Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски с округлым периметром

Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски с округлым периметром

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[0001] Настоящее изобретение относится к фильтрующей лицевой маске с криволинейным периметром, в которой верхняя и нижняя части корпуса маски сходятся.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Респираторы обычно носят поверх дыхательных путей человека по меньшей мере по одной из двух распространенных причин: (1) для недопущения попадания грязи или загрязняющих веществ в дыхательную систему носящего респиратор; и (2) для зашиты других людей или объектов от действия патогенных микроорганизмов и других загрязняющих веществ, выдыхаемых носящим респиратор. В первом случае респиратор носят в среде, воздух в которой содержит твердые частицы, являющиеся вредными для пользователя респиратора, например в кузовной мастерской. Во втором случае респиратор носят в среде, в которой есть риск заражения других людей или объектов, например в операционной или чистой комнате.

[0003] Было разработано множество респираторов для каждой (или обеих) из этих целей. Некоторые респираторы были отнесены к категории "фильтрующих лицевых масок", поскольку корпус маски сам действует как фильтрующий механизм. В отличие от респираторов, в которых применяются каучуковые или эластомерные корпуса масок в сочетании с прикрепляемыми фильтрующими картриджами (см., например, патент США RE39,493 (Yuschaketal.)), или с формованными со вставкой фильтрующими элементами (см., например, патент США 4,790,306 (Braun)), в респираторах в виде фильтрующей лицевой маски фильтрующий материал имеет протяженность по большей части всего корпуса маски, обеспечивая таким образом отсутствие необходимости установки или замены фильтрующего картриджа. Эти респираторы в виде фильтрующей лицевой маски обычно бывают одной из двух конфигураций: формованные респираторы и плоские в сложенном виде складные респираторы.

[0004] Формованные респираторы в виде фильтрующей лицевой маски обычно содержат нетканые полотна из связываемых термическим способом волокон или ажурной пластиковой сетки для придания корпусу маски ее чашеобразной конфигурации. Формованные респираторы обычно сохраняют одну и ту же форму при использовании и при хранении. Таким образом, такие респираторы не могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки. Примеры патентов, в которых раскрыты формованные респираторы в виде фильтрующей лицевой маски, включают патенты США 7,131,442 (Kronzeretal.), 6,923, 182, 6,041,782 (Angadjivandetal.), 4,807,619 (Dyrudetal.), и 4,536,440 (Berg).

[0005] Плоские в сложенном виде складные респираторы, в соответствии со своим названием, могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки. Они также могут быть раскрыты в чашеобразную конфигурацию для использования. Примеры плоских в сложенном виде складных респираторов показаны в патентах США 6,568,392 и 6,484,722 (Bostocketal.) и 6,394,090 (Chen).

[0006] Несмотря на то, что плоские в сложенном виде складные респираторы удобны тем, что они могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки, эти респираторы при складывании в горизонтальное положение имеют тенденцию к образованию острого или резко очерченного отрезка в месте, где верхняя часть периметра корпуса маски сходится с нижней частью. Такой отрезок может мешать щеке пользователя при продолжительном ношении респиратора. Настоящее изобретение, описанное ниже, устраняет этот дискомфорт посредством обеспечения горизонтально складываемого респиратора, который имеет новый периметр, исключающий более резко очерченную область, в которой верхняя часть периметра корпуса маски сходится с нижней частью.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Настоящее изобретение относится к респиратору в виде фильтрующей лицевой маски, содержащему крепежный узел и корпус маски. Корпус маски содержит фильтрующую конструкцию, содержащую верхнюю часть, нижнюю часть, верхний участок периметра, нижний участок периметра, переднюю линию разграничения, а также первую и вторую линии скрепления. Первая и вторая линии скрепления расположены на противоположных сторонах корпуса маски и соединяют верхнюю часть корпуса маски с нижней частью. Первая и вторая линии скрепления выполнены протяженными от передней линии разграничения к верхнему и нижнему участкам периметра. Верхний и нижний участки периметра, когда корпус маски уложен в плоском состоянии, содержат верхний линейный участок и нижний линейный участок, соответственно, расположенные между первой и второй криволинейными частями, расположенными на противоположных концах верхнего и нижнего линейных участков. Каждая из первой и второй криволинейных частей в каждом из верхнего и нижнего участков периметра протяжена от соответствующего верхнего или нижнего линейного участка к первой и второй линиям скрепления.

