(57)【要約】【課題】マスク装着者が快適に呼吸ができる低圧損であり浮遊病原菌の除去効率が高く、かつ血液不浸透性の良好なマスクの提供。【解決手段】表材層、中間材層及び口元材層の積層体からなるマスクであって、表材層及び中間材層はそれぞれ不織布から構成され、かつ表材層不織布の表面投影面積（Ｐｓａ）と繊維投影面積（Ｐａ）の１％に相当する値の和（Ｐｓａ＋０．０１Ｐａ）が０．４〜２．０であり、８Ｌ／分で空気を通したときの積層体の圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下であることを特徴とする血液不浸透性マスク。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表材層、中間材層及び口元材層の積層体からなるマスクであって、表材層及び中間材層はそれぞれ不織布から構成され、かつ表材層不織布の表面投影面積（Ｐｓａ）と繊維投影面積（Ｐａ）の１％に相当する値の和（Ｐｓａ＋０．０１Ｐａ）が０．４〜２．０であり、８Ｌ／分で空気を通したときの積層体の圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下であることを特徴とする血液不浸透性マスク。
【請求項２】
表材層が、スパンボンド不織布であって、目付が１０〜６５ｇ／ｍ２、厚みが０．０５〜１．０ｍｍ、繊維径が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の血液不浸透性マスク。
【請求項３】
中間材層が、メルトブロー不織布であって、目付が８〜４０ｇ／ｍ２、厚みが０．０５〜１．０ｍｍ、繊維径が５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の血液不浸透性マスク。
【請求項４】
マスクが、ＢＥＦ効率が９５％以上、ＬＡＴＥＸ効率が９５％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の血液不浸透性マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液不浸透性マスクに関し、特に医療手術等で飛散した血液が口元まで及ばないようにしたメディカル分野等に用いる血液不浸透性マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、医療従事者が患者の外科手術や患者の口内等の処置をするために患者と相対する場合、患者の患部から血液や体液が飛散して、従事者の顔面等に飛散しそれに接触するのを防ぐと同時に、浮遊病原菌を吸い込むのを防ぐために、保護マスクを装着することは標準的に行われている。最近、特にエイズ（ＡＩＤＳ）の問題等で、このような保護具の高機能化がますます重要になっている。
現在用いられている多くのマスクは、血液や体液の浸透を防ぎ、浮遊病原菌の侵入を完全に防ぐようにすると、呼吸が困難になりがちであり、呼吸性を重視すると血液や体液の浸透及び浮遊病原菌の侵入を完全に阻止できない等の問題を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、マスク装着者が快適に呼吸ができる低圧損であり浮遊病原菌の除去効率が高く、かつ血液不浸透性の良好なマスクを提供することにある
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、血液等が不織布に衝突する力を分析したところ、不織布の繊維投影面積と関係が深く、血液等の浸透性は不織布を構成する繊維の繊維投影面積に影響されることを見出し、特定の表面投影面積を有する繊維径の太いスパンボンド不織布と繊維径の細いメルトブロー不織布とを積層することにより完全に血液浸透及び浮遊病原菌の侵入を防ぎ、かつ低圧損失のマスクが得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００５】
すなわち、本発明の第１の発明は、表材層、中間材層及び口元材層の積層体からなるマスクであって、表材層及び中間材層はそれぞれ不織布から構成され、かつ表材層不織布の表面投影面積（Ｐｓａ）と繊維投影面積（Ｐａ）の１％に相当する値の和（Ｐｓａ＋０．０１Ｐａ）が０．４〜２．０であり、８Ｌ／分で空気を通したときの積層体の圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下であることを特徴とする血液不浸透性マスクである。
