具有可变形的面颊部分的非弹性体呼吸面具的制作方法

专利名称：具有可变形的面颊部分的非弹性体呼吸面具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种呼吸器，其有一个面具体，所述面具体通过在面颊处易于向内挠曲而保持很好地贴在人的脸部上。
背景技术：
呼吸器的面部构件是用一种柔软的易变形材料，通常是橡胶制成的，其紧靠在佩戴者的脸部上，与佩戴者的脸部皮肤形成密封。橡胶的一般具有一定厚度，所以其能支承过滤器和呼气阀。例如，可参见Matheson的2652828号美国专利，McAlister等的4155358号美国专利。然而，厚橡胶的脸部构件会使呼吸器变得沉重，并且戴着不舒服。另外，厚橡胶增加了材料成本和制造成本。但是，如果把橡胶做得薄一些，那么面具就会塌陷，贴在佩戴者的脸部上，特别是当戴上呼吸器拉紧吊具时。
为了使脸部构件更轻，但又不以降低结构的整体性为代价，曾经在脸部构件中结合一种薄而刚性的结构件。这些刚性的结构件通常是通过注塑模压制成的，并常常称之为“刚性插入物”。所述刚性插入物形成了适当的结构，用来支承筒式过滤器和阀门。一种能与佩戴者脸部相符的、柔软的易变形材料设置在刚性插入物上或其周围，以使得面具紧贴在佩戴者的鼻子和嘴巴上。刚性插入物与软的易变形部分结合起来使用，使得面具更轻，戴起来更舒服，特别是与以前的面具来比较时，以前的面具基本上整个面具体都使用厚橡胶，来支撑筒式过滤器和阀门。采用刚性插入物与易变形的脸部接触构件相结合的面具，公开在Gleason等的6016804号美国专利，Freund的5592937号美国专利，Burns等的5062421号美国专利中，以及在2003年11月21日申请的、美国专利申请号为10/719959、名称为“RespiratoryFacepiece And Method Of Making A Facepiece Using Separate Molds(呼吸器脸部部件和用分模制作脸部部件的方法)”的申请文件中。
虽然采用了与柔软的易变形部分相结合的刚性插入物的面具变轻了，并且戴着更舒服，然而制造起来却更复杂了。采用刚性插入物的面具需要许多零件，并且还要增加将刚性插入物与软的易变形的与脸部接触部分密封连接的额外步骤。增加这些附加的零件和组装步骤会增加制造成本。

发明内容
本发明提供了一种新型呼吸面具，其克服了需要厚重的面部构件、多个零件以及多个制造步骤以形成面具体的缺点。与使用厚橡胶面部构件以足够地支承筒式过滤器的公知的呼吸器不同，本发明可以使用较薄的材料，该材料有足够的刚性并且在面颊处又可以变形，因此所述面具既能足够地支承筒式过滤器，又能使面具很舒服地紧贴在人的鼻子部分、面颊及下巴部分上。而且，与使用刚性插入物和柔软的能变形的部分的面具不同，本发明无须使用多个面部构件和多个加工步骤，便能使面具与佩戴者的脸部接触得很好。
总之，本发明提供了一种呼吸面具，其具有一个面具体，该面具体没有刚性插入物，不是非弹性体的，并且适合于贴合在佩戴者的鼻子部分和嘴上。面具体有鼻子部分、下巴部分、第一和第二面颊部分，和一根从鼻子部分延伸到下巴部分的轴线。面具体做成能够变形的，使得当面具体被保持固定不动，而且在鼻子部分和下巴部分上施力时，第一和第二面颊部分绕着轴线相向移动。所述呼吸面具还有一个吊具，其有助于把面具支承在佩戴者脸上。
如上所述，原先公知的面具是使用厚弹性橡胶或者结合弹性体型面部密封件使用刚性插入物，来达到使面具很好地贴合在鼻子上、面颊和下巴周围的目的。相反，本发明没有刚性的结构插入物，以使过滤部件和阀门能足够地连接在面具体上，但却仍能使面具体很好地贴合在佩戴者的脸的面颊部分处、鼻子上和下巴周围。本发明的面具体显示了绕着从面具的鼻子部分延伸到面具的面颊部分的轴线的良好的挠性。当对把面具体支承在佩戴者脸上的带子施加张力，并且在鼻子部分和下巴部分上作用相反的力时(当戴上面具时，就会产生所述力)，面颊部分就会向内相向挠曲。所述形式的挠曲能使面具与佩戴者的脸部密切贴合。在佩戴者颚部活动的过程中，仍能维持所述贴合。例如，如果面具的佩戴者戴着面具说话，面具和面颊部分之间仍能充分接触。当使用本发明的面具时，张开颚部时会把两个面颊部分互相拉近，从而仍能保持紧密的贴合。
