JPH0452150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の利用分野） 本発明は、航空機内において使用される給湿マ
スクに関し、詳細には人の外鼻、口腔から吐き出
される呼気中の湿気を吸湿し、かつ吸気に際して
は該吸湿した湿気を放湿させて吸気中に含ませる
機能をもつた給湿マスクに関するものである。 （発明の背景） 一般に、航空機内においては機内空気の湿度が
極めて乾燥した状態にあることが知られている。
これは該航空機が飛行する高高度の外気温度が−
40℃〜−70℃という低温で、機内に取入れる外気
に含まれる水分が少なく、また、加湿を行なうと
重量の増加、低温な機体内壁部分等に生ずる結
露、結氷や水による汚染等の弊害を惹起するた
め、加湿装置は一般に備えらえていない。 ところで、機内空気が過度に乾燥していること
は乗客、乗員等の環境にとつては好ましいもので
なく、特に２〜３時間程度を越えるような長距離
飛行を行なう航空機においては現実に環境上のい
くつかの問題を惹起する。例えば、人が吸入する
空気が過度に乾燥している場合によく見受けられ
る外鼻、口腔頭の粘膜の刺激感、痛みや不快感等
の問題が現われるケースが多くなる。この問題は
上述のように機内環境が過度に乾燥している中で
の呼吸運動に関連して生ずるものであるが、特に
就寝中においては、外鼻内において行なわれる生
体の給湿機能が低下するため、吸気される空気が
過度な湿度をもつていない場合には、著しい痛み
や不快感をもたらす場合さえもあり、従来、例え
ば米国自動車技術協会 SEAレポート
AIR1609（1982.4.30）等の報告書でも指摘されて
いる。 以上のような問題から航空機内の機内環境の改
善が望まれるところとなるのであるが、機内空気
中に湿気を含ませることは上述した他の問題に対
する対策上適当でないため、上記機内環境の改善
は容易でなく現在のところ簡易かつ有効な手段は
提案されるに至つていない。 そこで本発明者は以上のような問題の改善を図
る目的で種々の研究、開発を重ねたところ、次の
ような点に着眼するに至つた。 すなわち人の呼吸運動を考えると、この呼吸運
動は空気は吐き出す呼気と空気を吸込む吸気の繰
返し運動であり、吐き出しされる呼気中の湿度は
一般に相対湿度が概ね100％に近いものである。
したがつて上記のような機内空気が極めて乾燥し
た環境での呼気運動においては、呼気中の水分は
外気（機内）に散逸させていることになり、他方
呼気に際しては極めて乾燥した機内空気が外鼻、
口腔から吸込まれることになる。これが長時間に
亘つて継続する場合に上記した著しい痛みや不快
感をもたらす原因となるのである。 そこで本発明者は、吸気運動における呼気中に
含まれる水分を外気に散逸させることなく一時的
に保持し、かつ吸気に際してこの水分を吸い戻す
ことができれば、上記問題に対しての有効な対策
となり得ると考えた。 従来、このような人の吸気運動における呼気と
吸気に注目して、吸気時において吸込みされる外
気の寒気を緩和したり、あるいは呼気時の湿気を
一時的に吸湿した湿気を該吸気に含ませる目的で
アルミ等の熱交換体の周囲に水分をよく吸収する
繊維を巻付けた形式のマスクが特公昭46−20557
号公報により提案されている。しかし、この提案
にかかるマスクは同公報に記載のように呼気（体
温）と外気との間の相当程度の温度差を利用した
メカニズムのものであり、航空機の機内のように
適当な温度（通常23〜26℃）にコンデイシヨニン
グされている環境下での適当な作用を得ることは
困難である。 （発明の目的） 本発明は、以上の観点からなされたものであ
り、その目的は、極めて乾燥した環境である航空
機内における人の呼吸運動に関連して、呼気時に
その呼気中に含まれる水分を吸湿部材例えば紙に
よつて一旦吸収保持させ、一方、吸気時には上記
