特開 2022-157261 マスク及びマスクの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022157261

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】マスク及びマスクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   A41D 13/11 20060101AFI20221006BHJP

   A62B 18/02 20060101ALI20221006BHJP

   D04H 3/007 20120101ALI20221006BHJP

   D06M 13/00 20060101ALI20221006BHJP

   D06M 101/20 20060101ALN20221006BHJP

【ＦＩ】

A41D13/11 Z

A62B18/02 C

D04H3/007

D06M13/00

D06M101:20

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061383

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】516385918

【氏名又は名称】株式会社伸光テクノス

(71)【出願人】

【識別番号】521142209

【氏名又は名称】高橋 久美子

(71)【出願人】

【識別番号】521137054

【氏名又は名称】日本アールアンドイー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103207

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】木村 護

【テーマコード（参考）】

2E185

4L033

4L047

【Ｆターム（参考）】

2E185AA07

2E185CC32

2E185CC73

4L033AA05

4L033AB07

4L033BA00

4L047AA14

4L047AB03

4L047AB08

4L047CA05

4L047CA19

4L047CC03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】静電気によるウイルス吸着効果の維持や向上を企図したものであり、静電気によるウイルス吸着効果を長期間、保持することを目的とする。
【解決手段】マスク１は、第１不織布と、第２不織布と、を有するマスク本体４と、第１不織布と、第２不織布との間にポリプロピレン製不織布を配設したものであり、ポリプロピレン製不織布の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（好ましくは、35～80ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールであり、少なくともポリプロピレン製不織布が天然由来の成分を含有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１不織布と、第２不織布と、を有するマスク本体と、
前記第１不織布と、前記第２不織布との間にポリプロピレン製不織布を配設したマスク。

【請求項2】

前記ポリプロピレン製不織布の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（実用域は35～80ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールである請求項１のマスク。

【請求項3】

前記ポリプロピレン製不織布の繊維の間に設けられる空隙の径が少なくとも1μｍである請求項１又は２のマスク。

【請求項4】

少なくとも前記ポリプロピレン製不織布が天然由来の成分を含有する請求項１～３いずれかのマスク。

【請求項5】

メルトブローン法により前記ポリプロピレン製不織布を製造する工程と、
前記第１不織布と、前記第２不織布との間に前記ポリプロピレン製不織布を配設する工程と、
を備えたマスクの製造方法。

【請求項6】

前記ポリプロピレン製不織布の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（実用域は35～80ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールである請求項５のマスクの製造方法。

【請求項7】

前記ポリプロピレン製不織布の繊維の間に設けられる空隙の径が少なくとも1μｍである請求項５又は６のマスクの製造方法。

【請求項8】

少なくとも前記ポリプロピレン製不織布に対して、天然由来の成分を噴射し含有させる工程を備える請求項５～７いずれかのマスクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、国際規格を克服できるマスク及びマスクの製造方法、特に、使い捨ての衛生マスク及びマスクの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マスク国際規格によれば、マスク性能の指標には、細菌ろ過効率（BFE）と微粒子ろ過効率（PFE）などがあり、それぞれ国際規格が定められている。代表的には、EN規格（EN149）、米国労働安全衛生研究所のNIOSH規格、日本検定規格等がある。

【0003】

EN規格CEEN149は、ヨーロッパ各国のEU統合により、新しく制定されたヨーロッパ（EN）統一規格のことである。EN149FFPは、EN規格に適合した防じんマスクに付けられたものである。EN規格CEEN149は、ヨーロッパ各国のEU統合により、新しく制定されたヨーロッパ（EN）統一規格である。EN149FFPは、EN規格に適合した防じんマスクに付けられたものである。例えば、欧州規格AY1680EN149:2001A1:2009FFP2NRが例示される。

【0004】

NIOSH規格は、米国衛生省機関の米国労働安全衛生研究所（NIOSH）が定めた防じんマスクの規格である。N95は、Nは耐油性が無いことを表し（Notresistanttooil）、95は試験粒子を95%以上捕集できることを示す。米国の疾病管理予防センターの医療施設における結核感染防止のためのガイドラインに基づき、結核等の空気感染防止に有効と認められた規格である。

【0005】

日本検定規格は、日本の厚生労働省が防塵マスクについて定めた規格である。日本国内の労働安全衛生法による粉塵作業現場でマスクを使用する場合は、国家検定品を使うことが法令で義務付けられているが、ウィルスや災害現場では該当しない。

