JP2006218079A - 防塵マスク - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトかつフラットに折り畳める優れた収納性を有すると同時に、装着時に縦横両方向に展開して広い内空間を実現し、呼吸抵抗を減じるとともに装着時の形状を固定し、鼻孔部や***部との距離を保つことにより長時間の着装を快適にすることのできる折りたたみ可能な防塵マスクの提供。
【解決手段】台形状に折り重ねられた不織布シートを基材とし、台形の上辺および両斜辺同士の端末部が接合されて下辺を開口部とする袋とじ状に加工されたマスク基材において、予め不織布シート上に台形の上辺を基底とする三角形および三角形の垂線を形成するようにエンボスラインを設け、該エンボスラインに沿ってマスクの内側に縦方向に折りたたむことによりマスク中央部に中折れプリーツ部分を設けることを特徴とする縦横方向に同時に立体的に展開および折りたたみ可能な防塵マスク。
【選択図】図１

Description

本発明は、折りたたみ可能で、かつ保形性を有する防塵マスクに関し、特にプリーツ部を設け、縦横方向に同時に立体的に展開およびコンパクトかつフラットに折りたたみ可能であって、使い捨てであり、鼻および口辺を覆う半面形マスク（ハーフマスク）に類する防塵マスクに関する。

従来の防塵マスクは、カップ型であり、一旦賦形されたらその形を永久保持する反面、マスク着脱の前後においては、作業衣、衣服のポケットへの収納がその立体的なかさばりによって困難となっている。特に、マスクの着脱を頻繁に行なう状況においてはなおさらであり、該環境下で作業する者にとっては、マスクの内面の汚れや潰れなどの点でマスクの置き場所に特段の注意を払う必要があり取り扱いが非常に煩わしいこととなっている。

カップ型マスクを折りたたみ可能にしている例としては、鼻部を覆う部分の中央部を高くその外縁部に向かって次第に低く段差をもって蛇腹状に折り畳めるようにしたマスク（例えば、特許文献１参照。）、事前形成品を２等分軸に沿って折り畳む工程と、事前形成品を所望の角度で裁断する工程と、裁断された形成品を密着接合してマスクを形成する工程とを含む折り畳み型呼吸保護装置（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。しかしながら、これらは、折り畳んでも内面を保護できなかったり、十分にコンパクトに折り畳むことができなかったり、使用時の顔面特に鼻孔部と***部とマスクが使用中に接触したり、顔面とのフィット性が必ずしも満足できるものでなかったり、あるいは、十分にマスクの内空間を確保できないためマスクの吸排気にかかわる面積が小さく息苦しいという欠点を有するものであった。
特開２００２−２８２３７３号公報 特表２００２−５３７００９号公報

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、コンパクトかつフラットに折り畳める優れた収納性を有すると同時に、装着時に縦横両方向に展開して広い内空間を実現し、呼吸抵抗を減じるとともに装着時の形状を固定し、鼻孔部や***部との距離を保つことにより長時間の着装を快適にすることのできる折りたたみ可能な防塵マスクを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、台形状に折り重ねられた不織布シートの台形の下辺を除く各辺が接合されていて台形の下辺を開口部とする袋とじ状に加工されたマスク基材の突出部分に相当する箇所に、特定の二等辺三角形を形成するようにエンボスラインを施すことにより、該エンボスラインに沿ってコンパクトに折り畳め、ポケットへの収納を容易とするとともに展開したときにはマスクの形状を確定し、内空間を広く固定して、長時間の着装を快適にすることのできる折りたたみ可能な防塵マスクを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、台形状に折り重ねられた不織布シートを基材とし、台形の上辺および両斜辺同士の端末部が接合されて下辺を開口部とする袋とじ状に加工されたマスク基材において、予め不織布シート上に台形の上辺を基底とする二等辺三角形および該三角形の垂線を形成するようにエンボスラインを設け、該エンボスラインに沿ってマスクの内側に縦方向に折りたたむことによりマスク中央部に中折れプリーツ部分を設けることを特徴とする縦横方向に同時に立体的に展開および折りたたみ可能な防塵マスクが提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記台形の上辺の長さをＬとし、台形の下辺の長さをＲ’とし、台形の高さをＨとし、台形に付すエンボスラインによる二等辺三角形の高さをｈとし、二等辺三角形の傾斜角をＹとしたとき、Ｌが４〜１０ｃｍ、Ｒ’が３Ｌ〜５Ｌ、Ｈが１Ｌ〜２Ｌ、ｈが０．５Ｌ〜１．７Ｌ、Ｈ／ｈが１．１〜２、Ｙが４５〜７５度であることを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、台形下辺部中央付近にノーズピースが付与されていることを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３にいずれかの発明において、排気弁が付与されていることを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４にいずれかの発明において、不織布シートが複数の不織布の積層体であることを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第６の発明によれば、第５の発明において、不織布の積層体の最外層が、光触媒及び／又は銀系抗菌剤が付与された、目付け重量８〜３０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製スパンボンドまたはＳＭ（Ｍ）Ｓ不織布であることを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第７の発明によれば、第５又は６の発明において、不織布の積層体の内層の不織布が、帯電処理を施した目付け重量１０〜６０ｇ／ｍ^２のメルトブローポリプロピレン不織布を単数または複数使用したことを特徴とする防塵マスクが提供される。

