(57)【要約】マスク本体１４と展性のノーズクリップ１２とを有する呼吸用保護具１０である。マスク本体１４は、少なくとも人の鼻および口の上でフィットして、外部気体空間から分離した内部気体空間を画定するようになされている。マスク本体１４は、そのマスク本体１４に固定されたノーズクリップ１２を有しており、濾材の少なくとも１つの層２０を含むことができる。展性のノーズクリップ１２は、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する半結晶性高分子材料を備えている。ノーズクリップ１２は、ある所望の外形に変形させることができ、その外形によって、マスク本体１４は、呼吸用保護具が長期間にわたって着用されているときにも、着用者の鼻の上でのぴったりとしたフィットを維持することが可能となる。ノーズクリップ１２は、金属を含む必要がないため、呼吸用保護具１０全体は、使用を終えたとき、廃棄物として焼却炉で容易に処理することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）マスク本体と、
（ｂ）前記マスク本体に固定され、かつ、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する展性の半結晶性熱可塑性高分子材料を備えるノーズクリップと、を備える呼吸用保護具。
【請求項２】
前記ノーズクリップは、ある長さ方向寸法を有し、その長さ方向寸法において少なくとも約４０の積分回折強度を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３】
前記高分子材料は、少なくとも約０．５の結晶化度を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項４】
前記マスク本体は、成形された整形層によって支持される濾材の少なくとも１つの層を備え、前記マスク本体は、それに取り付けられたハーネスを有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項５】
前記ノーズクリップは金属を含まない、請求項４に記載の呼吸用保護具。
【請求項６】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、制御された配向性を結晶ドメイン内に有し、その結果、前記分子ノーズクリップの長さ方向寸法に分子の整列性が存在する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項７】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、配向性を結晶ドメイン内に有し、その結果、前記ノーズクリップの長さ方向寸法に分子の整列性が存在する、請求項４に記載の呼吸用保護具。
【請求項８】
前記高分子材料は、少なくとも約０．６の結晶化度を有する、請求項７に記載の呼吸用保護具。
【請求項９】
前記高分子材料は、少なくとも約０．７の結晶化度を有する、請求項４に記載の呼吸用保護具。
【請求項１０】
前記高分子材料は、少なくとも約２．５の積分回折強度比を有する、請求項４に記載の呼吸用保護具。
【請求項１１】
前記高分子材料は、少なくとも約３．０の積分回折強度比を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項１２】
前記高分子材料は、前記長さ方向寸法に対する少なくとも約４０の積分回折強度比を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項１３】
前記高分子材料は、前記長さ方向寸法に対する少なくとも約５０の積分回折強度比を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項１４】
前記高分子材料は、前記長さ方向寸法に対する少なくとも約６０の積分回折強度比を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項１５】
前記ノーズクリップは、少なくとも５０の縦横比を有する複数のストランドを備える、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項１６】
前記ノーズクリップは、少なくとも１００の縦横比を有する複数のストランドを備える、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項１７】
前記ノーズクリップは、少なくとも３００の縦横比を有する複数のストランドを備える、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項１８】
前記ストランドは、高分子材料で包むことによって互いに結合される、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項１９】
前記複数のストランドは、前記マスク本体に個別に固定される、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２０】
ストランドの複数の層が存在する、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２１】
前記複数のストランドは、約０．３ミリメートルから１．５ミリメートルの直径を有する概ね円形の横断面を有する、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２２】
前記複数のストランドは、基体材料に取付けられる、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２３】
前記ノーズクリップは、約５センチメートルから１３センチメートルの長さを有する、請求項４に記載の呼吸用保護具。
【請求項２４】
前記ノーズクリップは、約７センチメートルから１０センチメートルの長さを有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項２５】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料の長さは、前記ノーズクリップの全長の７５％以上である、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項２６】
前記ノーズクリップの幅は、約０．７センチメートル幅から１．２センチメートル幅である、請求項２５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２７】
前記ノーズクリップは、２本から１０本のストランドを有する、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項２８】
前記ノーズクリップは、約３センチメートルから７センチメートルの長さを有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項２９】
前記展性のノーズクリップは、超音波溶接を使用することにより、前記マスク本体に固定される、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３０】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、およびそれらの組合わせからなる群から選択された高分子を含む、請求項１５に記載の呼吸用保護具。
【請求項３１】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、少なくとも４０％の回復効率を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３２】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、少なくとも５０％の回復効率を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３３】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、少なくとも６０％の回復効率を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３４】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、１０，０００ＭＰａから２０，０００ＭＰａの弾性率を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３５】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、１４，０００ＭＰａから１６，０００ＭＰａの弾性率を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３６】