【0006】

各国の安全規格として、第三者認定機関（NotifiedBody:N/Bノティファイド・ボディー）の審査・認証試験を受ける必要がある。自己申請も可能であり、その際はN/B、C/Bを有する製品認証機関で製品試験を受け、内容を理解する必要性がある。

【0007】

マスクの国際規格を比較してみると、現状では、微粒子濾過率（PFE）については、ヨーロッパ規格がFFP2が94％以上、FFP3が99％以上となっており、少なくともこれを満たす使い捨て式マスクが日本国内でも望まれている。

【0008】

ところで、マスクには２つの機能（１）粉塵等の微粒子を捕集するフィルタ機能する機能、（２）静電気でウイルスを吸着する吸着機能がある。特許文献１、２に示す通り、マスク本体にフィルタを挿入し、所定の機能を追加したものが提案されている。

【0009】

特許文献１に示す通り、スギ等の花粉・排気ガス・紫煙・細菌・乾燥等から呼吸器を守るマスクは一般的に使い捨てであり、複数回使用するには抵抗がある。フィルタ（花粉、臭気、ウイルス等を吸着可能なシート等）を挿入出来、フィルタを交換することにより複数回の使用を可能とするマスクを提供する。顔に装着されるマスクであって、外部に面する布状態である外体と顔に面する布状態である内体と、を備え、内体は、内部空間を形成した状態で、外体に取り付けられており、挿入口から内部空間にフィルタを挿入可能である。

【0010】

特許文献２に示す通り、悪臭を吸着分解するスギ花粉等の微粉塵を濾過捕捉し、且つ、ノックス、エタンガス、メルカプタン等の刺激性及び悪臭性のガスを吸着・分解し、通気性の損失が低く更に素材自身が、生分解性質により環境汚染すること無く自然に帰る性質を持つ耳掛け型マスクを提供する。木材パルプ等の天然繊維と、キチン・キトサンを繊維化し、創られた不織布をフィルタ基材とし、更に、これに電子線又は放射線照射を加え、繊維表面をグラフト重合法により吸着・分解機能を持つ官能基を生成させ、不織布の持つ通気性を低下すること無く、課題を満足させるマスク素材とする。この素材は、あくまで天然繊維であり、廃棄に際しては生分解性であるため、環境汚染をする事無く自然に帰すことが出来る。この不織布自身を、マスク本体とするか、又は、ガーゼ等のような天然繊維を用いて造られたマスク母体にこの不織布をフィルタとして挿入し使用することも可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】実用新案登録第３２２６４０４号公報

【特許文献2】実用新案登録第３０９５５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上述の特許文献１、２に示す通り、マスクにフィルタを挿入するタイプのものは、フィルタ効果と、静電気によるウイルス吸着効果の２つがある。しかしながら、従来品のマスクのフィルタ効果は、製造時点から所定期間以上、例えば、２年程度以上は、持続する可能性はあるが、従来品のマスクの静電気によるウイルス吸着効果は、6ヶ月以内に消滅する可能性があり、静電気によるウイルス吸着効果が低下するおそれがある。

【0013】

本発明は、静電気によるウイルス吸着効果の維持や向上を企図したものであり、静電気によるウイルス吸着効果を長期間、保持することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、ポリプロピレン製不織布を備えたマスクであり、このマスクはポリプロピレン製不織布を中間層として、２枚の不織布で挟んだ３層以上の構造とする。即ち、本発明は、第１不織布と、第２不織布と、を有するマスク本体と、前記第１不織布と、前記第２不織布との間にポリプロピレン製不織布を配設したマスクである。このことにより、マスクの静電気吸着力が増大する。

【0015】

前記ポリプロピレン製不織布の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（好ましくは、35～80ｇ/m²、特に、38～42ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールである。前記の単位面積当たりの重さは、25ｇ/m²、40ｇ/m²、50ｇ/m²の三種類が例示され、高性能マスクになる程、単位面積当たりの重さが重くなる。ポリプロピレン製不織布が40ｇ/m²のとき、厚さは、0.2～0.5mmが好ましい。

