JP2023060648A - 鼻孔カバー - Google Patents

Abstract

【課題】従来のマスクの課題は以下である。１）マスク内で呼気と清浄空気が混合し、二酸化炭素や水分を同時に吸引するので息苦しかった。２）外気が入り込みウイルスや花粉、粉塵を完全に濾過できなかった。３）マスク内が呼気で湿るので不快であり雑菌が繁殖し不潔であった。４）呼気でマスク内が臭くなり不快感があった。５）メガネがくもって危険であった。【解決手段】マスクと顔面の間に、鼻背受けとマスク押えを備えた鼻孔カバーを装着した。鼻孔カバーは、顔面に対向して開口する顔面当接部と、マスクに対向して開口しているマスクを固定するためのマスク固定部でシールされており、口呼吸室と鼻呼吸室を独立させた。鼻呼吸時に臭い口呼気を吸引しないので快適である。又、マスク押さえでマスク上端部を保持してマスクの位置決めが簡単にできるようにした。マスクを安定して顔面固定でき、着脱を容易にしている。【選択図】図１

Description

本発明は、防臭機能や、花粉、粉塵、ウイルス、細菌などの人体への浸入を防止する濾過機能を有する鼻孔カバーに関する。

マスクは花粉、煤塵、ウイルス、細菌、微粒子、臭気などの体内への侵入防止に使用されている。ウイルスはくしゃみや咳で飛散し、エアロゾルの状態で数時間密閉空間に漂うことから、従来のマスクでは顔面との間に生じる隙間のためウイルスを完全に遮断することはできなかった。又、マスク内に排出された呼気は、低酸素濃度低下、高二酸化炭素濃度や水分量増大、口臭の混入などのため不快であり息苦しかった。

特許第６８８９４５４号広報において、マスクと顔面の間に装着する鼻孔カバーでマスク内に鼻呼吸専用の鼻呼吸室を形成し、鼻呼吸の際にウイルス、花粉、煤塵、口臭を吸引しない方法が提案されている。この方法においては、鼻孔カバーとマスクの位置決めが難しかった。又、鼻鼻孔カバーが鼻背に載置されておらず不安定になっていた。

特開２００２－２５３６８９号広報において、逆止弁の作用をする可撓性フラップを設けた排気弁付きマスクが提案されている。この方法においては、マスク内の呼気を排気弁で排出しやすいが、吸気の際にマスクと顔面の隙間からフィルタをバイパスして外気を吸飲するため、ウイルスや花粉を濾過することはできなかった。又、口臭を防止できず経時的に口臭濃度が高くなり不快であった。

特許第６８８９４５４号広報 特開２００２－２５３６８９号広報

米国労働安全衛生局はＮ９５マスクの認定をしており、非耐油性で0.3μm以上の塩化ナトリウム結晶の捕集効率が95％以上を意味している。日本の国家検定ではＤＳ２クラスがＮ９５と同様の効果がある。マスクの規格は一定の条件下での捕集効率であり重要なのはマスクと顔面のフィット性である。現実には、全ての人の顔面に的確にフィットするマスクを提供するのは困難である。一方、マスクと顔面がフィットするほど通気抵抗が大きくなり呼吸は息苦しくなる問題がある。

マスクはその周縁からバイパスして浸入するエアロゾル、花粉、ＰＭ２．５などの微小有害物を完全に遮断するのは構造的に不可能である。くしゃみや咳から生じるエアロゾルは密閉空間では２～３時間空中を漂うとされておりウイルス感染源となっている。エアロゾルの吸引を防ぐマスクの具現化が望まれている。

マスクは呼吸や会話により顔面からずれてしまうので度々位置調整が必要であった。鼻呼吸の際に鼻孔にマスクが吸い付いて鼻孔が塞がれるので呼吸が苦しくなっていた。鼻孔にマスクの繊維が接触してむずがゆくなり不快であった。マスクを鼻孔から外せば呼吸は楽であるがウイルスなどの遮断効果は失われていた。

従来のマスクでは、呼息運動で排出された呼気は一旦マスク内に充満してから外気に排出される。吸息運動では一旦マスク内に残留した呼気を吸引してから、外気からの清浄空気を吸引する。従って、マスク内では吸気（外気からの清浄空気）と呼気（肺からの吐出空気）が一旦混ざり合った状態になることを避けることはできない。快適な呼吸のためにはマスク内の残留呼気を素早く排出することが重要である。

