具有向內鼻部區域摺疊部分的高適形呼吸器的製作方法

2023-12-07 06:08:06 3

專利名稱：具有向內鼻部區域摺疊部分的高適形呼吸器的製作方法
具有向內鼻部區域摺疊部分的高適形呼吸器本發明涉及一種平折式過濾面具呼吸器，其在鼻部區域實現緊密的貼合性而無需使用鼻部泡沫。面罩主體在鼻部區域中摺疊，並具有一起提供足夠的可壓縮性和可恢復性以允許實現緊密的貼合性的層。
背景技術：
過濾面具呼吸器(有時稱為「過濾面罩」或簡稱為「過濾面具」)一般被佩戴在人的呼吸通道上，具有兩種常規用途(I)防止雜質或汙染物進入佩戴者的呼吸系統；(2)抑制其他人或物暴露於由佩戴者呼出的病原體和其他汙染物中。在第一種情況下，在空氣中含有對佩戴者有害的粒子的環境中佩戴呼吸器，例如汽車車身修理店中。在第二種情況下，在對其他人或物可能造成汙染的環境中佩戴呼吸器，例如在手術室或潔淨室中。為了滿足上述兩種用途中的任一用途，呼吸器的面罩主體必須能夠與佩戴者面部 保持緊密的貼合性。已知的面罩主體多數能在臉頰和下顎上匹配人的面部輪廓。然而，在鼻部區域內的輪廓中存在複雜的變化，這使得更難以實現緊密的貼合性。不能獲得緊密的貼合性會產生問題，因為空氣可以不穿過過濾介質就進出呼吸器內部。如果出現這種情況，汙染物可進入佩戴者的呼吸道，或者其他人員或物體可能會暴露在佩戴者呼出的汙染物中。此外，當呼出物在鼻部區域上方從呼吸器內部排出時，佩戴者的眼鏡會變得模糊不清。被霧氣遮蓋的眼鏡肯定會更加影響佩戴者的視野，並對佩戴者和他人造成不安全的條件。鼻部泡沫已被用於呼吸器上，以幫助在佩戴者的鼻部上實現緊密的貼合性。鼻部泡沫還用於提高佩戴者舒適度。傳統鼻部泡沫的形式通常為可壓縮泡沫條(參見(例如)美國專利6，923，182,5, 765，556和美國已公布的專利申請2005/0211251)。已知鼻部泡沫被設計為中部各側較寬(參見(例如)美國專利3，974，829和4，037，593)。鼻部泡沫還與適形鼻夾結合使用以獲得緊密的貼合性(參見(例如)美國專利5，558，089、5，307，796、4，600，002,3, 603，315 以及 Des. 412，573 和英國專利 GB 2，103，491)。儘管已知的鼻部泡沫能夠幫助在佩戴者的鼻部上方提供緊密的貼合性，但是在呼吸器上使用鼻部泡沫需要製造附加部件並且需要額外的工序來將該部件置於面罩主體的正確位置。對另外的部件和工序的需求增加了呼吸器製造成本。

發明內容
本發明提供一種新的平折式過濾面具。所述呼吸器包括帶具和面罩主體，其中所述面罩主體包含過濾結構，所述過濾結構包括覆蓋織物和過濾層。所述過濾層包含帶電荷的微纖維。所述過濾結構在所述面罩主體的鼻部區域中摺疊於其自身上以具有至少I釐米寬的寬度W，並且沿大致直線橫跨所述面罩主體的上周邊延伸。當根據下面示出的「撓曲和可恢復性測試」測試時，摺疊的過濾結構在鼻部區域中具有大於O. 5毫米(mm)的撓曲，並具有至少40%的可恢復性。本發明的有益效果在於其允許在呼吸器的鼻部區域中實現緊密的貼合性，而無需將鼻部泡沫附接到面罩主體的這一區域。申請人發現，當面罩主體本身摺疊，並且使用覆蓋織物和過濾層的正確組合以使得摺疊結構在鼻部區域中具有大於O. 5毫米的撓曲和至少40%的可恢復性時，可在鼻部上方實現充分密封，而無需使用鼻部泡沫。當摺疊時具有這些特性的過濾結構可使面罩主體能夠滿足政府性能(governmental performance)要求。