特表 2023-553575 ポリプロピレンとポリテトラフルオロエチレンとのコンビネーションフェイスマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-22

(54)【発明の名称】ポリプロピレンとポリテトラフルオロエチレンとのコンビネーションフェイスマスク

(51)【国際特許分類】

   A41D 13/11 20060101AFI20231215BHJP

【ＦＩ】

A41D13/11 Z

A41D13/11 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023558915

(86)(22)【出願日】2021-12-08

(85)【翻訳文提出日】2023-08-08

(86)【国際出願番号】 CA2021051763

(87)【国際公開番号】W WO2022120482

(87)【国際公開日】2022-06-16

(31)【優先権主張番号】63/122,759

(32)【優先日】2020-12-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523218669

【氏名又は名称】バーボー パトリス

(71)【出願人】

【識別番号】523218670

【氏名又は名称】ジラール リュック

(71)【出願人】

【識別番号】523218681

【氏名又は名称】ベルジュロン ダニー

(71)【出願人】

【識別番号】523218692

【氏名又は名称】アルディ ジュヌビエーヴ

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バーボー パトリス

(72)【発明者】

【氏名】ジラール リュック

(72)【発明者】

【氏名】ベルジュロン ダニー

(72)【発明者】

【氏名】アルディ ジュヌビエーヴ

【テーマコード（参考）】

3B211

【Ｆターム（参考）】

3B211CC01

3B211CC05

3B211CE00

3B211CE01

(57)【要約】

第一のポリプロピレン外層と、第二のポリプロピレン外層と、第一および第二のポリプロピレン外層の間に配置されたポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層と、前記外層のうち一方の外面に固定された少なくとも1つのストラップと、を備えるフェイスマスクを提供する。また、前記構成に加えて透明窓も含むフェイスマスクも提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一のポリプロピレン外層と、
第二のポリプロピレン外層と、
前記第一および第二のポリプロピレン外層の間に配置されたポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層と、
前記外層のうち一方の外面に固定された少なくとも１つのストラップと、
を備えるフェイスマスク。

【請求項2】

前記外層と前記内層との外周を融着するように配置されるとともに、前記外層と前記内層とをプリーツ状にするようにさらに配置される、第一の溶着部と、
前記第一の外層、前記内層および前記第二の外層の折り目によって、スリーブ溶着部を介して前記第一の外層の外面または前記第二の外層の外面のいずれかに形成されるスリーブ内に固定された可撓性鼻ピースと、
をさらに備える、請求項１に記載のフェイスマスク。

【請求項3】

前記第一の溶着部および前記スリーブ溶着部は、超音波溶着技術によって設けられる、請求項２に記載のフェイスマスク。

【請求項4】

前記第一の溶着部は、一対の水平溶着部および一対の垂直溶着部を含み、前記一対の水平溶着部は、前記マスクの一対の垂直かつ平行に配置された外側の境界に近接して配置され、前記一対の垂直溶着部は、前記外層と前記内層とをプリーツ状にするようにさらに配置される、請求項２に記載のフェイスマスク。

【請求項5】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、100％の細菌濾過効率(BFE)を有する、請求項１に記載のフェイスマスク。

【請求項6】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、98％を超える微粒子濾過効率(PFE)を有する、請求項１に記載のフェイスマスク。

【請求項7】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、99％を超える微粒子濾過効率(PFE)を有する、請求項１に記載のフェイスマスク。

【請求項8】

開口部を有する第一のポリプロピレン外層と、
開口部を有する第二のポリプロピレン外層と、
前記第一および第二のポリプロピレン外層の間に配置された、開口部を有するポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層と、
前記外層と前記内層との前記開口部に重なるように配置され、前記第一のポリプロピレン外層の外面に固定された透明窓と、
前記外層のうち一方の外面に固定された少なくとも1つのストラップと、
を備えるフェイスマスク。

【請求項9】

前記外層と前記内層との外周を融着するように配置されるとともに、前記外層と前記内層とをプリーツ状にするようにさらに配置される、第一の溶着部と、
前記透明窓を前記第一のポリプロピレン外層の前記外面または前記第二のポリプロピレン外層の前記外面に融着するように配置されるとともに、前記外層と前記内層とを前記外層の前記開口部の外周および前記内層の前記開口部の外周について融着するように配置される、第二の溶着部と、
前記第一の外層、前記内層および前記第二の外層の折り目によって、スリーブ溶着部を介して前記第一の外層の外面または前記第二の外層の外面のいずれかに形成されるスリーブ内に固定された可撓性鼻ピースと、
をさらに備える、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項10】