在本发明的附图和详细说明中，充分显示和描述了本发明的上述各种优点及其他优点。在附图和说明中，同样的附图标记用来表示同一个零件。但是，应该理解，附图和说明书只是为了说明，而不应理解为对本发明保护范围的限制。
术语表本文中所使用的术语的具体含义规定如下“托架”指连接在带子和面具体上的结构零件(和/或几个零件的组合)，并在使用时帮助把面具体支承在佩戴者的脸部；“中央部分”指基本上位于面具体的鼻子部分、下巴部分和面颊部分之间中央的面具体部分；“面颊部分”指佩戴上面具体时，设置在佩戴者脸部的面颊部分上方，并且可能与面颊部分接触的面具体部分；“下巴部分”指佩戴上面具体时，设置在佩戴者脸部的下巴部分上方，并且可能与下巴部分接触的面具体部分；“弹性极限”指一种材料能够承受，而且当应力消失后仍然能恢复原状的变形极限；“外部气体空间”指当人佩戴面具体时围绕着面具体、并且当呼出的气体从面具的内部气体空间排出来后最终接收该呼出的气体的周围大气空间；“弯曲模量(挠曲模量)”指根据ASTM790-03，Standard TestMethodsforFlexural Properties of Unreinforced and ReinforcePlastics and Electrical Insulating Mateirals(为加强的和加强的塑料及电子绝缘材料挠性测试方法标准)确定的挠曲模量；“吊具”指形成呼吸面具的一部分并用来将面具支承在佩戴者脸上的装置；“整体的”指同时作为一个零件制成的，而非随后连接在一起的两个或多个单独制成的零件；“内部气体空间”指戴上面具体时，处于人的脸部与面具体之间的空间；“面具体”指构造成贴合在人的鼻子和嘴上的构件，其可用来帮助限定与外部气体空间隔开的内部气体空间；“非弹性体的”指在弹性极限延伸率小于10％的材料；“鼻子部分”指戴上面具体时，在佩戴者鼻梁上方延伸的面具体部分；“呼吸面具”指适合于佩戴在人的脸部、为人提供过滤后的清洁空气的装置；“刚性插入物”指呼吸面具上所使用的相对刚硬的构件，用于为连接流体连通部件(如筒式过滤器)和呼气阀提供适用的结构，同时与和佩戴者的脸部接触并且基本上符合佩戴者的脸部的更柔软的部分连接；“带子”指柔软的材料制成的长而狭窄的带状物或者绳子。


图1是按照本发明的呼吸面具10的正视图；图2是按照本发明的呼吸面具10的俯视图，示出了第一面颊部分18和第二面颊部分20的挠度；图3是按照本发明的呼吸面具10的后透视图，也示出了第一面颊部分18和第二面颊部分20的挠度；图4是以毫米显示面颊部分响应作用在面具的鼻子区域和下巴区域的外力而产生的挠度曲线图。
具体实施例方式
本发明提供了一种轻巧、易组装、所需要的零件少，并且能与佩戴者的脸部保持良好的面接触的新型呼吸面具。
图1表示具有面具体12的呼吸面具10，面具体12包含鼻子部分14，下巴部分16，第一面颊部分18和第二面颊部分20。面具10贴合在佩戴者的鼻子和嘴部上，但不贴合在他的眼睛上，因此，常常被称为“半面具”。包括托架22的吊具21安装在面具体12的中央孔(图中未示出)的位置上。一个呼气阀(图中也未示出)安装在该中央孔中，以使呼出的气体能从面具内部排出来。上述吊具21至少还有一条连接在托架22上的带子24，以便在使用时，用来协助将面具体12支承在佩戴者的面部上。带子24可与扣环26接合，扣环26能把带子的两个自由端固定在一起，从而使面具能保持很合适地贴合在佩戴者的鼻子和嘴部上。带子24可以滑动的方式穿过托架22中的导向槽，于是，就能相应地调节其的长度。如有必要，带子24也可以固定不动地连接。呼吸面具10还包括第一筒式过滤器28和第二筒式过滤器30，用来过滤被佩戴者吸入之前的空气。筒式过滤器28和30中含有颗粒过滤介质和/或气体过滤介质，分别用于除去水蒸汽和/或空气中的颗粒。由于佩戴者都是用肺部通过筒式过滤器吸入可呼吸的空气，所以面具10常常被称为“负压”半面具。
