(57)【要約】      （修正有）【課題】長時間にわたって優れた易呼吸性及び快適性を装用者に提供しながらも、液体及び／又は粒子をろ過することができる使い捨てマスクを得る。【解決手段】フィルタ本体２２８は、種々の形状を有するろ過材料の多数の層から形成されている。このようなマスクは、一つ以上の編成ヘッドバンド２１６ａ、２１８ｂにより、装用者の頭に固着することができる。プラスチック膜のような種々のガスケット型シール材料又はヒドロゲルのような他の材料を使用して、マスクの周縁と装用者の顔との間に形成される流体遮断を高めることができる。【選択図】図９
2006212442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装用者（２１２）の口及び鼻にかぶさる大きさのフィルタ本体（２２８）であって、上下の縁を有し、上縁（２４４）が、装用者の鼻及び頬を横切って延びるように配置され、下縁（２４６）が、装用者のあごの下に延びるように配置されるフィルタ本体（２２８）と、
このフィルタ本体（２２８）の内側で、前記上縁（２４４）に隣接し、この上縁に沿って延びるように配置されたシール材料の第一の細片（２７０）と、
前記フィルタ本体（２２８）の内側で、前記下縁（２４６）に隣接し、この下縁に沿って延びるように配置されたシール材料の第二の細片（２７２）と、
前記フィルタ本体（２２８）の各側（２５０、２５２）に取り付けられたフラップ（２３０、２３２）と、
それぞれの前記フラップ（２３０、２３２）に取り付けられ、装用者（２１２）の頭の周囲を延びるように配設される第一の固着手段（２１６）及び第二の固着手段（２１８）であって、前記フラップ（２３０、２３２）と協同して、シール材料の前記第一の細片（２７０）を前記上縁（２４４）に対して付勢し、シール材料の第二の細片（２７２）を前記下縁（２４６）に対して付勢して装用者（２１２）とぴったり係合させて、前記上縁（２４４）及び下縁（２４６）と装用者の顔との間の望ましくない流体の流れを防ぐための第一及び第二の固着手段（２１６、２１８）と、
前記フラップ（２３０、２３２）が、それぞれの前記第一の固着手段（２１６）及び前記第二の固着手段（２１８）と協同して、前記フィルタ本体（２２８）の各側（２５０、２５２）と装用者（２１２）の顔との間の望ましくない流体の流れを防ぐようにして成る、
使い捨てフェースマスク（２１０、３１０）において、
前記フラップ（２３０、２３２）が、前記フィルタ本体（２２８）の各側（２５０、２５２）から側方に外方に延び、前記第一及び第二の固着手段（２１６、２１８）が、前記フィルタ本体（２２８）の各側（２５０、２５２）の側方に外方に延びるように、前記フラップ（２３０、２３２）に取り付けられたことを特徴とする使い捨てフェースマスク（２１０、３１０）。
【請求項２】
シール材料の前記第一の細片（２７０）及びシール材料の前記第二の細片（２７２）が、プラスチック膜の薄層をさらに含み、シール材料の前記第一の細片（２７０）の一部及びシール材料の前記第二の細片の一部がそれぞれ前記フィルタ本体（２２８）の前記上縁（２４４）及び前記下縁（２４６）から延びている請求項１記載の使い捨てフェースマスク。
【請求項３】
前記上縁（２４４）を装用者（２１２）の鼻及び頬の輪郭に適合させるための、前記上縁（２４４）に位置する細長い展性部材（２４８）をさらに含む請求項１または２のいずれか１つに記載の使い捨てフェースマスク。
【請求項４】
シール材料の前記第一の細片（２７０）及びシール材料の前記第二の細片（２７２）がヒドロゲルを含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載の使い捨てフェースマスク。
【請求項５】
前記フィルタ本体（２２８）が、このフィルタ本体を通過しようとする液体の流れを制限するためのフィルタ媒体の層を含む請求項項１ないし４のいずれか１つに記載の使い捨てフェースマスク。
【請求項６】
前記フィルタ本体（２２８）が、発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されたフィルタ媒体の中間層（２４０）をさらに含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の使い捨てフェースマスク。
【請求項７】
前記フィルタ本体（２２８）が、発泡ポリテトラフルオロエチレンの中間層（２４０）の片側に配置された二成分性材料の第一の層（２３６）と、発泡ポリテトラフルオロエチレン層（２４０）の反対側に配置された同じ二成分性材料の第二の層（２３８）とをさらに含む請求項６に記載の使い捨てフェースマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、浮遊中のエーロゾル、粒状質及び／または液体の通過を防ぐことができるフェースマスクに関する。限定の目的ではなく、より具体的には、本発明は、マスクの周縁と着用者すなわち装用者（wearer）の顔との間の流体遮断性を高めた使い捨てフェースマスク（disposable face mask）に関する。さらに、本発明は、種々の材料を使用して、良好な易呼吸性を維持しながらも、特定の作業環境に関して、得られるマスクのろ過能力を高めることを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
使い捨てフェースマスクは長年にわたって製造されてきた。医療の分野においては、それら初期のマスクの多くは、健康管理者の息による患者の汚染を防止するために使用されてきた。近年、浮遊中の病原体、例えばＢ型肝炎ウイルスによる健康管理者の感染にますます関心が払われるにつれ、健康管理者の呼気による患者の汚染を防止するだけでなく、浮遊中の感染粒子の吸入による健康管理者の感染を防ぐことが必要になった。ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）の出現及び多くのＨＩＶ患者が併発する感染性結核の近年の増大の観点から、これがいっそう重要になった。
【０００３】
感染性疾患、特にＡＩＤＳの急増が、このような防護的装備の使用をますます重要にした。米国ジョージア州アトランタにある疾病管理センターは、ＡＩＤＳウイルス（ＨＩＶ）が体液との接触によって移るということを発見した。ＡＩＤＳで汚染された体液が他のヒトの体液源、例えば目、鼻、口などと接触すると、病気が移るおそれがある。したがって、患者の体液が健康管理者の顔と接触することを防ぐ必要がある。
【０００４】
浮遊中の液体及び固形粒子を有するエーロゾルは、感染患者の呼気によって発生するだけでなく、液体または微生物の浮遊にエネルギーを付与する特定の処置及び操作によっても発生する。とりわけ、ドリルや鋸子の使用を伴う外科的処置は、結核、ＨＩＶまたは他の病原体を含有するおそれのあるエーロゾルを感染患者から発生させる原因である。新規な疾病菌株は、多数のタイプの薬物治療に対して強い抵抗を示すため、結核に関する心配が増大している。
【０００５】
あるタイプのマスクが、１９３５年８月２７日にS. J. Goldsmith に発行された「Mask」と題する米国特許第２，０１２，５０５号明細書に示されている。もう一つのタイプの使い捨てフェースマスクが、１９８２年３月１６日にM. Magidson に発行された「Disposable Face Mask」と題する米国特許第４，３１９，５６７号明細書に示されている。このマスクは立体的に成形されており、マスクの縁を通過する流体の漏れを防ぐための特殊な構成であった。明らかに、液体及び／またはエーロゾルを抑制しようとするとき、漏れを許すことはできない。１９８６年８月１９日にVance M. Hubbard及びWelton K. Brunson に発行された「Noncollapsible Surgical Face Mask 」と題する米国特許第４，６０６，３４１号明細書は、台形のひだをもつ従来の長方形フェースマスクを開示している。作業条件によっては、長方形のマスクは、前記米国特許第４，６０６，３４１号明細書に開示されたマスクをも含め、マスクの周縁と装用者の顔との間で液体及びエーロゾルの通過を防ぐためには、顔への適合が最適とはいえないかもしれない。
