專利名稱：使用預(yù)定彎曲鼻部泡沫的呼吸器的制作方法
使用預(yù)定彎曲鼻部泡沫的呼吸器
本發(fā)明涉及具有鼻部泡沬的呼吸面罩，其中鼻部泡沫在該鼻部泡沫的 至少一個(gè)主表面上被預(yù)構(gòu)造為彎曲形狀。
背景技術(shù)：
呼吸器(有時(shí)稱為"過濾面罩"或"過濾面具") 一般佩戴在人的呼 吸通道上，用于兩種通用用途(l)防止雜質(zhì)或污染物進(jìn)入佩戴者的呼吸系 統(tǒng)；(2)防止其他人或物暴露于由佩戴者呼出的病原體和其他污染物。在第 一種情況下，在空氣中含有對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，在對其他人或物可能造成污染的環(huán) 境中佩戴呼吸器，例如操作室或潔凈室。
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(shù)能在臉頰和下顎上匹 配人的面部輪廓。然而，在鼻部區(qū)域內(nèi)的輪廓中存在極端的變化，這使得 更難以實(shí)現(xiàn)緊密的貼合性。不能獲得緊密的貼合性會產(chǎn)生問題，因?yàn)榭諝?可以不穿過過濾介質(zhì)就進(jìn)出呼吸器內(nèi)部。如果出現(xiàn)這種情況，污染物就可 進(jìn)入佩戴者的呼吸通道，并且其他人或物可能會暴露在佩戴者呼出的污染 物中。此外，當(dāng)呼出物在鼻部區(qū)域上方從呼吸器內(nèi)部排出時(shí)，佩戴者的眼 鏡會變得模糊不清。變得模糊不清的眼鏡當(dāng)然會使佩戴者的能見度更成問 題，并對使用者及他人產(chǎn)生不安全的情況。
鼻部泡沫已被用于呼吸器上，以幫助在佩戴者的鼻部上實(shí)現(xiàn)緊密的貼 合性。鼻部泡沫還可以改善佩戴者的舒適感。常規(guī)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。鼻部泡沬通常與適形鼻夾結(jié)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和Des. 412， 573和英國專利GB 2,103,491。雖然已知的鼻部泡沫能夠幫助在佩戴者的鼻部提供緊密的貼合性，但 是并未對鼻部泡沬進(jìn)行切割以匹配面罩主體的內(nèi)部輪廓。已知的鼻部泡沫 經(jīng)常被切割成三維的直線成形的幾何形狀。這樣，當(dāng)將鼻部泡沫彎曲以適 應(yīng)面罩主體的彎曲形狀時(shí)，鼻部泡沫會在一個(gè)或多個(gè)位置被擠壓。并且由 于人的鼻子呈現(xiàn)極端的彎曲，所以已知的鼻部泡沫通常被設(shè)計(jì)成足夠厚， 以便在佩戴者的鼻子周圍適形時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的密封性。然而，厚的鼻部泡沫 被固定到面罩主體上時(shí)往往有更明顯的擠壓或壓縮性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種呼吸器，所述呼吸器包括(a)面罩主體，所述面罩主 體適于貼合在人的鼻部和口部上，并在所述面罩主體的鼻部區(qū)域中具有朝 下凹入彎曲的內(nèi)表面；以及(b)鼻部泡沫，其具有第一主表面和與第一主表 面相對的第二主表面、以及從第一主表面延伸到第二主表面的厚度T。鼻 部泡沬的第一主表面被固定到面罩主體的鼻部區(qū)域中的內(nèi)表面，并且當(dāng)將 面罩主體放置在人的面部上時(shí)，鼻部泡沫的與第一主表面相對第二主表面 被設(shè)置為與人的鼻部充分接觸。鼻部泡沫的第一主表面具有預(yù)定的朝下凹 入的彎曲。
本發(fā)明與已知的呼吸器的不同之處在于鼻部泡沫具有第一主表面， 所述第一主表面具有預(yù)定的彎曲。優(yōu)選地，該預(yù)定的彎曲與面罩主體內(nèi)部 的固定有鼻部泡沬的位置的彎曲基本上相同。申請人發(fā)現(xiàn)，如果鼻部泡沫 設(shè)有這樣的預(yù)定彎曲，那么鼻部泡沬不太可能在中心或沿著其長度方向的 其他位置被擠壓。優(yōu)選地，鼻部泡沬的第二主表面還具有預(yù)定的朝下凹入 的彎曲。通過這樣使鼻部泡沬預(yù)成形，可以減少泡沬變形或壓碎的情況， 以在佩戴者的鼻部上實(shí)現(xiàn)緊密的貼合性。并且，在面罩主體的鼻部區(qū)域中 發(fā)生泄漏的可能性更小。
