WO2022071076A1 - マスク用シート、その製造方法、及びそれを備えたマスク - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、複数の波形先端部を有し且つ谷部パターンが波形先端部の各々の間に形成されている波形フィルタ部材を備えた呼吸マスク用フィルタが開示されている。
第1繊維層と、第1繊維層の一方の面側に配された第2繊維層とを有するマスク用シートに関する。
第2繊維層における第1繊維層との対向面と反対側に第1の面が位置するとともに、第1繊維層における第2繊維層との対向面と反対側に第2の面が位置することが好ましい。
第2繊維層は、第1繊維層よりも、粒径1μm超の粒子の捕集率が高いか、及び/又は、平均繊維径が細いものであることが好ましい。
第2繊維層の坪量が1g/m2以上20g/m2以下であることが好ましい。
自然状態において、第2繊維層は、第1繊維層に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部と、複数の該凸部の間に配された凹部とを有することが好ましい。
前記凹部に第2繊維層と第1繊維層とが接合された接合部を有することが好ましい。
本発明のマスク用シートは、マスク用シート全体の、捕集率Hと通気抵抗Rとが以下の式(1)を満たすことが好ましい。
R≦0.02H-1.55 (1)
本発明のマスク用シートは、マスク用シート全体の通気抵抗Rが0kPa・s/m超0.25kPa・s/m以下であることが好ましい。
前記フィルタシートが、前記のマスク用シートを備える、マスクに関する。
伸縮性を有する第1繊維シートを伸長させた状態で、該第1繊維シートの一方の面側に第2繊維シートを重ね合わせる工程を有するマスク用シートの製造方法に関する。
本製造方法は、両シートを部分的に接合する工程とを有することが好ましい。
本製造方法は、第2繊維シートとして、第1繊維シートよりも平均繊維径が小さいものを用いることが好ましい。
第2繊維シートを凹凸賦形する工程と、
凹凸賦形された第2繊維シートの一方の面側に第1繊維シートを重ね合わせる工程を有するマスク用シートの製造方法に関する。
本製造方法は、第2繊維シートにおける凹部と第1繊維シートとを接合する工程とを有することが好ましい。
本製造方法は、第2繊維シートとして、第1繊維シートよりも平均繊維径が小さいものを用いることが好ましい。
本発明の他の特徴は、請求の範囲及び以下の説明から明らかになるであろう。
本明細書において、「a」及び「an」等は、「一又はそれ以上」の意味に解釈される。
本明細書における上述の開示及び以下の開示に照らせば、本発明の様々な変更形態や改変形態が可能であることが理解される。したがって、請求の範囲の記載に基づく技術的範囲内において、本明細書に明記されていない実施形態についても本発明の実施が可能であると理解すべきである。
上述の特許文献の記載内容は、それらのすべての内容が本明細書の内容の一部として本明細書に組み入れられる。
本願は、2020年9月29日に出願された日本国特許出願2020-163837に基づく優先権を主張する出願であり、日本国特許出願2020-163837の記載内容は、そのすべてが、本明細書の一部として本明細書に組み入れられる。
本発明のマスク用シートは、マスク用シート全体で、例えば粒径が1μm超の粒子の捕集率Hが85%以上という高い値を示すことが、ウイルス、花粉及び微粒子などの吸入を効果的に防止する観点から好ましい。詳細には、本発明者が鋭意検討した結果、捕集率Hが85%以上であることで、ASTM F 2101規格に準拠して測定されたVFE(ウイルス飛沫捕集効率)及びBFE(バクテリア飛沫捕集効率)、並びにASTM F 2299規格に準拠して測定されたPFE(微小粒子捕集効率)がそれぞれ99%以上となることを見出した。
特にマスク用シート全体の前記捕集率Hはより好ましくは88%以上、更に好ましくは90%以上、特に好ましくは92%以上である。この下限値以上であると、ウイルス、花粉及び微粒子などの吸入を一層効果的に防止できるので好ましい。マスク用シート全体の前記捕集率Hはその値が高ければ高いほど捕集性能が高いことを意味し、好ましくは100%以下である。
ハンドヘルド型気中パーティクルカウンター(ベックマン・コールター株式会社製の「MET ONE HHPC6+」)を用いて、該カウンターの測定端子を評価対象のシートで塞ぐように該シートを固定する。この際、測定端子とシートの隙間から空気が漏れないように密着させて塞ぐ必要があり、図1に示すような専用治具を用いて測定する。同図に示す治具は治具A及び治具Bを有する。治具Aと治具Bとの間にはゴムパッキンが配置され、ゴムパッキンと治具Aとの間に、測定対象となるシートが配置される。この治具を用い、25℃、50%RHにおける空気中の粒子(粒子径1.0μm以下)を対象として、シートを通過した粒子個数P1を測定する。これとは別に、シートを配さない状態で、粒子個数P2を測定する。測定された各粒子個数P1及びP2から微粒子の捕集率H(%)を以下の式に基づいて算出する。微粒子の捕集率はその値が高いほど、マスク用シートによる微粒子の捕集性能が高いことを意味する。測定に用いるシートのサイズは40mm×40mmとし、10枚のシートについてそれぞれ捕集率を測定し、それら測定値の平均値を捕集率Hとする。
微粒子の捕集率H(%)=100×(P2-P1)/P2
H2(%)={1-(100-H)/(100-H1)}×100
第1繊維層と第2繊維層がホットメルト剤等で接着されている場合は、市販の冷却スプレーでホットメルト剤を脆性状態として剥離する。なお、マスク用シート10が後述する第3繊維層33(図15参照)を有する場合、第2繊維層と第3繊維層の剥離に関しても同様である。更に、マスク用シート10が後述する第4繊維層43(図16及び図17参照)を有する場合、第3繊維層と第4繊維層の剥離、及び第1繊維層と第4繊維層の剥離に関しても同様である。
この剥離方法は本明細書の他の測定方法においても共通である。
したがってマスク用シート全体の通気抵抗Rは、上述した微粒子の捕集率Hを高いレベルに維持しつつ、可能な限り低いことが好ましい。この観点から、マスク用シート全体の通気抵抗Rは、0.25kPa・s/m以下であることが好ましく、一層円滑な呼吸を可能とする観点から0.2kPa・s/m以下であることが更に好ましく、0.18kPa・s/m以下であることが一層好ましい。通気抵抗Rはその値が低いほど、呼吸が円滑となり、蒸れが発生しづらいことを意味する。
マスク用シート全体の通気抵抗Rは現実的には0kPa・s/m超である。
R≦0.02H-1.55 (1)
なお、捕集率Hと通気抵抗Rの測定においては、測定の位置を一致させる必要がある。すなわち、捕集率Hを測定した10点と通気抵抗を測定した10点において、それぞれの測定部の略中心を一致させる必要がある。また、両測定において、測定部に測定対象のシートを密着させた際、シートの型崩れが生じることがある。したがって、シートの型崩れによる測定への影響を無くすことを目的として、測定部の面積が大きい通気抵抗Rの測定を捕集率Hの測定よりも先に行うことが好ましい。
第2繊維層12は、第1繊維層11の一方の面側に配されており、典型的には第1繊維層11と接している。つまり第1繊維層11と第2繊維層12との間には他の層は存在していない。この実施形態は図2及び図3に示されている。
尤も、このことは、本発明において第1繊維層11と第2繊維層12との間に他の層が存在することを排除するものではなく、本発明のマスク用シート10の具体的な用途等によっては、第1繊維層11と第2繊維層12との間に他の層が存在することを妨げない。
本発明のマスク用シート10は、第2繊維層12における第1繊維層11との対向面と反対側に第1の面Iが位置していることが好ましい。これとともに、第1繊維層11における第2繊維層12との対向面と反対側に第2の面IIが位置していることが好ましい。
図2及び図3に示す実施形態においては、第1繊維層11の外面及び第2繊維層12の外面は、マスク用シート10の外面をなしている。マスク用シート10における第1の面Iは、第2繊維層12の外面である。マスク用シート10における第2の面IIは、第1繊維層11の外面である。
一般的に、濾過材としての役割を有する第2繊維層12は、通気抵抗を低下させる観点から低坪量であることが望ましい。しかし第2繊維層12のみでは、マスク用シート10が実使用に耐え得るシート強度を十分に発揮することが容易でない。一方で、マスク用シート10を第2繊維層12のみで構成しようとする場合、マスク用シート10が実使用に耐え得るシート強度を十分に発現するためには、第2繊維層12の坪量を増加させる必要がある。しかし、そのようにすると、マスク用シート10の使用者が呼吸を楽に行える程度の通気性を確保しづらくなり、マスク用シートの使用感が低下する傾向にある。