前記第一の溶着部は、一対の水平溶着部および一対の垂直溶着部を含み、前記一対の水平溶着部は、前記マスクの一対の垂直かつ平行に配置された外側の境界に近接して配置され、前記一対の垂直溶着部は、前記外層と前記内層をプリーツ状にするようにさらに配置される、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項11】

前記一対の垂直溶着部は、３つの異なる深さレベルを有する４つのパネルを作成する方法で前記外層および前記内層にプリーツを形成し、前記深さレベルは、遠位深さ、中間深さ、および近位深さを含む、請求項１０に記載のフェイスマスク。

【請求項12】

前記４つのパネルは、
前記近位深さに配置される下部境界パネルと、
前記中間深さに配置される上部境界パネルと、
前記中間深さに配置される接続パネルと、
前記外層の前記開口部と前記内層の前記開口部と前記窓とを備え、前記遠位深さに配置される窓パネルと、から構成され、
前記上部境界パネルは、前記窓パネルに一体的に接続され、前記窓パネルは、前記接続パネルに一体的に接続され、前記接続パネルは、前記下部境界パネルに一体的に接続されている、請求項１１に記載のフェイスマスク。

【請求項13】

前記第一の溶着部、前記第二の溶着部、および前記スリーブ溶着部は、超音波溶着技術によって設けられる、請求項９に記載のフェイスマスク。

【請求項14】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、100％の細菌濾過効率(BFE)を有する、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項15】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、98％を超える微粒子濾過効率(PFE)を有する、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項16】

前記第一のポリプロピレン外層、第二のポリプロピレン外層、および前記ポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層、の組み合わせは、99％を超える微粒子濾過効率(PFE)を有する、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項17】

前記透明窓はポリエチレン製である、請求項８に記載のフェイスマスク。

【請求項18】

前記透明窓は約99.79％のポリエチレンを含む、請求項１７に記載のフェイスマスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリプロピレン(PP)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の多層マスクに関する。一実施形態はまた、その中に透明窓を有するポリプロピレン(PP)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の多層マスクに関する。

【背景技術】

【0002】

SARS-CoV-2またはCOVID-19は、2019年12月に中国で最初に検出された、急速に伝播する感染性の高いウイルスである。発見以来、世界中に広がり、2億6600万人を感染させた。現在、2021年12月1日の時点で、COVID-19は世界中で520万人を死亡させている。完全封鎖を回避し、ウイルスの感染拡大を防ぐために、さまざまな国が、すべての屋内施設で、より人口の多い地域では公共の場での外出時にもマスクを義務付けるなど、公共の場でのさまざまな程度の遵守を要求するマスク義務化を制定および／または再制定している。

【0003】

2021年12月3日の時点で、COVID-19は、2021年に優勢であったデルタ変異株と2021年11月下旬に新たに発見されたオミクロン変異株との2つの新型株に変異している。COVID-19の元の株と比較して、デルタ変異株は感染力が増加していることが示されており、予備的な情報では、オミクロン変異株も感染力が増加していると予測されている。

【0004】

当該技術分野において、個人用保護具(PPE)には、長い間、顔面を覆うものも含まれていた。PPEフェイスマスクは、リスクの高い患者への病気の感染を避けるために、従来医療施設で着用されてきた。PPEフェイスマスクは、感染のリスクを低減しながら無菌環境を維持するための外科的処置のベストプラクティスと見なされている。フェイスマスクが広く一般に使用されるようになったのは東アジア諸国が最初であり、現在ではCOVID-19を考慮して世界中で一般的になった。 COVID-19の新たな変異とその感染力の増加とを考慮して、PPEは感染を減少させるための主要な方法となっている。

【0005】

メルトブローンポリプロピレンは、多くの認定医療用マスクの中間層として、またN95などのレスピレーターの製造に使用されている。ポリプロピレンを何層にも織り込んだこれらのマスクは、静電気を帯び、空気中の微粒子を捕捉するのに非常に役立つ。ただし、ポリプロピレン製マスクは、ユーザーの呼吸によって蓄積された水分がポリプロピレンの静電特性を無効にするため、通常4時間程度しか効果を発揮しない。

