包括横向延伸的褶绉的呼吸器及其形成方法与流程

背景技术：

呼吸器通常出于以下两个共同的目的中的至少一者佩戴在佩戴者的呼吸通道上：(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸系统；以及(2)保护其他佩戴者或物免于暴露于由佩戴者呼出的病原体和其他污染物。出于第一目的，在其中空气中包含对佩戴者有害的颗粒的环境中佩戴呼吸器，例如汽车车身修理店。出于第二目的，在其中对其他佩戴者或物存在污染风险的环境中佩戴呼吸器，例如在操作室或洁净室中。

已设计出多种呼吸器来满足这两种目的中的任一者(或两者)。一些呼吸器被归类为“过滤面罩”，因为面罩主体本身用作过滤机构。与结合可附接过滤器滤筒(参见，例如授予yuschak等人的美国专利re39,493)或嵌件成型过滤元件(参见，例如授予braun的美国专利4,790,306)使用橡胶或弹性体面罩主体的呼吸器不同，过滤式面罩呼吸器被设计成使过滤介质覆盖整个面罩主体的大部分，从而无需安装或更换过滤器滤筒。这些过滤式面具呼吸器通常具有以下两种构型中的一者：模制的呼吸器和平折式呼吸器。

模制过滤式面具呼吸器通常包括热粘结纤维非织造纤维网或网孔塑料网目，以向面罩主体提供其杯型构型。模制呼吸器在使用和储存期间均趋于维持相同的形状。因此，这些呼吸器无法折叠成用于储存和运输的扁平状。公开了模制过滤式面具呼吸器的专利的实施例包括授予kronzer等人的美国专利7,131,442，授予angadjivand等人的美国专利6,923,182和6,041,782，授予dyrud等人的美国专利4,807,619，和授予berg的美国专利4,536,440。

平折式呼吸器可以被折叠成扁平状以用于运输和储存。这些呼吸器在使用时也可以打开成杯型构型。平折式呼吸器的实施例在例如以下美国专利中有所描述：授予bostock等人的美国专利6,568,392和6,484,722；以及授予chen的美国专利6,394,090。一些平折式呼吸器被设计有焊线、接缝和折叠部，以有助于在使用期间维持其杯形构型。另外，刚性构件已经被结合到面罩主体的面板中(参见，例如，授予duffy等人的美国专利申请公布2010/0154805；以及授予spoo等人的美国设计专利659,821)。

技术实现要素：

一般来讲，本公开提供了过滤式面具呼吸器和形成此类呼吸器的方法的各种实施方案。过滤式面具呼吸器可包括设置在呼吸器的面罩主体的中央面板中的横向延伸的多层褶绉。褶绉可在设置在面罩主体的右侧上的第一密封位置和设置在面罩主体的左侧上的第二密封位置处是自身密封的。

在一个方面，本公开提供了一种过滤式面具呼吸器，该呼吸器包括面罩主体和连接到面罩主体的带具。面罩主体包括过滤结构，该过滤结构具有中央面板、通过第一分界线与中央面板分开的上部面板以及通过第二分界线与中央面板分开的下部面板。面罩主体还包括二等分折叠部，当呼吸器如佩戴者使用的那样取向时，该二等分折叠部在从过滤式面具呼吸器的正面观察时是基本上竖直的，其中基本上竖直的二等分折叠部延伸穿过面罩主体的上部面板、中央面板和下部面板。另外，面罩主体包括横向延伸的三层褶绉，该三层褶绉设置在过滤结构的中央面板中，其中横向延伸的三层褶绉形成于面罩主体中并且在设置在面罩主体的右侧上的第一密封位置和设置在面罩主体的左侧上的第二密封位置处是自身密封的。

在另一个方面，本公开提供了一种方法，该方法包括形成具有过滤结构的面罩主体坯件；以及通过沿第一分界线和第二分界线折叠面罩主体坯件而在面罩主体坯件中形成中央面板、上部面板和下部面板，其中第一分界线将上部面板和中央面板分开，并且进一步地，第二分界线将下部面板和中央面板分开。该方法还包括折叠中央面板以形成三层横向延伸的褶绉，并且在设置在面罩主体坯件的右侧上的第一密封位置和在面罩主体坯件的左侧上的第二密封位置处密封横向延伸的褶绉。

术语表

“清洁空气”意指已滤除污染物的一定体积的大气环境空气；

“污染物”意指颗粒(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或通常不会被视为颗粒(例如，有机蒸气等)但可能悬浮在空气中的其他物质；