图2说明面具体12的两个面颊部分18和20如何向内挠曲，以使面具佩戴者获得更好的贴合。在图2(及图3)中，实线所表示的是没有挠曲状态下的面具，而假想线表示的是处于挠曲状态下的面具构造。当面具体12的鼻子部分14和下巴部分16受到相反的力时，面颊部分18和20便向箭头方向挠曲。当把面具戴在佩戴者的脸上，并对带子24施加张力时，力就会作用在鼻子部分14和下巴部分16上。即使带子没有直接“拉”面颊部分18和20，也会发生挠曲。面颊部分18和20向内挠曲，有助于保证面具体12保持与佩戴者的脸适当贴合。在戴上面具时，这个特征可防止污染物意外地进入面具的内部气体空间。
由于托架22安装在面具体12的中央，因此拉紧带子24所产生的力作用于面具体12的中央，从而以基本均匀的方式将面具体推向佩戴者的脸部。虽然按照本发明所述托架22可做成带子向面具体施加非中央作用的力(比如，作用在面具体的两侧)，但本发明的面具体仍然能够向内拉面颊部分18和28，尽管没有所述装置。本发明也可考虑其他类型的托架，托架也可以安装在其他位置上。可能适合的其他类型的托架的例子，可参见例如Burns等的5,062,421号美国专利、Freund的5,592,937号美国专利、Byram的6,591,837号美国专利，以及Brostrom等的6,457,473号美国专利。或者，上述带子也可以连接到面颊部分上(见例如Gleason等的6,016,804号美国专利)－但在本专利中没有必要使面颊部分紧靠在佩戴者的面颊上。
图3说明面颊部分18和20绕着一根从鼻子部分14延伸到下巴部分16的轴线32的挠曲。如图所示，当两个面颊部分处于其们的挠曲后的位置上时，面颊部分18和20便围绕着这根轴线相向转动。装在面具体的面颊部分18和20上的第一和第二筒式过滤器28和30，也同样分别与面颊部分18和20一起向内移动。由于力分别作用在鼻子部分18和下巴部分20上，结果就发生了挠曲。在本实施例中，挠曲是由于下列情况而产生的，即张力从带子24传递给托架22，产生了作用在面具中央部分上的力，在有相反的力作用的鼻子部分和下巴部分把面具体12推压在佩戴者脸上。
如在呼吸面具结构中所常见的，上述筒式过滤器装在面具体的相反的两侧，并且在筒式过滤器固定在面具体上的位置上还有一个吸气阀34。当使用呼吸面具10时，佩戴者的肺部通过筒式过滤器28和30，因而也通过吸气阀34，从外部环境吸入空气，结果，空气就能进入内部的气体空间中。随后，所述经过过滤的空气就被佩戴者吸入肺部。然后，呼出的空气经过呼气阀(图中未表示)，进入外部气体空间。所述呼气阀设置在面具体12的中央，在托架22后面。为保证所有吸入的空气在由佩戴者吸入之前都经过过滤，让面具体保持紧密地或者基本上密封地贴合在佩戴者脸上是非常重要的。本发明的面具—由于其能如图2和3所示，让面颊部分向内挠曲—能实现所述贴合，结果在面具体周围没有空气泄露或者空气泄露很少。如图3所示，面具体还可以包括一个面部周边密封件36，这个密封件用柔软的可变形材料制成，例如弹性体或者薄的热塑性薄膜，以便进一步实现舒适可靠的贴合。除此以外，为了更加舒适，并改善对佩戴者的鼻子部分的密封性能，可以在面具体内部的鼻子部分14处，敷设一层泡沫材料(图中未表示)。在戴上面具时，所述泡沫材料还能把面部密封件推到某些佩戴者脸部的凹进部分中去。
虽然以上所描述的本发明是具有第一和第二筒式过滤器的半面具，但所述呼吸面具也可以做成其他形状。例如，如Holmquist-Brown的6,277,178号美国专利的附图中所示，面具可以只有一个安装在中央的筒式过滤器。另外，本发明也可以与一个动力空气供应源结合起来使用，所述结构中，安装在面具体上的是一根干净空气软管，而不是筒式过滤器，例如，参见Cook等的6,575,165号美国专利。在所述情况下，面具体上将设置一种能用来安装动力空气供应源的机构，所述机构可以是例如卡口式装配方式，所述装配方式也能安装可供选择的筒式过滤器。