【０００６】
外科用フェースマスクにおける最近の進歩の結果、そのようなマスクの外側からの液体の浸透に対する抵抗が得られた。１９９０年５月１日にHubbard らに発行された「Body Fluids Barrier Mask」と題する米国特許第４，９２０，９６０号は、そのようなマスクにおける改善の例である。１９９１年６月４日にHubbard らに発行された「Face Mask with Liquid and Glare Resistant Visor 」と題する米国特許第５，０２０，５３３号は、医療処置の間に装用者の顔を液体から保護するためのバイザを組み込んだ例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明によると、従来の使い捨てフェースマスクに伴う欠点を実質的に軽減するか解消する使い捨てフェースマスクが提供される。本発明を組み込んだ使い捨てフェースマスクは、装用者の顔との間での効果的な液体の遮断もしくはシール、エーロゾルに対するより高いろ過能力、快適な呼吸のためのマスクをはさんでの十分に低い圧力降下及び液体の飛び跳ねや噴霧からの保護を提供する。用途によっては、この使い捨てフェースマスクは、得られるマスクのろ過能力を高めるために、選択された材料、例えば発泡ポリテトラフルオロエチレンの一つ以上の層を含んでもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様において、本発明は、装用者の鼻及び口を覆うためのフィルタ本体を含む使い捨てフェースマスクを提供する。この本体は上下の縁を有し、上縁が、装用者の鼻梁を横切って延びるように配置され、下縁が、装用者のあごの下に延びるように配置される。ガスケット型シール材料の層が上縁及び下縁に隣接して固着されることが好ましい。第一の固着部材が、本体に対し、上縁の各端に隣接したところで取り付けられ、装用者の後頭部の周囲に、上縁からほぼ直線的に連続するように配設されて、上縁を、装用者の顔とぴったり係合した状態で付勢して、上縁と装用者の顔との間の流体の流れを防ぐことができる。第二の固着部材が、本体に対し、下縁の各端に隣接したところで取り付けられ、装用者の頭の頂上を越えて、下縁からほぼ直線的に連続するように配設されて、下縁を、装用者の顔とぴったり係合した状態で付勢して、下縁と装用者の顔との間の流体の流れを防ぐことができる。得られるマスクは、マスクの周縁の周囲で流体遮断性が高められ、液体及びエーロゾルがマスクの縁と装用者の顔との間で通過することを防ぐ。
【０００９】
もう一つの態様においては、本発明は、装用者にとっての快適性を高めながらも、マスクの周縁と装用者の顔との間の流体の通過を抑制する外科用使い捨てフェースマスクを提供する。本発明は、ガスケット型シール材料の層をマスクの上下の縁それぞれに取り付けることにより、標準的なひだ付き型フェースマスクまたはオフ・フェース（off-the-face）型フェースマスクのいずれにも応用することもできる。用途によっては、１対のひもを使用して、本発明を組み込んだマスクを装用者の頭及び顔に固着してもよい。他の用途の場合には、１対の耳ループ、４本の外科用結び片または弾性材料の連続ループを用いて、本発明を組み込んだマスクを装用者の頭及び顔に固着してもよい。流体不浸透性のフラップを含めてフェースマスクの覆い区域を拡大し、マスクの周縁と装用者の顔との間のガスケット型シール材料と併用して流体シールを改善してもよい。
【００１０】
本発明のさらなる態様は、フェースマスクの周縁に配設されたガスケット型シール材料を、弾性材料から形成された固着手段と合わせて、長時間にわたって周縁の密封を維持しながらも装用者に対して快適性を提供することを含む。固着手段は、望みどおりの種々の材料から形成することができる。用途によっては、ガスケット型シール材料を、ほぼ長方形の外科用フェースマスクの内側面に対し、フェースマスクの上縁及び下縁ならびに各側辺に沿って配置してもよい。
【００１１】
本発明は、液体及びエーロゾルがマスクの周縁と装用者の顔との間を通過することを防ぐ遮断を形成することにより、有意な技術的利点を提供する。得られるフェースマスクは、液体噴霧及びエーロゾルがマスクの外側またはフェースマスクの縁の周囲を通過し、装用者の顔の一部と接触することを妨げる。マスクは、装用者による正常な呼吸の間には空気がマスクを通過するための実質的に増大した流動区域を提供し、同時に、液体及びエーロゾルのマスクの通過に対してより高い抵抗を示すろ過媒体の使用を許す。本発明は、マスクを装用することによって生じる正常な呼吸に対する制限を最小限にしながらも、エーロゾルの通過に対する抵抗に関してろ過能力を最適化することを許し、マスクの周縁と装用者の顔の輪郭との間の実質的に高められた適合を考慮している。
【００１２】
本発明のさらなる技術的利点は、発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜から形成されたフィルタ媒体を、フィルタ媒体の両側に配設された二成分性ポリエチレンまたはポリプロピレンの一つ以上の層と組み合わせて使用することを含む。ガスケット型シールを本発明の教示にしたがって形成して、ひだ付き型及びひだなし型のフェースマスクの周縁と装用者の顔との間で効果的な流体遮断性を提供してもよい。ガスケット型シールは、プラスチック膜材料、例えばポリエチレン及びポリプロピレンの薄層によって形成することができる。他の用途の場合には、種々のヒドロゲルを、ガスケット型シール材料と組み合わせて、またはガスケット型シール材料に代えて、関連のフェースマスクの周縁に配設してもよい。
【００１３】
本発明のさらなる態様は、ガスケット型シール材料をフェースマスクの内側面に配置して、装用者の顔との間で流体遮断を形成することを含む。本発明の教示にしたがってガスケット型シールを形成することにより、装用者が呼吸し、話すことに伴うフェースマスクの正常な動きが、ガスケット型シール材料と装用者の顔との間に形成された流体遮断を損なうことがない。
てもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者による参考例使い捨てフェースマスク及び本発明使い捨てフェースマスクの実施態様及びその利点は、図１〜１１を参照することにより、明確に理解することができよう。各図を通じて、同様な部品及び対応する部品を表すのに同様な符号を使用した。
【００１５】
本発明者による参考例使い捨てフェースマスク１０、１１０及び本発明使い捨てフェースマスク２１０、３１０は、それぞれのマスクの外側から装用者の鼻及び口に至る細菌、液体、粒状物及びエーロゾルの流入を遅らせるのに使用することができる。本出願明細書に関して、「エーロゾル」とは、微生物溶液にしばしば関連する不溶性液体または粒状物をいう。「流体」とは、本出願明細書では、気体、液体または気体と液体との混合物を含むものとして使用する。種々の粒状物及びエーロゾルがそのような流体と飛沫同伴しているかもしれない。
【００１６】