このような相反する課題を両立して達成するために、本発明の一実施形態においては、第2繊維層12に加えて、支持体としての役割を有する第1繊維層11を用い、それによって、マスク用シート10に十分な強度を付与しつつ、粒子の捕集性能の向上と適度な通気性とを達成している。加えて、第2繊維層12が凹凸形状を有した状態で第1繊維層11と接合されているので、凹凸形状を常時維持できる構造となっている。したがって、マスク用シート10の使用時においては、粒子を十分に捕集しながらも、使用時における蒸れを低減したり、呼吸を楽に行ったりすることができる。更に、マスク用シート10は、これをマスクの形態にして顔に装着した場合、主として凸部でのみ肌と当接するので、肌との擦れを大幅に低減することができる。その結果、マスク用シート及びこれを備えるマスクの使用感を高めることが可能となる。
粒子の捕集率に関しては、第2繊維層12は、第1繊維層11よりも、粒径1μm超の粒子の捕集率が高いものである。第1繊維層11における前記捕集率をC1(%)とし、第2繊維層12における前記捕集率をC2(%)としたとき、マスク用シート10の前記捕集率Cは、以下の式で算出される。
C(%)={1-(1-C1/100)×(1-C2/100)}×100
C1の値は50%以下であることが好ましく、C2の値は70%以上であることが好ましい。すなわち、C1/C2の値は好ましくは0以上0.7以下となる程度に両層の捕集率が相違することが、第1繊維層11と第2繊維層12とがそれぞれ担う役割を明確に区別し得る点から好ましい。
Cの値は、85%以上であることが好ましく、88%以上であることが更に好ましく、90%以上であることが一層好ましく、100%以下であることが好ましい。粒子の捕集率の測定方法に関しては上述したとおりである。
D1/D2の値は、現実的には50以下である。
平均繊維径D2は、粒子の捕集性能を向上させる観点から、好ましくは上述のとおり3μm以下であり、更に好ましくは2μm以下であり、一層好ましくは1μm以下である。
平均繊維径D1は、マスク用シート10の使用感と、該シートの実使用に耐え得る強度とを両立させる観点から、好ましくは30μm以下であり、更に好ましくは25μm以下であり、一層好ましくは20μm以下である。
第1繊維層11及び第2繊維層12を構成する繊維の平均繊維径D1,D2は、繊維長さ方向に直交する繊維断面における最大差し渡し長さを、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定することができる。具体的な手順は以下のとおりである。
マスク用シートを丁寧に剥がして何層構成になっているかを確認した上で、繊維径が最も細い層(濾過材として機能する層)を第2繊維層12とする。また、繊維径が最も太い層を第1繊維層11とする。SEM観察による二次元画像から、繊維の塊、繊維どうしの交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維を任意に500本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引いたときの長さを繊維径として直接読み取る。測定した繊維径の頻度分布(ヒストグラム)から累積頻度が全体の50%となるメジアン繊維径を求め、これを、各繊維層を構成する繊維の平均繊維径とする。
濾過性能を担保し、坪量を均一にし、濾過性能を均一にする観点から、第2繊維層12の坪量M2は、好ましくは1g/m2以上であり、より好ましくは2g/m2以上であり、更に好ましくは2.5g/m2以上であり、一層好ましくは3g/m2以上である。
また通気抵抗を下げ、シートを薄くして使用感を改善し、コストも低減させる観点から、第2繊維層12の坪量M2は、好ましくは20g/m2以下であり、より好ましくは15g/m2以下であり、更に好ましくは10g/m2以下であり、一層好ましくは5g/m2以下である。
第2繊維層12の坪量M2は、1g/m2以上20g/m2以下であることが好ましく、2g/m2以上15g/m2以下であることが更に好ましく、2.5g/m2以上10g/m2以下であることが一層好ましく、3g/m2以上5g/m2以下であることが更に一層好ましい。
坪量M2がこのような範囲にあることによって、微粒子の高い捕集性能を安定的に発現でき、通気性も良好で且つマスク用シート10を薄型にすることに起因する使用感の向上も達成することができる。
また第1繊維層11の坪量M1は、好ましくは55g/m2以下であり、更に好ましくは50g/m2以下であり、一層好ましくは45g/m2以下である。これにより、第1繊維層11の通気抵抗を低く抑えることができる。
なお、第1繊維層として実施例4で用いたような複合シートを用いる場合、ここでいう坪量M1は該複合シートの全体の坪量である。
支持体としての役割を持つ第1繊維層11は、濾過材としての役割を持つ第2繊維層12に比べて通気抵抗は小さいものの、第1繊維層11の通気抵抗を抑えることは、マスク用シート10に適度な通気性を確保でき、使用時における蒸れを低減したり、呼吸をより楽に行ったりすることができる観点から有利である。その結果、マスク用シート10の使用感を更に高めることができる。
詳細には、第2繊維層12の坪量M2に対する第1繊維層11の坪量M1の比(M1/M2)は、実使用に耐え得る強度を十分に発現させる観点から、好ましくは0超であり、更に好ましくは0.25以上であり、一層好ましくは0.5以上である。
またM1/M2は、マスク用シート10の使用感を更に高める観点から、好ましくは20未満であり、更に好ましくは17.5以下であり、一層好ましくは15以下である。
M1/M2の値をこの範囲とすることによって、マスク用シート10を薄型化でき、それによってマスク用シート10の取り扱い性を向上させられる。その結果、マスク用シート10の使用感を更に高めることができる。
第1繊維層11とは対照的に、第2繊維層12は典型的にはその各面が凹凸構造になっている。詳細には、第2繊維層12は、第1繊維層11に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部13と、複数の凸部13の間に配された凹部14を有している。
凹部14は、第1繊維層11と第2繊維層12とが接合された接合部15を有していることが好ましい。
マスク用シート10は、この凹凸構造を、該マスク用シート10の自然状態で呈していることが好ましい。この実施形態は図2及び図3に示されている。
自然状態とは、マスク用シート10に何らの外力も加えない状態を意味する。
凹部14も、典型的には凸部13が延びる方向と同方向に沿って連続して延びている。凸部13と凹部14とは、Y方向と直交する方向であるX方向に沿って交互に位置している。
したがって、典型的には第2繊維層12は凸部13からなる畝部と、凹部14からなる溝部とを有し、これらが同方向に沿って連続して延びている畝溝構造をなしている。
このように、典型的にはマスク用シート10は、その第1繊維層11側の面(つまり第2の面II)が平坦面であり、第2繊維層12側の面(つまり第1の面I)が凹凸面になっている。
接合部15は凹部14に位置していることが好ましい。
接合部15は、凹部14の延びる方向に沿って間欠的に複数形成されて、接合部列をなしていることが好ましい。この実施形態は図4に示されている。
典型的には接合部15の形状は円形である。しかし接合部15の形状はこれに限られず、円形以外の形状、例えば三角形、四角形及び六角形等の多角形、並びにその他の形状であってもよい。
また、接合部15は、凹部14の延びる方向に沿って連続した接合部を形成してもよい。
尤も、第1繊維層11及び第2繊維層12の風合いや肌触りを損なわないようにする観点からは、接合部15を間欠的に形成することが有利である。また、マスク用シート10の通気抵抗の上昇を効果的に抑制する観点からも接合部15を間欠的に形成することが有利である。
一つの接合部列に着目したとき、凹部14の延びる方向に沿って隣り合う接合部15間の距離は同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。また、一つの接合部列に着目したとき、該接合部列を構成する個々の接合部15の形状はすべて同じであってもよく、あるいは異なる二種以上の形状の接合部を含んでいてもよい。
