多層式口罩的製作方法

2023-10-11 06:08:44

專利名稱：多層式口罩的製作方法
技術領域：
本發明涉及多層式口罩，該多層式口罩對細菌、病毒等的感染預防、花粉症對策、 防止大氣漂浮物的吸入等具有效果。
背景技術：
以往，為了防止空氣中的粉塵、花粉、細菌、病毒等經呼吸侵入人體的支氣管，佩戴 口罩是廣為人知的，該口罩由在具有透氣性的片材(織物)剪裁成一定形狀的口罩本體上 安裝掛耳用的彈性繩而製成，並以覆蓋住口鼻的方式佩戴。這種口罩在用於喉鼻等的保溫、 防止肉眼目視可見的屋塵以及粉塵等的吸入、或者在防止由佩戴者自身的咳嗽、噴嚏產生 的唾液等分泌液而形成飛沫等的場合時，起到了一定的作用。可是，近年隨著新型流感病毒 (例如，高毒性禽流感病毒(H5m型)、嚴重急性呼吸綜合症(SARS)病毒等)感染的擴大， 需要具有優異抗菌抗病毒性的口罩。作為這樣的防病毒感染用口罩，例如，在日本專利第3901660號公報中揭示了一 種口罩。該口罩(水蒸氣發生器)為了更加積極地保護口喉鼻等組織，沿著口罩本體的表 面安裝有通過酸化反應的放熱而發散出水蒸氣的面狀發熱體。還有，日本專利第4018599號公報揭示了一種利用帶了靜電的化纖口罩用部件來 阻斷病毒的口罩。日本實用新型第3137296號公報以及日本實用新型第3128583號公報中 揭示了以將病原體病毒殺菌或者是抗菌為目的口罩。

發明內容
發明要解決的技術問題但是，上述以往的口罩，不能根本解決防止體長微小的細菌病毒等微生物侵入支 氣管這一問題。假設，對於這些以往的口罩，為了提高防止侵入的效果，而將片材(織物) 等的層疊密度提高的話，會在令佩戴者呼吸所需的透氣性降低的同時，也會使佩戴者口周 的產生皮膚問題(病原體引起的皮膚粗糙、溼疹等)。並且，如上述日本專利第3901660號公報中揭示，通過對口喉鼻等的保溫，可以期 望對於具有輕度毒性的細菌達到預防感染的效果，但是對於流感病毒、高毒性禽流感病毒 (H5m)、嚴重急性呼吸綜合症(SARS)病毒等毒性非常強的病原體病毒，不能期望得到防止 其侵入支氣管、殺菌抗菌等效果。並且，上述日本專利第4018599號公報中揭示了通過選擇靜電帶電型部材作為構 成多層式口罩的複數個的口罩用部件之一的化纖口罩用部件，從而從粉塵、流感病毒等病 原體病毒中保護眼睛、口腔黏膜的內容。可是，同文獻中揭示的口罩的構成，即使對於粉塵、 病原體病毒等的侵入能夠起到一定程度的效果，也不能達到使病原體病毒失活進而殺菌或 抗菌的效果。並且，上述日本實用新案第3137296號公報揭示了通過粘著貼紙將銀離子發生部 件安裝到市售的無紡布口罩上這一內容，但是，該口罩的構成存在隨著粘著貼紙的粘著力
3的下降帶來的安裝強度的劣化、以及粘著貼紙給口罩織物和銀離子發生器帶來各種不良影 響的問題，令人無法安心使用。另外，上述日本實用新案第3128583號公報揭示了利用銀離子以及二氧化鈦的光 催化劑作用，利用銀離子和光催化劑的協同作用來發揮殺菌抗菌的效果這一內容，但是同 文獻中記載的口罩的構成存在由於光催化劑的活性化需要太陽光，在暗光條件下二氧化鈦 不能發揮催化劑作用，進而也不能使銀離子發揮作用的問題。本發明是考慮到上述情況而提出的，目的在於提供一種既能確保佩戴者呼吸所需 的透氣性，又能夠防止細菌、病毒侵入到佩戴者的支氣管，並且具有優異的抗菌抗病毒性的
