特許 7358141 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-29

(45)【発行日】2023-10-10

(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 20060101AFI20231002BHJP

   A62B 18/02 20060101ALI20231002BHJP

【ＦＩ】

A41D13/11 Z

A62B18/02 C

A41D13/11 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019169438

(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公開番号】P2021046623

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-07-13

(73)【特許権者】

【識別番号】390020019

【氏名又は名称】レック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100181928

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100075948

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 征彦

(72)【発明者】

【氏名】北村 秀一

【審査官】須賀 仁美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０９２２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５０５７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３０６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１３５８６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４１Ｄ１３／１１

Ａ６２Ｂ１８／０２

Ｂ２９Ｃ５５／００－５５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

顔の凹凸に合うように加熱プレス成形によって山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を、マスク本体の上端辺に備えたマスクであって、
前記形状保持板材は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層したものであり、
前記湾曲部の凹面側に前記一軸延伸フィルム層が配置されることを特徴とするマスク。

【請求項2】

前記一軸延伸フィルム層はポリエステルを原材料とし、前記二軸延伸フィルム層はポリプロピレンを原材料としたことを特徴とする請求項１に記載のマスク。

【請求項3】

前記一軸延伸フィルム層はポリカーボネートを原材料と、非一軸延伸フィルム層はアクリルを原材料としたことを特徴とする請求項１に記載のマスク。

【請求項4】

前記一軸延伸フィルム層及び前記非一軸延伸フィルム層の厚みの比は、５：１～１５：１の範囲であることを特徴とする請求項３に記載のマスク。

【請求項5】

長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層した積層板材の前記一軸延伸フィルム層を凹面側にして、加熱プレスすることによって、顔の凹凸に合うように山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を成形するステップを備えることを特徴とするマスクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マスクを装着する際に、鼻から頬にかける形状に合わせて、マスク本体を隙間なく密着させる形状保持板材を備えたマスクに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来のマスクでは、不織布やガーゼ等から成るマスク本体が顔に密着しないために、隙間から外気が侵入したり吐いた息が漏れるのを防止する目的で、マスク本体の上部の鼻の当たる箇所に、線状物又は形状保持材を挿入或いは貼付している。マスクを装着する際に、線状物又は形状保持材を鼻や頬の形状に合わせて変形させることにより、マスク本体は顔に密着される。

【0003】

特許文献１には延伸されたポリエステル樹脂から成る線状物を、顔の凹凸に合うように加熱変形させてなる形状保持材及びそれを具備したマスクが開示されている。ポリエステル樹脂を溶融押出した後に延伸して、非晶状態又は低結晶状態の線状物が作製される。

【0004】

この線状物は顔の凹凸に合うように加熱変形されて形状保持材と成り、その際に非晶状態又は低結晶状態のポリエステル樹脂は結晶化される。形状保持材はポリエステル樹脂の結晶化によって剛性が増して、優れた形状保持性及び弾性回復性を有するようになる。

【0005】

この形状保持材は、マスク本体上部の鼻に当たる箇所に、挿入されているか、又は貼付され、マスクを装着すると、形状保持材の形状保持性及び弾性回復性によって、マスク本体が顔の凹凸にフィットして密着される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－０９２２８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の形状保持材には、延伸されたポリエステル樹脂を結晶化させることにより、それを具備したマスクを顔に密着させるために、必要な形状保持性及び弾性回復性が備わっている。

【0008】

しかしながら、形状保持材が延伸されたポリエステル樹脂のみで形成されているために、延伸方向とそれに直交する横方向とでは、加熱収縮率が約２～３倍程度に異なる。例えば、線状物の長尺方向をポリエステル樹脂の延伸方向として、線状物を顔の凹凸に合うように加熱変形させると、長尺方向は短尺方向に比べて約２～３倍程度の加熱収縮を発生する。その結果、得られた形状保持材の長尺方向の左右両端部にはうねりや皺が発生し、本来ほぼ直線状であるべき長尺方向の左右両端辺は複雑に入りくんだ曲線状となり、特に角部は大きく乱れた形状となる。

【0009】

このように形状の乱れた形状保持材が、マスク本体に挿入又は貼付されていると、マスク装着時に顔の形状にフィットして密着させることが不十分となるだけでなく、形状の乱れに起因して、顔に接触する際の肌触りも滑らかさを欠き、装着感が心地良くないという問題もある。

【0010】

また、線状物が延伸されたポリエステル樹脂から成っているために、顔の凹凸に合うように加熱変形させて形状保持材とするためには、熱プレス成形に長い時間を必要とし、製造効率が低いという問題もある。