また、凸部13の形態安定性の観点から、マスク用シート10の自然状態において、平面投影視での単位面積S0当たりの第2繊維層12の表面積S1の比率を3以下とすることが好ましく、2.8以下とすることが更に好ましく、2.5以下とすることが一層好ましい。
以上の観点から、マスク用シート10の自然状態において、平面投影視での単位面積S0当たりの第2繊維層12の表面積S1の比率は、1超3以下とすることが好ましく、1.3以上2.8以下とすることが更に好ましく、1.5以上2.5以下とすることが一層好ましい。
S1/S0=S1’/S0’
ただし、第1繊維層11と第2繊維層12の接合状態によっては、層間剥離する際に第2繊維層が塑性変形を生じてしまう場合がある。そのような場合は、図5に示すように、両繊維層が離間している凸部13において、第1繊維層11をカッター等で切断し、第1繊維層11を個々の独立した小片に分割すればよい。こうすることで、第2繊維層を平坦な状態に広げることが可能となるので、前記S1’が測定可能となる。マスク用シート10が一方向にのみ伸縮性を有する場合には、前記のS1’/S0’に代えて、図5に示すL1/L0を算出することで、S1/S0の値を求めることができる。あるいは、図3に示すような、自然状態のマスク用シートの厚み方向断面をマイクロスコープで拡大撮像し、その画像から第2繊維層のアウトラインの長さを測定することでも算出可能である。また、第1繊維層11に伸縮性シートを用いた場合には、自然状態のマスク用シート10に、伸長可能な方向に沿って所定の距離だけ離れた2点にマーキングを行い、その後、マスク用シート10を伸長可能な方向に第2繊維層が皺なく平坦になるまで伸長させたときのマーキング間距離を測定することでも算出可能である。なお、マスク用シート10が後述する第3繊維層33(図15参照)を有する場合、及び第4繊維層43(図16及び図17参照)を有する場合においても同様の方法で測定すればよい。
また、凸部13の形態安定性の観点から、マスク用シート10の自然状態での平面視において、隣接する凸部13の中心間距離を1mm以上に設定することが好ましく、1.5mm以上に設定することが更に好ましく、2mm以上に設定することが一層好ましい。
以上の観点から、マスク用シート10の自然状態での平面視において、隣接する凸部13の中心間距離を1mm以上6mm以下に設定することが好ましく、1.5mm以上5mm以下に設定することが更に好ましく、2mm以上4mm以下に設定することが一層好ましい。
凸部13の形態安定性の観点から、マスク用シート10の自然状態において、凸部13の頂点と、該凸部13に隣接する凹部14の底点の間の高低差Eを4mm以下に設定することが好ましく、3.5mm以下に設定することが更に好ましく、3mm以下に設定することが一層好ましい。
以上の観点から、マスク用シート10の自然状態において、凸部13の頂点と、該凸部13に隣接する凹部14の底点の間の高低差Eを1mm以上4mm以下に設定することが好ましく、1.5mm以上3.5mm以下に設定することが更に好ましく、2mm以上3mm以下に設定することが一層好ましい。
また、マスク用シート10の風合いや肌触りを良好にする観点から、マスク用シート10の第1の面I及び/又は第2の面IIにおける起毛繊維の本数は50本/cm以下であることが好ましく、40本/cm以下であることが更に好ましく、30本/cm以下であることが一層好ましい。
以上の観点から、マスク用シート10の第1の面I及び/又は第2の面IIにおいて、該面からシート厚み方向に1mm以上起毛している繊維の本数は、10本/cm以上50本/cm以下であることが好ましく、15本/cm以上40本/cm以下であることが更に好ましく、18本/cm以上30本/cm以下であることが一層好ましい。
マスク用シート10を、例えばマスク本体に着脱可能な交換用のフィルタシートとして用いる場合、使用中のフィルタシートとマスク本体との間の位置ずれを生じにくくする観点から、使用時に非肌対向面となる面の起毛繊維の本数が上述の範囲を満たすことが特に好ましい。典型的には第1繊維層11の外面が第2の面IIを形成しており、第2の面IIの起毛繊維本数が上述の値を有することが更に好ましい。
〔起毛している繊維の測定方法〕
図6(a)ないし(c)は、25℃50%RH環境下にて、マスク用シート10を構成する繊維の中で起毛している繊維の本数を測定する方法を示した模式図である。先ず、測定するシートから、鋭利なかみそりで、40mm×40mmの測定片を切り出し、図6(a)に示すように、測定片の起毛した面を折り返し線Zに沿って山折りして測定サンプル104を形成する。次に、この測定サンプル104を、黒い台紙の上に載せ、図6(b)に示すように、更にその上に、縦10mm×横10mmの穴107をあけた黒い台紙を載せる。このとき、図6(b)に示すように、測定サンプル104の折り目105が、上側の黒い台紙の穴107から見えるように配置する。両台紙には、富士共和製紙株式会社の「ケンラン(黒)連量265g」を用いる。その後、上側の台紙の穴107の両側それぞれから、折り目105に沿って外方に10mm離れた位置に、50gのおもりをそれぞれ載せ、測定サンプル104が完全に折りたたまれた状態を作る。次に、図6(c)に示すように、マイクロスコープ(株式会社キーエンス製VHX-900)を用いて、20倍の倍率で、台紙の穴107内を観察し、測定サンプル104の折り目105から1mm上方に平行移動した位置に形成される仮想線108よりも上方に起毛している繊維を起毛している繊維とみなし、1cm当たりの起毛している繊維の本数を計測する。測定は9箇所で行い、それらの平均値(小数第二位を四捨五入)を起毛している繊維の数とする。また、起毛している繊維の数を数える際に、例えば、図6(c)に示す繊維106aのように、折り目105から1mm上方にある仮想線108を2回横切る繊維がある場合、その繊維は2本と数える。具体的には、図6(c)に示す例では、仮想線108を1回横切る繊維が4本、仮想線108を2回横切る繊維106aが1本存在するが、2回横切る繊維106aは2本と数え、起毛した繊維の本数は6本となる。
これらの不織布を構成する樹脂は、繊維形成能を有するものである限りその種類に特に制限はない。例えばポリオレフィン樹脂やポリエステル樹脂を用いることができる。
特に、より細い繊維でフィルタ層を構成できることに起因して、捕集性を向上させ、坪量を低減させられる観点から、エレクトロスピニング不織布がより好ましい。
メルトブローン不織布は、繊維形成能を有する原料樹脂の溶融液を熱風に搬送して引き延ばすことで繊維を形成し、該繊維を捕集体上に堆積させることで製造される不織布である。エレクトロスピニング不織布は、繊維形成能を有する樹脂の溶液又は溶融液を帯電させて電界中に吐出し、該電界によって吐出液を引き延ばすことで繊維を形成し、該繊維を捕集体上に堆積させることで製造される不織布である。
特に、強度が強いことに起因して、保形性が高く、第2繊維層を保護し得る観点から、スパンボンド不織布がより好ましい。
第1繊維層11は、弾性フィラメント21が、実質的に非伸長状態で、非弾性繊維を含む不織布20,20に接合されていることが好ましい。また、2枚の不織布20,20に複数の弾性フィラメント21が接合された構成を有していることが好ましい。
複数の弾性フィラメント21は、互いに交差せずに一方向Xに延びるように配列していることが好ましく、こうすることにより前記一方向Xに伸縮可能になる。また、これにより第1繊維層11及びその第1繊維層11を備えたマスク用シート10は、弾性フィラメント21が延びる方向に伸長させたときに、該方向に直交する幅が縮む幅縮みが生じにくい利点がある。各弾性フィラメント21は、互いに交差しない限り、直線状に延びていてもよく、あるいは蛇行しながら延びていてもよい。この実施形態は図7に示されている。
また、複数の弾性フィラメント21は、X方向と直交するY方向に間隔をあけて配置されていることが好ましい。この実施形態は図4に示されている。
弾性フィラメント21の「弾性」及び不織布20の非弾性の「弾性」とは、伸ばすことができ且つ元の長さに対して50%伸ばした状態(元の長さの150%、すなわち1.5倍の長さにした状態)から力を解放したときに、元の長さの110%以下の長さまで戻る性質である。
マスク用シート10における第1繊維層11の「伸縮性」を確認するには、第2繊維層12が「非伸縮性」であることを利用し、マスク用シート10をそのまま用いて前記方法で確認すればよい。又は、前述の方法と同じように、マスク用シート10を層間剥離によって第1繊維層11と第2繊維層12に分離し、第1繊維層11の「伸縮性」を前記方法で直接測定してもよい。
不織布20,20は、弾性フィラメント21の延びるX方向と同方向に伸長可能となっていることが好ましい。