ガスケット型シールを形成して、使い捨てフェースマスクの周縁と装用者の顔との間の流体遮断性を高める。本出願明細書に関して、「ガスケット型シール」とは、二つの比較的静止性の物体の間に変形性材料を配置することによって形成される流体遮断物または気密シールをいう。このようなガスケット型シールは、「静止用シール」と呼ばれることもある。本発明の教示にしたがってフェースマスクの周縁と装用者の顔との間にガスケット型シールを形成するためには、薄いプラスチック膜及び／またはヒドロゲルを含む多様なガスケット型シール材料を満足に使用することができる。他のタイプの変形性材料、例えば連続気泡フォーム及び独立気泡フォームを使用して、所望のガスケット型シールを形成してもよい。
【００１７】
液体、粒状物及び／またはエーロゾルの通過に抵抗する使い捨てフェースマスクのろ過能力を最適化し、同時に、装用者による正常な呼吸に対する抵抗を最小限にし、長時間にわたる装用のための快適な適合を提供することを可能にする。液体に加えてエーロゾルの通過をも妨げるように具体的に設計されていてもよいフィルタ媒体の一つ以上の層を使用することを許す。
【００１８】
図１に示すマスク１０は、仮想線によって示す装用者１２の顔に配置された状態で組み込んだものである。マスク１０は、弾性の固着部材またはヘッドバンド１６及び１８によって装用者１２に固着されるフィルタ本体１４を含む。フィルタ本体１４は、ほぼ台形の上寄り部分２０及び下寄り部分２２を含む。上寄り部分２０と下寄り部分２２とは、適合する外寸及び外形を有することが好ましい。上寄り部分２０と下寄り部分２２とは、熱及び／または超音波シールにより、フィルタ本体１４の三つの辺に沿って接合することができる。このような方法で接合することが、マスク１０に対して重要な構造的完全性を加える。
【００１９】
フィルタ本体１４の第四の辺は開口しており、細長い展性部材２６（図２及び３を参照）をもつ上縁２４を含む。展性部材２６は、マスク１０の上縁２４が装用者１２の鼻及び頬の輪郭にぴったり適合する形をもつために設けられている。展性部材２６は、長方形の断面をもつアルミニウム片から構成されることが好ましいが、成形性または展性の鋼またはプラスチックの部材であってもよい。
【００２０】
上寄り部分２０の上縁２４と、下より部分２２の下縁３８とが互いに協同して、装用者１２の顔に接するマスク１０の周縁を画定する。本発明は、マスク１０の使用の結果として生じる装用者１２の正常な呼吸に対する抵抗を最小限にしながらも、マスク１０の周縁と装用者１２の顔との間に形成される遮断ならびに液体、粒状物及びエーロゾルのろ過媒体３４の通過に抵抗するマスク１０のろ過能力を最適化することを許す。本発明はまた、液体不浸透性材料の層４４を含む、フィルタ媒体の多数の層をフィルタ本体１４の内部に含めることを許す。
【００２１】
図１及び３に示すように、マスク１０は、装用者１２の顔に配置されると、ほぼコップまたは円すいの形状になる。本発明は、マスク１０が、包装、貯蔵及び運搬に容易でありながらも、成形された円すい形マスクの「オフ・フェース」利点を提供することを許す。「オフ・フェース（off-the-face）」型のマスクは、装用者の顔の相当部分と接触する柔軟なひだ付きマスクに比較して、より大きな呼吸空間を提供する。したがって、「オフ・フェース」型マスクは一般に、より涼しくて容易な呼吸を可能にする。
【００２２】
フィルタ本体１４内に含まれる空気の体積を最適化することを許す。体積が大き過ぎるならば、正常な呼吸速度で過剰量の呼気がフィルタ本体１４内に保持されるおそれがある。フィルタ本体１４のサイズを適切に選択することにより、フィルタ本体１４内の空気の過熱が最小限になり、また、長時間にわたって呼気を再吸入することから生じるめまい感が最小限になる。
【００２３】
図２に示すマスク１０のおよその最適寸法は、フィルタ本体１４の台形の大きいほうの長さ、すなわち寸法Ａの１０1/4 インチ（２６cm）を含む。一部には上縁２４及び下縁３８によって画定されるフィルタ本体１４の開口の長さ、すなわち寸法Ｂは、上寄り部分２０と下寄り部分２２との各接合部での約１／２インチ（１．３cm）ずつのシールのため、９1/4 インチ（２３．５cm）になる。台形のフィルタ本体１４の平行部分の小さいほうの寸法、すなわち寸法Ｄは、約３5/16インチ（８．４cm）である。一部には寸法Ａ及びＢによって画定されるフィルタ本体１４の開口は、小さいほうの長さ、すなわち寸法Ｄとほぼ平行である。寸法Ａ及びＢは、±３／４インチ（１．９cm）で変動してもよい。フィルタ本体１４の台形の幅、すなわち寸法Ｃは、３1/2 インチ（８．９cm）である。寸法Ｃ及びＤは、±１／４インチ（０．６cm）で変動してもよい。マスク１０の三つの閉じた辺を画定する結合境界線の幅、すなわち寸法Ｅは、１／４インチ（０．６cm）であることが好ましい。上縁２４及び下縁３８の、装用者の顔に接する内寄り部分の幅、すなわち寸法Ｆは約１／２インチ（１．３cm）である。
【００２４】
ガスケット型シール材料の細片５０及び５２は、上縁２４及び下縁３８の内寄り部分にそれぞれ配設されていることが好ましい。細片５０及び５２は、フィルタ本体１４の寸法Ａとほぼ同じ長さ及び約１1/4 インチ（３．２cm）の幅を有することが好ましい。ある用途では、細片５０及び５２は、厚さが約０．０００５インチ（０．００１３cm）である。
【００２５】
上記寸法は、小さめまたは大きめの顔だちの装用者に対応するように変更してもよい。しかし、マスク１０を画定する台形の幅、すなわち寸法Ｃと、台形の小さいほうの長さ、すなわち寸法Ｄとの比率は、約１対１にとどめることが好ましい。フィルタ本体１４の大きいほうの長さ、すなわち寸法Ａと、小さいほうの長さ、すなわち寸法Ｄとの好ましい比率は約３対１である。他の用途の場合には、寸法Ａが寸法Ｄよりも大きく、幅が寸法Ｃにほぼ等しい限り、寸法Ａと寸法Ｄとの比率を変更して、望みの適合を得てもよい。ガスケット型シール材料の細片５０及び５２が、フェースマスク１０がより多様な顔だちの装用者とで流体密な遮断を形成することを許す。
【００２６】
フィルタ本体１４の非平行な辺、つまり斜めの辺に約１1/8 インチ（２．９cm）の曲率半径Ｒ１及び約３インチ（７．６cm）の曲率半径Ｒ２を形成することにある。曲率半径Ｒ１及びＲ２は、互いに、またはフィルタ本体１４の三つの接合された辺と協同して、装用者１２による正常な呼吸の間にフィルタ本体１４が圧潰することを防ぐ。これらの曲率半径Ｒ１及びＲ２は、正常な呼吸の間にマスク１０が所望のオフ・フェース形状を保持することに役立つ。フィルタ本体１４の三つの閉じた辺のシールされた境界線が１／４インチ（０．６cm）未満であるならば、マスク１０は、正常な呼吸の間に圧潰する傾向を示すかもしれない。したがって、本発明の重要な特徴は、曲率半径Ｒ１及びＲ２を、幅が約１／４インチ（０．６cm）以上のシールされた境界線と合わせて、装用者１２の鼻及び口を覆う所望の円すい形またはコップ形のマスクを得、正常な呼吸の間に圧潰することなく、装用者１２の顔とで流体密な遮断を維持することを含む。
【００２７】
曲率半径Ｒ２は、マスク１０の両側から外に湾曲し、ヘッドバンド１６及び１８の取付け点に向かって内に湾曲する曲率半径Ｒ１に正接している。この配設は、いくつかの重要な機能に役立つ。曲率半径Ｒ１及びＲ２は、互いにならびに細片５０及び５２と協同して、マスク１０の周縁と装用者１２の顔との間で顔のシール性能を改善する。曲率半径Ｒ１及びＲ２は、マスク１０が、上縁２４及び下縁３８の各端の近くの、ヘッドバンド１６及び１８の取り付け点に隣接するところの比較的平坦な面をもって開放することを許す。ヘッドバンド１６及び１８の取付け点に隣接するこれらの平坦な面は、フィルタ本体１４中の開口から離れるにつれ徐々に先細りする。フィルタ本体１４の略台形が、曲率半径Ｒ１及びＲ２ならびに他の好ましい寸法及び比率と協同して、マスク１０の正常な使用の間のフィルタ本体１４の圧潰を最小限にする。
【００２８】
