JP4891877B2

JP4891877B2 - マスク

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Publication number: JP4891877B2
Application number: JP2007239791A
Authority: JP
Inventors: 尚中野; 優子田宮; 健二一ノ戸
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: JP2009066297A

Description

本発明は、例えば日常生活における花粉症対策やハウスダスト対策に有効なマスクに関する。

空気中に浮遊する花粉や微細なダストを除去するために用いられるフィルタの方式としては、（イ）濾材を用いて花粉等を捕集する濾過式、（ロ）花粉等を正又は負に帯電させて、それと反対の電荷を有する電極に吸着させる静電式、及び（ハ）粘着剤が塗布された媒体に花粉等を衝突付着させて捕集する衝突粘着式などが知られている。

（イ）の方式は、花粉等の吸入を防ぐために用いられるマスクに広く適用されている。しかしこの種のマスクは、マスクと顔面との密着性が未だ十分なものとは言えず、マスクと顔面との間に隙間ができやすい。したがって、花粉等の完全な除去は容易ではない。逆にマスクと顔面との密着性を高めようとすると、呼吸がしづらくなる。また、花粉等の捕集性能を高くするために、フィルタ材の目を詰めたり、フィルタ材を積層したりすると、息苦しさが増加する。（ロ）の方式は機構が複雑になることから、これをマスクに適用することは経済的な観点から容易ではない。

（ハ）の方式に関しては、この方式を、鼻腔内に挿入して用いるアレルギー性鼻炎防止器具に適用した例が知られている（特許文献１参照）。このアレルギー性鼻炎防止器具は慣性集塵器を備え、この慣性集塵器によって花粉等の除去を図っている。この慣性集塵器においては、吸入された外気を先細のノズルに通過させることで加速させ、次いで捕集部に衝突させて方向転換させ、更に該ノズルを取り囲む筒状の支持筒に設けられた開口を通じて外気を体内に吸入するようにしている。花粉等は、捕集部に衝突したときに捕集される。捕集部としては、発泡ポリウレタンや吸水性重合体、油脂、グリースなどが用いられる。

しかし、特許文献１に記載のアレルギー性鼻炎防止器具は、その内部を流通する空気の経路が蛇行しているので、通気抵抗が大きく呼吸しづらいという不都合がある。このように、花粉等の捕集性能が高く、且つ通気抵抗が低いマスクは未だ得られていないのが現状である。

特許文献１に記載の技術とは別に、弁機構を有するマスクが提案されている（特許文献２参照）。このマスクによれば、息を吐くときの苦しさは解消されるが、息を吸うときは息苦しいままである。また、弁機構がマスクの外面に突出した状態で取り付けられているので、すっきりした外観のものとならない。

特開昭６１−２２８８８３号公報特表２００５−５１０３１４号公報

したがって本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得るマスクを提供することにある。

本発明は、着用者の鼻から顎にかけての部位を覆うことが可能な略カップ形状を有し且つ中央に第１の通気用開口部を有するマスク本体と、該マスク本体の内側における該通気用開口部に対向する位置に配された粒子捕集部とを備え、
前記粒子捕集部における前記通気用開口部に対向する部位は、粒子捕集面になっており、
前記粒子捕集面に隣接して第２の通気用開口部が設けられており、
第１の通気用開口部を通じてマスク内に流入した吸気が、前記粒子捕集面に衝突した後に、第２の通気用開口部を通じて流出して、着用者に吸入されるように構成されたマスクを提供するものである。

本発明のマスクによれば、花粉やハウスダスト等の微細な塵埃を高効率で捕集することができ、しかも通気抵抗が低いので呼吸を楽に行える。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には本発明のマスクの第１の実施形態を正面からみた分解斜視図が示されている。図２は、図１に示すマスクのマスク本体を背面からみた斜視図である。図３は、図２におけるIII−III線断面図である。本実施形態のマスク１０は、着用者の顔面に装着されて、主として花粉やハウスダスト等の微細な塵埃（以下、花粉等とも言う）を捕集除去するために用いられるものである。マスク１０は、大別してマスク本体２０と粒子捕集部３０とから構成されている。マスク１０は、慣性衝突の原理を利用して花粉等の粒子を捕集除去する。