【０００６】
また、本発明の第２の発明は、表材層が、スパンボンド不織布であって、目付が１０〜６０ｇ／ｍ２、厚みが０．０５〜１．０ｍｍ、繊維径が１０μｍ以上であることを特徴とする第１の発明に記載の血液不浸透性マスクである。
【０００７】
また、本発明の第３の発明は、中間材層が、メルトブロー不織布であって、目付が８〜４０ｇ／ｍ２、厚みが０．０５〜１．０ｍｍ、繊維径が５μｍ以下であることを特徴とする第１又は２の発明に記載の血液不浸透性マスクである。
【０００８】
また、本発明の第４の発明は、マスクが、ＢＥＦ効率が９５％以上、ＬＡＴＥＸ効率が９５％以上であることを特徴とする第１〜３のいずれかの発明に記載の血液不浸透性マスクである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のマスクは、表材層（Ａ）、中間材層（Ｂ）、口元材層（Ｃ）の３層からなるマスクであって、それぞれの層は以下の特徴を有する。
【００１０】
本発明のマスクにおける表材層（Ａ）は、不織布から構成され、主に血液や体液等が飛散してきた際に、血液等が口元まで浸透するのを阻止する層であり、単層であっても複層であっても良い。
血液等がマスクに飛散した状況における力を模式的に表すと、力Ｆで表材層に血液が衝突すると、表材を構成する不織布の表面にある繊維表面には、Ｆａの力で血液の一部が衝突し、血液の他の部分は、繊維間にある不織布表面の空隙から不織布内部にＦｂの力で侵入する。すなわち、血液等が不織布から構成されるマスクの表材の不織布にＦの力で衝突する場合には、Ｆａ＋Ｆｂの力でそれを阻止することにより血液等を次の層に浸透させることを防ぐことができる。
【００１１】
上記力Ｆａは、不織布の表面側の表面投影面積（Ｐｓａ）に比例する。表面投影面積（Ｐｓａ）は、表面繊維投影面積（Ｐｆｓ）とエンボス投影面積（Ｐｅ）の和（Ｐｆｓ＋Ｐｅ）として、式（１）のように表すことができる。また、上記力Ｆｂは、不織布を構成する繊維の繊維投影面積（Ｐａ）に比例し、約０．０１Ｐａと式（２）のように表すことができる。
Ｆａ＝Ｐｓａ＝（Ｐｆｓ＋Ｐｅ）　　　…（１）
Ｆｂ＝０．０１Ｐａ　　　…（２）
ただし、投影面積は、１ｍ２当たりの面積であって、［ｍ２／ｍ２］として表すものとする。
【００１２】
ここで、各投影面積を不織布断面の模式的図である図１で説明する。図１において、不織布１を構成する繊維は、表面側を構成する繊維（ｆｓ）と内部側を構成する繊維（ｆｉ）からなり、繊維投影面積（Ｐａ）は全繊維（ｆｓ＋ｆｉ）の投影面積であり、表面繊維投影面積（Ｐｓａ）は表面側を構成する繊維（ｆｓ）の投影面積である。また、不織布は、繊維間の接合のためエンボスされていることが多く、その際に生じるエンボス部分（ｅ）の投影面積は、エンボス投影面積（Ｐｅ）と表すことができる。したがって、不織布の表面部分を構成する表面投影面積（Ｐｓａ）は（Ｐｆｓ＋Ｐｅ）と表すことができる。
【００１３】
なお、エンボス投影面積（Ｐｅ）は、電子顕微鏡にて不織布表面を測定して求めた値であり、Ｐｆｓ、Ｐａは、不織布の目付（Ｂ）、厚み（Ｔ）、繊維径（Ｄ）、使用樹脂の比重（ρ）から下記式（３）〜（６）の計算式により求めた値である。
Ｐｆｓ＝Ｐａ／Ｎ（積層数）　　　…（３）
Ｐａ＝Ｄ（繊維直径）×Ｌ（繊維長さ）　　　…（４）
Ｎ（積層数）＝Ｔ（厚み）／Ｄ（繊維直径）　　　…（５）
ρ（比重）＝重量／体積＝Ｂ（目付）／〔（３．１４×（Ｄ／２）２×Ｌ（繊維長さ）〕　　　…（６）
なお、Ｎ（積層数）とは、不織布が繊維の重なりから形成されていると仮定した場合の層数である。
【００１４】
上記のようにして投影面積等から求めた本発明に用いる表材層（Ａ）のＦａ＋Ｆｂ（Ｐｓａ＋０．０１Ｐａ）は、０．４〜２．０であり、好ましくは０．６２〜１．５である。Ｆａ＋Ｆｂが０．４未満であると血液を阻止する力が弱く血液が口元まで浸透してしまい、２．０を超えると構成する繊維面積及びエンボス面積が多くなり、圧力損失が高くなる。
【００１５】