前記ノーズクリップは、６００ＭＰａ以下のピーク応力を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３７】
前記ノーズクリップは、４００ＭＰａ以下のピーク応力を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３８】
前記展性のノーズクリップは、少なくとも５０ＭＰａの復元応力を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項３９】
前記展性のノーズクリップは、少なくとも１００ＭＰａの復元応力を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項４０】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、染料、フィルター、顔料、安定剤、抗菌剤、およびそれらの組合わせを含む群から選択された成分を含む、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項４１】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、少なくとも３５℃のガラス転移温度を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項４２】
前記半結晶性熱可塑性高分子材料は、少なくとも５０℃のガラス転移温度を有する、請求項１に記載の呼吸用保護具。
【請求項４３】
呼吸用保護具全体が金属を有さない、請求項５に記載の呼吸用保護具。
【請求項４４】
請求項４３に記載の呼吸用保護具を焼却することを含む、呼吸用保護具を処分する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する熱可塑性半結晶高分子材料を備えたノーズクリップを有する呼吸マスクに関する。本発明のノーズクリップは、良好な保形性を呈する一方で、手動で曲げることが可能である。
【背景技術】
【０００２】
呼吸用保護具（「濾過フェースマスク」または「濾過フェースピース」と呼ばれることもある）は一般に、２つの共通した目的で、すなわち、（１）不純物または汚染物質が着用者の呼吸系に侵入するのを防止するため、（２）他の人または物体が、着用者によって吐き出された病原体および他の汚染物質にさらされるのを防止するために、人の呼吸通路に被せて着用されるものである。第１の状況において、呼吸用保護具は、空気が着用者にとって有害な粒子を含んでいる環境で、例えば自動車車体修理工場で着用される。第２の状況において、呼吸用保護具は、他の人または物体に対する汚染の危険性がある環境で、例えば手術室またはクリーンルームで着用される。
【０００３】
これらの目的を満たすために、呼吸用保護具は、着用者の顔へのぴったりとしたフィットを維持できなければならない。既知の呼吸用保護具は、ほとんどの場合、頬および顎の上で人の顔面の輪郭に適合することができる。しかしながら、鼻領域においては輪郭の急激な変化が存在し、それによって、ぴったりとしたフィットを達成することが困難となっている。ぴったりとしたフィットが得られないと、空気が濾材を通過せずに呼吸用保護具内部に出入りしうるという点で問題となることがある。このことが生じると、汚染物質が着用者の呼吸路に入ることがあり、また、他の人または物体が、着用者によって吐き出された汚染物質にさらされることがある。加えて、呼気が呼吸用保護具内部から鼻領域の上に抜け出したとき、着用者の眼鏡が曇ることがある。アイウェアが曇ると、当然ながら、着用者にとって視認がより困難となり、ユーザーおよび他者に対して安全でない状況が生じる。
【０００４】
ノーズクリップは、着用者の鼻の上でのぴったりとしたフィットを達成するために、呼吸用保護具で広く使用されている。従来のノーズクリップは、展性のアルミニウムの直線状ストリップの形である（例えば、米国特許第５，３０７，７９６号、第４，６００，００２号、および第３，６０３，３１５号、ならびに英国特許出願ＧＢ  ２，１０３，４９１Ａ参照）。さらに最新の製品は、アルミニウムの「Ｍ」字型バンドを使用して着用者の鼻の上でのフィット性を改善している（カスティリョーネ（Castiglione）への米国特許第５，５５８，０８９号および意匠特許Ｄｅｓ．４１２，５７３号参照）。その「Ｍ」字型のノーズクリップは、防塵呼吸用保護具３Ｍ  ８２１１（商標）、８５１１（商標）、８２７１（商標）、８５１６（商標）、８５７６（商標）、および８５７７（商標）で利用されている。
【特許文献１】米国特許第５，３０７，７９６号
【特許文献２】米国特許第４，６００，００２号
【特許文献３】米国特許第３，６０３，３１５号
【特許文献４】英国特許出願２，１０３，４９１号
【特許文献５】米国特許第５，５５８，０８９号
【特許文献６】米国意匠特許Ｄ４１２，５７３号
【特許文献７】米国特許第４，５３６，４４０号
【特許文献８】米国特許第４，８０７，６１９号
【特許文献９】米国特許第４，８２７，９２４号
【特許文献１０】米国特許第６，７２２，３６６号
【特許文献１１】米国特許第６，７１５，４８９号
【特許文献１２】米国意匠特許Ｄ４５９，４７１号
【特許文献１３】米国意匠特許Ｄ４５８，３６４号
【特許文献１４】米国意匠特許Ｄ４４８，４７２号
【特許文献１５】米国意匠特許Ｄ４４３，９２７号
【特許文献１６】米国特許第４，４１９，９９３号
【特許文献１７】米国特許第４，４１９，９９４号
【特許文献１８】米国特許第４，３００，５４９号
【特許文献１９】米国特許第４，８０２，４７３号
【特許文献２０】米国再発行特許Ｒｅ．２８，１０２号
【特許文献２１】米国特許第６，１１９，６９１号
【特許文献２２】米国特許第６，７０５，３１７号
【特許文献２３】米国特許第６，３３２，４６５号
【特許文献２４】米国特許第６，４５７，４７３号
【特許文献２５】米国特許第６，０６２，２２１号
【特許文献２６】米国特許第５，３９４，５６８号
【特許文献２７】米国特許第６，５９１，８３７号
【特許文献２８】米国特許第６，１１９，６９２号
【特許文献２９】米国特許第５，４６４，０１０号
【特許文献３０】米国特許第６，０９５，１４３号
【特許文献３１】米国特許第５，８１９，７３１号
【特許文献３２】米国特許第６，８５４，４６３号
【特許文献３３】米国特許第６，１２５，８４９号
【特許文献３４】米国特許第６，６０４，５２４号
【特許文献３５】米国特許第５，６１７，８４９号
【特許文献３６】米国特許第５，３０７，７９６号
【特許文献３７】米国特許第４，８５０，３４７号
【特許文献３８】米国特許第６，４９２，２８６号
【特許文献３９】米国特許第６，１３９，３０８号
【特許文献４０】米国特許第６，４５４，９８６号
【特許文献４１】米国特許第６，４０６，６５７号
【特許文献４２】米国特許第６、３７５、８８６号
【特許文献４３】米国特許第６、１１９、６９１号
【特許文献４４】米国特許第５，４９６，５０７号
【特許文献４５】米国特許第４，２１５，６８２号
【特許文献４６】米国特許第４，５９２，８１５号
【特許文献４７】米国特許第５，７０６，８０４号
【特許文献４８】米国特許第５，４７２，４８１号
【特許文献４９】米国特許第５，４１１，５７６号
【特許文献５０】米国特許第５，９０８，５９８号
【特許文献５１】米国特許第４，８７４，３９９号
【特許文献５２】米国特許第６，０５７，２５６号
【特許文献５３】米国特許第６，４３２，１７５号
【特許文献５４】米国特許第６，４０９，８０６号
【特許文献５５】米国特許第６，３９８，８４７号
【特許文献５６】米国特許第６，３９７，４５８号
【特許文献５７】米国特許第５，０２５，０５２号
【特許文献５８】米国特許第５，０９９，０２６号
【特許文献５９】米国特許第６，２１３，１２２号
【特許文献６０】米国特許第６，２３８，４６６号
【特許文献６１】米国特許第６，０６８，７９９号
【特許文献６２】米国特許第５，８０４，２９５号
【特許文献６３】米国特許第５，７６３，０７８号