曲率半径Ｒ１及びＲ２は、上縁２４及び下縁３８の内寄り部分にそれぞれ配設された細片５０及び５２と協同して、マスク１０がより多くの異なる顔のサイズとぴったり適合し、それらとの間で密な顔シールを形成することを許す。マスク１０は、図３及び４に示すように、マスク１０の内側でヘッドバンド１６及び１８の取り付け点に隣接するところで先細り面と接触する小さめの顔に特に有用である。他のタイプの外科用マスクもまた、ガスケット型シール材料の細片５０及び５２をそれぞれのマスクの周縁と装用者の顔との間に配置することから利点を得ることができる。
【００２９】
曲率半径Ｒ１及びＲ２は、マスク１０が装用者の顔に対していっぱいに開かれたとき、フィルタ本体１４の三つの接合された辺に沿って強度を提供することにより、マスク１０の完全性を維持するのに役立つ。これらの前記の設計の特徴は、易呼吸性及び快適性をマスク１０に加える軽量材料または軽量ベース材料の使用を考慮している。曲率半径Ｒ１及びＲ２を用いなければ、このような同じ軽量材料は、吸息の際に圧潰しやすくなるであろう。フィルタ本体１４の三つの閉じた辺の周囲の１／４インチ（０．６cm）の接合シールが、マスク１０が装用者１２の顔に固着されたとき、そのマスクの構造的完全性を維持することに寄与する。
【００３０】
ガスケット型シール材料の細片５０及び５２を上縁２４及び下縁３８にそれぞれ取り付けるには、種々の接着剤、超音波シール及び／または熱シールを使用することができる。細片５０及び５２を取り付けるには、超音波シール（超音波溶接とも呼ぶ）４２が特に有利であることがわかった。用途によっては、細片５０及び５２は、厚さ０．００５〜０．０００５インチ（０．０１３〜０．００１３cm）のポリエチレンまたはポリプロピレンから形成することができる。しかし、種々の厚さの他のタイプの薄膜及び変形性材料を本発明に満足に使用することができる。
【００３１】
上縁２４に対する展性細片２６及びガスケット型シール材料５０の寸法及び位置を適切に選択することにより、装用者１２の正常な呼吸に伴う漏れが実質的に解消される。展性細片２６は、上縁２４の中心に配置され、上縁２４の全長、すなわち寸法Ａの５０％〜７０％の範囲の長さであることが好ましい。本発明の一つの実施態様の場合、１／４焼き入れ（quarter-tempered）アルミニウムから製造された展性細片２６を使用することにより、マスク１０の性能が高められた。この実施態様の場合、展性細片２６の長さは、上縁２４の長さの約５４％であり、厚さ０．０２１インチ（０．０５３cm）、幅０．１９７インチ（０．５cm）であった。
【００３２】
装用者１２の顔に適合するのに最適な周縁ならびに装用者１２の鼻及び顔とで高められた流体遮断を形成するのに最適な寸法の細片５０及び５２をもつマスク１０を設計することを可能にする。フィルタ媒体３４を介しての正常な呼吸のためのほぼ同じ表面積を維持しながらも、上縁２４及び下縁３８の長さに対する変更を許す。
【００３３】
用途によっては、固着部材１６及び１８は、弾性ポリウレタンから構成されていることが好ましいが、弾性ゴムまたはカバードストレッチヤーン(covered stretch yarn)から構成されていてもよい。カバードストレッチヤーンは、ナイロンまたはポリエステルを巻き付けたエラストマー材料からなるものでもよい。他の用途の場合、固着部材１６及び１８は、二重編みヘッドバンド、例えば丸編みポリエステル／ＬＹＣＲＡまたはナイロン／ＬＹＣＲＡを含むことができる。弾性固着部材１６及び１８の使用が、マスク１０の周縁と装用者１２の顔との間の流体遮断を実質的に改善する。
【００３４】
図３に示すように、上寄り部分２０及び下寄り部分２２はそれぞれ、紡績結合ポリプロピレンから構成されていることが好ましい外側マスク層３０を含む。外側マスク層３０はまた、二成分性及び／または粉末結合した材料、例えばポリエチレンまたはポリプロピレン、セルロース系プラスチック組織または紡績結合ポリエステルから構成されたものでもよい。外側マスク層３０は、通常、１ヤード（０．９１ｍ）あたり０．５オンス〜１．０オンス（１４g 〜２８g ）の基準重量範囲を有している。１ヤード（０．９１ｍ）あたり０．９オンス（２５g ）が、外側層３０に好ましい基準重量の一つである。
【００３５】
内側マスク層３２は、二成分ポリエチレン及びポリプロピレンからなることが好ましい。層３２もまた、ポリエステル及び／またはポリエチレン材料もしくはセルロース系プラスチック組織から構成されたものでもよい。層３２は、通常、１ヤード（０．９１ｍ）あたり０．４オンス〜０．７５オンス（１１g 〜２１g ）の基準重量範囲を有している。１ヤード（０．９１ｍ）あたり０．４１３オンス（１２g ）が、層３２に好ましい基準重量の一つである。フィルタ媒体の一つ以上の中間層を外側マスク層３０と内側マスク層３２との間に配設してもよい。フィルタ媒体の中間層の数及びタイプの選択は、マスク１０の使用目的及び機能に依存するであろう。
【００３６】
図３には、関連のマスク１０のフィルタ媒体を構成する中間マスク層３４を一つだけ有するフィルタ本体１４が示されている。この層は、溶融ブロー成形ポリプロピレンから構成されていることが好ましいが、押出し成形ポリカーボネート、溶融ブロー成形ポリエステルまたは溶融ブロー成形ウレタンから構成されたものでもよい。
【００３７】
図３及び４に示すように、マスク１０及び１１０の上縁２４は、マスク１０の開放端を横切って延び、展性細片２６を覆う縁接合材３６に面していることができる。同様な方法で、フェースマスク１０及び１１０の下縁３８が縁接合材４０に囲まれていてもよい。縁接合材３６及び４０は、紡績レースのポリエステル材料から構成されていることが好ましい。接合材３６及び４０は、多数の熱結合した二成分性材料またはポリプロピレンもしくはポリエチレン非孔質プラスチック膜から構成されたものでもよい。細片５０及び５２は、フィルタ本体１４の内側の、縁接合材３６及び４０に隣接するところにそれぞれ配設される。
【００３８】
上縁２４で細片５０を縁接合材３６ならびに層３０、３２及び３４に取り付け、下縁３８で細片５２を縁接合材４０ならびに層３０、３２及び３４に取り付けるためには、複数の音波結合４２が使用される。フェースマスク１０の場合、細片５０及び５２の中間部分は、上縁２４及び下縁３８から外に延びる約１／４インチ（０．６cm）のガスケット型シール材料により、フィルタ本体１４の内側にそれぞれ取り付けられている。また、約１／４インチ（０．６cm）のガスケット型シール材料５０及び５２はいずれも、音波結合された区域４２からフィルタ本体１４の内側に延びている。
【００３９】
図４に示すフェースマスク１１０は、細片１５０及び１５２がそれぞれの縁接合材３６及び３８の中に配設されて、細片１５０及び１５２がフィルタ本体１４内を内側にしか延びていないことを除き、フェースマスク１０に類似している。細片１５０及び１５２は、マスク１０について示すように、上縁２４及び下縁３８からは延びていない。このように、図３及び４は、本発明の教示にしたがって、フェースマスクの上縁及び下縁に隣接するところにガスケット型シール材料の細片を設置するのに利用できる多くの選択肢の二つを示したにすぎない。
【００４０】
図５は、フィルタ本体１４がフィルタ媒体の二つの中間層３４及び４４を含む本発明の代替え態様を示す。層４４は、気体透過性であり、気体（空気）がフィルタ本体１４を両方向に通過することを許し、かつ、マスク１０を通過しようとする液体に対して少なくとも一方向に非透過性である遮断材料から形成することができる。層４４は、フィルタ本体１４の外側から層４４を介してフィルタ本体１４の内側に通過しようとする液体を防ぐように配設されることが好ましい。
【００４１】