また、本発明の第８の発明によれば、第７の発明において、不織布の積層体の内層の不織布が、帯電した３０〜２００ｇ／ｍ^２のポリオレフィン短繊維のニードルパンチ不織布を併用することを特徴とする防塵マスクが提供される。

本発明の防塵マスクは、エンボスラインによる折り畳み機能の付与により、縦横両方向に展開可能であり、この特徴によって装着時に大きな内空間を確保でき、長時間の着装を快適にすることができるところに特徴がある。また、収納の最には、縦横に折りたたむことができ、より小さくコンパクトかつフラットに折りたたむことができるので衣類のポケット等への収納性が格段に向上する。
ちなみに、従来に見られる二つ折りの折りたたみ型マスクでは、縦に折られたものか、あるいは横に折られたものかのいずれかであり、装着したときの内空間を大きくとることが不可能であった。この内空間の大きさは、呼吸時の圧損を減じ、また、鼻孔部と***部からの距離を確保してマスク基材との不快な接触を防止するため、着用の快適性に重要な役割を果たすものであるので、この内空間を大きくするには、マスク全体を大きくする必要があり、これには使用の利便性や顔面サイズに係わる意匠性の観点にて限界があった。本発明では、エンボスラインにより屈曲して多面体構造に展開されるので顔面の形状に適合しやすくなり、従来のカップ成形型よりも顔面形状への追従性が格段に改良されたマスクが提供される。

以下に本発明のマスクの形状、マスクを構成する不織布シート等について詳細に説明する。
１．マスクの形状
本発明のマスクの形状を図で説明する。図１は、本発明のマスクを展開した状態の斜視図であり、図２は、展開した状態の正面図であり、図３は折り畳み状態を説明する側面図であり、図４はマスクを装着した状態を示す図である。また、図５はマスク基材の展開図であり、図６は両台形上辺部で折り畳み、斜辺部同士を接合した状態の図である。
図において、１はマスク、２、３はマスクを構成する上部と下部の不織布であり、それぞれは、展開した状態では４で連結された台形形状を有している。４は台形形状の上辺に該当する折り返しのためのエンボスラインであり、５、５’は台形形状の下辺部に相当する。６、６’は台形形状の斜辺部であって、それぞれが上部不織布２と下部不織布３とのシール接合ラインとなっている。７、７’はタイバンド取り付け部であり、８はタイバンドであり、９はノーズピースである。また、１０、１０’及び１１、１１’は台形形状の上辺部４を基底とする二等辺三角形を形成するように施されたエンボスラインであり、１２、１２’は前記二等辺三角形の垂線を形成するように施されたエンボスラインである。

本発明の防塵マスクは、台形上辺４を共有する２つの台形２、３が一体構成されている不織布シートの台形斜辺の端部同士６並びに６’を接合し、台形下辺部の両耳端部にタイバンド取り付け部を有するように折り返し部７、７’が形成された防塵マスクであって、マスクを構成する２つの台形状不織布シート２、３の上辺部４を基底とし台形の下辺部５，５’方向に頂点を有する二等辺三角形４、１０、１０’並びに４、１１、１１’及びその三角形の垂線１２、１２’を形成するようにエンボスラインが施されている。

これらのエンボスラインは、マスクを構成する不織布シート、好ましくは複数の不織布シートを溶融結合するエンボス加工により施され、上述の台形斜辺のシール接合ラインとともに不織布層間を部分的に結合する役目も担っている。複数枚の不織布シートから構成されるマスク基材にエンボスラインが施された際の断面は、図７に示すように複数の不織布層が融着又は半融着されており、エンボスラインの位置で一体ヒンジとして円屈曲回転を反復できる効果を有する。図７において、２０はエンボスラインによる不織布の融着又は半融部であり、２１〜２３は、不織布シートである。
なお、エンボスラインの形態は、特に制限は無く、例えば、実線、破線、一点鎖線、二点鎖線でも良く、マスク基材に用いる不織布の材質、枚数等により適宜選択できるが、端部同士６並びに６’の接合にはシール性の観点から実線を用い、他のエンボスラインには破線、一点鎖線、二点鎖線が好ましく用いられる。