表材層（Ａ）を構成する不織布は、Ｆａ＋Ｆｂが上記を満足するものであれば、どのような製法で得られたものであってもよいが、スパンボンド法、湿式法、乾式法によって得られた不織布が好ましく、特に、スパンボンド法で得られる不織布が強度的に優れており、好ましい。このスパンボンド不織布は、ニードルパンチング、エアーサクション、ウオータージュエット等の手段で繊維相互の絡み合いが生じているものであっても良い。
【００１６】
本発明の表材層（Ａ）として用いる上記スパンボンド法不織布としては、次のような物性を有するもの好ましい。
目付は、１０〜６５ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは１５〜６０ｇ／ｍ２である。目付が１０ｇ／ｍ２未満であると血液の浸透を阻止する力が弱く、６０ｇ／ｍ２を超えると圧力損失が高くなる。
厚みは、０．０５〜１．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．１５〜０．７ｍｍである。厚みが０．０５ｍｍ未満であると、目付が低い場合は血液を阻止する力が弱く、目付が高い場合は圧力損失が高くなり、１．０ｍｍを超えると、目付が低い場合は血液を阻止する力が弱くなり、目付が高い場合は圧力損失が高くなる。
通気度は、１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ以上が好ましく、より好ましくは２００〜４００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃである。通気度が１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ未満であると圧力損失が高くなる。
繊維径は、１０μｍ以上が好ましく、より好ましくは１５〜２５μｍである。繊維径が１０μｍ未満であると圧力損失が高くなる。
吸液速度は、１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０〜５ｍｍである。吸液速度が１０ｍｍを超えると、血液を阻止する力が弱くなる。
【００１７】
表材層（Ａ）を構成する不織布の材料としては、任意の合成繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、特に、ポリプロピレン製不織布が好ましい。なお、親水性を有する樹脂からの不織布は、好ましくない。
【００１８】
本発明のマスクにおける中間材層（Ｂ）は、不織布から構成され、主に浮遊病原菌等の通過を阻止する層であり、単層であっても複層であっても良い。
中間層に用いる不織布は、繊維径が細いメルトブロー不織布が好ましい。
【００１９】
上記メルトブロー不織布としては、次のような物性を有するメルトブロー不織布が好ましい。
目付は、８〜４０ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ２である。目付が８ｇ／ｍ２未満であると捕集性能が低くなり、また血液不浸透性が悪くなり、４０ｇ／ｍ２を超えると圧力損失が高くなる。
厚みは、０．０５〜１．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．１０〜０．７ｍｍである。厚みが０．０５ｍｍ未満であると目付が低くい場合は、捕集性能が低く、血液不浸透性が悪くなり、目付が高い場合は、圧力損失が高くなる。厚みが１．０ｍｍを超えると目付が低い場合は捕集性能が低く、血液不浸透性が悪くなり、目付が高い場合は、圧力損失が高くなる。
８Ｌ／分で空気を通したときの圧力損失は、３．９ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下が好ましく、より好ましくは１．５〜２．９ｍｍＡｑ／ｃｍ２である。圧力損失が３．９ｍｍＡｑ／ｃｍ２を超えると積層体の圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２を超えてしまう。
繊維径は、５μｍ以下が好ましく、より好ましくは２．０〜４．０μｍである。繊維径が５μｍを超えると血液不浸透性が悪くなる。
耐水圧は、１０ｃｍ以上が好ましく、より好ましくは５０〜８０ｃｍである。耐水圧が１０ｃｍ未満であると血液不浸透性が悪くなる。
【００２０】