術語表下文說明的術語具有以下含義「氣溶膠」是指含有固態和/或液態懸浮顆粒的氣體；「中部」為鼻部泡沫的中心部分，該部分在佩戴者鼻梁或鼻 子頂部上方延伸；「潔淨空氣」是指已濾除汙染物的一定體積的大氣環境空氣；「包含(或含有)」意指其如專利術語中的標準的定義，一般來講是與「包括」、「具有」或「包含」同義的開放式術語。雖然「包含」、「包括」、「具有」和「含有」以及它們的變形為常用的開放式術語，但本發明還可使用較封閉的術語來描述，例如「基本由組成」，其為半開放式術語，因為其僅排除在用於其要達到的功能時那些可能對呼吸器的性能具有有害作用的物或元件；「汙染物」是指粒子(包括粉塵、薄霧和煙霧)和/或通常可能不視為粒子(如有機蒸氣等)、但可能懸浮在空氣(包括呼出氣流中的空氣)中的其它物質；「可壓縮」是指響應於置於其上的壓力或力，可檢測到明顯的體積減小；「橫跨維度」為戴上呼吸器時橫跨佩戴者鼻部延伸的維度；其與面罩主體中摺疊部分的「縱向」維度同義；「呼氣閥」是指設計用在呼吸器上以響應呼出空氣的壓力或力而單向打開的閥門；「呼出空氣」為呼吸器佩戴者呼出的空氣；「外部氣體空間」是指呼出的氣體在穿過且超出面罩主體和/或呼氣閥之後進入的環境大氣的氣體空間；「外表面」是指位於外部的表面；「過濾介質」是指透氣的結構，該結構設計成移除穿過它的空氣中的汙染物；「過濾面具」是指面罩主體本身過濾空氣，這與使用可附接的濾筒來過濾空氣相反；「平折」是指呼吸器能夠平坦摺疊以便於儲存以及打開使用；「帶具」是指有助於在佩戴者面部上支撐面罩主體的結構或部件的組合；「集成」是指同時製成；「內部氣體空間」是指面罩主體與人的面部之間的空間；「內表面」是指位於內部的表面；「縱向維度」是指摺疊部分(佩戴面罩時橫跨佩戴者的鼻梁延伸)的長度(長軸)方向；「面罩主體」是指透氣的結構，其至少可貼合在人的鼻和口上，並幫助限定與外部氣體空間分隔的內部氣體空間；「記憶」是指變形力停止後，變形部分具有恢復其先前形狀的傾向；「鼻夾」是指機械器件(而不是鼻部泡沫)，該器件適於在面罩主體上使用，以改善至少圍繞佩戴者的鼻部的密封；「鼻部泡沫」是指多孔材料，其與面罩主體的過濾結構非一體，適於置於面罩主體的內部以在佩戴呼吸器時改善鼻部上方的貼合性和/或佩戴者舒適度；「鼻部區域」是指佩戴呼吸器時位於人的鼻部上方的面罩主體部分；「顆粒」表示能懸浮在空氣中的任何液體和/或固體物質，例如塵、霧、煙、病原體、細菌、病毒、粘液、唾液和血液等；「聚合物」是指含有規則或不規則排列的重複化學單元的物質；「聚合物」和「塑料」均表示主要包含一種或多種聚合物並且也可以包含其他成分的材料；「多孔的」是指一定體積的實心材料和一定體積的空隙的混合物；「部分」是指較大物的一部分； 「呼吸器」是指由人佩戴的一種裝置，以便在空氣進入人的呼吸系統前對空氣進行過濾；「緊密的貼合性」或「緊密地貼合」是指(在面罩主體和佩戴者的面部之間)提供基本上氣密的(或大體上不漏的)貼合； 「橫向維度」是指與縱向維度成直角延伸的維度。


圖I是根據本發明的平折式過濾面具呼吸器10的局部剖開透視後視圖，示出鼻部區域32的橫截面；圖2是圖I所示呼吸器10的局部剖開左側視圖；圖3是處於摺疊條件的呼吸器10的局部剖開仰視圖；圖4是根據本發明的面罩主體的鼻部區域中的摺疊部分44的可供選擇的實施例的橫截面圖；圖5是可結合本發明使用的示例性過濾結構16的橫截面；和圖6是針對實例部分中描述的本發明樣品與比較樣品產生的示例性壓力/距離曲線。
