(57)【要約】【課題】化学物質とりわけ低級アルデヒド類を効率よく除去し、安全性、吸着性能に優れ、さらにフィット性が改善されたマスクを提供すること。【解決手段】多孔質吸着剤を含有する層を有し、かつホルムアルデヒド除去率が５０％以上であることを特徴とするマスク。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質吸着剤を含有する層を有し、かつホルムアルデヒド除去率が５０％以上であることを特徴とするマスク。
【請求項２】
多孔質吸着剤が尿素化合物を添着した活性炭からなる請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
尿素化合物が２−イミダゾリドンである請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
通気度が１０〜３００ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃである請求項１〜３のいずれか１項に記載のマスク。
【請求項５】
該多孔質吸着剤を含有する層が、開孔不織布により被覆されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のマスク。
【請求項６】
該マスクの上辺部および下辺部にワイヤーを設置してなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスクに関するものであり、さらに詳しくは家庭環境及び作業環境から発生する臭気中に含まれるアルデヒド類、特にホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等に代表される低級アルデヒドの吸着除去性、フィット性に優れたマスクに関する。本発明のマスクは、化学物質過敏症用マスクとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭環境や作業環境に存在する臭気やダスト等の排除を目的とし、種々の脱臭剤を備えたマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、臭気に含まれる成分のうち、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの低級アルデヒド類は、家庭環境や作業環境での影響や有害性が指摘され、化学物質過敏症の対象物質とされていることから、低級アルデヒド類に対してより有効な脱臭除去手段が要望されていた。
【０００３】
そこで近年、このような臭気を除去するため、多孔質吸着剤を使用したマスクが提案されており、とりわけ活性炭が多く使用されている（特許文献２参照）。しかしながら、これらの吸着剤を用いたマスクは、主として防塵用マスクとして用いられており、依然として低級アルデヒド類の吸着能が低く、様々な環境での脱臭除去を目的とした場合、相当量の吸着剤を用いる必要があった。このように、従来提案されているマスクは、低級アルデヒド類の除去に対して必ずしも十分な性能を備えているとはいい難い。
【０００４】
一方、これらマスクを着用する際、顔面とのフィット性についても鼻から両頬へ続く凹部とマスク上辺部の隙間やマスクの横部、下辺部の隙間から臭気が漏入するという問題点があった。
すなわち、マスク上辺部、横部および下辺部の隙間を完全にふさぐことができず、フィット性、密着性が不十分であり、そのため漏れ率が大きくなり、マスクの機能を充分に達成できないという欠点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１５５７２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０８９１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、化学物質とりわけ低級アルデヒド類を効率よく除去し、安全性、吸着性能の安定性にも優れ、さらに着用時におけるフィット性にも優れ、漏れ率の少ないマスクを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、多孔質吸着剤を含有する層を有し、かつホルムアルデヒド除去率が５０％以上であることを特徴とするマスクである。
【０００８】