“横跨维度”为当从正面观察呼吸器时，在整个呼吸器上从一侧到另一侧横向延伸的维度；

“杯型构型”及其变型形式意指能够充分覆盖佩戴者的鼻部和口部的任何容器类型的形状；

“省缝”意指面罩主体的过滤结构中的双楔形区域，该区域具有两个固定的相对端部并且中心区域具有朝向固定端部逐渐变细的可调节宽度；

“外部气体空间”意指呼出的气体在穿过且离开面罩主体和/或呼气阀后所进入的环境大气气体空间；

“外部表面”意指在面罩主体位于佩戴者面部上时面罩主体暴露于环境大气气体空间的表面；

“过滤式面具”意指面罩主体自身被设计成过滤穿过它的空气；不存在附接到面罩主体上或模制成面罩主体来实现此目的的可独立识别的过滤器滤筒或嵌件成型过滤元件；

“过滤器”或“过滤层”意指一个或多个透气材料层，该一个或多个透气材料层适于从穿过它的空气流中除去污染物(诸如颗粒)的主要目的；

“过滤介质”意指透气的结构，该结构被设计成除去穿过它的空气中的污染物；

“过滤结构”和“可透气的过滤结构”各自意指过滤空气的大致透气的构造；

“向内折叠”意指朝从其延伸的部分向后弯曲；

“带具”意指有助于将面罩主体支承在佩戴者面部上的结构或部件组合；

“内部气体空间”意指面罩主体和佩戴者面部之间的空间；

“内部表面”意指在面罩主体被定位在佩戴者面部上时面罩主体最靠近佩戴者面部的表面；

“分界线”意指折痕、接缝、焊线、粘结线、缝合线、铰合线和/或它们的任何组合；

“面罩主体”意指这样的透气结构，其被设计成贴合在佩戴者的鼻部和口部上方，并且有助于限定与外部气体空间分开的内部气体空间(包括将其层与部件连结在一起的接缝和粘结点)；

“鼻夹”意指机械装置(而不是鼻部泡沫)，该装置适于在面罩主体上使用，以改善至少围绕佩戴者的鼻部的密封；

“周边”意指面罩主体的外边缘，当佩戴者佩戴呼吸器时，外边缘通常设置成靠近佩戴者的面部；“周边区段”是周边的一部分；

“褶绉”意指被设计成或折叠在自身上的过滤结构的一部分；

“聚合物的”和“塑料的”各自意指主要包含一种或多种聚合物并且也可以包含其他成分的材料；

“呼吸器”意指佩戴者佩戴的用于向佩戴者提供清洁呼吸空气的空气过滤装置；

“横向延伸”意指大体上在横跨尺寸上延伸；

“竖直轴线”意指平行于地球表面的切线的轴线；并且

“焊线”意指例如通过超声焊接、热和压力粘结、激光粘结或将面罩主体的一个或多个元件粘结在一起的任何其他合适的技术形成的分界线。

本文提供的所有标题都是为了方便读者而并不应该用于限制该标题后面的任何文本的含义，除非如此进行规定。

术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求书中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但不排除任何其他步骤或要素或者步骤或要素的组。

在本申请中，术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”并非仅旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。

后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。

后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。

如本文所用，术语“或”一般按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该上下文另外清楚地指出。

术语“和/或”意指所列要素中的一个要素或全部要素，或者所列要素中的任何两个要素或更多个要素的组合。

如本文所用，关于所测量的量，术语“约”是指所测量的量方面的偏差，这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。在本文中，“至多”某数字(例如，至多50)包括该数字(例如，50)。

另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

本公开的这些以及其他方面从以下具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。

附图说明

在整个说明书中均参考附图，其中类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：

图1为呼吸器的一个实施方案的示意性前透视图。

图2为图1的呼吸器的示意性后透视图。

图3为图1的呼吸器的示意性侧透视图，其中面罩主体的褶绉处于折叠状态。

图4为图1的呼吸器的示意性侧透视图，其中面罩主体的褶绉处于部分展开状态。

图5为图1的呼吸器的过滤结构的一部分的示意性剖视图。

图6为图1的呼吸器的褶绉的示意性剖视图，其中褶绉处于折叠状态。

图7为图1的呼吸器的褶绉的示意性剖视图，其中褶绉处于部分展开状态。

图8a至图8f(统称为图8)为形成图1的呼吸器的方法的各种示意图并且包括以下视图：图8a是面罩主体坯件的示意性前视图；图8b为图8a的面罩主体坯件的示意性前视图，其中坯件的一个或多个部分被移除；图8c为沿第一分界线和第二分界线折叠以形成面罩主体的图8b的面罩主体坯件的示意性平面图；图8d为图8c的面罩主体的示意性平面图，其中带具连接到面罩主体；图8e为沿第一折叠线和第二折叠线折叠以形成横向延伸的三层褶绉的图8d的面罩主体的示意图；并且图8f为被折叠以形成基本上竖直的二等分折叠部的图8e的面罩主体的示意性侧视图。

