(57)【要約】  フィルタ式顔面装着呼吸マスクの製造方法であって、この方法は、カップ形の成形型３０を準備することと、形成チャンバであって、成形型３０が配置され、遊離繊維２２が内部の空気中に導入される、形成チャンバ２４を準備することと、遊離繊維２２を形成チャンバ２４内の成形型３０に堆積させる１０ことと、堆積された遊離繊維同士を繊維交点で互いに結合させる１２ことと、を含む。よって、本発明の方法は、製造プロセスにおける工程を無くす点で有益である。繊維は、マスク本体の全体にわたって均一に分散され、呼吸マスクの製造中、ウェブを裁断する必要が無いため、発生するウェブの廃棄物が少なくなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクの製造方法であって、
（ａ）カップ形の成形型を準備することと、
（ｂ）形成チャンバであって、前記成形型が配置され、遊離繊維が内部の空気中に導入される、形成チャンバを準備することと、
（ｃ）前記遊離繊維を前記形成チャンバ内の前記成形型に堆積させることと、
（ｄ）前記遊離繊維同士を繊維交点で互いに結合させることと、を含む方法。
【請求項２】
前記成形型は多孔質であり、前記形成チャンバから前記成形型を通して空気を吸引することにより、前記遊離繊維を前記形成チャンバ内の前記成形型に堆積させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記成形型は、前記成形型に接触する繊維を前記成形型に留まらせる手段を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記手段は非平坦な表面を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記手段は一連のピンを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記形成チャンバは空間又は閉鎖領域である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記形成チャンバは、前記成形型が目視可能となる透明部分を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記遊離繊維の結合によりマスク本体が作製され、前記方法が、前記マスク本体にハーネスを固定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記遊離繊維は、前記マスク本体の全体にわたって均一に分散されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
余分な遊離繊維は前記形成チャンバから除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記余分な遊離繊維は前記形成チャンバに再導入される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
予め作製された繊維ウェブは、前記結合工程の前に前記成形型に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
予め作製された繊維ウェブは、前記結合工程の後に前記成形型に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
２つ以上の繊維ウェブが前記成形型で製造され、前記複数のウェブが外縁部で互いに固定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
一方がもう一方の上に載っている２つ以上の原位置繊維ウェブを製造するために、２つ以上の形成チャンバが連続して使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
（ａ）原位置ウェブを含むマスク本体と、
（ｂ）前記マスク本体に固定されたハーネスと、を備える呼吸マスク。
【請求項１７】
前記マスク本体の前記原位置ウェブの全体にわたって均一に繊維が分散されている、請求項１６に記載の呼吸マスク。
【請求項１８】
成形層、フィルタ層、及びカバーウェブのうちの少なくとも１つは原位置で製造されたウェブである、請求項１６に記載の呼吸マスク。
【請求項１９】
前記成形層及び前記フィルタ層は原位置ウェブである、請求項１７に記載の呼吸マスク。
【請求項２０】
前記原位置フィルタ層は不織布繊維及び活性炭を含有する、請求項１６に記載の呼吸マスク。
【請求項２１】
前記原位置ウェブは、熱結合短繊維及び帯電マイクロファイバーを含有する、請求項１６に記載の呼吸マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク本体を構成する繊維ウェブの少なくとも１つが、成形型自体で作られるフィルタ式顔面装着呼吸マスクの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業者は、通常、２つの目的のうち少なくとも１つの目的で、鼻及び口を覆う呼吸マスクを着用する。（１）不純物又は汚染物質が着用者の呼吸器系に入るのを防ぐ、及び（２）他者又は他の物体が、着用者によって吐き出された細菌及び他の汚染物質に曝されることから守るという目的である。第１の状況では、例えば、自動車車体修理工場等、着用者に有害な粒子が空気中に含まれる環境でマスクが着用される。第２の状況では、例えば、手術室又はクリーンルームにおいて、他者又は他の物体が吐き出された汚染物質に曝され得る場合にマスクが着用される。
【０００３】
一部の呼吸マスクは、マスク本体自体が濾過機構として機能するため、「フィルタ式顔面装着」呼吸マスクとして分類される。ゴム又はエラストマーのマスク本体を、フィルタカートリッジ又はフィルタライナー（例えば、Ｙｕｓｃｈａｋら所有の米国再発行特許第３９，４９３号及びＴａｙｅｂｉ所有の米国特許第５，０９４，２３６号を参照）又はインサート成形されたフィルタ要素（例えば、Ｂｒａｕｎ所有の米国特許第４，７９０，３０６号を参照）と併せて使用する呼吸マスクとは異なり、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、フィルタカートリッジの取り付けも交換もする必要が無いようにマスク本体全体の大半に広がるフィルタ媒体を有する。そのため、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、比較的軽量で、使い易い。
【０００４】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、通常、熱結合繊維から作られる。熱結合繊維は、加熱及び冷却された後に近接する繊維に結合する。このような繊維から形成されるフィルタ式顔面装着呼吸マスクの例は、Ｄｙｒｕｄらが所有する米国特許第４，８０７，６１９号及びＢｅｒｇが所有する同第４，５３６，４４０号において示されている。これら特許に開示の呼吸マスクは、少なくとも１層の熱結合繊維を有するカップ形のマスクである。熱結合繊維の層は「成形層」と称され、マスクを成形してフィルタ層を支持するために使用される。米国特許第４，８０７，６１９号及び４，５３６，４４０号に開示の成形層は、熱結合繊維の不織布ウェブを加熱成形型で成形することにより作製されている。加熱成形型は、熱結合繊維の結合成分の軟化点より高い温度で機能する。熱結合繊維のウェブは、加熱成形型の中に配置され、加圧及び加熱されて、顔面マスクのための成形層を形成する。この種の成形作業は「熱成形プロセス」として既知である。