本发明中所使用的面具体是非弹性体的。优选的是，用于制造面具体的材料在弹性极限(即，当应力完全消失时，一种材料在不产生永久残余变形的前提下所能承受的最大应力)的延伸率小于5％，小于2％更好，最好小于1％。当载荷大到使材料产生塑性变形，或者不可恢复的变形时，就认为材料已经超过了其的弹性极限。优选的是，制造面具体的材料的弯曲模量应大于约50兆帕(MPa)，大于500MPa更好，最好大于1000MPa。面具体最大挠曲模量应小于约4000MPa。当佩戴呼吸面具时，带子通常施加的力大约为10～20牛顿(N)，以便面具能充分贴合在佩戴者的鼻子和嘴上。当按照下面介绍的MaskBody Deflector Test(面具体挠曲测试)进行测试时，在面具体受到的力为5N时，面具体优选的挠曲应至少为5毫米。更优选的是，根据下述的Mask Body Deflector Test(面具体挠曲测试)，当施加在面具上的力为5N时，其挠曲至少为10毫米。本发明中使用的面具体(指不含任何附件，例如阀门、筒式过滤器、吊具、面部密封件和泡沫，以及密封垫，即，这里称为裸面具体)优选是轻型的，其重量不超过35克，低于30克更好，最好低于25克。通常，裸面具体的重量大于10克。另外，面具体最好薄一些，其平均厚度优选应小于约2毫米，小于1.6毫米更好，最好小于1.2毫米。面具体厚度的下限一般大于约0.5毫米。
面具体可以用塑料制成，例如聚合材料，如在所要求形状的阳模上成形的可热成形的聚丙烯。这里所使用的术语“聚合”含义是含有一种聚合物。可以使用的其他聚合物包括聚乙烯、.聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯氯化物、苯乙烯树脂、聚氨脂、含氟聚合物、纤维素，以及这些聚合物的组合物或者混合物。除了采用热成形之外，面具体也可使用其他塑料成形技术制造，例如注射成形。热成形的面具体可以设置平面的环形开口，其中的中央环形开口从面具体的中央部分凸出来，形成一圆筒形的“立柱”或者凸脊。其余两个扁平的开口位于面具体两侧相对的面颊部分。面具体可塑造成一个整体或者杯，所述整体或杯整体上可从一个表面模制出来，所述表面适当成形为符合人类脸部的轮廓。所述杯可以经过辅助工序(穿孔)，以从面具体上去除一些材料，为安装吸气阀、呼气阀和筒式过滤器形成开口。
面具体可以在连接区域上模制出结构加强部分。例如，可以绕着开口的周围形成同心圆环或凸脊，使得面具体在这些部位上更加坚固，使得在受到筒式过滤器或者托架的重力(或者可能碰撞)时，杯子就不会向内塌陷或者歪斜或发生类似的情况。
为了使面具体能在污染的环境中正常使用，并通过为所述使用所必需的贴合和性能测试，可以在面具体上安装下列各种部件，例如吸气阀、吊具或头部悬挂装置、脸部密封件、密封垫和筒式过滤器。如上所述，吊具托架可以安装在面具体中央。托架可以为呼气阀形成一个保护盖，而让面颊区域中的两个基本平面环形开口露出来。托架也可以用环形构件连接在面具体上，这个环形构件设置在面具体中圆柱形“立柱”的下侧。上述托架也可以通过把一个例如呼气阀底座插入由“立柱”所限定的中央开口中而保持在其位置上，其中所述呼气阀底座可以是用注塑成形的零件。呼气阀底座可以从面具体的内侧插入由上述立柱所限定的圆筒形开口中。同样，呼气阀底座也可以是圆筒形，并用紧配合安装在由圆柱形立柱所限定的套筒中。在上述底座上还可以加上一个沿着径向延伸的凸缘，以便协助使托架紧靠在面具体上。呼气阀底座从面具体内部延伸到立柱内，包围二者之间的面具体。呼气阀底座还可以设计成保持呼气阀膜片，并为其提供一个密封表面，所述膜片借助于通过膜片上的孔插入的模制的中央柱子，保持在底座上。这些零件可以做成产生互锁作用的形状。
上述连接的吊具还可以有，例如，一根穿过托架中的导向槽的弹性带子。这根带子，例如，可以是编织的、针织的、橡胶的、皮革的或其他材料的，而且可具有能辅助将面具体支承在佩戴者脸上的任何形状。
带子最好是有弹性的，而且还可以连接在头项构件、头部支架或衬垫上。
