105116865 A TW 105116865A TW I676431 B TWI676431 B TW I676431B
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Kei Yoshida
古山了
Satoru Furuyama
大谷肇
Hajime Ooya
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日商日東電工股份有限公司
Nitto Denko Corporation
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Abstract

本發明之口罩係配戴於面部而使用，覆蓋面部之至少一部分的本體部具備於厚度方向具有透氣性之樹脂膜。樹脂膜為具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之非多孔質膜。貫通孔之直徑為0.01μm以上、30μm以下。樹脂膜中之貫通孔之密度為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。本發明之口罩為結構與以往之口罩完全不同者，以遮蔽性、透氣性、透明性、透音性為首之各種特性之設計自由度高，例如可兼具良好之遮蔽性、透氣性、透明性及透音性。

Description

口罩
本發明係關於一種配戴於面部而使用之口罩，作為更具體之例係保護配戴者不受粉塵、飛沫、污染物質、過敏原、病原體等影響，或者抑制呼吸、咳嗽、噴嚏所致之來自配戴者之飛沫、病原體等之飛濺並且確保配戴者之呼吸的口罩。
於包含日常生活之各種領域中，配戴於面部而使用之口罩廣泛普及，其生產量及使用量年年增加。例如，於工廠之製造現場及土木建設現場，作業人員為了防止吸入粉塵(微粒子)、飛沫、污染物質等而使用口罩，於醫療領域中，醫務人員及患者為了防止吸入飛沫、污染物質、病原體、以花粉為首之過敏原等，或者因其等之呼吸、咳嗽或噴嚏而導致飛沫、污染物質、病原體等向周圍飛濺之情況而使用口罩。近年來，於日常生活中，亦存在為了防止過敏原及「PM2.5」等污染物質之吸入而廣泛使用口罩之傾向，並且於食品製造及提供等服務業中，為了防止來自配戴者之飛沫之飛濺或者表現清潔感，口罩之使用亦增加。
口罩例如由覆蓋配戴者之面部之至少一部分，典型而言為鼻孔及嘴之本體部，及將本體部固定於配戴者面部之繫緊部構成。於以往之 口罩中，一般使用由不織布或織布構成之本體部。藉由不織布或織布之透氣性可確保配戴者之呼吸，並且藉由其作為過濾器之功能，可防止配戴者吸入及/或散佈如上所述之物質。
由不織布或織布構成之本體部通常不透明，因此配戴者之面部中被口罩覆蓋之部分被隱藏。然而，視口罩之用途，作為更具體之例，於與患者面對面之醫務人員或接觸顧客目光之服務業者使用口罩時，為了抑制因配戴者之面部之一部分被隱藏而產生不適感或認錯人，或者確保可確認配戴者之表情而進行良好之交流，有要求具有儘量透明之本體部的口罩之情況。作為此種本體部，以往使用透明樹脂膜或者非常薄之織布或不織布。具有透明本體部之口罩例如揭示於專利文獻1~3。
以往專利文獻1：日本特開2009-11475號公報
專利文獻2：日本特開2013-46647號公報
專利文獻3：日本特開2013-66643號公報
於設為由非常薄之織布或不織布構成之本體部的口罩中，保護配戴者不受粉塵等影響之性能及抑制來自配戴者之飛沫等飛濺的性能(以下，亦概括地簡稱為「遮蔽性」)降低。又，因構成織布或不織布之纖維而使光散射，因此現實中難以確保高透明性。
另一方面，於由透明樹脂膜構成之本體部中，本體部本身可實現高遮蔽性，並且可藉由適當選擇膜之材質而確保高透明性。然而，由 於樹脂膜本身不具有透氣性，故而為了確保配戴者之呼吸而必須於面部與本體部之間設置間隙，由此作為口罩之遮蔽性降低，或者必須如專利文獻2、3所揭示之口罩般，與用以確保配戴者之呼吸之透氣性部(於專利文獻2、3之口罩中為不織布部)進行組合。進而，因作為本體部之樹脂膜覆蓋配戴者之鼻孔及嘴而難以聽懂配戴者說的話，難謂必定適合尤其是醫務人員或服務業者使用。即便於專利文獻2、3之口罩中，仍然存在該透音性之問題。
如此，隨著使用口罩之用途擴大，又，因近年來社會上之需求，而成為如下現狀：對口罩不僅要求遮蔽性及用以確保配戴者之呼吸之透氣性，亦要求透明性、透音性等各特性。
本發明之目的在於提供一種口罩，其係構造與以往之口罩完全不同者，以遮蔽性、透氣性、透明性、透音性為首之各種特性之設計自由度高，例如可兼具良好之遮蔽性、透氣性、透明性及透音性。
本發明之口罩係配戴於面部而使用，覆蓋上述面部之至少一部分的本體部具備於厚度方向具有透氣性之樹脂膜。上述樹脂膜為具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之非多孔質膜。上述貫通孔之直徑為0.01μm以上、30μm以下。上述樹脂膜中之上述貫通孔之密度為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。
根據本發明，實現一種口罩，其係構造與以往之口罩完全不同者，且以遮蔽性、透氣性、透明性、透音性為首之各種特性之設計自由 度高，例如兼具良好之遮蔽性、透氣性、透明性及透音性。
1‧‧‧口罩
2‧‧‧(口罩1之)本體部
3‧‧‧(口罩1之)繫緊部
4‧‧‧(口罩1之)邊緣
5‧‧‧樹脂膜
51‧‧‧(口罩1之)配戴者
52‧‧‧(配戴者51之)鼻孔
53‧‧‧(配戴者51之)嘴
11(11a~11g)‧‧‧貫通孔
12a、12b‧‧‧(樹脂膜5之)主面
13‧‧‧(貫通孔11之)中心軸
14‧‧‧(貫通孔11之)開口
91‧‧‧盒體
92‧‧‧(盒體91之)開口
93‧‧‧測量試樣
94‧‧‧雙面膠帶
95‧‧‧揚聲器
101‧‧‧離子
102‧‧‧原膜
103‧‧‧軌跡(離子軌道)
104‧‧‧離子束
105‧‧‧送出輥
106‧‧‧照射輥
107‧‧‧捲取輥
圖1係示意性地表示本發明之口罩之一例的立體圖。
圖2係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之一例的剖視圖。
圖3係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之另一例的剖視圖。
圖4係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之又一例的剖視圖。
圖5係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之進而又一例的俯視圖。
圖6係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之與上述不同之一例的俯視圖。
圖7係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之與上述不同之一例的剖視圖。
圖8係示意性地表示可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之與上述不同之一例的俯視圖。
圖9係用以對形成可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之方法且為使用離子束照射及之後的化學蝕刻之方法中之離子束照射之概況進行說明的示意圖。
圖10係用以對形成可使用於本發明之口罩的本體部之樹脂膜之方法且 為使用離子束照射及之後的化學蝕刻之方法中之離子束照射之一例進行說明的示意圖。
圖11係示意性地表示實施例中用以評價構成口罩之本體部的材料之聲壓損耗(插入損耗)之模擬殼體以及固定於該殼體之測量試樣及揚聲器之配置的剖視圖。