【特許文献６４】米国特許第６，０４１，７８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属のノーズクリップは、着用者の鼻の上でぴったりとフィットすることが可能であるが、廃棄および環境安全の観点では欠点を有することがある。プラスチックの構成要素とは異なり、金属のノーズクリップは、焼却炉で容易には燃焼させることができない。加えて、ノーズクリップがマスク本体から解け、周辺環境に取り残されるという潜在的な危険性が存在する。ある産業においては、金属が製造作業において過失により取り残される機会を最小にする必要がある。例えば、食品加工業者は、金属部品（ノーズクリップまたはステープルなど）を有していない呼吸用保護具を従業員に着用させて、金属部品が食品に混入するのを防止したいという要望を述べている。プラスチックのノーズクリップは、呼吸マスクに使用されてきたが、これらの既知のノーズクリップは、所望の形状に適合させた後には特に良好な保形特性を呈しないため、一般的な認知を達成するには至っていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マスク本体とノーズクリップとを備える呼吸用保護具を提供する。ノーズクリップはマスク本体に固定されており、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する展性の熱可塑性半結晶高分子材料を含んでいる。
【０００７】
上記のように、既知の呼吸用保護具の大部分は、金属のノーズクリップを使用して人の鼻の上でのぴったりとしたフィットを達成してきた。金属の装置をプラスチックのノーズクリップで置き換える試みがなされてきたが、使用されてきたプラスチックは、展性であるかどうかにかかわらず、記憶性を呈する傾向があり、その記憶性は、クリップがその適合された形状を保持する妨げとなるため、この試みの成功は限られたものであった。本発明のノーズクリップは、良好な展性と良好な保形特性を示すプラスチックのノーズクリップを提供するという点で、呼吸用保護具の技術分野における進歩を意味するものである。これらの性能特性の双方を達成するために、このノーズクリップは、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する熱可塑性半結晶高分子材料を含んでいる。既知の呼吸用保護具のノーズクリップは、そのようなプラスチック材料を使用していない。
【０００８】
本発明の高分子ノーズクリップは、着用者の鼻通路を通じた流れを実質的に制限することなく、また不快な圧点を発生させることなく、着用者の鼻の上でのぴったりとしたフィットを維持することができる。本発明のノーズクリップは、吸気および呼気が、濾材を通過せずに、呼吸用保護具内部から外部へまたは呼吸用保護具外部から内部へ通り抜けることを防止するのを支援する。本発明のノーズクリップは、その目的を達成するために金属を含む必要がないため、食品加工および外科手術において使用しても、危険はより少ないものとなる。また、この呼吸用保護具は、マスクがその実用寿命の末期を迎えたとき、容易に焼却することができる。本発明のノーズクリップはしたがって、金属を使用する必要性を、また金属を使用する欠点を伴わずに、金属のノーズクリップと同等の保形特性をもたらしうるという点で有益である。
【０００９】
本発明のこれらの特徴および他の特徴について、本発明の図面および詳細な説明でより詳しく示し説明するが、ここで、同様の参照番号を使用して類似した部品を表している。しかしながら、図面および説明は、例証することのみを目的としたものであり、本発明の範囲を不適当に限定する方式で解釈されるべきではない。
【００１０】
用語解説
以下に記載する用語は、以下に定義する意味を有する。
【００１１】
「エアゾール」は、懸濁粒子を固体および／または液体の形で含む気体を意味する。
【００１２】
「縦横比」は、ある物体の長さとその物体の有効水力直径との比を意味し、長さ（Ｌ）および直径（Ｄ）の円形棒の場合、その縦横比はＬ：Ｄである（有効水力直径の計算については実施例の節を参照）。
【００１３】
「清浄大気」は、汚染物質を除去するために濾過された、ある体積の大気中の環境空気を意味する。
【００１４】
「備える（comprises）（または備えている（comprising）」は、その定義が、特許用語において標準であるように、「含む（includes）」、「有している（having）」、または「含有している（containing）」と概ね同義である包含的用語であることを意味する。「備える（comprises）」、「含む（includes）」、「有している（having）」、および「含有している（containing）」は、広く用いられている包含的な用語であるが、本発明については、「本質的に〜からなる」など、より狭義の用語を使用して説明することもでき、この用語は、ノーズクリップのその意図した機能を果たす上での性能に有害な影響を有する物のみを除外するという点で半包含的である。
【００１５】
「汚染物質」は、粒子（粉じん、ミスト、およびヒューム）、ならびに／または、一般には粒子（例えば、有機蒸気など）とみなされないこともあるが、呼気の流れの中の空気を含めて、空気の中に懸濁されうる他の物質を意味する。
【００１６】
「横方向寸法」は、呼吸用保護具を着用したとき着用者の鼻を横切って延びる寸法であり、ノーズクリップの「長さ」寸法と同義である。
【００１７】
「結晶化度」は、以下で述べる結晶化度法に従って求められる部分的な結晶性を意味する。
【００１８】
「呼気弁」は、呼吸用保護具において使用して、呼気からの圧力または力に応答して一方向に開くように設計された弁を意味する。
【００１９】
「呼気」は、呼吸用保護具の着用者によって吐き出された空気である。
【００２０】
「外部気体空間」は、吐き出された気体がマスク本体および／または呼気弁を通過した後に入る、周囲の大気中の気体空間を意味する。
【００２１】
「濾材」は、それを通過した空気から汚染物質を除去することが可能な通気性構造体を意味する。
【００２２】
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔の上で支持するのを支援する構造体または部品の組合わせである。
【００２３】
「積分回折強度比」は、以下で説明するＸ線回折極点図分析に従って求められる無単位のパラメータを意味する。
【００２４】
「内部気体空間」は、マスク本体と人の顔との間の空間を意味する。
【００２５】
「長さ方向寸法（lengthwise dimension）」は、ノーズクリップ（マスクを着用したとき着用者の鼻梁を横切って延びる）の長さ（長軸）の方向を意味する。
【００２６】
「展性の」は、わずかな指の圧力に応答して変形が可能であることを意味する。
【００２７】
「マスク本体」は、少なくとも人の鼻および口の上でフィットすることができ、かつ外部気体空間から分離した内部気体空間を画定するのを支援する通気性構造体を意味する。
【００２８】
「記憶性」は、変形した部品が、変形させる力が止んだ後にその既存の形状に復元する傾向を有することを意味する。
【００２９】
「中央部分」は、着用者の鼻梁または上部を越えて延びるノーズクリップの中央部である。
【００３０】
「ノーズクリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りでの密封性を改善するために濾過フェースマスク上で使用するようになされた（ノーズフォーム以外の）機械装置を意味する。
【００３１】
「ノーズフォーム」は、鼻の上でのフィット性および／または快適性を改善するために、マスク本体の内部に配置するようになされた圧縮性の多孔質材料を意味する。
【００３２】
「粒子」は、空気中で懸濁することが可能な任意の液体および／または固体の物質、例えば、粉じん、ミスト、ヒューム、病原体、細菌、ウイルス、粘液、唾液、血液などを意味する。
【００３３】
「極点図」は、所与の回折面によって生じた三次元強度分布の二次元表現である。
【００３４】
「高分子」は、規則的にまたは不規則に配置された、繰り返される化学的構成単位を含む材料を意味する。
【００３５】
「ポリマーでありかつプラスチックである」とは、その材料が、主として１つ以上のポリマーを含んでおり、かつ他の成分をさらに含有しうることを意味する。
【００３６】
「多孔質構造体」は、ある体積の固体材料とある体積の空洞との混合物であって、気体が通過できる間隙性の蛇行状通路の三次元組織を画定するものを意味する。