【0016】

前記ポリプロピレン製不織布の繊維の間に設けられる空隙の径が少なくとも1μｍである。このことにより、静電気吸着力が所定期間以上、例えば、２年以上持続する。

【0017】

少なくとも前記ポリプロピレン製不織布が天然由来の成分を含有する。このことにより、菌に対する不活性化力が増大する。

【0018】

本発明は、ポリプロピレン製不織布に特徴があり、これを第１不織布と第２不織布で挟んで３層以上の構造とする。第１不織布と第２不織布の製造方法は一般的なマスクの不織布の製造方法と同様であるか、またはポリプロピレン製不織布の製造方法と同様である。

【0019】

本発明の別の態様の発明は、メルトブローン法（Melt-blown method）により前記ポリプロピレン製不織布を製造する工程と、前記第１不織布と、前記第２不織布との間に前記ポリプロピレン製不織布を配設する工程と、を備えたマスクの製造方法である。

【0020】

前記ポリプロピレン製不織布の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（好ましくは、35～80ｇ/m²、特に、38～42ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールである。前記単位面積当たりの重さは、25ｇ/m²、40ｇ/m²、50ｇ/m²の三種類が例示され、高性能マスクになる程、目付重量が重くなる。ポリプロピレン製不織布が40ｇ/m²のとき、厚さは、0.2～0.5mmが好ましい。

【0021】

前記ポリプロピレン製不織布の繊維の間に設けられる空隙の径が少なくとも1μｍである。

【0022】

少なくとも前記ポリプロピレン製不織布に対して、天然由来の成分を噴射し含有させる工程を備える。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、静電気によるウイルス吸着効果の維持や向上を図ることができ、静電気によるウイルス吸着効果を長期間、保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明実施形態のマスクの斜視図である。

【図2】本発明実施形態のマスクのマスク本体の断面図である。

【図3】本発明実施形態のマスクの製造方法を示す説明図である。

【図4】本発明実施形態のマスクの繊維径分布と、繊維構造を示す説明図である。

【図5】飛沫と飛沫核との関係を示す説明図である。

【図6】本発明実施形態による静電気吸着効果でウイルスの通過を阻止する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明実施形態のマスク１について、図１及び２を参照して説明する。

【0026】

本発明実施形態のマスク１は、第１不織布２と、第２不織布３と、を有するマスク本体４と、第１不織布２と、第２不織布３との間にポリプロピレン製不織布５を配設したものである。マスク本体４には、一対の耳かけ部６を設けている。

【0027】

ポリプロピレン製不織布５の厚さは、ポリプロピレン製不織布５の単位面積当たりの重さが40ｇ/m²のとき、0.2～0.5mmである。ポリプロピレン製不織布５の単位面積当たりの重さが15～80ｇ/m²（好ましくは、35～80ｇ/m²、特に38～42ｇ/m²）、繊維径が0.1～0.3デニールである。ポリプロピレン製不織布５の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）である。ポリプロピレン製不織布５はポリプロピレンチップを原料としたものである。

【0028】

少なくともポリプロピレン製不織布５が天然由来の成分のティートリー葉油を主原料とし、パインオイル（セイヨウアカマツ葉油）、及び/又は、柑橘系脂肪酸フラボノイドの少なくとも１つを含有する。上記はマスク素材の菌の不活性化を促進、抗菌持続性を高める。

【0029】

この薬液の重量に対する、天然由来の成分の重量比率が70～80％であることが好ましい。

【0030】

（１）ティーツリー葉油
学名Melaleucaalternifolia、科名フトモモ科、抽出部位は葉、抽出方法は水蒸気蒸留法である。主な成分は、モノテルペン炭化水素類、例えば、テルピネン-4-オール、y-テルピネン、α-テルピネン、1,8-シネオール、カジネンなどである。強力な抗感染作用を持ち、感染症の再発を予防する免疫力も高める。風邪、インフルエンザ、気管支炎、カンジダ症など、様々な感染症に向いている。免疫機能の低下から起こる神経疲労や衰弱にも効果的である。

【0031】

（２）セイヨウアカマツ葉油
セイヨウアカマツは「ヨーロッパアカマツ」または「パイン」とも呼ばれる、マツ科の樹木である。アジア、ヨーロッパに分布し、寿命150年～300年の常緑針葉樹で、現在４種類ほどある。その中でもパイン油と呼ばれる精油は主にスコットランドとノルウェーで採れるもので、通常パイン精油は葉と球果（松ぼっくり）から抽出される。ボルネオール、酢酸ボルニル、酢酸テルビニル、カジネン、カンフェン、ピネンなどを含み、抗菌作用がある。