本発明のマスクは多孔質吸着剤を含有する層（以下、吸着層と略称する場合がある）と、これを被覆する層（以下、被覆層と略称する場合がある）により構成されるが、被覆層には、織布、編布、不織布などが用いられる。
【０００９】
編織布を用いる場合、平織または綾織などの従来から用いられている編織布を採用することができる。また不織布としては、フェルト、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、メルトブローン不織布などの各不織布が用いられるが、それらのなかでもスパンレース不織布が好ましく、特に開孔不織布が低い吸気抵抗値を得ることができるため好ましい。
【００１０】
本発明のマスクにおいては、吸着層を設けることに特徴を有する。吸着層は、活性炭、活性白土、シリカゲル、活性アルミナなどの多孔質担体からなる層が挙げられるが、その中でも活性炭を多孔質担体とする層であることが好ましい。本発明において用いられる多孔質担体の形状としては、粒状、粉末状、破砕状、顆粒状、球状、円柱状、繊維状、布状、フェルト状、スポンジ状などのいずれでもよい。
【００１１】
特に本発明において好ましい態様は、分子中に尿素結合を有する尿素化合物を、多孔質担体である活性炭に添着した多孔質吸着剤である。
【００１２】
分子中に尿素結合を有する尿素化合物は、尿素の水素原子１つ以上をアルキル基もしくはアシル基にて置換したものを指し、鎖状あるいは環状のどちらの構造を有していてもかまわない。
【００１３】
このような尿素化合物のうち、鎖状尿素化合物とは、尿素結合が直接環状構造を形成していないものを指し、例えばメチル尿素、エチル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、テトラメチル尿素、アセチル尿素、Ｎ−アセチル−Ｎ’−メチル尿素などのアセチルメチル尿素、フェニル尿素、ジフェニル尿素などを挙げることができる。
【００１４】
また、環状尿素化合物としては、２−イミダゾリドン（エチレン尿素）、プソイド尿酸（ウレイドバルビツル酸）、ヒダントイン、アラントイン、アロキサン酸、パラバン酸（オキサリル尿素）、５，５−ジメチルヒダントイン（アセチルウレア）、ウラゾール、バルビツル酸（マロニル尿素）、アロキサン（メソオキサリル尿素）、ジアルル酸（ヒドロキシマロニル尿素）、ウラミル（アミノバルビツル酸）、ジリツル酸（ニトロバルビツル酸）、ビオルル酸（イソニトロソバルビツル酸）、ウラシル（２，６−ヒドロキシピリミジン）、チミン（５−メチルウラシル）、イソシアヌル酸、尿酸（２，６，８−トリオキシプリン）、アロキサンチンなどをあげることができる。
【００１５】
上記した尿素化合物は、一種単独または二種以上の組み合わせで使用できる。なかでも、２−イミダゾリドン（エチレン尿素）を使用すると本発明の効果がより顕著に発現し、特に好ましい。多孔質担体に対する尿素化合物の添加量は、多孔質担体無水物質量当たり０．５〜６０質量％、好ましくは５〜３０質量％である。
【００１６】
尿素化合物を多孔質担体に担持させるには次のような方法によることができる。たとえば水に対して可溶な尿素化合物を用いる場合は、次のような方法が採用される。
▲１▼当該化合物をあらかじめ水に溶解させ、この水溶液に多孔質担体を浸漬した後、乾燥し、当該化合物を担持する。
▲２▼当該化合物をあらかじめ水に溶解し、この水溶液を多孔質担体に噴霧した後乾燥し、当該化合物を担持する。
【００１７】
また、水に可溶、不溶を問わず、次の方法によることもできる。
▲３▼当該化合物を分散剤、バインダーなどを加えエマルジョンを調製し、多孔質担持体に散布し、当該化合物を担持する。
▲４▼粉末状、粒状、破砕状あるいは繊維状などの多孔質担体に当該化合物、溶媒、バインダーなどを加え、球状や円柱状に造粒する。
▲５▼粉末状、粒状、破砕状あるいは繊維状などの多孔質担体を上記▲３▼のエマルジョンに加え、多孔性ポリウレタン、不織布、紙などに含浸あるいは塗工する。
【００１８】
▲３▼〜▲５▼における方法において、必要に応じてバインダーが使用されるが、バインダーとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース、酢酸ビニルエマルジョンなどを挙げることができる。バインダーの使用量は少ないほど望ましい。
【００１９】