圖12係表示實施例1中所製作之口罩之圖。
圖13係表示實施例中所實施之遮蔽性評價試驗的結果之圖。
本發明之第1態樣提供一種口罩，其係配戴於面部而使用，覆蓋上述面部之至少一部分的本體部具備於厚度方向具有透氣性之樹脂膜，上述樹脂膜為具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之非多孔質膜，上述貫通孔之直徑為0.01μm以上、30μm以下，上述樹脂膜中之上述貫通孔之密度為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。
除了第1態樣，本發明之第2態樣還提供上述樹脂膜由透明材料構成之口罩。
除了第1或第2態樣，本發明之第3態樣還提供上述複數個貫通孔沿垂直於上述樹脂膜主面的方向延伸之口罩。
除了第1至第3中任一態樣，本發明之第4態樣還提供上述樹脂膜之厚度t相對於上述貫通孔之直徑R的比t/R為1以上、10000以下之口罩。
除了第1至第4中任一態樣，本發明之第5態樣還提供上述 樹脂膜之厚度方向的透氣度以依據JIS L1096之規定所測得的Frazier數(Frazier number)表示為10cm3/(cm2‧s)以上之口罩。
除了第1至第5中任一態樣，本發明之第6態樣還提供上述樹脂膜於頻率1kHz之聲壓損耗為5dB以下之口罩。
除了第1至第6中任一態樣，本發明之第7態樣還提供依據JIS K7361之規定所測得之上述樹脂膜的總光線透射率為60%以上之口罩。
除了第1至第7中任一態樣，本發明之第8態樣還提供上述樹脂膜由選自聚對酞酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)及聚偏二氟乙烯中之至少1種材料構成之口罩。
圖1中以配戴者配戴於面部之狀態表示本發明之口罩之一例。圖1中所示之口罩1具備覆蓋配戴者51的面部之一部分，更具體而言為鼻孔52及嘴53之本體部2，及用以將本體部2固定於配戴者51之面部之繫緊部3。繫緊部3係於本體部2之邊緣4與本體部2接合。於口罩1中，繫緊部3為繩狀之構件，藉由將繫緊部3掛於配戴者51之耳廓，口罩1被配戴於配戴者51之面部。於口罩1中，本體部2由樹脂膜5構成。樹脂膜5於厚度方向具有透氣性。
更具體而言，樹脂膜5為具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之非多孔質膜。貫通孔之直徑為0.01μm以上、30μm以下，樹脂膜5中之貫通孔之密度(孔密度)為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。
於口罩1中，藉由本體部2具備樹脂膜5，而於使本體部2之周緣部密接於配戴者51之面部的狀態下亦確保配戴者51之呼吸。又，樹脂膜5中貫通孔之直徑及密度處於特定範圍，由此共同作用而可實現良好 之遮蔽性及透音性。而且，藉由對樹脂膜5使用透明材料，亦可確保本體部2及具備本體部2之口罩1之透明性。即，於口罩1中，例如可兼具良好之遮蔽性、透氣性、透明性及透音性。
除此以外，例如亦可對樹脂膜5良好地實施撥液處理、著色處理、防霧處理，或對於不織布及織布存在限制之印刷處理等各種加工，藉由該等加工，可對本體部2及具備本體部2之口罩1賦予各種特性及/或功能。除是否實施此種加工及加工種類之選擇以外，可藉由樹脂膜5之材質及/或厚度之選擇，以及貫通孔之直徑、密度及於樹脂膜5中延伸之方向的控制等，使本體部2具備樹脂膜5之口罩1之以上述4種特性為首的各種特性發生變化。即，口罩1成為以遮蔽性、透氣性、透明性及透音性為首之各種特性的設計自由度高之口罩。
圖2中表示樹脂膜5之一例。於樹脂膜5中形成有貫通其厚度方向之複數個貫通孔11。貫通孔11係呈直線狀地延伸，且垂直於其延伸之方向之剖面(以下，簡稱為「貫通孔之剖面」)之面積自樹脂膜5之一主面12a至另一主面12b為固定。貫通孔11貫通樹脂膜5之基質結構。換言之，貫通孔11具有與樹脂膜5之基質不同之結構。樹脂膜5為除貫通孔11以外於其厚度方向不具有可透氣之路徑之非多孔質膜，典型而言為除貫通孔11外無孔之(實心之)膜。即，樹脂膜5之基質結構為非多孔質，貫通孔11貫通該非多孔質結構。貫通孔11為該貫通孔之中心軸(軸線)13呈直線狀地延伸之直孔。
貫通孔11例如可藉由對樹脂膜5之原膜進行離子束照射及之後的化學蝕刻，或對原膜進行雷射照射而形成。樹脂膜5可為藉由對原 膜之離子束照射及化學蝕刻所獲得之膜，或藉由對原膜之雷射照射所獲得之膜。
此種樹脂膜5之結構與以往普遍作為口罩之本體部的織布及不織布之結構差異大。於織布及不織布中，存在於纖維間之無規則之空隙成為透氣路徑，故而透氣路徑具有無數分支及合流，不可能為直孔。又，於織布及不織布中，無法避免無規則之空隙所致之光的強烈散射，現實中難以達成高透明性。織布及不織布可謂其基質結構本身為多孔質結構。
又，於樹脂膜5，尤其是藉由對原膜進行離子束照射及化學蝕刻，或藉由雷射照射而形成之樹脂膜5中，直徑(開口直徑)一致(直徑之均勻度高)之多個貫通孔11可形成於非多孔質結構之基質結構。形成於非多孔質之基質結構的貫通孔11之直徑均勻度高的情況有助於例如更確實且高程度地兼顧本體部2具備樹脂膜5之口罩1的遮蔽性、透氣性及透音性，於樹脂膜5由透明材料構成之情形時，藉由進一步抑制樹脂膜5中之光之散射，有助於實現具有更高透明性之口罩1。進而，於樹脂膜5中，貫通孔11係以貫通非多孔質之基質結構之方式形成，故而可精度更良好且均勻性高地控制其直徑，以及形狀(包含剖面形狀、剖面之面積變化之狀態等)、於樹脂膜5中之密度等。該情況亦有助於可進一步提高口罩1中以遮蔽性、透氣性、透明性、透音性為首之各種特性之設計自由度。
貫通孔11之直徑為0.01μm以上、30μm以下。於該範圍內，上述各種特性之設計自由度變高。再者，若著眼於口罩1之遮蔽性，則由於病毒之尺寸為約0.1~1μm、細菌以及含有病毒或細菌之飛沫之尺寸為約1~10μm、花粉之尺寸為約30μm、以PM2.5為首之污染物質(粒子) 之尺寸為約0.1~十幾μm、普通粉塵為更大之尺寸，故而可知本體部2具備樹脂膜5之口罩1可充分應對該等物質之遮蔽。理論上可將貫通孔11之直徑設為未達0.01μm，但可謂樹脂膜5之工業生產性降低，或者若考慮病毒之尺寸則為過小之直徑。又，若貫通孔11之直徑未達0.01μm，則對於本體部2具備樹脂膜5之口罩1，難以保持特性間之平衡，尤其是遮蔽性與透氣性之平衡。另一方面，若貫通孔11之直徑超過30μm，則本體部2具備樹脂膜5之口罩1之遮蔽性降低。
樹脂膜5中之貫通孔11之密度(孔密度)為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。與貫通孔11之直徑為0.01μm以上、30μm以下之情況共同作用而使上述各種特性之設計自由度於該範圍內變高，例如，可同時實現良好之遮蔽性、透氣性及透音性，並且於具有透明性之口罩1之情形時可進而達成高透明性。
貫通孔11之直徑之概念與樹脂膜5之平均孔徑不同。於樹脂膜5中，存在於主面12a、12b之全部貫通孔11之直徑(開口之直徑)，或存在於樹脂膜5之有效部分(可作為該膜之用途使用之部分)之全部貫通孔11的直徑均可納入上述範圍內。
貫通孔11之剖面形狀及開口形狀並無特別限定，例如為圓或橢圓。此時，該等形狀不必為嚴格之圓或橢圓，例如，容許下述製造方法中無法避免之些微形狀偏差。
關於貫通孔11，以將其開口形狀視為圓時之該圓之直徑，換言之，具有與開口之剖面積(開口面積)相同面積的圓之直徑作為貫通孔11之直徑。樹脂膜5之主面12a、12b中之貫通孔11的開口之直徑不必 與存在於該主面之全部貫通孔11的開口一致，但較佳與於樹脂膜5之有效部分中可視為實質上相同之值的程度(例如，標準偏差為平均值之10%以下)一致。根據下述製造方法，可形成貫通孔11之開口的直徑如此一致之樹脂膜5。