図１及び図２に示すように、マスク本体２０は、滑らかな曲面からなる略カップ形状をしている。この形状は、着用者の鼻から顎にかけての部位を覆うことが可能な形状である。マスク本体２０は、その凸面側が外方を向き、凹面側が着用者の顔に対向するように使用される。マスク本体２０は、その中央部、即ち最も凸になっている位置に第１の通気用開口部２１（以下、第１の開口部２１とも言う）を有している。

第１の開口部２１は、複数の小開口部２１ａの集合体からなる。各小開口部２１ａは六角形をしており、それらがハニカム状に配置されて第１の開口部２１をなしている。マスク１０の装着状態においては、呼気及び吸気は第１の開口部２１を通じてマスク内外を流通する。つまりマスク本体２０においては、第１の開口部２１のみが呼気及び吸気の流通部であり、マスク本体２０におけるそれ以外の部位を通じての呼気及び吸気の流通はない。

本発明者らの検討の結果、第１の開口部２１の面積は花粉等の捕集率に影響を及ぼすことが判明した。具体的には、第１の開口部２１の面積を大きくすることで、花粉等の捕集率が高くなることが判明した。上述した慣性衝突の原理を利用する場合、理論上、第１の開口部２１の面積を小さくして吸気の流速を高めることが高捕集率の達成の点から有利であると考えられるところ、逆に第１の開口部２１の面積を大きくする方が捕集率が高くなることは、極めて意外な知見であった。具体的には、第１の開口部２１の面積を好ましくは１．５〜６ｃｍ²、更に好ましくは２〜４ｃｍ²とすることで、高い効率で花粉等を捕集できる。また、開口面積をこの範囲に設定することで、通気抵抗を十分に低くすることができ、呼吸を楽に行える。なお、第１の開口部２１の面積とは、開口部が複数ある場合は、それら複数の開口部の合計の面積のことである。

図２及び図３に示すように、マスク本体２０の背面側、即ち凹面側には、第１の開口部２１を取り囲むように、第１の筒状壁２２が設けられている。第１の筒状壁２２は、その横断面が略円形になっている。第１の筒状壁２２は、第１の開口部２１を通じて流入してきた吸気が側方へ拡散することを防止して吸気の流れを整える働きを有する。これに加えて、後述する粒子捕集部へ吸気を確実に案内するための案内筒としての働きも有する。これらの観点から筒状壁２２の高さが決定される。具体的には、筒状壁２２の高さは、第１の開口部２１と、後述する粒子捕集部との間の距離に対して、３０〜８０％、特に５０〜７０％であることが好ましい。

マスク本体２０の背面側には、上述した第１の筒状壁２２を取り囲むように第２の筒状壁２３が設けられている。第２の筒状壁２３は、その横断面が略円形になっている。また第２の筒状壁２３は、上述した第１の筒状壁２２と同心の位置にある。図３に示すように、第２の筒状壁２３の開口端２３ａは、上述した第１の筒状壁２２の開口端２２ａよりも、着用者の顔面に近い位置にある。第２の筒状壁２３は、後述する粒子捕集部の取り付け部位となる。また第２の筒状壁２３は、第１の開口部２１から、後述する第２の開口部３４への吸気の流路（及び後述する第２の開口部３４から第１の開口部２１への呼気の流路）の一部を形成するために用いられる。したがって吸気は、後述する第２の開口部３４を通じて着用者側へと流れる。また呼気は、着用者側から第２の開口部３４を通じて第１の開口部２１へと流れる。

図２及び図３に示すように、マスク本体２０の背面側における周縁部は接顔部になっており、マスク本体２０は該周縁部において着用者の顔面と面状に当接するようになっている。また図１に示すように、マスク本体２０には、略楔形の切れ込み部２５が設けられている。切れ込み部２５は、着用者の鼻に沿った形状をしている。これら周縁部２４や切れ込み部２５によって、マスク本体２０は着用者の顔面に密着するようになり、両者間に隙間が生じなくなる。その結果、呼気及び吸気の流通は、専ら第１の開口部２１を通じて行われるようになる。

マスク本体２０の左右両側部には、耳掛け紐２６の端部を固定するための固定部２７が一対ずつ設けられている。耳掛け紐２６の各端部を固定部２７に固定することによって、耳掛け紐２６はループ状になる。耳掛け紐２６は一般に弾性伸縮性を有する素材からなる。特に、耳掛け紐２６を固定部２７に着脱可能に固定すれば、繰り返しの使用に起因して耳掛け紐２６が傷んだ場合であっても、該耳掛け紐２６を交換するだけでよく、マスク本体２０は繰り返し使用できるので、経済的である。