吸湿部材に吸収保持させた水分を、外気として吸
込まれる乾燥した吸気中に放湿させて吸い戻しさ
せ、これによつて該乾燥した吸気への給湿を効率
よく行なつて、呼吸空気の相対湿度を不快感のな
い30〜85RH％好ましくは40〜70RH％程度の範
囲に維持することを可能とした航空機内で使用さ
れる給湿マスクを提供することろにある。 また本発明の別の目的は、対象としている航空
機内用の給湿マスクが、他の災害（例えば火災
等）時の緊急避難用に用いられる種々の特殊なマ
スク等とは異なり、航空機内という環境である点
を除けば日常的な生活環境と大差ない状態で湿気
のみを適当に供給する使用目的のものであり、ま
た衛生上等の問題から望ましくは使い捨てタイプ
のものとして提供されることが求められる場合が
多いことから、簡易なる構造であつてかつ安価に
提供することが可能な構造を有する給湿マスクを
提供するところにある。 （発明の概要） 而して、かかる目的の実現のためになされた本
発明よりなる給湿マスクの特徴は、外鼻及び口唇
の前方を覆うように装着されて、該外鼻及び口唇
前方に外気から区画した小空間を形成させるマス
ク本体と、該マスク本体の外鼻及び口唇前方の位
置に設けられていて、上記小空間と外気とを通気
可能に接続する通気路部材とを備え、該通気路部
材は、水分の吸、放湿性を有する紙等の吸湿性素
材を用いて形成したハニカム構造体よりなつてい
て、そのハニカムの多数の筒状空所を上記前方に
向けて並べることで通気路を形成した構成をなす
ところにある。上記通気路の全通気抵抗は５ミリ
バール以下、好ましくは２ミリバール以下に設定
させることが呼吸上抵抗のない状態とできるので
望ましい。 上記構成において、ハニカム構造体としての通
気路部材を構成する吸湿性素材には、例えば紙を
素材として用いることができ、特に好ましくは靱
皮繊維を用いて抄紙された和紙を例示することが
できるが、特にこれに限定されるものでなく、要
するに呼吸空気の相対湿度を不快感のない30〜
85RH％好ましくは40〜70RH％程度の範囲に維
持するのに適した水分の給、放湿性を有するもの
であればよい。例えば海綿状のシート上に紙を積
層させた複合素材等を用いることもできる。 上記吸湿性素材のうちの紙は、日本古来の和
紙、具体的にはコウゾ、ミツマタ、ガンピに代表
される非木材繊維である靱皮繊維を紙原料とし
て、バインダーを使用することなく手抄きあるい
は機械抄きにより抄紙されたシートである場合
に、相対湿度の高い空気からの迅速な吸湿と相対
湿度が略零である空気への放湿が好適に満足され
るので特に好ましい。 本発明において上記通気路部材の構成素材とし
ての吸湿性のある紙を使用したのは、概ね相対湿
度100RH％の呼気からの吸湿と、概ね相対湿度
0RH％の外気の吸込みを行なう際の吸気への放
湿が、他の吸湿性素材である織布等に比べ特に好
適に得られる特徴があるからである。かかる関係
を簡単に説明すると、一般に吸湿性素材である紙
が含む水分は、これが接する気体雰囲気中の相対
湿度（RH％）との関係によつて 吸湿率＝（Ｗ−Wo）／Wo×100 （ただしＷは一定湿度下での紙の重量 Woは基準乾燥状態での紙の重量） で表わされる。 したがつて本発明からなる吸湿マスクが使用さ
れる環境下では、マスクの外側の雰囲気である航
空機内の空気の乾燥状態（概ね相対湿度0RH％）
に対し、呼気（概ね相対湿度100RH％）に含ま
れる水分の該外気への放散をできるだけ少なくし
つつ、呼気、吸気の間でのリサイクルを好適に実
現する吸湿性の特性をもつた紙を選択すること
と、この紙の特性（特に吸湿率）に応じて呼気時
および吸気時の空気との接触面積を通気抵抗を考
慮しつつ確保することにより、本発明の目的が実
現される。 吸湿性素材である紙の吸湿率は該紙の種類によ
りそれぞれ異なつていて、一般的には木材繊維を
