JPH0219175A - 濾過エレメントおよび呼吸マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は呼吸マスク即ち顔マスクで使用する濾過エレメ
ントに関する。本発明は別の局面において、着脱可能の
濾過エレメントを備えた濾過顔マスク即ち呼吸マスクに
関する。

（従来の技術） 濾過顔マスク即ち呼吸マスクは、人間の呼吸系を空気中
に懸濁した粒体あるいは不快なガスまたは有毒ガスから
保護したい場合の広範囲の用途において用いられている
。

呼吸マスクの濾過エレメントは呼吸マスク本体と一体と
するか、あるいは取替え可能としてもよいが、いずれの
場合においても濾過エレメントは呼吸マスクあるいは濾
過エレメントの寿命にわたって＠装者に対して空気中の
粒体や、あるいは不快なガスまたは有毒ガスから保護す
る必要がある。

呼吸マスクは着装者の視野を妨げることなくその人の顔
面にぴったり適合する必要があり、かつ呼吸者が濾過媒
体を通して空気を難なく吸えることが望ましい。この問
題はマスクにわたっての圧力抵抗即ち呼吸抵抗と称され
る。

３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１［１目に！ＮＪ１１．１３０−１１
．１４０−１２（１９８７）、ＤＩＮ３１８１第二部［
呼吸用酸素マスク用呼吸フィルター」（’　　Ａｔｅｓ
　　ｆｉｌｔｅｒ　　ｆｕｒ　　Ａｔｅｍｓｃｈｕｌｔ
ｌｇｅｒａｔｅ　　“　）（１９８０年３月版）、Ｂ５
２０９１　ｒ有害ダストおよびガスに対する保護用呼吸
マスク」（Ｒｅ５ｐｉｒａｔＯｒＳ　　ｆｏｒ　　ｐｒ
ｏｔｅｃｔｉｌ　　ＡＯａｉｎｓｔＨａｒｌｌｆｌｊｌ
　ＤｔｌＳｔＳ　ａｎｄ　ｃａｓｅｓ“）（１９６９）
および８８４５５５　ｒ高効率ダスト呼吸マスク」（”
　ｌｌｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｄｕｓｔ　Ｒｅ
５ｐｉｒａｔｏｒｓ“）（１９７０）に記載されている
フィルタの性能レベルを達成するためには、濾過エレメ
ントの設計において濾過材の層の数、濾過材のタイプお
よび利用可能濾過面積が重要な要素である。本発明は、
濾過エレメントの濾過材を通る空気の流れを適正に統制
することにより濾過エレメントの利用可能濾過面積を最
大限利用する手段を提供する。前記の空気の流れを適止
に統制することによってまた、濾過エレメントを呼吸管
にわたって変形させることにより吸気を制限し、濾過エ
レメントの寿命を縮める原因となりうる、呼吸管即ち吸
気管のすぐ反対側の濾過材の早期負荷の発生を阻止でき
る。

着装者の視野に対する障害および／またはマスクにわた
っての圧力低下を最小にしながら、濾過面積を出来るだ
け大きくしようとする種々の濾過エレメント構成が提案
されてきた。（カバー：Ｃｏｖｅｒの）米国特許第２，
３２０，７７０号は取外し可能濾過エレメントを備えた
呼吸マスクを開示している。前記濾過エレメントは長方
形であって、全ての開放した側部を縫合して開鎖した濾
過材のシートから作られることが好ましい。濾過エレメ
ントはマスクの本体に取り付けるための孔を有する。前
記カバーの特許は、濾過エレメントは縫合した後、内側
へ折り曲げることにより継目と折り目とにより、別の隔
置エレメントを使用しなくとも袋の側部を離そうとする
形と曲がりとを袋が有するように出来ると主張している
。吸入される空気は前記袋の前側あるいは後側を通って
袋の側部の間に出来た空間へ入り、次いでマスクの内側
へ孔を通して入ろうとする傾向があることは明らかであ
る。（ルイス：　［ｅｗ＋ｓの）米国特許第２゜２２０
．３７４号は、剛性のマスクと該マスクに取り付けられ
た顔の型枠とを含む呼吸マスクを開示している。前記剛
性のマスクは空気の入口開口と、該開口を被覆した濾過
手段とを含む。前記濾過手段は、少なくとも＝方の側で
穿孔を有する外被と、該外被の内側に位置した濾過材と
、濾過材を前記穿孔を入ってくる空気と直接接触するよ
う露出する位置に該濾過材を保持するようにつくられた
濾過材広げ部材とを含む。（マルコム他：Ｈａｌｃｏｍ
　ｅｔ　ａｌの）米国特許第２．２９５，１１９号は、
２個の取外し可能の卵形濾過ボックスに取り付けている
、着装者の鼻や口に適合する顔面ピースを含む呼吸マス
クを開示している。Ｓ記濾過ボックスは、濾過室を形成
する内側および外側の穿孔部材即ちカバーと、前記濾過
ボックスの外側および内側の部材の間でその周囲の部分
が圧縮され、かつシールされ、前記外側および内側部材
の間で位置した２個の濾過エレメントとを有する。