在本發(fā)明的附圖和詳細(xì)描述中將更加全面地示出和描述本發(fā)明的這些 優(yōu)點(diǎn)及其他優(yōu)點(diǎn)，其中相同的附圖標(biāo)記用來表示相同部件。然而，應(yīng)當(dāng)理 解，附圖和描述僅用于舉例說明的目的，而不應(yīng)被理解為是對本發(fā)明范圍 的不當(dāng)限制。術(shù)語表
下文示出的術(shù)語具有如下所定義的含義 "氣溶膠"是指含有固態(tài)和/或液態(tài)懸浮顆粒的氣體；
"潔凈空氣"是指已被過濾以移除污染物的一定體積的大氣環(huán)境空
氣；
"包含(或含有)"指其在專利術(shù)語中的標(biāo)準(zhǔn)定義，是通常與"包 括"、"具有"或"含有"同義的開放式術(shù)語。雖然"包含"、"包 括"、"具有"和"含有"都是常用的開放式術(shù)語，但也可采用諸如"基
本上由...組成"之類涵義范圍更窄的術(shù)語描述本發(fā)明，這種涵義范圍更窄 的術(shù)語是半開放式的，因?yàn)樗鼉H將對鼻部泡沫實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的性能產(chǎn)生有
害影響的事物或因素排除在外；
."污染物"是指顆粒(包括粉塵、薄霧和煙霧)和/或通常不會被視為 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)；
"橫跨維度"為戴上呼吸器時(shí)橫跨佩戴者鼻部延伸的維度；它與鼻部 泡沫的"長度"維度同義；
"呼氣閥"是指設(shè)計(jì)用在呼吸器上以響應(yīng)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離開面罩主體和/或呼氣閥 后進(jìn)入其中的環(huán)境大氣空間；
"過濾介質(zhì)"是指空氣可滲透的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠移除從該結(jié)構(gòu)穿過 的空氣中的污染物；
"第一主表面"是指具有足夠的表面積以使鼻部泡沫能夠充分固定到 面罩主體的內(nèi)表面上的鼻部泡沬表面；
"帶具"是指結(jié)構(gòu)或部件的組合，它有助于在佩戴者面部上支承面罩
主體；
"內(nèi)部氣體空間"是指面罩主體與人的面部之間的空間； "縱向維度"是指鼻部泡沬(其在佩戴者佩戴面罩時(shí)橫跨佩戴者的鼻 梁延伸)的長度(長軸)方向；"適應(yīng)性"是指只受到手指壓力就可變形；
"面罩主體"是指空氣可滲透的結(jié)構(gòu)，其至少可貼合在人的鼻和口
上，并幫助限定與外部氣體空間分隔的內(nèi)部氣體空間；
"記憶"是指變形力停止后，變形部分具有恢復(fù)其先前形狀的傾向； "中間部分"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；
"不是一體的"對于鼻部泡沬來說是指獨(dú)立地制備；
"鼻夾"是指一種機(jī)械裝置(與鼻部泡沫不同)，該裝置適合用在過 濾面罩上以改善至少佩戴者鼻子周圍的密封性；
"鼻部泡沫"是指多孔材料，其適于放置在面罩主體內(nèi)部上，以改善 佩戴呼吸器時(shí)鼻子上方的貼合性和/或舒適度；
"鼻部區(qū)域"是指佩戴呼吸器時(shí)位于人的鼻部上方的面罩主體部分；
"顆粒"是指能夠懸浮在空氣中的任何液體和/或固體物質(zhì)，例如粉 塵、薄霧、煙霧、病原體、細(xì)菌、病毒、粘液、唾液和血液等；
"聚合物"是指含有規(guī)則或不規(guī)則排列的重復(fù)化學(xué)單元的物質(zhì)； "聚合物的和塑性的"是指材料主要包括一種或多種聚合物，并且也 可以含有其他成分；
"多孔的"是指一定體積的實(shí)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；
"預(yù)定的"是指彎曲為鼻部泡沫在制造時(shí)的彎曲，而不是因?yàn)楸遣颗?沫置于面罩主體上而產(chǎn)生的彎曲；
"曲率半徑"為形狀的彎曲量。該術(shù)語后面常跟隨描述圓(其圓周應(yīng) 匹配所述形狀)的半徑的量；
"呼吸器"是指由人佩戴的一種裝置，以便在空氣進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng) 前對空氣進(jìn)行過濾；