【０００５】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、あらかじめ作製された不織布ウェブを最初に加熱した後に、加熱しつつ「冷間成形型」に配置する「冷間成形プロセス」によっても作製されている。成形部材の温度がウェブ中の熱結合繊維の軟化点より低いため、この成形型は「冷間」であると称する。冷間成形プロセスの例は、Ｋｒｏｎｚｅｒらが所有する米国特許第７，１３１，４４２（Ｂ１）号に開示されている（Ｓｋｏｖが所有する米国特許第４，８５０，３４７号も参照）。熱成形及び冷間成形作業の両方において、成形されたウェブはプレハブ式、つまり、カップ形の構造体に変えるために成形部材上に配置する前に既に加工されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、フィルタ式顔面装着呼吸マスクを作製する新たな方法を提供する。新たな方法は、（ａ）カップ形の成形型を準備することと、（ｂ）形成チャンバであって、成形型が配置され、遊離繊維が内部の空気中に導入される、形成チャンバを準備することと、（ｃ）遊離繊維を形成チャンバ内の成形型に堆積させることと、（ｄ）堆積された遊離繊維同士を繊維交点で互いに結合させ、カップ形のフィルタ式顔面装着呼吸マスクを形成することと、を含む。
【０００７】
本発明は、原位置（in situ）ウェブ、即ち、成形型自体で形成されたウェブを含むマスク本体を有するフィルタ式顔面装着呼吸マスクも提供する。呼吸マスクは、マスク本体に固定されるハーネスも有する。
【０００８】
本発明は、マスク本体を構成する繊維ウェブを成形型で作製するという点で、フィルタ式顔面装着呼吸マスクを作製する既知の方法とは異なる。既知の呼吸マスク製造プロセスにおいて、マスク本体を構成する不織布繊維ウェブは予め作製されており、即ち、成形型に配置される前に加工されている。本発明において、マスク本体の１つ以上のウェブは、マスク本体が作製される成形型で加工される。よって、本発明の方法は、製造プロセスにおける工程を無くす点で有益である。呼吸マスクを作製するのに使用する不織布ウェブは、予め加工し、輸送し、広げ、裁断して呼吸マスク本体の加工プロセスに導入する必要が無い。結果的に得られる呼吸マスクは、マスク本体全体に、より均一に分散された繊維を有することもできる。マスク本体を構成するウェブは、成形型自体で形成されるため、ウェブ中の繊維は成形型に配置されてから伸びない可能性がある。また、ウェブは呼吸マスクを加工する間に裁断する必要が無いため、呼吸マスク製造プロセスにおいて生じるウェブの廃棄物は少なくなり得る。形成チャンバで使用されていない繊維を回収して、チャンバに再導入することができる。
【０００９】
用語
下記に説明する用語は以下に定義された意味を有するものとする。
「活性微粒子」は、触媒作用及びイオン交換等、化学的特性を含む一部の特徴又は特性に起因し得る収着（吸着及び／又は吸収）等の何らかの作用又は機能をもたらすのに特に好適な粒子又は微粒子を意味する。
「バイコンポーネント繊維」は、異なる軟化温度を有する、異なるポリマー組成物を含む２つ以上の構成要素からなる繊維を意味し、その構成要素は、繊維の長さに沿って別個の異なる領域に配置されている。
「結合繊維」は、熱結合可能な繊維を意味する。
「含む（又は、含んでいる）」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「備える」、「有する」、又は「含有する」とほぼ同義であるオープンエンド型の用語である。「含む」、「備える」、「有する」、及び「含有する」、並びにこれらの変形は、一般的に使用されるオープンエンド型の用語であるが、本発明は、「本質的に〜から成る」等の、より狭義の用語を使用して適切に記載することもでき、これは、本発明の呼吸マスクがその意図される機能を果たす際の性能に対して悪影響を及ぼすであろう物体又は要素のみを除外するという点で、オープンエンド型の用語に準ずる用語である。
「清浄な空気」は、汚染物質を取り除くために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。
「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト、及び煙気を含む）、及び／又は一般に粒子と見なされないことがあるが（例えば、有機蒸気等）、呼気流中の空気を含む、空気中に浮遊していることがある他の物質を意味する。
「カバーウェブ」は、本来、汚染物質を濾過するように設計されていない不織布繊維層を意味する。
「カップ形の」は、製品が中実である時、開口部を上に向けて直立の状態で持った場合、液体を保持するような形状を有することを意味する。
「外部気体空間」は、吐き出された気体が、マスク本体及び／又は呼気弁を通過し、それらを越えた後に入る、周囲大気中の気体空間を意味する。
「繊維」は、自然に作られた、又は合成して作製された、細長い構造体である。
「フィルタ式顔面装着具」は、マスク本体自体が、それ自体を通過する空気を濾過するように設計され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられた又は成形された別個の識別可能なフィルタカートリッジ、フィルタライナー、又はインサート成形されたフィルタ要素が無いことを意味する。
「フィルタ」又は「濾過層」は、通気性材料の１つ以上の層を意味し、その層は、「フィルタ」又は「濾過層」を通り抜ける空気流から（粒子等の）汚染物質を除去するという主目的に適している。
「濾過構造体」とは、主に空気を濾過するために設計されている構造体を意味する。
「形成チャンバ」は、堆積を意図した表面に繊維が堆積し得る、画定された又は画定可能な容量の空間を意味する。
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上で支持する助けとなる構造体又は部品の組み合わせを意味する。
「原位置（in situ）」は、成形が行われる成形型において作製されることを意味する。
「一体の」は、問題となっている複数部分が１つの部品として同時に作製されたものであり、２つの別々の部品を後で合わせて接合したものではないことを意味する。
「内部気体空間」は、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
「遊離繊維」とは、ウェブの形態に加工されていない繊維を意味する。
「マスク本体」は、人の鼻及び口を覆って適合するよう設計され、外部気体空間から隔てられた内部気体空間を形成するのを助ける通気性構造体を意味する。
「成形型」は、製品を、加熱及び／又は加圧により所望の形状又は構成に形成するのに使用する器具を意味する。