具體實施例方式圖I和圖2示出示例性平折式過濾面具呼吸器10，其處於打開條件以便於置於佩戴者的面部上。呼吸器10可用於提供潔淨空氣以便於佩戴者呼吸。如圖所示，過濾面具呼吸器10包括面罩主體12和帶具14。面罩主體12具有過濾結構16，吸入的空氣在進入佩戴者的呼吸系統之前必須穿過該過濾結構。過濾結構16移除來自周圍環境的汙染物，以使得佩戴者呼吸潔淨空氣。面罩主體12包括頂部18和底部20。頂部18和底部20通過橫跨面罩主體12的中部縱向延伸的分界線22來分隔。所述分界線可由摺疊線、粘合線、焊接線、接縫線或此類線的組合形成。面罩主體12還包括具有上區段24a和下區段24b的周邊23。帶具14具有帶子26，其被釘到拉袢28a和28b。鼻夾30可設置在面罩主體12上其外表面的頂部18上或覆蓋織物下方。鼻夾30沿著周邊23的上區段24a設置在鼻部區域32中。如圖的剖開橫截面所示，在面罩主體12的鼻部區域32中，過濾結構16在其自身上摺疊。在摺疊條件下，摺疊的過濾結構16具有大於O. 5毫米的撓曲，並具有至少40%的可恢復性。更具體地講，撓曲大於O. 8毫米，可恢復性為至少50%。在更優選的實施例中，撓曲大於O. 9毫米，可恢復性為至少約55%。摺疊的面罩主體的撓曲和可恢復性可根據下面的實例部分中所示出的「撓曲和可恢復性測試」來確定。圖3示出呼吸面罩10，其處於摺疊條件以便於儲存。面罩主體12的底部沿著線38剖開。周邊23的摺疊部分具有周邊邊緣40，其從面罩主體的第一側面42向第二側面44沿大致直線延伸。第二平行內部邊緣線43類似地從第一側面42向第二側面44沿直線延伸。摺疊部分34的寬度W為約I釐米(cm)或更寬。更優選地，摺疊部分的寬度為I至3釐米，更典型地，I. 2至2. O釐米。摺疊部分在縱向維度上從側面42向側面44延伸約10至35釐米，更典型地，約15至30釐米。圖4示出摺疊部分44的可供選擇的實施例。在該實施例中，摺疊部分44具有S形，而非圖I和圖2所示的U形。當鼻部區域32中需要附加緩衝時，或者當過濾結構本身不夠厚或膨鬆有彈性時，S形摺疊部分可能是可取的。如果需要，摺疊部分還可採用W形摺疊部分。然而，如下面的實例示出的，U形摺疊部分可能足以在面罩主體的鼻部區域中實現緊 密的貼合性以滿足本發明。摺疊部分的厚度(T)通常為約I至5毫米，更典型地，為約I. 5至3毫米。圖5示出過濾結構16可包括一個或多個非織造纖維材料層，例如內覆蓋織物48、外覆蓋織物50和過濾層52。內和外覆蓋織物48和50可提供用於保護過濾層52並防止過濾層52中的纖維變鬆散並進入面罩內部。在使用呼吸器期間，空氣在進入面罩內部之前依次穿過層50、52和48。然後，佩戴者可吸入面罩內部氣體空間內的空氣。當佩戴者呼氣時，空氣沿相反的方向依次穿過層48、52和50。作為另外一種選擇，可在面罩主體上設置呼氣閥(未示出)以允許呼出空氣從內部氣體空間快速清除以進入外部氣體空間，而不穿過過濾結構16。通常，應選擇可提供舒適感(特別是在與佩戴者面部接觸的過濾結構的側面上提供舒適感)的非織造材料來製成覆蓋織物48和50。可與過濾結構結合使用的多種過濾層和覆蓋織物的構造將在下文中更詳細地描述。為了提高佩戴者貼合性和舒適度，可將彈性體面密封件固定到過濾結構16的周邊。當戴上呼吸器時，此類面密封件可向內徑向延伸以接觸佩戴者的面部。面密封件的實例在在以下專利中有所描述美國專利6，568，392 (授予 Bostock 等人)、5，617, 849 (授予 Springett 等人)、4，600, 002 (授予 Maryyanek 等人)；和加拿大專利1，296，487 (授予Yard)。結合本發明使用的面罩主體可採用多種不同的形狀和構造。儘管示出的過濾結構具有包括過濾層和兩個覆蓋織物的多個層，但過濾結構可僅包括過濾層的組合或過濾層和覆蓋織物的組合。