"第二主表面"是指鼻部泡沫的一個(gè)表面，該表面的尺寸被設(shè)置為足 夠大以便在佩戴者佩戴呼吸器時(shí)能夠使鼻部泡沫與佩戴者的鼻部充分接 觸；
"可保持形狀的"是指任何變形力停止后形狀基本上得到保持；"緊密的貼合性"或"緊密地貼合"是指(在面罩主體和佩戴者面部 之間)提供基本氣密的(或大體上不漏的)貼合；
"熱塑性"是指聚合物可以受熱軟化并且可以通過可逆的物理方法冷 卻硬化；以及
"橫向維度"是垂直于縱向維度(且在佩戴者佩戴呼吸器時(shí)沿佩戴者 鼻子的長度)延伸的維度。
圖1為泡沫塊10的前視圖，示出如何將其切割成具有預(yù)定弓形形狀的
多個(gè)鼻部泡沫12;
圖2a為具有預(yù)定弓形形狀的鼻部泡沫12的前視圖2b為具有預(yù)定弓形形狀的鼻部泡沫12沿圖2a中標(biāo)注的箭頭A的方 向獲取的俯視圖3a-3c為三個(gè)不同的鼻部泡沫實(shí)施例12、 12'和12''的透視圖4為呼吸器24的后視圖，該呼吸器具有位于面罩主體20的內(nèi)表面 18上的鼻部泡沬12;以及
圖5為面罩主體20的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，為清楚起見，將使用特定的術(shù)語。然 而，本發(fā)明并非意圖受如此所選特定術(shù)語的限制，并且每個(gè)如此所選術(shù)語 都包括相似地工作的所有技術(shù)等同物。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，提供了具有鼻部泡沫的新型呼吸器，該鼻部泡沬在 第一主表面上具有預(yù)定的朝下凹入的彎曲。鼻部泡沫還可以被構(gòu)造在其第 一主表面上具有與呼吸器面罩主體的內(nèi)部向下凹入彎曲基本匹配的彎曲。 在將鼻部泡沫切割或其他方式成型為這樣的預(yù)定形狀的情況下，當(dāng)將其放 置于面罩主體內(nèi)部上時(shí)，泡沫不太可能在沿著鼻部泡沬的長度方向的一個(gè) 或多個(gè)位置呈現(xiàn)擠壓或壓縮。在本發(fā)明之前，常規(guī)的鼻部密封泡沫常常被 切割為大致線性的構(gòu)造，該構(gòu)造與面罩主體內(nèi)部彎曲無關(guān)。這樣，當(dāng)彎曲 鼻部泡沫以適應(yīng)面罩主體內(nèi)部的形狀時(shí)，鼻部泡沬就容易被壓縮。因此，本發(fā)明可以預(yù)先留出鼻部泡沫壓縮量，從而在佩戴者戴上面罩時(shí)適應(yīng)其鼻 部形狀。
圖1示出鼻部泡沫塊10，由該鼻部泡沫塊可以切割出多個(gè)具有預(yù)定弓 形形狀的鼻部泡沫12。在用于制造鼻部泡沫的以往技術(shù)中，鼻部泡沫12 被切割成橫跨鼻部泡沬塊10延伸的直線條。如圖1所示，切割鼻部泡沬 12，使得一個(gè)鼻部泡沫的內(nèi)側(cè)切割線還限定相鄰鼻部泡沬的外側(cè)切割線。 這樣切割鼻部泡沫時(shí)，相鄰鼻部泡沫之間不會產(chǎn)生浪費(fèi)。浪費(fèi)可能產(chǎn)生于
塊10的側(cè)面13，但不會產(chǎn)生于每個(gè)相鄰鼻部泡沫12之間。雖然圖1示出 了從單個(gè)泡沫塊切割的多個(gè)鼻部泡沫，但可以采用其他方式形成鼻部泡 沫，例如通過將每個(gè)鼻部泡沬單獨(dú)模制成適當(dāng)?shù)男螤睢?br>
圖2a進(jìn)一步示出了鼻部泡沬12，并分別示出了它的第一主表面14和 與第一主表面相對的第二主表面16。相對的主表面14和16通過鼻部泡沬 的厚度T彼此分開。第一主表面14應(yīng)被固定到面罩主體20的鼻部區(qū)域22 中的內(nèi)表面18上(圖4)。鼻部泡沬12的第二主表面16可用于在佩戴者 戴上呼吸器24 (圖4)時(shí)與佩戴者的鼻部基本接觸。如圖2a所示，鼻部泡 沫12具有預(yù)定的朝下凹入的彎曲。彎曲在中心區(qū)域23尤其明顯，并可由 半徑h和r2定義。當(dāng)從側(cè)面正視圖觀察時(shí)，第一半徑n定義鼻部泡沫12 的內(nèi)部曲率半徑，而第二半徑r2定義鼻部泡沬12的外表面的彎曲。第二主 表面16可以具有弧長A-L。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，n的尺寸通常在約 1.5毫米至75毫米(mm)的范圍內(nèi)，更典型地為約2mm至50鵬。r2的尺寸范 圍通常為約n加上鼻部泡沬的厚度。鼻部泡沫在其內(nèi)表面上的路徑長度A-L通常為約4至10厘米(cm)，更典型地為約7cm至9cm。鼻部泡沬的厚度 T通常大于約3mm，并可高達(dá)約15mra，更典型地大于約4mm或5mm，并可高 達(dá)約10咖。