【0006】

従来設計された外科用フェイスマスクには、ユーザーの口の上に配置される透明部分を有するバージョンが含まれる。これらのフェイスマスクは、フェイスマスクの外面に固定されたヘッドストラップを介してユーザーに固定されるように配置され、さらに、濾過部を備え、この濾過部内には抗菌材料が組み込まれていてもいなくてもよい。ただし、透明な窓を含むこれらのフェイスマスクの有効性は、医療提供者に求められる一定の規格を満たしていない可能性がある。このような規格には、カナダ保健省と、かつて米国材料試験協会として知られていたASTMインターナショナルが含まれる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このように、ASTM国際規格およびカナダ保健省規格に準拠した、長時間の使用後においても通気性と乾燥性とを維持しながら、優れた血液・体液耐性を備えたフェイスマスクに対する長年のニーズが存在する。さらに、上記の特性を有し、ASTM国際規格およびカナダ保健省規格に準拠して、ユーザーの口が見える透明部分を有するように構成されたフェイスマスクに対する長年のニーズも存在する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、一般に、第一のポリプロピレン外層と、第二のポリプロピレン外層と、前記第一および第二のポリプロピレン外層の間に配置されたポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層と、前記外層のうち一方の外面に固定された少なくとも1つのストラップと、を備える。

【0009】

本発明はまた、一般に、開口部を有する第一のポリプロピレン外層と、開口部を有する第二のポリプロピレン外層と、前記第一および第二のポリプロピレン外層の間に配置された開口部を有するポリテトラフルオロエチレンとポリプロピレンの結合体の内層と、前記外層および前記内層の開口部に重なるように配置され、前記第一のポリプロピレン外層の外面に固定された透明窓と、前記外層のうち一方の外面に固定された少なくとも1つのストラップと、を備える。

【0010】

本発明の一般的な目的は、4時間以上の長時間のユーザーの呼吸によりマスクに水分が蓄積した場合に、濾過を行うフェイスマスクを提供することである。

【0011】

本発明のさらなる目的は、ユーザーの口元が見えるように透明部分を含むフェイスマスクを提供することであり、これは、ユーザーが頻繁にコミュニケーションをとる環境において、可聴性を高め、審美的により魅力的である

【0012】

本発明の別の目的は、フェイスマスクの内面とその中の窓とのユーザーの口からの距離を増大させ、可聴性および一般的な快適性を改善する、特定の折り畳み形状またはプリーツ形状を有するフェイスマスクを提供することである。

【0013】

本発明のさらなる目的は、ASTM F2100-19レベル2および3適合レベルに準拠したフェイスマスクを提供することである。

【0014】

本発明のよりさらなる目的は、カナダ保健省規格に準拠したフェイスマスクを提供することである。

【0015】

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、図面および添付の特許請求の範囲に鑑みて、以下の発明の詳細な説明を検討することにより容易に明らかになるであろう。様々な実施形態が、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照して、例としてのみ開示される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図1は、本発明の第一の実施形態の使用状態を示す左前方斜視図である。

【図2】図2は、本発明の第二の実施形態の使用状態を示す右前方斜視図である。

【図3A】図3Aは、非プリーツ構成における本発明の第一の実施形態の斜視図である。

【図3B】図3Bは、プリーツ構成における本発明の第一の実施形態の斜視図である。

【図4A】図4Aは、非プリーツ構成における本発明の第二の実施形態の斜視図である。

【図4B】図4Bは、プリーツ構成における本発明の第二の実施形態の斜視図であり、プリーツ配置の拡大図も示す。

【図5A】図5Aは、図3Aに示す線5A-5Aで切断した、非プリーツ構成における本発明の第一の実施形態の断面図である。

【図5B】図5Bは、図4Aに示す線5B-5Bで切断した、非プリーツ構成における本発明の第二の実施形態の断面図である。

【図6】図6は、本発明の第一の実施形態の分解図である。

【図7】図7は、本発明の第二の実施形態の分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

はじめに、異なる図面における同様の図面番号は、同一または機能的に類似した構造要素を識別することを理解されたい。特許請求の範囲は、開示された態様に限定されないことを理解されたい。

【0018】

さらに、本開示は、記載された特定の方法論、材料および改変に限定されず、そのように変化し得ることが理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様を説明することのみを目的としており、特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。

【0019】

他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が関係する技術分野の当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または同等の方法、装置または材料が、例示的な実施形態の実施または試験において使用され得ることを理解されたい。

【0020】

「実質的に」という用語は、「ほぼ」、「非常に近く」、「約」、「およそ」、「周辺」、「境界」、「近い」、「本質的に」、「近傍の」、「付近の」などの用語と同義であり、そのような用語は、本明細書および特許請求の範囲に現れるものとして互換的に使用され得ることを理解されたい。「近接する」という用語は、「近傍」、「近い」、「隣接」、「隣り」、「隣合」などの用語と同義であり、そのような用語は、明細書および特許請求の範囲に現れるものとして互換的に使用され得ることを理解されたい。

【0021】

方向用語、例えば、「上方」、「上」、「下方」、「下」、「右方」、「左方」、およびそれらの類似の変形は、それらが図示されているように本明細書に記載される対応する図に関連することも理解されたい。例えば、「構成要素Xが構成要素Yに対して右方向に配置されている」とは、「構成要素X」が関連する図面に対して「構成要素Y」の右側に配置されていることを意味する。