例如，可在更精選的下遊過濾層的上遊設置預過濾層。另外，可將諸如活性炭的吸附性材料設置在纖維和/或包括過濾結構的各種層之間，但鼻部區域可不存在這樣的吸附性材料，以不損害所需緊密的貼合性。而且，還可將單獨的微粒過濾層結合吸附層使用，以提供對微粒和蒸氣兩者的過濾。過濾結構可包括在使用過程中有助於提供杯形構型的一個或多個加強層。過濾結構也可具有有助於其結構完整性的一條或多條水平和/或垂直分界線。用於本發明面罩主體的過濾結構可為粒子捕集型過濾器或氣體和蒸氣型過濾器的結構。過濾結構也可以為抑制液體從過濾層的一側轉移到另一側的阻擋層，以抑制(例如)液體氣溶膠或液體(如血液)飛濺滲透過濾層。根據應用需求，可以使用多層類似或相異的過濾介質，以構造本發明的過濾結構。可以在本發明的分層面罩主體中有利地利用的過濾器一般來講具有低壓降(例如在13. 8釐米每秒的面速度下為小於約195至295帕斯卡)，以最小化面罩佩戴者的呼吸工作量。另外，過濾層為柔性的並具有足夠的抗剪強度，從而它們在預期的使用條件下一般都會保持其結構。粒子捕集過濾器的實例包括一個或多個精細無機纖維(例如玻璃纖維)織物或聚合物合成纖維織物。合成纖維織物可以包括由例如熔吹工藝製成的駐極體充電的聚合微纖維。由已充電的聚丙烯形成的聚烯烴微纖維特別適用於粒子捕集應用。通常對過濾層進行挑選，以實現所需的過濾效果。一般來講，過濾層將從由其穿過的氣流中移除高百分比的粒子和/或其他汙染物。對於纖維過濾層而言，根據將要過濾掉的物質種類選擇纖維，並且通常對纖維進行選擇，以使得在製造操作過程中它們不粘合在一起。如所指出的那樣，過濾層可以具有多種形狀和形式，並且其厚度通常為約O. 2毫米(mm)至I釐米(cm)，更通常約O. 3毫米至O. 5釐米；它可以是大致為平面的織物，也可以是波紋狀的，從而得到擴大的表面積，參見(例如)授予Braun等人的美國專利5，804, 295和5，656，368。過濾層還可以包括用粘結劑或任何其他方式接合在一起的多個過濾層。已知的(或隨後開發的)用於形成過濾層的大致任何合適的材料都可以用作過濾材料。熔吹纖維 織物，例如在 Wente、Van A.的 Superfine Thermoplastic Fibers, 48Indus. Engn. Chem.,1342et seq. (1956)(超細熱塑性纖維，工業與工程化學，第1342頁及後續頁等(1956年))中所述，特別是以永久帶電(駐極體)的形式存在時是特別可用的(參見(例如)授予Kubik等人的美國專利No. 4，215，682)。這些熔噴纖維可以是有效纖維直徑為小於約20微米(μ m)的微纖維(稱為「吹塑微纖維」，簡稱BMF)，通常為約I至12 μ m的微纖維。有效纖維直徑可根據以下文獻測定Davies, C. N.，The Separation OfAirborne Dust Particles,Institution Of Mechanical Engineers, London, Proceedings IB,1952 (Davies, C. N.,「空氣攜帶的灰塵和粒子的分離」，倫敦機械工程師學會，論文集1B，1952年)。特別優選的是如下BMF織物，所述BMF織物包含由聚丙烯、聚(4-甲基-I-戊烯)、以及它們的組合形成的纖維。如在van Turnhout的美國專利Re. 31，285中教導的帶電荷的原纖化膜的纖維、以及松香羊毛纖維織物和玻璃纖維織物或溶液吹塑織物、或靜電噴塗纖維織物(特別是以微纖維的形式)也可為合適的。