マスク本体２０は非通気性ないし難通気性の素材からなる。また、マスク本体２０は着用者の顔面に直接触れる部材であることから、肌触りや柔軟性に富んだ素材から構成されることが好ましい。これらの観点から、マスク本体２０はポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等の合成樹脂から構成される成形体であることが好ましい。或いはパルプモールド成形体や、従来通気性が低いとされてマスクには用いられなかった不織布を、三次元成形したものを用いることもできる。

マスク本体２０と共にマスク１０を構成する部材である粒子捕集部３０は、図１及び図４に示すように、円盤状の捕集板３１と、これを取り囲む取付部３２と、これら両者を連結する連結部３３とを備えていて、前記第１の開口部２１に対向する位置に配されている。これら各部材は、樹脂成形によって一体的に成形されている。粒子捕集部３０は、その取付部３２が、マスク本体２０における第２の筒状壁２３に嵌合することによって、マスク本体２０に着脱可能に取り付けられる。

粒子捕集部３０における捕集板３１は平板状のものであり、図４（ｂ）に示すように第１の面３１ａとその反対側に位置する第２の面３１ｂとを有している。粒子捕集部３０がマスク本体２０に取り付けられた状態においては、捕集板３１における第１の面３１ａが、マスク本体２０の第１の開口部２１に対向する。捕集板３１は、第１の開口部２１を捕集板３１上に投影したときに、該第１の開口部２１の全域が該捕集板上に投影されるに足る大きさを有している。第１の面３１ａには、粘稠な粒子捕集剤（図示せず）が塗布されている。粒子捕集剤が塗布された第１の面３１ａは、粒子捕集面として作用する。粒子捕集面は、粒子捕集部３０における第１の開口部２１に対向する部位になっている。

粒子捕集部３０における取付部３２は、図４（ｂ）に示すように、円環部３２ａと、該円環部３２ａの周縁から起立した円筒状の壁部３２ｂとから構成されている。円環部３２ａと、上述した円盤状の捕集板３１とは同心の位置にある。壁部３２ｂの上端からは、一対の嵌合用突起部３２ｃ，３２ｄが上方に向けて延出している。嵌合用突起部３２ｃと嵌合用突起部３２ｄは、１８０度対向している。嵌合用突起部３２ｃ，３２ｄは、マスク本体２０における第２の筒状壁２３に嵌合可能になっており、それによって粒子捕集部３０はマスク本体に着脱可能に取り付けられる。

捕集板３１と取付部３２とを連結する連結部３３は、捕集板３１の周縁から放射状に延びて、取付部３２に結合している。連結部３３は、捕集板３１の中心に対して９０度おきに配置されている。これによって、隣り合う連結部３３間に、第２の通気用開口部３４（以下、単に第２の開口部３４とも言う）が形成される。粒子捕集部３０は連結部３３を４個有しているので、粒子捕集部３０には第２の開口部３４が４箇所設けられる。第２の開口部３４は、捕集板３１と取付部３２における円環部３２ａとの間に設けられたものであるから、第２の開口部３４は、捕集板３１によって形成される粒子捕集面に隣接して、該粒子捕集面と略同一面上に設けられることになる。

先に説明した第１の開口部２１と異なり、第２の開口部３４の面積は花粉等の捕集率の向上に関して臨界的ではない。第２の開口部３４の面積は、通気抵抗の低減やマスク１０のデザイン等を考慮して適宜決定でき、一般に６〜１５ｃｍ²、特に７〜１２ｃｍ²とすることが好ましい。また、第１の開口部２１の面積に対する第２の開口部３４の面積の比率は、１００〜１０００％、特に１７５〜６００％であることが、通気抵抗の低減の点から好ましい。

粒子捕集面を構成する粒子捕集剤としては、粘着力によって花粉等を捕集可能な粘稠な物質が用いられる。そのような物質の例としては、ワセリン、油脂、グリース等の粘稠な液体や半固体が挙げられる。これらのうちワセリンは、薬（軟膏など）の基剤として広く用いられており、人体への影響が少ないので、好適に用いられる。粒子捕集剤の使用量は本発明において臨界的でなく、花粉等の捕集が可能な必要最小限の量であれば十分である。