このような材料の構造及び動作に関するさらに完全な記載は、１９７５年１２月３０日にHugh A. Thompsonに発行された「Absorptive Structure Having Tapered Capillaries 」と題する米国特許第３，９２９，１３５号明細書に見ることができる。このような材料は、低密度ポリエチレンから構成されることが多く、液体の比較的高い表面張力のため、液体がそこを通過することを防ぐ小さな孔を含む。米国特許第’９６０号、第’５３３号及び１９９２年９月２９日にHubbard らに発行された「Liquid Shield Visor for a Surgical Mask with a Bottom Notch to Reduce Glare 」と題する米国特許第５，１５０，７０３号は、層３０、３２、３４及び４４に使用することができる材料ならびにそのような材料から構成されたフェースマスクに関するさらなる情報を提供する。これらの特許を引用例として本明細書に含める。他のタイプの微孔質膜を本発明に満足に使用することができる。
【００４２】
層４４のような遮断材の使用は、装用者が「体液」にさらされるおそれのある環境でマスク１０を装用する場合に特に重要である。このような流体、例えば血液、尿及び唾液は、感染力の強い微生物やウイルスを含有するおそれがある。ＡＩＤＳで汚染された体液が別の人の体液源、例えば目、鼻及び口と接触すると、病気が移るかもしれない。したがって、液体のフィルタ本体１４の通過に抵抗する層４４を含めて、体液が装用者の鼻や口に接触することを防ぐことがしばしば好ましい。
【００４３】
図６は、フィルタ本体１４が、層３２の間に配設されたフィルタ媒体の中間層１３４を含む本発明のもう一つの代替え態様を示す。本発明のこの特定の態様の場合、内側及び外側のマスク層３２は、同じタイプの材料から形成されている。しかし、中間マスク層１３４に関しては種々の材料を用いることができる。
【００４４】
中間マスク層１３４は、発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜から形成されたものである。そのような材料は、W. L. Gore & Associates 社によって製造されている。このような材料の構造及び動作のより完全な記載は、１９７６年４月２７日にRobert W. Goreに発行された「Process for Producing Porous Products 」と題する米国特許第３，９５３，５６６号明細書及び１９８０年２月５日にRobert W. Goreに発行された「Porous Products and Process Therefor」と題する米国特許第４，１８７，３９０号明細書に見ることができる。これらの特許を引用例として本明細書に含める。用途及び作業環境によっては、フィルタ媒体１３４の使用が、得られる使い捨てフェースマスク１０の性能を実質的に高める。
【００４５】
前記によって説明したように、フィルタ本体１４の略台形は、フィルタ本体１４の寸法、曲率半径Ｒ１及びＲ２、接合した辺４６、４７及び４８ならびにガスケット型シール材料の細片５０及び５２の幅の好ましい比率を含め、フィルタ本体１４を構成するマスク層の製造に多様な材料を使用することを許す。本発明は、フィルタ本体１４を構成するのに満足に使用することができる材料のタイプを有意に増した。本発明はまた、フィルタ本体１４を製造するのに使用される材料の層の数を選択することに関してより多くの選択の自由を許す。
【００４６】
図１を参照すると、マスク１０は、装用者１２の顔に配された状態で示されている。上寄り部分２０は、その上縁２４に位置した展性部材２６及びガスケット型シール材料の細片５０が、装用者１２の鼻及び頬の形状に非常にぴったり適合する。また、マスク１０が装用者１２によって使用されるとき、漏れが、マスク１０に入り込む、またはマスク１０から吐き出される空気の通過または漏れにつながるため、下縁３８がその細片５２をもって装用者１２のあごに非常にぴったり適合し、上縁２４がその細片５０をもって装用者１２の鼻及び頬に非常にぴったり適合することが重要である。細片５０及び５２は、そのような漏れを実質的に減らす。
【００４７】
したがって、固着部材１６及び１８は、図３に示すように、それらの端部がマスク１０の上縁２４と下縁３８との接合部に取り付けられている。この配置は、図１に示すように、固着部材１６を、マスク１０の下縁３８と直線的に並べて装用者１２の頭の頂上にわたして配置して、直接的な力をその線に加えて、下縁３８を付勢して、装用者１２のあごとシール的に係合させることができるようなものである。同様に、固着部材１８は、頭蓋骨の下寄りベース部の周囲に、マスク１０の上縁２４と直接的に並べて配置され、それにより、上縁２４を動かして装用者１２の鼻及び頬とよりぴったりとシール的に係合させる力をそこに加える。図３に示すように、固着部材１６及び１８の端部は、上縁２４と下縁３８との間の同じ位置に固着され、固着部材１６及び１８の端部どうしの間には隙間がない。固着部材１６及び１８を曲率半径Ｒ１及びＲ２と組み合わせてフィルタ本体１４に取り付ける位置が、マスク１０の内側に配設された細片５０及び５２と装用者１２の顔との間で流体密な遮断を形成するのに最適な引張り角をもたらす。
【００４８】
密な周縁シールを有することに加えて、マスク１０が良好な易呼吸性の特性を有することが必須である。すなわち、層３０、３２及び３４が、１ミクロン以下の粒子をろ過する材料から形成されており、細片５０及び５２と装用者１２の顔との間で非常に密な適合を有するにもかかわらず、マスク１０は、空気がフィルタ本体１４中を流れやすくなるよう、低い圧力差を要求すべきである。気流のために低い圧力差は、マスク１０を介しての良好な易呼吸性を示し、マスク１０の周縁と装用者１２の顔との間で所望のガスケット型シールを維持するのに役立つ。
【００４９】
マスク１０の上寄り部分２０及び下寄り部分２２は、空気が通過することができる、約２５０cm2 の合わせた表面積を有している。このように、マスク１０の本体１４は、装用者１２にとって高められた易呼吸性を提供する約２５０cm2 の表面積を有している。全流動面積にかけて毎分３２リットルの流量を用いて試験を実施した。本発明を組み込んだ約３０個のマスクを検査した。マスクは、水で０．９〜１．３mmの範囲の圧力差を有し、マスクをはさんでの平均圧力差は水で約１．２５mmであった。マスクをはさんでのこのような低い圧力差は、マスク１０の周縁で本質的に漏れを起こさずに１ミクロン以下の粒子をろ過するマスクの能力にもかかわらず、優れた易呼吸性を提供する。
【００５０】
上寄り部分２０及び下寄り部分２２は、辺４６、４７及び４８に沿って熱シールまたは超音波結合によって互いに接合されて、上縁２４及び下縁３８によって画定される開放辺をもつほぼ台形のフィルタ本体１４を形成する状態で示されている。固着部材１６及び１８は、フィルタ本体１４の辺４６、４７及び４８の超音波結合の際に、上寄り部分２０と下寄り部分２２との接合部で、上縁２４及び下縁３８の隅に取り付けられる。
【００５１】
図７には、ヒドロゲルの層５４を細片５０上に配設して、装用者１２の顔とで形成される流体遮断をさらに高める状態を示す。種々のヒドロゲル及び他の接着剤を使用して、装用者１２の顔の隣接部分と接触するための粘着性面を細片５０上に提供することができる。
【００５２】
本発明使い捨てフェースマスク２１０が図８、９及び１０に示されている。マスク２１０はフィルタ本体２２８を含み、このフィルタ本体は、その各側から延びるフラップ２３０及び２３２をもつ。以下さらに詳細に説明するように、ガスケット型シール材料の細片２７０及び２７２を、上縁２４４及び下縁２４６にそれぞれ隣接するところに配設することができる。用途によっては、フィルタ本体２２８は一般に、「Surgical Face Mask with Improved Moisture Barrier 」と題する米国特許第４，６３５，６２８号明細書及び「Body Fluids Barrier Mask」と題する米国特許第４，９６９，４５７号明細書に記載のようにして作製することができる。これらの特許の両方を引用例として本明細書に含める。