多層式口罩。解決技術問題的手段本發明的上述目的可通過這樣來達到，S卩一種多層式口罩，該口罩以矩形狀的口 罩本體覆蓋住佩戴者的口鼻部的方式佩戴，且該口罩本體為由最外層、第1中間層、第2中 間層以及最裡層層疊而構成的薄型四層結構，其中所述最外層由吸收大氣漂浮物等的紡 粘無紡布形成；所述第1中間層由帶了靜電的熔噴無紡布形成；所述第2中間層由含有由 銀離子以及沸石或者磷酸鋯組成的無菌抗菌劑的熔噴無紡布形成；所述最裡層由具有能防 止所述口鼻部乾燥的保溼性的紡粘無紡布形成。並且，上述目的可這樣有效地達到，即構成所述口罩本體的各層，按照佩戴時從 外到內依次為所述最外層、所述第1中間層、所述第2中間層、所述最裡層的順序層疊而成。並且，上述目的可這樣有效地達到，即構成所述口罩本體的各層，按照佩戴時從 外到內依次為所述最外層、所述第2中間層、所述第1中間層、所述最裡層的順序層疊而成。並且，上述目的可這樣有效地達到，即構成所述口罩本體的各層具有沿橫向形成 的褶皺，且因該褶皺在縱向上能夠伸縮。並且，上述目的可這樣有效地達到，即在位於佩戴時佩戴者的鼻子附近的部分， 所述口罩本體具有保持臉部形狀的帶狀金屬部件。並且，上述目的可這樣有效地達到，即所述紡粘無紡布的纖維材料由選自聚丙烯 纖維、聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維中的一種形成。並且，上述目的可這樣有效地達到，即所述紡粘無紡布的纖維材料由選自如共聚 聚酯系纖維、共聚聚醯胺系纖維、芯鞘纖維的複合纖維中的一種形成。並且，上述目的可這樣有效地達到，即所述熔噴無紡布的纖維材料由選自聚丙烯 纖維、聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維中的一種形成。根據本發明的多層式口罩，藉助構成第1中間層的帶了靜電的高性能特殊過濾 層，能夠阻斷99%以上的平均粒徑為0. 1微米的微粒子，並且，藉助第2中間層含有的由銀 離子以及沸石或者磷酸鋯組成的無菌抗菌劑，在達到對細菌、真菌、酵母菌類等大約100% 的抗菌效果的同時，能夠使流感病毒、SARS病毒等大約100%的失活。即，本發明的多層式 口罩具有使構成口罩本體的各層以協同方式發揮作用的構成，對細菌、病毒等的感染預防、 花粉症對策、防止大氣漂浮物的吸入等具有效果。並且，在本發明的多層式口罩的佩戴者處於感冒等病毒性疾病的發病期的情況 下，第2中間層的抗菌抗病毒功能能夠使從佩戴者的口腔排出的病毒失活，所以能夠有效 防止二次感染。
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另外，根據本發明的多層式口罩，覆蓋住佩戴者口鼻部的口罩本體為薄型4層結 構，因此能夠保證為佩戴者的呼吸提供足夠的透氣性，並且為由一般的材料構成的簡單構 造，因此能夠實現製造成本的削減。


圖1是概略表示構成本發明的第1實施方式的多層式口罩的口罩本體的各層的形 狀以及排列的立體圖。圖2是概略表示本發明的第1實施方式的多層式口罩的外觀的主視圖。圖3是概略表示口罩本體的層疊結構的沿第2圖中的箭頭III-III方向的截面 圖。圖4是說明向無紡布中添加無菌抗菌劑的加工方法中的1例的示意圖。圖5是概略表示本發明的第2實施方式的多層式口罩的外觀的主視圖。圖6是概略表示口罩本體的層疊結構的沿第5圖中的箭頭VI-VI方向的截面圖。
具體實施例方式以下將參照