前記濾過エレメントの中の１個は、顔面ピースの空気吸
入開口の周りで濾過エレメントを固定するロック部材に
より前記濾過ボックスと顔面ピースとに取り付けられて
いる。また濾過ボックスは、顔面ピースの空気吸入開口
の周りで濾過材を緊締するロック部材の一部である反向
曲線の形の部材のような、外側の濾過エレメントと係合
し、それを濾過ボックス内で内側の濾過エレメントから
離すような手段を含むことが好ましい。（スプレイン：
　５ｐｌａｉｎｓの）米国特許第２．２０６．０６１号
は、２個のフィルタの開放端部に嵌入するようにつくら
れ、着装者の鼻や口に適合するようにされた顔面ピース
を含む呼吸マスクを開示している。

前記フィルタは顔面ピースから反対の方向に横方向に延
びる。前記フィルタは比較的狭く、丸味のついた底端部
から頂部に向かってテーバが付けられ、そのため側壁が
上縁部において概ね結合し、かつ各フィルタの底部分に
沿って延びフィルタを広げた状態に保つ軽いコイルばね
を収容している。

（シゲマツ他：　ｓｈｉｇｅｍａｔｓｕ　ｅｔ　ａｌの
）米国特許第４．５０１．２７２号は、マスク本体の取
付口へ気密に嵌入された吸入シリンダを含み、前壁が前
記吸入シリンダと対向して位置し、後壁が前記吸入シリ
ンダに、かつ前記前壁の周縁部に沿って固定された濾過
媒体からなる吸入室組立体を備えた耐埃呼吸マスクの一
実施例を開示している。濾過媒体も吸入室の前方に固定
され、そのため濾過面積を増加させている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、コンパクトサイズであり、かつ空気の流れ抵
抗が低く、かつ若干前述したが米国並びにその他外国の
各種の性能仕様を満足させる高濾過効率が達成可能な濾
過エレメントを容易に製作できる形態で提供する。従来
技術のいずれも本発明の利点を有する、本発明と同様の
特徴の組合わせを教示していない。

本発明は、 （八）周縁部に沿って相互に接合され、概ね共に延びて
おり、各々が少なくとも一層の濾過材からなる前壁およ
び後壁と、 ＣＢ）以下バッフル要素と称することがあるが、前記１
ｖｌ壁と後壁との間で収容され、前記壁と概ね共に延び
、その全体領域にわｌこり、相互に隔置関係に前記壁を
保ち、濾過エレメントにわたる全体圧力低下の５０％以
上に関係する多孔層と、および （Ｃ）濾過エレメントの後壁に接着され、かつ濾過エレ
メントを呼吸マスクの顔面ピースに固定する取付は手段
を有する呼吸管とを含む濾過エレメントを提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明の利点は、大きな圧力低下をもたらすことなく、
ダスト、ミスト、あるいは煙の濾過に関して高効率レベ
ルを達成しうろことである。

本発明による濾過エレメントの一実施例は、３ＱＣ，Ｆ
、Ｒ１１Ｉｆ目に９１１．１４０−４　（１９８７）に
記載の方法により測定して１６リットル／分の流速にお
いて９０分にわたり、相乗平均の粒径が０．４−０−．
６マイクロメータのシリカダストの浸透を１．５ミリグ
ラム以下にし、かつ３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１細目９１１．１
４０−９　（１９８７）に記載の方法により測定して９
０分の経過前は３０ミリ水柱であった前記濾過ニレメン
１へにわたる圧力低下を９０分の経過後は、前記圧力低
トを５０ミリ水柱以下とする。本発明による濾過エレメ
ントの第２の実施例は、３　ＱＣ，Ｊ’、Ｒ１１１ｉＨ
］１１１１．１４０−１１　（１９８７）に記載の方法
により測定して、４２．５リン１〜ル／分の流速におい
て１００マイクログラム／リットルの濃度の流れに含ま
れている０、３マイクロメータ径の粒体のフタル酸ジオ
クチル（ＤＯＰ）の浸透を約３．０パーセント以下、好
ましくは約０．０３パーセント以下とするが、シリカの
ダストの浸透は許容せず、かつ９０分の時間の前接にお
いて、前述の方法により測定したレベルより大きい圧力
低下は許容しない。本発明によるｉｉ１過エレメントの
第３の実施例では、１６リットル／分のｉｆｉにおいて
３１２分の時間にわたり、濾過エレメントを通して、鉛
の重陽として測定して許容する鉛煙の滲透を１．５ミリ
グラム以下とし、３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１細目に９！５１１
．１４０−６および１１．１４０−９　（１９８７）に
記載の方法により測定して、３１２分の時間の経過前は
３０ミリ水柱以下、３１２分の経過後は５０ミリ水柱の
圧力低下とする。