可以通過讓纖維接觸水來將電荷施加給纖維，如以下美國專利中所公開的那樣6，824，718,授予Eitzman等人；6，783，574,授予Angadjivand等人；6，743, 464,授予 Insley 等人；6，454, 986 和 6, 406, 657,均授予 Eitzman 等人；以及6，375, 886和5，496, 507,均授予Angadjivand等人。可以通過以下方法將電荷施加給纖維，如以下美國專利中所公開的那樣電暈充電法，4，588，537，授予Klasse等人；或摩擦充電法，4，798，850，授予Brown。此外，可以將添加劑包含在纖維中，以增強通過水充電法製備的纖維織物的過濾性能(參見授予Rousseau等人的美國專利5，908, 598)。尤其可以將氟原子設置在過濾層中的纖維表面上，以改善油霧環境中的過濾性能，參見授予Jones等人的美國專利6，398，847BU6, 397，458B1和6，409，806B1。駐極體BMF過濾層的典型基重為約10-100克/平方米(g/m2)。根據(例如)授予Angadjivand等人的』 507專利中所述的技術進行充電並且包括在授予Jones等人的專利中提到的氟原子時，基重可以分別為約20至40g/m2 和約 10 至 30g/m2。可使用內覆蓋織物，從而得到用於接觸佩戴者的面部的平滑表面，並且可使用外覆蓋織物，以收集面罩主體中的鬆散纖維或獲得美觀效果。雖然覆蓋織物通常不對過濾結構提供任何實質的過濾有益效果，但是當設置在過濾層的外部(或上遊)時，其可用作預過濾器。為了獲得適當程度的舒適性，內覆蓋織物優選地具有較低的基重，並由較精細的纖維形成。更具體地講，可以將覆蓋織物製成具有約5至50g/m2 (通常為10至30g/m2)的基重，並且纖維可以小於3. 5纖度(通常小於2纖度、更通常小於I纖度，但大於O. I纖度)。在覆蓋織物中使用的纖維的平均纖維直徑通常為約5微米至24微米，通常約7微米至18微米，更通常約8微米至12微米。覆蓋織物材料可以具有一定程度的彈性(斷裂時通常、但不一定是100%至200%)，並且可塑性變形。合適的覆蓋織物材料可以為吹塑微纖維(BMF)材料，特別是聚烯烴BMF材料，例如聚丙烯BMF材料(包括聚丙烯共混物，也包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。製備用於覆蓋織物的BMF材料的合適工藝在授予Sabee等人的美國專利4，013, 816中有所描述。可以通過將纖維收集在光滑表面(通常為表面光滑的筒或旋轉收集器)上來形成織物。參見授予Berrigan等人的美國專利6，492，286。也可以使用紡粘纖維。 典型的覆蓋織物可以由包含的聚丙烯重量比為50%或更多的聚丙烯或聚丙烯/聚烯烴混合物製成。已經發現，這些材料能夠給佩戴者提供高度的柔軟性和舒適性，並當過濾材料為聚丙烯BMF材料時，能夠在層之間不需要粘合劑的情況下保持固定到過濾材料。適合於在覆蓋織物中使用的聚烯烴材料可包括(例如)單一聚丙烯、兩種聚丙烯的共混物和聚丙烯與聚乙烯的共混物、聚丙烯與聚4-甲基-I-戊烯的共混物、和/或聚丙烯與聚丁烯的共混物。用於覆蓋織物的纖維的一個實例是由得自埃克森美孚公司(ExxonCorporation)的聚丙烯樹脂「Escorene 3505G」製成的聚丙烯BMF，其提供的基重為約25g/m2，纖度為在O. 2至3. I的範圍內(100根纖維的平均測量值為約O. 8)。另一種合適的纖維為聚丙烯/聚乙烯BMF (由包含85%的樹脂「Escorene 3505G」和15%的乙烯/ α -烯烴共聚物「Exact 4023」(也得自埃克森美孚公司)的混合物製備)，所述聚丙烯/聚乙烯BMF提供的基重為約25g/m2並且平均纖度為約O. 