マスク内の酸素濃度は、大気：２１％に対し、呼気：１６～１８％程度に低下する。二酸化炭素濃度は、大気：０．０１％に対し呼気：４％程度まで上昇する。水蒸気量は、大気：１０ｇ／ｍ３に対し、呼気：４ｇ／ｍ３程度まで上昇する。このためマスク呼吸では低酸素状態や高二酸化炭素状態や高湿度状態が継続し、息苦しいだけでなく口臭が充満し不快であった。さらに高濃度水蒸気によりメガネが曇りやすく、車の運転時は前方視界が遮られて危険であった。

口呼気の口臭原因は粘膜、唾液、食物などに含まれるタンパク質が細菌によって分解・発酵される際に生じるガスであり、代表的なものはメチルメルカプタン、硫化水素、ジメチルサルファイドなどである。これらの臭いは食後の時間経過とともに濃度が上昇し、マスク内に残留し続けるのでマスクしている間は口臭から逃れるすべはなかった。

本発明はマスクの問題点を解決し、外気とのシール性に優れ、確実にウイルスや粉塵を濾過して、大気と同等レベルの清浄化された新鮮な空気の吸引を可能にするとともに、マスク内の臭いやメガネのくもりを軽減することにある。その解決課題は以下である。１）マスクの位置を固定して、マスクが上下にずれないようにする。２）鼻孔の周辺に空間を形成して通気抵抗を軽減し、マスク繊維が鼻孔に接触して生じるむずがゆさを解消する。３）マスクをマスク当接部とマスク押さえで固定するので、マスクと鼻孔カバーが一体となり着脱が容易である。４）マスク内を鼻呼吸室と口呼吸室に仕切ることにより、口呼吸と鼻呼吸を分離する。５）鼻呼吸における吸気と呼気の流路を制御する。６）マスク内で清浄な吸気と呼気が混合して汚染される度合いを低減し、酸素濃度の高い清浄な空気を吸引することにより息苦しさを軽減する。７）呼気による水蒸気の流路を制御しメガネが曇らないようにする。８）マスク内の臭いを軽減する。９）鼻孔カバーをマスクで被覆することにより外見の違和感を解消する。

第１の解決手段は特許請求項１に示すように、マスクと顔面の間に装着して用いられる鼻孔カバーであって、前記鼻孔カバーは顔面に対向して開口する顔面当接部と、マスクに対向して開口しているマスク当接部からなり、前記顔面当接部は顔面に密接して鼻孔及び鼻孔周辺をシールし、前記マスク当接部は前記マスクと当接してシールされることにより部分フィルタが形成され、前記鼻孔カバーは鼻呼吸だけを行なう鼻呼吸室を形成し、鼻孔の吸気と呼気を通気せしめるようにした前記鼻孔カバーにおいて、前記鼻孔カバーは鼻背受けを備えており、該鼻背受けはマスクの上端を固定するためのマスク押えを備えていることを特徴とする鼻孔カバーである。

第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記鼻孔カバーに吸息運動時は閉、呼息運動時は開となる逆止弁を備えたことを特徴とする鼻孔カバーである。

第１の解決手段による効果は、１）マスクの上端をマスク押さえで保持するので、マスクの位置が固定されマスクが上下にずれることがない。２）マスク押さえでマスクの中央部が顔面の中心になるように位置決めできる。３）鼻孔の周辺に空間が形成されマスクで鼻孔が塞がれることがなく呼吸が楽である。又、マスク繊維が鼻孔に接触しないのでむずがゆさが解消できる。４）マスクと顔面で形成される空間を鼻孔カバーで仕切って鼻呼吸室と口呼吸室を形成するので、口呼吸による口呼気と鼻呼吸による鼻呼気がマスク内で混合せず、鼻呼吸で口臭を吸い込むことがなく爽やかな呼吸ができる。５）鼻呼吸室は鼻孔カバーの顔面当接部とマスク固定部でシールされるので、マスクと顔面の隙間からエアロゾルとなって浸入するウイルスや花粉やＰＭ２．５などの微小有害物を吸引することがない。６）口呼吸室と分離しているので鼻呼吸室の容積を狭くでき、鼻呼気と清浄な空気が素早く入れ替り、鼻呼気の低濃度酸素、高濃度二酸化炭素、水蒸気を再吸入する量が少なくなり呼吸が楽である。７）顔面に湿気を含んだマスク素材が接触しないので不快感がない。８）鼻呼吸室による水蒸気はマスク固定部で囲まれた部分フィルタから排出されるのでメガネがくもりにくい。９）鼻孔カバーは従来型のマスクに取付けて使用できる。