用いて抄紙した所謂パルプ紙に比べ、靱皮繊維を
用いて抄紙した所謂和紙では高い値として得られ
る。 本発明において靭皮繊維からなるシート状素材
である和紙が特に好ましく選択される理由は、該
靭皮繊維からなる和紙は、上記吸湿及び放湿が平
常の呼吸運動における呼気、吸気の時間長さに対
し短すぎずまた長すぎない概ね一致した比較的短
時間で周囲雰囲気の相対湿度との平衡状態に移行
するヒステリシスを示すため、上記の機内環境で
の呼吸運動時に適した好ましい吸湿、放湿が得ら
れるためである。 本発明において上記ハニカム構造体の延べ表面
積を450cm²以上としているのは、一般的な呼気の
量、及び吸気の量からこれらの気体中に含まれる
水分の吸湿放湿、に必要十分な上記紙の表面積を
確保するためである。上記450cm²以下では呼気に
含まれる水分の吸湿が十分でないために吸気に放
湿させる水分量が少なくなり、結果的に水分の補
給されない外気の吸込み量が多くなつて吸込み空
気の乾燥感を受けることになり易い。また4500cm²
以上であつても呼気中に含まれる水分の絶対量は
限られているし、吸気中の湿度は通常快適湿度と
される概ね40〜60RH％に維持されることが望ま
しいことから、一般的には1000〜3000cm²、好まし
くは1500〜2500cm²程度がよい。 また上記構成において、ハニカム構造体として
通気路部材を構成する吸湿性素材により形成され
る筒状中空の通気路から受ける全通気抵抗（呼吸
の抵抗）は、あまり大きくなると呼吸運動に対す
る障害となり、著しい場合には息苦しさを感ずる
ことになるため、概ね５ミリバール以下、好まし
くは２ミリバール以下となるようにハニカム構造
体を構成させることがよい。 本発明におけるハニカム構造体とは、代表的に
は第９図のａ〜ｎに示したいずれの形式のもので
あつてもよいし、筒状体を束ねたものであつても
よく、要は通気路に面する全表面積と、通気抵抗
とを上述した範囲に設定するに足り、かつ構造上
使用に差支えないものであればよい。 （発明の実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。 第１図及び第２図は本発明よりなる吸湿マスク
の一例をその装着状態で示した図であり、この図
において、１は吸湿マスクの本体を示し、顔面の
外鼻および口唇の前部を覆つて外気から区画され
た小空間５を形成するように設けられている。こ
の小空間は大きくなると呼気の再吸入の比率を増
して吸気中の炭酸ガス濃度が高くなり、息苦しさ
の原因となるので、小空間容積は出来るだけ小さ
いことがよい。 吸湿マスク本体１の左右両側には装着用の取付
けバンド２，２が取付けられている。上記小空間
は本例では20c.c.とした。 上記小空間とハニカム構造の容積を合算した容
積がマスクのデツトスペースとみなされ、滞留し
た呼気が吸気の際に再吸入されえることになる。
したがつてこのデツトスペースはできるだけ小さ
くいする目的から、180c.c.以下、特に好ましくは
50c.c.以下の大きさとすることがよい。 また該吸湿マスク本体１の前部には、ガンピ繊
維を抄紙した和紙を用いて形成されたハニカム構
造体３が組付けられ、そのハニカムの多数の筒状
中空が上記小空間５と外気を通ずる通気路４をな
している。本例におけるハニカム構造体３の通気
路４は、通気抵抗をできるだけ小さくする目的か
らその延設方向を外鼻による空気の通気方向に概
ね一致させて形成されており、また第１図から分
るようにハニカム構造体３は概ね直方体の両端
（外気側に突出した前端と、上記小空間内の後端）
に上記通気路４の両端が開口した構造のものとし
て形成されている。 本例におけるハニカム構造体３は、上述の如く
ガンピ繊維を素材とし機械抄きによりシート状に
抄紙した厚み約0.05mmの和紙を素材として製作さ