8。合適的紡粘材料以商品名「Corosoft Plus20」、「Corosoft Classic 20」和「Corovin PP-S-14」得自德國派i內的科羅溫公司(Corovin GmbHof Peine, Germany),並且梳理成網的聚丙烯/粘膠纖維材料以商品名「370/15」得自芬蘭的 J. W.索米寧公司(J. ff. Suominen OY ofNakila, Finland)。本發明中所使用的覆蓋織物優選地在處理之後具有很少的從織物表面突出的纖維，因此具有平滑的外表面。可以在本發明中使用的覆蓋織物的實例公開於(例如)授予Angadjivand的美國專利6, 041, 782、授予Bostock等人的美國專利6, 123, 077和Bostock等人的WO 96/28216A中。帶具中所用的帶子可以由多種材料製成，例如熱固性橡膠、熱塑性彈性體、編織或針織的紗線/橡膠組合、非彈性編織成分等等。帶子可以由彈性材料製成，例如彈性編織材料。帶子優選地能夠伸長的長度為大於其總長度的兩倍，並能夠恢復其鬆弛狀態。帶子的長度也可增加到其鬆弛狀態長度的三倍或四倍，當張力移除時可恢復到其初始狀態而不會對其有任何損壞。因此，彈性極限優選地為不小於帶子處於其鬆弛狀態時的長度的二倍、三倍或四倍。通常，帶子長為約20至30釐米、寬為3至10毫米、厚為約O. 9至I. 5毫米。帶子可作為連續的帶子從第一拉袢延伸至第二拉袢，或帶子可以具有多個部分，這些部分可用其他扣件或扣環進一步接合在一起。例如，帶子可以具有用扣件接合在一起的第一部分和第二部分，當從佩戴者面部移除面罩主體時，能夠快速將扣件解開。可結合本發明使用的帶子的實例示於授予Xue等人的美國專利6，332，465中。可用於將帶子的一個或多個部分接合在一起的緊固或扣緊裝置示於(例如)以下美國專利中6，062，221，授予Brostrom等人；5，237，986，授予 Seppala ;以及 EPl, 495，785A1，授予 Chien0如所指出的那樣，可以將呼氣閥附接到面罩主體上，以便於清除從內部氣體空間呼出的空氣。使用呼氣閥可以快速清除從面罩內部呼出的溼熱空氣，從而提高佩戴者的舒適度。參見(例如)授予Martin等人的美國專利7，188，622、7，028，689和7，013，895 ;授予Japuntich 等人的 7，428，903,7, 311，104,7, 117，868,6, 854，463,6, 843，248 和 5，325，892 ；授予Mittelstadt等人的6，883, 518 ；以及授予Bowers的RE37, 974。大致任何提供合適壓降和可適當地固定到面罩主體的呼氣閥都可以結合本發明使用，以迅速地將來自內部氣體空間的呼出空氣遞送到外部氣體空間。SM撓曲和可恢復性測試 開發出一種測試方法來測量平折式過濾面具呼吸器中的各種鼻部密封結構的可壓縮性。為了以相關方式理解呼吸器鼻部密封結構的性能，使用呼吸器佩戴者可接受的壓縮力範圍。對皮膚施加超過動脈毛細管壓力的壓力可導致疼痛和組織損傷(Lyder，C.H. , Pressure Ulcer Prevention andManagement(禪瘡預防和管理)，JAMA,2003,289:223-226) ο通常，人的皮膚的動脈毛細管壓力介於2. 7和5. 4千帕(kPa)之間。對於撓曲測試，用2. 5kPa的最大壓力壓縮樣品。