「熱結合しない」は、繊維が、熱結合しない繊維を含むウェブを成形するのに好適な温度に加熱された後、近接する繊維に実質的に結合しないことを意味する。
「不織布」とは、ウェブ構成要素が織る以外の手段で結びつけられる構造体又は構造体の一部を指す。
「ポリマー」及び「プラスチック」はそれぞれ、１つ以上のポリマーを主に含有し、同様に他の成分を含有し得る材料を意味する。
「多孔質」は、通気性があることを意味する。
「複数」は、２つ以上を意味する。
「呼吸マスク」は、着用者が吸う清浄な空気を提供するための、鼻及び口を覆って顔面に着用する空気濾過用具を意味する。
「成形層」は、通常の取扱いのもとで、その望ましい形状（またそれによって支持される他の層の形状）を保持するよう、十分な構造的一体性を有する層を意味する。
「軟化温度」とは、繊維構成要素が、他の繊維に結合し、冷却された時、結合状態を保持し得る程度にまで軟化する最低温度を意味する。
「短繊維」とは、限定された長さの繊維を意味する。
「基材」とは、下に存在する層を意味する。
「吸引」とは、（全体又は部分的に）より低い圧力又は真空を作り出すことによって、又は別の方法で気流を作り出すことによって、吸うこと又は吸い込むことを意味する。
「上に重なる層」とは、上に存在する層を意味する。
「熱結合（又は結合可能）繊維」は、軟化温度よりも高い温度に加熱された上で冷却された後に近接する繊維に結合する繊維を意味する。
「ウェブ」は、三次元よりも二次元において有意に大きく、かつ通気性がある、手で取り扱い可能な構造体を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による方法で使用し得る工程の模式図である。
【図２】本発明による呼吸マスク作製方法の略図である。
【図３】本発明による呼吸マスク４０の斜視図である。
【図４】呼吸マスク本体４２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施において、フィルタ式顔面装着呼吸マスクの新たな作製方法が提供されるが、この方法は、カップ形の成形型を準備することと、形成チャンバであって、成形型が配置され、遊離繊維が内部の空気中に導入される（空間又は閉鎖領域等の）、形成チャンバを準備することと、遊離繊維を成形型に堆積させることと、遊離繊維同士を繊維交点で互いに結合させることと、を含む。使い捨て呼吸マスクを成形する従来の方法において、概ね平らで結合された不織布であって予め加工されたウェブを成形型で加熱しつつ加圧する。このような圧力をかけられると、ウェブは伸びて変形することもあり、成形製品においてウェブの均一性の問題につながる。また、呼吸マスクの製造中に、丸い呼吸マスクの形状を平らなウェブから裁断すると、かなりの廃棄物が生じ得る。
【００１２】
本明細書に記載のプロセスは、これらの問題を軽減することができる。熱結合の前又は最中に、ウェブを所望の呼吸マスクの形状に直接形成することで、ウェブの均一性を劣化させ得る、結合後の更なる処理をする必要性が低減される。堆積された繊維を熱結合する前に呼吸マスクの形状を形成することで、結合前の余分な材料を無くし、材料を捨てるのではなく再利用することができる可能性も提供する。また、呼吸マスク製造において経済的、環境的によい慣行を更に取り入れる手段として、このプロセスを、再利用された繊維スクラップ材料又は他のリサイクルされた材料を配合するのに使用することも可能な場合がある。
【００１３】
本発明によってフィルタ式顔面装着呼吸マスクを作製し得る方法の例を、図１に示す。カップ形の成形型を、遊離繊維が成形型に堆積する（１０）形成チャンバ内に配置する。例えば、多孔質成形型を通じて形成チャンバに空気を引き込む部分真空を使用して堆積を促進し得る。あるいは、又は加えて、成形部材は、繊維が真空、ブロワ及び／又は重力運動により、このような接触をする際に、繊維を成形型に留まらせる手段を有していてもよい。繊維の堆積を促進するこのような手段は、繊維が接触する成形型の粗い質感又は外面に配置された小さなピンを含み得る。遊離繊維は、形成チャンバに吹き付けても、吸いこんでも、又は落としてもよい。遊離繊維が形成チャンバ全体にわたって動くと、成形型の外面に接触し得る。表面が粗いことによって、繊維は、成形部材と接触したままになるか、又は成形部材上に堆積する。形成チャンバの底又は他の場所に堆積する余分な遊離繊維を、形成チャンバから取り除いてもよく、廃棄物を無くす又は最小限にするため、のちに形成チャンバに再導入してもよい。
【００１４】
遊離繊維が成形型に一旦堆積すると、繊維同士は、繊維交点で互いに結合する（１２）。堆積された繊維を、繊維の１つ以上の結合構成要素の軟化温度よりも高温に加熱することにより、結合は達成し得る。繊維が一旦十分に結合されると、結果的に得られる成形されたマスク本体を成形型から外してもよい（１４）。次に、成形されたマスク本体にハーネスを取り付けて（１６）、周囲空気から汚染物質を濾過する必要がある環境で使用するのに好適なフィルタ式顔面装着呼吸マスクを作製する。あるいは、マスク本体を成形型から外す前に、ハーネスをマスク本体に取り付けることもできる。所望であれば、呼気弁をマスク本体に取り付けることも可能である。形成チャンバ内の繊維が成形型に配置される前又は配置された後に、フィルタ材料の追加の層又は成形層を成形型に導入してもよい（１８）。よって、追加の層は成形型で作製されているエアレイドウェブの基材又は上に重なる層になり得る。追加の層は、形成チャンバ内の成形型に形成される繊維ウェブの片側又は両側に位置するカバーウェブであり得る。繊維が成形型に堆積した後に追加の層の導入（１８）が行われるように図示しているが、このような堆積の前に追加の層を（基材として）導入してもよく、又は結合工程の後に（上に重なる層として）導入してもよい。
【００１５】
本発明のプロセスは、結果的に得られるマスク本体の１つ以上の層を加工するのに使用する遊離繊維２２を回収するために、呼吸マスク本体の形状の多孔質成形型２０を使用してもよいことを図２に示す。マイクロファイバー、結合繊維、及び短繊維等の遊離繊維２２の混合物を、形成チャンバ２４に送り込んでもよい。形成チャンバ２４から空気を吸い込み（２６）、多孔質成形型２０を通して空気が吸引されるようにしてもよい。形成チャンバ内の空気が多孔質成形型を通して吸い込まれると、形成チャンバ２４内の遊離繊維２２は、これら成形型に取り込まれる。成形型は、その上に、スクリーン又は他の多孔質媒体を有して、多孔質成形型として作製されてもよい。多孔質媒体は、意図されたマスク本体の形状に構成される。多孔質成形型が形成チャンバ２４に入る前、又は入る際に、多孔質成形型を移動真空ベルト２８に配置してもよい。真空ベルト２８が形成チャンバ２４にわたって成形型２０を運ぶ際、コンデンサのファン等のファンは、成形型２０を通して形成チャンバ２４から空気２６を引き込んでもよい（２６）。結果的に得られる、形成チャンバ２４内の空気の運動は、遊離繊維を成形型２２に向けて引き付け、遊離繊維を成形型表面、又は成形型を覆って配置されている予め作製されたウェブの表面で捕集する。形成チャンバ２４は、マスクシェル作製の責任者が繊維回収プロセスを目視できるように、窓又はガラス側壁等、１つ以上の透明な部分を含有してもよい。