如圖2b所示，鼻部泡沬12具有總投影縱向尺寸P-L和寬度W。投影 縱向尺寸P-L通常為約3cm至9cm，更通常地為約5cm至8cm。寬度W通常 為約0. 5cm至3cm，更典型地為約0. 8cm至2cm。寬度W是鼻部泡沫12的 第一側(cè)面19和第二側(cè)面21之間的距離。
鼻部泡沫可以由多種材料制成，例如聚氨酯、聚氯乙烯、諸如聚丙 烯和聚乙烯之類的聚烯烴、聚乙烯醋酸乙烯酯、諸如聚異戊二烯之類的橡膠(天然的或合成的)或它們的組合。鼻部泡沬可以由開孔或閉孔泡沫制 成。還可以使用微孔泡沫。鼻部泡沫基本上可以使用適應(yīng)于人的鼻部形狀 的任何可壓縮材料(現(xiàn)在已知的或以后開發(fā)的)。
圖3a-3c示出鼻部泡沫元件的三個(gè)不同實(shí)施例12、 12，和12，'。每個(gè) 鼻部泡沫都具有第一主表面14、 14，和14''，以及第二主表面16、 16'和 16''。圖3a中所示的實(shí)施例在第一和第二主表面上通常具有恒定的彎曲， 并具有第一和第二楔形末端15和17。這些楔形末端還存在于圖3b和3c 所示的實(shí)施例中，分別為15'、 15''和17'、 17''。在圖3b所示的實(shí)施例 中，鼻部泡沫具有第一直部25'和第二直部27'，并具有急劇彎曲的中部 23'。在圖3c中，中部23''并不具有與圖3b中所示中部23' —樣急劇彎曲 的半徑。第一主表面14、 14'和14"上使用的具體弧形可以有差別，如圖 3a-3c中所示?；⌒蔚臉?gòu)造可根據(jù)面罩主體的內(nèi)部形狀而有差別。如上所 述，優(yōu)選但非必要的是，第一主表面更加符合面罩主體的鼻部區(qū)域中的內(nèi) 表面。當(dāng)?shù)谝恢鞅砻?4、 14'和14"更加匹配面罩主體的鼻部區(qū)域中的內(nèi) 表面時(shí)，鼻部泡沫被擠壓或不必要地壓縮的機(jī)會將更少，尤其是在鼻部泡 沫的中部23、 23'或23"。
圖4示出包括面罩主體20和鼻部泡沬12的呼吸器面罩24。如圖4所 示，從直立位置觀察面罩時(shí)，鼻部泡沫12呈現(xiàn)朝下凹入的彎曲。通過將粘 合劑涂覆到鼻部泡沫12的第一主表面14上或面罩主體20的內(nèi)部上或兩者 上，可將鼻部泡沫12固定到面罩主體20上。粘合劑可以是(例如)壓敏 或熱熔粘合劑，并可作為涂層或通過噴涂涂覆?？墒褂没旧先魏握澈蟿?或其他合適的固定方法(例如超聲焊接)將泡沫12固定到面罩主體20的 內(nèi)部18上。面罩主體20適合與佩戴者面部間隔開地貼合在人的鼻和口 上，以在佩戴者的面部和面罩主體20的內(nèi)表面18之間形成內(nèi)部氣體空間 或空隙。面罩主體20可以為諸如圖3中示出的彎曲的半球形杯狀，還可參 見授予Berg的美國專利4,536,440，授予Dyrud等人的美國專利 4， 807， 619以及授予Kronzer等人的美國專利5， 307， 796。呼吸器主體也可 以根據(jù)需要采用其他形狀。例如，面罩主體可以為具有授予Japimtich的 美國專利4， 827， 924中示出的構(gòu)造的杯狀面罩。面罩主體也可以是平坦折 疊式產(chǎn)品，如在授予Bostock的美國專利6,722,366和6,715,489、授予Curran等人的D459,471和D458, 364以及授予Chen的D448,472和 D443， 927中公開的對折和三折式面罩產(chǎn)品。還可參見美國專利 4， 419'993、 4， 419， 994、 4,300,549、 4,802,473和Re. 28,102。呼吸器 24可包括可以適形于佩戴者的鼻子形狀的適應(yīng)性鼻夾。鼻夾可以由在手動(dòng) 調(diào)整形狀后能保持其變形后的形狀的金屬或塑性材料制成。鼻夾的實(shí)例在 授予Castiglione的美國專利5， 558,089和D412， 573以及授予Kalatoor 等人的美國專利No. 11/236,283中示出。由于在鼻部區(qū)域處的面罩主體形 狀趨向于由鼻夾形狀決定，因此可以提供鼻部泡沫彎曲以總體上匹配鼻夾 的彎曲。面罩主體可以包括一個(gè)或多個(gè)過濾介質(zhì)層。 一般來講，使用由帶 電荷微纖維-即具有約25微米(pm)或更小(通常約1pm到15,)的有效 直徑的纖維-制成的非織造織物作為過濾介質(zhì)層。可以根據(jù)授予 Angadjivand等人的美國專利6,119,691使過濾介質(zhì)帶電荷。基本上任何