用TA. XTPlus 紋理分析儀(紐約斯卡斯代爾的紋理技術公司(TextureTechnologies Corp, Scardsale, NY))測試呼吸器密封構造的樣品。將由招構造的測試固定裝置(具有51毫米長X 10毫米寬的平坦矩形工作面)附接到紋理分析儀的夾頭。將呼吸器鼻部區域構造的樣品(大約70毫米長X 15毫米寬)置於固定裝置的工作面和平坦鋁基板之間。樣品被設置為使得其在測試固定裝置的工作面下方保持居中，並取向為使樣品的長邊與測試固定裝置工作面的長邊對齊。在分析之前，通過裁切覆蓋織物的外層來移除可延展鼻夾。利用Texture Exponent 32 軟體(紐約斯卡斯代爾的紋理技術公司)來控制紋理分析儀。從測試固定裝置和基板之間的10毫米起始距離，以O. 2mm/s的速度通過測試固定裝置來壓縮樣品，直到達到2. 5kPa的壓縮力。然後，以O. 2mm/s的速度使夾頭返回距基板10毫米的起始位置。利用Texture Exponent 32 軟體,確定在O. 5kPa與2. 5kPa的壓縮力之間，在測試的壓縮部分期間樣品的撓曲。通過計算壓力/距離曲線下方的面積來確定能。還確定在測試的壓縮部分期間使樣品撓曲所需的壓縮能以及在測試的返回部分期間恢復的能。通過將恢復能除以壓縮能，並將結果分數表示為百分比來確定％恢復。圖6示出按照撓曲和可恢復性測試時，針對本發明樣品產生的典型的壓力/距離曲線。示出的曲線是在測試的壓縮部分期間壓縮樣品時以及在測試的返回部分期間樣品恢復時，獲得的壓力測量值的圖線。被定義為「壓縮能」的面積這樣獲得計算在達到O. 5kPa壓力的距離至達到2. 5kPa壓力的距離之間，壓力/距離曲線的壓縮部分下方的面積。被定義為「恢復能」的面積這樣獲得計算在曲線的壓縮部分上達到O. 5kPa壓力的距離至壓力/距離曲線上達到2. 5kPa壓力的距離之間，壓力/距離曲線的返回部分下方的面積。比較樣品I
獲得設計類似於圖1-3中所示呼吸器的五褶平折式過濾面具呼吸器，但在鼻部區域的面罩主體中沒有摺疊部分。過濾結構由設置在兩層聚丙烯紡粘覆蓋織物之間的一層聚丙烯熔噴駐極體過濾介質構成。過濾層的厚度為I. 2毫米，基重為68g/m2，有效纖維直徑(EFD)為7微米(μ m)。所使用的覆蓋織物具有34gsm的基重，並可購自喬治亞州蓋恩斯維爾的ATEX技術公司(ATEX Technologies, Inc. (Gainesville, GA))。利用剃刀從各呼吸器的鼻部密封區域切割撓曲和可恢復性測試的樣品。按照撓曲和可恢復性測試分析各切割樣品。結果示於下表I中。實例I 使用設計類似於圖1-3中所示呼吸器的五褶平折式過濾面具呼吸器。過濾結構由與比較例I相同的過濾和覆蓋織物層構成。呼吸器的鼻部密封區域的結構如圖1-3所示。位於呼吸器的頂部密封邊緣上的呼吸器主體層合物延伸部朝著呼吸器的內部摺疊。按照撓曲和可恢復性測試分析樣品。結果示於下表I中。 實例2 使用設計類似於圖中所示呼吸器的五褶平折式過濾面具呼吸器。過濾結構與比較例I中所述相同。呼吸器的鼻部密封區域的結構摺疊成圖4所示的S形構型。按照撓曲和可恢復性測試分析樣品。結果示於下表I中。M I撓曲和可恢復性測試的結果
權利要求
1.一種平折式過濾面具呼吸器，包括 (a)帶具；和 (b)不含鼻部泡沫的面罩主體，其包括過濾結構，所述過濾結構包含(i)覆蓋織物和( )過濾層，所述過濾層包含帶電荷的微纖維，所述過濾結構在所述面罩主體的鼻部區域中摺疊於其自身上以形成重疊的摺疊部分，所述摺疊部分的寬度W為I釐米或更寬，並且當所述呼吸器處於摺疊狀態時沿大致直線橫跨所述面罩主體的上周邊延伸，當按照撓曲和可恢復性測試進行測試時，所述摺疊的過濾結構具有大於O. 5毫米的撓曲，並具有至少40%的可恢復性。