（実施例） 本発明の濾過エレメント１は前壁３、後１４および、前
記前壁と後壁とを離すよう作用し濾過エレメントを通し
て空気の流れをより均一に分配するバッフル要素として
機能する多孔性材料の層５と、呼吸管８とを含む。前記
ｓｉｌ壁３、後ｌ！４およびバッフル要素５とは相互に
対して概ね共に延び、前記バッフル要素５は前記前壁３
と後壁４との間に収容されている。濾過エレメント１は
、例えば丸形、長方形、あるいは楯円形のような多様の
形とじつるが、第１図および第２図に示すように丸形で
あることが好ましい、、濾過エレメントの寸法は該エレ
メントに対して選択した構造の材質によって、かつ例え
ば濾過エレメントにわたって望ましい圧力低下や、着装
者の吸気から除去すべきダスト、ミスト、あるいは煙の
種類と潰のような当該技術分野の専門家には公知の種々
の設計および性能基準によって変わりうる。しかしなが
ら、濾過エレメントの形状並びに寸法については、それ
が呼吸マスクの顔面ピースに装着されたとき着装者の視
野を妨げるものであってはならない。前記前壁３と後壁
４とは、（例えば超音波溶接のような）熱機械的方法、
縫合および接着剤のような多数の接着法により周縁部に
沿って接合されることによって、濾過エレメント１へ、
あるいはそこからの空気の漏れを阻止する接合部６が形
成される。

またバッフル要素５も接合部６を介して前壁３および後
壁４に接合されることが好ましい。

濾過エレメント１は呼吸管８を有するが、該呼吸管は色
々の形状とでき、かつ例えば合成樹脂あるいは合成ゴム
のような各種の材料から作ることができる。呼吸管は、
例えばポリプロピレンのように熱シール可能の合成樹脂
で作られ、かつ形状は円筒形である。呼吸管８は後壁４
の内面１０あるいは外面１２に沿ったいずれかの個所に
取り付けつるが、呼吸管８は後壁４の内面１０の中央に
取り付けることが好ましい。呼吸管８は、いずれか適当
な手段、例えば接着剤あるいは超音波溶接を用いて、選
択した壁面１０または１２に取り付けることができる。

後壁４は呼吸管８と嵌合する開ロアを有する。呼吸管８
は濾過エレメント１へ、あるいはそこからの空気の漏れ
を防止するために後壁４に接着されている。呼吸管８は
、後壁４の内面１０と係合するフランジ１３をその端部
に有する。前記フランジ１３は後壁１ｏの内面に接着す
るために都合のよい面１４を提供する。呼吸管８の他端
は呼吸マスクの顔面ピース１５と直接接続されるか、あ
るいは第１図に示すように呼吸マスクの顔面ピース１５
に接続されるアダプタ１７に接続するように作ることが
できる。本発明の一つの利点は、着装者が、呼吸管８と
は反対側の前壁３の外面９を押して前壁３とバッフル要
素５とを呼吸管の開口２に対して変形させることにより
濾過エレメント１を通る空気の流れを閉塞するようにし
て着装者の顔と顔面ピース１５との間の嵌まり具合即ち
気密性を便利よく試すことができることである。顔面ピ
ース１５が顔に当てられている間に次いで着装者が吸気
することにより顔面ピース内で負の差圧を発生させる。

そうすれば着装者は顔面ピースと顔の間での領域はシー
ル出来ないため漏れがあるか検出できる。着装者が前壁
を手で、好ましくは１本以上の指で押すことが最も都合
がよいので、呼吸管の内径（ＩＤ＞は１．０から４．０
センチが好ましく、１．５から３．５センチであること
が最も好ましい。しかしながら、いずれか特定の濾過エ
レメント構造に対して、例えば濾過エレメントの直径、
構造材料、濾過エレメントの厚さ、および呼吸管の外径
（ＯＤ）に対して、呼吸管の内径（ＩＤ）が小さりれば
小さい程濾過エレメントにわたる圧力低下は大きくなる
。

任意的に、呼吸管８は典型的には第１図に示すようにダ
イヤフラム弁１８である弁を含むことができる。前記弁
は着装者が濾過された空気を濾過エレメント１から呼吸
マスクの顔面ピース１５へ吸入できるが着装者の呼気が
濾過エレメント１へ入らないよう阻止することによって
呼気を顔面ピース１５から例えば呼気弁１９のような呼
吸点を通して導くようにする。前記の任意の弁は呼吸マ
スクの顔面ピース１５あるいはアダプタ１７の一部であ
ることが好ましい。

前記前壁３および後壁４は、外側カバー即ち織布を用い
るか、あるいは用いないで濾過材として作用しつる材料
から構成される。ＩＶＪ壁３および後壁４の構成材料の
選択は、例えば濾過エレメントを備えた呼吸マスクが用
いられる環境の種類、例えば呼吸マスクにわたっての圧
力低下、Ｗ装者の吸気から除去すべきダスト、ミストま
たは煙の種類と量並びに参考として本川Ｉｌｌに含めた
３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１、細目に９１１．１３０−１１．１
４０−１２　（１９８７）に記載の設計要件のような、
当該技術分野の専門家には周知の設計要素によって変わ
る。濾過エレメント１の前壁３と後壁４とは一部の濾過
材のみからそれぞれ構成しつるが、高性能の濾過エレメ
ントに対しては複数の層が好ましい。複数の層の濾過材
を用いることにより、単一層の濾過材を通して粒体を早
期に浸透させてしまう可能性のあるウェブの不揃いを最
小にできる。しかしながら、極めて厚い壁は濾過エレメ
ント１の組立て上問題を発生させ、かつ濾過エレメント
１を厚くさせ、そのため使用時の着装者の視野を損なう
可能性があるため避けるべきである。適当な濾過材の例
としては不織ウェブ、フイブビル化したフィルムウェブ
、ニアレイドウェブ例えば（ブラウン：　ｅｒｓｕｎの
）米国特許第３．９７１．３７３＠に記載のような吸着
剤の粒体を装てんしたファイバ状ウェブ、ガラスフイル
タペーバあるいはそれの組み合わせを含む。濾過材は例
えばポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル
、ポリウレタン、ガラス、セルローズ、カーボン、アル
ミナあるいはそれらの組み合わせを含む。電荷した不織
マイクロファイバウェブ（クービック他：にｕｂｉｋ　
ｅｔ　ａｔの米国特許第４゜２１５．６８２号あるいは
バンターンハウト：Ｖａｎ　ＴＬＩｒｎｈＯｔｌｔの米
国再発行特許第３０．７８２号を参照のこと）が特に好
ましい。荷電され、ポリオレフィンマイクロファイバを
吹込んだ（ＢＭＦ）ウェブの複数の層からなる濾過材が
好ましく、電荷したポリプロピレンウェブがさらに好ま
しい。