具体实施方式

一般来讲，本公开提供了过滤式面具呼吸器和形成此类呼吸器的方法的各种实施方案。过滤式面具呼吸器可包括设置在呼吸器的面罩主体的中央面板中的横向延伸的多层褶绉。褶绉可在设置在面罩主体的右侧上的第一密封位置和设置在面罩主体的左侧上的第二密封位置处是自身密封的。

本文所述呼吸器的一个或多个实施方案可提供优于当前可用呼吸器的各种优点。例如，横向延伸的多层褶绉可通过横跨中央面板提供梁效应来为呼吸器提供另外的抗塌缩性。当褶绉的一个或多个部分展开时，褶绉还可增大呼吸器的可透气表面积。另外，本文所述呼吸器的一个或多个实施方案可在褶绉的一个或多个部分展开时提供可听砰声或咔嗒声，这可向佩戴者指示呼吸器处于完全打开构型或状态。

图1至图7是呼吸器10的一个实施方案的各种视图。呼吸器10可包括任何合适的呼吸器，例如过滤式面具呼吸器。呼吸器10包括面罩主体20和连接到面罩主体的带具12。面罩主体20包括过滤结构28，该过滤结构28具有中央面板32、通过第一分界线40与中央面板分开的上部面板30以及通过第二分界线42与中央面板分开的下部面板34。面罩主体20还包括二等分折叠部22，当呼吸器如佩戴者使用的那样取向时，该二等分折叠部22在从过滤式面具呼吸器10的正面14观察时是基本上竖直的。基本上竖直的二等分折叠部22延伸穿过面罩主体20的上部面板30、中央面板32和下部面板34。面罩主体20还包括设置在过滤结构28的中央面板32中的横向延伸的三层褶绉50。横向延伸的三层褶绉50形成于面罩主体20中并且在设置在面罩主体的右侧24上的第一密封位置52和设置在面罩主体的左侧26上的第二密封位置54处是自身密封的。

包括正面14(图1)和背面16(图2)的面罩主体20还可包括任何合适的面罩主体，吸入的空气在进入佩戴者的呼吸系统之前穿过该面罩主体。面罩主体20可除去来自周围环境的污染物，使得佩戴者可呼吸过滤后的空气。另外，面罩主体20可采用多种不同的形状和构型，并且通常被调节成使得其贴合抵靠在佩戴者的面部或接触面部的支承结构内。在一个或多个实施方案中，当面罩主体处于如图1所示的打开构型时，面罩主体20可呈杯形。

在一个或多个实施方案中，面罩主体20可包括一个或多个覆盖层或纤维网，例如，如图5所示的第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82，该图是面罩主体的一部分的示意性剖视图。面罩主体20还包括设置在第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82之间的过滤介质84。在一个或多个实施方案中，面罩主体20还可包括设置在面罩主体上或面罩主体内的一个或多个任何合适的位置中的功能材料(未示出)。另外，面罩主体20可包括任何合适数量的层，例如两个、三个、四个、五个或更多个。

面罩主体12还可包括由一条或多条分界线限定的一个或多个面板。例如，面罩主体12包括上部面板30、中央面板32和下部面板34。另外，面板30、32、34中的每一者可采用任何合适的形状或形状的组合并且具有任何合适的尺寸。另外，面罩主体20可适于在周边18处接合佩戴者的面部。在一个或多个实施方案中，面罩主体20的两个或更多个层可例如通过焊接、粘结、粘附、缝合或任何其他合适的技术在周边18处连结在一起。另外，在一个或多个实施方案中，呼吸器10可包括设置在面罩主体20上或面罩主体20内的任何合适的位置中的鼻夹86(图1)。在图1至图7所示的实施方案中，鼻夹86设置在面罩主体20的上部面板30上或上部面板30中。

面罩主体20的中央面板32通过第一分界线40和第二分界线42与上部面板30和下部面板34分开。当呼吸器10被折叠成扁平状以用于储存时，上部面板30和下部面板34可各自朝向中央面板32的内表面36(图2)向内折叠，从而将呼吸器置于闭合状态。另外，上部面板30和下部面板34可各自向外打开以将呼吸器10放置在佩戴者的面部上，从而将呼吸器置于打开状态(如图1至图2所示)。当将呼吸器10从其打开状态操纵到其闭合状态或反之亦然时，上部面板30和下部面板34可分别至少部分地围绕第一分界线40和第二分界线42旋转。在一个或多个实施方案中，第一分界线40和第二分界线42可以分别充当上部面板30的第一铰链或轴和下部面板34的第二铰链或轴。

第一分界线40和第二分界线42可以使用一种或多种任何合适的技术形成，例如折叠、焊接(例如超声焊接)、施加压力(加热或不加热)、粘附、缝合、以及它们的组合。另外，第一分界线40和第二分界线42可以各自为基本上连续的、不连续的、直的、曲线的、以及它们的组合。在一个或多个实施方案中，第一分界线40和第二分界线42中的一者或两者可包括焊线或接缝。