目前已知的(或以后開發(fā)的)可滲透空氣且包括過濾介質(zhì)層的面罩主體都 可以與本發(fā)明結(jié)合使用。
如圖4所示，呼吸器24還包括諸如帶子26等帶具，該帶子的尺寸設(shè) 定為通過佩戴者腦后以幫助提供與佩戴者面部的緊密的貼合性。帶子26優(yōu) 選地由使得面罩主體24向佩戴者面部施加輕微壓力的彈性材料制成。多種 不同的材料可以適于用作帶子26，例如，可以由超聲焊接到呼吸器主體20 上的熱塑性彈性體形成帶子。由于不使用金屬，所以用超聲焊接將帶具固 定到面罩主體上比用U形釘更為有利。3M 8210 防顆粒物呼吸器是一個(gè)采 用超聲焊接帶子的過濾面罩的實(shí)例?？梢允褂妹蘅椝删o帶、橡膠繩(例如 聚異戊二烯橡膠)禾B/或股線，以及非彈性的可調(diào)式帶子-參見授予 Castiglione的美國專利6,705,317和授予Xue等人的美國專利 6,332,465。可以與本發(fā)明結(jié)合使用的面罩帶具的其他實(shí)例可參見授予 Brostrom等人的美國專利6，457，473B1、 6， 062， 221和5,394,568，授予 Byram的美國專利6， 591， 837、 6, 119， 692和5， 464， 010，以及授予Dyrud 等人的美國專利6， 095， 143和5,819,731。任何用于在佩戴者頭上支承呼 吸面罩的帶子系統(tǒng)(目前已知的或以后開發(fā)的)基本上都可用作與本發(fā)明 一起使用的帶具。帶具還可能包括與用于支承面罩的一條或多條帶子結(jié)合 的頭部支架。呼吸器上還可具有呼氣閥，諸如授予Japuntich等人的美國專利6,854,463中所公開的單向流體閥。呼氣閥允許呼出的空氣不必經(jīng)過 面罩主體20中的過濾介質(zhì)就可以從內(nèi)部氣體空間逸出。呼氣閥可以通過使 用粘合劑固定到面罩主體上--參見授予Williams等人的美國專利 6， 125， 849 --或者通過機(jī)械夾持固定到面罩主體上一參見授予Curran等人 的美國專利6,604,524。圖示面罩主體20為空氣可滲透的并且可以設(shè)置有 開口 (未示出)，呼氣閥在該開口所在部位附接到面罩主體20，以使得呼 出的空氣可以經(jīng)過呼氣閥從內(nèi)部氣體空間快速逸出。面罩主體20上的開口 的優(yōu)選位置為佩戴面罩時(shí)正對佩戴者口部的位置。將開口以及從而呼氣閥 放置在這個(gè)位置允許閥門在受到來自呼出氣流的力或動(dòng)量時(shí)能更容易地打 開。對于圖1中所示類型的面罩主體20，基本上面罩主體20的整個(gè)暴露 表面對吸入空氣都是空氣可滲透的。
面罩主體可與佩戴者面部隔開，或者可與佩戴者面部齊平或緊靠。在 任一情況下，面罩主體均有助于限定內(nèi)部氣體空間，即呼出空氣通過呼氣 閥離開面罩內(nèi)部前所進(jìn)入的空間。面罩主體也可以在其周邊具有熱致變色 的貼合指示密封，以允許佩戴者容易地確定是否已建立合適的貼合_參見 授予Springett等人的美國專利5,617,849。
圖5表明面罩主體20可包括多個(gè)層，包括內(nèi)加強(qiáng)層或成形層28、過 濾層30和外覆蓋織物32。內(nèi)加強(qiáng)層或成形層28為呼吸器主體20形成結(jié) 構(gòu)并為過濾層30提供支承。成形層28可以位于過濾層30的內(nèi)側(cè)和/或外 側(cè)，并可以由(例如)用可熱粘結(jié)纖維制成的非織造織物制成，該纖維通 過(例如)授予Kronzer等人的美國專利5,307,796提出的方法來模制成
(例如)杯狀構(gòu)造。成形層28也可以由模制塑料網(wǎng)制成--參見授予Skov 的美國專利4,850,347。雖然成形層的主要設(shè)計(jì)目的是為面罩形成結(jié)構(gòu)并 為過濾層提供支承，但如果將成形層設(shè)置在過濾層外側(cè)，那么成形層還可 充當(dāng)過濾器，通常用來捕獲懸浮在外部氣體空間中的較大顆粒。成形層和 過濾層一起可以充當(dāng)吸入過濾元件。佩戴者吸氣時(shí)，空氣通過面罩主體吸 入，而空氣傳播的顆粒則被捕集到纖維(特別是過濾層中的纖維)間的空 隙中。在圖4所示的實(shí)施例中，過濾層30與面罩主體20為"一體的"， 也就是說，過濾層30形成面罩的一部分而不是像濾筒一樣的隨后附接到