【００５３】
フラップ２３０及び２３２は、ほぼＵ字形の断面に折り込まれた流体不浸透性材料から形成されていることが好ましい。フラップ２３０及び２３２を「Ｃ折り」と呼ぶこともある。本発明の一つの用途の場合、フラップ２３０及び２３２は、不織材料に積層したポリエチレン膜から形成してもよい。不織材料はまた、ヒドロ（）交絡加工されていてもよい。他の用途の場合、ポリエチレン膜を所望のタイプの材料に積層してもよい。ポリエチレン膜層は、得られるフェースマスクを使用するため、異なる用途に対応するように色分けしてもよい。
【００５４】
さらに別の用途の場合、易呼吸性の膜を使用してフラップ２３０及び２３２を形成してもよい。さらなる用途の場合、フラップ２３０及び２３２は、弾性及び／または伸縮性の材料から形成してもよい。そのような弾性材料には、材料の細片またはシートとして押出し形成または射出成形することができる熱可塑性ゴムがある。このような熱可塑性ゴムの例は、Shell Oil 社から商標KRATON（登録商標）のもとで市販されている。
【００５５】
本発明の利点の一つは、フィルタ本体２２８を形成するのに使用される材料に比較して低コストの材料からフラップ２３０及び２３２を形成する能力である。本発明のもう一つの利点は、長時間の装用にわたって快適な適合を提供しながらも、装用者の顔とで高められた流体シールを提供する多様な材料から細片２７０及び２７２をフラップ２３０及び２３２に沿って形成する能力である。このような材料は、種々の供給業者から市販されている。
【００５６】
フィルタ本体２２８、フラップ２３０及び２３２ならびに細片２７０及び２７２は、マスク２１０の外側から装用者２１２の顔への液体の通過を防ぐか遅らせるように設計されていることが好ましい。各個人の顔に特定的にマスクを構成することなく、すべての装用者の顔の形状に適合するマスクを製造することはきわめて困難である。細片２７０及び２７２とフラップ２３０及び２３２との併用は、マスク２１０によって効率的に保護することができる顔のサイズ及びタイプを大幅に増す。好適な弾性または伸縮性の材料からフラップ２３０及び２３２を形成することは、多数の装用者とで顔の適合を改善する。
【００５７】
フィルタ本体２２８は、フィルタ本体２２８が拡張して装用者２１２の口及び鼻を覆うことを許す複数のひだ２３３、２３４及び２３５を含むことができる。フィルタ本体２２８中に形成されたひだ２３３、２３４及び２３５の数を変更すると、装用者２１２の顔とで所望の適合を得ることができる。ひだ２３３は、ひだ２３４及び２３５に比較して逆方向に折られていることが好ましい。逆方向のひだ２３３を設けることにより、フィルタ本体２２８は、装用者２１２の顔から離れる傾向を増す。
【００５８】
用途によっては、フィルタ本体２２８をひだなしで形成してもよい。他の用途の場合、非圧潰性のフェースパネル、例えば「Non-Collapsible Surgial Face Mask 」と題する米国特許第４，６０６，３４１号明細書に示すようなものを用いてフィルタ本体２２８を形成してもよい。米国特許第４，６０６，３４１号を引用例として本明細書に含める。さらに別の用途の場合、フィルタ本体２２８は、１枚の材料層だけで形成してもよいし、多数の材料層から形成してもよい。フラップ２３０及び２３２は、フィルタ本体２２８にとって所望の易呼吸性及び流体抵抗をもつ材料の選択における多様な選択の自由を考慮している。
【００５９】
逆方向のひだ２３３とひだ２３４及び２３５との併用が、装用者の顔の相当部分に接触する他の柔軟なひだ付きマスクに比べ、より大きな呼吸空間を形成する。より大きな呼吸空間は、米国特許第４，６０６，３４１号明細書に示されるような「オフ・フェース」型マスクに関して、より涼しくて易しい呼吸を可能にする。本発明は、装用者に対する快適性またはろ過効率を犠牲にすることなく、フィルタ本体２２８に含まれる空気の体積を最適化することを許す。
【００６０】
ガスケット型シール材料の細片２７０及び２７２は、細片５０、５２、１５０及び１５２について前記したものと同じタイプの薄膜材料から形成してもよい。細片２７０及び２７２を、フィルタ本体２２８の内側に対し、上縁２４４及び下縁２４６に隣接するところでそれぞれ取り付けるためには、種々の接着剤、超音波シール及び／または熱シールを用いることができる。複数の超音波シール（超音波溶接とも呼ぶ）２４４ａ及び２４６ａがそれぞれ細片２７０及び２７２を取り付けるのに特に有利であることがわかった。
【００６１】
フィルタ本体２２８によって形成される呼吸空間が大き過ぎるならば、通常の呼吸速度で過剰な量の呼気がフィルタ本体２２８内に保持されるおそれがある。フィルタ本体２２８ならびにフラップ２３０及び２３２のサイズを適切に選択することにより、フィルタ本体２２８内の空気の過熱が最小限になり、長時間にわたって呼気を再び吸入することから生じるめまい感が最小限になる。本発明は、一部には細片２７０及び２７２によってマスク２１０の周縁と装用者２１２の顔との間で形成される高められた流体シールまたは遮断を結果的にもたらすため、「オフ・フェース」型フェースマスクの利点を組み込むことがマスク２１０の長時間装用にとって重要である。
【００６２】
図９の切欠き部分によって示すように、フィルタ本体２２８は、４枚の材料層を、最外層としてのカバーストック２３６の外側面とともに含む。装用者２１２の顔に接触する内側層または内面２３８は、軽量で多孔質の柔軟で刺激の低い不織布、例えばDexter社の製品３７６８号から構成することができる。内側層２３８は、フィルタ本体２２８を介して液体を吸い上げる効果をもたらすおそれのある不要な物質、例えば顔の毛、ほつれた繊維または汗が中間層２４０及び２４２に接触することを防ぐように設計されている。内側層２３８はまた、装用者２１２の顔と接触するのに快適な面を提供する。
【００６３】
中間層２４０は、気体と液体とを区別することができる、例えばVisqueen Film Products社の低密度ポリエチレンであるVispore X-6212であってもよい遮断材を含むことが好ましい。遮断材２４０を形成するのに使用されるような非湿潤材料は、比較的高い表面張力を有する液体が中を通過することを防ぎ、それでいて、低い表面張力をもつ気体が中を通過することを許す小さな孔を有している。容易な呼吸を許すのに可能な限り大きく、それでいて、液体の流れを遅らせるか防ぐのに十分に小さな孔を有することが好ましい。中間層２４０は、少なくとも一つの方向へ液体の通過を制限しながらも、気体をいずれの方向にも自由に通過させるように設計されている。フィルタ本体２２８は、マスク２１０の外側からの液体の通過を制限するために配置される遮断材２４０を用いて構成される。このような遮断材の構造及び動作に関するさらなる記載は、１９７５年１２月３０日にThompsonに発行され、Proctor and Gamble社を譲受人とする、引用例として本明細書に含める米国特許第３，９２９，１３５号明細書に見ることができる。
【００６４】
次の中間層は、例えば溶融ブロー成形ポリプロピレンまたはポリエステルであることができるろ過媒体２４２であることが好ましい。装用者２１２との間を行き来する微生物の通過を防ぐろ過媒体２４２は、浮遊中の細菌の通過をいずれの方向にも抑制するために設けられる。最外層２３６は、外面材料を液体に対して抵抗性にするために、例えば撥水液の噴霧によって処理してもよい、フィルタ本体２２８の外面を提供する。
【００６５】