本明細書において、「伸長可能」とは、(イ)不織布20,20の構成繊維自体が伸長する場合と、(ロ)構成繊維自体は伸長しなくても、交点において結合していた繊維どうしが離れたり、繊維どうしの結合等により複数本の繊維で形成された立体構造が構造的に変化したり、構成繊維がちぎれたり、繊維のたるみが引き伸ばされたりして、不織布全体として伸長する場合とを包含する。
各不織布20,20は、弾性フィラメント21と接合される前の原反の状態で既に伸長可能になっていてもよい。あるいは、弾性フィラメント21と接合される前の原反の状態では伸長可能ではないが、弾性フィラメント21と接合された後に伸長可能となるように加工が施されて、伸長可能になるものであってもよい。不織布20を伸長可能にするための具体的な方法としては、熱処理、ロール間延伸、歯溝やギアによるかみ込み延伸、テンターによる引張延伸などが挙げられる。後述するマスク用シート10の好適な製造方法に鑑みると、弾性フィラメント21を、不織布20に溶着させるときの該不織布20の搬送性が良好になる等の点から、該不織布20はその原反の状態では伸長可能でないことが好ましい。
また、弾性フィラメント21は、弾性樹脂が溶融又は軟化した状態で延伸されて形成されたものであることが好ましい。これにより、弾性フィラメント21を、非伸長状態で不織布20に接合させることが容易となる。
延伸の具体的な操作としては、(a)弾性フィラメント21の原料となる樹脂を溶融紡糸して一旦未延伸糸を得、その未延伸糸の弾性フィラメントを再度加熱して軟化温度(ハードセグメントのガラス転移点温度Tg)以上の状態で延伸する操作や、(b)弾性フィラメント21の原料となる樹脂を溶融紡糸して得られた溶融状態の繊維を直接延伸する操作が挙げられる。後述するマスク用シート10の好適な製造方法においては、弾性フィラメント21は、溶融紡糸して得られた溶融状態の繊維を直接延伸することにより得られる。
「その全長にわたって接合されている」とは、弾性フィラメント21と接触しているすべての繊維(不織布20の構成繊維)が、該弾性フィラメント21と接合されていることを要せず、弾性フィラメント21に、意図的に形成された非接合部が存在しないような態様で、弾性フィラメント21と不織布20の構成繊維とが接合されていることをいう。
弾性フィラメント21と不織布20,20との接合の様式としては、例えば溶着、接着剤による接着などが挙げられる。溶融紡糸により得られた弾性フィラメント21の固化前に、該弾性フィラメント21を不織布20に溶着させることも好ましい。この場合、不織布20と弾性フィラメント21とを接合させる前に、補助的な接合手段として接着剤を塗布することができる。あるいは、各不織布20と弾性フィラメント21とを接合させた後に、補助的な接合手段として、熱処理(スチームジェット、ヒートエンボス)や、機械交絡(ニードルパンチ、スパンレース)などを行うこともできる。
不織布20と弾性フィラメント21との接合は、溶融又は軟化した状態の弾性フィラメント21が、不織布20と接触した状態で固化することのみによって達成されていること、すなわち接着剤を用いずに接合されていることが、第1繊維層11の柔軟性の向上の点から好ましい。
具体的には、伸長状態の第1繊維層11においては、弾性フィラメント21が延びる方向Xに沿って、高坪量部22と低坪量部23とが交互に配列している。高坪量部22及び低坪量部23は、弾性フィラメント21の延びるX方向と直交するY方向にそれぞれ帯状に延びている。高坪量部22は、低坪量部23に比較して坪量が大きく且つ厚みも大きくなっている。低坪量部23は、高坪量部22に比較して坪量が小さく且つ厚みも小さくなっている。
高坪量部22と低坪量部23とは、一定の周期で交互に配列していることが好ましい。
各高坪量部22は、互いに実質的に等幅であることが好ましく、各低坪量部23も、互いに実質的に等幅であることが好ましい。各高坪量部22が、実質的に等幅であるとは、複数の高坪量部22のうち、幅が最大であるものと幅が最小であるものとの幅の差が10%以内であることを意味する。各低坪量部23が、実質的に等幅であるとは、複数の低坪量部23のうち、幅が最大であるものと幅が最小であるものとの幅の差が10%以内であることを意味する。
この実施形態の、弾性フィラメント21が延びる方向Xに沿う断面図が、図8に示されている。
また、本発明のマスク用シートの製造方法は、第1繊維層11の原反として、第1繊維シート11Aの前駆体である複合材11Bを製造する前駆体製造工程と、前記複合材11Bに延伸加工を施して第1繊維層11の原反である、伸縮性を有する第1繊維シート11Aを得る伸縮性発現処理工程とを有することが好ましい。この実施形態は図10に示されている。
そして、伸縮性を有する第1繊維シート11Aを得るために、前工程として前駆体製造工程及びその延伸加工工程が行われることが好ましい。
第2繊維シート12Aとしては、第1繊維シート11Aよりも平均繊維径が小さいものが好適に用いられる。マスク用シート10において、第2繊維シート12Aは濾過材として、第1繊維シート11Aは支持体としての機能を有する部分に用いられるからである。
紡糸ヘッド17には、多数の紡糸ノズル16が直線状に一列に配置されていることが好ましい。紡糸ノズル16は、2枚の不織布20,20の幅方向に沿って配置されていることが好ましい。
紡出された溶融状態の弾性フィラメント21は、それぞれ原反から同速度で繰り出された2枚の不織布20,20と合流し、両不織布20,20間に挟持されて所定速度で引き取られることが好ましい。
弾性フィラメント21の引き取り速度は、両不織布20,20の繰り出し速度と一致していることが好ましい。
弾性フィラメント21の引き取り速度は、紡糸ノズル孔内の樹脂吐出速度に対し、その延伸倍率が1.1倍以上、好ましくは4倍以上、より好ましくは10倍以上となるように調整されることが好ましい。
また、その延伸倍率が400倍以下、好ましくは100倍以下、より好ましくは80倍以下となるように調整されることが好ましい。
本実施形態における伸縮性発現処理工程においては、歯溝延伸装置25を用いて、両不織布20,20に延伸処理を施す。この実施形態は図9及び図10に示されている。
この延伸処理は、複合材11Bを、弾性フィラメント21の延びる方向に沿って延伸して、両不織布20,20に伸長性を付与する処理である。ここでいう、伸長性の付与には、多少の伸長性を有する不織布20の伸長性を大きく向上させる場合も含まれる。
歯溝延伸装置25を用いた伸縮性発現処理工程においては、一対の歯溝ロール26,27間に、前駆体製造工程で得られた複合材11Bを供給し、複合材11Bに延伸させることで、複合材11Bに含まれる不織布20,20が伸長可能となった第1繊維シート11Aを得る。歯溝ロール26,27の歯形としては、一般的なインボリュート歯形、サイクロイド歯形が用いられ、特にこれらの歯幅を細くしたものが好ましい。
なお図9及び図10には、複合材11Bをロール状に巻き取ってロール状物11Rとした後、ロール状物11Rから巻き出した複合材11Bに延伸処理を施す場合を示したが、製造した複合材11Bを、ロール状に巻き取ることなく、歯溝ロール26,27を用いた歯溝延伸装置に導入してもよい。
本実施形態における接合工程においては、伸長状態の第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとが重ねられた積層シート10Aに対して、第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとを部分的に接合する接合加工が施されることが好ましい。
接合加工には、第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとを部分的に接合させることができる任意の装置を用いることができる。例えば、ヒートシール装置、超音波シール装置、高周波シール装置等を用いることができる。
また、好ましくは3倍以下、より好ましくは2.5倍以下である。
第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとを接合させる際の、両シート11A,12Aの搬送方向と、弾性フィラメント21が延びる方向とが一致していることが好ましい。第1繊維層11の伸長倍率は、伸長状態における長さを、伸長前の外力を加えない状態下の長さ、すなわち自然状態の長さで除して求められる。
超音波シール装置40は、典型的には積層シート10Aの超音波ホーン42側に向けられる超音波印加面とは反対側の面を支持する支持ロール41を備えている。