(或移除自)面罩主體上的部件。平常用于負(fù)壓半面罩式呼吸器一類似于圖4中所示的過濾面罩24—的
過濾材料常常含有由帶電微纖維(尤其是熔噴微纖維(BMF))制成的纏繞 織物。微纖維通常具有的平均有效纖維直徑為約20到25微米(jim)或更 小，但常見直徑為lpm到約15pm，且更常見直徑為約3jim到l(Vm。有效 纖維直徑可以如"空氣傳播的粉塵和顆粒的分離"(Davies， C. N. ， The Separation of Airborne Dust and Particles, Institution of Mechanical Engineers, London， Proceedings IB. 1952)中描述的方法計(jì) 算。BMF織物可以如"工業(yè)工程化學(xué)中的超細(xì)熱塑性纖維"(Wente， Van A. ， Superfine Thermoplastic Fibers in Industrial Engineering Chemistry, vol. pages 1342 et seq. 1956)或者如海軍研究實(shí)驗(yàn)室的報(bào) 告(Naval Research Laboratories, No. 4364，出版于1954年5月25 曰)、Wente、 Van A. 、 Boone、 C. D.和Fluharty， .-E. L.所作的名稱為"超 細(xì)有機(jī)纖維的制造(Manufacture of S叩erfine Organic Fibers)的文章 中所述的方法形成。熔噴纖維織物可以均勻制備并可含有多個(gè)層，如授予 Berrigan等人的美國專利6， 492， 286B1和6， 139， 308中所述的織物。當(dāng)處 于無規(guī)纏結(jié)織物形式時(shí)，BMF織物可以具有充分的完整性以便像墊子一樣 進(jìn)行處理?？梢允褂?例如)授予Eitzman等人的美國專利6， 454， 986B1 和6'406，657B1、授予Angadjivand等人的美國專利6, 375， 886B1 、 6， 119， 691和5， 496， 507、授予Kubik等人的美國專利4， 215， 682以及授予 Nakao的美國專利4， 592， 815中所述的技術(shù)使纖維織物帶電荷。
可以在面罩主體中用作過濾器的纖維材料實(shí)例在授予Baumann等人的 美國專利5,706,804、授予Peterson的美國專利No. 4， 419， 993、授予 Mayhew的美國再版專利No. Re 28,102、授予Jones等人的美國專利 5， 472， 481和5， 411， 576以及授予Rousseau等人的美國專利5， 908, 598中 公開。纖維可含有聚合物，諸如聚丙烯和/或聚-4-甲基-l-戊烯(參見授予 Jones等人的美國專利4，874，399和授予Dyrud等人的美國專利 6,057,256)，并且還可含有氟原子和/或其他添加劑以增強(qiáng)過濾性能--參 見授予 Jones等人的美國專利6,432， 175B1 、 6， 409， 806B1 、 6，398，847B1、 6， 397， 458B1和授予Crater等人的美國專利5， 025， 052、 5， 099， 026，而且還可具有低含量的可提取碳?xì)浠衔镆愿纳菩阅芤粎⒁娛谟鑂ousseau等人的美國專利6， 213， 122。纖維織物也可以加工成具有增強(qiáng) 的抗油霧性，如授予Reed等人的美國專利4，874，399和均是授予 Rousseau等人的美國專利6， 238， 466和6， 068， 799中所述。過濾層可以任 選地制成波紋形，如授予Braun的美國專利5， 804， 295和5， 763， 078中所 述。面罩主體還可以包括用于保護(hù)過濾層的外覆蓋織物。該覆蓋織物也可 以由BMF非織造織物制成，或者由紡粘纖維織物制成。還可以使用內(nèi)覆蓋 織物以便面罩與佩戴者面部柔軟舒適地貼合--參見授予Angadjivand等人 的美國專利6,041,782。該覆蓋織物還可以具有過濾能力，但其過濾能力 比過濾層差許多。