可根据2002年9月23号申请的，申请号为10/252,623，名称为“Filter Element That Has A Thermoformed Housing Around AFilter Material(带有围绕着过滤材料的热成形外壳的过滤器元件)”美国专利申请中所描述的方法来制造筒式过滤器。两个筒式过滤器可以热粘接在面具体的相对面颊部分的两个平坦的环形部分上。通过同时加热面具体和筒式过滤器壳体的配合表面，当加热到所需的温度时，移开热源并将两个部件压在一起，直到冷却，就实现了该中心连接。本发明基本上可以使用将筒式过滤器安装在面具体上的任何其他方法，例如，化学的、机械的、或其他适当的方法。连接可以是永久性的，或者筒式过滤器是可以拆卸以进行更换的。筒式过滤器中可以装有气体过滤介质和/或颗粒过滤介质。气体过滤介质的例子包括活性颗粒床，例如，如Senkus等的6,391,429号美国专利，Simon等的6,344,071号美国专利和Abler的5,496,785号美国专利中所述。而在Huberty的6,627,563号美国专利，Jones等的6,562,112号美国专利，Berrigan等的6,492,286号美国专利，以及Eitzman等的6,454,986号和6,406,657号美国专利中，都公开了可以在筒式过滤器中使用的颗粒过滤介质的实例(例如，熔喷微纤维制成的非编织纤维布驻极体)。
面具体的挠曲测试通过在面具体上施加模仿面具使用时所受到的载荷的载荷，确定面具体的挠曲。当面具体支承在面具的朝向外部的表面上时，测量面具体由于施加在其鼻子部分和面颊部分上的负荷而引起的横向挠曲。记录用N度量的合力，以及用mm度量的挠曲。面具体挠曲的测量是在面具体的一个部位上进行的，该部位对应在两个面颊部分的外周边的两点之间的与脸部贴合的面具体开口。负荷沿着由鼻子部分和面颊部分限定的轴线施加在面具体上。
使用经过改进的、在上十字头上装有2500N的测力传感器的张力测试机(LLOYD Instruments LRX5K，Fareham，United Kingdom)进行测试。在测力传感器上装有向下延伸的T型伸长量测头。160毫米长的测头的底部在其中央装有一根圆柱形的杆(外直径为12.5mm)，这根杆的方向与十字头的移动方向垂直。这根拉杆的长度大于面具体鼻子部分与面颊部分之间的距离，并且当把面具体安装在张力测试机的下部夹具上时，这根杆与鼻子部分和面颊部分排在一条直线上。张力测试机的下部夹具是一块圆形的、直径为10厘米(cm)的固定的平板，所以这块平板的平面与上十字头上的伸长量测头的杆平行。
被测试的面具体的外表面放置在下部夹具平板的中央，而面具体的开口朝向上十字头。进一步调整面具体的方向，使得当十字头转向下方时，测力传感器测头上的杆与面具体的鼻子部分和面颊部处于一条直线上。用油灰或者热熔性粘接剂将面具体固定在下部平板上，以确保面具体在整个测试中保持其方向不变。为进行挠曲测试，使上十字头下降，直到垂直杆刚好接触面具体的鼻子部分和面颊部分为止。测量面具体最外部边缘与垂直杆座架之间的距离；以此距离为零挠曲。继续降低十字头(速度为每分钟10毫米)，并测量其与面具体最外部边缘之间距离的变化。重复所述程序，直到对若干不同大小的载荷确定了挠曲对负荷的曲线图为止。
选用下面的例子只是为了进一步说明本发明的特点、优点以及其他细节。然而，应该理解，尽管该例子用于这一目的，但其中所使用的具体的成份和数量，以及其他条件和细节不能成为限制本发明的保护范围的因素。
例子附图中所示的呼吸面具是用一个非弹性体面具体、一个弹性体的面部密封环、一个阀体、一个阀盖、一个托架、一个泡沫鼻梁、筒式过滤器，和一个吊具构成的。面具体是使用真空成形装置(可从Formech International Ltd Harpenden UK获得)用1.5毫米厚的可进行热成形的聚丙烯(PP)(Baseball Polyolefins CompanyHoofddorp Netherlands生产的“Adflex”Q100F)薄板制成的。面具体所使用的材料的挠曲模量为1172MPa，软化点为170℃。为模制面具体，将一块可热成形的PP薄板(30cm X 27cm)置于机架夹具中，加热到大约170℃(该材料的软化点)，再放在模腔上。