また、超音波ホーン42の先端面又は支持ロール41の表面には、マスク用シート10に形成する接合部15に対応するパターンで、接合用凸部(図示せず)が形成されていることが好ましい。そして、積層シート10Aを、支持ロール41と超音波ホーン42との間で挟んだ状態で、超音波ホーン42により積層シート10Aに超音波を印加する。これにより、積層シート10Aに、第1繊維シート11Aを構成する不織布20及び第2繊維シート12Aのいずれか一方又は双方が溶融又は軟化し、第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとが部分的に接合された接合部15が形成される。
積層シート10Aにおける超音波ホーン42側に向けられる超音波印加面は、第1繊維シート11A側の面でもよいし、第2繊維シート12A側の面でもよい。
この実施形態は図10に示されている。図10中、符号28及び29は、ニップロールであり、符号12Rは、第2繊維シート12Aを巻回したロール状物である。ニップロールは典型的には表面が平滑なロールである。
支持ロール41は、回転駆動されるものでも搬送されるシートに連れ回りする従動ロールであってもよい。また支持ロール41に代えて回転しない支持部材を用いてもよい。
また、本発明のマスク用シートの製造方法は、第2繊維層12の原反である第2繊維シート12Aを凹凸賦形する工程を有することが好ましい。
また、凹凸賦形された第2繊維シート12Aにおける凹部と第1繊維シート11Aとを接合することが好ましい。この実施形態は図11に示されている。
第1ロール31及び第2ロール32はいずれも、ロールの回転軸に沿って延びる凸条部31Aと凹条部31Bとを、ロールの回転方向に沿って交互に有する構造をしていることが好ましい。
第1ロール31と第2ロール32とは、両ロールの周面を噛み合わせた状態下に互いに反対方向に回転するように構成されている。
一方、第1繊維シート11Aはその原反から繰り出され、凹凸賦形された第2繊維シート12Aと重ね合わされる。両シート11A,12Aの重ね合わせと同時に、又は重ね合わせの後に、両シート11A,12Aは超音波シール装置40へ導入される。超音波シール装置40は超音波ホーン42を備えていることが好ましい。超音波シール装置40においては、第1繊維シート11Aと第2繊維シート12Aとの間が部分的に接合されて上述した接合部15が形成される。
なお、図11に示す製造方法では第2繊維シート12Aが、第1ロール31と第2ロール32とによって凹凸賦形されることに起因して、該第2繊維シート12Aの構成繊維が変形を受けることがある。これに対して、先に説明した図10に示す製造方法では第2繊維シート12Aに対して凹凸賦形を行わないので、該第2繊維シート12Aは変形を受けない。したがって、図11に示す製造方法と図10に示す製造方法とを比べると、図10に示す製造方法の方が、第2繊維シート12Aが受ける変形の程度が小さいという利点がある。
例えば、第2繊維層12が凸部13と凹部14からなる畝溝構造を有しているマスク用シート10を、マスクにおけるマスク本体として用いる場合には、マスク用シート10における凸部13がマスク1の縦方向となるようにマスクに組み込まれることが、良好な使用感の観点から好ましい。この実施形態は図12(a)及び図12(b)に示されている。
また、マスク用シート10における第1繊維層11が伸縮性を有し、それによってマスク用シート10がその全体として伸縮性を有する場合には、伸縮方向がマスク1の横方向、すなわち一対の耳掛け部1B,1Bを結ぶ方向となるように、マスク用シート10をマスク1に組み込むことが、マスク1のフィット性を高める観点から好ましい。
更に、マスク用シート10をマスク1に組み込むときには、マスク用シート10における凹凸構造が形成されている側の面である第1面を肌対向面として用いることが、良好な使用感の観点から好ましい。
詳細には、先ず図13(a)に示すとおり、図2に示すマスク用シート10又は後述する図15、図16及び図17に示すマスク用シート10を、その凸部13及び凹部14の延びる方向と直交する方向に沿って二つ折りする。二つ折りは、マスク用シート10における第1の面どうしが対向するように行うことが好ましい。次に、図13(b)に示すとおり、折り線Jの近傍において、二つ折りされたマスク用シート10どうしを互いに接合する。接合は、ヒトの鼻から顎にかけてマスク1の縦中心線がフィットするような曲線形状の接合線Kが形成されるように行う。最後に図13(c)に示すとおり、二つ折りした状態のマスク用シート10を、マスク本体1A及び耳掛け部1Bが一体で形成されるように打ち抜く。これらの工程を順次行うことで、目的とするマスク1を首尾よく製造できる。
このフィルタシート1Fは、図12(a)及び図12(b)に示すマスク本体1Aと同様に立体形状をしていることが好ましい。この実施形態は図14に示されている。
更に、マスク用シート10をフィルタシート1Fとして用いる場合には、マスク用シート10における凹凸構造が形成されている側の面である第1の面を肌対向面として用いることが、良好な使用感の観点から好ましい。
第3繊維層33は、第2繊維層12と同様に凹凸形状をしていることが好ましい。
第3繊維層33の凹凸形状は、第2繊維層12の凹凸形状と相補形状をなしており、第3繊維層33が第2繊維層12に沿った形状を有していることが好ましい。第3繊維層33がこのような形態を有していることに起因して、第3繊維層33が平坦である場合に比べて、通気抵抗Rを低下させることが可能になる。しかも、マスク用シート10を、第3繊維層33が肌と当接するように用いる場合、肌と第3繊維層33との接触面積が低減し、肌と第3繊維層33との間の摩擦が低減するという利点もある。
第3繊維層33は、第2繊維層12と密着しており、両者間には空隙は存在していないことが好ましい。
第3繊維層33と第2繊維層12とは、繊維の絡合によって結合しているか、又は接着剤によって結合していることが好ましい。マスク用シート10の風合いを低下させないようにする観点からは、第3繊維層33と第2繊維層12とは繊維の絡合によって結合していることが好ましい。
第3繊維層33における凸部は第2繊維層12における凸部と同位置にあることが好ましい。同様に、第3繊維層33における凹部は第2繊維層12における凹部と同位置にあることが好ましい。
更に第3繊維層33における接合部15の位置と、第2繊維層12における接合部15の位置とは、マスク用シート10の平面視において同じであることが好ましい。
この実施形態は図15に示されており、同図において、図2ないし図14と同じ部材には同じ符号を付してある。
第3繊維層33は、第2繊維層12を保護する役割を有している。詳細には、先に述べたとおり第2繊維層12は、粒子の良好な捕集性能と低通気抵抗とを両立させる観点から、第3繊維層33と比較して、その構成繊維の平均繊維径が細いことが好ましく、また坪量が低いことが好ましい。その結果、第2繊維層12は強度が低くなりがちであり、そのことに起因してマスク用シート10の製造過程やマスク用シート10の使用中に、第2繊維層12が損傷を受ける可能性がある。この不都合を防止するために、第2繊維層12の外面に第3繊維層33を積層することで、第2繊維層12を第3繊維層33によって保護している。この目的のために、第3繊維層33は第2繊維層12よりも高強度のものであることが望ましい。
この第3繊維層33の強度の観点から、第3繊維層33の坪量は、好ましくは5g/m2以上、より好ましくは10g/m2以上、更に好ましくは12g/m2以上である。
一方、マスク用シート10としての柔軟性を担保し、ヒトの顔面に装着した際、隙間なくフィットさせる観点から、第3繊維層33の坪量は、30g/m2以下であることが好ましく、20g/m2以下であることがより好ましく、18g/m2以下であることが更に好ましい。
また、第3繊維層33は上述のとおり第2繊維層12を保護しつつも、マスク用シート10の通気性を損なうものであってはならない。この観点から、通気抵抗に関しても、第3繊維層33は、第2繊維層12よりも低いことが好ましい。具体的には、0kPa・s/m超0.1kPa・s/m以下であることが好ましく、0.05kPa・s/m以下であることが更に好ましい。
前記と同様の観点から、第3繊維層33は、その構成繊維の平均繊維径が、第2繊維層12の構成繊維の平均繊維径よりも大きいことが好ましい。具体的には、第3繊維層33の構成繊維の平均繊維径は、第2繊維層12の構成繊維の平均繊維径よりも大きいことを条件として、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上、更に好ましくは10μm以上である。