【００３７】
「部分」は、より大きな物の一部を意味する。
【００３８】
「保形性」は、変形させる力が止んだ後も形状が実質的に保持されることを意味する。
【００３９】
「半結晶性」は、結晶ドメインを有することを意味する。
【００４０】
「ぴったりとしたフィットする（snug fit）」または「ぴったりとフィットする（fit snugly）」とは、本質的に気密な（または実質的に漏れのない）フィットが（マスク本体と着用者の顔との間に）もたらされることを意味する。
【００４１】
「ストランド」は、少なくとも約１０の縦横比を有するフィラメントを意味する。
【００４２】
「熱可塑性樹脂」は、熱によって軟化させることができ、かつ可逆性の物理的プロセスで冷却することによって硬化させることができる高分子を意味する。
【００４３】
「横断寸法」は、長さ寸法に直角に（かつ着用時に着用者の鼻の長さに沿って）延びる寸法を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の好ましい実施形態について説明する際、明確にするために特定の用語を使用する。本発明は、しかしながら、そのように選択した特定の用語に限定されることを意図したものではなく、そのように選択した各用語は、同様に働くすべての技術的等価物を含んでいる。
【００４５】
本発明の実施において、呼吸マスクで使用するための新たなノーズクリップが提供される。その新たなノーズクリップは、少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する展性の熱可塑性半結晶高分子材料を含んでいる。変形の容易性（フィット性を達成するため）と弛緩への耐性（フィット性を維持するため）との必要な組み合わせをもたらすために、本発明者らは、ノーズクリップが所望の固有変形と回復歪みとの双方を備えているべきであることを見出した。本発明者らが発見したところによれば、ノーズクリップの変形特性は、分子鎖が物品の長さ方向寸法に整列するように、制御された結晶配向性を結晶ドメイン内に好ましくは有する半結晶の展性の熱可塑性高分子材料を使用することによって達成することができる。結晶配向性は、パラメータ「積分回折強度比」を使用して、本発明に従って定義されている。
【００４６】
結晶性および結晶配向性は共に、ある方位を変形および回復特性において有している。結晶性は、結晶性ポリマーの剛さおよび／または曲げ歪み特性に影響を及ぼす傾向がある。結晶性熱可塑性樹脂には、高分子が規則的にかつ密に充填される結晶領域と、分子充填が幾分か不規則でかつあまり密でない非結晶領域とが存在する。結晶領域は、自由体積が小さくかつ高分子鎖の運動がより制限されることにより、材料の曲げ剛さに寄与すると考えられている。したがって、結晶領域の比率または全体的な結晶性を増加させると、一般に材料の剛性が増加する。結晶配向性は一般に、結晶性高分子要素の変形の容易性、およびそれに続く曲げた後の耐回復性に影響を及ぼす特性として、当業者に認識されていない。具体的には、結晶配向性は、呼吸用保護具上のノーズクリップの性能に有益な影響をもたらすことについて認識されていない。構造的な結晶性高分子要素の変形の容易性およびその後の耐回復性におけるこの利益は、変形が発生する方向に結晶領域が整列していることから生じることが分かっている。
【００４７】
本発明者らが見出したところによれば、ある程度の結晶性および特定の結晶配向性のポリマー材料を有するノーズクリップは、良好な展性および保形特性を呈する。本発明の利益は、特に結晶配向性がノーズクリップ要素の変形または曲げの平面に沿うときに引き出される。本発明は、呼吸フェースマスクと共に使用するためのノーズクリップを提供し、その呼吸フェースマスクにおいて、結晶性熱可塑性樹脂が、フィルム、シート、ロッド、ストランド、およびそれらの変形の形式で突出して、変形後の高度な耐回復性を呈するノーズクリップを形成している。高分子材料は、結晶領域および非結晶領域を備えることができ、結晶領域の結晶分子鎖の軸方向は、一軸的にかつ一平面的に配向している。熱可塑性高分子材料は、結晶ドメインと非結晶ドメインとを含んでいるという点で、「半結晶」である。結晶配向性は、（ａ）結晶化度が少なくとも約０．５、好ましくは少なくとも約０．６、より好ましくは少なくとも約０．７であること、ならびに、（ｂ）結晶ドメインの配向性の程度が、少なくとも約２．０、好ましくは少なくとも約２．５、より好ましくは少なくとも約３．０の積分回折強度比で、主に長さ方向寸法に沿うことに従って、最適化することができる。長さ方向寸法に対する積分回折強度は、少なくとも約４０、５０、または６０の強度とすることができる。
【００４８】
図１は呼吸マスク１０を示しており、この呼吸マスク１０は、マスク本体１４に設けられたノーズクリップ１２を有している。ノーズクリップ１２は、好ましくは少なくとも約０．５の結晶化度を有しかつ少なくとも約２．０の積分回折強度比を有する高分子材料を備えている。ノーズクリップは、マスクを着用すると、着用者の鼻梁の上で延びる。ノーズクリップ１２は、わずかな指の圧力で適合させることができるように構成されている。高分子材料は、展性の性質および「保形」能力をノーズクリップにもたらしており、したがって、ノーズクリップは、着用者の顔に適合させると、着用者によって再調整または変更されるまで、その適合した姿勢の大部分を維持することができる。
【００４９】
マスク本体１４は、着用者の顔に対して離間した関係で人の鼻および口の上でフィットして、内部気体空間または空洞が着用者の顔とマスク本体の内面との間に形成されるようになされている。マスク本体１４は、湾曲していても、半球形であっても、図１に示すようなカップ形状であってもよい（バーグ（Berg）への米国特許第４，５３６，４４０号、デュールード（Dyrud）らへの米国特許第４，８０７，６１９号、クロンザー（Kronzer）らへの米国特許第５，３０７，７９６号をさらに参照）。また呼吸用保護具本体は、所望により他の形状をとることもできる。例えば、マスク本体は、ジャプンティチ（Japuntich）への米国特許第４，８２７，９２４号に示されている構造を有するカップ形状のマスクとすることができる。マスク本体はまた、ボストック（Bostock）への米国特許第６，７２２，３６６号および第６，７１５，４８９号、カラン（Curran）らへのＤ４５９，４７１号およびＤ４５８，３６４号、ならびにチェン（Chen）へのＤ４４８，４７２号およびＤ４４３，９２７号に開示されている二つ折りおよび三つ折りマスク製品のような扁平折りの製品であってもよい。米国特許第４，４１９，９９３号、第４，４１９，９９４号、４，３００，５４９号、４，８０２，４７３号、および再発行特許Ｒｅ．２８，１０２号も参照されたい。マスク本体は、濾材の１つ以上の層を含んでいてもよい。一般に、荷電した超極細繊維、すなわち約２５マイクロメートル（μｍ）以下（典型的には約１μｍから１５μｍ）の有効直径を有する繊維の不織布ウェブが、濾材の層として使用される。濾材は、アンガジバンド（Angadjivand）らへの米国特許第６，１１９，６９１号に従って帯電させることができる。基本的に、現在知られている（または最近開発された）マスク本体であって、通気性がありかつ濾材の層を含むものは、本発明と共に使用することができる。
【００５０】