本發明的實施方式。[第1實施方式]圖1為概略表示構成本發明的第1實施方式的多層式口罩的口罩本體的各層的形 狀以及排列的立體圖。並且，第2圖為概略表示第1實施方式的多層式口罩的外觀的主視 圖，第3圖為概略表示口罩本體的層疊結構的沿第2圖中的箭頭III-III方向的截面圖。另 外，在第1圖以及第3圖中，為了簡單易懂地說明口罩本體的構成，以比實際厚的厚度來表 示各層。本實施方式的多層式口罩1包括用來覆蓋佩戴者口鼻部的口罩本體2，和安裝在 該口罩本體2的左右兩端部的繩體3，繩體3卡止在佩戴者的耳部、頭部，從而以佩戴時口罩 本體2覆蓋住佩戴者的口鼻部的方式佩戴。口罩本體2為薄型4層結構，該薄型四層結構由形成最外層的矩形狀紡粘無紡布 21、形成第1中間層的矩形狀熔噴無紡布22、形成第2中間層的矩形狀熔噴無紡布23，以及 形成最裡層的矩形狀紡粘無紡布24層疊而構成。構成該口罩本體2的各層21 24約為同 一形狀，並且大約具有同樣的厚度。此外，以該口罩本體2覆蓋住佩戴者的口鼻部的方式被 佩戴時，最外層的紡粘無紡布21被放置在外側，最裡層的紡粘無紡布24被放置在口鼻側。構成口罩本體2各層的無紡布21 24的纖維材料最好是由聚丙烯纖維、聚烯烴 系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維等構成。另外，最外層和最裡層的紡粘無紡布21、24的 纖維材料也可以由如共聚聚酯系纖維、共聚聚醯胺系纖維、芯鞘纖維等複合纖維構成。形成最外層的紡粘無紡布21具有在不影響透氣性的同時阻斷肉眼目視可見的屋 塵、粉塵等的過濾功能。另一方面，形成最裡層的紡粘無紡布24具有與最外層無紡布21同 樣的透氣性，並具有在吸附從佩戴者的口腔等排出的水分的同時，保持適度的溼潤狀態的 功能。並且，形成第1中間層的熔噴無紡布22由上述材料經熔噴法製造的過程中帶了靜 電的化學纖維形成。由於將該第1中間層的無紡布22配置在最外層的無紡布21的內側
5(佩戴者側)，即使在有微細的粉塵、細菌等通過了最外層的無紡布21的場合，由於第1中 間層的帶電性，這些通過了的微粒子也將被截留在無紡布22上。下面的表1以及表2為該 第1中間層的帶電過濾層(無紡布22)的細菌過濾效率(BFE)以及粒子過濾效率(PFE)的 試驗結果。這些過濾效率是根據軍用標準MIL-M-36954C來測定的，被用來衡量阻礙細菌病 毒等微粒子的通過的材料的能力。
表1
實施例AP[mmH20/cm2]BFE%12.999.022.898.732.999.0'42.798.952.998.7參照平均值2354CFU 平均粒子徑2.9μιη表2
實施例參照平均值平均試樣數過濾效率1118969299.2321198510099.1731239114998.8041288516498.7051166312898.90粒子大小Ο. μιη (0.102士0.003μπι) 平均過濾效率99.0% 標準偏差0.22 表1和表2所示結果的試驗是由位於美國猶他州鹽湖城的納爾遜(NELSON)研 究所實施的，該研究所是經美國FDA認可的檢查機構。表1為參照ASTM F2101-01. 2001. 等，以3μπι級別的細菌為對象進行的細菌過濾效率試驗的試驗結果。表2是，參照 ASTMF1215. 1989.以及ASTM F2100-01. 2001.等，以0. 1 μ m級別的膠乳粒子為對象進行的 粒子過濾效率試驗的試驗結果。利用Andersen(1958)的換算方法換算，沒有試樣時(即， 參照實施例)的平均粒子(細菌數為C，各試樣的平均粒子(細菌)數為T，通過下面的公 式來計算過濾效率。
