具有動(dòng)態(tài)支承結(jié)構(gòu)和褶狀過(guò)濾結(jié)構(gòu)的呼吸器的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是2008年7月14日提交、發(fā)明名稱為"具有動(dòng)態(tài)支承結(jié)構(gòu)和褶狀過(guò)濾結(jié)構(gòu) 的呼吸器"、申請(qǐng)?zhí)枮?00880111714. 2 (國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2008/069928)的發(fā)明專利申 請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及過(guò)濾式面罩呼吸器，該呼吸器能在縱向上伸展或收縮以適應(yīng)佩戴者頜 部的運(yùn)動(dòng)。該呼吸器的伸展是通過(guò)在面罩主體中采用可移動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)結(jié)合褶狀過(guò)濾結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)的。
【背景技術(shù)】
[0003] 呼吸器通常佩戴于人的呼吸通道上，用于實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)常見目的中的至少一個(gè)： (1)防止雜質(zhì)或污染物進(jìn)入佩戴者的呼吸道；以及（2)保護(hù)其他人或物不暴露于佩戴者呼 出的病原體和其他污染物。在第一種情況下，在空氣中存在對(duì)佩戴者有害的顆粒的環(huán)境中 佩戴呼吸器，例如汽車車身修理店。在第二種情況下，在對(duì)其他人或物可能造成污染的環(huán)境 中佩戴呼吸器，例如手術(shù)室或潔凈室。
[0004] 一些呼吸器被歸為"過(guò)濾式面罩"，因?yàn)槠涿嬲种黧w本身可用作過(guò)濾裝置。與使用 結(jié)合了可連接的濾筒（參見（例如）授予Yuschak等人的美國(guó)專利RE39,493)或嵌件成型 過(guò)濾元件（參見（例如）授予Braun的美國(guó)專利4, 790, 306)的橡膠或彈性體面罩主體的 呼吸器不同，過(guò)濾式面罩呼吸器的整個(gè)面罩主體的大部分由過(guò)濾介質(zhì)構(gòu)成，使得無(wú)需安裝 或更換濾筒。因此，過(guò)濾式面罩呼吸器重量相對(duì)較輕并且易于使用。
[0005] 過(guò)濾式面罩呼吸器通常屬于以下兩類呼吸器的一類，即成形呼吸器和折疊放平呼 吸器。
[0006] 成形呼吸器差不多被永久性成型為所需的適應(yīng)面部的構(gòu)型，并且在存儲(chǔ)和使用 期間通常保持這種構(gòu)型。成形過(guò)濾式面罩呼吸器通常包括模制的支承性外殼結(jié)構(gòu)（通常 稱為"成形層"），該支承性外殼結(jié)構(gòu)一般是由熱粘合纖維或多孔塑料網(wǎng)制成。成形層主要 被設(shè)計(jì)成為過(guò)濾層提供支承。相對(duì)于過(guò)濾層，成形層可存在于面罩的內(nèi)部上（靠近佩戴者 的面部），或者可存在于面罩的外部上，或同時(shí)存在于內(nèi)部和外部上。公開了支承過(guò)濾層 的成形層的專利例子包括授予Berg的美國(guó)專利4, 536, 440、授予Dyrud等人的美國(guó)專利 4, 807, 619、授予Skov的美國(guó)專利4, 850, 347和授予Huber等人的美國(guó)專利Des. 285, 374。
[0007] 在已知的成形過(guò)濾式面罩呼吸器中，過(guò)濾層一般都通過(guò)纏結(jié)在層之間界面處的纖 維或通過(guò)將纖維粘合到成形層而連接到成形層。作為另外一種選擇，可以使用合適的粘合 劑（參見授予Angadjivand等人的美國(guó)專利6, 923, 182和6, 041，782)將過(guò)濾層粘合到成 形層外殼的整個(gè)內(nèi)表面上。還可以在面罩主體的周邊焊接已知的過(guò)濾式面罩呼吸器，以將 組裝層結(jié)合到一起。