[0008] Наличие первой и второй криволинейных частей обеспечивает более округлый вид периметра корпуса маски в конфигурации при использовании, что обеспечивает более комфортную посадку корпуса маски. С точки зрения эстетичности, корпус маски также имеет более привлекательный внешний вид, если смотреть со стороны, на которой периметр имеет более сплошной вид.

Глоссарий

[0009] Приведенные далее термины имеют следующие определенные значения:

[0010] термин "содержит (или содержащий)" означает его определение как стандартного в патентной терминологии открытого термина, который является, по сути, синонимичным терминам "включает", "имеющий" или "вмещающий". Несмотря на то, что термины "содержит", "включает", "имеющий" и "вмещающий", а также их варианты являются широко применимыми открытыми терминами, настоящее изобретение также может быть соответствующим образом описано с применением более узких терминов, таких как "состоит в основном из", которые являются полуоткрытыми терминами, исключая лишь те объекты или элементы, которые оказывают отрицательное воздействие на рабочие характеристики респиратора согласно изобретению при его применении по назначению;

[0011] термин "чистый воздух" означает объем атмосферного окружающего воздуха, который был отфильтрован с целью удаления загрязняющих веществ;

[0012] термин "загрязняющие вещества" означает частицы (в том числе пыль, туман и пары) и/или другие вещества, которые, по сути, могут не рассматриваться в качестве частиц (например, пары органических веществ и т.п.), но которые могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе;

[0013] термин "поперечное измерение" означает измерение, проходящее через респиратор в поперечном направлении от одной стороны до другой, если рассматривать респиратор спереди;

[0014] термин "чашеобразная конфигурация" означает любую форму, подобную сосуду, выполненную с возможностью покрывать надлежащим образом нос и рот человека;

[0015] термин "криволинейный" означает не проходящий по прямой линии;

[0016] термин "внешнее газовое пространство" означает внешнее пространство атмосферного газа, в которое после прохождения через корпус маски и/или клапан выдоха и за их пределы проникает выдыхаемый газ;

[0017] термин "фильтрующая лицевая маска" означает, что корпус маски сам по себе предназначен для фильтрации проходящего через него воздуха; для достижения этой цели в нем не предусмотрены выполненный отдельно фильтрующие картриджи или формованные литьем со вставкой фильтрующие элементы, прикрепленные к корпусу маски или формованные в нем;

[0018] термин "фильтр" или "фильтрующий слой" означает один или несколько слоев из воздухопроницаемого материала, при этом один или несколько слоев являются пригодными для осуществления основной цели, заключающейся в удалении загрязняющих веществ (таких как частицы) из потока воздуха, проходящего через него;

[0019] термин "фильтрующий материал" означает воздухопроницаемую конструкцию, предусмотренную для удаления загрязняющих веществ из проходящего через нее воздуха;

[0020] термин "фильтрующая конструкция" означает в сущности воздухопроницаемую конструкцию, фильтрующую воздух;

[0021] термин "первая сторона" означает область корпуса маски, расположенную на одной стороне плоскости, разделяющей корпус маски на две равных части перпендикулярно ее поперечному направлению;

[0022] термин "боковая планка" означает выступающую часть, придающую конструктивную целостность или усиливающую корпус, из которого она выступает;

[0023] термин "сложенный вовнутрь" означает загнутый назад к той части, от которой он протяжен;

[0024] термин "фронтально" или "фронтальный" означает расположенный в направлении, протяженном от лица человека при надетом респираторе;

[0025] термин "крепежный узел" означает конструкцию или комбинацию деталей, способствующие поддержанию корпуса маски на лице пользователя;

[0026] термин "сплошной" означает изготовленный как одно целое за один этап; то есть выполненный совместно в виде единой детали, а не отдельно изготовленных деталей, которые впоследствии соединены друг с другом;

[0027] термин "внутреннее газовое пространство" означает пространство между корпусом маски и лицом человека;

[0028] термин "передняя кромка" означает неприкрепляемую кромку;

[0029] термин "линия разграничения" означает складку, шов, линию сварки, линию скрепления, линию прошивки, линию перегиба, и/или любую их комбинацию;

[0030] термин "линейный" означает протяженный в сущности по прямой линии;

[0031] термин "основная часть" означает фильтрующую часть корпуса маски;

[0032] термин "корпус маски" означает воздухопроницаемую конструкцию, предназначенную для надевания поверх носа и рта человека и способствующую образованию внутреннего газового пространства, отделенного от внешнего газового пространства (включая швы и склейки, соединяющие его слои и части друг с другом);

[0033] термин "носовой зажим" означает механическое приспособление (отличное от располагаемого в области носа пеноматериала), при этом приспособление является пригодным для применения на корпусе маски для улучшения уплотнения по меньшей мере вокруг носа пользователя;