また第3繊維層33の構成繊維の平均繊維径は、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることが更に好ましい。
一方、第2の製造方法に従い図15に示すマスク用シート10を製造する場合には、第3繊維層33の原反である第3繊維シートを積層させた第2繊維シートを第3繊維シートとともに凹凸賦形し、次いで第3繊維シート及び第2繊維シートの積層体を、第2繊維シートが第1繊維シートと対向するように、第1繊維シートと重ね合わせて接合すればよい。この場合にも、第3繊維シートとしては、第2繊維シートよりも平均繊維径が大きいものを用いることが好ましい。
第4繊維層43の凹凸形状は、第2繊維層12及び第3繊維層33の凹凸形状と相補形状をなしており、第4繊維層43が第3繊維層33に沿った形状を有していることが好ましい。
第4繊維層43は、第3繊維層33と密着しており、両者間には空隙は存在していないことが好ましい。
第4繊維層43と第3繊維層33とは、繊維の絡合によって結合しているか、又は接着剤によって結合していることが好ましい。マスク用シート10の風合いを低下させないようにする観点からは、第4繊維層43と第3繊維層33とは繊維の絡合によって結合していることが好ましい。
マスク用シート10の平面視において、第4繊維層43における凸部は第2繊維層12及び第3繊維層33における凸部と同位置にあることが好ましい。同様に、マスク用シート10の平面視において、第4繊維層43における凹部は第2繊維層12及び第3繊維層33における凹部と同位置にあることが好ましい。
更に第4繊維層43における接合部15の位置と、第2繊維層12及び第3繊維層33における接合部15の位置とは、マスク用シート10の平面視において同じであることが好ましい。
また第4繊維層43の坪量は、30g/m2以下であることが好ましく、20g/m2以下であることがより好ましく、18g/m2以下であることが更に好ましい。
また、第4繊維層43は、マスク用シート10に空気の濾過材としての機能を付与しつつ通気性を損なわないものであることが好ましい。この観点から、第4繊維層43は、通気抵抗Rが、0kPa・s/m超0.1kPa・s/m以下であることが好ましく、0.05kPa・s/m以下であることが更に好ましい。
前記と同様の観点から、第4繊維層43は、その構成繊維の平均繊維径は、5μm以上であることが好ましく、8μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることが更に好ましい。
また第4繊維層43の構成繊維の平均繊維径は、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることが更に好ましい。第4繊維層43の構成繊維の平均繊維径は、第2繊維層12の構成繊維の平均繊維径よりも大きいことが好ましい。第2繊維層12の構成繊維の平均繊維径よりも大きいことを条件として、第3繊維層33及び第4繊維層43の構成繊維の平均繊維径の大小は問わない。
第4繊維層43はその各面が凹凸構造になっている。詳細には、第4繊維層43は、第1繊維層11に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部53と、複数の凸部53の間に配された凹部54を有している。
凹部54は、第1繊維層11と第4繊維層43とが接合された接合部55を有している。
マスク用シート10の平面視において、第4繊維層43における凸部53は第2繊維層12及び第3繊維層33における凸部13と同位置にあることが好ましい。同様に、マスク用シート10の平面視において、第4繊維層43における凹部54は第2繊維層12及び第3繊維層33における凹部14と同位置にあることが好ましい。
更に第4繊維層43における接合部55の位置と、第2繊維層12及び第3繊維層33における接合部15の位置とは、マスク用シート10の平面視において同じであることが好ましい。
本実施形態のマスク用シート10の製造方法は、第1繊維シート11Aと、第2繊維層12及び第3繊維層33の原反である積層繊維シート33Aと、第4繊維層43の原反である第4繊維シート43Aとを部分的に接合してマスク用シート10を得る接合工程とを具備する。
また、本実施形態のマスク用シート10の製造方法は、第1繊維層11の原反として、第1繊維シート11Aの前駆体である複合材11Bを製造する前駆体製造工程と、前記複合材11Bに延伸加工を施して第1繊維層11の原反である、伸縮性を有する第1繊維シート11Aを得る伸縮性発現処理工程とを有することが好ましい。この実施形態は図18に示されている。図18において、符号33R及び43Rはそれぞれ、積層繊維シート33A及び第4繊維シート43Aを巻回したロール状物である。なお、前駆体製造工程及び伸縮性発現処理工程の詳細については、図10に示す製造方法と同様なので、ここでの重ねての説明は省略する。
次いで、伸長状態の第1繊維シート11Aと、積層繊維シート33Aと、第4繊維シート43Aとが重ねられた積層シート10Aに対して、第1繊維シート11Aと、積層繊維シート33Aと、第4繊維シート43Aとを部分的に接合する接合加工が施されることが好ましい。
接合加工には、第1繊維シート11Aと、積層繊維シート33Aと、第4繊維シート43Aとを部分的に接合させることができる任意の装置を用いることができる。例えば、ヒートシール装置、超音波シール装置、高周波シール装置等を用いることができる。
以後の操作の詳細については、図10に示す製造方法と同様なので、ここでの重ねての説明は省略する。
本実施例では図11に示す方法に従いマスク用シートを製造した。
(1)第1繊維シートの準備
表1に示す坪量及び平均繊維径を有し、ポリプロピレン(以下「PP」ともいう。)樹脂からなるスパンボンド不織布を準備した。この第1繊維シートを第1繊維層として用いた。
(2)第3繊維シートの準備
表1に示す坪量及び平均繊維径を有し、PP樹脂からなるスパンボンド不織布を準備した。この第3繊維シートを第3繊維層として用いた。
(3)第2繊維シートの製造
第3繊維シートの一面に、エレクトロスピニング法によってPP樹脂からなる第2繊維シートを製造した。この第2繊維シートを第2繊維層として用いた。第2繊維シートの坪量及び平均繊維径は表1に示すとおりである。
(4)マスク用シートの製造
図11に示す方法に従い、第3繊維シートが積層された第2繊維シートに凹凸賦形を施し、次いで第1繊維シートと重ね合わせて接合することで、第1繊維層、第2繊維層及び第3繊維層からなるマスク用シートを製造した。
得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。マスク用シート全体の通気抵抗と捕集率との関係をグラフにしたものを図19に示す。
第3繊維シートが積層された第2繊維シートに施す凹凸賦形の条件を変更した以外は実施例1と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
第2繊維層として表1に示す坪量及び平均繊維径を有するものを用いた以外は実施例1と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
本実施例では図9及び図10に示す方法に従いマスク用シートを製造した。
(1)第1繊維シートの製造
平均繊維径が18μmで、坪量が18g/m2である、PP樹脂からなるスパンボンド不織布を2枚用い、両不織布間に直径100μmの弾性フィラメントを複数本配置し、図9に示す複合材11Bを製造した。弾性フィラメントの全坪量は、エアスルー不織布の面積に対して9g/m2であった。この複合材11Bを、図10に示す一対の歯溝ロール26,27間に通して伸縮性を発現させて第1繊維シートを製造した。この第1繊維シートを第1繊維層として用いた。第1繊維層全体の坪量は45g/m2であった。
(2)第3繊維シートの準備
表1に示す坪量及び平均繊維径を有し、PP樹脂からなるスパンボンド不織布を準備した。この第3繊維シートを第3繊維層として用いた。
(3)第2繊維シートの製造
第3繊維シートの一面に、エレクトロスピニング法によってPP樹脂からなる第2繊維シートを製造した。この第2繊維シートを第2繊維層として用いた。第2繊維シートの坪量及び平均繊維径は表1に示すとおりである。
(4)マスク用シートの製造
図10に示す方法に従い、第1繊維シートを伸長させた状態下に、第3繊維シートが積層された第2繊維シートと第1シートとを重ね合わせて接合することで、第1繊維層、第2繊維層及び第3繊維層からなるマスク用シートを製造した。このとき、第1繊維層全体の坪量は45g/m2であった。