[0008] 與成形呼吸器不同，折疊放平呼吸器是放平存放，但其包括接縫、褶縐和/或折 線，使得其面罩主體在打開后呈適合使用的杯狀構(gòu)型。折疊放平過(guò)濾式面罩呼吸器的例 子在授予Bostock等人的美國(guó)專利6, 568, 392和6, 484, 722以及授予Chen的美國(guó)專利 6, 394, 090中示出。一些市售的褶狀呼吸器被設(shè)計(jì)為具有褶狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)把這種呼吸器放置在 佩戴者的面部上時(shí)，其褶狀結(jié)構(gòu)可以打開或擴(kuò)展。這些已知的褶狀產(chǎn)品通常不使用支承結(jié) 構(gòu)來(lái)限定呼吸器面罩主體的形狀。另外，已知的市售褶狀呼吸器一般沒有針對(duì)佩戴者的面 部采用分隔式佩戴設(shè)計(jì)，并且無(wú)法沿其周邊與佩戴者的臉部緊密貼合。這類褶狀呼吸器主 要用在可能對(duì)其他人或物造成污染的環(huán)境中。在這些工作環(huán)境中，佩戴者可能接觸到的雜 質(zhì)或污染物實(shí)際上往往是很短暫的，例如飛濺的液體。因此，呼吸器構(gòu)造時(shí)不再采用能沿其 周邊提供與佩戴者面部緊密貼合，并且提供與佩戴者面部分隔的杯狀氣室的支承結(jié)構(gòu)。褶 狀過(guò)濾式面罩的例子在以下美國(guó)專利文檔中示出：授予Jensen的7, 036, 507、授予Wolfe 的 6, 474, 336、授予White的 4, 248, 220、授予Parker的 4, 300, 549、授予Spence等人的 2006/0130841 以及授予Chang的 2005/0096524。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 如上所述，設(shè)計(jì)過(guò)濾式面罩呼吸器領(lǐng)域的技術(shù)人員已開發(fā)了在預(yù)成形面罩主體中 支承過(guò)濾層的多種方法。然而，目前設(shè)計(jì)的面罩主體通常為無(wú)法適應(yīng)佩戴者頜部運(yùn)動(dòng)的非 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。呼吸器佩戴者在工作時(shí)通常需要與其同事交談。在交談時(shí)發(fā)生的頜部運(yùn)動(dòng)能導(dǎo) 致面罩主體在佩戴者面部上發(fā)生位移。當(dāng)呼吸器在佩戴者面部上從其所需位置發(fā)生位移 時(shí)，可能為污染空氣未經(jīng)過(guò)濾地進(jìn)入面罩內(nèi)部創(chuàng)造機(jī)會(huì)。此外，張開頜部往往會(huì)把面罩主體 向下拉，從而夾緊鼻部。因此，常規(guī)呼吸器的非動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)可能會(huì)對(duì)佩戴者產(chǎn)生不舒適感。
[0010] 本發(fā)明解決了以下需求：提供可動(dòng)態(tài)適應(yīng)佩戴者頜部運(yùn)動(dòng)的成形過(guò)濾式面罩呼吸 器，使得呼吸器在使用期間可保持對(duì)佩戴者面部相稱而舒適的貼合。在這種情況下，本發(fā)明 可提供過(guò)濾式面罩呼吸器，其包括的面罩主體由以下部分構(gòu)成：(a)支承結(jié)構(gòu)，其包括能夠 在縱向上彼此相向或相背運(yùn)動(dòng)的第一和第二橫向延伸構(gòu)件；(b)過(guò)濾結(jié)構(gòu)，其包括：（i)過(guò) 濾層；和（ii)褶縐；其中，褶縐使該過(guò)濾結(jié)構(gòu)能夠在第一和第二橫向延伸構(gòu)件彼此相向或 相背運(yùn)動(dòng)時(shí)分別進(jìn)行收縮和伸展。