[0034] термин «периметр» означает внешнюю кромку корпуса маски, при этом внешняя кромка расположена в сущности проксимально по отношению к лицу пользователя респиратора, когда респиратор надет на человека;

[0035] термин "складка" означает часть, предусмотренную для загибания или загнутую назад на себя;

[0036] термины "полимерный" и "пластмассовый" оба означают материал, который главным образом включает один или несколько полимеров, но также может содержать другие составляющие;

[0037] термин "множество" означает два или более;

[0038] термин "закругленный" означает имеющий в сущности постоянную кривизну;

[0039] термин "респиратор" означает устройство для фильтрации воздуха, которое человек носит на лице поверх носа и рта, обеспечивающее пользователя респиратора чистым воздухом для дыхания;

[0040] термин "вторая сторона" означает область корпуса маски, расположенную на одной стороне плоскости, разделяющей корпус маски на две равных части перпендикулярно ее поперечному направлению (при этом вторая сторона расположена напротив первой стороны);

[0041] "плотная посадка" или "плотно сидеть" означает обеспечение в сущности воздухонепроницаемой (или в сущности герметичной) посадки (между корпусом маски и лицом пользователя); и

[0042] термин "протяженный в поперечном направлении" означает протяженность в сущности в поперечном измерении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0043] ФИГ. 1 - вид спереди в перспективе плоского в сложенном виде складного лицевого респиратора 10 согласно настоящему изобретению в надетом на лицо пользователя состоянии;

[0044] ФИГ. 2 - вид сверху респиратора 10, показанного на ФИГ. 1 в нераскрытой конфигурации;

[0045] ФИГ. 3 - вид снизу респиратора 10, показанного на ФИГ. 1 в нераскрытой конфигурации;

[0046] ФИГ. 4 - вид корпуса 12 маски в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 3-3 на ФИГ. 2;

[0047] ФИГ. 5 - вид фильтрующей конструкции 16 в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 4-4 на ФИГ. 3;

[0048] ФИГ. 6 - вид спереди корпуса 12 маски, который может быть использован в связи с настоящим изобретением; и

[0049] ФИГ. 7 - вид слева корпуса 12 маски согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0050] При реализации на практике настоящего изобретения обеспечивают респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, имеющий первый и второй криволинейные участки на противоположных концах участков периметра корпуса маски. Такие криволинейные участки обеспечивают получение округлого периметра в области, где верхняя часть корпуса маски сходится с нижней частью. Округлый периметр обеспечивает достижение более комфортной посадки.

[0051] На ФИГ. 1 показан пример респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски, который может быть использован в связи с настоящим изобретением для обеспечения чистого воздуха для дыхания пользователя. Респиратор 10 в виде фильтрующей лицевой маски содержит корпус 12 маски и крепежный узел 14. Корпус 12 маски имеет фильтрующую конструкцию 16, через которую вдыхаемый воздух должен пройти прежде, чем он попадет в дыхательную систему пользователя. Фильтрующая конструкция 16 удаляет загрязняющие вещества из окружающей среды таким образом, чтобы пользователь вдыхал чистый воздух. Корпус 12 маски содержит верхнюю часть 18 и нижнюю часть 20. Верхняя часть 18 и нижняя часть 20 отделены линией 22 разграничения. В этом конкретном воплощении линия 22 разграничения является передним сгибом на линии скрепления, протяженной в поперечном направлении через центральную часть корпуса маски от одной стороны к другой. Корпус 12 маски также имеет периметр 24, содержащий верхний участок 24а и нижний участок 24b. Крепежный узел 14 имеет первый, верхний ремень 26, прикрепленный к верхней части 18 корпуса 12 маски посредством скобы 29 вблизи периметра 24а. Крепежный узел 14 также имеет второй, нижний ремень 27, прикрепленный посредством скобы 29 к боковой планке 30а.