【0011】

本発明の目的は、マスク本体を顔の凹凸に合わせて隙間なく密着できると共に、装着感も心地良く、効率的に製造できる形状保持板材を備えたマスクを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するための本発明に係るマスクは、顔の凹凸に合うように加熱プレス成形によって山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を、マスク本体の上端辺に備えたマスクであって、前記形状保持板材は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層したものであり、前記湾曲部の凹面側に前記一軸延伸フィルム層が配置されることを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係るマスクの製造方法は、長手方向に延伸させた一軸延伸フィルム層と、二軸延伸フィルム層とを積層した積層板材の前記一軸延伸フィルム層を凹面側にして、加熱プレスすることによって、顔の凹凸に合うように山型に変形させた湾曲部を有する形状保持板材を成形するステップを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るマスクは、端辺部や角部の形状が滑らかで、高い形状復元力を備えると共に、短時間で効率的に製造可能な形状保持板材を備えることで、装着した際に鼻から頬にかけて隙間なく密着させることができ、装着感も快適である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施例の形状保持板材を備えたマスクの斜視図である。

【図2】形状保持板材の断面図である。

【図3】積層板材の断面図である。

【図4】積層板材の加熱プレス成形の説明図である。

【図5】マスクを装着した状態の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の形状保持板材を備えたマスクの斜視図であり、図２は形状保持板材の断面図である。図１に示すマスクは、マスク本体１０と耳かけ紐２０とから構成されている。マスク本体１０は防護の対象となる塵埃、細菌やウイルス、気体等の特性に対応して、様々な材質や形状を選択され、例えば略矩形状の不織布又はガーゼ、或いはこれらの複数枚が積層された布状体から形成されている。

【0016】

マスク本体１０の左右端辺には、マスクを耳にかけて顔に装着するための耳かけ紐２０が取り付けられている。耳かけ紐２０には、顔への密着度を高めるために、ゴムのように張力が加えられた時の大きい伸び性と、張力がなくなった時の元の形状への復元性とが備わっている材料が選択される。

【0017】

マスク本体１０の上端辺の中央部、つまりマスク装着時には鼻や頬が接触する部分には、鼻の凹凸形状に合うように長尺方向の中央部を山型状に変形させた短冊形状の形状保持板材３０が備えられている。この形状保持板材３０は、マスク本体１０が単層又は積層の布状体であるかにもよるが、マスク本体１０内に内蔵されているのが好ましく、マスク本体１０上に取り付けられていてもよい。

【0018】

図２に示すように形状保持板材３０は、一軸延伸されたポリエステルから成る一軸延伸フィルム層３１と二軸延伸されたＯＰＰ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ又は延伸ポリプロピレン）から成る二軸延伸フィルム層３２とから成る積層構造であり、長尺方向の中央部には山型状の湾曲部３３が形成されている。

【0019】

形状保持板材３０の長尺方向は、一軸延伸フィルム層３１であるポリエステル樹脂層３１ａの延伸方向と略一致しており、ポリエステル樹脂層３１ａは例えば一軸延伸されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等から形成されている。一軸延伸フィルム層３１であるポリエステル樹脂層３１ａと二軸延伸フィルム層３２であるＯＰＰ層３２ａとの層厚の比率は５：１～１５：１の範囲であり、一軸延伸フィルム層３１であるポリエステル樹脂層３１ａの層厚は０．２ｍｍ～０．５ｍｍの範囲であることが好ましく、例えば典型的な層厚はポリエステル樹脂層３１ａが２７０μｍ、ＯＰＰ層３２ａが２５μｍである。

【0020】

湾曲部３３は例えば加熱プレス成形によって形成され、加熱プレス成形する以前のポリエステル樹脂層３１ａ、ＯＰＰ層３２ａの熱収縮率は、ポリエステル樹脂層３１ａの延伸方向においてはポリエステル樹脂層３１ａの方がＯＰＰ層３２ａよりも若干大きく、ポリエステル樹脂層３１ａの延伸方向に直交する方向においてはポリエステル樹脂層３１ａよりもＯＰＰ層３２ａの方が大きくされている。つまり、ポリエステル樹脂層３１ａの熱収縮率は大きな異方性を有し、延伸方向の熱収縮率がそれに直交する方向の熱収縮率の数倍～数十倍の範囲で、適宜にポリエステル樹脂層３１ａが選択される。これに対してＯＰＰ層３２ａは、ほぼ等方性の熱収縮率を有している。

【0021】

これら熱収縮率の特性を考慮して、湾曲部３３の凹面部側は形状保持板材３０の長尺方向つまり延伸方向に熱収縮率の大きいポリエステル樹脂層３１ａの表面、湾曲部３３の凸面部側は長尺方向にはポリエステル樹脂層３１ａよりも熱収縮率の小さいＯＰＰ層３２ａの表面となるようにされている。湾曲部３３の凹面部側は長尺方向に熱収縮率の大きいポリエステル樹脂層３１ａの表面、湾曲部３３の凸面部側は長尺方向にはポリエステル樹脂層３１ａよりも熱収縮率の小さいＯＰＰ層３２ａの表面とすることにより、後述する加熱プレス成形によって湾曲部３３を形成する際に、形状保持板材３０が湾曲部３３の山型状と同じ方向に反るため、ポリエステル樹脂層３１ａとＯＰＰ層３２ａとの層間の密着性を高めて、層間の剥離不良が発生するのを抑制し、形状保持板材３０の端辺部を滑らかな形状とすることができる。