【0022】

本明細書において以降は、ポリプロピレンは「PP」と称することをさらに理解されたい。また、本明細書において以降は、ポリテトラフルオロエチレンを「PTFE」と称する。

【0023】

次に図面について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態の使用状態を示す左前方斜視図である。ユーザー500 がPPとPTFEとのコンビネーションフェイスマスク100(以下「マスク100」)を着用している様子が図示されている。マスク100は、耳ループ50₁および 50₂ を介してユーザーの顔に固定される (50₂は、図2にマスク200から見た状態で示されている)。図1に示される実施形態では、耳ループ50₁および50₂を介してマスク100がユーザーの耳の周りに固定されているが、代替的に、耳ループ50₁および50₂は、ユーザーの首および頭部の後ろの周りに配置されるように構成され得ることを理解されたい。本発明の例示的な図には一対の耳ループを描かれているが、ユーザーの鼻および口の周囲により密閉性を持たせるために第3のストラップが含まれ得ることが理解されるべきである。耳ループ50₁は、超音波溶着部44₁および44₂を介してマスク100に固定されている。マスク100の第一の外層10は、ユーザー500の顔から離れた方を向いている。マスク100は、超音波溶着により互いに溶着された3つの層からなる。好ましい実施形態では、マスク100は、マスクの周囲を画定する4つの超音波溶着部40₁、40₂、40₃(図2に示す)、および40₄を備える。この溶着部は、最高の体液耐性、細菌濾過効率、微粒子濾過効率、および通気性(鼻腔および口腔通路がマスク100で覆われている場合)を提供するように機能する。これらの各カテゴリーの具体的な規格要件については、マスク100が提供する効果とともに後述する。

【0024】

マスク200は、マスク100のすべての構成要素を含み、図2ではユーザー500の右側を示すように回転されていることを理解されたい。図2は、本発明の第二の実施形態の使用状態を示す左前方斜視図である。透明窓付きPTFEとPPとのコンビネーションフェイスマスク200 (以下「マスク200」)はまた、窓60と、図5Bを参照して後述するマスク200の3つの層のそれぞれの中に設けられた開口部と、から構成される。窓60は、窓60の外周を囲む窓超音波溶着部48を介してマスク200の第一の外層10に固定されている。これらの各カテゴリーの具体的な規格要件については、マスク200が提供する効果とともに後述する。図2はまた、耳ループ50₂をマスク200の第一の外層10に固定するように配置された超音波溶着部40₃および40₄を示す。図1に示すように、超音波溶着部40₃、40₄、および耳ループ50₂もマスク100上に存在することを理解されたい。

【0025】

マスク200は、窓60を通してユーザー500の口元を見ることを可能にし、口頭でのコミュニケーションを容易にする、すなわち、読唇を可能にする。窓60は、好ましくは防曇性を有するプラスチック材料であり、好ましい実施形態では、ポリエチレン製である。これは、教師と生徒が互いの口元を見ることができるCOVID-19マスク手順を通して幼児の教室で経験する可能性のある社会的威圧感を減少させるのに有用であり、または作業療法の現場や精神障害の現場などの他の状況で有用である。窓60は、例えば、危険な化学または生物学実験室など、ユーザー500が入室のために身分証明書を提示する必要があり、マスクの一時的な取り外しが禁止され得る環境、または免疫不全の人など、マスクを取り外すことが不必要に危険である場合において、マスク200の後ろのユーザー500をより容易に識別するためのセキュリティ目的を果たし得る。

【0026】

以下の説明は、図3Aおよび図3Bを参照されたい。 図3Aは、非プリーツ構成のマスク100の後方斜視図であり、図3Bは、プリーツ構成のマスク100の後方斜視図である。図3Aおよび図3Bは、マスク100の内側、すなわち第二の外層20のフェイス面21を示している。好ましい実施形態では、マスク100は、様々な身体構造、例えば鼻、顎、頬が第二の外層20のフェイス面21に接触し得るように、第二の外層20がユーザーの顔に近接して装着されるように配置される。マスク100の上部に近接する位置に上部超音波溶着部40₁およびスリーブ超音波溶着部42が配置され、これらはいずれもマスク100の3つの層すべてを一緒に固定する(図5Aおよび5Bに示す)。マスク100の下部に近接する位置に下部超音波溶着部40₄が配置される。上部超音波溶着部40₁、下部超音波溶着部40₄、およびスリーブ超音波溶着部42は、マスク100の上部および下部において、マスク100の3つの層すべてをまとめて固定する(図5Aにより詳細に示す)。耳ループ50₁ および50₂は、図1に例示されるように、マスク100をユーザーの顔に固定するために配置される。超音波溶着部40₁およびスリーブ超音波溶着部42は、鼻ピース70を所定の位置に保持する(図5Aも参照)。鼻ピース70は、変形可能な材料、例えば、薄い金属またはプラスチック被覆金属で構成される。