再者，樹脂膜5之沿自垂直於主面12a、12b之方向傾斜的方向延伸之貫通孔11之開口形狀可為橢圓。然而，於此種情形時，樹脂膜5內之貫通孔11之剖面形狀亦可視為圓，該圓之直徑與開口形狀之橢圓的最小直徑相等。因此，對於為沿上述傾斜方向延伸之貫通孔11且開口形狀為橢圓者，可將該最小直徑設為貫通孔之開口直徑。
樹脂膜5中之貫通孔11之密度在樹脂膜5之整體中不必為固定，較佳為於其有效部分中，固定為最大密度成為最小密度之1.5倍以下之程度。貫通孔11之密度例如可藉由對利用顯微鏡觀察樹脂膜5的表面所得之圖像進行分析而求出。
根據樹脂膜5之製造方法，有於其主面上之貫通孔11之開口周圍形成「毛邊」之情況。於判斷開口之直徑等基於貫通孔11之開口的樹脂膜5之各特徵時，不考慮毛邊而僅根據開口進行判斷。
於圖2所示之例中，貫通孔11之剖面面積自一主面12a至另一主面12b為固定。貫通孔11亦可具有其剖面面積自樹脂膜1之一主面12a朝向另一主面12b變化之形狀，例如增加之形狀(關於增加之形狀參照圖3)。此種貫通孔11為剖面於該貫通孔11延伸之方向變化之於樹脂膜5的厚度方向具有非對稱之形狀的貫通孔。貫通孔11之剖面面積自一主面12a朝向另一主面12b增加時等樹脂膜5之各主面的貫通孔11之直徑不同時， 只要形成有相對較小之面積的開口之主面上的貫通孔11之直徑為0.01μm以上、30μm以下，且該主面上之貫通孔11之密度為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下即可。貫通孔11之剖面面積自一主面12a朝向另一主面12b增加時，該面積可自一主面12a朝向另一主面12b連續地增加，亦可階段性地增加(即，該面積亦可存在固定區域)。於某一實施形態中，上述剖面面積連續地增加，其增加率大致固定或固定。於剖面形狀為圓或橢圓，且剖面面積自一主面12a朝向另一主面12b以大致固定或固定的增加率增加之情形時，貫通孔11之形狀成為圓錐或橢圓錐或該等之一部分。根據下述製造方法，可形成具備此種貫通孔11之樹脂膜5。
貫通孔11之剖面面積自一主面12a朝向另一主面12b增加時，主面12a之相對較小的貫通孔11之直徑a與主面12b之相對較大的貫通孔11之直徑b的比a/b例如可為80%以下、75%以下、進而為70%以下。比a/b之下限並無特別限定，例如為10%。
若著眼於本體部2具備樹脂膜5之口罩1之透明性，則貫通孔11之剖面面積較佳自一主面12a至另一主面12b為固定。於該情形時，貫通孔11所致之光之散射進一步得到抑制。再者，所謂貫通孔11之剖面面積固定無需該面積嚴格地固定。容許樹脂膜5之製造方法中無法避免之程度的面積變動。
於圖2所示之例中，貫通孔11延伸之方向為垂直於樹脂膜5之主面12a、12b之方向。只要於樹脂膜5之厚度方向貫通，則貫通孔11延伸之方向可自垂直於樹脂膜5的主面12a、12b之方向傾斜，亦可沿垂直於主面12a、12b之方向延伸的貫通孔11與沿傾斜方向延伸之貫通孔11混 合存在於樹脂膜5。若著眼於本體部2具備樹脂膜5之口罩1之透明性，則較佳如圖2所示之例般，貫通孔11沿垂直於樹脂膜5主面12a、12b之方向延伸。
存在於樹脂膜5之全部貫通孔11延伸之方向可相同(中心軸13之方向可一致)，亦可如圖4所示，樹脂膜5具有沿該膜之自垂直於主面12a、12b之方向傾斜的方向延伸之貫通孔11(11a~11g)，且該傾斜延伸之方向不同之貫通孔11a~11g混合存在於樹脂膜5。
於圖4所示之例中，貫通孔11自垂直於樹脂膜5的主面12a、12b之方向傾斜地延伸，且存在延伸方向互不相同之貫通孔11之組合。此時，樹脂膜5中亦可存在延伸方向相同之貫通孔11之組合(於圖4所示之例中，貫通孔11a、11d及11g之延伸方向相同)。以下，亦將「組合」簡稱為「組」。「組」並不限於1個貫通孔與1個貫通孔之關係(對(pair))，而意指1個或2個以上之貫通孔彼此之關係。存在具有相同特徵之貫通孔之組意味存在複數個具有該特徵之貫通孔。
於如圖4所示之傾斜延伸之方向不同的貫通孔11混合存在之樹脂膜5中，例如可於與並非如此之樹脂膜5不同之區域中控制其特性。該方面亦可提高本發明之口罩中各種特性之設計自由度。
關於圖4所示之貫通孔11，其傾斜延伸之方向(中心軸13之延伸方向)D1相對於垂直於樹脂膜5之主面的方向D2所成之角度θ 1，例如可為45°以下、可為30°以下。於角度θ 1處於該等範圍時，口罩1之各種特性之設計自由度進一步提高。例如，若角度θ 1過大，則樹脂膜5中之光之散射增大，有口罩1之透明性降低之傾向。又，於該情形時，有樹 脂膜5之機械強度減弱之傾向。角度θ 1之下限並無特別限定。於圖4所示之貫通孔11中，存在角度θ 1互不相同之組。
於如圖4所示之傾斜延伸之方向不同的貫通孔11混合存在之樹脂膜5中，自垂直於樹脂膜5之主面之方向觀察時(將貫通孔11延伸之方向投影至該主面時)，貫通孔11延伸之方向可相互平行，亦可樹脂膜5具有該延伸方向互不相同之組(該延伸方向互不相同之貫通孔11亦可存在於樹脂膜5中)。
圖5中表示於自垂直於樹脂膜5之主面的方向觀察時，貫通孔11延伸之方向相互平行之例。於圖5所示之例中，可見3個貫通孔11(11h、11i、11j)，於自垂直於樹脂膜5之主面之方向觀察時，各貫通孔11延伸之方向(自紙面近前側之主面的貫通孔11之開口14a，朝向相反側之主面的貫通孔11之開口14b的方向)D3、D4、D5相互平行(下述θ 2為0°)。但是，各貫通孔11h、11i、11j之角度θ 1互不相同，貫通孔11j之角度θ 1最小，貫通孔11h之角度θ 1最大。因此，各貫通孔11h、11i、11j延伸之方向立體地不同。
圖6中表示於自垂直於樹脂膜5的主面之方向觀察時貫通孔11延伸的方向互不相同之例。於圖6所示之例中，可見3個貫通孔11(11k、11l、11m)，於自垂直於樹脂膜5之主面之方向觀察時，各貫通孔11延伸之方向D6、D7、D8互不相同。此處，貫通孔11k與11l於自垂直於樹脂膜5的主面之方向觀察時形成未達90°之角度θ 2，而自該主面向互不相同之方向延伸。另一方面，貫通孔11k與11m於自垂直於樹脂膜5的主面之方向觀察時形成90°以上之角度θ 2，而自該主面向互不相同之方向延伸。樹脂 膜5可具有如後者般之貫通孔11之組，即於自垂直於該膜的主面之方向觀察時形成90°以上之角度θ 2而自該主面向互不相同之方向延伸的貫通孔11之組。換言之，樹脂膜5可具有於自垂直於該膜之主面之方向觀察時，自該主面向固定方向D6延伸之貫通孔11k，與在相對於該固定方向D6呈90°以上之角度θ 2之方向D8自該主面延伸之貫通孔11m之組。角度θ 2例如為90°以上、180°以下，即，可為180°。
於如圖6所示之傾斜延伸之方向不同的貫通孔11混合存在之樹脂膜5中，2個以上之貫通孔11亦可於樹脂膜5內相互交叉。即，樹脂膜5亦可具有於該膜5內相互交叉之貫通孔11之組。將此種例示於圖7。於圖7所示之例中，貫通孔11p與11q於樹脂膜5內相互交叉。
樹脂膜5中之貫通孔11之延伸方向(貫通孔11之中心線13延伸之方向)例如可藉由對該膜5之主面及剖面利用掃描型電子顯微鏡(SEM)進行觀察而確認。
樹脂膜5中之貫通孔11之特徵可任意地組合。該情況亦有助於使口罩1中各種特性之設計自由度高。
樹脂膜5可於厚度方向具有以依據JIS L1096之規定所測得之Frazier數表示為10cm3/(cm2‧s)以上的透氣度。於厚度方向的透氣度處於該範圍之情形時，於本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度進一步提高，例如可更高程度地兼顧遮蔽性、透氣性、透明性及透音性。