得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
第3繊維シートが積層された第2繊維シートに施す凹凸賦形の条件を変更した以外は実施例4と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
第2繊維シートとして表1に示す坪量を有するものを用いた以外は実施例4と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
実施例1において、第3繊維シートが積層された第2繊維シートに凹凸賦形を施さなかった。それ以外は実施例1と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
第2繊維層として表1に示す坪量及び平均繊維径を有するものを用いた以外は比較例1と同様にしてマスク用シートを製造した。得られたマスク用シートにおける諸元を表1に示す。
Claims (62)
- 第1の面と第2の面を有するマスク用シートであって、
第1繊維層と、第1繊維層の一方の面側に配された第2繊維層とを有し、
第2繊維層における第1繊維層との対向面と反対側に第1の面が位置するとともに、第1繊維層における第2繊維層との対向面と反対側に第2の面が位置し、
第2繊維層は、第1繊維層よりも、粒径1μm超の粒子の捕集率が高いか、及び/又は、平均繊維径が細いものであり、
第2繊維層の坪量が1g/m2以上20g/m2以下であり、
自然状態において、第2繊維層は、第1繊維層に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部と、複数の該凸部の間に配された凹部とを有し、
前記凹部に第2繊維層と第1繊維層とが接合された接合部を有する、マスク用シート。 - 前記マスク用シート全体の粒径1μm超の粒子の捕集率Hが85%以上100%以下であり、好ましくは88%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは92%以上である、請求項1に記載のマスク用シート。
- 前記マスク用シート全体の通気抵抗Rが0kPa・s/m超0.25kPa・s/m以下であり、好ましくは0.2kPa・s/m以下、より好ましくは0.18kPa・s/m以下である、請求項1又は2に記載のマスク用シート。
- マスク用シート全体の粒径1μm超の粒子の捕集率Hが85%以上100%以下であり、
前記捕集率Hとマスク用シート全体の通気抵抗Rとが下記式(1)を満たす、マスク用シート。
R≦0.02H-1.55 (1) - マスク用シート全体の粒径1μm超の粒子の捕集率Hが85%以上100%以下であり、
通気抵抗Rが0kPa・s/m超0.25kPa・s/m以下である、マスク用シート。 - 前記捕集率Hが88%以上、好ましくは90%以上である、請求項5に記載のマスク用シート。
- 前記通気抵抗Rが0.2kPa・s/m以下、好ましくは0.18kPa・s/m以下である、請求項5又は6に記載のマスク用シート。
- 第1の面と第2の面を有し、
第1繊維層と、第1繊維層の一方の面側に配された第2繊維層とを有し、
第2繊維層における第1繊維層との対向面と反対側に第1の面が位置するとともに、第1繊維層における第2繊維層との対向面と反対側に第2の面が位置し、
第2繊維層は、第1繊維層よりも、粒径1μm超の粒子の捕集率が高いか、及び/又は、平均繊維径が細いものであり、
第2繊維層は、第1繊維層に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部と、複数の該凸部の間に配された凹部とを有し、
前記凹部に第2繊維層と第1繊維層とが接合された接合部を有する、請求項4ないし7のいずれか一項に記載のマスク用シート。 - 前記凸部において第1繊維層と第2繊維層とが離間している、請求項1ないし3及び8のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層の面のうち、第1繊維層との対向面と反対側の面に第3繊維層が配されており、
第3繊維層における第2繊維層との対向面と反対側に第1の面が位置する、請求項1ないし3、8及び9のいずれか一項に記載のマスク用シート。 - 第3繊維層が第2繊維層に沿う凹凸形状を有する、請求項10に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層と第3繊維層とが繊維の絡合によって結合している、請求項10又は11に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層は、第3繊維層よりも、粒径1μm超の粒子の捕集率が高いか、及び/又は、平均繊維径が細いものである、請求項10ないし12のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第3繊維層の面のうち、第2繊維層との対向面と反対側の面に第4繊維層が配されており、
第4繊維層における第3繊維層と対向する面と反対側に第1の面が位置する、請求項10ないし13のいずれか一項に記載のマスク用シート。 - 第4繊維層が第2繊維層及び第3繊維層に沿う凹凸形状を有する、請求項14に記載のマスク用シート。
- 第4繊維層と第3繊維層とが繊維の絡合によって結合している、請求項14又は15に記載のマスク用シート。
- 第1繊維層の面のうち、第2繊維層との対向面と反対側の面に第4繊維層が配されており、
第4繊維層における第1繊維層との対向面と反対側に第2の面が位置する、請求項10に記載のマスク用シート。 - 第4繊維層が凹凸形状を有する、請求項17に記載のマスク用シート。
- 第4繊維層が、第1繊維層に対向する面と反対側の面に向かって突出する複数の凸部と、複数の凸部の間に配された凹部を有している、請求項17又は18に記載のマスク用シート。
- 凹部は、第1繊維層と第4繊維層とが接合された接合部を有している、請求項19に記載のマスク用シート。
- マスク用シートの平面視において、第4繊維層における凸部は、第2繊維層及び第3繊維層における凸部と同位置にあり、
第4繊維層における凹部は第2繊維層及び第3繊維層における凹部と同位置にある、請求項19又は20に記載のマスク用シート。 - 第4繊維層における接合部の位置と、第2繊維層及び第3繊維層における接合部の位置とが、マスク用シートの平面視において同じである、請求項20に記載のマスク用シート。
- 自然状態において、平面投影視での単位面積当たりの第2繊維層の表面積の比率が1超であり、好ましくは1.3以上であり、更に好ましくは1.5以上である、請求項1ないし3及び8ないし22のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態において、平面投影視での単位面積当たりの第2繊維層の表面積の比率が3以下であり、好ましくは2.8以下であり、更に好ましくは2.5以下である、請求項1ないし3及び8ないし23のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層の平均繊維径が0.2μm以上であり、好ましくは0.3μm以上であり、更に好ましくは0.4μm以上である、請求項1ないし3及び8ないし24のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層の平均繊維径が3μm以下であり、好ましくは2μm以下であり、更に好ましくは1μm以下である、請求項1ないし3及び8ないし25のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第1繊維層の平均繊維径をD1とし、
第2繊維層の平均繊維径をD2としたとき、
D1/D2の値が1.6以上50以下であり、好ましくは25以上である、請求項1ないし3及び8ないし26のいずれか一項に記載のマスク用シート。 - 第1繊維層における粒径1μm超の粒子の捕集率をC1とし、
第2繊維層における粒径1μm超の粒子の捕集率をC2としたとき、
