具有包括可透過水蒸氣的層的面密封件的過濾面具呼吸器的制造方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]呼吸器通常在工作場所穿戴，例如以將不期望的粒子進入佩戴者的呼吸系統(tǒng)的可能性最小化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]廣而言之，本文公開了一種成型的過濾面具呼吸器，其具有包括可透過水蒸氣的層的面密封件。本發(fā)明的這些方面以及其他方面在下面的【具體實施方式】中將顯而易見。然而，在任何情況下，都不應將此廣泛概述視為是對可受權(quán)利要求書保護的主題的限制，無論此主題是在最初提交的專利申請的權(quán)利要求書中給出還是在修訂的專利申請的權(quán)利要求書中給出，或者另外是在申請過程中給出。
【附圖說明】
[0003]圖1是如本文所公開的示例性成型的過濾面具呼吸器的局部剖切的前側(cè)透視圖。
[0004]圖2為圖1的呼吸器的后側(cè)透視圖。
[0005]圖3為圖2的呼吸器的一部分沿圖1的線3-3截取的示意性剖視圖。
[0006]圖4為如本文所公開的示例性面密封件的一部分的示意性剖視圖。
[0007]在多張圖中，類似的參考標號表示類似的元件。除非另外指明，否則本文檔中的所有圖和附圖均未按比例繪制，并且被選擇用于示出本發(fā)明的不同實施例。具體地講，除非如此指明，否則僅用示例性術語描述各種部件的尺寸，并且不應從附圖推斷各種部件的尺寸之間的關系。盡管本發(fā)明中可能使用了“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等術語，但應當理解，除非另外指明，否則這些術語僅以它們的相對意義使用。如本文所用，術語諸如“向前”和“前部”代表大體遠離佩戴者面部的方向，并且術語諸如“向后”和“后部”代表大體朝向佩戴者面部的方向(當本文所公開的呼吸器在佩戴者面部上安裝就位時)。術語諸如“向內(nèi)”和“內(nèi)部”代表遠離呼吸器的周邊，大體朝向由呼吸器限定的內(nèi)部空氣空間內(nèi)的中心位置(例如，幾何形中心)的方向。術語諸如“向外”和“外部”代表遠離此類幾何形中心，例如朝向和/或經(jīng)過呼吸器的周邊的方向。如本文所用，作為對性質(zhì)或?qū)傩缘男揎椪Z，除非另外具體地定義，否則術語“大體”意指該性質(zhì)或?qū)傩詫⒛苋菀妆黄胀夹g人員識別，而不需要絕對精確或完美匹配(例如，對于可計量性質(zhì)，在+/-20%內(nèi))。除非另外具體地定義，否則術語“基本上”意指高逼近程度(如，在可量化性能的+/-10%內(nèi))，但也不需要絕對精確或完全匹配。術語如相同、相等、均勻、恒定、嚴格等應理解成是在普通容差內(nèi)，或適用于特定情況的測量誤差，而不需要絕對精確或完美匹配。
【具體實施方式】
[0008]術語表
[0009]“可適形的”是指具有足夠的柔性或可形變性以隨從正常使用條件下的力或壓力而相符地形成波狀輪廓的、彎曲的或平坦的片段的結(jié)構(gòu)；
[0010]“一次性的”代表在適當?shù)氖褂弥芷诤筇幹玫舻暮粑?，而不是被再次使用?或具有新的濾筒或附接到已被使用的呼吸器等的呼吸器；
[0011]“外部空氣空間”是指呼出的空氣在穿過并且離開面罩主體和/或呼氣閥后進入的環(huán)境大氣空間；
[0012]“面密封件”是指從呼吸器的面罩主體的開口端的周邊向內(nèi)延伸的片狀結(jié)構(gòu)，它是足夠可適形的以便當呼吸器由佩戴者佩戴時適應佩戴者面部的輪廓，并且有助于最小化或防止粒子進入內(nèi)部空氣空間；
[0013]“過濾面具呼吸器”代表具有設計來過濾通過它的空氣的面罩主體的呼吸器；根據(jù)定義，不存在附接到、模制到面罩主體上等以實現(xiàn)該目的的可獨立識別的過濾筒；
[0014]“帶具”是指結(jié)構(gòu)或部件的組合，它有助于將面罩主體支撐并且保持在佩戴者面部上;
[0015]“一體的”是指所考慮的部件以單個部件同時制成，而不是兩個單獨的隨后被接合在一起的部件；