粒子捕集剤は、捕集板３１の第１の面３１ａの領域全体にあることが望ましい。粒子捕集剤は、捕集板３１の第１の面３１ａに直接塗布やスプレーしてもよく、或いはフィルム上に塗工した粒子捕集剤を、該フィルムごと第１の面３１ａ上に取り付けてもよい。また粒子捕集剤を含浸させたシートを、第１の面３１ａ上に取り付けてもよい。

粒子捕集剤を、捕集板３１の第１の面３１ａに直接塗布する場合には、該粒子捕集剤を第１の面３１ａに安定的に付着させておくために、該第１の面３１ａを平滑にするよりも、むしろ微細な凹凸面にすることが好ましい。この観点から、第１の面３１ａを梨地に成形したり、第１の面３１ａにやすりがけやサンドブラスター加工などの粗化加工を施すことが好ましい。なお、後述の粒子捕集面４２も同様である。

以上の構成を有する本実施形態のマスク１０による花粉等の捕集除去の機構を、図５を参照しながら説明する。マスク１０の装着状態において、花粉等４０を含む吸気４１は、第１の開口部２１を通じてマスク１０内に流入する。流入した吸気４１は、第１の筒状壁２２に案内されて、捕集板３１の粒子捕集面４２に衝突する。種類にもよるが、花粉等４０の粒子径は一般に３０μｍ前後と比較的大きいので、花粉等４０を含む吸気４１が粒子捕集面４２に衝突すると、花粉等４０に慣性が作用して、花粉等４０は粘着性を有する粒子捕集面４２に捕集され、吸気中から除去される。また、吸気４１（この吸気４１からは花粉等４０が除去されている）は粒子捕集面４２によってその進行方向が曲げられる。進行方向が曲げられた吸気４１は、次いで第２の筒状壁２３に案内され、更に進行方向が曲げられる。そして第２の開口部３４を通じて流出し、着用者の体内に吸い込まれる。呼気の場合はこの逆の経路によって、呼気がマスク外へ放出される。

以上のとおり、本実施形態のマスク１０においては、第１の開口部２１を通じてマスク１０内に流入した吸気４１が、粒子捕集面４２に衝突した後に、第２の開口部３４を通じて流出して、着用者に吸入されるように構成されている。その結果、吸気４１は、第１の開口部２１から流入して第２の開口部３４から流出するまでの間、クランク状の単純な形状の流路を通過するだけなので、通気抵抗が極めて低くなる。呼気の場合も同様である。したがってマスク１０を装着した状態での呼吸が極めて楽になる。しかも、慣性衝突を利用した花粉等４０の捕集除去は、その効率が極めて高いものである。

慣性衝突を利用した花粉等４０の捕集除去を更に一層効率的に行う観点から、第１の開口部２１と粒子捕集面４２との距離を、５〜２５ｍｍ、特に７〜１５ｍｍに設定することが好ましい。

また本実施形態のマスク１０によれば、先に述べた特許文献２に記載のマスクと異なり、マスク本体１０の外面側には何らの部材も取り付けられていないので、すっきりとした外観を有する。更に本実施形態のマスク１０によれば、粒子捕集部３０の粒子捕集剤を取り替えるだけの操作で、マスク１０を繰り返し使用できるので極めて経済的である。

次に、本発明の第２の実施形態を、図６を参照しながら説明する。第２の実施形態に関し特に説明しない点については、第１の実施形態に関する説明が適宜適用される。また図６において、図１ないし図５と同じ部材には同じ符号を付してある。

図６に示す実施形態のマスク１０は、第１の実施形態と同様に慣性衝突の原理を利用して花粉等を捕集除去するものである。マスク１０におけるマスク本体１０の構造は第１の実施形態と同様である。本実施形態のマスク１０が第１の実施形態と相違する点は、粒子捕集部３０の構造である。詳細には、粒子捕集部３０は、円盤状の捕集板３１と、該捕集板３１の周縁から起立した円筒状の壁部３５とから構成されている。壁部３５は、捕集板３１と略直交している。捕集板３１における第１の開口部２１と対向する部位は、粒子捕集剤が施された粒子捕集面４２になっている。壁部３５には、捕集板３１に隣接する位置に、第２の開口部３４が多数形成されている。第２の開口部３４は、壁部３５の外周面の全域にわたって規則的又は不規則に設けられている。壁部３５が捕集板３１と略直交していることは上述のとおりであるから、第２の開口部３４は、粒子捕集面４２に隣接して該粒子捕集面４２と略直交する面上に設けられることになる。