上部不織布２と下部不織布３の台形形状の下辺を除く三辺を接合された不織布シートから構成されるマスク１は、着用においては台形形状の上辺部４を先端とする凸部を形成する。この凸部には上記のような上下に三角形状のエンボスラインを施しており、使用前後にはエンボスライン１０、１０’、４で構成される上部二等辺三角形と、１１、１１’、４で構成される下部二等辺三角形が垂線１２、１２’に沿ってマスクの内側に折りたたまれている。したがって、この折りたたまれたマスクを装着のため展開する時には、斜めの線を形成するエンボスライン１０、１０’、１１、及び１１’は、マスク表面の屈曲線を形性し、マスク内部に適度な空間を形成するカップ状の多面体マスクとなり、適度な内空間が確保されることにより、顔面の鼻孔部および***部がマスク内面に押し付けられることなく、しかも台形状下辺部に相当する５、５’のマスク外周部では顔面にフィットして優れた密閉性を付与し、サイドからの汚れた空気等の流入を避けられる。
なお、上述のフィット性や空気のシール性をさらに向上させるため、適当なサイズにスリットされた柔軟なシール材を５，５’に沿ってマスクの内側に設置することが好ましい。

すなわち、エンボスライン１０、１０’、１１、及び１１’はマスクの上下方向に対して斜めの線を形成することにより、垂直に施されたエンボスライン１２と１２’と共に、エンボスラインで上半分はＡ〜Ｄの４つの小区画に分割し、下半分はＥ〜Ｈの４つの小区画からなる多面体で形成するようになるため、マスク内部に適度な空間が形成され、顔面の形状に良くフィットする特徴を有する。
さらに、各エンボスラインが各面の稜線となり、これがマスク全体の補強リブとして機能し、保型性を向上させる機能を果たす。

さらにまた、本発明のマスクをポケットに収納する際において、エンボスライン１２と１２’は縦の線を形成しており、該エンボスライン１２、１２’に沿って折り込むことにより、マスクを図３のようにコンパクトに縦折りして平面状に折り畳むことができる。この折りかたは、マスクを装着する際に、後述のタイバンドを横方向に伸ばすと、マスクが自然に横方向に広がるので装着に好都合となる利点を有するのみならず、この折込部分を展開することにより、広い装着内空間をもたらすことができる。
なお、エンボスライン１２，１２’には、適宜、直交するエンボスラインを複数箇所設けて広げて使用する際の形状を安定化させることができる。

本発明のマスクにおいては、構成する不織布を展開した場合は、図５に示すような上辺を共有する台形の繋がった形状となる。また、台形の斜辺部同士を接合することにより、図６に示すような側面を有するマスク基材となる。
この形状において、前記台形の上辺の長さをＬとし、台形の下辺の長さをＲ’とし、台形の高さをＨとし、台形に付すエンボスラインによる二等辺三角形の高さをｈとし、二等辺三角形の傾斜角をＹとしたとき、Ｌが４〜１０ｃｍ、Ｒ’が３Ｌ〜５Ｌ、Ｈが１Ｌ〜２Ｌ、ｈが０．５Ｌ〜１．７Ｌ、Ｈ／ｈが１．１〜２、Ｙが４５〜７５度である。
Ｌを単位基準として、Ｒ’が３Ｌ〜５Ｌ，Ｈが１Ｌ〜２Ｌの範囲を外れるとマスク全体の外形が横に拡がり過ぎか又はマスク先端部分が先鋭化し、あるいは突起部分が不必要に大きくなり使用勝手と外観を悪くし、防塵マスクの形状としてふさわしくない。また、ｈが０．５Ｌ〜１．７Ｌの範囲を外れ、Ｙが４５〜７５度の範囲を外れると、中折りプリーツ部分の面積が狭小となるか、または中折れ部分を形成し難くなり、折りたたみ性に不具合を生じ好ましくない。