[0016]“內(nèi)部空氣空間”是指面罩主體與人面部之間的空間；
[0017]“防液態(tài)水的”當關于層使用時是指該層令人滿意地防止液態(tài)水(例如，汗液)滲入(例如，芯吸)該層；
[0018]“面罩主體”是指呼吸器的可滲透空氣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設計來貼合在人的鼻部和口部上，并且?guī)椭薅ㄅc外部空氣空間分開的內(nèi)部空氣空間；
[0019]“微空隙”是指聚合物層(例如，膜)的腔，其中該腔包括約0.01微米至約20微米范圍內(nèi)的最短尺寸。
[0020]“粒子”是指期望被部分或完全從呼吸器的內(nèi)部空氣空間排除的任何顆粒污染物，并且廣義地涵蓋呈固體或半固體或聚集體的粒子和呈液體(氣溶膠)小滴的粒子。
[0021]“周邊”是指面罩主體的外邊緣，當某人佩戴呼吸器時，該外邊緣大體將鄰近佩戴者的面部設置；
[0022]“成型的”當關于過濾面具呼吸器和其面罩主體使用時是指，呼吸器的面罩主體永久性地成型為期望的面部貼合的構(gòu)型并且在不使用時大體保持該構(gòu)型，成型的呼吸器通過定義區(qū)別于被設計來在不使用時平折的呼吸器；
[0023]“小分子”添加劑是指具有5000或更小的分子量的添加劑，該添加劑不共價地結(jié)合至層(例如，聚合物膜或非織造幅材)的聚合物鏈；
[0024]“可透過水蒸氣的”是指防液態(tài)水并且當在38°C的溫度測試時，具有400-20000克/平方米/24小時的濕蒸氣穿透率(MVTR)的層。
[0025]圖1示出示例性成型的過濾面具呼吸器10的局部剖切的前側(cè)透視圖，以示出呼吸器10的面密封件60的一部分。圖2示出示例性呼吸器10的后側(cè)透視圖(S卩，從呼吸器10的開口端)。呼吸器10包括成型的面罩主體12和帶具14，帶具14可包括可由例如彈性材料制成的一個或多個帶16。面罩主體12具有被成形用于接觸佩戴者面部，例如在鼻梁上，跨過和圍繞面頰，并且在頦下面的周邊33。在一些實施例中，大體全部或基本上全部的周邊33可位于假想平面中，如圖1和2中的示例性設計。在其它實施例中，僅周邊33的一部分位于這種假想平面中。面罩主體12被成形為圍繞佩戴者的鼻部和口部形成封閉的內(nèi)部空氣空間30，以便將該空間與外部空氣空間31分離，例如使得從外部空氣空間31進入內(nèi)部空氣空間30的任何空氣必須穿過面罩主體12的過濾層。在許多實施例中，面罩主體12可包括從面罩主體12的周邊33向前突出(即，在遠離佩戴者面部的方向上)的球狀部分35。雖然球狀部分35的形狀通常為大體杯形的，但可使用任何合適的形狀。
[0026]圖2示出了示例性實施例中面密封件60的后視圖。面密封件60設置在呼吸器10的開口(后)側(cè)上并且可針對佩戴者的面部提供舒適的貼合性，同時還幫助最小化或防止粒子進入內(nèi)部空氣空間30。面密封件60因此為從面罩主體12的周邊33向內(nèi)延伸并且是充分地可適形以便當呼吸器10由佩戴者佩戴時適應佩戴者面部的輪廓，例如從而實現(xiàn)氣密密封的片狀材料。在許多實施例中，面密封件60可從面罩主體12的周邊33的大體全部或基本上全部部分向內(nèi)延伸(例如，在大體對準由面罩主體周邊33限定的假想平面的方向上)，使得面密封件60的內(nèi)邊緣64提供限定(即，圍繞)被配置成接收并且容納佩戴者的頦、面頰、口部和鼻部的至少一部分的開口的周邊。要指出的是，當向佩戴者提供呼吸器10時，面密封件60通?？蓪视擅嬲种黧w12的周邊33建立的上述假想平面。然而，在佩戴者戴上呼吸器10時，面密封件60的部分在適形佩戴者面部的過程中輕微向前撓曲(即，朝面罩主體12的球狀部分35)，例如以便針對佩戴者的面部保持輕微的壓力，從而保持上述氣密密封。甚至當呼吸器10例如暫時從佩戴者的面部去除時，面密封件60可保持輕微向前撓曲。(還應理解，如果多個呼吸器10為了裝運和儲存而堆疊在一起，那么可發(fā)生一些此類輕微的向前撓曲。)然而，應理解如上所述呈片狀的面密封件60區(qū)別于具有非片狀形狀的結(jié)構(gòu)，例如具有大體管狀橫截面(例如，描述于美國專利4，665，570中的類型)的結(jié)構(gòu)。