第２の解決手段による効果は、呼息運動時は鼻孔カバー内が正圧になるので、呼気はおもに部分フィルタから排気されるとともに顔面当接部と顔面の隙間からも排出される。更に、鼻孔カバーに排気口を設け逆止弁備えることにより、逆止弁からも排気できるので通気抵抗が小さくなり呼吸が楽になる。

はマスクと鼻孔カバーを装着した顔面の横断面図。 は鼻孔カバーの斜視図。 は鼻孔カバーの正面図。 は図３のＡ－Ａ断面図。 は図４のＢ－Ｂ断面図。

本発明の実施形態を請求項１～２及び図１～５に基づいて説明する。

第１の解決手段は特許請求項１に示すように、マスク１０と顔面の間に装着して用いられる鼻孔カバー２０であって、前記鼻孔カバー２０は顔面に対向して開口する顔面当接部２１と、マスクに対向して開口しているマスク当接部２２からなり、前記顔面当接部２１は前記マスク１０に当接してシールされることにより部分フィルタ１１が形成され、前記鼻孔カバー２０は鼻呼吸だけを行なう鼻呼吸室１００を形成し、鼻孔の吸気と呼気を通気せしめるようにした前記鼻孔カバー２０において、前記鼻孔カバー２０は鼻背受け２３を備えており、該鼻背受け２３は前記マスク１０の上端１０ａを固定するためのマスク押え２４を備えていることを特徴とする鼻孔カバー２０である。

図１に示すように、鼻孔カバー２０は顔面とマスク１０の間に装着される。顔面当接部２１は顔面に密接して当接することにより顔面と鼻孔カバー２０をシールしている。マスク固定部２２はマスク１０に対向して開口しており、マスク１０と当接してシールされており、部分フィルタ１１を形成している。マスク１０は一般的に販売されている不織布マスク１０を使用できる。

マスク固定部２２とマスク１０は当接せしめてシールする他に色々な態様が考えられる。例えばマスク当接部に当接リブ２５によってマスク固定溝２６を形成し、マスク固定溝２６にマスク１０を固定リング３０で押し付けて当接せしめ、マスク１０と鼻孔カバー２０をシールする方法がある。

又、マスク固定部２２とマスク１０を接合材で接合して当接する方法がある。接合材には両面テープや接着剤などがある。鼻孔カバー２０は再使用するために剥がしやすい接着剤が望ましい。接着剤にはシリコン樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系などが使用できる。シリコン樹脂系は弾力性を維持したまま粘着力を保持するとともに剥がしやすい特性があるのでマスク固定用として望ましい。剥がしやすい接合材としてＪＩＳ K ６２５３準拠タイプＡデュロメータで５程度のシリコンを使用できる。マスク固定部２２とマスク１０を確実にシールすることにより、部分フィルタ１１以外から鼻孔カバー２０内に外気が浸入することはない。

図２は鼻孔カバー２０の斜視図である。鼻孔カバー２０の顔面当接部２１は顔面に精密に当接させるために、顔面の形状に合うように形成している。人間の顔面は個人差があり顔面当接部２１の素材を柔らかくして微妙な凹凸に柔軟に変形するのが望ましい。鼻孔カバー２０の素材は人体に無害であり柔軟な変形特性のあるシリコンやウレタンやTPE（サーマルプラスチックエラストマー）などの樹脂が適している。特にシリコンは人体に無害であり顔面の曲面に合わせて変形できるのでシール性がよい。

鼻孔カバー２０の上部は鼻背受け２３を備えている。鼻背受け２３によって鼻孔カバー
２０を顔面に安定的に固定できるので、顔面と鼻孔カバー２０のシール性能が向上する。

鼻背受け２３はマスク押さえ２４を備えている。マスク上端部１０ａはマスク押え２４に挿入され挟み込まれて固定される。マスクが上下にずれなくなり、マスクの位置修正が不要となる。

マスク１０はマスク当接部２２とマスク押え２４で固定され一体になっているので、マスク１０と鼻孔カバー２０を一体的に脱着できて便利である。

鼻孔カバー２０内は空間を形成しているので、鼻孔や鼻孔周辺にマスク１０が接触しない。マスク１０が鼻孔に接触するとむずがゆくなり不快である。又、吸息運動の際にマスク１０が鼻孔の周りに張り付くと鼻孔に蓋をしたような状況となり通気抵抗が上昇し息苦しくなる。又、従来のマスク１０は吸息時の負圧で、マスク１０が全体的に顔面に張り付くので通気抵抗が上昇し息苦しかった。鼻孔カバー２０はエアタンクの機能を持っており、鼻孔カバー２０内部の圧力変化が緩和され、鼻孔カバー２０内だけで呼吸が可能となっており、吸息時の負圧でマスク１０が顔面に張る付くこともなく呼吸が楽である。