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% FE (% BFE) = [ (C-T) /C] X 100如表1以及表2的結果所示，形成第1中間層的帶電過濾層22，對於0. 1 μ m級別 的微粒子具有約99%的截留率，並且即使對於0. 3 μ m級別的細菌也有99%的截留率。並且，形成第2中間層的熔噴無紡布23是由含有無菌抗菌劑的化學纖維構成，該 無菌抗菌劑由銀離子以及沸石或者磷酸鋯組成。作為該無菌抗菌劑，可以使用例如在鋁矽 酸鹽形成的且具有三維骨骼結構的沸石中加入了銀離子的潔而美客(Zeomic註冊商標)。 於是，由這樣的構成而形成的無菌抗菌劑在具有優異的使微生物類(細菌類)、SARS病毒等 失活的抗菌抗病毒功能的同時，具有使惡臭成分失活(脫臭)的功能。因此，藉助第2中間 層的無紡布23中含有的無菌抗菌劑可以使吸附在最外層的無紡布21和第1中間層的無紡 布22上的細菌、病毒，以及通過了無紡布21、22的微細的細菌、病毒失活的同時，消除由失 活了的細菌、病毒產生的惡臭成分。第4圖是說明向第2中間層的無紡布23中添加無菌抗菌劑的加工方法中的1例 的示意圖。在以下說明的浸軋加工法中，向第2中間層的無紡布23中添加的無菌抗菌劑的 最終含量比(重量比)的標準是相對於第2中間層的無紡布23為1%。同圖，溶液槽T中 貯存著經充分攪拌後的無菌抗菌加工液F，該加工液F由的無菌抗菌劑(粉末)、5%的 粘合劑、94%的水組成。該溶液槽T中的加工液F被注入設置在溶液槽T下方的加工槽B， 加工槽B總是貯滿著一定量的加工液F。形成第2中間層的無紡布23的基材的織物23』經 由複數個的輸送輥R輸送到加工槽B的加工液F中，之後，輸送至設置在加工槽上方的節流 機W。於是，織物23』經節流機W除去多餘的加工液F後被輸送到乾燥裝置D，由乾燥裝置D 在低溫(約100 120°C )進行中間乾燥後再進行150°C以上的高溫乾燥。由此，織物23』 中含有的加工液F的粘合劑得到固化，並且不產生附著斑，從而高品質地形成了形成第2中 間層的無紡布23。另外，這種通過浸軋法進行織物加工時，隨著織物23』的輸送加工槽B中的加工液 F會越來越少，因此應當適時地從溶液槽T向加工槽B補充加工液F。並且，根據織物23』的質地、規格(目付日本織物的單位面積的重量)的不同，帶 液率也會不同，因此上述加工液F的成分比例不限於此，在保證第2中間層的無紡布23中 添加的無菌抗菌劑的最終含量比(重量比)為第2中間層的無紡布23的的情況下，可 以進行適度的調整。如第2圖以及第3圖所示，在由各層(無紡布21 24)層疊而構成的口罩本體2 的左右兩端部(短邊部)上，設置有端部包覆材4，該端部包覆材4以包住短邊部的方式縫 合，並由該端部包覆材4形成了橡膠等彈性體構成的環狀繩體3可以插入的空隙5。該端部 包覆材4由與最裡層的紡粘無紡布24相同的材料製成，並在構成口罩本體2的各層(無紡 布21 24)的四邊被一體化縫合之後，被縫合在口罩本體2的左右兩端部。另外，在本實 施方式的多層式口罩1中，作為佩戴固定部件，是將環狀繩體3經由端部包覆材4安裝在口 罩本體2上，但並限定於此，例如，可以通過粘合劑等將繩體3的各端部固定在口罩本體2 的左右兩端的一部分上，或者通過固定銷等將繩體3的各端部固定在口罩本體2的左右兩 端的一部分上。如上所述，根據本實施方式的多層式口罩1，以覆蓋住佩戴者口鼻部的方式被佩戴 的口罩本體2具有薄型4層結構，該薄型4層結構包括由吸收大氣漂浮物等的紡粘無紡布
721形成的最外層、帶了靜電的熔噴無紡布22形成的第1中間層、含有由銀離子以及沸石或 者磷酸鋯組成的無菌抗菌劑的熔噴無紡布23形成的第2中間層、和具有能防止所述口鼻部 乾燥的保溼性的紡粘無紡布24形成的最裡層，並且由各層(無紡布21 24)層疊而形成。 根據口罩本體2的構造，屋塵等大氣漂浮物的侵入被最外層(無紡布21)阻止，同時，通過 了最外層(無紡布21)的微粒子會在第1中間層(無紡布22)經帶電作用而被吸附。