図１に示すように、呼吸用保護具１０はまた、ストラップ１６などのハーネスを含んでおり、そのストラップ１６は、着用者の頭部の後方で渡して、着用者の顔にぴったりフィットさせるのを支援するように寸法決めされている。ストラップ１６は好ましくは、弾性材でできており、その弾性材によって、マスク本体１４は、着用者の顔にわずかな圧力を作用させる。多数の様々な材料が、ストラップ１６として使用するのに好適となることができ、例えば、ストラップは、呼吸用保護具本体に超音波溶接された熱可塑性エラストマーで形成されていてもよい。超音波溶接は、金属を使用しないので、ステープルを使用してハーネスをマスク本体に固定するよりも有益となりうる。防塵呼吸用保護具３Ｍ  ８２１０（商標）は、超音波溶接したストラップを用いる濾過フェースマスクの一例である。また、綿織物の弾性バンド、ゴムコード（例えばポリイソプレンゴム）および／またはストランド、ならびに非弾性調整式ストラップを使用してもよい（カスティリョーネ（Castiglione）への米国特許第６，７０５，３１７号およびシュウ（Xue）らへの米国特許第６，３３２，４６５号参照）。本発明と共に使用しうるマスクハーネスの他の例が、ブロストロン（Brostrom）らへの米国特許第６，４５７，４７３Ｂ１、第６，０６２，２２１号、および第５，３９４，５６８号、バイラム（Byram）への米国特許第６，５９１，８３７号、第６，１１９，６９２号および第５，４６４，０１０号、ならびにデュールード（Dyrud）らへの米国特許第６，０９５，１４３号および第５，８１９，７３１号に示されている。本質的に、呼吸フェースピースを着用者の頭部で支持する際に使用するために作られた（現在知られているまたは最近開発された）任意のストラップシステムを、ハーネスとして本発明と共に使用することもできる。またハーネスは、マスクを支持するための１つ以上のストラップと連動するヘッドクレードルを含むこともできる。また呼吸用保護具は、ジャプンティチ（Japuntich）らへの米国特許第６，８５４，４６３号に開示されている一方向流体弁など、その呼吸用保護具に配置された呼気弁を有することができる。呼気弁によって、吐き出された空気は、マスク本体１４内の濾材を通過する必要なく、内部気体空間から脱することが可能となる。呼気弁は、接着剤を使用することにより（ウィリアムス（Williams）らへの米国特許第６，１２５，８４９号参照）、または機械的な圧締めによって（カレン（Curran）らへの米国特許第６，６０４，５２４号参照）、マスク本体に固定することができる図示したマスク本体１４は流体透過性を有しており、また、呼気弁がマスク本体１４に取り付けられる場所に配置された開口部（図示せず）を備えて、吐き出された空気が呼気弁１４を通じて内部気体空間を迅速に抜け出すことができるようにしてもよい。マスク本体１４上の開口部の好ましい場所は、マスクが着用されるときに着用者の口が位置するところのすぐ前方である。開口部、したがって呼気弁をこの場所に配置することにより、弁は、呼気流からの力または運動量に応答して、より容易に開くことが可能となる。図１に示すタイプのマスク本体１４の場合、本質的に、マスク本体１４の露出面全体が、吸い込まれる空気に対して流体透過性を有している。
【００５１】
マスク本体は、着用者の顔から離間していてもよく、また、着用者の顔と同じ高さにまたは非常に接近して存在していてもよい。いずれの場合も、マスク本体は内部気体空間を画定しており、吐き出された空気はその内部気体空間に入り込み、その後に呼気弁を通じてマスク内部を去る。マスク本体はまた、その周囲に熱変色性フィット指示シールを有して、適切なフィットが確立されているかどうかを着用者が容易に確認できるようにすることもできる（スプリンゲット（Springett）らへの米国特許第５，６１７，８４９号参照）。
【００５２】
図２は、ノーズクリップ１２が人の鼻の上でぴったりとフィットするように変形されている、図１の呼吸マスク１０を示している。ノーズクリップ１２がそのように変形されると、そのノーズクリップ１２は一般に、湾曲した中央部分１７によって接続された第１および第２の羽部分１３および１５を有する。羽部分１３および１５は、鼻が頬と会合する領域においてマスクと着用者の顔との間を空気が通るのを防止するのに役立つ。湾曲した中央部分１７は、着用者の鼻梁にぴったりとフィットする。図示のように、中央部分１７は一般に、着用者の鼻梁の上で約１８０°向きを変える。変形した状態において、ノーズクリップは、第１の羽１３から中央部分１７への増加する勾配を有しており、また、中央部分１７から第２の羽１５への減少する可変勾配を有している。対称的に、ユーザーに供給される（ノーズクリップの変形前）マスクは一般に、一定の曲線を呈している（図１参照）。
【００５３】
図３〜５に示すように、マスク本体１４は、内部補剛または整形層１８と、濾過層２０と、外部カバーウェブ２２とを含めた複数の層を備えていてもよい。内部補剛または整形層１８は、呼吸用保護具本体１４に構造をもたらし、濾過層２０を支持している。層１８は、濾過層の内側および／または外側に配置することができ、また例えば、例えばクロンザー（Kronzer）らへの米国特許第５，３０７，７９６号で教示されている方法によって、例えばカップ形状の外形へと成形された熱接着性繊維の不織布ウェブから作ることができる。また整形層は、成形されたプラスチックネットから作ることもできる（スコフ（Skov）への米国特許第４，８５０，３４７号参照）。層１８は、マスクに構造をもたらすと共に濾過層を支持することを主な目的として設計されているが、層１８はまた、フィルター層の外側に設けた場合、典型的には外部気体空間中に懸濁するより大きな粒子を捕捉するためのフィルターとして働くこともできる。層１８と２０は共に、吸気フィルター要素として機能することができる。着用者が吸気すると、空気がマスク本体を通じて引き込まれ、空中浮遊粒子が、繊維、特にフィルター層２０内の繊維間の隙間に閉じ込められる。図３〜５に示す実施形態において、フィルター層２０はマスク本体１２と「一体」であり、すなわち、マスク本体の一部を形成しており、フィルターカートリッジのように後にマスク本体に取り付けられる（またはマスク本体から取り外される）アイテムではない。またマスク本体は、快適にぴったりフィットさせるのを支援するために鼻領域内のマスク本体の内側に設けられたフォーム材料の層２８を有していてもよい。
【００５４】
図１および２に示す濾過フェースマスク１０のような負圧ハーフマスク呼吸用保護具において一般的である濾過材料は、多くの場合、荷電された超極細繊維、特にメルトブロウン超極細繊維（ＢＭＦ）の絡み合いウェブ（entangled web）を含んでいる。超極細繊維は典型的には、約２０マイクロメートル（μｍ）から２５μｍ以下の平均有効繊維直径を有しているが、一般には約１μｍから約１５μｍであり、さらにより一般的には直径が約３μｍから１０μｍである。有効繊維直径は、デービス、Ｃ．Ｎ．（Davies, C.N.）、「浮遊ダストおよび粒子の分離（The Separation of Airborne Dust and Particles）」、機械技術者協会（Institution of Mechanical Engineers）、ロンドン（London）、会報１Ｂ．１９５２（Proceedings 1B. 1952）に記載されているとおりに計算することができる。ＢＭＦウェブは、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ．４８、ページ１３４２（１９５６年）以下のウェンテ、バン・Ａ．（Wente, Van A.）の「超微細熱可塑性繊維（Superfine Thermoplastic Fibers）」、または、１９５４年５月２４日発行の、ウェンテ、バン・Ａ．（Wente, Van A.）、ブーン、Ｃ．Ｄ．（Boone, C.D.）、およびフラハーティ、Ｅ．Ｌ．（Fluharty, E.L.）による「超微細有機繊維の製造（Manufacture of Superfine Organic Fibers）」と題された海軍研究試験所（Naval Research Laboratories）の報告書番号４３６４（Report No. 4364）に記載されているとおりに形成することができる。メルトブロウン繊維ウェブは均一に調製することができ、ベリガン（Berrigan）らへの米国特許第６，４９２，２８６Ｂ１号および第６，１３９，３０８号に記載されているウェブのように、複数の層を含んでいてもよい。不規則に絡み合ったウェブの形式である場合、ＢＭＦウェブは、マットとして取り扱うのに十分な一体性を有することができる。電荷は、例えば、アイツマン（Eitzman）らへの米国特許第６，４５４，９８６Ｂ１および第６，４０６，６５７Ｂ１、アンガジバンド（Angadjivand）らへの米国特許第６、３７５、８８６Ｂ１、第６、１１９、６９１号および第５，４９６，５０７号、クービック（Kubik）らへの米国特許第４，２１５，６８２号、ならびにナカオ（Nakao）への米国特許第４，５９２，８１５号に記載されている技法を使用して、繊維ウェブに付与することができる。
【００５５】