鼻孔カバー２０の外側は口呼吸室２００であり、鼻呼吸室１００と口呼吸室２００は鼻孔カバー２０で完全に仕切られている。従って、鼻呼吸は鼻呼吸室１００だけで行なわれ、口呼吸は口呼吸室２００だけで行なわれることになり、鼻呼吸と口呼吸の呼気が混ざることがないので、口呼吸で排出される口臭を吸い込むことがなくなる。鼻呼吸の呼気に含まれる水蒸気は主として部分フィルタ１１から外気に放出されるのでメガネが曇りにくくなる。

吸息運動では、外気を吸飲する際に鼻孔カバー２０内は負圧になり、鼻孔カバー２０は顔面に吸い付けられシール性がアップする。吸気は部分フィルタ１１のみから吸引されるのでウイルスは完全に遮断される。ウイルスはエアロゾルとなって空間にしばらく浮遊するので鼻孔カバー２０を使用してマスク１０と顔面のシール性能を高めることが重要である。

呼息運動では、鼻孔カバー２０内は正圧になり、呼気は主に部分フィルタ１１から排出されるが、同時に鼻孔カバー２０と顔面との間にわずかな隙間が生じ、この隙間からも呼気を排気できるので通気抵抗が小さくなり呼吸が楽である。鼻孔カバー２０による吸息運動では、外気は完全にシールされた部分フィルタ１１のみから吸気されるが、呼息運動では部分フィルタ１１と顔面との隙間から排気されることになり排気箇所が増大し呼息運動が楽になる。呼息運動ではできるだけ素早く鼻孔カバー２０内の呼気を排出することにより、吸息運動時に残留呼気の吸引量を減少させることができる。呼息運動では鼻孔カバー２０と顔面のシール性よりも呼吸のしやすさが優先される。

第２の解決手段は特許請求項２に示すように、前記鼻孔カバー２０に吸息運動時は閉、呼息運動時は開となる逆止弁４０を備えたことを特徴とする鼻孔カバー２０である。

図４は鼻孔カバーに逆止弁４０を取付けた態様を示している。鼻孔カバー２０の側面２０ａに通気孔４０ａを設けフラッパ４１を接合して取付けている。図５は図４のＢ－Ｂ断面図である。通気孔４０ａの直径は５～１０ｍｍがよい。５ｍｍ以下であると通気抵抗が大きく息苦しい。１０ｍｍ以上であるとシール性が悪くなり吸息時に口臭やウイルスを吸引する恐れがある。フラッパ４１の材質はビニール、ポリエチレン、シリコンなどの樹脂が適している。フラッパ４１と鼻孔カバー２０は接着剤やシールテープ、ピンなどで接合できる。

１０：マスク
１０ａ：マスク上端部
１１：部分フィルタ
２０：鼻孔カバー
２０ａ：（鼻孔カバーの）側面
２１：顔面当接部
２２：マスク固定部
２３：鼻背受け
２４：マスク押え
２５：当接リブ
２６：マスク固定溝
３０：固定リング
４０：逆止弁
４０ａ：通気孔
４１：フラッパ
１００：鼻呼吸室
２００：口呼吸室

Claims (2)

1. マスクと顔面の間に装着して用いられる鼻孔カバーであって、前記鼻孔カバーは顔面に対向して開口する顔面当接部と、マスクに対向して開口しているマスク当接部からなり、前記顔面当接部は顔面に密接して鼻孔及び鼻孔周辺をシールし、前記マスク当接部は前記マスクに当接してシールされることにより部分フィルタが形成され、前記鼻孔カバーは鼻呼吸だけを行なう鼻呼吸室を形成し、鼻孔の吸気と呼気を通気せしめるようにした前記鼻孔カバーにおいて、前記鼻孔カバーは鼻背受けを備えており、該鼻背受けはマスクの上端を固定するためのマスク押えを備えていることを特徴とする鼻孔カバー。
2. 前記鼻孔カバーに吸息運動時は閉、呼息運動時は開となる逆止弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の鼻孔カバー。
   
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