並且， 藉助第2中間層(無紡布23)的抗菌抗病毒功能，可以有效地使吸附在最外層(無紡布21) 以及第1中間層(無紡布22)上的細菌、病毒，或者通過了這些層(無紡布21、22)的微細 的細菌、病毒失活，同時，藉助最裡層(無紡布24)的保溼功能可以有效防止口鼻喉的乾燥。 即，根據本實施方式的多層式口罩1，由於將具有不同功能的4層(無紡布21 24)進行層 疊來形成的口罩本體2的薄型4層結構，因此能在充分保證佩戴者呼吸所需的透氣性以及 舒適的佩戴感，並在防止大氣漂浮物、細菌、病毒侵入到佩戴者的支氣管的同時，有效地使 吸附在口罩本體2上的細菌、病毒失活。所以，通過佩戴此種多層式口罩1，可以預防細菌、 病毒的感染，以及作為花粉症、防止大氣漂浮物的吸入的對策等，還可以防止各種各樣的可 吸入物質侵入到佩戴者的支氣管。並且，在佩戴者處於感冒等病毒性疾病的發病期時，藉助第2中間層(無紡布23) 的抗病毒功能，能夠使從佩戴者口腔排出的病毒失活，因此可以有效地防止二次感染。另外，雖然在本實施方式中，構成口罩本體2的各層，按照佩戴時從外到裡依次為 最外層(無紡布21)、第1中間層(無紡布22)、第2中間層(無紡布23)、最裡層(無紡布 24)的順序層疊而成，但是即使顛倒第1中間層與第2中間層的順序，也能得到與本實施方 式相同的效果。[第2實施方式]第5圖為概略表示本發明的第2實施方式的多層式口罩的外觀的主視圖，第6圖 是概略表示口罩本體的層疊結構的沿著第5圖中的箭頭VI-VI方向的截面圖。另外，在第 5圖中，為了簡單易懂地說明口罩本體的構成，以比實際厚的厚度來表示各層。並且，在本 實施方式中，對於與第1實施方式相同的部件，第5圖以及第6圖中採用了同樣的符號來表 示，並省略了這些部件的說明。如第5以及第6圖所示，在本實施方式的多層式口罩IA中，在形成口罩本體2A最 外層的無紡布21的表面上設有收納袋6，該收納袋6中收納著帶狀的金屬部件7。該收納 袋6以及金屬部件7被配置在口罩本體2A被佩戴時橫切過佩戴者鼻子的位置。內置在收 納袋6中的金屬部件7是具有變形性的形狀保持部件，當口罩本體2A被佩戴時，將沿著口 鼻部的臉部形狀適當地變形。另外，作為收納袋6中內置的部件也可以使用金屬絲來代替 帶狀的金屬部件7。並且，在本實施方式的多層式口罩IA中，在構成口罩本體2A的各層(無紡布21 24)上沿著口罩本體2A的橫向(第5圖的左右方向)設有3條褶皺8，如第6圖所示，各層 (無紡布21 24)以褶皺8的凸脊部嵌入到相鄰層的褶皺8的凹槽部的方式設置。另外， 作為本實施方式的一個優選例，在各層上設置的褶皺為3條，但是並不限定於此，2條、4條、 5條等其他的條數都可以。如上所述，根據本實施方式的多層式口罩1A，不用說可以得到與第1實施方式同 樣的效果，而且由於在口罩本體2A被佩戴時橫切佩戴者口鼻部的位置處設有帶狀的金屬
8部件7，從而可以防止在口罩本體2A的上部產生縫隙。這樣一來，在實現防止大氣漂浮物、 病原細菌、病毒等從口罩本體2A的上部侵入的同時，能夠更加堅固地保持口罩本體2A的佩 帶位置。並且，根據本實施方式的多層式口罩1A，構成口罩本體2A的各層(無紡布21 24)具有沿口罩本體2A橫向方向的褶皺8，且因該褶皺8而在縱向方向能夠伸縮，所以佩戴 時可以適應臉部形狀，進而可以牢固覆蓋住佩戴者的從鼻子到下巴的區域。另外，根據本實施方式的多層式口罩1A，由於口罩本體2A的各層(無紡布21 24)以褶皺8的凸脊部嵌入到相鄰層的褶皺8的凹槽部的方式設置，即使如第5圖所示口罩 本體2A的縫合處僅有左右兩端部，也可以實現防止口罩本體2A的各層在佩戴時發生錯位 的不良狀況。由此，可以減少口罩本體2A的縫合處的一部分，實現降低製造成本和減少勞 動力的效果。以上對本發明的實施方式進行了具體的說明，但是本發明並不僅限於此，在不偏 離本發明的主題的前提下可以進行適當的改動。產業實用性本發明的多層式口罩，在對大氣漂浮物的過濾性，以及抗菌抗病毒性上具有卓越 的功效，所以可以有效用於細菌、病毒等的感染預防、花粉症對策、防止大氣漂浮物的吸入寸。