成形型２０が形成チャンバ２４にわたって移動した後、第２セットの成形型３０を第１成形型２０上に配置して、堆積された繊維を適所において保持してもよい。次に、成形型−繊維−成形型のサンドイッチ状のものを炉の中又は加熱部３２の下に配置して、成形されたウェブが成形型から外された時点で、結合された繊維が所望の呼吸マスクの形状を維持するように繊維を結合し得る。成形された製品の坪量は、遊離繊維供給量、コンベヤー速度、多孔質成形型を通る空気流量を変更することで調整することができる。本発明のプロセスにより、ウェブが三次元形状に形成されている際、遊離繊維供給流に活性炭等の活性微粒子を追加することも可能になる。この工程により、活性微粒子、又はＴｒｅｎｄら所有の米国特許出願公開第２００６／０２５４４２７（Ａ１）号に記載の粒子含有繊維ウェブのような、他の追加構成要素を含有する完成品の呼吸マスクを作製するのに必要なプロセス工程の数及び機械設備の複雑さを削減及び軽減することができる。また、複数の層（１、２、３、４、又は５以上の層）を加工し得る２つ以上の形成チャンバを順に配置することができる。よって、マスク本体の下にある成形層を形成するのに第１形成チャンバを使用してもよく、一方、濾過層を作製するのに第２形成チャンバを使用してもよく、また、カバーウェブを作製するのに第３形成チャンバを使用してもよい。よって、２つ以上の繊維ウェブを、一連の形成チャンバにおける成形型で作製してもよく、またその複数のウェブを、例えば、超音波溶接によって外縁部で固定させてもよい。
【００１６】
マスク本体４２とマスクハーネス４４とを備え、本発明により作製し得るフィルタ式顔面装着呼吸マスク４０の例を図３に示す。ハーネス４４は、弾性材料から作製し得る１つ以上のストラップ４６を備える場合もある。接着手段、結合手段、又は機械的手段を含む様々な手段により、ハーネスストラップ４６をマスク本体４２に固定させてもよい（例えば、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ所有の米国特許第６，７２９，３３２号を参照）。ハーネス４６は、例えば、マスク本体に超音波溶接する又はマスク本体にステープルで留めることができる。使用可能な他のハーネスの例は、Ｂｒｏｓｔｒｏｍら所有の米国特許第５，３９４，５６８号、Ｓｅｐｐａｌａら所有の同第５，２３７，９８６号、及びＢｒｏｓｔｒｏｍら所有の欧州特許第６０８６８４Ａ号に記載されている。マスク本体４２は、鼻梁の上、頬全体と周囲、顎の下にわたって着用者の顔面に接する形状である周縁部４８を有する。マスク本体４２は、着用者の鼻及び口のまわりに密閉された内部気体空間を形成し、図に示すような曲線の半球状の形状、又は所望の他の形状を取ることができる。例えば、成形層、よってマスク本体は、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ所有の米国特許第４，８２７，９２４号に開示のフィルタ式顔面マスクのようなカップ形の構成を有し得る。展性のあるノーズクリップをマスク本体４２の外面、上端中心に近い所で固定することができ、マスクをこの領域で変形又は整形させて着用者個人の鼻に適切に適合させることができる。好適なノーズクリップの例は、Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ所有の米国特許第５，５５８，０８９号及び米国デザイン特許４１２，５７３号に示され、記載されている。製品の耐圧潰性を改善するために、マスク本体４２は、マスク本体４２の中央領域の層の全体又は一部に広がる場合もある任意の波形模様を有してもよい。
【００１７】
マスク本体４２は、半径方向外側にフィルタ材料５４の層を有する内側成形層５２を含み、フィルタ層５４の半径方向外側に、成形層５２と同様に一般的な形を呈する外側カバーウェブ５６を含んでもよいことを図４に示す。成形層５２の機能は、主に、マスク本体の形状を維持し、フィルタ層５４を支持することである。成形層５２も、マスクに吸い込まれる空気に対する粗い初期のフィルタとして機能してもよいが、マスク１０の主な濾過機能はフィルタ層５４がもたらす。外側成形層は、フィルタ層５４と外側カバーウェブ５６との間の、フィルタ層５４の半径方向外側に配置することもできる。図示した加工層に加え、マスク本体４２はまた、マスク外縁部の周り、特に鼻の領域に発泡シールを含むこともできる−例えば、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ所有の米国特許第４，８２７，９２４号を参照。このようなシールは、着用者がマスクを付けた際に顔面に接触する熱変色性適合表示材料を含むことができる。顔面との接触による熱により熱変色性材料の色が変わり、着用者は適切にフィットしているか判別することができる−Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら所有の米国特許第５，６１７，７４９号を参照。マスク本体４２は、着用者がマスク内側をより快適に感じ、成形層５２から離れ得る全ての繊維を捕捉する内側カバーウェブを備えることもできる。このようなカバーウェブの構造については、成形層及び濾過層の説明と共に後述する。
【００１８】
成形層
本発明により、熱及び／又は圧力を使用して所望の形状に成形することができ、かつ冷却するとその形状を保持する繊維材料の少なくとも１つの層から、成形層を作製してもよい。形状保持は、典型的には、例えば、溶融又は溶接により、繊維をそれらの間の接触点で互いに接合させることにより達成される。マスクシェルを形成するには、直接成型呼吸マスクの形状保持層を作製するのに好適であることが知られている任意の材料を用いることができ、これには例えば、合成短繊維、好ましくは織縮処理されたもの、及びバイコンポーネント短繊維が含まれる。バイコンポーネント繊維とは、２つ以上の異なる繊維性材料領域、典型的には、異なるポリマー材料領域を含む繊維である。典型的なバイコンポーネント繊維には、結合コンポーネント及び構造コンポーネントが含まれる。結合コンポーネントは、加熱及び冷却されると、形状保持シェルの繊維同士を繊維交点で接合させる。加熱中に結合コンポーネントが、隣接した繊維との接触部に流れ込む。形状保持層は、短繊維とバイコンポーネント繊維とを、例えば、０／１００〜７５／２５の範囲であり得る重量パーセント比で含む繊維混合物から作製され得る。好ましくは、より多くの交差結合点を形成し、ひいてはシェルの復元力及び形状保持性を向上させるために、材料は少なくとも５０重量パーセントのバイコンポーネント繊維を含む。
【００１９】