【0027】

マスク100の3つの層すべてを完全に固定するために、マスク100の側面に第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃が設けられる。第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃はまた、マスク100にプリーツP1～P6を形成することによってプリーツ加工を行う機能を有する。プリーツP1～P6はすべて折り線L1～L6上の折り目である。折り線L1、L3、L5は、それぞれプリーツP1、P3、P5を形成し、すべて上向きの折り目であり、すなわち、マスク100は上向きに折り畳まれ(溶着部40₄が溶着部42に向かう方向に折り畳まれ)、フェイス面21に入る。折り線L2、L4、L6は、それぞれプリーツP2、P4、P6を形成し、すべて下向きの折り目であり(溶着部40₄は溶着部42から離れる方向に折り畳まれ)、すなわち、マスク100は下向きに、かつフェイス面21から離れるように折り畳まれる。プリーツP1～P6はそれぞれの端に、第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃を介して、ピンチポイントを形成する。マスク100を広げて着用すると、図1に示すように、プリーツP1～P6が第一側の超音波溶着部40₂と第二側の超音波溶着部40₃との間の実質的に中央の位置で展開する一方、プリーツP1～P6の端部が第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃で折り畳まれたままであるため、マスク100は外側に広がり、ユーザーの顔から離れる。この展開により、快適さと可聴性が向上する。さらに、プリーツP1～P6からのユーザーの顔およびフェイス面21からの距離は、フェイス面21がユーザーの顔に載ることから生じ得る発疹などの衛生的な皮膚損傷または化粧上の傷から個人を保護するためにも機能する。

【0028】

以下の説明は、図4Aおよび図4Bを参照されたい。図4Aは、非プリーツ構成のマスク200の斜視図であり、図4Bは、プリーツ構成のマスク200の斜視図である。図3Aおよび図3Bは、マスク200の内側、すなわち第二の外層20のフェイス面21を示す。好ましい実施形態では、マスク200は、様々な身体構造、例えば、鼻、顎、頬が第二の外層のフェイス面21に接触し得るように、第二の外層20がユーザーの顔に近接して装着されるように配置される。マスク200の上部に近接する位置に上部超音波溶着部40₁およびスリーブ超音波溶着部42が配置され、これらはいずれもマスク200の3つの層すべてを一緒に固定する(図5Bに示す)。マスク200の下部に近接する位置に下部超音波溶着部40₄が配置される。上部超音波溶着部40₁、下部超音波溶着部40₄、およびスリーブ超音波溶着部42は、マスク200の上部および下部において、マスク100の3つの層すべてをまとめて固定する(図5Bにより詳細に示す)。耳ループ50₁および50₂は、図2に示されるように、マスク200をユーザーの顔に固定するために配置される。超音波溶着部40₁およびスリーブ超音波溶着部42は、鼻ピース70を所定の位置に保持する(図5Bも参照)。鼻ピース70は、変形可能な材料、例えば、薄い金属またはプラスチック被覆金属で構成される。マスク200は窓60も含み、好ましい実施形態では、窓60は、実質的に水平方向中央の位置に配置され、上下方向に下部超音波溶着部40₄よりも上部超音波溶着部40₁に近接して配置される。

【0029】

マスク200の3つの層すべてを完全に固定するために、マスク200の側面に第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃が設けられる。第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃はまた、マスク200にプリーツP1'～P6'を形成することによってプリーツ加工する機能を有する。プリーツP1'～P6'はすべて、それぞれ折り線L1'～L6'上の折り目である。折り線L1'、L3'、およびL5'は、それぞれプリーツP1'、P3'、およびP5'を形成する。折り線L1'は上向きの折り目であり、すなわち、マスク200は上向きに、かつフェイス面21から離れるように折り畳まれ、折り線L3'およびL5'は上向きの折り目であり、すなわち、マスク200は上向きに、かつフェイス面21内に折り畳まれる。折り線L2'、L4'、およびL6'は、それぞれプリーツP2'、P4'、およびP6'を形成する。折り線L2'は下向きの折り目であり、すなわち、マスク200は下向きに、かつフェイス面21内に折り畳まれる。折り線L4'およびL6'は下向きの折り目であり、すなわち、マスク200は下向きに、かつフェイス面21から離れるように折り畳まれる。プリーツP1'～P6 'は、第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃を介して、それぞれの端部にピンチポイントを形成する。マスク100を広げて着用すると、図2に示すように、マスク200は、プリーツP1'～P6'が第一側の超音波溶着部40₂と第二側の超音波溶着部40₃との間の実質的に中央の位置で展開する一方、プリーツP1'～P6'の端部は第一側の超音波溶着部40₂および第二側の超音波溶着部40₃で折り畳まれたままとなることにより、外側に広がり、ユーザーの顔から離れる。この展開により、快適さと可聴性が向上する。さらに、プリーツP1'～P6'は、窓60とユーザーの顔との間に距離を作る。この距離はまた、フェイス面21および／または窓60がユーザーの顔に載ることによって化粧上に生じ得る発疹などの衛生的な皮膚損傷または化粧上の傷から個人を保護するように機能する。