尿素化合物などを多孔質担体に担持して得られる多孔質吸着剤を成形するには、多孔質吸着剤に微粒子バインダーを混合して該多孔質吸着剤の表面をコートし、加圧成形すればよい。微粒子バインダーとしては、水や有機溶媒を使用せず、加熱融着できるものが好ましく、このような観点から熱可塑性樹脂が好ましいが、軟化温度および溶融温度の点で、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂が好ましい。また摩擦強度が要求される場合は、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド樹脂を使用すればよい。
【００２０】
これらのバインダーは、多孔質吸着剤の吸着性能を阻害しないように、粒径はできるだけ小さい方が望ましく、また多孔質吸着剤に対する使用量も少なくする方が望ましい。しかしながら、バインダーの粒径が細かすぎると、バインダーの多孔質吸着剤表面へのコート層が薄くなりすぎ、成形時の強度が低下することがあるので、中心粒径を１〜３０μｍとするのが好ましい。また、バインダーの使用量は、通常２〜４０質量％が好ましいが、上述したように吸着性能の低下を防ぐ点から、できるだけ少ない使用量がよい。
【００２１】
多孔質吸着剤とバインダーとを混合するには、工業的に実施される例えば通常のミキサー、リボンミキサー、スタテイックミキサー、ボールミル、サンプルミル、ニーダーなどを使用することができるがこの限りではない。多孔質吸着剤と樹脂の微粒子バインダーとを攪拌することにより発生する静電気を利用して、多孔質吸着剤の表面に微粒子を極めて薄く均一にコートすることができる。形成されたコート層の強度はかなり高く、一旦形成されると通常の操作では容易に剥離しない。なお、攪拌時、その他の熱源として、マイクロ波、赤外線、遠赤外線、高周波などを照射してもよい。
【００２２】
多孔質吸着剤は、板状、紙状、シート状などの形状に成形し、使用される。成形方法としては公知の加圧成形方法が使用可能であり、例えば、多孔質吸着剤を型枠に封入し、加熱しながら加圧圧着する方法、ベルト上に散布して加熱しながらローラー、エンドレスベルトなどで加圧圧着する方法などをあげることができる。このようにして得られた多孔質吸着剤は多孔質担体の微粉の発生が極めて低い。
【００２３】
本発明のマスクは、該多孔質吸着剤で構成される吸着層を上記したような編織布、不織布等によって被覆することにより得ることができる。
【００２４】
本発明のマスクは、上記の多孔質吸着剤を含有する層を有し、かつそのホルムアルデヒド除去率が５０％以上であり、好ましくは６０％以上である。ここで、本発明におけるホルムアルデヒド除去率とは６０分経過後の除去率をいう。ホルムアルデヒド除去率が５０％に達しない場合は化学薬品の臭気の除去が不十分となる。なお、本発明にいうホルムアルデヒド除去率は後述する方法により求める。
【００２５】
以下、図面を用いて本発明のマスクの構造について詳細に説明する。図１は、本発明のマスクの一例を示す一部切欠斜視図である。図１中、１は多孔質吸着剤を含有する層、２は被覆層（表側）、３は被覆層（人体側）である。本発明のマスクの形態は図１に示すものに限らず、図２に示すような折りたたみ式のものや図３に示すようなカップ型のタイプなど各種の形態を採用することができる。
【００２６】
被覆層には目付１０〜２００ｇ／ｍ２の編織布、不織布、紙などを用いることが好ましい。粉塵、細菌あるいはミストを捕集するフィルターメディア被覆層と同時に用いても何ら差し支えない。また、吸気抵抗を低減させる意味から被覆層に開孔不織布を採用することは特に好ましい。開孔不織布を用いる場合、孔の大きさは０．１ｍｍ２以上が好ましく、１〜３ｍｍ２がさらに好ましい。また、孔の数は１０〜１００ヶ／ｃｍ２程度が通気性や不織布の形態安定性の点から好ましい。
【００２７】
また、本発明のマスクは、着用者が楽に呼吸することができるという点から、マスク本体の通気度が１０ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上が好ましく、２５ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以上であることがより好ましい。一方、通気度の上限は３００ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以下が好ましく、１００ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以下がより好ましい。マスク本体の通気度がこれよりも大きいと、効率よくアルデヒド類を除去できない場合がある。