本実施形態のマスク１０による花粉等の捕集除去の機構は次のとおりである。マスク１０の装着状態において、花粉等４０を含む吸気４１は、第１の開口部２１を通じてマスク１０内に流入する。流入した吸気４１は、第１の筒状壁２２に案内されて、捕集板３１の粒子捕集面４２に衝突する。衝突の際に花粉等４０に慣性が作用して、花粉等４０は粘着性を有する粒子捕集面４２に捕集され、吸気４１中から除去される。花粉等４０が除去された吸気４１は粒子捕集面４２によってその進行方向が曲げられる。進行方向が曲げられた吸気４１は、第２の開口部３４を通じて流出し、着用者の体内に吸い込まれる。呼気の場合はこの逆の経路によって、呼気がマスク外へ放出される。

このように、本実施形態のマスク１０においては、吸気は、第１の開口部２１から流入して第２の開口部３４から流出するまでの間、Ｌ字状の単純な形状の流路を通過するだけである。その結果、第１の実施形態と同様に通気抵抗が極めて低くなる。呼気の場合も同様である。したがってマスク１０を装着した状態での呼吸が極めて楽になる。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、粒子捕集部３０は、嵌合によってマスク本体２０へ着脱可能に取り付けられていたが、これに代えて、ヒンジ機構を介して粒子捕集部３０をマスク本体に取り付けてもよい。また、捕集板３１は平板状に限らず、第１の開口部２１に対向するように凹面状になっていてもよい。さらに、前記実施形態においては図２及び図３に示すように、マスク本体２０の背面側、即ち凹面側には、第１の開口部２１（小開口部２１ａの集合体）を取り囲むように、第１の筒状壁２２が設けられていたが、これに代えて、小開口部２１ａの各々に第１の筒状壁２２が設けられていても良い。また、前記実施形態においては、粒子捕集部における第１の通気用開口部に対向する部位は、粘稠な粒子捕集剤が塗布された粒子捕集面としているが、これに代えて、前記第１の面３１ａに不織布等のフィルタ部材を貼り付けていても良い。この場合には、該フィルタ部材に水や前記粒子捕集剤を含浸させておくことが、粒子の捕集率を向上できる観点から好ましい。なお、前記粒子捕集部における第１の通気用開口部に対向する該フィルタ表面が粒子捕集面として作用する。

図１は、本発明のマスクの第１の実施形態を正面からみた分解斜視図である。図２は、図１に示すマスクのマスク本体を背面からみた斜視図である。図３は、図２におけるIII−III線断面図である。図４（ａ）は、図１に示すマスクの粒子捕集部を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。図５は、図１に示すマスクによる花粉等の捕集除去の機構を説明する模式図である。図６は、本発明の第２の実施形態のマスクの幅方向中央部における縦断面図（図５相当図）である。

符号の説明

１０マスク
２０マスク本体
２１第１の通気用開口部
３０粒子捕集部
３１捕集板
３４第２の通気用開口部
４０花粉等
４１吸気
４２粒子捕集面

Claims

略カップ形状を有し且つ中央に第１の通気用開口部を有するマスク本体と、該マスク本体の内側における該通気用開口部に対向する位置に配された粒子捕集部とを備え、
前記マスク本体の背面側に、第１の通気用開口部を取り囲むように筒状壁が設けられており、
前記筒状壁を取り囲むように第２の筒状壁２３が設けられており、第２の筒状壁の開口端は、前記筒状壁の開口端よりも、着用者の顔面に近い位置にあり、
第２の筒状壁に前記粒子捕集部が取り付けられており、
前記粒子捕集部における前記通気用開口部に対向する部位は、粒子捕集面になっており、
前記粒子捕集面に隣接して第２の通気用開口部が設けられており、
第２の通気用開口部が、前記粒子捕集面と略同一面上に設けられているか、又は前記粒子捕集面と略直交する面上に設けられており、
第１の通気用開口部を通じてマスク内に流入した吸気が、前記粒子捕集面に衝突した後に、第２の通気用開口部を通じて流出して、着用者に吸入されるように構成されたマスク。
前記粒子捕集部における前記第１の通気用開口部に対向する部位は、粘稠な粒子捕集剤が施された粒子捕集面になっている請求項１記載のマスク。
前記粒子捕集部が第２の筒状壁と着脱可能になっている請求項１又は２に記載のマスク。
前記粒子捕集部がヒンジ機構を介してマスク本体に取り付けられている請求項１又は２に記載のマスク。