[0052] На ФИГ. 2 показан респиратор 10 в горизонтальной, плоской в сложенном виде конфигурации. Верхняя часть 18 корпуса 12 маски респиратора имеет верхний участок 24а периметра, переднюю линию 22 разграничения и первую и вторую линии 30а, 30b скрепления. Первая и вторая линии 30а, 30b скрепления расположены на противоположных сторонах 31а, 31b корпуса 12 маски и соединяют верхнюю часть 18 корпуса 12 маски с нижней частью 20 (ФИГ. 1). Первая и вторая линии 30а, 30b скрепления протяжны от переднего сгиба 22 до верхнего участка 24а периметра. Верхний участок 24а периметра, когда корпус 12 маски уложен в плоском состоянии, имеет верхний линейный участок 32а, расположенный между первой и второй криволинейными частями 34а и 34b, расположенными на противоположных концах верхнего линейного участка 32а. Первая и вторая криволинейные части 34а, 34b в верхнем участке 24а периметра выполнены протяженными от соответствующего верхнего линейного участка 32а к первой и второй линиям 30а, 30b скрепления. Корпус 12 маски также может иметь боковые планки 36а и 36b, расположенные на противоположных сторонах 31а и 31b, соответственно, корпуса 12 маски. Плоскость 38 разделяет корпус 12 маски на две равные части, определяя первую и вторую стороны 31а, 31b. Боковые планки 36а и 30b могут быть сложены внутрь к фильтрующей конструкции 15. Каждая боковая планка часто занимает площадь поверхности приблизительно от 1 до 15 см², чаще приблизительно от 2 до 12 см², и еще чаще приблизительно от 5 до 10 см². Сплошная боковая планка может иметь сварные швы или клеевые швы 35, выполненные на ней для увеличения жесткости боковой планки. Альтернативно, для повышения жесткости боковой планки может быть использован клеевой слой. Боковые планки могут иметь модуль упругости при изгибе по меньшей мере 10 мегапаскалей (МПа), чаще по меньшей мере 20 МПа при изгибании вдоль большей части поверхности боковой планки. На верхнем конце модуль упругости при изгибе часто составляет менее 100 МПа, чаще менее 60 МПа. Боковые планки 36а, 36b также часто протяжны в направлении от линии 30а, 30b скрепления на корпусе 12 маски по меньшей мере на 2 миллиметра (мм), чаще по меньшей мере на 5 мм, еще чаще по меньшей мере на расстояние от 1 до 2 сантиметров (см). Боковые планки 36а, 36b могут быть прикреплены несъемным или съемным образом к основной части корпуса 12 маски и могут содержать один или более, или все из различных слоев, которые содержит фильтрующая конструкция 16 корпуса маски. В отличие от фильтрующей конструкции 16, слои, которые содержат боковые планки 36а, 36b, могут быть спрессованными, что делает их практически непроницаемыми для текучего вещества. Боковые планки 36а, 36b могут быть продолжением материала, используемого для изготовления фильтрующей конструкции 16 корпуса маски, или они могут быть выполнены из отдельного материала, такого как жесткий или полужесткий пластик. Участок 24а периметра корпуса маски также может иметь несколько клеевых или сварных швов 37 для соединения друг с другом различных слоев корпуса 12 маски. Таким образом, этот участок 24а периметра может быть не очень проницаемым для текучего вещества. Верхняя часть 18 может содержать одну или более линий складок, протяженных от первой линии 30а скрепления до второй линии 30b скрепления в поперечном направлении.

[0053] На ФИГ. 3 показано, что нижний участок 24b периметра также может иметь несколько клеевых или сварных швов 37 для соединения различных слоев. Остальная часть фильтрующей конструкции 16 - по направлению внутрь от периметра - может быть полностью проницаемой для текучего вещества на большей части протяженности своей поверхности, с возможным исключением областей, в которых находятся клеевые швы, сварные швы или линии сгибов. Нижняя часть 20 корпуса 12 маски имеет нижний участок 24b периметра между первой и второй линиями 30а, 30b скрепления. Нижний участок 24b периметра, когда корпус 12 маски уложен в плоском состоянии, имеет нижний линейный участок 32b, расположенный между первой и второй криволинейными частями 34а и 34b, расположенными на противоположных концах нижнего линейного участка 32b. Первая и вторая криволинейные части 34а, 34b в нижнем участке 24b периметра протяжны от соответствующего нижнего линейного участка 32b к первой и второй линиям 30а, 30b скрепления, соответственно. Криволинейные части 34а, 34b могут представлять собой кривые, имеющие переменный радиус или в сущности постоянный радиус. Постоянный радиус может составлять приблизительно от 10 до 70 миллиметров (мм), чаще от 20 до 60 мм, и еще чаще от 30 до 50 мм. Закругленные участки могут быть вырезаны из заготовки для корпуса маски и обеспечены вдоль участков 24а и 24b периметра (ФИГ. 1), где верхняя часть 18 корпуса 12 маски сходится с нижней частью 20 на линиях 30а, 30b скрепления. Верхний и нижний участки 24а, 24b могут иметь длину приблизительно от 10 до 20 см, чаще от 13 до 19 см, и еще чаще от 15 до 18 см. Кривая с плавным радиусом может улучшить контакт с лицом, когда респиратор надет.Вырезание закругленным образом также может обеспечить совпадение передней кромки 39 с периметром вдоль по меньшей мере значительной его части. Криволинейные части 34а, 34b на каждом из верхнего и нижнего участков 24а, 24b периметра обеспечивают отгибание по типу "бабочки" участков 24а и 24b периметра друг от друга, как показано на ФИГ. 2. Первый и второй боковые планки 36а, 36b присоединены к корпусу 12 маски на линиях 30а, 30b скрепления и могут быть выполнены с возможностью поворота или складывания относительно оси, в сущности параллельной указанным линиям, соответственно. Передние кромки 39 боковых планок 36а, 36b начинаются в месте, где линии 30а, 30b скрепления сходятся с периметром 24. Передняя кромка 39 может быть выполнена таким образом, чтобы совпадать с периметром 24 при движении в направлении к плоскости 38, которая делит корпус 12 маски на две одинаковые части. Передняя кромка 39 в сущности совпадает с периметром 24 на протяжении приблизительно от 10 до 50% его общей длины. Первая и вторая линии 30а, 30b скрепления смещены на угол а от плоскости 38, протяженной перпендикулярно периметру 24 корпуса 12 маски при рассмотрении корпуса маски сверху или снизу в сложенном состоянии. Угол а может составлять от нуля до приблизительно 60 градусов, чаще от приблизительно 30 до 45 градусов. Нижняя часть 20 также может содержать одну или более линий складок, протяженных от первой линии 30а скрепления до второй линии 30b скрепления в поперечном направлении.