面罩主体20还包括二等分折叠部22，当呼吸器如佩戴者使用的那样(如图1所示)取向时，该二等分折叠部22在从呼吸器10的正面14观察时是基本上竖直的。如本文所用，术语“基本上竖直”意指当被佩戴者佩戴并且佩戴者处于直立位置时，二等分折叠部22与竖直轴线形成不大于8度的角度。基本上竖直的二等分折叠部22延伸穿过面罩主体20的上部面板30、中央面板32和下部面板34。如在图3中可见，面罩主体20适于通过沿竖直二等分折叠部22折叠面罩主体而被折叠成扁平状以用于储存，使得面罩主体的右侧的内表面与面罩主体的左侧的内表面接触，其中上部面板30和下部面板34在打开构型中远离中央面板32旋转。二等分折叠部22可使用一种或多种任何合适的技术(例如，折叠、焊接、其他机械处理)形成。

横向延伸的三层褶绉50设置在面罩主体20的中央面板32中。尽管被示出为包括一个褶绉50，但是面罩主体20可包括任何合适数量的褶绉，例如，两个、三个、四个或更多个褶绉。在一个或多个实施方案中，面罩主体20包括设置在过滤结构28的中央面板32中的第二横向延伸的三层褶绉(未示出)，其中第二横向延伸的三层褶绉形成于面罩主体中并且在设置在面罩主体的右侧24上的第一密封位置和设置在该面罩主体的左侧26上的第二密封位置处是自身密封的。尽管被示出为包括三个层，但是本公开的褶绉可包括任何合适数量的层，例如，两个、三个、四个、五个或更多个。

褶绉50形成于面罩主体20中并且在设置在面罩主体的右侧24上的第一密封位置52和设置在面罩主体的左侧26上的第二密封位置54处是自身密封的。可利用一种或多种任何合适的技术(例如，密封、焊接、粘结、粘附机械紧固等)来形成第一密封位置52和第二密封位置54。

第一密封位置52和第二密封位置54可设置在面罩主体20的一个或多个任何合适的部分中。在一个或多个实施方案中，第一密封位置52和第二密封位置54中的每一者分别延伸至距中央面板32的右侧边缘25和左侧边缘27中的每一者至少3mm处。褶绉50可在第一密封位置52和第二密封位置54之间具有任何未密封长度。

褶绉50可采用任何合适的形状并且具有任何合适的尺寸。例如，褶绉50在沿平行于二等分折叠部22的方向测量时可具有任何合适的宽度51(图6)。在一个或多个实施方案中，褶绉50在沿平行于二等分折叠部22的方向测量时可具有横跨面罩主体20的恒定宽度51。在一个或多个实施方案中，褶绉50在沿平行于二等分折叠部22的方向测量时可具有横跨面罩主体20的可变宽度，使得褶绉形成省缝。例如，如图3所示的褶绉50具有沿褶绉长度的恒定宽度51。当褶绉50具有如图3所示的恒定宽度51时，当在包括二等分折叠部并且二等分面罩主体的平面(即，图3的平面)中观察面罩主体20时，二等分折叠部22包括三个直线段60、62、64。换句话讲，面罩主体20的外形形状具有形成二等分折叠部22的三个直线段60、62、64。

当褶绉50具有如图4所示的不同宽度51时，当在包括二等分折叠部并且二等分面罩主体的平面(即，图4的平面)中观察面罩主体时，二等分折叠部22包括四个直线段60、62、64和66。换句话讲，面罩主体20的外形形状具有形成二等分折叠部22的四个直线段60、62、64、66。在一个或多个实施方案中，二等分折叠部22可包括四个直线段60、52、64和66，而面罩主体20不包括褶绉50，使得中央面板32不在横向延伸方向上折叠。

褶绉50的宽度51可通过在第一密封位置52和第二密封位置54之间展开褶绉的一个或多个部分来改变，如图4所示。当褶绉50的一个或多个部分展开时，褶绉可形成双楔形省缝构型。如图6所示，褶绉50包括第一折叠线56和第二折叠线58。第一折叠线56和第二折叠线58设置在面罩主体20的右侧24和左侧26中的每一者上。褶绉50通过沿面罩主体20的右侧24和左侧26上的第一折叠线56和第二折叠线58折叠过滤结构20来形成。褶绉50还包括第一折叠线56相对于过滤结构28终止的第一线57。当褶绉50完全折叠时，即处于未打开状态，如图3所示，第一折叠线56与线57重合。在一些实施方案中，当褶绉50至少部分地展开时，即，在至少部分地打开的状态下，如图4所示，第一折叠线56不与线57对齐，而是与线57偏移，如图7所示。在一个或多个实施方案中，褶绉50的一个或多个部分(例如，在二等分折叠部22处)可完全打开，使得在此类部分中不保留褶绉。