本発明のマスクの製法は、図５の形状の不織布を打ち抜いた後、台形状下辺部側の接合シームライン及び前記規定の三角形状等のエンボスラインを公知の方法、例えば、熱融着法、超音波溶接法等を用いて施す。続いて、上記台形斜辺部同士を公知の方法、例えば、熱融着法、接着剤を用いる方法、超音波溶接法等を用いて接合して、マスク原体を形成させる。ここで、図５における２つの台形２、３は、独立した構成基材として接合してマスクを組立てることも可能であり、この場合は、台形上辺４も接合シームラインとなる。しかしながら、２つの台形２、３は、図５に示すような上辺４を共有した一体化された形状にする方が接合工程が少なく、製作工程上好ましい。

本発明のマスクにおいて、タイバンドは、前記台形下辺両端部に取り付ける。図８に示すように上記２つの台形状不織布シートを台形斜辺部で接合した後、図８の（１）の矢印で示すように台形下辺の端部を折り返し、タイバンド８を通したのちに端部の先端を斜辺接合部にポイント７１で熱融着または超音波溶接する。その際、両端部を折り返した後の台形下辺部に相当する長さをＲとすると（図６参照）、Ｒは２Ｌ〜４Ｌであるようにするのが好ましい。Ｒをこの範囲にすることにより、マスク内部において、顔面の頬のサイズを加味した適切な内空間を確保できる。

また、本発明のマスクにおいては、ノーズピース９を上部不織布の台形下辺部に相当する５の中心部分に沿って付与することができる。
ノーズピースは、図４に示すように着用時にマスクを鼻の形状に沿って密着させると同時にマスクの形状を保持する補助機能を果たす。したがって、このような機能を有するものであれば、その材質、大きさは特に制限されない。例えば、アルミニウムやプラスチックでコーティングされたワイヤー、形状記憶性プラスチック等が挙げられる。ノーズピースは、接着剤、例えば圧感接着剤、液状ホットメルト接着剤、又は超音波溶接等でマスクに固定することが可能である。また、ノーズピースは、マスクを構成する不織布内部に内蔵させたりすることも可能である。

さらに、本発明の防塵マスクにおいては、必要に応じて、排気弁を設けることができる。排気弁は、マスク装着者に楽な呼気の吐出を提供する機能を有するものであれば、特に制限することなく用いることができ、例えば、ダイヤフラム弁等が挙げられる。排気弁の装着箇所は、特に限定されず、図２に示されるＡ、Ｅ、Ｄ、Ｈのいずれかの部分に、音波溶接、接着、機械型締等により設けることが好ましい。図９に排気弁を付与した本発明のマスクの一例を示す。図９は、排気弁１３を図２に示されるＥの部分に付与した例である。

さらにまた、本発明の防塵マスクにおいては、必要に応じて、顔面に接する部分、特に台形の下辺部に相当する５、５’の内側にシール材を設けることができる。シール材としては、顔面の汗等を吸収でき、かつ柔軟性のある感触の優れたシートが好ましく、例えば、コットンシート、ウレタン発泡シート等を用いることができる。

２．不織布シート
本発明のマスクで用いる不織布シートは、単層であってもよいが、複数の異なる機能・性能を有する不織布を積層した積層不織布シートであることが好ましい。
積層不織布シートとしては、最外層、内層、最内層を構成する少なくとも３層からなる積層不織布シートが更に好ましい。
マスクで用いる不織布に用いる樹脂素材としては、特に制限されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル等が挙げられる。また、上記樹脂の複合繊維を用いても良い。例えば、外層の鞘部分がポリエチレンからなり、内層の芯部分がポリプロピレンよりなる複合繊維が挙げられる。この複合繊維においては、例えば、鞘部分のポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のいずれも使用できる。なお、このような複合繊維は後述のサーマルボンド不織布に用いるのが好ましい。

上記積層不織布シートにおける最外層を構成する不織布としては、マスクの最外層に位置し、内層を保護する機能を有する。また、必要に応じて、光触媒及び／又は銀系抗菌剤を付与して抗菌効果を有した不織布を用いることができる。光触媒は、最外層に付着する細菌や、ウイルスを含む飛沫をカットし、光触媒の効果及び／又は銀抗菌剤の効果で殺菌する。

光触媒は、紫外線が当たることにより、光触媒反応が起こり、強力な酸化力を出現し、これにより最外層に付着するウイルスを死滅分解するので、光触媒効果を最大限に引き出すためにはマスクの最外層に添着させるのが好ましい。内層側の不織布に添着すると紫外線が十分に届かない場合があり、光触媒の効果を最大限に引き出すことができない場合がある。
本発明で用いられる光触媒は、特に制限されないが、チタンとヒドロキシアパタイトを合成したチタンアパタイトが吸着機能があるため好ましい。