[0054] На ФИГ. 4 показан пример сложенной конфигурации корпуса 12 маски согласно настоящему изобретению. Как показано, верхняя часть или панель 18 корпуса 12 маски также может содержать складки 40 и 41 и половину передней линии 22 разграничения. Нижняя часть или панель 20 корпуса 12 маски может содержать складки 42 и 44 и половину линии 22 разграничения. Линия 22 разграничения может представлять собой линию сгиба/скрепления, отделяющую верхнюю и нижнюю части 18 и 20 корпуса 12 маски. Нижняя часть 20 корпуса 12 маски может иметь такую же, большую или меньшую площадь поверхности фильтрующего материала в сравнении с верхней частью 18. Корпус 12 маски также может содержать полотно периметра, прикрепленное к корпусу маски вдоль ее периметра. Полотно периметра может быть загнуто поверх корпуса маски по периметру 24. Полотно периметра также может быть продолжением внутреннего покровного полотна, загнутого и закрепленного вокруг кромки участков 24а и 24b. Носовой зажим 56 (ФИГ. 1, 2, 6 и 7) может быть расположен на верхней части 18 корпуса маски вблизи центральной части сегмента 24а периметра между фильтрующей конструкцией 16 и полотном периметра. Носовой зажим может быть выполнен из гибкого металла или пластика с возможностью ручного регулирования для подгонки к контуру носа пользователя.

[0055] На ФИГ. 5 показано, что фильтрующая конструкция 16 может содержать один или более слоев, таких как внутреннее покровное полотно 58, внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62. Внутреннее и внешнее покровные полотна 58 и 60 могут быть обеспечены для защиты фильтрующего слоя 62 и для предотвращения отделения волокон фильтрующего слоя 62 и их попадания внутрь маски. Во время использования респиратора воздух последовательно проходит через слои 60, 62, и 58 перед попаданием вовнутрь маски. В таком случае использованный воздух во внутреннем газовом пространстве корпуса маски может вдыхаться пользователем. Когда пользователь выдыхает, воздух последовательно проходит через слои 58, 62, и 60 в обратном направлении. Альтернативно, на корпусе маски может быть предусмотрен клапан выдоха (не показан), позволяющий быстро выталкивать выдыхаемый воздух из внутреннего газового пространства во внешнее газовое пространство без прохождения через фильтрующую конструкцию 16. Часто покровные полотна 58 и 60 выполнены из набора нетканых материалов, обеспечивающих комфортное ощущение, особенно в той части фильтрующей конструкции, которая контактирует с лицом пользователя. Конструкция из различных фильтрующих слоев и покровных полотен, которая может быть использована в сочетании с опорной конструкцией согласно настоящему изобретению, более подробно описана ниже. Фильтрующая конструкция также может иметь структурное плетение или сетку, наложенные по меньшей мере на один или более слоев 58, 60, или 62, часто на внешнюю поверхность внешнего покровного полотна 60. Применение такой сетки описано в публикации заявки на патент США 2010/0154806 А1, озаглавленной ExpandableFaceMaskwithReinforcingNetting. Для улучшения посадки маски, а также комфорта пользователя, по периметру фильтрующей конструкции 16 может быть закреплено эластомерное лицевое уплотнение. Такое лицевое уплотнение может быть протяжено радиально внутрь для контакта с лицом пользователя в надетом состоянии респиратора. Примеры лицевых уплотнений описаны в патентах США 6,568,392 (Bostocketal.), 5,617,849 (Springettetal.) и 4,600,002 (Maryyaneketal.), и патенте Канады 1,296,487 (Yard). Периметр 24 корпуса маски также может быть согнут на себя в области носа для достижения плотной посадки - см. публикацию заявки на патент США 2011/0315144 А1.