れたものであり、これを第３図ａに示したコアの
セルサイズ約0.3cmとなるようにバインダー（水
溶性酢酸ビニルエマルジヨン）で多数枚接着し、
巾約３cm、高さ２cm、長さ４cmの直方体状のハニ
カムとして形成される。なおハニカムの製作は一
枚毎の紙に間欠的にバインダーを塗布し、積層す
る紙のバインダー塗布位置をズラせて第３図ｂに
示す如く貼り合せることによつてハニカムを形成
させる方式で行なつた（使用紙枚数約70枚）。し
たがつてこの第３図ｂに示す方式の本例によるハ
ニカム構造体においては、図の太線で示した一枚
の紙の面の利用率は図の符号１１，１２，１１′，
１２で示される１ピツチｐあたり6/8（ただし面
は片面を１として計算）である。 本例のおけるこのハニカム構造体３の通気路４
に面する全表面積は1800cm²であり、呼吸運動に際
しての通気抵抗は２ミリバール以下であつた。 以上説明した構造の吸湿マスクを用いて、航空
機内における使用時の吸湿、放湿試験を下記によ
り行なつた。 実施例 １ ［試験条件］ 航空機内の空気…相対湿度約0.7RH％ …温度約28℃ （航空機内の空気は、離陸後約19分で相対湿度約
0.7RH％の状態となり、以後高高度飛行の間その
状態に維持された。第４図参照） ［ハニカム構造体の吸湿、放湿測定］ 吸湿、放湿の測定は、第５図に示した如く、導
管６を介してマスク内の空気を測定キヤビテイ７
に導き、該測定キヤビテイ内の湿度をキヤパシタ
ンス変化で測定する湿度測定器８（ヴアイセラ社
製の温、湿度計HMI32）で測定し、これをペン
レコーダ９（日置電機社製の8202型レコーダ）で
記録して行なつた。なおマスク本体内の気圧と大
気圧との差は図示しない微気圧計（米国クローネ
社製のｉ／a7321）で測定しこれを通気抵抗とし
た。 その測定結果を第６図に示した。 第６図から分るように、間欠的に繰返される吸
気の吸気工程中における相対湿度の変動を測定し
た。各山の頂部から頂部の間が一サイクルの呼吸
運動に一致し、山の頂部から谷の間が吸気、の湿
度変動を示している。また谷から次の山の頂部の
間は呼気に相当するが、呼気の湿度は概ね
100RH％として知られているから、記録用紙へ
の入力は行なわなかつた。本例の吸湿マスクを使
用した場合には、呼吸運動の吸気始め時に相対湿
度は60RH％以上の値となり、吸気終り時には相
対湿度は40RH％程度になつている。 比較例 上記実施例１との対比のために、ハニカム構造
体３を取付けずに該当部分を単なる開口としたマ
スク（図示せず）を製作して該開口部分を通過す
る空気の相対湿度変化を測定した。測定条件及び
測定の手法は実施例１と同様にした。 その結果を第７図に示した。この図から分るよ
うに上記ハニカム構造体を取付けない場合には、
呼吸運動に伴なつた吸気中の空気の相対湿度は５
〜10RH％程度の間で変化し、上記本発明例との
相違は明らかであつた。 実施例 ２，３ 上記実施例１に対し、ハニカム構造体を次表の
ものに変更して同様の試験を行なつた。ただしハ
ニカムの構成素材、作製方法は実施例１と同様に
した。測定の結果の吸入初め時と吸入終り時のマ
スク内の相対湿度（RH％）を下記表１に示し
た。

【表】

【表】 実施例 ４〜９ ハニカムの構造を、0.05mmのガンピ繊維を素材
とした抄紙を用いて、 幅 3.5cm 高さ ２cm 長さ ２cm及び４cm 全表面積 735cm² 1470cm² とした以外は実施例１と同様の試験をした。その
結果を下記表２に示す。

【表】 呼吸抵抗はピーク値
以上の結果から、本発明よりなる給湿マスク
は、航空機内の極めて乾燥した環境において優れ
た性能を発揮することが明らかとなつた。 なお本発明は上記した実施例のものに限定され
る趣旨のものでないことは言うまでもない。例え
ば、ハニカム構造体を第８図に示したように前端
側が扇形に広がつた形状、あるいは前端側が若干