またカーボン粒体あるいはアルミナ粒体を装てんしたフ
ァイバ状ウェブも、ガス状材料からの保護が望ましい場
合本発明に対して好ましい濾過媒体である。

前壁３および後壁４は外側の被覆層３ａ、４ａを含むこ
とが好ましく、前記１３ａ、４ａはそれぞれ、例えば紡
績結合ウェブ、熱結合ウェブ（例えばニアレイド、ある
いはカード処理）あるいは樹脂結合ウェブのようないず
れかのｌｌ製あるいは不織材から作ることができる。前
記被覆層は、例えばポリプロピレンのようなポリオレフ
ィンから作った高度の疎水性を備えた紡績結合あるいは
カード処理し熱結合のウェブから作ることが好ましい。

前記被覆層は濾過材を保護し、かつ収容して、かつ上流
側の予備濾過層として作用しうる。

バッフル要素５は、前壁３と後壁４とを実質的に隔置関
係に保ち、かつ吸気が濾過エレメント１にわたってより
均一に吸引されるようにする。このため吸気中に含まれ
たダスト、ミストあるいは煙を濾過エレメント１の全体
面積にわたって均一に載荷し、濾過エレメントの寿命を
延ばし、かつ所定の濾過エレメント構造に対して濾過エ
レメント１にわたる圧力低下を少なくさせる。バッフル
要素５は織布あるいは不織布、ばらけた繊維、ファイバ
バット、例えばカーボン粒体のようなばらけた粒体材料
、例えば多孔性のマトリックスにポリウレタンで共に結
合した粒偉材あるいはそれらの組み合わせから作ること
ができる。前壁と後壁との間に収容されたバッフル要素
材は、濾過エレメントにわたる圧力低下の５０％以下、
好ましくは３０％以下に関係する多孔層を形成する。適
当なバッフル要素の例としては、ガラスフィルタペーパ
、ニアレイドウェブ、カードしたウェブ、フィブリレー
ト化したフィルムのウェブ、吸着剤の粒体を装てんした
ファイバ状ウェブ、吸着剤の粒体を結合したマトリック
ス、あるいはそれらの組み合わせである。バッフル要素
５は例えばステープルと結合ファイバとのブレンドに対
して、ファイバがその交差点で相互に結合するようカー
ド作業あるいはエアレイイング作業（例えばランドウニ
バー：　Ｒａｎｄｏ　Ｗｅｂｂｅｒｓによる）を実行ｔ
　ルコトにより形成されるような圧縮性で弾性の不織ウ
ェブからなることが好ましい。バッフル要素５は例えば
ガラス、セルローズ、カーボンおよびアルミナのような
天然の材料、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィ
ンのような合成材料、ポリカーボネート、ポリウレタン
あるいはそれらの組み合わせから作ることができる。バ
ッフル要素５はポリエステル、あるいはポリオレフィン
からなることが好ましい。また有害ガスあるいは蒸気か
らの保護が望まれる場合には吸着剤の粒体を装てんした
ファイバ状ウェブが好ましく、特にカーボン、またはア
ルミナの粒体を装てんしたウェブ、あるいは、例えばカ
ーボンあるいはアルミナのような吸着剤の粒体が好まし
い。前記粒体は相互に結合しても、しなくてもよい。