[0056] На ФИГ. 6 показан корпус 12 маски в конфигурации при использовании. Во время использования боковые планки 36а, 36b находятся в контакте с первой и второй сторонами основной части 63 корпуса 12 маски. Боковые планки 36а, 36b могут быть загнуты внутрь к корпусу маски. Когда боковая планка притянута внутрь к основной части 63 корпуса 12 маски, респиратор функционирует скорее как формованный респиратор, чем как плоский в сложенном виде складной респиратор. То есть, респиратор принимает конструктивную чашеобразную конфигурацию, более способную к лучшему сохранению такой формы во время использования. Таким образом, респиратор согласно изобретению, имеющий боковые планки 36а, 36b, притянутые внутрь к основной части 63 корпуса 12 маски, в некотором смысле, является гибридом формованного респиратора и плоского в сложенном виде складного респиратора.

[0057] На ФИГ. 7 также показан корпус 12 маски в конфигурации при использовании. Показано, что корпус 12 маски имеет округлую конфигурацию в области 64 периметра, где сходятся верхний и нижний участки 24а, 24b корпуса маски. Округлая конфигурация предотвращает контакт корпуса 12 маски со щекой пользователя или оказание дискомфорта иным образом, когда респиратор 10 надет.

Фильтрующая конструкция

[0058] Фильтрующая конструкция, используемая в связи с настоящим изобретением, может принимать множество различных форм и конфигураций. Фильтрующая конструкция часто выполнена таким образом, чтобы она должным образом прилегала к опорной конструкции или внутри нее. Обычно форма и конфигурация фильтрующей конструкции соответствует общей форме корпуса маски. Хотя фильтрующая конструкция была проиллюстрирована со множеством слоев, включая фильтрующий слой и два покровных полотна, фильтрующая конструкция просто может содержать фильтрующий слой или комбинацию фильтрующих слоев. Например, перед расположенным далее более тонким и избирательным фильтрующим слоем может быть расположен предварительный фильтр. Дополнительно, между волокнами и/или различными слоями, составляющими фильтрующую конструкцию, могут быть расположены сорбционные материалы, такие как активированный уголь. Также, в сочетании с сорбционными слоями могут быть использованы отдельные фильтрующие слои для фильтрации твердых частиц для обеспечения фильтрации, как твердых частиц, так и паров. Фильтрующая конструкция может содержать один или более слоев, придающих жесткость, способствующих обеспечению чашеобразной конфигурации. Фильтрующая конструкция также может иметь одну или более горизонтальных и/или вертикальных линий разграничения, способствующих ее конструктивной целостности. Однако первая и вторая боковые планки при использовании согласно настоящему изобретению могут исключить необходимость в таких придающих жесткость слоях и линиях разграничения.