成形層において用いる場合もある好適なバイコンポーネント繊維には、例えば、並列構成、同心の芯鞘構造、及び楕円形の芯鞘構造が含まれる。好適なバイコンポーネント繊維の１つに、Ｋｏｓａ  ｏｆ  Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ（Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）から入手できる商品名「ＫＯＳＡ  Ｔ２５４」（１２デニール、長さ３８ｍｍ）のポリエステルバイコンポーネント繊維があり、これは、ポリエステル短繊維、例えば、Ｋｏｓａから入手可能な商品名「Ｔ２５９」（３デニール、長さ３８ｍｍ）と組み合わせて、また、おそらくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、例えば、Ｋｏｓａから入手可能な商品名「Ｔ２９５」（１５デニール、長さ３２ｍｍ）と組み合わせても使用することができる。あるいは、バイコンポーネント繊維は、イソフタレート及びテレフタレートエステルのモノマーから形成されたポリマーの鞘で覆われた結晶質ＰＥＴの芯を有する、概ね同心の芯鞘構造を備えることができる。この後者のポリマーは、芯材料よりも低い温度で加熱時に軟化することが可能である。ポリエステルは、弾力をマスクにもたらすことができ、他の繊維に比べて水分の吸収が少ないという利点がある。
【００２０】
あるいは、成形層は、バイコンポーネント繊維を有さずに作製され得る。例えば、熱流動性ポリエステルの繊維を、短繊維、好ましくは織縮した繊維と共に成形層に含むことができ、その結果、ウェブ材料を加熱した際に、結合繊維は融けて繊維交点に流れ込むことができ、そこで集合体を形成し、結合材料が冷めると、交点で結合が形成される。成形層を形成するため、熱結合可能な繊維の代わりに、ポリマー鎖のメッシュ又はネットを使用することもできる。この種の構造の例は、Ｓｋｏｖ所有の米国特許第４，８５０，３４７号に記載されている。繊維ウェブが多孔質成形型で堆積される前又は堆積された後のプロセスに、メッシュを導入することができる。
【００２１】
繊維ウェブを形状保持シェルの材料として使用する際、繊維を、１つ以上の、又は集合した遊離繊維として、形成チャンバに送ることができる。ウェブを形成チャンバに導入する際、このウェブは「Ｒａｎｄｏ  Ｗｅｂｂｅｒ」というエアレイド機（Ｒａｎｄｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）から入手可能）、又はカーディング機を使って簡便に作製することができる。いずれの例でも、ウェブをバイコンポーネント繊維、又は設備に好適な従来のステープル長の他の繊維から形成することができる。必要な弾力性及び形状保持性を有する形状保持層を得るには、この層は、より少ない坪量でも可能ではあるが、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の坪量を有するのが好ましい。坪量が多いほど（例えば、約１５０又は２００ｇ／ｃｍ２を超える）、変形に対するより大きな耐性及びより大きな弾力性をもたらすことができ、呼気弁を支持するためにマスク本体を使用する場合にはより好適であり得る。この最小坪量にすると、成形層は、典型的には、マスクの中央領域での最大密度が約０．２ｇ／ｃｍ２となる。典型的には、成型層の厚さは、約０．３〜２．０ミリメートル、より典型的には、約０．４〜０．８ミリメートルとなる。本発明において使用するのに好適な成形層の例は、以下の特許に記載されている。Ｋｒｏｎｚｅｒら所有の米国特許第５，３０７，７９６号、Ｄｙｒｕｄら所有の米国特許第４，８０７，６１９号、及びＢｅｒｇ所有の米国特許第４，５３６，４４０号。
【００２２】
濾過層
本発明のマスク本体で用いられるフィルタ層は、粒子捕捉型、又は気体及び蒸気型であり得る。フィルタ層は更に、フィルタ層の一方から他方に液体が移動するのを防ぐバリヤ層であってもよく、これにより、例えば、液体エアロゾル又は液体の飛沫がフィルタ層に浸透するのを防止できる。類似した又は異なるフィルタ型の複数の層を用いて、その用途で必要とされるような、本発明の濾過層を構築してもよい。本発明の層状マスク本体に有効なフィルタとしては、マスク着用者の呼吸労力を最小限に抑えるため、一般に、圧力低下が少ない（例えば、面速度１３．８センチメートル／秒で２０〜３０ｍｍ  Ｈ２Ｏ（１９６〜２９４Ｐａ））ものが採用される。フィルタ層は更に、予想される使用条件において裂けてしまうことのないよう、柔軟であり十分な剪断強さを有する。一般に、この剪断強さは、接着層又は成型層のいずれかの剪断強さよりも低い。粒子捕捉フィルタの例としては、（ガラス繊維等の）微細無機繊維又はポリマー合成繊維の１つ以上のウェブが挙げられる。合成繊維ウェブは、メルトブローン等のプロセスから作製される、エレクトレット帯電ポリマーマイクロファイバーを含んでもよい。非極性捕集電荷を生成するために表面フッ素化を行いエレクトレット帯電したポリプロピレンから形成されたポリオレフィンマイクロファイバーは、微粒子捕捉用途に特に有用である。別のフィルタ層は、呼吸空気中の有害な又は悪臭のある気体を除去するための収着剤成分を含んでもよい。吸収剤及び／又は吸着剤は、接着剤、結合剤、又は繊維構造体によりフィルタ層で結合させる粉末又は細粒を含んでいてもよい−Ｂｒａｕｎ所有の米国特許第３，９７１，３７３号を参照。化学的に処理された又は処理されていない活性炭等の収着材料、多孔質アルミナシリカ触媒担体、及びアルミナ粒子は、本発明の適用において有用な吸着剤の例である。Ｂｒｅｙら所有の米国特許第７，３０９，５１３号及び同第７，００４，９９０号、並びにＡｂｌｅｒ所有の同第５，３４４，６２６号は、好適であり得る活性炭の例を開示している。
【００２３】
濾過層は、典型的には、所望の濾過効果を実現するよう選択され、一般に、それを通過する気体流から高い割合の粒子又は他の汚染物質を除去する。繊維質フィルタ層では、選択される繊維は濾過される物質の種類に依存し、典型的には、それらが成形工程中にともに結合しないように選択される。提示の通り、フィルタ層は種々の形状及び形態で供給されてもよい。典型的には、厚さ約０．２ミリメートル〜１センチメートルで、より典型的には、約０．３ミリメートル〜１センチメートルであり、成型層と同一面積の平面的ウェブとすることもできれば、成型層よりも広い表面積を有する波状ウェブとすることもできる−例えば、Ｂｒａｕｎら所有の米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号を参照。フィルタ層には、接着剤成分により接合した複数のフィルタ媒体の層も含めることができる−Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら所有の米国特許第６，９２３，１８２号を参照。
【００２４】