【0030】

プリーツP1'～P6'は、下部境界パネル80、接続パネル82、上部境界パネル84、および窓パネル86の4つのパネルをマスク200内に形成する。下部境界パネル80は、下部超音波溶着部40₄およびプリーツP6'に近接するマスク200の縁部によって定義され、接続パネル82はプリーツP5'およびP4'によって定義され、上部境界パネル84は、溶着部42およびプリーツP1'に近接するマスク200の縁部によって定義され、窓パネル86は、プリーツP2'およびP3'によって定義される。窓パネル60は、窓パネル86内に含まれており、ユーザーの口または顔から最も遠いパネル上に位置するように配置される。プリーツP1'～P6'は、パネル80～86の3つの異なる深さを形成する。下部境界パネル80は、近位深さPDに配置される。接続パネル82および上部境界パネル84は、中間深さIDに配置される。窓パネル86は遠位深さDDに配置され、遠位深さDDはユーザーの口および顔から最も遠い距離に配置され、長期間の使用でも快適性を高める。

【0031】

図5Aは、図3Aに示す線5A-5Aで切断したマスク100の断面図である。具体的には、図5Aは、様々な構成要素の積層および位置決めを適切に説明するためのマスク100の誇張断面図である。第一の外層10は、ユーザーの顔から遠ざかる方向に面するマスク100の層であり、第二の外層20は、ユーザーの顔に近接するマスク100の層である。内層30は、第一の外層10と第二の外層20との間に挟まれている。上部超音波溶着部40₁および下部超音波溶着部40₄は、層10、20、および30を一緒に固定し、具体的には、第一の外層10の下端部16、内層30の下端部36、および第二の外層20の下端部26を下部超音波溶着部40₄により固定する。好ましい実施形態では、上部超音波溶着部40₁は、層10、20、および30およびそれらのそれぞれの上端部、すなわち第一の外層10の上端部14、内層30の上端部34、および第二の外層20の上端部24を、一緒にして固定し、鼻ピーススリーブ72が上部超音波溶着部40₁における層10、20、30と上端部14、24、34との間の余分な長さから形成されるようにする。鼻ピーススリーブ72は、その内部に鼻ピース70を保持するように配置されたポケット74を形成する。ポケット74は、スリーブ超音波溶着部42を介してポケット74内での上下方向の動きを制限して鼻ピース70を保持するように、きつく作られている。

【0032】

図5Aおよび図5Bの両方を参照すると、マスク100および200は、濾過セクションFS、鼻ピースセクションNS、および上部セクションUSの3つのセクションによって定義される。濾過セクションFSは、下端部LEと上部超音波溶着部40₁とを構成する第一の外層10の下端部16、内層30の下端部36、および第二の外層20の下端部26の距離により規定される。鼻ピースセクションNSは、上部超音波溶着部40₁とスリーブ超音波溶着部42との間の距離によって定義される。上部セクションUSは、スリーブ超音波溶着部42と上端部UEとの間の距離によって定義される。

【0033】

図5Bは、図4Aに示す線5B-5Bで切断したマスク200の断面図である。具体的には、図5Bは、様々な構成要素の積層および位置決めを適切に示すためのマスク200の誇張断面図である。マスク200は、マスク200の特定の構造部品に加えて図5Aを考慮して説明したマスク100の前述の構造部品のすべてを含む。マスク200を構成する追加の構成要素に着目すると、最も注目すべきは窓60である。好ましい実施形態において窓60は、図示されるように、窓超音波溶着部48を介してマスク200の第一の外層10の外面11に固定される。窓超音波溶着部48は、窓60の外側の境界を囲むように配置された連続溶着部である。マスク200は、第一の外層10の開口部12、第二の外層20の開口部22、および内層30の開口部32も備える。窓超音波溶着部48はまた、開口部12、22、32、および窓60の周囲に非フィルター領域が存在しないように、開口部12、22、および32の外側の境界を固定する。窓60は非濾過部材であり、すなわち空隙を全く有さない。窓超音波溶着部48によって、マスク200は、第一の外層10、第二の外層20、および内層30内にそれぞれ開口部12、22、および32が存在するにもかかわらず、マスク100と同じ効力を有することができる。