[0059] Фильтрующая конструкция, используемая в корпусе маски согласно изобретению, может состоять из фильтра для захвата твердых частиц или газа и пара. Фильтрующая конструкция также может быть барьерным слоем, не допускающим перемещение жидкости с одной стороны фильтрующего слоя на другую, например, для предотвращения проникания жидких аэрозолей или брызг жидкости (например, крови) в фильтрующий слой. В соответствие с потребностями применения, для создания фильтрующей конструкции согласно изобретению может быть использовано множество слоев из одинаковых или различных фильтрующих материалов. Фильтры, которые могут быть преимущественно использованы в многослойном корпусе маски согласно изобретению, обычно имеют низкий перепад давления (например, менее чем приблизительно от 195 до 295 паскалей при скорости набегающего потока 13,8 сантиметров в секунду) для сведения к минимуму дыхательной работы пользователя маски. Фильтрующие слои дополнительно могут быть гибкими и могут обладать достаточным пределом прочности при сдвиге, таким образом, чтобы они в сущности сохраняли свою структуру при ожидаемых условиях использования. Примеры фильтров для захвата частиц включают одно или более полотен из тонких неорганических волокон (таких как стекловолокно) или полимерных синтетических волокон. Полотна из синтетических волокон могут содержать заряженные с применением электрета полимерные микроволокна, которые получены с применением такой технологии, как мелтблаун. Полиолефиновые микроволокна, полученные из полипропилена, который был электрически заряжен, показывают особую эффективность в случае применения с целью улавливания твердых частиц. Альтернативный фильтрующий слой может содержать сорбирующий компонент для удаления опасных или сильно пахнущих газов из вдыхаемого воздуха. Сорбенты могут содержать порошки или гранулы, связанные в фильтрующем слое посредством адгезивов, связующих или волокнистых структур - см. патенты США 6,334,671 (Springettetal.) и 3,971,373 (Braun). Слой сорбента может быть сформирован посредством покрывания основы, такой как волокнистый или сетчатый пеноматериал, для формирования когерентного слоя. Сорбирующие материалы могут включать химически обработанные или необработанные активированные углероды, пористые каталитические слои на основе оксида алюминия и двуокиси кремния и частицы оксида алюминия. Пример сорбционной фильтрующей конструкции, которая может быть выполнена в различных конфигурациях, описан в патенте США 6,391,429 (Senkusetal).

[0060] Фильтрующий слой часто выбирают для достижения желаемого фильтрующего эффекта. Фильтрующий слой обычно удаляет высокий процент твердых частиц и/или других загрязняющих веществ из газообразного потока, проходящего через него. Для волокнистых фильтрующих слоев волокна выбирают в зависимости от типа вещества, которое подлежит отфильтровыванию, и часто выбирают таким образом, чтобы они не связывались друг с другом в процессе операции формования. Как указано, фильтрующий слой может иметь различные формы и виды и часто имеет толщину приблизительно от 0,2 миллиметров (мм) до 1 сантиметра (см), чаще приблизительно от 0,3 мм до 0,5 см, и это может быть в сущности плоское полотно, или оно может быть гофрированным для обеспечения увеличенной площади поверхности - см., например, патенты США 5,804,295 и 5,656,368 (Braunetal.). Фильтрующий слой также может содержать несколько фильтрующих слоев, соединенных друг с другом посредством адгезива или иным способом. По сути, в качестве фильтрующего материала может быть использован любой известный (или полученный впоследствии) материал, подходящий для формирования фильтрующего слоя. Полотна из волокон, выполненных по технологии мелтблаун, такие как описанные в Wente, Van А., SuperfineThermoplasticFibers, 48 Indus. Engn. Chem., 1342 etseq. (1956), особенно квазипостоянно электрически заряженной (электретной) формы являются особенно подходящими (см., например, патент США №4,215,682 (Kubiketal.)). Эти волокна, полученные по технологии мелтблаун, могут быть микроволокнами с эффективным диаметром менее приблизительно 20 микрометров (мкм) (именуемые BMF как сокращение от "blownmicrofiber"), как правило, приблизительно от 1 до 12 мкм. Эффективный диаметр волокна может быть определен в соответствии с Davies, С.N., The Separation Of Airborne Dust Particles, Institution Of Mechanical Engineers, London, Proceedings IB, 1952. Особенно предпочтительными являются полотна BMF, содержащие волокна, образованные из полипропилена, поли(4-метил-1-пентена) и их комбинаций. Электрически заряженные фибриллированные пленочные волокна, согласно патенту США RE 31, 285 (vanTurnhout), также могут быть пригодными, также как и волокнистые полотна из древесной смолы и полотна из стеклянных волокон или волокон, полученных путем раздува из раствора, или электростатически распыленных волокон, особенно в форме микропленок. Электрический заряд может быть сообщен волокнам путем контакта волокон с водой, как описано в патентах США 6,824,718 (Eitzmanetal.), 6,783,574 (Angadjivandetal.), 6,743,464 (Insleyetal.), 6,454,986 и 6,406,657 (Eitzmanetal.), и 6,375,886 и 5,496,507 (Angadjivandetal.). Электрический заряд также может быть сообщен волокнам коронным разрядом, как описано в патенте США 4,588,537 (Klasseetal.), или трибоэлектризацией, как описано в патенте США 4,798,850 (Brown). Также в волокна могут быть включены добавки для усиления эффекта фильтрации полотен, изготовленных в процессе гидрозарядки (см. патент США 5,908,598 (Rousseauetal.)). В частности, на поверхности волокон в фильтрующем слое для усиления эффекта фильтрации в условиях жиросодержащего тумана могут быть расположены атомы фтора, - см. патенты США 6,398,847 В1, 6,397,458 В1 и 6,409,806 Bl (Jonesetal.). Обычно основная масса для фильтрующих слоев из электрета BMF составляет приблизительно от 10 до 100 грамм на квадратный метр. При электрической зарядке в соответствии с методиками, описанными, например, в патенте ‘507 (Angadjivandetal.), и при включении атомов фтора, как описано в патентах Jonesetal., основная масса может составлять приблизительно от 20 до 40 г/м² и приблизительно от 10 до 30 г/м², соответственно.