第一折叠线56和第二折叠线58可以使用一种或多种任何合适的技术形成，例如折叠、焊接(例如超声焊接)、施加压力(加热或不加热)、粘附、缝合、以及它们的组合。在一个或多个实施方案中，第一折叠线56和第二折叠线58包括焊线。

在一些实施方案中，面罩主体20还可包括从面罩主体20的右侧边缘25延伸的右拉袢90和从面罩主体的左侧边缘27延伸的左拉袢92。如本文所用，术语“右”和“左”是指根据观察者在佩戴者佩戴呼吸器时观察到的呼吸器10的部分或元件。另外，术语“上部”和“下部”是指根据佩戴者在呼吸器定位在佩戴者的面部上时观察到的呼吸器的部分或元件。在一个或多个实施方案中，右拉袢90和左拉袢92可提供用于固定带具12的区域。例如，一个示例性拉袢在授予henderson等人的美国专利d449,377中有所描述。

右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者可与面罩主体20成一体。例如，在一个或多个实施方案中，右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者可与面罩主体12的中央面板32成一体。在一个或多个实施方案中，右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者可以单独制造，然后使用一种或多种任何合适的技术附接到面罩主体20。例如，在一个或多个实施方案中，右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者可单独制造，然后使用粘合剂附接到面罩主体20的中央面板32。另外，右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者可包括设置在其上以增加凸缘刚度的焊点或粘结点。

带具12，其可为任何合适的带具并且可包括一个或多个条带或弹性带13。带具12的条带或带13可使用一种或多种任何合适的技术附接到右拉袢90和左拉袢92中的一者或两者。例如，条带或带13可在每个相对的拉袢90、92处缝合、焊接、粘附或以其他方式固定到面罩主体20，使得条带或带可有助于在佩戴呼吸器10时将面罩主体保持抵靠佩戴者的面部。例如，可用于使用超声焊接将带具紧固到面罩主体的压缩元件的实施例在授予castiglione的美国专利6,729,332和6,705,317中有所描述。一个或多个条带或带13也可直接焊接到面罩主体20，而不使用单独的附接元件。参见例如授予xue等人的美国专利6,332,465。可利用的其他带具的实施例例如在授予brostrom等人的美国专利5,394,568；授予seppala等人的5,237,986；以及在授予brostrom等人的5,481,763中有所描述。

面罩主体20的周边18(图1)可包括一种或多种任何合适的形状。另外，在一个或多个实施方案中，周边18可包括一个或多个凹入部分，如例如在授予facer等人的美国专利公布2008/0271739中进一步描述的。尽管未示出，但是呼吸器10还可包括沿面罩主体20的周边18的至少一部分设置的任何合适的边缘带材。

呼吸器10还可包括设置在面罩主体20上或面罩主体20中的一个或多个任何合适位置中的一条或多条另外的分界线(例如，焊线)。一条或多条另外的焊线可采用任何一种或多种形状并且具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施方案中，另外的分界线(诸如焊线)可增加面罩主体20的结构稳定性。

面罩主体20的过滤结构可包括一个或多个任何合适的层。例如，如图5所示，过滤结构28可包括第一覆盖纤维网80、第二覆盖纤维网82和设置在第一覆盖纤维网和第二覆盖纤维网之间的过滤介质84。虽然被示出为包括第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82，但过滤结构28可包括任何合适数量的覆盖纤维网，例如，一个、两个、三个或更多个覆盖纤维网。当佩戴呼吸器时，第一覆盖纤维网80可最靠近佩戴者的面部设置，即，第一覆盖纤维网可被认为是内覆盖纤维网，并且第二覆盖纤维网82可被认为是外覆盖纤维网。在一个或多个实施方案中，第二覆盖纤维网82可被认为是内覆盖纤维网，并且第一覆盖纤维网80可被认为是外覆盖纤维网。

如本文所述，过滤介质84可设置在第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82之间。在一个或多个实施方案中，过滤介质84可在面罩主体20的一个或多个任何合适的部分中延伸到周边18。在一个或多个实施方案中，过滤介质84沿周边的整个长度延伸到周边18。

一般来讲，面罩主体12的过滤结构28从环境空气中除去污染物，并且还可以充当防止液体飞溅物进入面罩内部的阻挡层。第二覆盖纤维网82(即，当第二覆盖纤维网是外覆盖纤维网时)可以用于阻止或减慢任何液体飞溅物，并且如果飞溅物渗透穿过其他层，那么过滤介质84可容纳它们。面罩主体20的过滤结构28可包括颗粒捕集型过滤器或气体和蒸气型过滤器。过滤结构28可根据应用需要包括类似或相异的过滤介质和一个或多个覆盖纤维网的多个层。