バッフル要素５は、濾過エレメントにわたる圧力低下が
許容しえぬ程高くなるのを阻止するに十分な空洞即ち多
孔を有し、かつ薄くあるべきである。また、前記バッフ
ル要素は濾過エレメント１の組立てを容易にし、かつ濾
過エレメントが呼吸マスクの顔面ピースに装着されたと
き着装者の視野を妨げる程厚（ならないようにするに十
分薄くあるべきである。当該技術分野の専門家は、濾過
エレメント１にわたる許容しつる最大の圧力低下は着装
者の気楽さ要件によって決まり、かつ実用的には、それ
らの圧力低下は規格により決められ、かつ３０Ｃ，Ｆ、
Ｒ，１１、細目に９６１１．１３０−１１．１４０−１
２　（１９８７）に記載の方法により測定さ・れること
が理解される。バッフル要素の厚さおよびバッフル要素
の構造特性（即ち％中実間−１００ｘ［多孔層の密度／
多孔層を作るために使用する材料の密度］の式で規定さ
れるパーセント中実間、ファイバの径または粒体サイズ
、および構成材料）を適正に選択することにより、圧縮
性で弾性で、かつ前壁３と後壁４を隔置関係で保つに十
分な剛性を有し、一方ダスト、ミストあるいは煙を均一
に分配して濾過エレメント１の表面にわたり載荷’？＋
−るよう作用する簿いバッフル要素５を提供することが
できる。またバッフル要素が薄いことによって、着装者
の視野を邪魔しにくい薄いｉ！！過エレメントを作るこ
とができる。−船釣に、バッフル要素５の厚さは０．２
センチから約４．０センチ、好ましくは０．３センチか
ら１．３センチであるべきである。不織材料からなるバ
ッフル要素５はファイバ径の平均が少なくとも１０マイ
クロメータで中実間が１１％以下であるべきである。

本発明による濾過エレメントを非限定的な例を通して以
下詳細に説明する。

例 ３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１ｌｅａ目に９１１．１４０−４によ
りシリカダスト載荷試験を実施した。

鉛煙試験を３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１細目に９１１．１４０−
６に従って実施した。

３０、Ｃ，Ｆ、Ｒ細目１１１１．１４０−１１に：従っ
てＤＯＰ濾過試験を実施した。

濾過エレメントにわたる圧力低下を３０Ｃ，Ｆ、Ｒ１１
細目に９１１．１４０−９に記載の方法に従って検出し
た。

以下記載のように適当な径の円形の前壁と後壁、バッフ
ル要素および各種の材料からつくったいずれかの被覆層
とを切所することにより濾過エレメントを組み立てた。

直径が約３．２７センチの孔を各濾過エレメントの後壁
と、咳後壁を被覆する被覆層とを通じて切り扱いた。各
濾過エレメントは円筒形で、外径が３．２７センチ、内
径が３．１４センチ、長さが０．５７２センチで、かつ
一端の外径の周りで０．５２６センチ幅の鍔部を有する
ポリプロピレン製呼吸管を有していた。

前記呼吸管の鍔の無い端部を後壁並びに被覆層を貫通す
る孔を通して挿入し、鍔部の一方の面が後壁の内面と接
触するまで前記孔を通して引張った。

次いでこの鍔部の面を後壁の面に接着させた。後壁の材
質をボリブＤピレン吹込みマイクロファイバ（ＢＭＦ）
ウェブとした場合、前記鍔部をブランソン（ＢｒａｎＳ
Ｏｎ　）の超音波ウエルダを用いて後壁の内面に超音波
溶接した。後壁がガラス繊維材料で作られた場合、鍔部
は３Ｍ社のＪｅｔ−ｍｅｌｔＲ接着剤３７６４の層を用
いて後壁の内面に接着させた。各種の層をサンドイッチ
状構造として組み立て、その中でバッフル要素は前壁と
後壁とにより囲まれた最内側の層であり、いずれかの被
覆層が前記サンドインチの最外側層を形成した。ポリプ
ロピレンＢＭＦの前壁と後壁並びにバッフル要素の周縁
部を次いで超音波により共に溶接した。濾過エレメント
の前壁と後壁並びにバッフル要素の周縁部を以下説明す
る高温溶融接着剤を用いてシールした。

例１−１２ 濾過エレメントにわたる圧力低下に対する不織バッフル
要素のファイバの径およびパーセント中実間の効果を以
下の例により示す。直径が１０．１６センチで、前壁と
後壁とが（キュビック他：にｕｂｉｋ　ｅｔ　ａｌの）
米国特許第４，２１５゜６８２号に記載のものと類似の
電荷したポリプロピ１冫８ 重量が約５５ｇ／ｍ２の円形の濾過エレメントを構成し
た。バッフル要素は０．５１センチの厚さであって、か
つ所定の直径のポリエステル（ＰＥＴ）スフと各種の直
径の結合ファイバ（即ち、溶融温度が約２４５℃のポリ
エステルテレフタレートの芯とエチレンテレフタレート
とエチレンイソフタレートとの共重合体からなる外被と
がらなり、日本国大阪のユニチカ社からＨｅ　ｌ　ｔｙ
ファイバタイプ４０８０として市販されている外被／芯
ファイバ）であって、ＰＥＴ／結合ファイバの重量比が
６５：３５のブレンドをカード処理し、次いでカード処
理したウェブを１４３℃で約１時開空気循環した炉中に
位置させ結合ファイバを活性化させ、ウェブを固めるこ
とにより調製したウェブから作った。バッフル要素の種
々の中実度、ＰＥＴおよび結合ファイバのファイバ径、
およびバッフル要素ウェブで用いたファイバブレンドの
平均ファイバ径とを表１に要約しである。濾過エレメン
トを前述の方向に従って組み立てた。前述の方法を用い
て各濾過要素に対して圧力低下を測定した。圧力低下は
表１に要約しである。