於如圖3所示，一主面12a之貫通孔11之直徑與另一主面12b之貫通孔11之直徑不同的情形時，自具有相對較大之貫通孔11的直徑 之主面12b朝具有相對較小之貫通孔11的直徑之主面12a之樹脂膜5的透氣度以Frazier數表示可處於上述範圍內。
樹脂膜5之透氣性之不均小。例如，標準偏差σ相對於在樹脂膜5中之任意40點所測得的上述Frazier透氣度之平均值Av的比σ/Av(透氣性變動率σ/Av)為0.3以下。該變動率可為0.2以下，進而可為0.1以下。於不織布及織布中，無法達成此種低透氣性變動率。低透氣性變動率有助於使本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度更高，亦有助於提高口罩1之性能之穩定性、提高口罩1之製造良率等。該等作用尤其於僅本體部2之一部分具備樹脂膜5之情形等，樹脂膜5之使用面積小之情形時變得明顯。
於樹脂膜5中，可減小貫通孔11之密度不均。例如，可將貫通孔11之密度不均設為1000個/cm2以下。藉由此種微小之密度不均，亦可獲得與微小之透氣性不均相同之效果。貫通孔11之密度不均可為500個/cm2以下。尤其於下述藉由對原膜進行雷射照射形成貫通孔11而獲得之樹脂膜5中，可減小貫通孔11之密度不均。
貫通孔11之密度不均可對作為評價對象之樹脂膜5的主面上之任意5個部位評價貫通孔11的密度，並根據評價所得之密度的平均值Av及標準偏差σ，藉由比σ/Av而求出。
例如，視藉由對原膜進行雷射照射形成貫通孔11而獲得之樹脂膜5等樹脂膜5之不同，複數個貫通孔11之開口可於樹脂膜5之各主面上相互隔開間隔並且獨立地形成。換言之，可為不同貫通孔11之開口於樹脂膜5之各主面上不重複之狀態的樹脂膜5。於此種樹脂膜5中，可進而 精度良好且均勻性高地控制貫通孔11之形狀、直徑、密度等。作為該情形之更具體之例，貫通孔11可於各主面上形成於與假定之格子的頂點對應之位置。根據下述使用對原膜進行雷射照射之樹脂膜5之製造方法，可於與假定之格子的頂點對應之位置相對容易地形成貫通孔11。於此種貫通孔11之配置中，其開口間之間隔(間距)之不均小，成為透氣性之不均更小之樹脂膜5。假定之格子並無特別限定，例如為斜方格子、六角格子、正方格子、矩形格子、菱形格子。格子之網目形狀分別成為平行四邊形、六角形、正方形、長方形、菱形(面心長方形)。圖8中表示此種樹脂膜5之例。於圖8所示之樹脂膜5中，於其主面上在與假定之正方格子的頂點對應之位置形成有貫通孔11之開口14。
於樹脂膜5中，在樹脂膜5之各主面上，不同貫通孔11之開口亦可相互重複。於下述藉由對原膜進行離子束照射及化學蝕刻而形成貫通孔11之情形時，可形成此種樹脂膜5。
樹脂膜5之開口率(該主面上之貫通孔11之開口面積相對於主面面積之比率)例如可為50%以下、5%以上、45%以下、10%以上、45%以下，或者為20%以上、40%以下。於開口率處於該等範圍之情形時，本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度進一步提高。開口率例如可藉由對利用顯微鏡觀察樹脂膜5之表面所得之圖像進行分析而求出。
於如圖3所示，一主面12a之貫通孔11之直徑與另一主面12b之貫通孔11之直徑不同的情形時，具有相對較小之貫通孔11之直徑的主面12a之貫通孔11的密度不均及/或開口率可處於上述範圍。
樹脂膜5之氣孔率例如為5%以上、45%以下，可為30%以 上、40%以下。於氣孔率處於該等範圍之情形時，本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度進一步提高。再者，於如圖2所示形成有剖面面積於樹脂膜5內固定之貫通孔11的樹脂膜5之情形時，其開口率與氣孔率相同。於如圖3所示形成有剖面面積自一主面12a朝向另一主面12b增加之貫通孔11的樹脂膜5之情形時，氣孔率例如可根據兩個主面12a、12b之開口率，及藉由觀察樹脂膜5之剖面所掌握的貫通孔11之形狀，利用計算而求出。
樹脂膜5之視密度例如為0.1g/cm3以上、1.5g/cm3以下，可為0.2g/cm3以上、1.4g/cm3以下。於視密度處於該等範圍之情形時，本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度提高。視密度可將切斷成任意尺寸之樹脂膜5之重量W(g)除以體積V(cm3)而求出。
關於透音性，樹脂膜5之例如頻率1kHz之聲壓損耗(插入損耗)可為5dB以下，視樹脂膜5之構成，頻率1kHz之聲壓損耗可為3dB以下、2dB以下、進而為1dB以下。於不織布及織布中，難以達成此種低聲壓損耗。頻率1kHz相當於人們通常之出聲、對話所使用的音域(頻率範圍)之大致中央之頻率。
關於透明性，樹脂膜5之例如依據JIS K7361之規定所測得的總光線透射率可為60%以上，視樹脂膜5之構成，總光線透射率可為70%以上、80%以上、進而為90%以上。
同樣，關於透明性，樹脂膜5之例如依據JIS K7136之規定所測得之霧度可為50%以下，視樹脂膜5之構成，可為30%以下、進而可為20%以下。
樹脂膜5之厚度例如為5μm以上、100μm以下，較佳為15μm以上、50μm以下。
於樹脂膜5中，樹脂膜5之厚度t相對於貫通孔11之直徑R的比t/R亦可為1以上、10000以下，於該情形時，本體部2具備樹脂膜5之口罩1中各種特性之設計自由度進一步提高。
構成樹脂膜5之材料並無特別限定。例如，於下述製造方法中為於作為樹脂膜之原膜形成貫通孔11之材料。
於藉由對原膜進行離子束照射及化學蝕刻形成貫通孔11之情形時，構成樹脂膜5及原膜之材料例如為藉由鹼性溶液、酸性溶液，或添加有選自氧化劑、有機溶劑及界面活性劑中至少1種之鹼性溶液或酸性溶液而分解的樹脂。再者，該等溶液為典型之蝕刻處理液。就另一方面來看，於該情形時，樹脂膜5及原膜例如由可利用水解或氧化分解進行蝕刻之樹脂構成。於該情形時，樹脂膜5及原膜例如由選自聚對酞酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯及聚偏二氟乙烯中之至少1種樹脂構成。
於藉由對原膜進行雷射照射形成貫通孔11之情形時，構成樹脂膜5及原膜之材料例如為聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯、聚四氟乙烯(PTFE)等氟系樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚碸、聚丁二烯、環氧樹脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、三乙醯纖維素、聚乙烯醇、聚胺酯、ARS樹脂、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚矽氧橡膠。就雷射之穿孔性之觀點而言，構成樹脂膜5及原膜之材料例如由選自 PET、聚丙烯、PTFE、聚醯亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、三乙醯纖維素、聚胺酯及聚矽氧橡膠中之至少1種樹脂構成。
若考慮具備樹脂膜5作為本體部2之口罩1之透明性，則樹脂膜5及原膜較佳由透明材料構成，作為更具體之例，較佳由選自PET、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯及聚偏二氟乙烯中之至少1種樹脂構成。
亦可對樹脂膜5實施撥液處理、著色處理、防霧處理等各種處理。