此模腔安装在一个尺寸大约为机架夹具的内部尺寸的平坦表面上，上升进入软化的薄板内，并通过模具和支承表面上的开口形成真空，于是薄板被向下拉到模具上，使模具和薄板之间紧密地贴合。冷却后，把薄板从模具上分离出来，在面具体上切割出直径为21毫米的开口，用以安装筒式过滤器。另外，在面具体杯状部分的前面切割一个38毫米的开口，用来安装呼气阀和托架。切除面具体周边的多余材料，但留一圈3毫米到10毫米的外围边缘或凸缘。面具体的基本为平面的脸部贴合开口的最大外围宽度大约为140毫米，深度为60毫米。形成的面具体厚度平均约为1.2毫米，面具体的裸重约为20克。弹性的面部密封环连接在围绕着周边的凸缘上。环形的面部密封环是从0.3毫米的热塑性弹性体薄板(Softr SpA，Forli，Italy生产的“Laprene”83F000746)上切下来的，并通过用聚四氟乙烯(PTFE)薄板来保护弹性体的表面和加热及施压来粘接在杯状部分的边缘上。密封环的名义宽度为30毫米，其为面具体的内部形成了大约70毫米的开口。包含呼气阀盖和头带固定构件的托架连接在面具的中央部分上，其作用是当施加张力时，作为头部组件的加载点。一个类似于在3M 6000系列的气体和蒸汽呼吸器中使用的阀门，用一个圆筒形结合件连接在面具体的中央部分上。阀门及膜片组件通过面具体内部安装在设置在中心的环形立柱中。这个组件通过在立柱上方插入一个注塑模制件(Stamylan P 48M10 PP SABIC，EuroPetrochemicals B.V.，Sittard，Nether lands)来固定其位置。阀盖形状做成在下侧具有圆筒形的元件，该元件贴合在面具体中央部分的立柱上，包围该元件与阀门和膜片组件之间的面具体材料。基本垂直的结构安装在这个圆筒形元件的顶部上，这个结构在其侧面有若干凹进的元件，用来容纳过滤器和保持头带的导向槽件。阀门部件设计成用来保持硅树脂膜片阀门和为其提供一个密封表面。
将托架固定在面具体的阀门组件位置上。悬挂系统由一条长1米、宽12毫米的，由12股编织成的棉线/聚酯/PIP松紧带(Providence Braid Company，Pawtucket，USA)，这条松紧带穿过注塑模制成的托架/阀盖中的导向槽，其两端分别用在3M 6000系列的气体和蒸汽呼吸器中所使用的扣环固定。然后，将这些扣环连接在注塑模制的头部支架/衬垫中适当的部件上。
为组装面具，借助于使用3瓣式的，从杯状部分内部插入过滤器底部的卡口连接器，把过滤器安装在面具体上，所述过滤器类似于在2003年11月21日申请的、系列号为10/719,959的、名称为“Respiratory Facepiece And Method Of Making A Facepiece UsingSeparate Molds(呼吸器面部件和使用单独模具制造该面部件的方法)”的美国专利申请中介绍的过滤器。在这些过滤器中含有活性碳，标称尺寸为100毫米×70，形状为扁圆形。泡沫鼻梁元件也是对称安装在面具体狭窄的鼻子区域中。开放式聚醚-聚氨酯泡沫(FT-40S Foam Techniques，Wellingbrough，UK)长为120毫米，宽为20毫米，厚为7毫米，用粘接剂粘接在杯状部分的内表面上。
按照欧洲标准EN 4052001，本发明的呼吸面具在运动的受实验者上成功地通过了的面部泄露检测。当把组装好的面具佩戴在佩戴者的面部上时，面具体的夹紧作用有利于面具更好地与面部贴合。在面具戴上时可能受到的负荷下，三个面具的挠性测量结果的平均值示于图4中。如图4所示，本发明面具的夹紧挠性对于佩戴者很有利。另外，所述面具体的重量比普通的弹性体面具轻，并可简单地，即通过真空成形工序，做成具有简单的万能配合形状。
本发明在缺少没有在说明书中专门描述过的任何一种元件的情况下，都能够很好地实施。
以上提到过的专利和专利申请，包括在背景技术中提到的专利和专利申请，都通过参考并入本文。