【0032】

（３）柑橘系脂肪酸フラボノイド
柑橘系脂肪酸フラボノイドは、グレープフルーツ種子等の柑橘類から抽出されたポリフェノール（脂肪酸フラボノイド）である。脂肪酸フラボノイドは抗菌力が非常に高く、揮発性がほとんどないため、効果が持続する。

【0033】

薬液には、潤滑剤、例えば、グリセリン、ブチレングリコール（ＢＧ）等を含むことが挙げられる。

【0034】

マスク１は、ポリプロピレン製不織布５に特徴があり、その製造方法を図３、図４を参照し、説明する。なお、第１不織布２と、第２不織布３の製造方法は、一般的なマスクの不織布の製造方法と同様、又はポリプロピレン製不織布５の製造方法と同様であるので、説明は省略する。

【0035】

ポリプロピレン製不織布５の製造方法は、いわゆるメルトブローン法によるものであり、不織布の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。

【0036】

メルトブローンPPの特徴は、図１に示す通り、最大の特徴は、極細の繊維だけで構成される不織布が生産可能であることである。高温エアを噴出させ繊維をさらに細くしウェブを形成する。例えば、（１）原料の樹脂チップを加熱で溶解する、（２）ノズルから熱風で微細繊維を延伸・押出し、（３）吹き付けられた微細繊維でネットコンベア上にウェブを形成する。

【0037】

メルトブローン法は、基本的にスパンボンド製法と同じであるが、製造工法の大きな違いは、熱風によって延伸・押し出すことで、繊維径を極細にできる。一般的なスパンボンド比は、スパンボンドの繊維径：１．５～４．０デニールであるが、メルトブローン法による繊維径は0.1～0.3デニール（１デニール＝９０００ｍ/ｇ）である。図４において、平均繊維径は、４．２μｍが例示され、繊維の分布径の範囲は、１．８μｍ～１０μｍである。

【0038】

図３において、薬液は、微細繊維のウェブに対してノズル（図示略）から噴射する。マスク本体４に対して噴射してもよい。

【0039】

メルトブローン法の主目的は、図５、図６に示す通り、空気感染源を捕集し、着用者の呼吸器感染のリスクを低減することで、空気感染源を抑える役割を果たすことである。空気感染源とは、咳やくしゃみ等によって放出された飛沫の水分が蒸発し、直径5μm以下の飛沫核となったものが、飛散し、病原体が空気の流れによって運ばれ、これを肺に吸入することにより感染することである。

【0040】

NIOSH規格のN95規格のマスクは、5μm以下の飛沫核に付着した病原体を捕集することができ、着用者の肺への病原体の進入を防ぐことができるという規格をクリアしたマスクである。

【0041】

NIOSHが制定した呼吸器防護具の規格基準である。Nはnotresistanttooil耐油性なしを表し、95とは塩化ナトリウム（空力学的質量径0.3μm）の捕集効率試験で95％以上捕集することを意味する。

【0042】

N95マスクの基準は、飛散防止効果の高い形状と素材を使用する。その要件は、（１）NIOSH（米国労働安全衛生研究所）のN95規格をクリア（相当基準のクリア）、（２）自身の顔型にフィットした形状、適切な装着、（３）必要に応じた液体防護性のあるマスクの選択である。

【0043】

メルトブローンPPの最大の特徴は、静電気吸着持続時間が約2年であり、通常の不織布は約6ヶ月程度と比較して長期間であることである。飛散するウィルスの粒子サイズは0.1μmであり、通常のマスクでは、ウイルスが通過するが、マスク１は、メルトブローン法による不織布の繊維間の空隙の寸法が最小1μmであるとともに、ポリプロピレン製不織布５がポリプロピレンチップを原料としたものであり、静電気吸着効果を奏するため、静電気によって、ウイルスを吸着することで、ウイルスの通過を防止できる。このことにより、マスク１の静電気吸着力による静電気バリア効果が所定期間以上、例えば、製造時点から２年以上（従来品6ヶ月程度）持続する。

【0044】

以上、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得るものである。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。例えば、メルトブローン法の適用条件は、上記に限定されず、適宜変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、静電気吸着力を利用して、マスクの効力を長期間維持できることから、ウイルス対策に有効であり、その工業的利用価値は大である。

【符号の説明】

【0046】

１・・・マスク
２・・・第１不織布
３・・・第２不織布
４・・・マスク本体
５・・・ポリプロピレン製不織布
６・・・耳かけ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】