【００２８】
本発明において、より優れたフィット性を達成するために該マスクの上辺部および下辺部にそれぞれワイヤーを設置することが好ましい。
該ワイヤーとしては、鉄、アルミニウム等の金属やポリエチレンモノフィラメントなどのプラスチック、または金属製ワイヤーをプラスチック等によって被覆したものなどが挙げられ、鼻の凸部の湾曲形状および顎部の湾曲形状に近似した形状になり得る基材から得られるものであればよく、特に柔軟性と形状記憶性を有する物質であればさらに好ましい。中でも特に安定性向上のために、鉄、アルミニウム等の金属製または金属製ワイヤーをプラスチックによって被覆されたものを用いることがより好ましい。なお該ワイヤーの基材は、上辺部の基材と下辺部の基材は、同じものであっても異なるものであってもよい。
【００２９】
該ワイヤーの仕様は、厚さ０．０５〜２ｍｍ、巾０．１〜１０ｍｍ、長さ３０〜１００ｍｍ程度のものが好ましい。なお、該ワイヤーの設置位置は、マスク本体の内側または外側に布設してもよいし、内装してもよい。
【００３０】
本発明のマスクは、ホルムアルデヒド等の低級アルデヒド類に対する化学物質過敏症用マスクの他、例えば病院内用マスク、防塵用マスク、悪臭雰囲気下での作業用マスクなどとしても好適に用いることができる。また、有害な化学物質に限らず、ポマード、香水、ムース、シャンプーなどの生活臭に過敏な人用のマスクとしても好適に用いることができる。また、本発明のマスクにワイヤーを設置することによって、鼻凸部から両頬へ続く凹部とマスク上辺部の隙間、両頬部とマスク顎下部の隙間をなくし、格段にフィット性を改善することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、本発明における各物性は以下の方法により測定した。
【００３２】
（１）ホルムアルデヒド除去率
温度２５℃、湿度５０％の条件下でホルムアルデヒドの入口（試験サンプルの上流側）濃度（Ｃｉ）を５ｐｐｍに調整した。試験サンプルの大きさは２１ｃｍφ（３４６．２ｃｍ２）とし、流量は４２Ｌ／分（流速０．０２ｍ／ｓ）とした。
ホルムアルデヒドの出口（試験サンプルの下流側）濃度（Ｃｄ）を赤外線分析装置（Ｆｏｘｂｏｒｏ社製Ｍｉｒａｎ１ＢＸ）を用いて連続的に測定し、除去率は次の式によって求めた。
除去率＝｛（Ｃｉ−Ｃｄ）／Ｃｉ｝×１００（％）
【００３３】
（２）通気度
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６のフラジール形法に準拠し測定した。
【００３４】
（３）漏れ率
労研式マスクフィッテイングテスターＭＴ−０３型（柴田科学社製）を会議室（面積３０ｍ２）のテーブルの上に設置し、対象粒子径を０．５μｍ以上に設定した。次いで、部屋内で２本のタバコに点火し、タバコの煙が室内にたちこめた状態で測定した。漏れ率の値が大きい程、マスクと顔面との隙間から汚染された空気が人体に吸い込まれたことになる。すなわち漏れ率が小さい程、マスクと顔面のフィット性に優れているといえる。
なお、漏れ率は唇の幅、鼻根おとがい距離の異なる被験者１０人にそれぞれマスクを着用してもらい測定を行った。
【００３５】
・多孔質吸着剤の製造
多孔質担体として、ＢＥＴ比表面積１０００ｍ２／ｇ、平均粒径１０μｍの椰子殻を原料とする粉末活性炭を使用した。粉末活性炭とカルボキシメチルセルロース溶液とを混合後、さらにアクリル系バインダーを添加して混合物とし、次いで得られた混合物３０質量％のエマルジョンを調製した。次に、目付４０ｇ／ｍ２、厚み２ｍｍを有する発泡ウレタン基材をこのエマルジョンに含浸させ、余剰の液を絞った後、１１５℃で２時間乾燥し、活性炭シートを作製した。活性炭の目付量は１７０ｇ／ｍ２であった。
一方、尿素化合物として２−イミダゾリドンを準備し、水に２−イミダゾリドンを溶解させ、２−イミダゾリドン３０質量％水溶液を調製した。該水溶液を上記活性炭シートに所定量噴霧し、１０５℃で３０分乾燥させ、２−イミダゾリドンがそれぞれ２０ｇ／ｍ２（試料１）、１０ｇ／ｍ２（試料２）担持された活性炭シートを得た。
【００３６】
得られた２種の活性炭シート（試料１、２）および２−イミダゾリドンを担持していない活性炭シート（試料３）のホルムアルデヒド吸着性能を上述の方法で測定したところ図５に示すような結果を得た。
図５に示したように、試料１は６０分経過後８８％のホルムアルデヒド除去率を示し、試料２では７２％の除去率を示した。