光触媒の不織布への添着方法は、容易に脱落しない方法であれば、特に制限されない。バインダーによる添着の場合としては、好ましい例としてはアクリル樹脂またはスチレン・ブタジエンラバー（ＳＢＲ樹脂）をエマルジョン化した水分散体を光触媒添着の際に使用する。または、シラン化合物をバインダーに用いても良い。光触媒を当該のバインダーを含む水に分散させた後、不織布に含浸し高温乾燥することで、光触媒は不織布上に強固に固着される。また、バインダーを使わずに光触媒を不織布用樹脂に練りこんで溶融紡糸を経て不織布とすることもできる。

本発明のマスクにおいて、上記光触媒の最外層不織布への付着量は０．５〜１０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは１〜６ｇ／ｍ^２である。光触媒の付着量が０．５ｇ／ｍ^２未満であると光触媒の能力が乏しく病原体の制菌性が低下し、一方、１０ｇ／ｍ^２を超えるとさほど増量効果が現れず、かえって、不織布の目詰まりで圧力損失を上昇させ、マスク性能に好ましくない。

他方、本発明で用いられる銀系抗菌剤としては、特に制限されないが、市販されているものとしては銀イオンをゼオライトに担持したものやりん酸ジルコニウム系無機イオン交換体に銀イオンを担持したものなどが用いられる。なを、銀系抗菌剤は、前述の光触媒と同様に、バインダーを用いて添着する方法および不織布原料樹脂（ポリプロピレン）に練りこんだスパンボンド不織布を使用することもできる。バインダー添着の場合、最外層不織布への添着量は、光触媒と同様、０．５〜１０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１〜６ｇ／ｍ^２である。また、原料樹脂に練りこむ場合には、０．５〜５重量％である。練り込みの場合、０．５重量％以下では抗菌効果を発現しにくく、また、５重量％以上ではさほどの量的効果を見ないこととスパンボンド成形における紡糸性が損なわれるため好ましくない。

また、本発明においては、光触媒と銀系抗菌剤を併用することによって、その抗菌性を幅広い使用条件で活用できる。すなわち、光触媒は光の照射により強力な殺菌効果を発揮するが、マスクが暗所に置かれた場合には効果が発揮されない。そこで併用された銀系抗菌剤が、暗所においても抗菌性を発現する。また、銀系抗菌剤は、単独では吸着性に乏しいので、吸着能のあるチタンアパタイト光触媒と共用することにより、実用上の抗菌作用が効果的に十分発揮される。すなわち、本発明において、光触媒としてチタンアパタイトを銀系抗菌剤と併用することにより、双方の機能を補完し、相互効果によりマスクの抗菌性を高めることができる。

なお、光触媒と銀系抗菌剤を併用する場合、同一のバインダに同時に混合して不織布に添着することも可能であるが、好ましくは、一旦、銀系抗菌剤を繊維原料に練り込んで抗菌スパンボンド不織布とし、この不織布に光触媒をバインダで添着処理した不織布を使用するすることもできる。この場合、光触媒としては、チタンアパタイト型を使用することが、菌、ウイルスなどの吸着性能を持つうえで好ましい。また、光触媒と銀系抗菌剤を同時に繊維に練りこんでスパンボンド不織布とし、これを最外層不織布に用いることもできる。
いずれにしても、上述の光触媒及び／又は銀系抗菌剤を付与した不織布をマスクの最外層に使用することが本発明では重要である。

マスクの最外層に用いる不織布としては、スパンボンド不織布、スパンボンド／メルトブロー複合不織布（ＳＭＳ不織布）、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布等が挙げられる。不織布の目付け重量は、用いる不織布によって好ましい範囲が異なる。
ＳＭＳ不織布の場合は、８〜３０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは１５〜２０ｇ／ｍ^２である。スパンボンド不織布の場合は、９〜１００ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは２０〜７０ｇ／ｍ^２である。サーマルボンド不織布の場合は、２０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは５０〜１５０ｇ／ｍ^２である。
それぞれの不織布において、目付け重量が下限未満では、その製法上、繊維の分散むらや巻き取りの強度面で安定生産が困難であり、また上限を超えると通気抵抗が増大し、マスクとしての好ましい性能範囲から外れる。

最外層で好ましく用いられるスパンボンド不織布部分においては、その平均繊維径は、好ましくは１０〜３０μｍである。また、スパンボンド層の総和した総目付重量は、好ましくは８〜３０ｇ／ｍ^２である。平均繊維径が１０μｍ未満のものは、その製法の特徴から生産が困難であり、現実的でない。また３０μｍを超えると、構成繊維の数が減少し、繊維の分散むらをきたす。総目付重量が８ｇ／ｍ^２未満では、強度の低下をきたし、後工程での支持基材不織布との貼合わせにて、加工に耐える抗張力が不足する。一方、３０ｇ／ｍ^２を超えても、捕集効率がさほど向上せず、いたずらに圧損が増加し、実用的でなくなる。
最外層にＳＭＳ不織布も好ましい不織布として使用される。このＳＭＳ不織布は８〜３０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１５〜２０ｇ／ｍ^２が用いられる。