基本的に、フィルタ層の形成用として知られている（又は後に開発される）好適な任意の材料を、フィルタ材料として使用することができる。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ  Ａ．，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ，４８  ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２  ｅｔ  ｓｅｑ．（１９５６）において教示されているもの等のメルトブローン繊維のウェブは、特に持続性帯電（エレクトレット）形である場合、特に有用である（例えば、Ｋｕｂｉｋら所有の米国特許第４，２１５，６８２号を参照）。これらのメルトブローン繊維は、約２０マイクロメートル（μｍ）未満（「ブローンマイクロファイバー」をＢＭＦと称する）、典型的には、約１〜１２μｍの有効繊維直径を有するマイクロファイバーであってもよい。有効な繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １Ｂ，１９５２に従って決定され得る。特に好ましいのは、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、及びこれらの組み合わせから形成される繊維を含有するＢＭＦウェブである。Ｅｒｉｃｋｓｏｎら所有の米国特許第７，６９０，９０２号、同第６，８６１，０２５号，同第６，８４６，４５０号，及び同第６，８２４，７３３号に記載の装置及びダイを使用してメルトブローンウェブを作製してもよい。ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔ所有の米国再発行特許第３１，２８５号に教示されている帯電解繊繊維も、特にマイクロファイバー形態のロジンウール（rosin-wool）繊維ウェブ及びガラス繊維若しくは溶液ブロー（solution-blown）のウェブ、又は静電噴霧繊維のウェブと同様、好適であり得る。ナノファイバーウェブもフィルタ層として使用してもよい−Ｆｏｘら所有の米国特許第７，６９１，１６８号を参照。Ｅｉｔｚｍａｎら所有の米国特許第６，８２４，７１８号、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら所有の同第６，７８３，５７４号、Ｉｎｓｌｅｙら所有の同第６，７４３，４６４号、Ｅｉｔｚｍａｎら所有の同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号、並びにＡｎｇａｄｊｉｖａｎｄら所有の同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号に開示されているように、繊維を水と接触させることにより、電荷を繊維に付与することができる。また、Ｋｌａｓｓｅら所有の米国特許第４，５８８，５３７号に開示されているようなコロナ帯電により、又はＢｒｏｗｎ所有の米国特許第４，７９８，８５０号に開示されているような摩擦帯電により、電荷は繊維に付与されてもよい。また、水帯電（hydro-charging）プロセスを通して作製されるウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維に含めることができる（Ｒｏｕｓｓｅａｕらの米国特許第５，９０８，５９８号を参照のこと）。オイルミスト環境における濾過性能を改善するために、特にフッ素原子を、フィルタ層の繊維の表面に配置することができる−Ｊｏｎｅｓら所有の米国特許第６，３９８，８４７（Ｂ１）号、第６，３９７，４５８（Ｂ１）号、及び第６，４０９，８０６（Ｂ１）号、Ｋｉｒｋら所有の米国特許第７，２４４，２９���号、Ｓｐａｒｔｚら所有の同第７，２４４，２９１号、及びＳｅｂａｓｔｉａｎら所有の米国特許第７，７６５，６９８号を参照。エレクトレットＢＭＦ濾過層の典型的な坪量は、約１０〜１００グラム毎平方メートル（ｇ／ｍ２）である。上記のように帯電され、任意でフッ素化されている場合、坪量は、それぞれ約２０〜４０ｇ／ｍ２、及び約１０〜３０ｇ／ｍ２である。
【００２５】
成形層としても濾過層としても機能する、ただ１つの層を有する本発明の呼吸マスクも作製し得る。このような呼吸マスクは、熱結合短繊維及び熱結合していない帯電マイクファイバーを含有するマスク本体を有してもよい−Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら所有の米国特許第６，８２７，７６４号を参照。
【００２６】
カバーウェブ
カバーウェブは、マスク本体から遊離し得る繊維を捕捉するため、及び見た目をよくするために使用することができる。カバーウェブは、典型的には、実質的な濾過の利点を濾過構造体に何も提供しないが、濾過層の外側（又は上流）に配置されると、前処理フィルタとして機能することができる。カバーウェブは坪量が比較的低く、比較的細い繊維から形成されることが好ましい。より詳細には、カバーウェブは約５〜５０ｇ／ｍ２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ２）の坪量を有するように形成されてよく、繊維は３．５デニール未満（典型的には２デニール未満、より典型的には１デニール未満であるが０．１デニールを超える）であってよい。カバーウェブに用いられる繊維は、平均繊維直径が約５〜２４マイクロメートル、典型的には約７〜１８マイクロメートル、より典型的には約８〜１２マイクロメートルであることが多い。カバーウェブ材料は、ある程度の弾性を有してもよく（典型的には、破断点にて１００〜２００％であるが、必ずしもこれでなくてもよい）、可塑的に変形可能であってもよい。
【００２７】
カバーウェブに好適な材料としては、ブローンマイクロファイバー（ＢＭＦ）材料、特にポリオレフィンＢＭＦ材料、例えば、ポリプロピレンＢＭＦ材料（ポリプロピレンブレンド、及びポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドも含む）が挙げられる。上記のとおり、遊離カバーウェブ繊維を形成チャンバに導入することにより、カバーウェブを作製することができる。あるいは、Ｓａｂｅｅら所有の米国特許第４，０１３，８１６号に記載のように、カバーウェブを予め作製しておいてもよい。後者の例の場合、予め作製されるウェブは、滑面、典型的には、滑面のドラム又は回転する収集器上に繊維を回収することにより形成してもよい−Ｂｅｒｒｉｇａｎら所有の米国特許第６，４９２，２８６号を参照。本発明によるカバーウェブを加工する際、スパンボンド繊維を遊離繊維として使用してもよい。
【００２８】
典型的なカバーウェブは、ポリプロピレン、又は５０重量％以上のポリプロピレンを含有するポリプロピレン／ポリオレフィンブレンドから作製してもよい。これらの材料は、着用者にハイレベルの柔らかさ及び心地よさを提供し、またフィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料である場合、層間に接着剤を必要とすることなく、フィルタ材料を固定された状態に保つことが判明している。カバーウェブで使用するのに好適なポリオレフィン材料としては、例えば、単一のポリプロピレン、２種のポリプロピレンのブレンド、ポリプロピレンとポリエチレンのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）のブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンのブレンドを挙げることができる。カバーウェブ用の繊維の一例としては、ポリプロピレン樹脂から作製されたＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンＢＭＦ「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」があり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ２であり、０．