外側層２３６及びろ過媒体層２４２は、マスク２１０に対して飛び散ったり、噴霧されたり、投げられたりするおそれのある液体を減速することにより、遮断材２４０に対する補助として働く。液体が遮断材２４０に到達する前に層２３６及び２４２を通過せざるをえないようにすることにより、液体は圧力を減らすことになり、液体の通過をいっそう防ぐことができるようになる。外側層２３６は、不織材料、例えばセルロース繊維から形成してもよい。
【００６６】
フィルタ本体２２８は、層２３６、２３８、２４０及び２４２を互いにほぼ長方形の形状に接合することによって形成することができる。このような接合は、上縁２４４、下縁２４６ならびに側辺２５０及び２５２に沿って設けることが好ましい。相当する接合区域２４４ａ、２５２ａ、２４６ａ及び２５０ａは、縫合、接着、熱シール、溶接、超音波結合及び／または他の適当な接合方法によって形成することができる。
【００６７】
フラップ２３０及び２３２は、それぞれの接合区域２５０ａ及び２５２ａの一部として、フィルタ本体２２８に一体的に取り付けられていることが好ましい。フラップ２３０及び２３２は、流体不浸透性材料、例えばプラスチック膜から形成され、Ｕ字形に折られて、結び片２１６及び２１８を中に受けるための通路を形成していることが好ましい。接合区域２２０及び２２２を使用して、結び片２１６及び２１８のほぼ中間地点をフラップ２３０及び２３２の対応する中間地点に固着することが好ましい。
【００６８】
フィルタ本体２２８の上縁２４４は、フィルタ本体２２８の上縁２４４が装用者２１２の鼻及び頬の輪郭にぴったり適合するように構成することができるように設けられた細長い展性部材２２６を含むことが好ましい。展性部材２４８は、長方形の断面を有するアルミニウム片から構成されることが好ましいが、成形または展性の鋼またはプラスチックの部材であってもよい。上縁２４４、下縁２４６ならびにフラップ２３０及び２３２が互いに合わさって、装用者２１２の顔に接触するマスク２１０の周縁を画定する。細片２７０及び２７２がフラップ２３０及び２３２と合わさると、上縁２４２、下縁２４６ならびに側辺２５０及び２５２のみを有するフェースマスクが装用者２１２の顔と接触する場合に比較して、装用者２１２の顔との接触面積が大幅に増す。
【００６９】
通常、外科用のひだ付きフェースマスクは、ひだを付ける前で約７×７インチ（１８×１８cm）のほぼ長方形または正方形である。典型的なフェースマスクの長さ及び幅の寸法は、±１／２インチ（１．３cm）で異なり、正方形に対してしばしば長方形であるフェースマスクが得られる。用途によっては、本発明は、上縁２４４の長さを７インチ（１８cm）から４1/2 〜５インチ（１１．５〜１３cm）に減らすことを可能にする。あるいはまた、本発明は、上縁２４４の長さを望みどおりに増すことを許す。また、マスク２１０を装用者２１２の顔の上に配置したときの上縁２４４から下縁２４６までの距離を７インチ（１８cm）から５1/2 〜６インチ（１４〜１５cm）に減らすことができる。したがって、フラップ２３０及び２３２は、本発明の他の特徴と合わさって、マスク２１０に関連するフィルタ媒体の総面積を約４９平方インチ（１２４cm2 ）から２５〜３０平方インチ（６４〜７６cm2 ）に減らすと同時に、ほぼ同じ有効面積を維持することを可能にする。面積におけるこの削減の結果、マスク２１０を作製するのに使用される材料費が実質的に節約され、同時に、良好な易呼吸性、高効率のろ過を維持することができ、細片２７０及び２７２を組み込むことによってマスク２１０の周縁と装用者２１２の顔との間の改良されたシールを提供することができる。
【００７０】
外科用結び片２１６及び２１８の配置は、上縁２４４から延びる部分２１６ａ及び２１８ａを装用者２１２の頭の頂上に配置することができるようなものである。下縁２４６から延びる部分２１６ｂ及び２１８ｂは、図８に示すように、装用者２１２の頭の下よりのベース部の周囲にかけることができる。結び片２１６及び２１８をこのように配置する結果、それぞれのフラップ２３０及び２３２が圧縮されるか寄せられて、装用者２１２の顔とで平坦なフランジ型の流体遮断を形成する。また、外科用結び片２１６及び２１８をこのように固着することは、上縁２４４及び下縁２４６それぞれに沿って配設されたガスケット型シール材料の細片２７０及び２７２を付勢して、装用者２１２の顔の輪郭と流体シール的に係合させる。外科用結び片２１６ａ、２１８ｂ、２１６ｂ及び２１８ｂを装用者２１２の頭上に配置して、マスク２１０の周縁と装用者２１２の顔との間に所望の流体遮断を形成するのに最適な全角及び最適な量の力を提供することができる。
【００７１】
展性部材２４８をもつ上縁２４４は、装用者２１２の鼻及び頬の形状に非常にぴったり適合する。漏れが起こると、装用者２１２による使用中に流体が通過するか漏れてマスク２１０に侵入したりマスク２１０から吐き出されたりするため、下縁２４６と装用者２１２のあご、上縁２４４と装用者２１２の鼻及び頬が非常にぴったり適合することが重要である。
【００７２】
用途によっては、フィルタ本体２２８は、紡績結合されたポリプロピレンから構成されていることが好ましい外側マスク層２３６を含むことができる。外側マスク層２３６はまた、二成分性及び／または粉末結合した材料、例えばポリエチレンまたはポリプロピレン、セルロース系プラスチック組織または紡績結合ポリエステルから構成されたものでもよい。外側マスク層２３６は、通常、１ヤード（０．９ｍ）あたり０．５オンス〜１．０オンス（１４g 〜２８g ）の基準重量範囲を有している。１ヤード（０．９ｍ）あたり０．７オンス（２０g ）が、外側層２３６に好ましい基準重量の一つである。
【００７３】
あるいはまた、内側マスク層２３８は、二成分性ポリエチレン及びポリプロピレンまたは二成分性ポリエチレン及びポリエステルを含むものでもよい。層２３８はまた、ポリエステル及び／またはポリエチレン材料もしくはセルロース系プラスチック組織から構成されたものでもよい。層２３８は、通常、１ヤード（０．９ｍ）あたり０．４オンス〜０．７５オンス（１１g 〜２１g ）の基準重量範囲を有している。１ヤード（０．９ｍ）あたり０．４１３オンス（１２g ）が、層２３８に好ましい基準重量の一つである。フィルタ媒体の一つ以上の中間層を外側マスク層２３６と内側マスク層２３８との間に配設してもよい。フィルタ媒体の中間層の数及びタイプの選択は、マスク２１０の使用目的及び機能に依存するであろう。図９には、フィルタ本体２２８が、マスク２１０のフィルタ媒体を構成する中間マスク層２４０及び２４２を二つしかもたない状態で示されている。これらの層は、溶融ブロー成形ポリプロピレン、押出し成形ポリカーボネート、溶融ブロー成形ポリエステルまたは溶融ブロー成形ウレタンから構成されたものでもよい。
【００７４】
中間マスク層２４０及び２４２には種々の材料を使用することができる。例えば、中間マスク層２４０は、発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜から形成されたものでもよい。そのような材料は、W. L. Gore & Associates 社によって製造されている。このような材料の構造及び動作のより完全な記載は、１９７６年４月２７日にRobert W. Goreに発行された「Process for Producing Porous Products 」と題する米国特許第３，９５３，５６６号明細書及び１９８０年２月５日にRichard W. Gore に発行された「Porous Products and Process Therefor」と題する米国特許第４，１８７，３９０号明細書に見ることができる。
【００７５】
本発明は、装用者２１２の顔に適合するのに最適な周縁、装用者２１２の鼻及び顔とで高められた流体遮断を形成するのに最適な展性細片２４８の寸法をもつマスク２１０を設計することを可能にする。本発明は、フィルタ媒体２４０を介しての効率的なろ過及び正常な呼吸に要する表面積を維持しながらも、上縁２２４及び下縁２４６の長さに対する変更を許す。