選擇以下實(shí)例僅為進(jìn)一步地說明本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)及其他細(xì)節(jié)。然 而，應(yīng)當(dāng)明確理解的是，盡管這些實(shí)例用于此目的，但其具體成分和用量 以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被理解為是對本發(fā)明的范圍的不當(dāng)限制。
實(shí)例
構(gòu)造本發(fā)明的鼻部泡沬并將其附接到面罩主體上。鼻部泡沬包括由 Foamex International Inc. (Linwood， PA)以品牌SIF 制造的網(wǎng)狀柔 性聚酯型聚氨酯泡沬。根據(jù)ASTM D 3574測定，該泡沫具有26千克/立方 米(kg/W)的標(biāo)稱密度、173千帕(kPa)的拉伸強(qiáng)度、525牛頓/米(N/m)的抗 撕強(qiáng)度。泡沬的孔隙結(jié)構(gòu)標(biāo)稱為每10直線厘米有195個(gè)孔。鼻部泡沫由 7.9mm厚的泡沬片形成，所述泡沫片的一個(gè)表面上涂覆有壓敏粘合劑。粘 合劑為丙烯酸類，由3M Company制造，并被手動(dòng)涂覆到切割的鼻部泡沫的 一個(gè)表面。然后將泡沬片放置到切割表面上，并使用鋼尺模具切割刀具進(jìn) 行切割。然后，從切割刀具移除切割的鼻部泡沫，得到弧形的環(huán)面部分， 該部分為切割工具輪廓的鏡像。切割的鼻部泡沫的形狀通常為圖2和3a中 所示。環(huán)面部分的內(nèi)弧具有圖2中所示的曲率半徑r"43.2mm)，以及對應(yīng) 的外弧曲率半徑r2(48. 2ram)。沿著內(nèi)弧從點(diǎn)33到點(diǎn)35的曲率半徑為n的 路徑長度A-L為90腿。投影長度P-L為57. 3ram。鼻部密封泡沫的每個(gè)末端 都具有半徑為10腿的圓形末端。
上述鼻部泡沫被附連到由3M Company (St. Paul, Minnesota)制造的 市售8511 防顆粒物呼吸器上。對呼吸器的唯一修改是移除原來的鼻部泡 沬和鼻夾，然后用本發(fā)明的鼻部泡沬代替原來的鼻部泡沫。使用涂覆到鼻部泡沫的第一主表面的粘合劑，將本發(fā)明的鼻部泡沫附接到呼吸杯的內(nèi)表 面上。鼻部泡沫在呼吸杯上設(shè)置在與原來的鼻部泡沫相同的通常位置。鼻 部泡沫的內(nèi)弧(由曲率半徑r,的限定)被取向?yàn)槌蚝粑膬?nèi)表面。鼻 部泡沫的第一主表面的弓形形狀允許鼻部泡沬在沒有視覺上明顯的變形或 擠壓的情況下貼合呼吸杯的內(nèi)表面的弧。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和 更改。因此，本發(fā)明不限于以上所述，而是受所附權(quán)利要求書及其任何等 同物的約束。
本發(fā)明可在不存在本文中未具體描述的任何元件的情況下適當(dāng)?shù)貙?shí)施。
以上引用的所有專利和專利申請(包括在背景技術(shù)部分中的那些專利和 專利申請)的全文均以引用的方式并入本文。當(dāng)這些并入的文件中的公開內(nèi) 容與上述說明書之間存在沖突或差異時(shí)，應(yīng)以上述說明書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種呼吸器，包括(a)面罩主體，其適于貼合在人的鼻部和口部上，并在所述面罩主體的鼻部區(qū)域中具有朝下凹入彎曲的內(nèi)表面，以及(b)鼻部泡沫，其具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面、以及從所述第一主表面延伸到所述第二主表面的厚度T，所述鼻部泡沫的所述第一主表面被固定到所述面罩主體的鼻部區(qū)域中的內(nèi)表面，當(dāng)將所述面罩主體放置在人的面部上時(shí)，所述鼻部泡沫的與第一主表面相對的第二主表面可用于與人的鼻部充分接觸，其中至少所述第一主表面具有預(yù)定的朝下凹入的彎曲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述厚度T為至少約3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述第一表面的所述預(yù)定彎曲 與所述面罩主體內(nèi)部的固定有所述鼻部泡沫的位置的彎曲基本上相 同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沬的第二主表面具 