マスク本体内のフィルターとして使用しうる繊維材料の例が、バウマン（Baumann）らへの米国特許第５，７０６，８０４号、ピーターソン（Peterson）への米国特許第４，４１９，９９３号、メイヒューへの米国再発行特許第Ｒｅ２８，１０２号、ジョーンズ（Jones）らへの米国特許第５，４７２，４８１号および第５，４１１，５７６号、ならびにルソー（Rousseau）らへの米国特許第５，９０８，５９８号において開示されている。繊維は、ポリプロピレンおよび／またはポリ−４−メチル−１−ペンテン（ジョーンズ（Jones）らへの米国特許第４，８７４，３９９号およびデュールード（Dyrud）らへの米国特許第６，０５７，２５６号参照）などのポリマーを含有していてもよく、また、濾過性能を向上させるためにフッ素原子および／または他の添加剤を含有していてもよく（ジョーンズ（Jones）らへの米国特許第６，４３２，１７５Ｂ１号、第６，４０９，８０６Ｂ１号、第６，３９８，８４７Ｂ１号、第６，３９７，４５８Ｂ１号、およびクレーター（Crater）らへの米国特許第５，０２５，０５２号および第５，０９９，０２６号参照）、さらにまた、性能を改善させるために少量の抽出可能炭化水素を有していてもよい（ルソー（Rousseau）らへの米国特許第６，２１３，１２２号参照）。また繊維ウェブは、リード（Reed）らへの米国特許第４，８７４，３９９号に、またルソー（Rousseau）らへの米国特許第６，２３８，４６６号および第６，０６８，７９９号に記載されているように、耐オイルミスト性を向上させるように製作してもよい。濾過層は任意選択により、ブラウン（Braun）への米国特許第５，８０４，２９５号および第５，７６３，０７８号に記載されているように波形にすることもできる。マスク本体はまた、濾過層を保護するために外部カバーウェブ２２を含むことができる。カバーウェブは、同様にＢＭＦの不織布ウェブから、あるいはスポンボンド繊維のウェブから作ってもよい。また内部カバーウェブは、マスクを着用者の顔に柔らかく快適にフィットさせるために使用することもできる（アンガジバンド（Angadjivand）らへの米国特許第６，０４１，７８２号参照）。そのカバーウェブはまた濾過能力を有することもできるが、通常は濾過層２０と同程度には優れていない。
【００５６】
好ましくは、ノーズクリップは、一般により大きな縦横比を有するストランドの形式である高分子材料を含んでいる。その縦横比は、少なくとも５０、少なくとも１００、またさらには少なくとも３００とすることができる。その縦横比はまた、約４５０から５００とすることもできる。高分子ストランドは、例えば、様々な構成で互いに束にしたり、個別に使用したりすることができる。図３〜５は、ノーズクリップ１２がどのようにして複数の高分子ストランド２４を有することができるかを示す。これらのストランド２４を互いに使用して、展性の保形ノーズクリップ１２、１２’、または１２”を形成することができる。ストランドは、図３に示すように高分子材料２６で包むことによって互いに結合してもよく、また、図４に示すようにマスク本体１４に個別に固定してもよい。図３に示す外被２６は、ストランドを包み一定の並んだ配向に保持すると共に、ストランドを不織網内で長さに沿って摺動させる、繊維ストランドの不織網であってもよい。またそのストランドは、細い糸を使用して編むことによって相互に結合することもできる。ストランドは、一般には、横断面で見ると同じ平面内に存在するが、図５に示すようにストランドの複数の層が存在してもよい。ストランドは、約０．３ｍｍから１．５ｍｍ、より一般的には０．８ｍｍから１．２ｍｍの直径を有する円形の横断面を有している。ストランドは、典型的にはノーズクリップの全長に及ぶが、より短くすることもできる。ノーズクリップの全長よりも短い場合、マスク本体を「押し」てマスク本体を着用者の鼻または頬に対して定位置に保持できる基体材料またはシート材に、ストランドを（例えばその端部で）取り付けてもよい。ノーズクリップは典型的には、約５センチメートル（ｃｍ）から１３ｃｍ、より一般的には約７ｃｍから１０ｃｍ長の全長を有している。展性の高分子材料の長さは、通常ノーズクリップの全長とほぼ同じ長さであり、また典型的にはノーズクリップの全長の７５％以上である。高分子ストランドは、一般にノーズクリップの全長を越えて延びるが、例えば基体が高分子ストランドの下に設けられている場合は、より短くてもよい。ノーズクリップの長さは、マスクを着用したときに着用者の鼻梁を横切って延びる（または横断する）方向における長さである。ノーズクリップの長さは、製品が商業的に入手可能となったとき、すなわちユーザーによって変形される前に決定される。ノーズクリップの幅（すなわち、着用者の鼻の長さと実質的に同じ方向における寸法）は、約０．７ｃｍから１．２ｃｍ幅、好ましくは約０．８ｃｍから１．０ｃｍ幅である。横断面が円形であることに加えて、またはその代わりに、ストランドは、正方形、長方形、楕円形などの他の外形をとることもできる。ノーズクリップは、一般的には２本から１０本のストランド、より一般的には３本から７本のストランド、さらにより一般的には４本から６本のストランドを１クリップごとに有している。ストランドは直接マスク本体１４に固定してもよく、また、変形可能なプラスチックフィルムまたはシートに固定し、そのフィルムまたはシートをマスク本体１４に固定してもよい。ノーズクリップは、超音波溶接および接着剤結合を含めた様々な技法を使用することにより、マスク本体に取り付けることができる。
【００５７】
半結晶性熱可塑性高分子材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、およびそれらの組合わせなどの熱可塑性高分子が挙げられる。高分子材料は好ましくは、少なくとも４０％、好ましくは５０％、より好ましくは６０％の回復効率を有している。高分子材料はまた、１０，０００メガパスカル（ＭＰａ）から２０，０００ＭＰａ、好ましくは１４，０００ＭＰａから１６，０００ＭＰａの弾性率を有することができる。また、本発明のノーズクリップは、好ましくは６００ＭＰａ以下、より好ましくは４００ＭＰａ以下のピーク応力を有しており、少なくとも５０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１００ＭＰａの復元（回復）応力を有している。高分子に加えて、熱可塑性高分子材料（およびノーズクリップの他の部品、例えば支持基体）は、染料、フィルター、顔料、安定剤、抗菌剤、およびそれらの組み合わせなどの他の成分を含んでいてもよい。付加的な成分は、ノーズクリップの展性の保形特性に実質的に悪影響を及ぼさない限り、様々な量で使用することができる。ノーズクリップを構成する熱可塑性高分子は、好ましくは少なくとも３５℃、より好ましくは少なくとも５０℃のガラス転移温度Ｔｇを有している。そのガラス転移温度は好ましくは、呼吸マスクが使用されうる最高予想温度を超えない。
【００５８】
試験方法
Ｘ線回折極点図分析
広角Ｘ線回折法を使用することにより、高分子材料の結晶軸の配向性を立体視的にかつ定量的に求めることができる。極点図分析は、Ｘ線回折と共に使用して、結晶子の、他にも表面組織として知られる一軸から一平面的な配向性の程度を定量的に測定する技法である。極点図分析を高分子材料に適用することは、技術文献においても十分に認められている（Ｌ．Ｅ．アレキサンダー（L.E. Alexander）、「高分子科学におけるＸ線回折法（X-ray Diffraction Methods in Polymer Science）」、ＷＩＬＥＹ−ＩＮＴＥＲＳＣＩＥＮＣＥ（１９６９年）参照）。
【００５９】
ＣｕＫα線源、散乱放射線のシンチレーション検出器の記録を使用して４軸回折計Ｈｕｂｅｒ  ４２４−５１１．１を使用することによる検索測定（survey scan）と極点図の形式で、反射配置データを収集した。試料を、長手方向寸法（ＬＤ）が垂直面に位置するように配置し、０度の傾斜角Ｘの設定および０度の回転角度Φの設定に対応させた。回折計は、７００マイクロメートル（μｍ）の開口部と、固定された出口スリットと、ニッケルフィルターとを有するピンホールコリメーションを使用した。４０キロボルト（ｋＶ）かつ３０ミリアンペア（ｍＡ）のＸ線発生器の設定を用いた。それぞれ５度のステップ幅を使用する、０度〜７５度の傾斜角Ｘおよび−１８０度から＋１８０度の回転角度Φで、極点図データを収集した。最大値（２  ０  ０）に対する強度は十分なものであり、したがって背景散乱および非晶質散乱の補正は不要であった。より低い結晶性（結晶化度＜０．６）の高分子に対しては、また相当な背景散乱が存在するときは、強度データに対する適切な補正をなすべきである。
【００６０】