[0027]因此，如圖3中更詳細所示，面密封件60可包括(外)周邊62，周邊62連接至(例如，接合到)面罩主體12的周邊33，其中面密封件60向內(nèi)延伸以在面密封件的內(nèi)邊緣64處終止。在許多實施例中，內(nèi)邊緣64可包括容納頦的部分66、容納面頰的部分68和容納鼻部的部分69，如圖2中示例性實施例所示，但可根據(jù)需要選擇這些部分中任一個或全部的特定形狀和布置。
[0028]在各種實施例中，面密封件60可從面罩主體12的周邊33向內(nèi)延伸至少約5mm、10mm、15mm、20mm或25mm的距離。在另外的實施例中，面密封件60可從面罩主體12的周邊33向內(nèi)延伸最多約50mm、40mm、30mm、20mm或1mm的距離。在一些實施例中，此距離在容納面頰的部分68可比在容納頦的部分66或容納鼻部的部分69大(例如，1.5倍、2倍或3倍)。在一些實施例中，面密封件60不由面罩主體12支撐，并且除了連接至(例如，附接到)面罩主體周邊33的上述面密封件周邊62，不與面罩主體12在面密封件60的任何位置或部分接觸。在一些實施例中，面密封件60不由任何種類的支撐框架(例如由與面密封件60的向前面接觸的支撐構(gòu)件或撐條構(gòu)成)支撐。
[0029]面密封件60可通過任何期望的附接機構(gòu)或方法，附接到面罩主體12，例如附接到面罩主體12的周邊33。這些方法可包括例如超聲波結(jié)合、熱粘結(jié)、諸如壓敏粘合劑、熱熔性粘合劑、輻射固化性粘合劑的粘合劑的使用、諸如一個或多個釘、夾具等的機械緊固件的使用，以及這些方法的任何組合。面密封件60到面罩主體12的附接可例如基本上連續(xù)圍繞面罩主體12的周邊33的全部進行；或者它可僅在周邊33的所選擇的位置處進行；在圖2的例示的實施例中，面密封件60的部分沿面罩主體12的帶具附接突片34向外延伸；然而，如果需要，面密封件60可封端使得它的部分不這樣沿著突片34向外延伸。
[0030]如所提及的，面密封件60可便利地由共形的片狀材料(它在一些實施例中可包括多層，如本文隨后詳細討論)制成。在各種實施例中，面密封件60的(總)厚度可少于約2mm、1mm、0.5mm、0.2mm或0.1mm。在一些實施例中，面密封件60與面罩主體12不是一體的。即，在此類實施例中，面密封件60不是由面罩主體12的延伸提供，即例如從面罩主體的周邊向內(nèi)卷曲或卷繞以形成面密封件。在這種類型的另外的實施例中，面密封件60可由與用于面罩主體12的不同材料的層構(gòu)成，(例如，面密封件60可不包括與面罩主體12的過濾層18相同組成和特性的過濾層，過濾層18在本文中稍后詳細討論)。在這種類型的具體的實施例中，與面罩主體12的過濾層18相反，面密封件60可以是不可滲透空氣的(如本文所定義)。
[0031]可根據(jù)需要選擇面密封件60的彈性。在各種實施例中，面密封件60 (在仍為如上所述可適形的同時時)可不表現(xiàn)出任何顯著彈性(即，在各種實施例中，面密封件60的斷裂伸長率可小于40%、20%、10%或5%)。在其它實施例中，面密封件60可具有顯著彈性(如表現(xiàn)為例如至少40%、80%或120%的斷裂伸長率)。
[0032]如本文所公開的面密封件至少包括可透過水蒸氣的層。這樣的層在第一部分中定義為當在約38°C的溫度在“豎式”配置中測試時(與液態(tài)水與所測試的層直接接觸的“倒置”測試配置相反)，表現(xiàn)出400-20000克/平方米/24小時的濕蒸氣穿透率(本文縮寫SMVTR);例如，當與授予Weimer的美國專利5，981，038和授予Holm的美國專利申請公布2011/0112458(測試方法1A)中所公開大體類似的方式測試時。在各種實施例中，當這樣測試時，所公開的面密封件的可透過水蒸氣的層可表現(xiàn)出至少約1000克/平方米/24小時、2000克/平方米/24小時、4000克/平方米/24小時、