第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82可位于过滤结构28的外侧上，以捕集任何可以从它们松散的纤维。通常，覆盖纤维网80、82由选择的手感舒适的纤维制成，特别是与佩戴者的面部接触的第一覆盖纤维网80的外表面(当第一覆盖纤维网是内覆盖纤维网时)。可与呼吸器10中所用的面罩主体一起使用的各种过滤层、成形层和覆盖纤维网的构造在本文中更详细地描述。

第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82也可以具有过滤能力。第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82中的一者或两者也可用于使得呼吸器10佩戴起来更舒适。覆盖纤维网80、82可由非织造纤维材料制成，诸如含有例如聚烯烃和聚酯的纺粘纤维。参见例如，授予angadjivand等人的美国专利6,041,782；授予dyrud等人的美国专利4,807,619，和授予berg的美国专利4,536,440。当佩戴者吸气时，空气通过面罩主体吸入，并且气载颗粒被捕集到纤维(特别是过滤层中的纤维)之间的空隙中。

典型的覆盖纤维网可由聚丙烯或包含50重量％或更多聚丙烯的聚丙烯/聚烯烃共混物制成。已经发现，这些材料为佩戴者提供高度的柔软性和舒适性，并且另外当过滤材料为聚丙烯bmf材料时，在层之间不需要粘合剂的情况下保持固定到过滤材料。适用于覆盖纤维网的聚烯烃材料可包括例如单一聚丙烯、两种聚丙烯的共混物、聚丙烯与聚乙烯的共混物、聚丙烯与聚(4-甲基-1-戊烯)的共混物、和/或聚丙烯与聚丁烯的共混物。用于覆盖纤维网的纤维的一个实施例为由得自埃克森公司(exxoncorporation)的聚丙烯树脂“escorene3505g”制成的聚丙烯bmf，其提供约25g/m²的基重，并且纤维纤度在0.2至3.1的范围内(在100根纤维上测量的平均值为约0.8)。另一种合适的纤维为聚丙烯/聚乙烯bmf(由包含85％的树脂“escorene3505g”和15％的也得自埃克森公司(exxoncorporation)的乙烯/α-烯烃共聚物“exact4023”的混合物制备)，其提供约25g/m²的基重并且平均纤维纤度为约0.8。合适的纺粘材料以商品名“corosoftplus20”、“corosoftclassic20”和“corovinpps14”得自德国派纳的corovingmbh公司(corovingmbh,peine,germany)，并且梳理成网的聚丙烯/粘胶纤维材料以商品名“370/15”得自芬兰纳基拉的j.w.suominenoy公司(j.w.suominenoy,nakila,finland)。覆盖纤维网通常在处理之后具有很少的从纤维网表面突出的纤维，因此具有平滑的外表面。可用于本公开的呼吸器中的覆盖纤维网的实施例在例如授予angadjivand的美国专利6,041,782，授予bostock等人的6,123,077，以及授予bostock的pct公布wo96/28216a)中有所描述。

在一个或多个实施方案中，第一覆盖纤维网80和第二覆盖纤维网82中的一者或两者可包括聚合物结网。任何合适的聚合物结网可以用于一个或两个覆盖纤维网。结网可由多种聚合物材料制成。适用于结网形成的聚合物为热塑性材料。可以用于形成本公开的聚合物结网的热塑性聚合物的实施例包括聚烯烃(例如，聚丙烯和聚乙烯)、聚乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及弹性体聚合物(例如，aba嵌段共聚物、聚氨酯、聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、茂金属聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、乙烯乙酸乙烯酯弹性体和聚酯弹性体)。在结网的制造中也可使用两种或更多种材料的共混物。此类共混物的示例包括聚丙烯/eva和聚乙烯/eva。聚丙烯可优选地用于聚合物结网，因为熔喷纤维通常由聚丙烯制成。使用类似的聚合物实现将支承结构正确焊接到过滤结构。

可以在呼吸器10中有利地采用的过滤介质84大致具有低压降(例如，在13.8厘米/秒的面速度下小于约195帕斯卡至295帕斯卡)，以使面罩佩戴者的呼吸功最小化。过滤介质84还可为柔性的并且具有足够的剪切强度，使得它们在预期的使用条件下大致保留其结构。颗粒捕集过滤器的示例包括细小无机纤维(诸如玻璃纤维)或聚合物合成纤维的一个或多个纤维网。合成纤维的纤维网可包括由工艺诸如熔吹法制备的驻极体充电的聚合物微纤维。由带电的聚丙烯形成的聚烯烃微纤维可以为微粒捕集应用提供实用性。