高分子の分子鎖軸に同軸であるかあるいは垂直な結晶面が、この特性決定には好ましい。極点図は、所与の回折面によって生じた三次元強度分布の二次元表現であった。選択した値の方位回転および試料平面の傾斜で、試料の形状に関してデータを収集した。データをステレオ投影の形式でプロットしたが、結果として得られた極点図は、試料の傾斜を、図の中心からの距離（半径）として表している。方位回転は、極点図の法線の周りの回転として表している（例えば図６参照）。好ましい配向性を持たない（不規則な）結晶面は、一定の強度を極点図上に発生させるが、このことは、広範囲にわたる試料の傾斜および方位回転の値によってブラッグ条件が満たされていることを示唆する。平面が試料面に平行に完全に整列していることを表す（単結晶に類似した）結晶面は、単一の大きな強度を図の中央に発生させるが、これは、試料の傾斜および方位回転の非常に狭い組みでしか、平面のその組みに対するブラッグ条件が満たされないためである。これらの極値からそれると、強度が極点図内で分散し、配向組織のより複雑なモードに対応する。結晶面の整列性が高水準であれば、調べた構造の結晶学は、強度が極点図内のどこで観察されるかを決定する上での優勢な特徴となる。この理由は、結晶面が、構造の結晶学により、角度の関係によって物理的に関連付けられるということである。一軸的な（円筒形の）対称性は、整列性の主方向に沿って極点図全体にわたって強度のバンドとして現れる。調べた試料に対して、試料の長さ方向寸法（ＬＤ）に沿った結晶整列性が主に重要となる。
【００６１】
ポリエチレンの分子鎖整列性を特徴付ける場合、重要な極点図は、斜方晶系（２  ０  ０）の反射に対する強度分布を測定するものである。本発明の材料の分子鎖整列性を特徴付ける場合の重要な極点図は、（２  ０  ０）の反射であった。（２  ０  ０）の反射面は、分子鎖軸に平行に広がっている。（２  ０  ０）平面は高分子鎖軸に平行であるので、結晶子の整列レベルを測定するために使用することができる。
【００６２】
ノーズクリップの試験片の長さ方向寸法および横断寸法に沿って強度トレースを取ることによって、（２  ０  ０）の極点図に対する強度分布を評価した。傾斜角に対して０度の傾斜で測定した強度に正規化した反射強度をプロットすることによって、データの評価を実施した。結果として得られた正規化された強度トレースを、プログラムＯＲＩＧＩＮ（マサチューセッツ州ノーサンプトン（Northhampton）のオリジンラブ社（Origin Lab Co.））を使用してガウス分布にフィットさせた。ノーズクリップの試験片の横断寸法および長さ方向寸法に対して評価した、累積した反射強度（図６〜１１においてクロスハッチングによって記した、強度プロットの下の積分した面積）の比は、一軸的な分子鎖整列性の尺度となる。ノーズクリップの試験片の長さ方向寸法における鎖整列性は、ノーズクリップがフェースマスクに取り付けられたときの、ノーズクリップの横方向寸法に対する整列性に関連している。一般に、積分強度のＬＤ／ＴＤ比が高くなるにつれて、ノーズクリップがフェースマスクに配置されたときの、ノーズクリップの横方向寸法における分子鎖の一軸的整列性がより高くなる。
【００６３】
結晶化度法
結晶性を評価するために、写真フィルムを使用するのに類似した検出システムによって、ただしデジタル形式で配向の効果を捕獲できるように、データを２Ｄすなわち「二次元」モードで収集する。次いで、これらの２Ｄデータを、半径方向に平均化して配向の効果を除去することによって、一次元データに低減する。一次元データセットに低減すると、試料中に存在する好ましい配向によって偏倚していないデータから、結晶度の値を計算することが可能となる。
【００６４】
Ｂｒｕｋｅｒ  ＧＡＤＤＳ  Ｍｉｃｒｏｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ（ウィスコンシン州マディソン（Madison）のブルカー・エイエックスエス社（Bruker AXS）から入手可能）と、ＣｕＫα線源と、散乱放射線のＨｉＳｔａｒ  ２Ｄ位置敏感検出器の記録とを使用することによる検索測定（survey scan）の形式で収集した透過の幾何学データを使用して、結晶度を求めた。長さ方向寸法が回折計の垂直面に位置するように、試料を配置した。その回折計は、３００ミクロンの開口部と黒鉛入射ビームモノクロメーターとを使用するピンホールコリメーションを取り付けたものであった。検出器を０度（２θ）で中心に置き、試料の傾斜は用いなかった。試料から検出器までの６ｃｍの距離でデータを１５分間にわたって集めた。５０ｋＶおよび１００ｍＡのＸ線発生器設定を用いた。結晶性の値は、結晶化度パーセントとして示された。二次元データを半径方向に合計して、通常の一次元回折パターンを作成した。結果として得られたパターンに、プログラムＯＲＩＧＩＮ（マサチューセッツ州ノーシントン（Northhampton）のオリジンラブ社（Origin Lab Co.））を使用したプロファイルフィッティングを行って、非晶質および結晶性高分子散乱の成分を分離した。プロファイルフィッティングに対し、放物線状の背景モデルおよびガウスピーク形状モデルを用いた。１０〜３５度（２θ）の散乱角の範囲内で、背景を超える非晶質散乱と結晶性散乱との合計に対する、背景を超える結晶性散乱の比率として、結晶化度を評価した。
【００６５】
積分回折強度比
積分回折強度比（ＩＤＩＲ）は、長さ方向寸法（ＬＤ）に取った試料の積分強度と、横断寸法（ＴＤ）の積分強度との無次元の比として定義され、次式によって与えられる。
【００６６】
【数１】
2009509641.tif 000003
【００６７】
動的機械分析（ＤＭＡ）
動的機械分析器（ＤＭＡ）を使用して、固有弾性率および応力歪み分析を実施した。ＤＭＡ機は、試料が周期的応力または定常応力下で変形するときの、その試料の機械的応答を測定することによって、材料の粘弾性的性質、レオロジー的性質、および機械的性質に関する定量的情報を提供するものである。試料の粘弾性的応答は、温度、時間、振動数、振幅、応力、および位相角を正確に測定し制御することによって求められる。
【００６８】
強制振動数ＤＭＡおよびレオメーターは、振動周波数、歪み振幅、および試験温度または時間を連続動的試験において制御する。典型的な試験では、これらの変数のうちの少なくとも１つが一定に保持され、一方で、２つ目および３つ目が系統的に変更される。例えば、温度掃引では、材料のレオロジー的性質および機械的性質の温度依存性が特徴付けられる。また、この試験モードは、ガラス転移および他の二次転移を測定するための高精度な手段をもたらすものであり、そのガラス転移および他の二次転移を知ると、試料のモルホロジー（morphology）、軟化点、および有効温度範囲を識別することができる。
【００６９】
ＴＡＩ  Ｑ８００および２９８０シリーズのＤＭＡ（デラウェア州ニューキャッスル（New Castle）のＴＡインスツルメンツ社（TA Instruments）から入手可能）を単一の片持ち梁の曲げの幾何学的配置で使用して、試料を測定した。弾性率（固有剛性）について、試料に対して室温（２３〜２４℃）実験を動的モードで実施し、次いで、０〜５％の全歪み間の繰返し歪みランプの下で合計５周期にわたって実施した。弾性率、ピーク応力、復元応力の値が、メガパスカル（ＭＰａ）の単位で示された。また、「回復効率」を、ピーク応力に対する復元応力のパーセントとして計算する。
【００７０】
有効水力直径
有効水力直径Ｄｈは、個々のストランドまたは長方形の形を含めたノーズクリップ要素の縦横比を求める上で使用する。有効水力直径は、ノーズクリップ要素の横断面積を４倍したものを、その要素の横断面周長で割ったものとして与えられる。水力直径Ｄｈは、以下のように与えられる。
【００７１】
【数２】
2009509641.tif 000004
【００７２】
寸法（Ｄ）の直径を有する円筒形の物体の場合、有効水力直径はＤである。長さ（Ｌ）の辺を有する正方形の物体の場合、有効水力直径はＬである。
【００７３】
以下の実施例は、単に本発明の特徴、利点、および他の細部をさらに説明するために選択したものである。これらの実施例はこの目的に役立つものであるが、使用した特定の成分および分量、ならびに他の条件および詳細は、本発明の範囲を不適当に限定する方式で解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７４】
（実施例１）