[0011] 如上所述，常規(guī)成形過(guò)濾式面罩呼吸器的面罩主體通常使用包括熱粘合纖維的非 織造纖維網(wǎng)或多孔塑料網(wǎng)的支承結(jié)構(gòu)來(lái)支承過(guò)濾層。這些常規(guī)支承結(jié)構(gòu)無(wú)法動(dòng)態(tài)響應(yīng)佩戴 者的頜部運(yùn)動(dòng)。采用包括第一和第二橫向延伸構(gòu)件的支承結(jié)構(gòu)以及包括褶縐（當(dāng)支承結(jié)構(gòu) 的第一和第二橫向延伸構(gòu)件彼此相背運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能夠進(jìn)行伸展）的過(guò)濾結(jié)構(gòu)后，面罩主體 便能沿縱向伸展，從而更好地適應(yīng)佩戴者頜部的張口運(yùn)動(dòng)。該面罩主體還可以在頜部閉合 時(shí)收縮。根據(jù)本發(fā)明適應(yīng)佩戴者頜部運(yùn)動(dòng)的能力可使面罩主體能在使用時(shí)在佩戴者面部上 更好地保持其所需位置。面罩主體的可伸展性還可以允許單個(gè)呼吸器適應(yīng)更廣泛的面部尺 寸，并可以緩解鼻部上的夾緊作用。
[0012] 術(shù)語(yǔ)表
[0013] 下文示出的術(shù)語(yǔ)具有如下所定義的含義：
[0014] "對(duì)分"是指劃分成兩個(gè)基本相等的部分；
[0015] "中心線"是指從正面觀察時(shí)垂直對(duì)分面罩的線（圖7);
[0016] "中央分隔的"是指從正面觀察時(shí)沿垂直對(duì)分面罩主體的線或平面明顯彼此分離；
[0017] "包含"是指其在專利術(shù)語(yǔ)中的標(biāo)準(zhǔn)定義，是一個(gè)通常與"包括"、"具有"或"含有" 的意義大致相同的開放式術(shù)語(yǔ)。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(shù)語(yǔ)，但本發(fā)明還可以使用較封閉的術(shù)語(yǔ)來(lái)適當(dāng)描述，例如"基本由...組 成"，其為半開放式術(shù)語(yǔ)，因?yàn)槠鋬H排除在用于其要達(dá)到的功能時(shí)那些可能對(duì)本發(fā)明呼吸器 的性能具有有害作用的物或元件；
[0018] "潔凈空氣"是指已濾除了污染物的一定體積的大氣環(huán)境空氣；
[0019] "污染物"是指顆粒（包括粉塵、薄霧和煙霧）和/或通常不會(huì)被視為顆粒但可懸 浮在空氣（包括呼出氣流中的氣體）中的其他物質(zhì)（例如有機(jī)蒸氣等）；
[0020] "橫跨維度"為當(dāng)從正面觀察呼吸器時(shí)，在整個(gè)呼吸器上從一側(cè)到另一側(cè)橫向延伸 的維度；
[0021] "外部氣體空間"是指呼出的氣體在穿過(guò)且離開面罩主體和/或呼氣閥后進(jìn)入的環(huán) 境大氣空間；
[0022] "過(guò)濾式面罩"是指面罩主體自身被設(shè)計(jì)成過(guò)濾通過(guò)其的空氣；不存在連接到面罩 主體上或模制成面罩主體來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的的獨(dú)立可識(shí)別的濾筒或嵌件成型過(guò)濾元件；
[0023] "過(guò)濾器"或"過(guò)濾層"是指一個(gè)或多個(gè)透氣材料層，所述層主要適用于從通過(guò)其的 空氣流中除去污染物（例如顆粒）；
[0024] "過(guò)濾結(jié)構(gòu)"是指設(shè)計(jì)成主要用于過(guò)濾空氣的構(gòu)造；
[0025] "第一側(cè)面"是指面罩主體的一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域在橫向上遠(yuǎn)離垂直對(duì)分呼吸器的平 面，并當(dāng)戴上呼吸器時(shí)，將位于佩戴者的頰和/或頜區(qū)域；
[0026] "帶具"是指幫助將面罩主體支承在佩戴者面部上的結(jié)構(gòu)或部件組合；
[0027] "阻礙運(yùn)動(dòng)"是指當(dāng)暴露于在正常使用條件下存在的力時(shí)，妨礙、限制或阻止運(yùn)動(dòng)；
[0028] "整體的"是指所考慮的部件以單個(gè)部件同時(shí)制成，而不是兩個(gè)單獨(dú)的隨后被接合 在一起的部件；
[0029] "內(nèi)部氣體空間"是指面罩主體與人面部之間的空間；
[0030] "分界線"是指折線、接縫、焊線、粘結(jié)