在不脱离本发明的构思和范围的前提下，本发明可以有各种改进型和替换型。因此，应该理解，本发明并不是仅限于以上所描述的实施例，本发明的保护范围应由本申请的权利要求书及其等同物来确定。
权利要求
1.一种呼吸面具，包括(a)面具体，其没有刚性插入物，是非弹性体的，适合于与人的鼻子和嘴贴合，所述面具体包括鼻子部分、下巴部分、第一和第二面颊部分，以及从鼻子部分延伸到下巴部分的轴线，所述面具体做成能够变形，使得当面具体保持固定不动，并向鼻子部分和两个面颊部分施加力时，上述第一和第二面颊部分能围绕轴线相向移动；以及(b)吊具，其帮助把面具支承在佩戴者的脸上。
2.如权利要求1所述的呼吸面具，还包括(c)一个或多个装在面具体上的筒式过滤器。
3.如权利要求2所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具具有分别固定在第一和第二面颊部分上的第一和第二筒式过滤器。
4.如权利要求3所述的呼吸面具，还包括位于面具体的中央部分上的呼气阀，并且，上述吊具有托架和至少一根带子，上述托架盖住上述呼气阀，并固定在面具体的中央部分。
5.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，在佩戴者的颚部正常运动时，上述第一和第二面颊部分能够向内挠曲。
6.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述吊具具有托架和至少一根带子，上述带子连接在上述托架上，并且上述托架安装在面具体的中央，当戴上面具时，响应上述带子的拉紧，上述面具体的第一和第二面颊部分能够向内向佩戴者的各面颊方向挠曲。
7.如权利要求6所述的呼吸面具，还包括固定在上述面具体的第一和第二面颊部分上的第一和第二筒式过滤器，其中，在佩戴上面具时，拉紧所述至少一根带子会产生作用在鼻子部分和下巴部分上的力，从而导致出现挠曲，此时上述第一和第二筒式过滤器便与第一和第二面颊部分一起向内移动。
8.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体还用柔软的可变形材料作为脸部的密封件，所述柔软的可变形材料固定在面具体的周边上，以使面具体更好地贴在人的脸上。
9.如权利要求8所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体还有在鼻子部分固定在面具体内部的泡沫材料。
10.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体还有用于安装动力式空气供应源的机构。
11.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体在其弹性极限具有低于5％的延伸率。
12.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体在其弹性极限具有低于2％的延伸率。
13.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体在其弹性极限具有低于1％的延伸率。
14.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，用于制造面具体的材料具有大于50MPa的弯曲模量。
15.如权利要求14所述的呼吸面具，其特征在于，用于制造面具体的材料具有大于500MPa的弯曲模量。
16.如权利要求15所述的呼吸面具，其特征在于，用于制造面具体的材料具有大于1000MPa的弯曲模量。
17.如权利要求16所述的呼吸面具，其特征在于，用于制造面具体的材料具有小于约4000MPa的弯曲模量。
18.如权利要求6所述的呼吸面具，其特征在于，当上述面具佩戴在佩戴者的脸上时，上述带子能施加大约10～20N的力。
19.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，根据上述面具体的挠曲测试，当施加在面具体上的平均力为5N时，上述面具体能挠曲至少5mm。