【0022】

次に形状保持板材３０を製造する方法を説明する。図３は形状保持板材３０に山型形状の湾曲部３３を形成する以前の積層板材３０ａの断面図である。積層板材３０ａを作製するには、先ず押出フィルム成形によってポリエステル樹脂フィルム３１ｂを作製し、その後に長尺方向に一軸延伸させて延伸ポリエステル樹脂フィルム３１ｃを作製する。同様に押出フィルム成形によってポリプロピレンフィルム３２ｂを作製し、その後に長尺方向及び幅方向に二軸延伸させて二軸延伸ＯＰＰフィルム３２ｃを作製する。

【0023】

これらの延伸ポリエステル樹脂フィルム３１ｃと二軸延伸ＯＰＰフィルム３２ｃとを熱ラミネートすることにより、図３に示すようにポリエステル樹脂層３１ａとＯＰＰ層３２ａとが積層された積層板材３０ａが得られる。なお、ラミネート方法については特に熱ラミネートに限定されることはなく、接着剤を介したドライラミネートや、熱溶融樹脂による接着層を介した押出ラミネートを選択することも可能である。

【0024】

そして、図４に示すように下側に配置した凹状部を備える金型Ｋ１の上に、ＯＰＰ層３２ａが下になるように積層板材３０ａを載置し、上側に配置した凸状部を備える金型Ｋ２により、矢印方向に加熱プレス成形を行うことにより、図２に示す形状保持板材３０の長尺方向の中央部に湾曲部３３を有する形状保持板材３０が成形される。

【0025】

その際に、加熱プレス成形時の温度及び押圧力の履歴は、積層板材３０ａを構成する樹脂の強度や反り量に影響を与えるので、形状保持板材３０の強度を上げるために、温度及び押圧力を適宜に制御する。例えば、ポリエステル樹脂層３１ａ及びＯＰＰ層３２ａを共に成形可能とするために、両樹脂をビカット軟化温度以上かつ融点温度以下となるように、例えば１２５℃前後に金型温度を制御し、湾曲部３３の山型状が１０秒程度の短時間で円滑に成形されるようにする。

【0026】

この加熱プレス成形時には、湾曲部３３の凸面部側に等方性の熱収縮率を有するＯＰＰ層３２ａが位置し、湾曲部３３の凹面部側に長尺方向の熱収縮率が大きいポリエステル樹脂層３１ａが位置する。従って、金型Ｋ１及びＫ２内ではポリエステル樹脂層３１ａがＯＰＰ層３２ａよりも大きく熱収縮して、湾曲部３３の山型状と同じ方向に形状保持板材３０全体を反らせるような力が発生する。金型Ｋ１及びＫ２による加温と押圧を解除して、金型から形状保持板材３０を取り出した後には、形状保持板材３０の反り方向と湾曲部３３の山型状の方向が同一方向となる。その結果、形状保持板材３０全体のポリエステル樹脂層３１ａとＯＰＰ層３２ａとの界面には一定方向に力が作用するので、界面の密着性を高めることができ、層間の剥離等の不良発生を抑制する。

【0027】

同時に、ＯＰＰ層３２ａは等方的に大きく熱収縮するのに対して、ポリエステル樹脂層３１ａは長尺方向にのみ大きく熱収縮し幅方向の熱収縮は小さい。従って、ＯＰＰ層３２ａの等方的で大きな熱収縮が支配的な要因となって、形状保持板材３０の加熱プレス成形後の全体形状は制御されるので、形状保持板材３０は等方的に収縮した端辺部が滑らかで皺の少ない形状となる。

【0028】

また、ＯＰＰ層３２ａの加熱収縮の方が、ポリエステル樹脂層３１ａの加熱収縮よりも速く進行する。従って、加熱プレス成形によって積層板材３０ａが熱変形して得られた形状保持板材３０の形状が安定するまでに要する時間は、延伸ポリエステル樹脂のみから成る単層の形状保持板材の場合よりも短くなる。その結果、加熱プレス成形の工程を、従来よりも短時間で完了することができる。

【0029】

加熱プレス成形後には、金型Ｋ１及びＫ２から形状保持板材３０を取り出して冷却を行う。この際にも、形状保持板材３０の反り方向と湾曲部３３の山型状の方向が同一方向となっているので、冷却条件の変動によって形状保持板材３０の反り量や湾曲部３３の形状がばらつくのを抑制することができる。