根據經撥液處理之樹脂膜5，例如可進而抑制飛沫自外部滲入或者製作進而具有防水性之口罩1。撥液處理可藉由公知之方法實施，例如，可藉由如下方法實施：將經稀釋劑對撥水劑或疏水性之撥油劑進行稀釋而製備之處理液較薄地塗佈於樹脂膜5上並使其乾燥。亦可於將樹脂膜5浸漬於上述處理液之後使其乾燥。撥水劑及疏水性之撥油劑例如為如全氟丙烯酸烷基酯、全氟甲基丙烯酸烷基酯之氟化合物。藉由撥液處理，可於樹脂膜5之表面之至少一部分形成撥液層。亦可於樹脂膜5之表面整體形成撥液層。所形成之撥液層可於與貫通孔11之開口對應之位置具有開口。
根據經著色處理之樹脂膜5，例如可製作本體部2之至少一部分被著色成特定顏色之口罩1。著色之例為著色成如下色彩：於作為口罩1之配戴者之醫務人員對患者進行治療時，即便血液附著於該口罩上配戴者亦不會意識到血液。
根據經防霧處理之樹脂膜5，例如可製作即便於外部氣溫低之情形時亦可抑制配戴者之呼吸所引起之霧氣產生的口罩1。防霧處理可藉 由公知之方法實施。
該等各種處理可對樹脂膜5之整體或一部分實施。
[樹脂膜之製造方法]
樹脂膜5之製造方法並無特別限定，例如可藉由以下所說明之製造方法進行製造。
於第1製造方法中，藉由對原膜進行離子束之照射及之後的蝕刻(化學蝕刻)而形成樹脂膜5。藉由離子束照射及蝕刻所形成之樹脂膜5可直接使用於口罩1，亦可視需要經由撥液處理步驟、著色處理步驟或防霧處理步驟等進一步之步驟而使用於口罩1。
於藉由離子束照射及之後的化學蝕刻而形成樹脂膜5之方法中，例如容易控制以樹脂膜5所具有之貫通孔11的直徑及密度為首之開口率、氣孔率、透氣度等。
原膜可為於離子束照射及化學蝕刻後作為樹脂膜5使用之區域中，在其厚度方向不具有可透氣之路徑的非多孔質樹脂膜。原膜亦可為無孔之膜。
亦可對原膜實施上述著色處理。於該情形時，形成經著色處理之樹脂膜5。
若對原膜照射離子束，則於該膜中之離子通過之部分中，於構成樹脂膜之聚合物鏈產生與離子之碰撞所致之損傷。產生損傷之聚合物鏈較離子未碰撞之其他部分的聚合物鏈更易被化學蝕刻。因此，藉由對照射過離子束之原膜進行化學蝕刻，可獲得形成有沿離子之碰撞軌跡延伸的細孔(貫通孔)之樹脂膜。即，貫通孔11之中心線13之延伸方向為離子束 照射時離子通過原膜之方向。於原膜中之離子未通過之部分中，通常未形成細孔。
由原膜形成樹脂膜5之該方法可含有對非多孔質之原膜照射離子束之步驟(I)，及對照射過離子束之原膜進行化學蝕刻之步驟(II)。步驟(I)中，於原膜形成有貫通該膜之厚度方向之呈直線狀延伸的離子之碰撞軌跡(離子軌道(ion track))。於步驟(II)中，藉由化學蝕刻，於原膜形成與步驟(I)中所形成之離子軌道對應的貫通孔11，而形成厚度方向具有透氣性之樹脂膜5。
於該方法中，可形成如圖2所示之具有剖面面積自一主面12a至另一主面12b固定的貫通孔11之樹脂膜5，亦可形成具有該面積自一主面12a朝向另一主面12b增加的貫通孔11之樹脂膜5。前一樹脂膜5例如可對離子照射後之原膜直接進行化學蝕刻而形成。就藉由蝕刻將相當於形成於原膜之離子軌道的區域去除之方面而言，藉由使化學蝕刻之時間充分而形成剖面面積固定之貫通孔11。
後者之一樹脂膜5例如可於步驟(II)中執行上述部分自一主面之蝕刻程度較上述部分自另一主面之蝕刻程度大的化學蝕刻而形成。作為更具體之例，可於在離子照射後的原膜之一主面配置有掩蔽層之狀態下執行化學蝕刻而形成。於該化學蝕刻中，與自配置有掩蔽層之上述一主面之蝕刻相比，自上述另一主面之蝕刻程度變大。藉由實施此種非對稱蝕刻，更具體而言為於自離子照射後之原膜之一主面與自另一主面之間進行速度不同之蝕刻，可形成具有剖面面積自樹脂膜5之一主面朝向另一主面變化之形狀的貫通孔11。再者，於形成不配置掩蔽層之前一樹脂膜5時之 蝕刻中，對於離子束照射後之原膜，自該原膜之兩個主面進行均等之蝕刻。
以下，更具體地說明第1製造方法中之步驟(I)及(II)。
[步驟(I)]
於步驟(I)中，對原膜照射離子束。離子束係由經加速之離子構成。藉由離子束之照射，形成該離子束中之離子已碰撞之原膜。
若對原膜照射離子束，則如圖9所示，束中之離子101與原膜102碰撞，碰撞後之離子101於該膜102之內部留下軌跡(離子軌道)103。若就作為被照射物之原膜102之尺寸規模來看，則通常離子101大致呈直線狀地與原膜102碰撞，因此於該膜102形成呈直線狀地延伸之軌跡103。離子101通常貫通原膜102。
對原膜102照射離子束之方法並無限定。例如，將原膜102收容於腔室並降低腔室內之壓力後(例如，為了抑制進行照射之離子101之能量衰減而形成高真空環境之後)，自束線(beam line)對原膜102照射離子101。可向腔室內添加特定之氣體，亦可將原膜102收容於腔室但不使該腔室內之壓力減小，而於例如大氣壓下實施離子束之照射。
亦可準備捲繞有帶狀原膜102之輥，並一面自該輥送出原膜102一面連續地對原膜102照射離子束。藉此，可有效率地形成樹脂膜5。亦可於上述腔室內配置上述輥(送出輥)及捲取離子束照射後之原膜102之捲取輥並減壓，於設為高真空等任意環境之腔室內一面自送出輥送出帶狀原膜102一面連續地對該膜照射離子束，並將離子束照射後之原膜102捲取至捲取輥。
構成原膜102之樹脂與構成樹脂膜5之樹脂相同。
照射離子束之原膜102例如為無孔之膜。於該情形時，只要不於步驟(I)及(II)以外實施對該膜設置孔之進一步之步驟，則藉由步驟(I)及(II)所形成之貫通孔11以外的部分可形成無孔之樹脂膜5。於實施該進一步之步驟之情形時，形成具有藉由步驟(I)及(II)所形成之貫通孔11及藉由該進一步之步驟所形成之孔的樹脂膜5。
照射至原膜102並與其碰撞之離子101之種類並無限定，就抑制與構成原膜102之樹脂的化學反應之方面而言，較佳為質量數較氖大之離子，具體而言為選自氬離子、氪離子及氙離子中之至少1種離子。
離子101之能量(加速能量)典型而言為100~1000MeV。於使用厚度5~100μm左右之聚酯膜作為原膜102之情形時，離子種類為氬離子時之離子101之能量較佳為100~600MeV。對原膜102照射之離子101之能量可根據離子種類及構成原膜102之樹脂的種類進行調整。
對原膜102照射之離子101之離子源並無限定。自離子源釋放之離子101例如於經離子加速器加速後經由束線而照射至原膜102。離子加速器例如為回旋加速器，更具體之例為AVF回旋加速器。
就抑制束線中之離子101的能量衰減之觀點而言，成為離子101之路徑的束線之壓力較佳為10-5~10-3Pa左右之高真空。於收容照射離子101之原膜102的腔室之壓力未達到高真空之情形時，亦可藉由能使離子101穿透之間隔壁保持束線與腔室之壓力差。間隔壁例如由鈦膜或鋁膜構成。
離子101例如自垂直於原膜102之主面之方向照射至該膜。於圖9所示之例中，進行此種照射。於該情形時，軌跡103垂直於原膜102 之主面地延伸，因此藉由之後的化學蝕刻，可獲得形成有沿垂直於主面之方向延伸的貫通孔11之樹脂膜5。離子101亦可自相對於原膜102之主面傾斜之方向照射至該膜。於該情形時，藉由隨後之化學蝕刻，獲得形成有沿自垂直於主面之方向傾斜的方向延伸之貫通孔11的樹脂膜5。對原膜102照射離子101之方向可藉由公知之手段進行控制。圖4之角度θ 1例如可藉由相對於原膜102之離子束之入射角進行控制。
離子101例如以複數個離子101之飛行軌跡相互平行之方式照射至原膜102。於圖9所示之例中，進行此種照射。於該情形時，藉由隨後之化學蝕刻而形成樹脂膜5，該樹脂膜5形成有相互平行地延伸之複數個貫通孔11。
離子101亦可以複數個離子101之飛行軌跡相互不平行(例如相互隨機)之方式照射至原膜102。藉此，例如形成如圖4~7所示之樹脂膜5。更具體而言，為了形成如圖4~7所示之樹脂膜5，例如亦可自垂直於原膜102之主面之方向傾斜地照射離子束，並且連續或階段性地改變該傾斜方向。再者，由於離子束為複數個離子相互平行地飛行之離子束，故而於樹脂膜5通常存在沿相同方向延伸之貫通孔11之組(於樹脂膜5通常存在沿相同方向延伸之複數個貫通孔11)。