在一个或多个实施方案中，过滤介质84可包括一个或多个过滤层。一个或多个任何合适的过滤层可包括在过滤结构28中。一般来讲，过滤层将从穿过它的气流中除去高百分比的颗粒和/或其他污染物。对于纤维过滤层而言，根据要被过滤掉的物质种类选择纤维，并且在一些实施方案中，纤维被选择成使得在制造操作过程中它们变得不粘结在一起。如所指出的那样，过滤层可具有多种形状和形式，并且通常具有约0.2毫米(mm)至1厘米(cm)，更通常约0.3mm至0.5cm的厚度，并且过滤层可以是大体为平面的纤维网，或者可以是波纹状的以提供扩大的表面积。参见例如，授予braun等人的美国专利5,804,295和5,656,368。过滤介质80也可包括多个过滤层。

已知的(或后来开发的)用于形成过滤层的基本上任何合适的材料都可以用作过滤材料。在一个或多个实施方案中，熔喷纤维的纤维网，诸如在wente,vana.的《超细热塑性纤维》，化学工程师学会，第48卷，第1342页以及之后等等，1956年(superfinethermoplasticfibers,48indus.eng.chem.,1342etseq.(1956))中提到的熔喷纤维的纤维网，特别是以永久带电(驻极体)的形式存在时尤其可用(参见例如，授予kubik等人的美国专利4,215,682)。这些熔喷纤维可以是有效纤维直径小于约20微米(μm)的微纤维(称为“吹塑微纤维”，简称bmf)，通常为约1μm至12μm的微纤维。有效的纤维直径可根据davies,c.n.，“气载尘埃颗粒的分离”，伦敦机械工程师学会，会刊1b，1952年(davies,c.n.,“theseparationofairbornedustandparticles,”institutionofmechanicalengineers,london,proceedings1b,1952)来确定。在一个或多个实施方案中，过滤层可以包括一个或多个bmf纤维网，该一个或多个bmf纤维网包含由聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)以及它们的组合形成的纤维。如在授予vanturnhout的美国专利re.31,285中提到的带电的原纤化膜的纤维、以及松香羊毛纤维纤维网和玻璃纤维或溶液吹塑的纤维网、或静电喷涂纤维(特别是以微纤维的形式)也可为合适的。可以通过使纤维与水接触来对纤维施加电荷，如在以下美国专利中所公开：授予eitzman等人的6,824,718，授予angadjivand等人的6,783,574，授予insley等人的6,743,464，授予eitzman等人的6,454,986和6,406,657，以及授予angadjivand等人的6,375,886和5,496,507。也可以通过电晕充电来对纤维施加电荷，如授予klasse等人的美国专利4,588,537中所公开，或者通过摩擦充电来对纤维施加电荷，如授予brown的美国专利4,798,850中所公开。另外，添加剂可以包括在纤维中，以增强通过水充电工艺制备的纤维网的过滤性能(参见授予rousseau等人的美国专利5,908,598)。具体地，可以将氟原子设置在过滤层中的纤维的表面处，以改善油雾环境中的过滤性能。参见例如授予jones等人的美国专利6,398,847b1、6,397,458b1和6,409,806b1。驻极体bmf过滤层的典型基重为约10克/平方米(g/m²)至100克/平方米(g/m²)。在根据(例如)授予angadjivand等人的‘507专利中所述的技术进行充电并且包括在授予jones等人的专利中提到的氟原子时，基重可以分别为约20g/m²至40g/m²和约10g/m²至30g/m²。

在一个或多个实施方案中，面罩主体20还可包括功能材料。功能材料可设置在面罩主体20上或面罩主体20中的任何合适的位置中。另外，功能材料可设置在面罩主体20的各个层中的一个或多个层之间。功能材料可包括可从在呼吸器10的正面14和背面16之间通过的空气中吸收或除去一种或多种气体或颗粒的一种或多种任何合适的材料。例如，在一个或多个实施方案中，功能材料可包括含有吸附性材料(诸如活性炭)的层。另外，可结合吸附性层使用单独的微粒过滤层，以过滤微粒和蒸气两者。吸附剂组分可用于从呼吸空气中除去有害或难闻的气体。吸附剂可包括通过粘合剂、粘结剂或纤维结构而粘结在过滤层中的粉末或颗粒物。参见例如，授予springett等人的美国专利6,234,171和授予braun的3,971,373。

例如，多种活性颗粒可以用作吸附剂。在一个或多个实施方案中，活性颗粒能够吸收或吸附预计在预期使用条件下出现的气体、气溶胶或液体。活性颗粒可以呈任何可用的形式，包括小珠、薄片、颗粒物、纤维或凝聚物。示例性活性颗粒包括活性炭、氧化铝和其他金属氧化物、粘土、霍加拉特(hopcalite)和其他催化剂、离子交换树脂、分子筛和其他沸石、二氧化硅、碳酸氢钠、生物杀灭剂、杀真菌剂和杀病毒剂。例如，可以使用颗粒混合物来吸收气体混合物。