データはバッフル要素を構成する不織材の平均ファイバ
径と中実度の双方が濾過エレメントにわたる圧力低下に
影響し、かつファイバ径が１３．８マイクロメ一タ程度
であると濾過エレメントの許容しうる程度の低い圧力低
下を発生させることを示している。

匠ユ」ニニ上互 バッフル要素が種々の厚さの織製材料（スクリム）と不
織材料から作られた以外は例１−１２に記載のものと類
似の円形の濾過エレメントを調製した。バッフル要素を
作るために用いた織製ウェブは０Ｎ６２００としてコン
ウエド（Ｃｏｎｗｅｄ　）社から市販されている０、０
５センチ厚さのポリプロピレン製の長方形の網スクリム
であった。バッフル要素を作るために用いた不織ウェブ
は、５１マイクロメータの直径のポリエステルスフと２
０．３マイクロメータの直径のイーストマン（Ｅａｓｔ
ｍａｎ　’）　Ｔ　−４３８ポリ工ステル結合ファイバ
の５０　：　５０ブレンドを用い、かつウェブが炉から
出てきた後０．０７センチの厚さまでウェブにカレンダ
をかけた以外は例１−１２で用いた不織バッフルウェブ
を作るために用いた類似の方法に従って作った。濾過エ
レメントにわたる圧力低下を前述の方法に従って測定し
た。バッフル要素の材料と圧力低下とを表２に示す。

表　　２ このデータは中大度が８−１０．７％の高さで、厚さが
０．２センチ程度の低さである織製および不織バッフル
要素が許容される圧力低下の濾過エレメントを提供した
ことを示す。前記データはまた、バッフル要素の中実度
と厚さとが濾過エレメントにわたる圧力低下に影響する
ので、バッフル要素の材質を選定する場合、双方を検討
すべきことを示している。

例１７−２２ 直径が７．６．１０．２および１２．７センチの濾過エ
レメントを、前記直径の一方の組の濾過エレメントが（
ホリングワース　アンド　ボース社：　ｌｌｏｌｌｉｎ
ｇｓ　ｗｏｒｔｈ　＆　Ｖｏｓｅから＃ＨＥ　　１０２
１フアイバガラスベーパとして市販されている）ガラス
繊維ペーパの単一の１１２枚からなる前壁と後壁とを有
し、同じ直径の別の組の濾過エレメントが例１−１２で
用いた電荷したポリプロピレンＢＭＦの単一層から作ら
れた壁を有する以外は前述した要領で調製した。各濾過
エレメントで用いた０、６４センチ厚さのバッフル要素
に対して用いた不織ウェブを、２０．３マイクロメータ
直径のＨｅ１ｔｙ　Ｆｉｂｅｒ結合ファイバを用いた以
外例１−１２で用いた不織バッフルウェブを作るのに使
用した類似の方法に従って作られた。濾過エレメントを
前述したシリカダスト載荷試験にかけた。ダストの浸透
と初期および最終の圧力低下とを測定し、表３に報告し
である試験の後、濾過エレメントを試験してその面にわ
たっての粒体の載荷・の均一性を検出した。検査された
濾過エレメントでは前壁と後壁との双方の面にわたって
粒体材が均一に載荷されていた。

表　　３ 前記データは、電荷されたポリプロピレンＢＭＦ濾過媒
体の方がガラス繊維ペーパよりも試験期間中シリカダス
トの浸透が少なく、かつ試験期間にわたって濾過エレメ
ントでの圧力低下が低いことを示している。従って、Ｂ
ＭＦｌＩ体を用０た濾過エレメントはさらにサイズを小
さくしてもガラス繊維媒体を用いた、より大きい濾過エ
レメントと対比しうる性能レベルを提供しつる。

例２３−２６ （ホリングワース　アンド　ボ・−ス社の＃ＨＥ１ｏ２
１ファイバグラスペーパとして市販されている）ガラス
繊維ペーパの単一の層２枚から作られた前壁と後壁と、
並びに例１７−２２で用いたものと同じ不織バッフル要
素ウェブから作った０、６４センチ厚さのバッフルとを
用いて、前述の方法に従って、直径が７．６．１０．２
および１２．７センチの３個の円形濾過エレメントを構
成した。さらに、例１−１２で用いたのと同じ電荷した
ポリプロピレンＢＭＦウェブの単一層がら作った前壁と
後壁並びに例１７−２２で用いたのと同じ不織バッフル
要素ウェブから作った０、　６４センチ厚さのバッフル
要素とを用いて、３個の円形で直径が１０．２センチの
濾過エレメントを構成した。また例２６で用いた濾過エ
レメントは、炉から出た後ウェブを０．０３３センチの
厚さまでカレンダ加工した以外は例１７−２２で用いた
のと類似のバッフル要素ウェブの材料で作った被覆層を
前壁と模壁上に組み入れた。濾過エレメントを組み立て
、前述した鉛層載荷試験にかけた。

濾過エレメントにわたる初期および最終圧力低下並びに
濾過エレメントを通る鉛層浸透レベルを測定した。試験
の侵、濾過エレメントを、その表面に鉛層が均一に載荷
されているか検査するため目視検査を行った。検査され
た濾過エレメントについては前壁面および後壁面の双方
共均−に載荷されていた。