狭まつた形状のものとすることもできる。このよ
うな構造のハニカム構造体による場合には、各コ
アに沿つて行なわれる呼気、吸気の流通が自然状
態での呼吸運動に際しての空気の流れと類似して
得られるために、直方体状の場合に比べて流通抵
抗が少なくなるという効果がある他、各コアに均
等に呼気の流通が行なわれることとなつて全体で
の吸湿、放湿が良好に得られるためにハニカム構
造体を小型化するのに適しているという効果もあ
る。 （発明の効果） 以上述べた如く、本発明よりなる航空機内にお
いて使用される給湿マスクは、人の呼吸に際して
の呼気時にその呼気中に含まれる水分を所定の部
材によつて吸収保持させ、一方、吸気時には上記
部材に吸収保持させた水分を、外気として吸込ま
れる乾燥した吸気中に放湿させて吸戻しさせ、こ
のことで該乾燥した空気への給湿を効率よく行な
わせ、吸気による呼吸器の過度の乾燥を防ぐこと
ができるものであり、航空機内における乗客、乗
員の健康のため、あるいは好適な環境維持のため
にその有用性は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図ａは本発明よりなる給湿マスクを使
用した場合の一例の構成概要を示す図、第１図ｂ
はハニカム構造体の一部拡大図、第２図は第１図
の一部側断面図第３図ａはハニカムのコアの形状
を示した図、第３図ｂは実施例において作製され
たハニカムの具体的な構造を説明するための図、
第４図は航空機内の空気の相対湿度の変化を示し
た図、第５図はマスク内の相対湿度を測定する際
の測定構成概要を説明するための図、第６図は第
１図の例のマスクを使用した場合の吸気給湿に関
係した空気の相対湿度の変化を示した図、第７図
は比較例の場合の呼気、吸気に関係した空気の相
対湿度の変化を示した図、第８図は他の実施例の
吸湿マスクの構成概要を示した図第９図ａ〜ｎは
ハニカムのコアの形状例を示した図である。 １：吸湿マスク本体、２：バンド、３：ハニカ
ム構造体、４：通気路、５：小空間６：導管、
７：測定キヤビテイ、８：湿度測定器、９：ペン
レコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも外鼻の前方を覆うように装着され
   て、該外鼻前方に外気から区画した小空間を形成
   させるマスク本体と、該マスク本体の外鼻前方の
   位置に設けられていて、上記小空間と外気とを通
   気可能に接続する通気路部材とを備え、該通気路
   部材は、水分の吸、放湿性を有する吸湿性素材を
   用いて形成したハニカム構造体よりなつていて、
   そのハニカムの多数の筒状空所を上記前方に向け
   て並べることで通気路を形成していることを特徴
   とする航空機内用の給湿マスク。 ２ 上記ハニカム構造体を形成する吸湿性素材
   が、靭皮繊維を用いて抄紙された和紙であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の航空機
   内用の給湿マスク。 ３ 靭皮繊維がコウゾ、ミツマタ、ガンピのいず
   れかであることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の航空機内用の給湿マスク。 ４ 上記ハニカム構造体の通気路の全通気抵抗
   が、５ミリバール以下に設定されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れかに記載の航空機内用の給湿マスク。 ５ 上記ハニカム構造体の筒状空所である通気路
   に面する延べ表面積を450cm²以上としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１ないし第３項のいず
   れかに記載の航空機内用の給湿マスク。