將連續或階段性地改變該傾斜方向之方法之例示於圖10。於圖10所示之例中，自送出輥105送出帶狀原膜102並使其通過具有特定曲率之照射輥106，於通過該輥106之期間照射離子束104，並將照射後之原膜102捲取至捲取輥107。此時，離子束104中之離子101連續地相互平行地飛行，因此原膜102於照射輥106上移動，並且離子束對原膜102之主 面進行碰撞之角度(入射角θ 1)發生變化。而且，若連續地照射離子束104，則上述傾斜方向連續地變化，若斷續地照射離子束104，則上述傾斜方向階段性地變化。該情況亦可謂利用離子束之照射時序進行之控制。又，亦可藉由離子束104之剖面形狀及離子束104之束線相對於原膜102之照射面的剖面積而控制形成於原膜102之軌跡103的之狀態(例如角度θ 1)。
樹脂膜5之孔密度可藉由對原膜102之離子束之照射條件(離子種類、離子之能量、離子之碰撞密度(照射密度)等)進行控制。
離子101亦可自2種以上之束線照射至原膜102。
步驟(I)亦可於在原膜102之主面，例如上述一主面配置有掩蔽層之狀態下實施。於該情形時，例如可將該掩蔽層用作步驟(II)中之掩蔽層。
[步驟(II)]
於步驟(II)中，對步驟(I)中照射離子束後之原膜102中之離子101已碰撞的部分進行化學蝕刻而於該膜形成沿離子101之碰撞軌跡103延伸之貫通孔11。以此方式獲得之樹脂膜5中之貫通孔11以外之部分只要不進而實施改變膜之狀態之步驟，則基本上與離子束照射前之原膜102相同。
具體之蝕刻方法只要依據公知之方法即可。例如，只要將離子束照射後之原膜102於蝕刻處理液中以特定之溫度且特定之時間加以浸漬即可。可藉由蝕刻溫度、蝕刻時間、蝕刻處理液之組成等蝕刻條件控制例如貫通孔11之直徑。
蝕刻之溫度例如為40~150℃，蝕刻之時間例如為10秒鐘~60分鐘。
化學蝕刻所使用之蝕刻處理液並無特別限定。蝕刻處理液例如為鹼性溶液、酸性溶液，或添加有選自氧化劑、有機溶劑及界面活性劑中之至少1種之鹼性溶液或酸性溶液。鹼性溶液例如為如氫氧化鈉、氫氧化鉀之含鹼之溶液(典型而言為水溶液)。酸性溶液例如為如硝酸、硫酸之含酸之溶液(典型而言為水溶液)。氧化劑例如為重鉻酸鉀、過錳酸鉀、次氯酸鈉。有機溶劑例如為甲醇、乙醇、2-丙醇、乙二醇、胺基醇、N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺。界面活性劑例如為烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽。
於步驟(II)中，亦可於在離子束照射後之原膜102的一主面配置有掩蔽層之狀態下實施上述化學蝕刻。於該化學蝕刻中，關於原膜102中之離子101已碰撞的部分之蝕刻，與自配置有掩蔽層之上述一主面之蝕刻相比，自另一主面之蝕刻之程度變大。即，關於原膜102中之離子101已碰撞的部分之蝕刻，實施自該膜之兩個主面之蝕刻非對稱地進行的化學蝕刻(非對稱蝕刻)。再者，所謂「蝕刻之程度大」，更具體而言例如意味著對於上述部分，每單位時間之蝕刻量大，即對於上述部分，蝕刻速度大。
於步驟(II)中，亦可藉由對原膜102之一主面配置與原膜102中之離子101已碰撞的部分相比難以被化學蝕刻之掩蔽層，而抑制上述部分自該一主面之蝕刻，並且實施使上述部分之自原膜102的另一主面之蝕刻進行的化學蝕刻。此種蝕刻例如可根據掩蔽層之種類及厚度之選擇、掩蔽層之配置、蝕刻條件之選擇等實施。
掩蔽層之種類並無特別限定，較佳為由與原膜102中之離子101已碰撞的部分相比難以被化學蝕刻之材料構成之層。所謂「難以被蝕 刻」，更具體而言例如意味著於每單位時間被蝕刻之量小，即被蝕刻速度慢。是否難以被化學蝕刻可基於步驟(II)中實際實施之非對稱蝕刻之條件(蝕刻處理液之種類、蝕刻溫度、蝕刻時間等)進行判斷。於在步驟(II)中一面改變掩蔽層之種類及/或配置面一面實施複數次非對稱蝕刻之情形時，只要基於各蝕刻條件對各蝕刻進行判斷即可。
掩蔽層與原膜102中之未經離子101碰撞之部分相比，可較該部分更容易被化學蝕刻，亦可更難被化學蝕刻，可為任一情況，但較佳為更難被化學蝕刻。於更難被化學蝕刻之情形時，例如可使實施非對稱蝕刻時所需之掩蔽層之厚度變薄。
於步驟(I)中，於對配置有掩蔽層之原膜102照射離子束之情形時，亦於該掩蔽層形成離子軌道。若考慮到該情況，則構成掩蔽層之材料較佳為即便被離子束照射其聚合物鏈亦不易受到損傷之材料。
掩蔽層例如由選自聚烯烴、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇及金屬箔中之至少1種構成。該等材料難以被化學蝕刻，並且即便被離子束照射亦不易受到損傷。
於配置掩蔽層而實施非對稱蝕刻之情形時，只要配置於相當於實施該蝕刻之區域的原膜102之一主面之至少一部分即可。可視需要配置於原膜102之一主面之整面。
於原膜102之主面配置掩蔽層之方法只要掩蔽層不會於實施非對稱蝕刻之期間自該主面剝離，則並無限定。掩蔽層例如藉由黏著劑配置於原膜102之主面。即，於步驟(II)中，亦可於掩蔽層被黏著劑貼合於上述一主面之狀態下實施上述化學蝕刻(非對稱蝕刻)。可相對容易地藉 由黏著劑配置掩蔽層。又，藉由選擇黏著劑之種類，容易自非對稱蝕刻後之原膜102剝離掩蔽層。
於步驟(II)中實施非對稱蝕刻之情形時，亦可將該蝕刻實施複數次。又，亦可與非對稱蝕刻一併實施使軌跡103之蝕刻自原膜102之兩個主面均等地進行之對稱蝕刻。例如，亦可藉由在蝕刻中途將掩蔽層自原膜102剝離而自非對稱蝕刻切換為進行對稱蝕刻。或者，亦可於實施對稱蝕刻之後在原膜102配置掩蔽層而實施非對稱蝕刻。
於在步驟(II)中實施使用掩蔽層之非對稱蝕刻之情形時，該蝕刻後之掩蔽層可視需要使其一部分或全部殘留於樹脂膜5。殘留之掩蔽層例如可用作將樹脂膜5中之上述一主面(配置有掩蔽層之主面)與上述另一主面進行區分之記號。
於在步驟(II)中實施複數次蝕刻之情形時，亦可於各次蝕刻中改變蝕刻條件。
第1製造方法亦可含有除步驟(I)、(II)以外之任意步驟。
於第2製造方法中，藉由對原膜照射雷射而於原膜形成複數個貫通孔11，從而形成樹脂膜5。具有藉由雷射照射所形成之複數個貫通孔11之樹脂膜5可直接使用於口罩1，亦可視需要經由撥液處理步驟、著色處理步驟或防霧處理步驟等進一步之步驟而使用於口罩1。
藉由雷射之照射而形成樹脂膜5之方法，例如容易控制樹脂膜5所具有之貫通孔11的直徑及密度，以及開口率、氣孔率、透氣度等。
原膜可為於作為樹脂膜5使用之區域中於其厚度方向不具有能夠透氣的路徑之非多孔質樹脂膜。原膜亦可為無孔之膜。
構成原膜之材料可選擇與構成欲獲得的樹脂膜5之材料相同的材料。
於用以形成貫通孔11之雷射照射中，通常膜之厚度不發生變化。因此，作為原膜之厚度，可選擇欲獲得之樹脂膜5之厚度。
對原膜例如照射聚光脈衝雷射。聚光脈衝雷射中可使用公知之雷射及光學系統。雷射例如為UV脈衝雷射，其波長之例為355nm、349nm或266nm(以Nd：YAG、Nd：YLF或YVO4作為介質之固體雷射的高次諧波)、351nm、248nm、222nm、193nm或157nm(準分子雷射)。只要可於原膜形成貫通孔11，則亦可使用UV以外之波長區域之雷射。雷射之脈衝寬度亦為只要可形成貫通孔11則並無限定，例如可使用脈衝寬度為飛秒或微微秒之等級之脈衝雷射。於該等脈衝雷射中，藉由基於多光子吸收過程之剝蝕形成貫通孔11。雷射光束之空間強度分佈可為中心強度高之高斯分佈，又，亦可為具有均勻分佈之頂帽(top hat)分佈。
光學系統例如含有電流掃描器及F θ透鏡(聚光透鏡)。F θ透鏡較佳以遠心(telecentricity)為5度以內之方式選擇並配置於光學系統。光學系統亦可含有多面鏡掃描儀。藉由含有該等掃描儀之光學系統，更容易於原膜中之目標位置形成貫通孔11。