20.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，根据上述面具体的挠曲测试，当施加在面具体上的平均力为5N时，上述面具体能挠曲至少10mm。
21.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的裸重不超过约35克。
22.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的裸重不超过30克。
23.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的裸重不超过25克。
24.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的裸重不超过10克。
25.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的平均厚度小于约2mm。
26.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的平均厚度小于1.6mm。
27.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的平均厚度小于1.2mm。
28.如权利要求27所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的平均厚度大于约0.5mm。
29.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体是用热成形塑料制成的。
30.如权利要求29所述的呼吸面具，其特征在于，上述热成形塑料包括聚丙烯。
31.如权利要求1所述的呼吸面具，其特征在于，上述面具体的裸重不超过35克，平均厚度小于2mm，并且弯曲模量大于500MPa。
32.一种面具体，其没有刚性插入物，是非弹性体的，适合于与人的鼻子和嘴贴合，所述面具体包括鼻子部分、下巴部分、第一和第二面颊部分，以及从鼻子部分延伸到下巴部分的轴线，所述面具体做成能够变形，使得当施加力时，上述第一和第二面颊部分能围绕轴线相向移动。
33.一种制造呼吸面具的方法，所述方法包括用弯曲模量大于500MPa的非弹性体的塑料制成重量不超过35g的面具体，所述面具体做成杯形，其平均厚度小于2mm，适合于贴合在人的鼻子和嘴上，而且，所述面具体不具有刚性插入物，但却具有整体形成的鼻子部分、下巴部分、中央部分，以及第一和第二面颊部分；以及，把吊具固定在上述面具体上。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，当按照面具体挠曲测试进行测试，把5N的力施加在面具体上时，上述面具体的挠曲至少为5mm。
全文摘要
一种呼吸面具(10)，其具有面具体(12)和吊具(21)，吊具又具有托架(22)和带子(24)。面具体(12)没有刚性的插入物，是非弹性体的，适合于与人的鼻子和嘴贴合。面具体(12)有鼻子部分(14)、下巴部分(16)、第一和第二面颊部分(18和20)，以及一根从鼻子部分(14)延伸到下巴部分(16)的轴线(32)。面具体(12)做成能够变形，从而使第一和第二面颊部分(18和20)能绕轴线(32)相向移动。托架(22)连接在面具体(12)上，而带子(24)连接在托架(22)上，以便把面具体(12)支承在佩戴者的鼻子和嘴巴上。当把张力施加到带子(24)上，并且相反的力作用在面具体的鼻子和下巴部分上时，第一和第二面颊部分(18和20)将会绕轴线相向运动。所述呼吸面具的优点是重量轻，制造容易，并且易于保持与人的脸部良好的贴合。
文档编号A62B18/02GK1938064SQ200580009691
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年3月26日
发明者克里斯托弗·P·亨德森, 奥德拉·A·威尔逊 申请人:3M创新有限公司