表　　４ 前記データは、ポリプロピレンのＢＭＦＩＩＭ媒木が着
装者に対してガラス繊Ｎ’ｌｔ体で作った濾過エレメン
ト以上に著しく低い圧力低下で鉛層に対する保護を提供
することを示している。

例２７−３５ 前壁および後壁に対１ノで（ホリングヮース　アンド　
ボース者からＨｏｖｏｇｌａｓＲ＃　ＨＢ　−５３３１
フアイバ　グラス　ベーパとして市販されている）ガラ
ス繊維ベーパの単一層を用いて、かつ例２３−２６で使
用したバッフル要素と同じウェブを作った０、６４セン
ヂ厚ざのバッフル要素を用いて、直径が７．６センチか
ら１０．２センチの範囲の円形濾過エレメントが構成さ
れた。さらに、＠壁ど後壁とが例１−・・１２で用いた
ものと同じ電荷されたポリプロピレンＢＭＦの複数の層
から作られ、０．６４センチ厚さのバッフル要素が例２
３−２６で用いたものと同じウェブで作られた、直径が
７．６から１０．２センチの範囲の１組の円形濾過エレ
メントが構成された。全ての濾過エレメントは前述の方
法に従って構成された。全ての濾過エレメントに前述の
ＤＯＰ滲透試験を実施した。

濾過エレメントの壁の材料、濾過エレメント材の層の数
、該エレメントの直径、ＤＯＰ滲透度およびＤＯＰ浸透
試験の後で測定した濾過エレメントにわたる圧力低下を
表［ｉで要約している。。

表　　５ 濾過ルメ　　滲　透　度 ントの拌 、ｊＬ−逮漫Ｑ　　　濾過媒体層　−一匡−９愕）　９
２７　　　ｎう：１ｍｔｔｆｉ　　　　１　　　　１１
．４　　　　　０．０ｆｆ５２８　　　８８Ｆ　　　　
　　　５　　　　７．６　　　　　０．０１３２９　　
　８ＨＦ　　　　　　　５　　　　８．３　　　　　０
．００６３０　　　　ＢＨＦ　　　　　　　６　　　　
１０．２　　　　　０．００１３１　　　　ＢＨＦ　　
　　　　　５　　　　１０．２　　　　　０．００４３
２　　　　ＢＨＦ　　　　　　　４　　　　１０．２　
　　　　００＋１３３　　　　ＢＨＦ　　　　　　４　
　　　７．３０　　　　　０．１（）３４　　　　ＢＨ
Ｆ　　　　　　　２　　　　７．６　　　　　２．５３
５　　　　ＢＨＦ　　　　　　　１　　　　７．６　　
　　３０．０ｊｕｌ？ｆｆ力ｉＩ（ト １グ！ジ２−９） ２７．５ ２９、５ ２′＋ ２０、５ １．３０ 例３６ 例３０で用いたものと同じ、直径が１０．２’ｔ？ンチ
の円形の濾過エレメントを５個構成しｔ′、′ｉ、、、
前記濾過エレメントに前述のシリカゲスｌ−試験３ノ、
で施した。濾過エレメントを通しての平均シリカダスト
滲透後は０．０５１９で、試験前の濾過Ｊ、レメントに
わたる圧力低下は２０．５ミリ水柱で、試験の後の濾過
エレメントにわたる甲均圧力低十は２２．４ミリ水柱で
あった。試験のｔＪｌ過工１ノメン１〜を目視検査して
濾過エレメントの表面での粒体載荷の均一性を検出した
。検査した濾過エレメントには、その前壁および後面の
双方においてシリカダストが均一に載荷されていた。

例３７−４１ バッフル要素が各種直径、並びに各種材料の粒体から作
られている以外は例１−１２に記載のものと類似の円形
の濾過エレメントを組み立てた。前記粒体材料は前壁と
後壁との間に保持されると多孔性の層を形成した。数個
の例はカーボン粒体を篩で分類した。前記例の１つはサ
イズが均一なポリブチレンの樹脂のベレットから構成さ
れた。濾過エレメントにわたる圧力低下が測定された。

バッフル要素の材質並びに圧力低下を表６に報告しであ
る。

例　　バッフル要素材７１ ３７　　　　　カーボン ３８　　　　　　同上 ３９　　　　　　同上 ４０　　　　　　同上 ４１　　　　ポリブチレン 表　　６ 平均粒体径　　　ｌ　　　さ （ｍ）　　　　　　（菌） ９３　　　　　　　、９９ １．０９．８１３ １．２９．８９ １．７　　　　　　　．９１ ３．０　　　　　　１．０２ １１ツノ低Ｆ （ヴ１２−♀ｉ ３２．６ ２４．７ 前記データは、粒体の直径と圧力低下との間に明らかに
関係のあることを示している。１゜５ミリ以上の粒体サ
イズは許容される圧力低下をもたらす。

例４２−４４ 例１−１２において使用したポリプロピ１冫に例１　７
−２２において用いたものと同じ不織のバッフル要素ウ
ェブで作った０．６４センチ厚さのバッフル要素とを用
いて直径が１０．２センチの濾過エレメントを構成した
。各濾過エレメントは円筒形のポリプロピレン製呼吸管
を有していた。