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權利要求
一種多層式口罩，該口罩以矩形狀的口罩本體覆蓋住佩戴者的口鼻部的方式佩戴，其特徵在於，所述口罩本體為由最外層、第1中間層、第2中間層以及最裡層層疊而構成的薄型四層結構，其中所述最外層由吸收大氣漂浮物的紡粘無紡布形成；所述第1中間層由帶了靜電的熔噴無紡布形成；所述第2中間層由含有由銀離子以及沸石或者磷酸鋯組成的無菌抗菌劑的熔噴無紡布形成；所述最裡層由具有能防止所述口鼻部乾燥的保溼性的紡粘無紡布形成。
2.根據權利要求1所述的多層式口罩，其特徵在於，構成所述口罩本體的各層，按照佩 戴時從外到內依次為所述最外層、所述第1中間層、所述第2中間層、所述最裡層的順序層 疊而成。
3.根據權利要求1所述的多層式口罩，其特徵在於，構成所述口罩本體的各層，按照佩 戴時從外到內依次為所述最外層、所述第2中間層、所述第1中間層、所述最裡層的順序層 疊而成。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的多層式口罩，其特徵在於，構成所述口罩本體 的各層具有沿橫向形成的褶皺，且因該褶皺在縱向上能夠伸縮。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的多層式口罩，其特徵在於，在位於佩戴時佩戴 者的鼻子附近的部分，所述口罩本體具有為了保持臉部形狀的帶狀金屬部件。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的多層式口罩，其特徵在於，所述紡粘無紡布的 纖維材料由選自聚丙烯纖維、聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維中的一種形成。
7.根據權利要求1至5中任意一項所述的多層式口罩，其特徵在於，所述紡粘無紡布的 纖維材料由選自如共聚聚酯系纖維、共聚聚醯胺系纖維、芯鞘纖維的複合纖維中的一種形 成。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的多層式口罩，其特徵在於，所述熔噴無紡布的 纖維材料由選自聚丙烯纖維、聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、聚醯胺系纖維中的一種形成。
全文摘要
本發明的目的在於，提供既能充分保證佩戴者呼吸所需的透氣性，又能夠防止細菌、病毒侵入到佩戴者的支氣管，並且具有優異的抗菌抗病毒性的多層式口罩。本發明的多層式口罩具有以覆蓋住佩戴者口鼻部的方式佩戴的矩形狀口罩本體，該口罩本體為由最外層、第1中間層、第2中間層以及最裡層層疊而構成的薄型4層結構，其中，最外層由吸收大氣漂浮物等的紡粘無紡布形成，第1中間層由帶了靜電的熔噴無紡布形成，第2中間層由含有由銀離子和沸石組成的無菌抗菌劑的熔噴無紡布形成，最裡層由具有能防止口鼻部乾燥的保溼性的紡粘無紡布形成。
文檔編號A62B18/02GK101980751SQ20088012831
公開日2011年2月23日 申請日期2008年4月24日 優先權日2008年4月24日
發明者宮尾俊輔 申請人:宮尾俊輔