【0034】

図6は、マスク100の分解図である。マスク100は、PP製の第一の外層10、PP製の第二の外層20、およびPP層30aとPTFE層30bとの積層された結合体からなる内層30の4つの層を備える。耳ループ50₁および50₂は、前述したように、超音波溶着によって第一の外層10の外面に固定されている。

【0035】

図7は、マスク200の分解図である。マスク200は、PP製の第一の外層10、PP製の第二の外層20、およびPP層30aとPTFE層30bとの積層された結合体からなる内層30の4つの層を備える。前述の各層は開口部を備える。第一の外層10は開口部12を備え、第二の外層は開口部22を備え、内層30のPP層30aは開口部32aを備え、PTFE層30bは開口部32bを備える。開口部12、22、32a、32bは同一線上に並んでいる。耳ループ50₁および50₂は、前述したように、超音波溶着によって、また、他の任意の実行可能な織物のための取り付け方法によって、第一の外層10の外面に固定される。窓60は、前述した超音波溶着によって第一の外層10の外面に固定される。好ましい態様における窓60は、ポリエチレン製である。窓60は、99.79%のポリエチレンと0.21%の製造において変化し得る別の適切な添加剤とから構成され得る。好ましい実施形態において、窓60はポリエキスパート（R）PEX-972-CLEAR-HS／防曇ポリエチレンであり、食品医薬品規則21 C.F.R. 177.1520に準拠している。好ましい実施形態において窓カバー62は、例えば穿孔によって、開口部12、32a、32b、および22の内側リム12a、32c、32d、および22aに、それぞれ取り外し可能に取り付けられるように配置される。窓カバー62は、第二の外層20のフェイス面21に対向する窓60の表面を覆うように配置される。窓カバー62は、使用前に窓60にゴミが入らず衛生的であるように保ち、あるいは、透明性が望まれない場合には窓62に陰を提供する。

【0036】

内層30のPP層30aおよびPTFE層30bは、PP層30aおよびPTFE層30bが一緒に積層されており、強制的な除去、すなわちマスク100またはマスク200のいずれかの破壊によってのみ分離され得るため、図6および図7では代表的に別個の層として示されていることを理解されたい。このように、図7に示すPTFE層30aおよび30bの開口部32aおよび32bは、内層30を構成する材料層の組み合わせを説明するための単なる例示にすぎない。

【0037】

ポリプロピレン(PP)は、多種多様な用途で使用される熱可塑性ポリマーであることを理解されたい。PPは、モノマーであるプロピレンからの連鎖成長重合によって製造される。PP布は不織布であり、PPシートを通過する空気微粒子の濾過を改善するために静電帯電させることができる。このように、PPはメルトブローン布を製造するための重要な原料であり、ひいてはフェイシャルマスクを製造するための原料でもある。

【0038】

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、炭素およびフッ素のみからなる高分子化合物であるため、フルオロカーボン固体であることも理解されたい。PTFEは疎水性である。フルオロカーボンはフッ素の高い電気陰性度のために緩和されたロンドン分散力を示すので、水も水含有物質もPTFEを濡らさない。PTFEは、あらゆる固体の中でも摩擦係数が最も低い。PTFEは疎水性であるので、本発明のフェイスマスク100またはマスク200は、長時間使用しても効率が低下しないが、純粋にPPで構成されたフェイスマスクは、4時間以上着用すると静電荷が失われる。PPとPTFEとのコンビネーションマスクの利点は、マスク100および200の内層30を介した細菌およびウイルスの透過さえも防止するのに十分な大きさの、引き伸ばされたときに生じる微孔性構造である。

【0039】

内層30のPTFE層およびPP層の評価は以下のとおりである。
PTFE膜の気孔率: 45～90%
PP不織布重量:10～40 gsm(グラム／平方メートル)
内層 30 の厚さ範囲:0.5～7ミクロン

【0040】

前述した超音波溶着は、「超音波はんだ付け」の技術分野における当業者によって周知かつ理解される技術を意味すると理解されるべきである。超音波溶着は、積層プロセスであってもよいし、繊維接着のための任意の他の適切な取り付けプロセスであってもよい。あるいは、前述した超音波溶着は、超音波スリット、すなわち、マスク100および200の構成要素をきれいに切断して密封することによって達成することができ、それによって、熱線または回転ナイフ、切断縁に沿ったほつれ、解きほぐし、またはビーディングの欠点を排除する。