有預(yù)定的朝下凹入的彎曲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沬與所述面罩主體 不是一體的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸器，其中所述厚度T大于約3鵬，并且 小于約15mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸器，其中所述厚度T大于約4mm，并且 小于約10mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沫的寬度W為約 0. 5cm至約3cm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述第一主表面為弓形的，并 且由約1.5mm至75mm的半徑rJ艮定。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸器，其中所述第一主表面由約2mm至 50mm的半徑r,限定。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸器，其中所述第二主表面為弓形的，并 且具有的半徑1"2等于所述半徑n加上所述鼻部泡沫的厚度T。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的呼吸器，其中所述第二主表面具有的半徑r2 等于所述半徑n加上所述鼻部泡沫的厚度T。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述第二主表面具有的弧長A-L為約4cm至10cm。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述第二主表面具有的弧長A-L為約7cm至9cm。
15. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沫具有約3cm至 9cm的總投影縱向尺寸P-L和0. 5cm至3cm的寬度W。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沫具有約5cm至 8cm的總投影縱向尺寸P-L和0. 8cm至2cm的寬度W。
17. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沬包含聚氨酯、 聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、橡膠或它們的組 合。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸器，其中所述鼻部泡沬為開孔泡沫或閉 孔泡沫，或?yàn)槲⒖着菽?br>
19. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸器，其中所述面罩主體包含多個(gè)層，所 述層中的至少一個(gè)層為纖維過濾層，并且所述面罩主體具有固定在 所述面罩主體上的鼻夾和帶具。
全文摘要
本發(fā)明公開一種呼吸器，其具有面罩主體和鼻部泡沫，所述面罩主體適于貼合在人的鼻部和口部上，并在所述面罩主體的鼻部區(qū)域中具有朝下凹入彎曲的內(nèi)表面。所述鼻部泡沫具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面、以及從所述第一主表面延伸到所述第二主表面的厚度T。所述鼻部泡沫的第一主表面被固定到所述面罩主體的鼻部區(qū)域中的內(nèi)表面，并且當(dāng)將所述面罩主體放置在人的面部上時(shí)，所述鼻部泡沫的與第一主表面相對的第二主表面可用于與人的鼻部基本接觸。所述鼻部泡沫的至少所述第一主表面具有預(yù)定的朝下凹入的彎曲。在放置到佩戴者的面部上之前，以這種方式預(yù)成形的鼻部泡沫很少有機(jī)會受到擠壓或產(chǎn)生不必要的變形。
文檔編號A62B7/00GK101489629SQ200780027578
公開日2009年7月22日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者蘇雷什·卡拉圖爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司