内層を構成する不織布は、マスク全体として、圧力損失と微粒子の捕集効率のバランスにおいて、各種マスク規格に沿うように選択でき、ことさら低圧損、高捕集効率のマスク性能を有する、帯電処理を施したメルトブローポリプロピレン製不織布が適しており、好ましくはこの不織布を単数または複数枚重ねて用いる。
内層で好ましく用いるメルトブロー不織布は、その平均繊維径が好ましくは２〜８μｍであり、目付け重量が好ましくは１０〜６０ｇ／ｍ^２であり、目付け重量を厚みで除したかさ密度が０．０５〜０．２０ｇ／ｍ^３である。平均繊維径が２μｍ未満では、通気性が低下し（圧力損失が増大し）、かつ微粒子の目詰まりが速く、反対に８μｍを超えると微粒子の捕集効率が低下する。
内層を構成する不織布は、目付け重量が異なる２種類以上の不織布を組み合わせた積層体であっても、目付け重量が同じ不織布を組み合わせた積層体であってもよく、また、かさ密度が異なるものを組み合わせても良い。例えば、総目付け重量が６０ｇ／ｍ^２の場合を例にとると、３０ｇ／ｍ^２の不織布１枚と１５ｇ／ｍ^２の不織布を２枚組み合わせたもの、３０ｇ／ｍ^２の不織布２枚としたもの、あるいは２０ｇ／ｍ^２の不織布３枚を組み合わせたものなど、全体が６０ｇ／ｍ^２になるような任意の組み合わせで用いることができる。

また、内層に用いるメルトブロー不織布は、微粒子を捕集する機能を向上させるために、好ましくは帯電処理をしたものを用いる。帯電処理を施すことにより、静電気力によって微細な粉塵を効率良く捕集することができるためである。帯電処理はコロナ放電処理などによって行われる。

さらに、内層に用いる不織布として、帯電処理したポリオレフィン短繊維を主成分とするニードルパンチ不織布を上述のメルトブロー不織布と併用することが可能である。メルトブロー不織布は、微粒子を高効率で捕捉可能であるが、反面、圧損が大きいという欠点があり、メルトブロー不織布の枚数や目付け重量を制限して低圧損化する場合には、帯電処理したニードルパンチ不織布を併用することが有効である。ニードルパンチ不織布の目付重量としては、３０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましい。

上記最内層を構成する不織布は、マスクの剛性を高めるために使用する、いわば賦形のための支持体の機能を有する不織布であり、マスク全体の保型性を付与するために用いられる不織布である。したがって、最内層を構成する不織布としては、サーマルボンド不織布が好ましく、また、レーヨン不織布、セルロース不織布でも良い。目付け重量としては、通気度を損なわない範囲であれば、特に制約はない。

３．マスク
本発明の防塵マスクは、上述のようにコンパクトかつフラットに折り畳める優れた収納性を有し、マスク装着時の形状を確定してマスク内空間容積を確保し、長時間の装着を快適にすることのできる特徴を有する。さらに、必要に応じて、マスク外表面層に光触媒及び／または銀抗菌剤処理を施した不織布、内層には帯電処理を施したメルトブロー不織布ないしは帯電したニードルパンチ不織布を複数使用したマスクとすることができる。このような材質のマスクとすることで、抗菌性と高い防塵能力を併せ持つマスクとすることができ、工業的な作業環境での防塵とともに、結核菌などの細菌やウイルスを含む飛沫からの防御性が格段に向上したマスクとすることができる。したがって、工業用にとどまらず、病院内での感染予防や歯科治療での用途、あるいは防疫業務など広い範囲で使用できる。
特に、本発明のマスクは、顔面の一部を覆うハーフマスクであり、その全有効表面積は１５０〜３００ｃｍ^２であり、日本の防塵マスクの規格においてＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３並びにＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３を満足するマスクとしても、内層に用いる不織布層の構成を適宜変えることにより対応できる。
さらに、同様にＮＩＯＳＨ（米国労働安全衛生研究所）の制定する各種マスク規格、なかんずくＮ９５規格、あるいは欧州規格ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３を満足するマスクとしても対応できる。