2.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述過濾層位於第一覆蓋織物和第二覆蓋織物之間。
3.根據權利要求2所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊的過濾結構的厚度 (T)為約I至5毫米。
4.根據權利要求2所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊的過濾結構的厚度(T)為約I. 5至3毫米。
5.根據權利要求3所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分的寬度(W)為I至3釐米。
6.根據權利要求4所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分的寬度(W)為I.2至2釐米。
7.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分沿大致直線延伸10至35釐米。
8.根據權利要求7所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述面罩主體的所述摺疊部分提供沿平行於第二內部邊緣的大致直線延伸的周邊邊緣。
9.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分沿大致直線延伸15至30釐米。
10.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分的橫截面為U形。
11.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分的橫截面為S形。
12.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述摺疊部分的橫截面為W形。
13.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述面罩主體在所述鼻部區域中包括鼻夾。
14.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述撓曲大於O.8，所述可恢復性為至少50%。
15.根據權利要求I所述的平折式過濾面具呼吸器，其中所述撓曲大於O.9，所述可恢復性為至少55%。
全文摘要
本發明涉及一種平折式過濾面具呼吸器(10)，其包括面罩主體(12)和帶具(14)。面罩主體(12)包括過濾結構(16)，所述過濾結構包含覆蓋織物(48)、(50)和過濾層(52)，所述過濾層包含帶電荷的微纖維。過濾結構(16)在面罩主體(12)的鼻部區域(32)中摺疊於其自身上達至少1釐米或更寬，並且當呼吸器處於摺疊狀態時沿大致直線橫跨面罩主體的上周邊延伸。過濾結構(16)在摺疊狀態下具有大於約0.5毫米的撓曲並具有至少40%的可恢復性。具有這一構造的面罩主體的有益效果在於其無需使用鼻部泡沫來在鼻部上方獲得緊密的貼合性。
文檔編號A62B18/02GK102958570SQ201180028938
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月14日 優先權日2010年6月25日
發明者菲利普·D·艾茨曼, 迪安·R·達菲 申請人:3M創新有限公司