本発明のノーズクリップを構成し、マスク本体に取り付けた。そのノーズクリップは、日本国東京都の三井化学社（Mitsui Chemicals, Inc.）によって「テクノロート（TeknoRote）」の商標名で製造されているポリエチレン（ＰＥ）ストランドを含んでいた。ノーズクリップの構成は、図１および３に示したノーズクリップに概ね似たものであった。ナイロン糸の編上げスカフォード（scaffold）を使用して５本の１．１ミリメートル（ｍｍ）径のＰＥストランドを平坦な並んだ整列状態で互いに連結した。成形可能なストランドの間隔は約０．２ｍｍであった。ストランドは約１１４ｍｍ長であり、約１４５の縦横比を有していた。個々のストランドを、それらの結晶性の程度については結晶化度法を使用し、また結晶配向性については極点図分析を使用して試験した。極点図を正規化強度のプロットと共に図６および７に示す。図６は試料の長さ方向寸法の結晶配向性を表し、図７は横断寸法の結晶配向性を表す。また、機械的分析をストランドに実施して、弾性率、ピーク応力、および復元応力を求めた。機械的分析および形態的分析の双方の結果を、回復効率および積分回折強度比の計算値を含めて表１に記載する。
【００７５】
上述したストランドの成形可能なストランドを、フィット性の評価のための呼吸用保護具に貼り付けた。使用した呼吸用保護具は、ミネソタ州セントポール（St. Paul）のスリーエムカンパニー（3M Company）によって製造されている、商業的に入手可能な防塵呼吸用保護具８５１１（商標）であった。その呼吸用保護具に対して唯一変更したこととして、元のノーズクリップを取り外し、本発明のノーズクリップで交換した。超音波溶接機を使用して、本発明のノーズクリップを呼吸用保護具に取り付けた。各羽部１３および１５（図２）の端部においてマスク内部に配置されたアンビルにエネルギーを向けるホーンを、溶接機に取り付けた。Ｂｒａｎｓｏｎ  ２０００モデルの超音波溶接を、１２％のパワー設定、約１３０キロパスカル（ＫＰａ）のチャック圧力および０．５秒の溶接時間で操作した。結果として生じた溶接面積は、取り付けた構成要素の中心線上でかつその端部において、約８ｍｍ×８ｍｍであった。完成したマスクをユーザーにフィットさせ、全漏れ率試験に従って試験した。
【００７６】
（実施例２）
接着剤を使用してノーズクリップを呼吸用保護具に貼り付けたことを除き、実施例１で説明した通りに呼吸用保護具を構成した。その接着剤は、ミネソタ州セントポール（St. Paul）のスリーエムカンパニー（3M Company）によって製造されている３Ｍ  Ｓｕｐｅｒ  ７７タイプのスプレー接着剤であった。接着剤を塗布する前に、呼吸用保護具の鼻領域の形状にノーズクリップの外形を合わせた。外形を合わせたノーズクリップの下面全体に、接着剤を均一に塗布した。接着剤を塗布した後、ノーズクリップを呼吸用保護具に慎重に押し付けた。マスク本体とノーズクリップとの良好な固着をなすのに十分な圧力を与える一方で、マスク本体の形状を変形させないように注意した。
【００７７】
比較例１
商業的に入手可能なフェースマスク（日本国三木市のトーヨーセーフティー社（Toyo Safety））のポリエチレンノーズクリップを、機械的特性および形態的特性について評価した。このノーズクリップは、概ね約９０ｍｍ長であり、３．６５ｍｍ×０．６７２の長方形横断面を有していた。材料の縦横比は７９：１であった。結晶化度法を使用して、このノーズクリップを、結晶性の程度について試験した。Ｘ線回折極点図分析に従って結晶配向性を求めた。極点図を正規化強度の付随プロットと共に図８および９に示す。図８は試料の長さ方向寸法の結晶配向性を表し、図９は横断寸法の結晶配向性を表す。また、機械的分析をノーズクリップに実施して、弾性率、ピーク応力、および復元応力を求めた。機械的分析および形態的分析の双方の結果を、回復効率および積分回折強度比の計算値を含めて表１に記載する。
【００７８】
比較例２
日本国大阪市の積水化学工業社（Sekisui Chemical Co. Ltd.）によってスリーエムカンパニー社（3M Company）に供給されたポリエチレンのノーズクリップを評価した。このノーズクリップは、概ね約９０ｍｍ長であり、５．３５ｍｍ×０．９５の長方形横断面を有していた。材料の縦横比は約５６：１であった。結晶化度法を使用して、このノーズクリップを、結晶性の程度について試験した。Ｘ線回折極点図分析に従って結晶配向性を求めた。極点図を正規化強度の付随プロットと共に図１０および１１に示す。図１０は試料の長さ方向寸法の結晶配向性を表し、図１１は横断寸法の結晶配向性を表す。また、機械的分析をノーズクリップに実施して、弾性率、ピーク応力、および復元応力を求めた。機械的分析および形態的分析の双方の結果を、回復効率および積分回折強度比の計算値を含めて表１に記載する。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
用いた材料の結晶学的特性および固有の機械的特性により明らかなように、本発明のノーズクリップにおいて使用した熱可塑性高分子材料は、既知の熱可塑性ノーズクリップに対して、相当に高度な回復効率を有している。このことは、長さ方向寸法における積分回折強度および積分回折強度比が、比較例と比べてより高いことから分かるように、一軸的な表面組織が本発明のノーズクリップにより多く存在することに起因すると考えることができる。回復効率がより高いことは、フィット性を達成するのに必要な力に対して、保持フィットがより良好となることを意味する。回復効率を改善することにより、フィット性の維持レベルを損なうことなく、フィット性がより快適なものとなる。またこのパラメータにおける改善は、本発明のノーズクリップの流通性（distributive capacity）にも寄与しうるものである。また、複数のストランドをノーズクリップにおいて使用することによって、保形力をより均一に分布させることができる。
【００８１】
本発明は、その趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正形態および変更形態を取ることができる。したがって、本発明は上述の内容に限定されるべきではなく、特許請求の範囲およびその任意の等価物において記載された限定によって管理されるべきである。
【００８２】
本発明は、本明細書において具体的に開示されていない要素の非存在下においても、好適に実施することができる。
【００８３】
先に引用したすべての特許および特許出願は、背景の節で引用したものを含めて、参照によってその全内容が本願に援用される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明による呼吸マスク１０の正面図であり、商業的に入手可能な状態すなわち変形していない状態のノーズクリップ１２を示す。
【図２】本発明による呼吸マスク１０の正面図であり、変形した状態のノーズクリップ１２を示す。
【図３】図１の線３―３における呼吸マスク１０の断面図。
【図４】ノーズクリップの第２の実施形態１２’を示す、呼吸マスク１０’の断面図。
【図５】ノーズクリップの第３の実施形態１２”を示す、呼吸マスク１０”の断面図。
【図６】実施例１および実施例２のノーズクリップにおいて使用した材料に対する「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の長さ方向寸法における結晶配向性を表している。
【図７】実施例１および実施例２のノーズクリップにおいて使用した材料に対する「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の横断寸法における結晶配向性を表している。
【図８】実施例１のノーズクリップにおいて使用した材料に対する、「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の長さ方向寸法における結晶配向性を表している。
【図９】実施例１のノーズクリップにおいて使用した材料に対する「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の横断寸法における結晶配向性を表している。
【図１０】実施例２のノーズクリップにおいて使用した材料に対する「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の長さ方向寸法における結晶配向性を表している。
【図１１】実施例２のノーズクリップにおいて使用した材料に対する「極点図」の画像と、その極点図から導出された正規化強度の付随的なプロットであり、この極点図および正規化強度は、試料の横断寸法における結晶配向性を表している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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