前記呼吸管は種々の内径を有するが、外径は３．２７セ
ンチであった。濾過エレメントを前述の方法に従って組
み立て、各濾過エレメントにわたる圧力低下を舶述の方
法により測定した。呼吸管の内径および圧力低下を表７
に要約している。

表　　７ １．２１ ５．１ ９．５ １．５９ ３．７ １０．１ １．９１ ３．２ ９．７ 前記データは所定の濾過エレメント構成に対して、呼吸
管の内径が小さければ小さい程、濾過エレメントにわた
る圧力低下の低いことを示している。

本発明の各種の修正や変更は本発明の範囲と精神とから
離れることなく当該技術分野の専門家には明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による濾過エレメントを装着する半マ
スクタイプの呼吸マスクであって、呼吸マスクの顔ピー
スに濾過エレメントを接合しつる手段を示すために分解
して示す斜視図、および第２図は本発明による代表的な
濾過エレメントの断面図である。 １・・・濾過エレメント ３・・・前壁　　　　　４・・・後壁 ３ａ、４ａ・・・保護層 ５・・・多孔性層　　　６・・・接合部８・・・呼吸管 １５・・・顔面ピース １７・・・アダプタ １８・・・ダイヤフラム弁 １９・・・呼気弁。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）周縁部に沿つて相互に接合され、それぞれ
   少なくとも一層の濾過材からなり概ね共に延びる前壁お
   よび後壁と、 （Ｂ）前記の前壁および後壁との間に収容され、前記壁
   と概ね共に延び、その概ね全体領域にわたつて前記壁を
   隔置関係に保ち、かつ濾過エレメントにわたる全体圧力
   低下の５０％以下に関係する多孔性層と、および （Ｃ）濾過エレメントの前記後壁に接着され、前記濾過
   エレメントを呼吸マスクの顔面ピースに固定する手段を
   有する呼吸管とを含むことを特徴とする濾過エレメント
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のエレメントにおい
   て、被覆層をさらに含むことを特徴とする濾過エレメン
   ト。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに
   記載の濾過エレメントにおいて、前記の少なくとも一層
   の濾過材料が不織マイクロファイバウェブ、フィブリル
   化したフィルムウェブ、エアレイドウェブ、カード処理
   したウェブ、吸着剤の粒体を装てんしたファイバ状ウェ
   ブ、ガラスフィルタペーパ、電荷した不織の吹込みマイ
   クロファイバウェブまたはそれらの組み合わせから構成
   される群から選択された材料からなることを特徴とする
   濾過エレメント。
4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記多孔層が織
   製ウェブ、不織ウェブ、ばらけたファイバ、ファイババ
   ット、ばらけた粒体の材料、多孔性マトリックスにおい
   て相互に接着された粒体材料またはそれらの組み合わせ
   から構成される群から選択された材料からなることを特
   徴とする濾過エレメント。
5. （５）特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記多孔性の層
   が、ガラスフィルタペーパ、エアレイドウェブ、カード
   処理したウェブ、フィブリル化したフィルムウェブ、吸
   着剤粒体を装てんしたファイバ状ウェブ、またはそれら
   の組み合わせから構成される群から選択された不織ウェ
   ブであることを特徴とする濾過エレメント。
6. （６）特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記多孔性マト
   リックスがポリウレタン樹脂で相互に結合した吸着牲の
   カーボン粒体からなることを特徴とする濾過エレメント
   。
7. （７）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記多孔性の層
   の厚さが０．２センチから４．０センチまでであること
   を特徴とする濾過エレメント。
8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記濾過エレメ
   ントが毎分１６リットルの空気流速において、９０分の
   時間にわたり前記濾過エレメントを通しての、相乗平均
   の粒体径が０．４−０．６マイクロメータのシリカダス
   トの許容する滲透を１．５ｍｇ以下とし、９０分の経過
   前の前記濾過エレメントにわたる圧力低下が３０ミリ水
   柱以下であり、９０分の経過後は前記濾過エレメントに
   わたる圧力低下が５０ミリ水柱以下であることを特徴と
   する濾過エレメント。
9. （９）特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
   １項に記載の濾過エレメントにおいて、前記濾過エレメ
   ントが （ｉ）毎分４２．５リットルの流速において、１００マ
   イクログラム／リットルの濃度における流れに含有され
   たフタル酸ジオクチルの０．３マイクロメータの直径の
   流体の許容する浸透を約３．０パーセント以下とするこ
   とを特徴とする濾過エレメント。
10. （１０）特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれ
    か１項に記載の濾過エレメントにおいて、前記濾過エレ
    メントが毎分１６リットルの空気流速において３１２分
    の時間にわたつて前記濾過エレメントを通る鉛煙の滲透
    を１．５ｍｇ以下とし、３１２分の時間の経過前は前記
    濾過エレメントにわたる圧力低下を３０ミリ水柱以下、
    ３１２分の時間の経過後は前記濾過エレメントにわたる
    圧力低下を５０ミリ水柱以下とすることを特徴とする濾
    過エレメント。
11. （１１）特許請求の範囲第１項から第１０項までのいず
    れか１項に記載の１個以上の濾過エレメントと、顔面ピ
    ースとを含むことを特徴とする呼吸マスク。