於對原膜照射雷射時，為了抑制原膜之分解物附著於光學系統及/或該膜，亦可實施例如向加工部或其附近吹附輔助氣體(assist gas)，或者於加工部或其附近吸氣等對策。輔助氣體可使用氮氣等非活性氣體、空氣、氧氣等。亦可將吹附與抽吸進行組合。
就藉由雷射之照射形成貫通孔11之觀點而言，原膜之厚度 較佳為5μm以上、50μm以下。若原膜之厚度處於該範圍，則可更有效率地藉由雷射之照射形成貫通孔11。
對原膜之雷射照射可將切斷成特定尺寸之原膜固定而實施，或者一面使原膜移動一面實施，亦可一面使帶狀原膜移動一面實施。亦可一面將捲繞於輥之帶狀原膜自該輥捲出並使捲出之帶狀原膜移動一面照射雷射，並將雷射照射後之膜捲繞於輥。即，亦可藉由輥對輥(roll to roll)對帶狀原膜照射雷射。
就可有效率地去除因雷射照射所產生之構成原膜之材料之分解殘渣物的觀點而言，對原膜之雷射照射亦可以對處於中空狀態之原膜照射雷射之方式實施。此時，可於原膜之背面側(與照射雷射之面為相反側之面側)適當配置用以有效率地回收及去除分解物之抽吸機構。
於對原膜照射雷射時，較佳對原膜之雷射照射部分施加有特定之張力。藉此，可抑制因於原膜產生皺褶或鬆弛而導致雷射照射時產生不良情況。
於對原膜照射雷射而形成貫通孔11之後，亦可視需要將膜洗淨以達到去除該膜之附著物，例如構成原膜之材料之分解殘渣物等目的。洗淨之方法並無限定，例如可自浸漬至水中、噴淋及/或併用超音波之濕式洗淨，或者利用電漿、UV臭氧、超音波、刷子、膠帶等之乾式洗淨中選擇。於選擇濕式洗淨之情形時，亦可視需要進而實施乾燥步驟。
亦可對原膜實施上述著色處理。於該情形時，形成經著色處理之樹脂膜5。
亦可對原膜實施上述撥液處理。於該情形時，可形成經撥液 處理之樹脂膜5。
第2製造方法可含有除上述步驟以外之任意步驟。
[口罩]
本發明之口罩之構成只要具有覆蓋配戴者的面部之至少一部分，典型而言為配戴者之鼻孔及嘴，並且具備樹脂膜5之本體部，則並無限定。除本體部具備樹脂膜5以外，本發明之口罩可具有與公知之口罩相同的構成。例如，本發明之口罩可如圖1所示之口罩1般，具備用以將具備樹脂膜5之本體部2固定於配戴者的面部之繫緊部3。
本體部可僅由樹脂膜5構成，亦可由樹脂膜5及其他構件構成，但就更確實地確保配戴者51之呼吸並且使配戴者之發音容易傳遞至外部(作為口罩1之透音性提昇)，即可更高程度地兼顧遮蔽性、透氣性及透音性之方面而言，較佳為至少覆蓋配戴者之嘴之部分，較理想為覆蓋鼻孔及嘴之部分由樹脂膜5構成。於樹脂膜5具有透明性之情形時，可藉由樹脂膜5構成本體部2中需要透明性之部分，亦可藉由具有透明性之樹脂膜構成本體部2之整體。
本體部2具有覆蓋口罩1之配戴者的面部之至少一部分，典型而言為配戴者之鼻孔及嘴之形狀。若考慮到可兼具例如良好之遮蔽性、透氣性、透明性及透音性之方面，則本發明之口罩1亦可具有覆蓋口罩1之配戴者的整個面部之形狀。亦可為如下情形：透明之本體部2具有覆蓋配戴者之整個面部的形狀，且覆蓋配戴者之面部的一部分，典型而言為配戴者之鼻孔及嘴之部分由樹脂膜5構成。
本體部2可具有褶襉之形狀且於配戴者正確配戴口罩1時褶 襉會展開之形狀，亦可具有平板狀或曲板狀之形狀。藉由選擇構成樹脂膜5及/或本體部2中之除樹脂膜5以外的部分之材料及厚度等，可使本體部2之硬度於如追隨配戴者1之面部形狀的柔軟狀態至配戴時形狀亦不變化之剛性狀態中變化。
含樹脂膜5在內之本體部2之一部分或整體可為無色透明亦可被著色，對樹脂膜5及/或本體部2中之除樹脂膜5以外之部分亦可使用有色且透明，或有色且不透明之材料。例如，聚醯亞胺膜通常為透明且有色(橙色)。
如此，因關於口罩1之以遮蔽性、透氣性、透明性、透音性為首之各種特性之設計自由度高，本體部2及具備本體部2之口罩1對其構成(形狀、結構、硬度等)可採取各種變化。
上述以外之變化例如如下所述。
亦可對含樹脂膜5在內之本體部2之一部分或整體實施撥液處理、防霧處理、印刷等加工。撥液處理及防霧處理於樹脂膜5之說明中如上所述。印刷之具體狀態及手法並無限定。與由不織布及織布構成之本體部不同，可進行更自由之印刷。例如關於醫療用口罩，除因本體部2透明而使醫務人員與患者之交流提昇以外，於兒童患者用途中，亦可藉由製成印刷有動物面孔之本體部2而提昇醫務人員與患者之交流。又，亦可為可確認口罩1是否使用過之構件之印刷、可確認口罩1之污染狀況的構件之印刷、序列號、ID號、持有人之隸屬或姓名之印刷、IC晶片、GPS晶片等電子元件之印刷、天線、麥克風、耳機等電子電路之印刷等對含樹脂膜5之本體部2之各種印刷。
口罩1可為一次性者亦可為可再利用者。
口罩1除本體部2以外可具有任意構件。該構件之例為用以將本體部2固定於配戴者之面部的繫緊部3。繫緊部3之構成並無限定，只要與公知之口罩之繫緊部相同即可。圖1所示之例之繫緊部3為掛於配戴者之耳廓之繩狀構件。繫緊部3例如可為將本體部2固定於配戴者之鼻部位置之膠帶、金屬絲、條帶等。將繫緊部3與本體部2接合之方法並無限定，口罩1中之繫緊部3的位置及將繫緊部3與本體部2接合之位置及方法亦無限定。
實施例
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明。本發明並不限定於以下所示之實施例。
首先，揭示實施例中所製作之樹脂膜5及比較例中所使用的各種以往之口罩之評價方法。
[透氣性]
樹脂膜5及以往之口罩的本體部之透氣性(厚度方向之透氣性)係依據JIS L1096所規定之Frazier透氣度試驗而求出。再者，於測量透氣性時，將樹脂膜5及以往之口罩的本體部分別切斷成100mm×100mm之尺寸而設為測量試樣。
[透明性]
作為樹脂膜5及以往之口罩的本體部之透明度，依據JIS K7361-1之規定求出其總光線透射率，依據JIS K7136之規定並藉由霧度計(日本電色製造、NDH7000)求出其霧度(haze)。
[透音性(聲壓損耗)]
樹脂膜5及以往之口罩的本體部之透音性係以如下方式進行評價。
首先，如圖11所示，準備為長方體狀且內部中空之盒體91(丙烯酸樹脂製、長度70mm×寬度50mm×高度15mm)。除於盒體91之上表面之1個部位設置有直徑13mm之開口92以外，盒體91無開口部。另外，將作為評價對象之樹脂膜5及以往之口罩之本體部沖裁成直徑16mm之圓形而準備測量試樣。
繼而，以自盒體91之內部完全覆蓋開口92之方式使用外徑16mm及內徑13mm之環狀雙面膠帶94貼附測量試樣93。於將測量試樣93貼附於盒體91時，雙面膠帶94不於開口92伸出，且使盒體91之內面與測量試樣93之間不產生間隙。繼而，使用相同之雙面膠帶將揚聲器95貼附至測量試樣93。此時，亦使測量試樣93與揚聲器95之間不產生間隙。揚聲器係使用星精密製造之SCG-16A。
繼而，將連接於聲響評價裝置(B & K製造、Multi-anadyzer System 3560-B-030)之麥克風(B & K製造、Type2669)配置於作為盒體91之外部且與揚聲器95隔開50mm之位置。繼而，選擇SSR分析(試驗訊號20Hz~20kHz、升頻掃描(sweep up))作為評價方式並執行，對測量試樣93之聲響特性(總諧波失真(THD，Total Harmonic Distortion)、聲壓損耗)進行評價。聲壓損耗係根據自聲響評價裝置輸入至揚聲器95之訊號及經由麥克風被檢測出之訊號自動地求出。另外，除不將測量試樣93配置於開口92以外，以相同之方式求出空白樣品之聲壓損耗，且將自配置有測量試樣93時之聲壓損耗減去空白樣品之聲壓損耗所得者設為作為該試樣的 特性之聲壓損耗(插入損耗)。可判斷插入損耗越小，則越能確保於測量試樣93傳遞之聲音之特性。於本實施例中，藉由頻率1kHz之聲壓損耗對測量試樣之透音性進行評價。