【実施例】

【0041】

有効性の基準と結果
かつて米国材料試験協会として知られていたASTMインターナショナルは、さまざまな処置に適したフェイスマスクのレベルを評価するガイドを提供している。

【表1】

【0042】

ASTM F2100-19:医療用フェイスマスクに使用される材料の性能に関する標準仕様は、3つのカテゴリーに細分化された医療用フェイスマスクの要件を規定している。閾値要件は以下に基づいている。細菌濾過効率(BFE)のパーセンテージ、微粒子濾過効率(PFE)のパーセンテージ、飛沫耐性(mmHg)の合否、圧力差 (mmH₂O/cm²) ΔP、可燃性の合否、は以下の通りである。

【表2】

【0043】

マスク100の試験データを下表に示す。マスク100は、ASTM F2100-19／レベル2準拠またはASTM F2100-19/レベル3準拠という2つの異なる有効性レベルを含み得ることを理解されたい。マスク100の該当する試験データを以下に要約して示す。

【表3】

【表4】

【0044】

マスク200の試験データを下表に示す。マスク200は、ASTM F2100-19/レベル2準拠またはASTM F2100-19/レベル3準拠という2つの異なる有効性レベルを含み得ることを理解されたい。マスク200の該当する試験データを以下に要約して示す。

【表5】

【表6】

【0045】

カナダはもはやASTM国際規格に従わず、代わりにカナダ保健省からの新しいガイダンスに従い、マスク100とマスク200の両方がカナダ保健省のガイドラインに準拠している。マスク200は、米国労働安全衛生研究所による透明窓付き医療用フェイスマスクの規格にも準拠している。マスク200は、国際標準化機構の医療機器に関するISO 10993-5およびISO 10993-10による細菌清浄度と細胞毒性試験とを受け、マスク200は両方の試験に合格した。ISO 10993-5試験は、デバイスおよび／またはデバイスの抽出物と接触した培養細胞を直接または拡散して培養することに関する。10993-10試験は、皮膚感作を誘発する可能性に関する医療機器とその構成材料との評価に関する。

【0046】

上記の開示の様々な態様および他の特徴および機能、またはその代替物は、望ましくは、他の多くの異なるシステムまたは用途に組み合わされ得ることが理解されよう。様々な現在予見されないまたは予見されない代替物、変更、変形、または改良が、当業者によってその後なされ得るが、これらもまた、以下の特許請求の範囲に包含されることが意図される。

【符号の説明】

【0047】

参照符号
10 フェイスマスク100、200の第一の外層
11 第一の外層10の外面
12 フェイスマスク200の第一の外層の開口部
12a 開口部12の内側リム
14 フェイスマスク100、200の第一の外層の上端部
16 フェイスマスク100、200の第一の外層の下端部
20 フェイスマスク100、200の第二の外層
21 第二の外層20のフェイス面
22 フェイスマスク200の第二の外層の開口部
22a 開口部22の内側リム
24 フェイスマスク100、200の第二の外層の上端部
26 フェイスマスク100、200の第二の外層の下端部
30 フェイスマスク100、200の内層
30a フェイスマスク100、200の内層30のPP層
30b フェイスマスク100、200の内層30のPTFE層
32 フェイスマスク200の内層30の開口部
32a フェイスマスク200の内層30のPP層30aの開口部
32b フェイスマスク200の内層30のPTFE層30bの開口部
32c 開口部32aの内側リム
32d 開口部32bの内側リム
34 フェイスマスク100、200の内層の上端部
36 フェイスマスク100、200の内層の下端部
40 超音波溶着部
40₁ 上部超音波溶着部
40₂ 第一側の超音波溶着部
40₃ 第二側の超音波溶着部
40₄ 下部超音波溶着部
42 スリーブ超音波溶着部
44₁ 耳ループ超音波溶着部
44₂ 耳ループ超音波溶着部
44₃ 耳ループ超音波溶着部
44₄ 耳ループ超音波溶着部
48 窓超音波溶着部
50₁ 耳ループ
50₂ 耳ループ
60 窓
62 窓カバー
70 鼻ピース
72 鼻ピーススリーブ
74 鼻ピーススリーブ72のポケット
80 下部境界パネル
82 接続パネル
84 上部境界パネル
86 窓パネル
100 PTFEとPPのコンビネーションフェイスマスク
200 透明窓付きPTFEとPPのコンビネーションフェイスマスク
P1～P6 マスク100のプリーツ
P1'～P6' マスク200のプリーツ
L1～L6 マスク100のプリーツライン
L1'～L6' マスク200のプリーツライン
LE 下端部
UE 上端部
FS 濾過セクション
NS 鼻セクション
US 上部セクション
PD 近位深さ
ID 中間深さ
DD 遠位深さ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】