さらに、中間材層のメルトブロー不織布は、ＢＦＥ効率が９５％以上であり、ｌａｔｅｘ効率が９５％以上であることが好ましい。これらの物性を有することによって、浮遊病原菌等の通過を阻止することができる。
【００２１】
また、上記のような性能を有するためには、メルトブロー不織布をエレクトレット化処理を施すのが好ましい。エレクトレット化は、静電気力によって微細な粉塵、例えば、通常捕獲し得ない小さな粉塵等を効率良く捕集することができるためである。このエレクトレット化は、不織布をアースされた電極上を走行させ、この上から針電極又はワイヤー電極に高電圧を印加することによってコロナ放電を行い達成される。このエレクトレット化の程度は、不織布の表面電荷密度を２×１０−１０クーロン／ｃｍ２以上の電荷密度とするのが好ましい。この表面電荷密度が２×１０−１０クーロン／ｃｍ２未満であると、空気中の粉塵や浮遊バクテリアの捕集性能が劣るようになるため好ましくない。表面電荷密度が５×１０−１０クーロン／ｃｍ２以上であると、空気中の粉塵やバクテリア捕集性能が著しく高まるため好ましく用いられる。
【００２２】
さらに、中間材層（Ｂ）は、表材層（Ａ）の不織布で規定したと同様のＦａ＋Ｆｂ（Ｐｓａ＋０．０１Ｐａ）が０．２〜０．３５であるのが好ましい。Ｆａ＋Ｆｂが０．２未満であると血液不浸透性が悪くなり、０．３５を超えると圧力損失が高くなる。
【００２３】
中間材層（Ｂ）を構成する不織布の材料としては、任意の合成繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、特に、ポリプロピレン製不織布が好ましい。
【００２４】
本発明のマスクを構成する口元材層（Ｃ）は、肌と直接触れる部分であり、中間材層（Ｂ）が直接肌に触れることを防ぐようにするための層である。したがって、（Ａ）層、（Ｂ）層の機能を妨げるような材料でなければ、通常のマスクで用いられるどのような材質のものであってもよい。
【００２５】
本発明のマスクは、上記表材層（Ａ）、中間材層（Ｂ）、口元材層（Ｃ）を順次積層してなる。積層方法、その他の部材等を設ける構成等は、通常のマスクで用いられるどのような方法であってもよい。
【００２６】
上記のような構成で得られた本発明のマスクは、血液不浸透性に優れ、ＡＳＴＭ基準を上回るものである。ここで、血液不浸透性としては、ＡＳＴＭ−１８６２−００に規定されている試験において、２ｍｌの人工血液を３０５ｍｍ離れた位置から、８０〜１６０ｍｍＨｇの圧力でマスク表面に衝突させて、人工血液が口元材層にまで達するものを測定し、いずれの圧力においても口元材層にまで達するものがマスク３２枚中４枚以下であれば、血液不浸透性が合格と判断されるものである。
【００２７】
また、本発明の血液不浸透性マスクは、８Ｌ／分で空気を通したときの圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下であり、好ましくは３．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２以下である。圧力損失が４．０ｍｍＡｑ／ｃｍ２を超えると、マスク装着者にとっては、自然な呼吸がし難くなり好ましくない。
【００２８】
さらに、本発明の血液不浸透性マスクのバクテリア除去効率（ＢＥＦ効率）は、９５％以上が好ましく、より好ましくは９９％以上である。さらにまた、本発明の血液不浸透性マスクのＬＡＴＥＸ効率は、９５％以上が好ましく、より好ましくは９９％以上である。
ここで、バクテリア除去効率（ＢＦＥ効率）は、流量２８．３Ｌ／ｍｉｎの空気中に含まれた３μｍの粒径に調整されたバクテリア（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ）の捕集量より求められる値であり、ＬＡＴＥＸ効率は、流量２８．３Ｌ／ｍｉｎの空気中に含まれる０．１μｍの粒径に調整されたｌａｔｅｘの捕集量より求められる値であり、いずれもマスクの病原菌や微細浮遊粒子の捕集能力を示す尺度として用いられている基準である。
【００２９】
本発明のマスクは、上記のような物性を有しているので、手術等で飛散した血液が口元まで及ばないようにしたメディカル分野等に用いる血液不浸透性マスクとして用いることができる。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例で説明するが、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例で用いた試験方法は以下の通りである。