試料３の活性炭シートは２１％の除去率しか示さなかった。これらの活性炭シートはいずれも約２００ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃの通気度を示した。
【００３７】
実施例１
２−イミダゾリドンが２０ｇ／ｍ２担持された活性炭シートを吸着層として用い、芯がポリプロピレン、鞘がポリエチレンである複合繊維からなる目付１７ｇ／ｍ２の熱風不織布を被覆層として吸着層全体（表側、人体側）を包み、さらにこの上に目付２８ｇ／ｍ２であり、開孔を有するレーヨンスパンレース不織布（クラレ社製）で被覆し、図１に示すような外観を有するマスクを得た。ここで使用されたレーヨンスパンレース不織布は１ヶの孔の面積が１．５ｍｍ２、１ｃｍ２当り３０ヶの孔を有していた。
得られたマスクは表側より開孔不織布／熱風不織布／活性炭シート／熱風不織布／開孔不織布の順に層配列されていることになり、５層構造になっている。得られたマスクの通気度は５５．５ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃであった。
このマスクを２５〜４９才までの化学物質に過敏な男女合わせて８名の人に１日中着用してもらい、化学臭の除去効果に関するアンケートを実施したところ、８名全員が化学臭の除去効果に関して充分満足であるとのアンケート結果を得た。また、息苦しさについても指摘されなかった。
【００３８】
実施例２
２−イミダゾリドンが１０ｇ／ｍ２担持された活性炭シートを用いて、図３に示すようなカップ型のマスクを製造した。
この時表側から順に熱融着性を有するポリエステル系複合繊維からなり目付１６０ｇ／ｍ２のニードルパンチ不織布、目付９０ｇ／ｍ２を有するエレクトレット加工されたポリプロピレンメルトブローン不織布、活性炭シートおよび目付１２０ｇ／ｍ２を有する上記ニードルパンチ不織布の合計４種の素材を用いて成型した。
得られたマスクは通気度４５ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃを示した。このマスクも実施例１と同様、息苦しさもなく、満足な化学臭除去効果と粉塵除去効果を示した。
【００３９】
比較例１
活性炭シートのみを吸着層として用いたこと以外は実施例１と同様にしてマスクを得た。
その結果、８名全員が化学臭の除去効果が充分でないと指摘した。
【００４０】
実施例３
図４に示すようにマスク本体の上辺部および下辺部にワイヤーを設置したこと以外は、実施例２と同様の素材を用いてマスクを製造した。なお、ワイヤーには、直径１ｍｍの鉄線をポリエチレンシート（巾４ｍｍ）で被覆したもの（長さ１２ｃｍ）を用いた。
このマスクを２５〜４９才までの化学物質に過敏な男女合わせて８名の人に１日中着用してもらい、アンケートを実施したところ、８名全員が化学臭の除去効果に関して充分満足であるとともに、格段にフィット性が優れているとのアンケート結果を得た。また、息苦しさについても指摘されなかった。
また、実施例３で得られたマスクについて漏れ率の測定を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2004230105.tif 000003
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、家庭環境や作業環境に存在する化学物質、臭気源などを吸着し、除去することのできるマスクを得ることができる。また、マスク本体にワイヤーを設置することによって、鼻凸部から両頬へ続く凹部のマスク上辺部、マスクの両頬部およびマスク顎下部に生じる隙間をなくし、格段にフィット性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマスクの一例を示す一部切欠斜視図
【図２】本発明のマスクの他の一例を示す斜視図
【図３】本発明のマスクの他の一例を示す斜視図
【図４】本発明のマスクの他の一例を示す斜視図
【図５】ホルムアルデヒド吸着性能を示すグラフ
【符号の説明】
１：多孔質吸着剤を含有する層
２：被覆層
３：被覆層
４：ワイヤー
【図１】
2004230105.tif 000004
【図２】
2004230105.tif 000005
【図３】
2004230105.tif 000006
【図４】
2004230105.tif 000007
【図５】
2004230105.tif 000008