２〜３．１の範囲の繊維デニールを有する（約０．８の繊維１００本超で測定の平均）。他の好適な繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」８５パーセントと、エチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ  ４０２３」（これもＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）１５％を含む混合物から作製される）であり、これも坪量が約２５ｇ／ｍ２であり、繊維は平均約０．８デニールである。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ（Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｐｌｕｓ  ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｃｌａｓｓｉｃ  ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で入手可能であり、カードポリプロピレン／ビスコース材料は、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ  ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）から商品名「３７０／１５」で入手可能である。
【００２９】
本発明において使用されるカバーウェブは、一般的に、処理後のウェブ表面から飛び出す繊維が極わずかであるため、外面は滑らかである−Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ所有の米国特許第６，０４１，７８２号、Ｂｏｓｔｏｃｋら所有の米国特許第６，１２３，０７７号、及びＢｏｓｔｏｃｋら所有の国際公開第９６／２８２１６Ａ号を参照。
【００３０】
呼吸マスク構成要素
ハーネスに使用されるストラップは、様々な材料、例えば熱硬化性ゴム、熱可塑性エラストマー、編組み又は編込みされた織糸／ゴムの組み合わせ、非弾性の編組み構成要素等から作製され得る。ストラップは弾性材料、例えば、弾性の編組み材料から作製されてもよい。ストラップは、その全長の２倍より大きく拡張することができ、その弛緩状態に戻り得ることが好ましい。ストラップはまた、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで伸びることが可能であり、張力が取り除かれると、なんら損傷を受けずにその元の状態に戻ることができる。したがって、弾性限度は、一般に、弛緩状態にある時のストラップの少なくとも２、３、又は４倍の長さである。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、厚さ約０．９〜１．５ｍｍである。ストラップは、連続ストラップとして第１側から第２側まで伸びてもよく、又はストラップは、更なる締結具又はバックルにより共に接合され得る複数の部品を有してもよい。例えば、ストラップは、マスク本体を顔面から取る際に、着用者により迅速に分離され得る締結具により共に接合された第１及び第２の部分を有してもよい。本発明に関連して使用し得るストラップの例は、Ｘｕｅら所有の米国特許第６，３３２，４６５号に示されている。ストラップの１つ以上の部分を接合するのに使用し得る締結する又はバックルで固定する機構は、例えば、Ｂｒｏｓｔｒｏｍら所有の米国特許第６，０６２，２２１号、Ｓｅｐｐａｌａ所有の同第５，２３７，９８６号、Ｃｈｉｅｎ所有の欧州特許第１，４９５，７８５（Ａ１）号、Ｇｅｂｒｅｗｏｌｄら所有の米国特許出願公開第２００９／０１９３６２８（Ａ１）号、及びＳｔｅｐａｎら所有の国際公開第２００９／０３８９５６（Ａ２）号において示されている。
【００３１】
呼気弁は、マスク本体に取り付けられて内部気体空間からの呼気の一掃を促進し得る。呼気弁を使用することで、マスク内部からの暖かい湿った呼気を急速に除去することにより、着用者の心地よさを改善し得る。例えば、Ｍａｒｔｉｎら所有の米国特許第７，１８８，６２２号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，０１３，８９５号、Ｊａｐｕｎｔｉｃｈら所有の同第７，４９３，９００号、同第７，４２８，９０３号、同第７，３１１，１０４号、同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、同第６，８４３，２４８号、及び同第５，３２５，８９２号、Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔら所有の同第７，８４９，８５６号及び同第６，８８３，５１８号、及びＢｏｗｅｒｓ所有の米国再発行特許第３７，９７４号を参照。本質的に、呼気を内部気体空間から外部気体空間へと迅速に送るために、好適な圧力低下を提供し、マスク本体に適切に固定され得る任意の呼気弁を、本発明に関連して使用してもよい。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
本発明によるフィルタ式顔面装着呼吸マスクを作製する際、３Ｍ  ８２１０呼吸マスクシェルの重量に近似させるため３００〜５００グラム毎平方メートル（ｇ／ｍ２）の繊維坪量を目標とした。単一スクリーン成形型はベルト凸面側を上に置いた。Ｔｒｅｖｉｒａ  ＧｍｂＨ（Ｈａｔｔｅｒｓｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス（ｄｔｅｘ）、６ミリメートル（ｍｍ）のＰＥ／ＰＥＴバイコンポーネント結合繊維は、形成チャンバ内の空気中に配置された。チャンバ内の空気は、多孔質成形型スクリーンを通して吸い込まれ、スクリーンの外面に淀む。次に成形型スクリーン上に堆積した繊維を、炉の中で結合させる。結果的に得られるカップ形の製品は、ほぼ均一であり、スクリーンに接触する底（凹面）側に滑らかで精密に成形された形状を有していた。ウェブ中の繊維を成形型上で結合させた後、成形された製品は取り除かれ、ウェブの凸面側は成形型の凹面側に向かって配置され、再び炉の中を通過した。炉を通る第２パスによって作製されたウェブは、今度は両側がスクリーンに向かって加熱されていたため、両側に滑面を有していた。
【００３３】
（実施例２）
実施例１の手順を経たが、互いの上に積み重ねることができる２つの新たな成形型が作製された。この技術により、ウェブ両面の精密に成形された滑面、及びウェブの全体の均一に見える重量分散を実現した。結果的に得られる製品は、人の鼻及び口の上で着用し得るカップ形の成形されたマスク本体であった。
【００３４】
（実施例３〜７）