【００３１】
（１）不織布の目付：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ２当たりに換算して求めた。
（２）不織布の厚み：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、ダイヤルシックネスゲージ（ピーコック製Ｄ−２０５型）で測定した。
（３）不織布の通気度：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、ＪＩＳ　Ｌ　１０９６に準拠し、フラジール型試験機（東洋精機製作所製フラジール型通気度試験機）を用いて測定した。
（４）不織布の繊維径：電子顕微鏡（トプコン（株）製ＳＸ−４０Ａ型）で撮影した写真に対角線を引き、交わった繊維１００本につき繊維の直径を測定し、１００本の繊維径を平均して求めた。
（５）不織布のエンボス投影面積：試料不織布の表面を電子顕微鏡（トプコン（株）製ＳＸ−４０Ａ型）で撮影した写真の６×４ｍｍに存在するエンボス部分の面積を測定した。
（６）血液不浸透性試験：ＡＳＴＭ−１８６２−００に準拠し、２ｍｌの人工血液を３０５ｍｍ離れた位置から、それぞれ８０、１２０、１６０ｍｍＨｇの圧力でマスク表面に衝突させて、人工血液が口元材層にまで達するものを測定し、口元材層にまで達するものがマスク３２枚中４枚以下であれば、それぞれの圧力で合格と判断した。
（７）バクテリア除去効率（ＢＦＥ効率）：ＭＩＬ−Ｍ−３６９５４Ｃ．１９７５、ＡＳＴＭ　Ｆ２１００−０１．２００１、及びＡＳＴＭ　Ｆ２１０１−０１．２００１に準拠し、流量２８．３Ｌ／ｍｉｎの空気中に含まれた３μｍの粒径に調整されたバクテリア（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ）の捕集量を測定し、捕集効率を下記式により求めた。
ＢＦＥ効率（％）＝（Ｃ−Ｔ）／Ｃ×１００
（ただし、Ｃはマスクがない時のバクテリア粒子数、Ｔはマスクを入れた時のバクテリア粒子数を表す）
（８）ＬＡＴＥＸ効率：ＡＳＴＭ　Ｆ１２１５−１９８９及びＡＳＴＭ　Ｆ２１０１−０１．２００１に準拠し、流量２８．３Ｌ／ｍｉｎの空気中に含まれる０．１μｍの粒径に調整されたｌａｔｅｘの捕集量を測定し、捕集効率を下記式により求めた。
ＬＡＴＥＸ効率（％）＝（Ｃ−Ｔ）／Ｃ×１００
（ただし、Ｃはマスクがない時のｌａｔｅｘ粒子数、Ｔはマスクを入れた時のｌａｔｅｘ粒子数を表す）
（９）圧力損失：８Ｌ／ｍｉｎの空気の通過前後の圧力を測定し、その差圧を求めた。
【００３２】
実施例１〜５、比較例１〜２
表１に示す不織布を用い、マスクの（Ａ）層、（Ｂ）層、（Ｃ）層を順次積層して表２に示す構成のマスクを作成した。得られたマスクの血液不浸透性、ＢＦＥ効率、ＬＡＴＥＸ効率、圧力損失を測定した。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】
2004073603.tif 000002
【００３４】
【表２】
2004073603.tif 000003
【００３５】
表２から明らかなように、（Ａ）層として、Ｆａ＋Ｆｂが０．４〜２．０の不織布を用いると、血液不浸透性、ＢＦＥ効率、ＬＡＴＥＸ効率、圧力損失に優れたマスクが得られた（実施例１〜４）。一方、（Ａ）層として、Ｆａ＋Ｆｂが０．４未満である不織布を用いると、８０ｍｍＨｇ、１２０ｍｍＨｇ、１６０ｍｍＨｇの３つの圧力とも血液不浸透性が不合格であった（比較例１、２）。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のマスクは、上記のような物性を有しているので、手術等で飛散した血液が口元まで及ばないようにしたメディカル分野等に用いる血液不浸透性マスクとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】不織布断面において繊維投影面積等を説明する図である。
【符号の説明】
１　不織布
ｆｓ　不織布表面側に位置する繊維
ｆｉ　不織布内面側に位置する繊維
ｅ　エンボス部分
【図１】
2004073603.tif 000004