【0030】

なお、上述の作製方法では、延伸ポリエステル樹脂フィルム３１ｃと二軸延伸ＯＰＰフィルム３２ｃとをラミネートして積層板材３０ａを作製してから、この積層板材３０ａを加熱プレス成形している。この他に、ラミネートによって積層板材３０ａを作製する工程を実施せず、延伸ポリエステル樹脂フィルム３１ｃと二軸延伸ＯＰＰフィルム３２ｃとを重ね合わせて加熱プレス成形し、熱融着による積層と加熱プレスによる湾曲部３３の形成を同時に行うこともできる。

【0031】

作製された形状保持板材３０は、延伸ポリエステル樹脂フィルム３１ｃから成るポリエステル樹脂層３１ａと二軸延伸ＯＰＰフィルム３２ｃから成るＯＰＰ層３２ａとから構成されているので、延伸ポリエステル樹脂による強度や形状復元力の高さと、二軸延伸ポリプロピレン樹脂の等方性熱収縮による円滑な端辺部の形状とを兼ね備えている。

【0032】

表１は形状保持板材３０と単層の樹脂で構成した形状保持板材に関して、成形性と形状復元力を比較した特性比較表である。表１に示した数値は、１２５℃で１０秒間の加熱プレス成形を行い、形状保持板材に形成された湾曲部に対して、その凸部側から１００ｇの荷重を６０秒間加えた後に、湾曲部の高さを測定した結果である。１００ｇの荷重を６０秒間加える操作は、続けて３回実施され、その都度湾曲部の高さを測定している。表１に示すように同一の加熱プレス成形時間では、成形可能な湾曲部の高さが樹脂の構成によって異なり、つまり成形性に優れた樹脂の構成の方が、湾曲部の高さの初期値が大きくなる。形状保持板材３０の初期値２５ｍｍは、延伸ＰＥＴの単層による形状保持板材の初期値１５ｍｍと比較して大きく、形状保持板材３０は成形性に優れている。また、荷重を繰り返し加えた際の湾曲部の高さの減少率からみて、形状保持板材３０は延伸ＰＥＴの単層による形状保持板材とほぼ同等の形状復元力を有している。このように、形状保持板材３０は単層の樹脂で構成した形状保持板材と比較して、優れた成形性と形状復元力を兼ね備えている。

【0033】

表１

【0034】

図５は形状保持板材３０を備えたマスクを装着した状態の斜視図である。上述のように高い形状復元力と円滑な端辺部の形状を併せ持つ形状保持板材３０が、マスク本体１０の上端辺の中央部に備えられ、図５に示すように装着時には鼻や頬が接触する部分に位置する。形状保持板材３０の湾曲部３３等の形状を、鼻や頬の凹凸形状に合わせて適宜に変形させて、顔に密着させる。

【0035】

このとき、鼻や頬等の顔側には、形状保持板材３０のポリエステル樹脂層３１ａ側が配置される。形状保持板材３０の端辺部の形状が滑らかであるため、鼻や頬の形状に合わせて隙間なく密着させることができ、肌にギスギスするような不快な感触を与えず、装着感は心地良く滑らかである。

【0036】

また一旦、形状保持板材３０を鼻や頬の凹凸形状に合わせて適切に変形させてしまえば、マスクの着脱等を繰り返し行っても、形状保持板材３０の形状は高い形状復元力により、鼻や頬の凹凸形状に合わせた時の形状にほぼ復元される。従って、長時間に渡ってマスクを使用しても、装着時にマスク本体１０が顔に隙間なく密着する状態を維持し続けることができる。

【0037】

また、形状保持板材３０は、一軸延伸されたポリエステルを原料とするポリエステル樹脂層３１ａと二軸延伸されたポリプロピレンを原料とするＯＰＰ層３２ａとから成る積層構造として説明したが、これらの積層構造以外に、例えば一軸延伸されたポリカーボネート等を原料とする一軸延伸フィルム層と、例えばアクリル等を原料とする非一軸延伸フィルム層又は無延伸フィルム層とから成る積層構造を用いることもできる。

【0038】

このように、本発明に係る形状保持板材３０を備えたマスク１は、端辺部や角部の形状が滑らかで高い形状復元力を備えると共に、短時間で効率的に製造可能な形状保持板材を備えることで、装着した際に鼻から頬にかけて隙間なく密着させることができ、装着感も快適である。

【符号の説明】

【0039】

１０ マスク本体
２０ 耳かけ紐
３０ 形状保持板材
３０ａ 積層板材
３１ 一軸延伸フィルム層
３１ａ ポリエステル樹脂層
３２ 二軸延伸フィルム層
３２ａ ＯＰＰ層
３３ 湾曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】