均一度及び剛性が異なるカップ形の製品を生成するために多数の繊維ブレンドを使用した。上記のとおり、第１のブレンド（実施例３）は、Ｔｒｅｖｉｒａ  ＧｍｂＨ（Ｈａｔｔｅｒｓｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのＰＥ／ＰＥＴバイコンポーネント結合繊維１００％からなる。この繊維は成形型の両面によくなじみ、この繊維により剛性が適切で毛羽立ちが少ない均一なウェブを作製した。次の繊維ブレンド（実施例４）は、Ｈｕｖｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ  ｏｆ  Ｋｏｒｅａ）によりＨｕｖｉｓ（商標）の商標で市販されている６デニール、３８ｍｍのＰＥＴバイコンポーネント溶融繊維１００％であった。この繊維集積体は、ウェブを適切に成形したが、均一性と剛性に欠けるウェブを作製し、毛羽を示した。第３の繊維ブレンド（実施例５）は、Ｈｕｖｉｓ（商標）の１５デニール、５１ｍｍのＰＥＴバイコンポーネント結合繊維１００％であった。この繊維により、良好な均一性と非常に優れた剛性を呈し、凹面に若干毛羽立ちのあるカップ形の構成を示したフィルタ式顔面装着呼吸マスク本体を作製した。Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのＰＥ／ＰＥＴバイコンポーネント結合繊維とＣｈｉｎａ  Ｓｏｙｂｅａｎ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏ．Ｌｔｄ（Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）のＥｃｏｒａ（商標）大豆繊維、及びＴｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのＰＥ／ＰＥＴバイコンポーネント結合繊維とＨｕｖｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製６デニール、３８ｍｍのバイコンポーネント繊維の、５０／５０のブレンドを使用して、試料（実施例６）も作製した。これら両方のブレンドにより、良好な均一性、剛性、及び並みの毛羽立ちがある形状を実現した。Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのＰＥ／ＰＥＴバイコンポーネント結合繊維１０％といくつかの他の非結合繊維とを含有する追加の試料（実施例７）を作製した。これら試料の一部は、均一性及び形状は良好であるが、毛羽立っており、十分な剛性に欠ける。
【００３５】
（実施例Ｃ８〜１８）
Ｎａｎ  Ｙａ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｍｅｒｉｃａ（Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）の、４デニール、５１ｍｍのＴａｉｒｉｌｉｎ（商標）ＰＥ／ＰＥＴ結合繊維１００％を含有する一連の試料を作製するために、実施例１に記載のスクリーン成形型の代わりに３Ｍの８０００シリーズ呼吸マスク成形型を使用した。次に、これら試料の剛性及び圧力低下について試験して、現在の３Ｍ  ８０００シリーズのシェルと比較した（比較例Ｃ８及びＣ９）。Ｓｅｂａｓｔｉａｎら所有の米国特許第７，７６５，６９８号に記載の通り圧力低下及び品質因子（ＱＦ）を評価した。これら試験の結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2015501706.tif 000003
＊スプリット繊維は、米国再発行特許第３１，２８５号により作製される。
【００３７】
表１のデータは、本発明の方法により製品の作製に成功し得ることを示す。本発明の成形されたシェル全体の圧力低下は、成形された市販の呼吸マスクの成形層全体の圧力低下と同様である。本発明により作製されたマスク本体は、シェルの強度にも優れ、つまり、繊維集合体を追加することなく圧壊抵抗を有する。実施例１８は、良好なフィルタ性能は、帯電繊維を含有するシェルにより達成される場合もあることを更に示す。良好な濾過機能を示す成形されたマスク本体は、一段階のプロセスで作製し得る。
【００３８】
（実施例１９）
２サイズの活性炭と２種類の繊維を使用して、粒子担持呼吸マスクの試料を作製した。重力送りローダを使用して、粒子を形成チャンバに導入し、繊維と共に成形型スクリーン上に配置する。Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）結合繊維及び６０×１５０メッシュ炭素を使用して、炭素担持呼吸マスクを作製した。結果的に得られる製品の炭素粒子及び繊維は共に均一に分散された。粒子は比較的よく捕捉されるが、若干の脱粒があった。ウェブは、良好に成形され、両面とも滑らかで、剛性は良好であった。
【００３９】
（実施例２０）
図１９に記載の通り、Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのバイコンポーネント結合繊維及び１２×２０のメッシュ炭素を使用して、炭素担持呼吸マスクを作製した。粒子は大変よく捕捉されたが、均一に分散されなかった。ウェブは中程度によく成形され、非常に硬く、端部周辺が一部毛羽立っていた。
【００４０】
（実施例２１）
図１９に記載の通り、Ｈｕｖｉｓ（商標）の１５デニール、５１ｍｍのＰＥＴバイコンポーネント結合繊維及び６０×１５０のメッシュ活性炭を使用して、炭素担持呼吸マスクを作製した。本マスク中の粒子は、均一に分散されていたが、うまく捕捉されなかった。ウェブは中程度によく成形され、非常に硬く、端部周辺が一部毛羽立っていた。
【００４１】
（実施例２２）
強化熱可塑性メッシュを含有する炭素担持呼吸マスク試料を作製した。この方法は一連の工程で実行された。第１に、Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのバイコンポーネント結合繊維と炭素の層が、成形型で形成された。次に、熱可塑性メッシュを繊維ウェブの上に配置した。続いて、第２成形型スクリーンもメッシュの上に配置されて、層状の試料とスクリーンの両方を、スクリーンされた成形型の２層の間に挟まれた炉の中に通過した。上の成形型スクリーンを外し、Ｔｒｅｖｉｒａ（商標）の１．３デシテックス、６ｍｍのバイコンポーネント結合繊維の第２層と炭素をメッシュに配置した。上の成形型スクリーンを取り替え、ウェブを再び炉に送った。結果的に得られる呼吸マスクは、粒子及び気体の濾過機能を有するカップ形の製品であった。
【００４２】
本発明には、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができる。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。
【００４３】
更に本発明は、ここに具体的に開示されていない要素がなくとも適切に実施可能であり得る。
【００４４】
上記に引用したすべての特許及び特許出願を、「背景技術」の項において引用したものを含め、その全容にわたって本文書に援用するものである。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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