以下に本発明を実施例で説明するが、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例で用いた試験方法、使用した不織布材料は以下の通りである。

１．試験方法
（１）不織布の目付重量：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ^２当たりに換算して求めた。
（２）光触媒能力：マスクの一部を切り出して検体し、光触媒製品技術協議会が制定した下記の液相フィルム密着法によって効果を判定した。
試験液：１０ｐｐｍメチレンブルー ０．１ｍｌ
被覆フィルム：５０μｍ、３０ｍｍ角のＬＤＰＥフィルム
紫外線強度：１ｍＷ／ｃｍ^２（２０Ｗブラックライト２本使用）
操作：検体表面に試験液を０．１ｍｌ滴下し、被覆フィルムを被せ試験液を均一に広げる。紫外線を照射し、経過時間後の試験液の脱色状態を目視で確認する。
効果判定：紫外線照射２時間以内に脱色が認められれば、光触媒能力ありと判定する。
（３）圧力損失、透過率：マスクをＴＳＩ８１３０型フィルタ試験機に装着し、ＮａＣｌの粒径分布の中央値（Ｃｏｕｎｔ Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）が０．０７５μｍのＮａＣｌ粒子を含有した空気を８５リットル／分の条件で流し、ＮａＣｌ粒子の捕集効率を計測した。圧力損失については４０リットル／分及び８５リットル／分の条件にて計測した。

２．材料
（１）光触媒：チタンとヒドロキシアパタイトを合成したカルシウムチタニウムヒドロキシフォスフェート（（Ｃａ，Ｔｉ）_１０（ＯＨ）_２（ＰＯ_４）_６（太平化学産業製ＰＨＯＴＯＨＡＰ ＰＣＡＰ−１００）を用いた。なお、不織布への固定添着をはかるため、固形分として同僚相当の水分散系アクリル樹脂を使用した。
（２）銀系抗菌剤：アルミノケイ酸塩による三次元骨格構造を持つゼオライトの構造内に銀イオンなどを取り込んだ銀系抗菌剤（シナネンゼオミック社製）を使用した。
（３）不織布シートとして下記の不織布−１〜不織布−７を使用した。
（ｉ）不織布−１：目付重量２０ｇ／ｃｍ^２のポリプロピレン製スパンボンド不織布
（ｉｉ）不織布−２：目付重量２０ｇ／ｃｍ^２の帯電処理されたポリプロピレン製ＳＭＳ不織布
（ｉｉｉ）不織布−３：目付重量２５ｇ／ｃｍ^２の帯電処理されたポリプロピレン製メルトブロー不織布
（ｉｖ）不織布−４：目付重量３０ｇ／ｃｍ^２の帯電処理されたポリプロピレン製メルトブロー不織布
（ｖ）不織布−５：目付重量５０ｇ／ｃｍ^２の帯電ポリオレフィン製短繊維ニードルパンチ不織布。
（ｖｉ）不織布−６：目付重量１３０ｇ／ｃｍ^２のポリオレフィン製短繊維サーマルボンド不織布
（ｖｉｉ）不織布−７：目付重量２０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製スパンボンド不織布で１重量％の上述（２）に示すシナネンゼオミック銀系抗菌剤を原料樹脂に練り込んだ不織布

（実施例１）
表層として光触媒を４ｇ／ｍ^２添着させた不織布−１を用い、内層として不織布−３を用い、最内層の口元層として不織布−６を用いた積層不織布シートを図５に示すような形状に打ち抜き、次いで、超音波でエンボスラインを施した。このときの寸法諸元について、Ｌは９ｃｍ、Ｒは２０ｃｍ、Ｒ’は２４ｃｍ、Ｈは９ｃｍ、ｈは７．５ｃｍ、Ｈ／ｈは１．２、Ｙは６７度であった。
次に、プラスチック製ノーズピース（長さ１００ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ：積水化学工業社製）を取り付け、図６に示すような位置に接合した。
さらに、両端耳部に図８に示すようにしてタイバンドを取り付け、防塵マスクを得た。このとき、折りたたんだ状態（図３）の大きさ（片面）は、およそ１００ｃｍ^２であった。得られたマスクの評価結果を表１に示す。

（実施例２）
内層として不織布−４と不織布−５を用いる以外は実施例１と同様にして、防塵マスクを得た。得られたマスクの評価結果を表１に示す。

（実施例３）
最外層の不織布として、銀抗菌剤を練りこんだ不織布−７を用い、その上に光触媒を２ｇ／ｍ^２添着したものを用い、内層として不織布−４と不織布−３を用い、排気弁を取り付ける以外は実施例１と同様にして、防塵マスクを得た。得られたマスクの評価結果を表１に示す