【００７６】
液体の通過を妨げる遮断材の使用は、装用者２１２が「体液」にさらされるおそれのある環境でマスク２１２を装用する場合に特に重要である。このような流体、例えば血液、尿及び唾液は、感染力の強い微生物やウイルスを含有するおそれがある。ＡＩＤＳで汚染された体液が別の人の体液源、例えば目、鼻及び口と接触すると、病気が移るかもしれない。したがって、液体のフィルタ本体２２８の通過に抵抗する層２４０及び／または２４２を含めて、体液が装用者２１２の鼻や口に接触することを防ぐことがしばしば好ましい。
【００７７】
本発明を組み込んだマスクを装用者の顔に取り付けるには、種々の固着手段を使用することができる。図８〜１０に示す結び片２１６及び２１８は、これらの代替え固着手段の１種を表す。また、弾性の耳ループ、例えば「Face Mask with Ear Loops」と題する米国特許第４，８０２，４７３号明細書に示すものを本発明に満足に使用することができる。米国特許第４，８０２，４７３号を引用例として本明細書に含める。結び片２１６及び２１８に代えて、フラップ２３０及び２３２内に配設されるが、それらに結合はされない弾性材料の連続ループを用いることができる。
【００７８】
外科用結び片２１６及び２１８は、種々の材料から形成することができる。本発明の一つの用途の場合、外科用結び片２１６及び２１８は、１ヤード（０．９ｍ）あたり１．５〜１．６５オンス（４２g 〜４６g ）の基準重量を有する熱結合したポリプロピレンから形成されていることが好ましい。この特定の材料は、種々のパターンで超音波溶接、縫合または熱結合及び圧力結合して、マスク２１０を装用者２１２の顔に取り付けるための弾性固着手段を得ることができる。
【００７９】
図９及び１０に示すように、一つの音波縫合２２４が各外科用結び片２１６及び２１８の長さに沿って設けられて、所望の縦方向の伸び及び復元能力を提供している。一つの音波縫合パターン２２４が、外科用結び片２１６及び２１８を形成するのに使用される材料の大部分が関連の接合区域から開き、自由になることを許す。縫合パターン２２４は、外科用結び片２１６及び２１８の本来の弾性を保持させる。
【００８０】
弾性の外科用結び片２１６及び２１８を設けることにより、フェースマスク２１０の周縁は、比較的長時間にわたって装用者２１２の顔とで密な流体遮断を維持する。装用者２１２による会話や他の活動が、得られる流体遮断の完全性を損なうことがない。また、材料の積層片を使用して結び片２１６及び２１８を形成してもよい。
【００８１】
本発明の別の実施例によるマスク３１０を図１１に示す。ガスケット型シール材料の細片２７４及び２７６を追加したことを除き、マスク３１０は前記のマスク２１０と本質的に同じである。細片２７４及び２７６は、細片２７０及び２７２と同じガスケット型シール材料から形成することができる。細片２７６は、上縁２４４と下縁２４６との間をフィルタ本体２２８の辺２５２に沿って側方に延びている。同様に、細片２７６は、上縁２４４と下縁２４６との間をフィルタ本体２２８の辺２５０に沿って側方に延びている。各細片２７０、２７２、２７４及び２７６の一部だけがフェースマスク３１０の内側に結合されて、細片２７０、２７２、２７４及び２７６とフィルタ本体２２８との間で可撓性を提供することが好ましい。細片２７０、２７２、２７４及び２７６は互いに協同して、装用者２１２の正常な会話及び／または呼吸の際に、マスク３１０の周縁と装用者２１２の顔との間に形成される流体遮断を損なうことなく、フィルタ本体２２４の限られた動きを可能にする。
【００８２】
用途によっては、適当なヒドロゲルタイプ材料及び／または他の生適合性接着化合物を、マスク１０の細片５０及び５２、マスク１１０の細片１５０及び１５２、マスク２１０の細片２７０及び２７２ならびにマスク３１０の細片２７０、２７２、２７４及び２７６に塗布することが望ましいかもしれない。他の用途の場合、細片５０、５２、１５０、１５２、２７０、２７２、２７４及び／または２７６をそれぞれのフェースマスク１０、１１０、２１０及び３１０から除き、代わりに、ヒドロゲルまたは接着剤の層をそれぞれのフェースマスクの上縁、下縁及び／または側辺に適用してもよい。例えば、ヒドロゲルを、側辺２５０及び２５２に対し、マスク２１０の内側面で適用することが望ましいかもしれない。
【００８３】
本発明に使用するのに満足なヒドロゲルタイプ材料及び化合物の例が、「Skin Adhesive Hydrogel, Its Preparation and Uses」と題する米国特許第５，３０６，５０４号明細書、「External Application Base or Auxiliary Agent and External Application Composition for Human Being or Animal Containing the Same 」と題する米国特許第５，２５４，３３８号明細書及び「Thin Film at EC Dressings, Preparation and Use」と題する米国特許第５，１８３，６６４号明細書に示されている。これら三つの特許は、本発明に満足に使用することができる多くのタイプのヒドロゲル材料及び化合物のいくつかを表すに過ぎない。
【００８４】
前記に論じた材料に加えて、フェースマスク１０、１１０、２１０及び３１０は、多様な不織材料及び／または微孔質膜を使用して製造することができる。新規な最高水準の材料をフェースマスク１０、１１０、２１０及び３１０に組み込むことを可能にする。
【００８５】
代替え態様に関して本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては種々の変更及び改造が示唆され、請求項に定義する本発明の真髄及び範囲を逸することなく、多様な変更、置換及び代替を加えうることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明者による参考例使い捨てフェースマスクを装用者の頭に装着した状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示すマスクの平面図である。
【図３】図１に示すマスクを図２の３ａ−３ａ線から見た一部切欠き断面立面図である。
【図４】本発明者による参考例使い捨てフェースマスクを示す一部切欠き断面立面図である。
【図５】少なくとも一つの液体不浸透性層を含む四つの材料層をもつ図１のマスクの代替え態様を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図６】少なくとも一つの発泡ＰＴＦＥフィルタ媒体の層を含む三つの材料層をもつ図１のマスクのもう一つの代替え態様を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図７】図１のマスクの内側周縁に取り付けられたガスケット型シール材料の上にヒドロゲルを配したさらなる代替え態様を示す一部切欠き拡大図である。
【図８】本発明の第１実施例の使い捨てフェースマスクを装用者の頭に配した状態で示す斜視図である。
【図９】図８に示す第１実施例の使い捨てフェースマスクの正面図である。
【図１０】図８に示す使い捨てフェースマスクの背面図である。
【図１１】本発明の第１実施例の使い捨てフェースマスクの背面図である。
【符号の説明】
【００８７】
２１０、３１０  フェースマスク
２１８ａ、２１８ｂ  固着部材
２７０、２７２、２７４、２７６  細片
２２８  フィルタ本体
【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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