呼吸器10可包括提供任何所需功能性的任何合适的另外的元件或特征结构。例如，在一个或多个实施方案中，呼吸器10可包括设置在面罩主体20的上部面板30的鼻部区域中的鼻部泡沫(未示出)。鼻部泡沫可包括任何合适的材料或材料的组合，这些材料适于接合佩戴者的鼻部并且为佩戴者提供另外的舒适度，同时在面部和面罩主体20之间提供密封。

在一个或多个实施方案中，可以将呼气阀(未示出)附接到面罩主体20，以便于清除从内部气体空间呼出的空气。通过快速从面罩内部中除去湿热的呼出空气，使用呼气阀可改善佩戴者的舒适度。参见例如，美国专利7,188,622，授予martin等人的美国7,028,689和7,013,895、7,428,903、7,311,104、7,117,868、6,854,463、6,843,248，和授予japuntich等人的5,325,892，授予mittelstadt等人的7,302,951和6,883,518，以及授予bowers的re37,974。提供合适压降并可以适当地固定到面罩主体20的基本上任何呼气阀都可结合本公开使用，以快速地将来自内部气体空间的呼出空气递送到外部气体空间。呼气阀可以设置在面罩主体20上或面罩主体12中的任何合适的位置中。

尽管未示出，但是呼吸器10还可包括设置在面罩主体20上或面罩主体20内的任何合适的位置中以增大通过面罩主体的压降的一个或多个防雾膜。例如，防雾膜可设置在上部面板30上或上部面板30中，以将通过上部面板的压降增大任何合适的量，例如从10％至100％。因为呼出空气沿循阻力最小的路径，所以其将具有在未设置防雾膜的区域中穿过面罩主体20的更大趋势。因此，当防雾膜设置在上部面板30中时，佩戴者的眼镜被从内部气体空间传送至外部气体空间的呼出空气雾化的机会较少。

本文所述的呼吸器的各种实施方案可以使用一种或多种任何合适的技术来制造。例如，8a至图8f为制造呼吸器10的方法100的一个实施方案的各种视图。虽然参考图1至图7的呼吸器10来描述方法100，但该方法可以用于制造任何合适的呼吸器。方法100包括形成包括如图8a所示的过滤结构28的面罩主体坯件120。可利用一种或多种任何合适的技术来形成面罩主体坯件120。例如，在一个或多个实施方案中，面罩主体20的各个层可作为单独的材料片提供。例如，可将第一覆盖纤维网80、过滤层84和第二覆盖纤维网82合在一起并面对面合股以形成过滤结构28的延伸长度。这些材料可使用一种或多种任何合适的技术连接在一起。例如，可通过粘合剂、热焊接或超声焊接将过滤结构材料层合在一起，并且将其切割成如图8b所示的所需大小。也可在面罩主体坯件120的延伸长度上形成各种焊点或粘结点122，如图8a所示。

然后可使用一种或多种任何合适的技术折叠和打褶面罩主体坯件120，并且可进行各种密封和粘结以在如图8c所示108处的扁平状面罩主体坯件上形成诸如第一分界线40和第二分界线42以及拉袢90、92的各种特征结构，以形成面罩主体20。例如，中央面板32、上部面板30和下部面板34可通过使用一种或多种任何合适的技术沿第一分界线40和第二分界线42折叠面罩主体坯件来形成于面罩主体坯件120中。如本文所述，第一分界线40将上部面板30和中央面板32分开，并且第二分界线42将下部面板34和中央面板32分开。在一个或多个实施方案中，带具12的条带13可在方法100的任何阶段使用一种或多种任何合适的技术连接到面罩主体20。如图8d所示，带具12的条带13可附接到面罩主体20。

在图8e中，使用一种或多种任何合适的技术沿第一折叠线56和第二折叠线58折叠中央面板32以形成横向延伸的褶绉50。褶绉50可在设置在面罩主体20的右侧24上的第一密封位置52和面罩主体的左侧26上的第二密封位置54处使用一种或多种任何合适的技术来密封。

如图8f所示，方法100还可包括使上部面板30围绕第一分界线40远离中央面板32的内表面36旋转，并且使下部面板34围绕第二分界线42远离中央面板的内表面旋转，使得呼吸器10处于打开状态。另外，方法100可包括沿二等分折叠线22折叠呼吸器10，使得呼吸器处于折叠状态。

本文中所引用的所有参考文献及出版物全文以引用方式明确地并入本公开中，它们可能与本公开直接冲突的内容除外。讨论了本公开的例示性实施方案，并且提及了本公开范围内的可能的变型。在不脱离本公开范围的前提下，对于本领域的技术人员来说，本公开中的这些和其他变型和修改将是显而易见的，而且应当理解，本公开不局限于本文所阐明的例示性实施方案。因此，本公开仅受限于以下提供的权利要求书。