（比較例１）
エンボスラインを施さず、光触媒、銀系抗菌剤を添着しなかった以外は実施例３と同様にして、防塵マスクを得た。このとき、マスクの先端部を中折りしない状態、すなわち図６に示す上体での大きさはおよそ１４０ｃｍ^２であった。得られたマスクの評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜３は十分な光触媒機能を有し、低い圧力損失と低いダスト透過率を示している。また、実施例３では光触媒の添着量が低いにも係わらず、遜色ない光触媒効果を示している。また、実施例１〜３のマスクについて、折りたたみ後の面積（片面）は、比較例に対して７５％となり、よりコンパクトに折りたため、ポケットへの収納性が向上している。

本発明の防塵マスクは、コンパクトかつフラットに折り畳める優れた収納性を有し、マスク装着時の形状を確定してマスク内容積を固定し、長時間の着装を快適にすることのできる折りたたみ可能な防塵マスクであるので、工業用にとどまらず、病院内での感染予防や歯科治療での用途、あるいは防疫業務など広い範囲で使用できる。
特に、本発明のマスクは、顔面の一部を覆うハーフマスクであり、その全有効表面積は１５０〜３００ｃｍ^２であり、日本の防塵マスクの規格においてＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３並びにＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３を満足するマスクとしても、内層に用いる不織布層の構成を適宜変えることにより対応できる。
さらに、同様にＮＩＯＳＨ（米国労働安全衛生研究所）の制定する各種マスク規格、なかんずくＮ９５規格、あるいは欧州規格ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３を満足するマスクとしても対応できる。

本発明のマスクの展開した状態の斜視図である。 本発明のマスクの展開した状態の正面図である。 本発明のマスクの折りたたんだ状態の側面図である。 本発明のマスクを装着した状態の図である。 本発明のマスク基材の展開図である。 本発明のマスクの形状を説明する図である。 エンボスラインを説明する不織布シートの断面図である。 タイバンドを取り付ける工程を説明する図である。 本発明のマスクの排気弁を取り付けた折りたたんだ状態の側面図である。

符号の説明

１ 防塵マスク
２ 上部不織布
３ 下部不織布
４ 台形上辺
５、５’ 台形下辺
６、６’ 台形斜辺
７ タイバンド取り付け部
８ タイバンド
９ ノーズピース
１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’ エンボスライン
１３ 排気弁

Claims (8)

1. 台形状に折り重ねられた不織布シートを基材とし、台形の上辺および両斜辺同士の端末部が接合されて下辺を開口部とする袋とじ状に加工されたマスク基材において、予め不織布シート上に台形の上辺を基底とする二等辺三角形および該三角形の垂線を形成するようにエンボスラインを設け、該エンボスラインに沿ってマスクの内側に縦方向に折りたたむことによりマスク中央部に中折れプリーツ部分を設けることを特徴とする縦横方向に同時に立体的に展開および折りたたみ可能な防塵マスク。
2. 前記台形の上辺の長さをＬとし、台形の下辺の長さをＲ’とし、台形の高さをＨとし、台形に付すエンボスラインによる二等辺三角形の高さをｈとし、二等辺三角形の傾斜角をＹとしたとき、Ｌが４〜１０ｃｍ、Ｒ’が３Ｌ〜５Ｌ、Ｈが１Ｌ〜２Ｌ、ｈが０．５Ｌ〜１．７Ｌ、Ｈ／ｈが１．１〜２、Ｙが４５〜７５度であることを特徴とする請求項１に記載の防塵マスク。
3. 台形下辺部中央付近にノーズピースが付与されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の防塵マスク。
4. 排気弁が付与されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防塵マスク。
5. 不織布シートが複数の不織布の積層体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の防塵マスク。
6. 不織布の積層体の最外層が、光触媒及び／又は銀系抗菌剤が付与された、目付け重量８〜３０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製スパンボンドまたはＳＭ（Ｍ）Ｓ不織布であることを特徴とする請求項５に記載の防塵マスク。
7. 不織布の積層体の内層の不織布が、帯電処理を施した目付け重量１０〜６０ｇ／ｍ^２のメルトブローポリプロピレン不織布を単数または複数使用したことを特徴とする請求項５又は６に記載の防塵マスク。
8. 不織布の積層体の内層の不織布が、帯電した３０〜２００ｇ／ｍ^２のポリオレフィン短繊維のニードルパンチ不織布を併用することを特徴とする請求項７に記載の防塵マスク。

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