C1/C2の値が0以上0.7である、請求項1ないし3及び8ないし27のいずれか一項に記載のマスク用シート。 - 第2繊維層の坪量が2g/m2以上であり、好ましくは2.5g/m2以上であり、更に好ましくは3g/m2以上である、請求項1ないし3及び8ないし28のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第2繊維層の坪量が15g/m2以下であり、好ましくは10g/m2以下であり、更に好ましくは5g/m2以下である、請求項1ないし3及び8ないし29のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態において前記凸部が形成されている、請求項1ないし3及び8ないし30のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 前記凸部及び前記凹部が交互に位置しており且つ同方向に沿って連続して延びている畝溝構造を有する、請求項1ないし3及び8ないし31のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態での平面視において、隣接する前記凸部の中心間距離が1mm以上であり、好ましくは1.5mm以上であり、更に好ましくは2mm以上である、請求項1ないし3及び8ないし32のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態での平面視において、隣接する前記凸部の中心間距離が6mm以下であり、好ましくは5mm以下であり、更に好ましくは4mm以下である、請求項1ないし3及び8ないし33のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態において、前記凸部の頂点と、該凸部に隣接する前記凹部の底点の間の高低差が1mm以上であり、好ましくは1.5mm以上であり、更に好ましくは2mm以上である、請求項1ないし3及び8ないし34のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 自然状態において、前記凸部の頂点と、該凸部に隣接する前記凹部の底点の間の高低差が4mm以下であり、好ましくは3.5mm以下であり、更に好ましくは3mm以下である、請求項1ないし3及び8ないし35のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第1繊維層が伸縮性を有している、請求項1ないし3及び8ないし36のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第1繊維層が、相対的に繊維の坪量が大きい複数の高坪量部と、相対的に繊維の坪量が小さい複数の低坪量部を有し、
伸長状態において、第1繊維層の伸縮方向に沿って、前記高坪量部と前記低坪量部とが交互に位置している、請求項37に記載のマスク用シート。 - 第2繊維層が、スパンボンド不織布、エアスルー不織布、メルトブローン不織布及びエレクトロスピニング不織布から選ばれる不織布であり、好ましくはメルトブローン不織布又はエレクトロスピニング不織布、より好ましくはエレクトロスピニング不織布である、請求項1ないし3及び8ないし38のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 第1繊維層が、スパンボンド不織布、エアスルー不織布、スパンレース不織布及びニードルパンチ不織布から選ばれる不織布であり、好ましくはスパンボンド不織布である、請求項1ないし3及び8ないし39のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 前記マスク用シートの第1の面又は第2の面において、該面からシート厚み方向に1mm以上起毛している繊維が10本/cm以上であり、好ましくは15本/cm以上であり、より好ましくは18本/cm以上である、請求項1ないし3及び8ないし40のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 前記マスク用シートの第1の面又は第2の面において、該面からシート厚み方向に1mm以上起毛している繊維が50本/cm以下であり、好ましくは40本/cm以下であり、より好ましくは30本/cm以下である、請求項1ないし3及び8ないし41のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- 前記マスク用シートの第2の面において、該面からシート厚み方向に1mm以上起毛している繊維が10本/cm以上であり、好ましくは15本/cm以上であり、より好ましくは18本/cm以上であり、50本/cm以下であり、好ましくは40本/cm以下であり、より好ましくは30本/cm以下である、請求項41又は42に記載のマスク用シート。
- 前記マスク用シートはヒトの口及び鼻を覆うものである、請求項1ないし43のいずれか一項に記載のマスク用シート。
- マスク本体が、請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを備えるマスク。
- マスク本体が、請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを備え、
前記マスク用シートにおける第1の面を肌対向面として用いる、マスク。 - マスク本体と、一対の耳掛け部を有するマスクであって、
前記マスク本体及び前記耳掛け部が、請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを備える、マスク。 - マスク本体と、該マスク本体に着脱可能なフィルタシートとを備え、
前記フィルタシートが、請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを備える、マスク。 - 前記マスクはヒトの口及び鼻を覆うものであり、請求項48に記載のマスク用シートを備える、マスク。
- 請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを、マスクにおけるマスク本体に着脱可能なフィルタシートとして用いる、マスク用シートの使用方法。
- 請求項1ないし44のいずれか一項に記載のマスク用シートを、マスクにおけるマスク本体に着脱可能なフィルタシートとして且つ第1の面を肌対向面として用いる、マスク用シートの使用方法。
- 伸縮性を有する第1繊維シートを伸長させた状態で、該第1繊維シートの一方の面側に第2繊維シートを重ね合わせる工程と、
両シートを部分的に接合する工程とを有し、
第2繊維シートとして、第1繊維シートよりも平均繊維径が小さいものを用いる、マスク用シートの製造方法。 - 第1繊維シートとして、複数の弾性フィラメントを有するものを用い、
前記弾性フィラメントの延びる方向に沿って第1繊維シートを伸長させる、請求項52に記載のマスク用シートの製造方法。 - 複数の弾性フィラメント及び非弾性繊維とを含む第1繊維シート原反に延伸加工を施して、該弾性フィラメントの延びる方向に沿って伸縮性が発現した第1繊維シートを得る、請求項53に記載のマスク用シートの製造方法。
- 第3繊維シートを積層させた第2繊維シートを、該第2繊維シートが第1繊維シートと対向するように、第1繊維シートと重ね合わせ、
第3繊維シートとして、第2繊維シートよりも平均繊維径が大きいものを用いる、請求項52ないし54のいずれか一項に記載のマスク用シートの製造方法。 - 紡糸した繊維を第3繊維シート上に堆積させて第2繊維シートを得る、請求項55に記載のマスク用シートの製造方法。
- 第2繊維シートを凹凸賦形する工程と、
凹凸賦形された第2繊維シートの一方の面側に第1繊維シートを重ね合わせる工程と、
第2繊維シートにおける凹部と第1繊維シートとを接合する工程とを有し、
第2繊維シートとして、第1繊維シートよりも平均繊維径が小さいものを用いる、マスク用シートの製造方法。 - 第3繊維シートを積層させた第2繊維シートを凹凸賦形し、
第2繊維シートを、該第2繊維シートが第1繊維シートと対向するように、第1繊維シートと重ね合わせ、
第3繊維シートとして、第2繊維シートよりも平均繊維径が大きいものを用いる、請求項57に記載のマスク用シートの製造方法。 - 紡糸した繊維を第3繊維シート上に堆積させて第2繊維シートを得る、請求項58に記載のマスク用シートの製造方法。
- 前記マスク用シートはヒトの口及び鼻を覆うものである、請求項52ないし59のいずれか一項に記載のマスク用シートの製造方法。
- マスク本体及び耳掛け部を有するマスクの製造方法であって、
請求項52ないし60のいずれか一項に記載の方法で製造されたマスク用シートを、二つ折りして積層体にするか、又は、第1繊維シートがそれぞれ外側になるように2枚重ねて積層体にし、
積層体にした状態の前記マスク用シートを、前記マスク本体及び前記耳掛け部が一体で形成されるように打ち抜く工程を有する、マスクの製造方法。 - 前記マスクはヒトの口及び鼻を覆うものである、請求項61に記載のマスクの製造方法。
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