[遮蔽性]
實施例1中所製作之樹脂膜5及比較例1中所使用之以往的口罩之遮蔽性係基於BOKEN標準BQE A 030之花粉通過性試驗，設為花粉通過率而進行評價。具體而言如下所述。首先，將玻璃過濾器及不使花粉通過之黑色濾紙設置於可自下部抽吸之具有圓筒形狀的玻璃製保持器(內徑約2cm)，並將測量試樣載置於其上方。測量試樣係將樹脂膜5及以往之口罩的本體部分別切斷成可收容於保持器內之形狀及尺寸(直徑約2cm之圓形狀)而獲得。繼而，使日本柳杉花粉(pollen of Japanese cedar)0.05g均勻地附著於測量試樣上，並藉由連接於保持器下部之抽吸泵以每分鐘12L之流量(相當於人安靜時之呼吸的平均吸氣流量)抽吸1分鐘。藉由該抽吸，空氣依序通過花粉、測量試樣、黑色濾紙及玻璃過濾器，因此通過測量試樣之花粉會被濾紙捕獲。測量抽吸前之濾紙重量WA及抽吸後之濾紙重量WB，藉由算式[花粉通過率(%)]=[(WB-WA)/0.05g]×100求出花粉通過率。
(實施例1)
準備具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔的非多孔質之PET膜(Oxyphen AG製造、Oxydisk)作為樹脂膜5。該膜係藉由對由PET構成之無孔原膜實施離子束照射及化學蝕刻而形成有沿垂直於膜之主面的方向延伸之複數個貫通孔之膜。貫通孔之直徑為10μm，貫通孔之密度為500000 (5×105)個/cm2，開口率及氣孔率為31.4%，厚度為41μm。
繼而，將所準備之樹脂膜5裁切成尺寸180mm×160mm之矩形狀，進而摺疊成褶襉且設為80mm×160mm之矩形狀後，於其一對短邊之各者製作繫緊部，並藉由雙面膠帶固定用以掛於配戴者之耳廓之繩狀構件。以此方式獲得如圖12所示之口罩1。所製作之口罩1與以往之不織布製口罩(例如比較例1中所使用之口罩)同樣地可以覆蓋面部之鼻孔及嘴之方式配戴。
(實施例2)
除貫通孔之直徑為5μm、貫通孔之密度為400000(4×105)個/cm2、開口率及氣孔率為7.9%、厚度為21μm以外，準備與實施例1中所準備之樹脂膜5相同之膜作為樹脂膜5。使用所準備之樹脂膜，與實施例1同樣地製作口罩1，所製作之口罩1與以往之不織布製口罩(例如比較例1中所使用之口罩)同樣地可以覆蓋面部之鼻孔及嘴之方式配戴。
(實施例3)
除貫通孔之直徑為2μm、貫通孔之密度為10000000(1×107)個/cm2、開口率及氣孔率為39.2%、厚度為21μm以外，準備與實施例1中所準備之樹脂膜5相同之膜作為樹脂膜5。使用所準備之樹脂膜，與實施例1同樣地製作口罩1，所製作之口罩1與以往之不織布製口罩(例如比較例1中所使用之口罩)同樣地可以覆蓋面部之鼻孔及嘴之方式配戴。
(實施例4)
準備實施例1中所使用之非多孔質之PET膜作為樹脂膜5。
另外，利用稀釋劑(旭硝子製造、Asahiklin AE-3000)以 成為1.0重量%之濃度之方式對撥水撥油劑(信越化學製造、X-70-041)進行稀釋，而製備用於所準備之樹脂膜5的撥液處理之處理液。該撥水撥油劑係將聚合物設為構成成分，該聚合物具有來自以下之式(a-1)所示之具有直鏈狀氟烷基的單體之單位。
CH2=CHCOOCH2CH2C5F10CH2C4F9 (a-1)
繼而，將所準備之樹脂膜5於保持在20℃之撥水撥油劑浸漬3秒鐘後，於常溫放置1小時使其乾燥而獲得經撥液處理之樹脂膜5。繼而，使用所獲得之樹脂膜5與實施例1同樣地製作口罩1，所製作之口罩1與以往之不織布製口罩(例如比較例1中所使用之口罩)同樣地可以覆蓋面部之鼻孔及嘴之方式配戴。
(比較例1)
準備由不織布構成本體部之口罩(TOKYO MEDICAL製造、FG-195Ω)作為比較例1之口罩。
(比較例2)
準備由不織布構成本體部之口罩(3M製造、VFlex防塵口罩9102J-DS1)作為比較例2之口罩。
(比較例3)
準備由無孔之透明膜構成本體部之口罩(綠安全製造、Smile Catch Mask)作為比較例3之口罩。
將實施例1~3及比較例1~3之評價結果示於以下之表1。又，作為對實施例1及比較例1之遮蔽性之評價結果，將試驗後的黑色濾紙表面之花粉之附著程度示於圖13。
如表1及圖13所示，於實施例中，關於透氣性、透音性、透明性及遮蔽性，確認到高度之設計自由度，並且可確認能實現以高水準兼顧該等特性之口罩。更具體而言，於實施例1中所製作之口罩中，透氣度高，配戴者容易呼吸，並且總光線透射率高且霧度低，故而可充分地確認配戴者之面容。又，實施例1之口罩之插入損耗為0dB，不會使配戴者之聲音變質而顯示優異之透音性。而且，花粉之遮蔽能力亦優異。又，如實施例2、3之口罩所示，確認到可藉由貫通孔之直徑、貫通孔之密度等使其特性發生各種變化。如實施例4所示，亦可製造經撥液處理之口罩。經撥液處理之口罩於水滴落至本體部時，滴落之水不會滲透至口罩，而會被表面彈開後直接向下方流動。另一方面，比較例1之口罩雖然透氣度非常高，但遮蔽性差，且霧度高，故而難以確認配戴者之面容。比較例2之口罩亦相同。比較例3之口罩之霧度低、透明性高，但插入損耗非常大，可知透音性低。
本發明可於不脫離其意圖及本質特徵之範圍內應用於其他實施形態。本說明書中所揭示之實施形態於所有方面均為說明性者而並不 限定於此。本發明之範圍並非由上述說明表示而由隨附之申請專利範圍表示，且與申請專利範圍均等之含義及處於範圍內之所有變更均包含於此。
[產業上之可利用性]
本發明之口罩可使用於以與以往之口罩相同的用途為首之各種用途。

Claims (9)

  1. 一種口罩，其係配戴於面部而使用，覆蓋該面部之至少一部分的本體部具備於厚度方向具有透氣性之樹脂膜，該樹脂膜為具有沿厚度方向延伸之複數個貫通孔之非多孔質膜，該樹脂膜之開口率為50%以下，該貫通孔之直徑為0.01μm以上、30μm以下，該樹脂膜中之該貫通孔之密度為10個/cm2以上、1×108個/cm2以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該樹脂膜由透明材料構成。
  3. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該複數個貫通孔沿垂直於該樹脂膜主面之方向延伸。
  4. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該樹脂膜之厚度t相對於該貫通孔之直徑R的比t/R為1以上、10000以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該樹脂膜之厚度方向的透氣度以依據JIS L1096之規定所測得的Frazier數(Frazier number)表示，為10cm3/(cm2‧s)以上。
  6. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該樹脂膜於頻率1kHz之聲壓損耗為5dB以下。
  7. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，依據JIS K7361之規定所測得的該樹脂膜之總光線透射率為60%以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該樹脂膜由選自聚對酞酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)及聚偏二氟乙烯中之至少1種材料構成。
  9. 如申請專利範圍第1項之口罩，其中，該貫通孔之開口形狀為圓或橢圓。
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