[0061] Внутреннее покровное полотно может быть использовано для обеспечения гладкой поверхности для контакта с лицом пользователя, а внешнее покровное полотно может быть использовано для заключения свободных волокон в корпусе маски или из эстетических соображений. Покровное полотно обычно не обеспечивает фильтрующую конструкцию какими-либо значительными фильтрующими преимуществами, однако, оно может действовать в качестве предварительного фильтра при его расположении на внешней части фильтрующего слоя (или перед ним). Для получения подходящей степени комфорта внутреннее покровное полотно предпочтительно имеет сравнительно небольшую основная масса и выполнено из сравнительно тонких волокон. Конкретнее, покровное полотно может быть выполнено таким, основная масса которого составляет приблизительно 5-50 г/м² (как правило, 10-30 г/м²), и толщина волокон которого может составлять менее чем 3,5 денье (как правило, менее чем 2 денье и зачастую менее чем 1 денье, но более чем 0,1 денье). Волокна, применяемые в покровном полотне, часто имеют средний диаметр приблизительно 5-24 микрометра, обычно приблизительно 7-18 микрометров и зачастую приблизительно 8-12 микрометров. Материал покровного полотна может иметь определенную степень упругости (как правило, но не обязательно от 100 до 200% при разрыве) и может быть способен к пластической деформации.

[0062] Подходящие материалы для покровного полотна могут быть материалами из волокон, выполненных по технологии мелтблаун (BMF), в частности полиолефиновыми материалами BMF, например, полипропиленовыми материалами BMF (включая полипропиленовые смеси, а также смеси из полипропилена и полиэтилена). Подходящим способом для получения материалов на основе выполненных по технологии мелтблаунмикроволокон для покровного полотна является способ, описанный в патенте США 4,013,816 (Sabeeetal.). Полотно может быть получено путем накапливания волокон на гладкой поверхности, обычно на цилиндре с гладкой поверхностью или на вращающемся накопителе - см. патент США 6,492,286 (Berriganetal.). Также могут применяться волокна, полученные по технологии спанбонд.

[0063] Обычное покровное полотно может быть изготовлено из полипропилена или из смеси полипропилена/полиолефина, содержащей 50% по весу или более полипропилена. Было обнаружено, что эти материалы обладают высокой степенью мягкости и комфорта для пользователя, а также возможностью оставаться прикрепленными к фильтрующему материалу без необходимости в адгезиве между слоями, если фильтрующий материал является полипропиленовым материалом BMF. Полиолефиновые материалы, которые подходят для использования в покровном слое, могут включать, например, один полипропилен, смеси из двух полипропиленов, смеси из полипропилена и полиэтилена, смеси из полипропилена и поли(4-метил-1-пентена), и/или смеси полипропилена и полибутилена. Одним примером волокна для покровного полотна является полипропилен BMF, изготовленный из полипропиленовой смолы "Escorene 3505G" изготовителя ExxonCorporation, имеющий основную массу приблизительно 25 г/м и толщину волокна в диапазоне от 0,2 до 3,1 денье (в среднем, около 0,8 при измерении 100 волокон). Другим подходящим волокном является полипропиленовое/полипропиленовое BMF (изготовленное из смеси, содержащей 85 процентов смолы "Escorene 3505G" и 15 процентов сополимера этилена/альфа-олефина "Exact 4023" также от ExxonCorporation), имеющее основную массу приблизительно 25 г/м² и среднюю толщину волокна приблизительно 0,8 денье. Подходящие материалы, выполненные по технологии спанбонд, представлены под торговыми наименованиями "CorosoftPlus 20", "CorosoftClassic 20" и "Corovin PP-S-14", от CorovinGmbH, Пайне, Германия и чесаный материал из смеси полипропилена/вискозы, представленный под торговым наименованием "370/15", от J.W. Suominen OY, Накила, Финляндия.

[0064] Покровные полотна, применяемые в изобретении, в основ