一次性呼吸面罩的制作方法

专利名称：一次性呼吸面罩的制作方法
一次性呼吸面罩本申请为于2007年8月16日提交的申请号为11/840,031的部分继续申请。
背景技术：
本发明一般涉及一种一次性呼吸面罩，其包括有助于穿戴方便且在佩戴时舒适的皮带紧固系统。更具体地，呼吸面罩包括一种被构造为在使用者口部和鼻部上方提供致密的密封，但仍易于穿戴且可舒适佩戴的皮带紧固系统。 呼吸面罩在各种制造、保管(custodial)、运动和家居应用中均有效用。在这些应用中，呼吸面罩滤出灰尘和其他可能对使用者有害或使其不舒服的污染物。同样，呼吸面罩在卫生保健业中已经有效用。在这方面，呼吸面罩也过滤吸入的空气以防止使用者受到可能在医院环境中存在的污染物的影响，因为医院的患者通常携带空气中传播的细菌性病原体。因此，呼吸面罩已经被设计成在使用者的口部和鼻部上方提供致密的密封装置。这样的密封装置被证明在防止存在于体液或其它液体中的病原体的传递中是有用的。因此，呼吸面罩已经被设计成防止空气中传播的病原体和/或液体中的病原体传递给医护人员和/或由医护人员来传递。这样的密封装置也可以被用来帮助使用者将从空气中吸入的灰尘、颗粒或其他污染物隔离在外。 结合到呼吸面罩的是用于将面板(S卩，呼吸面罩的主体)结合到使用者头部的固定装置(securing device)。目前， 一次性呼吸面罩，尤其是那些用于工业或相关目的的一次性呼吸面罩，通常包括两条薄弹性带(即，皮带)，其意在横跨使用者头的后部和顶部，以确保紧密和致密的配合。为此目的，将呼吸面罩置于使用者面部上，并且皮带绕使用者头部延伸，从而，将呼吸面罩紧固至使用者。 目前所使用的弹性带/皮带的一个特殊问题是难于将这些皮带正确地放置在头部上方，并且频繁地滑动、滚动或滑出所放置的地方。这些皮带通常是窄的，其在使用期间由于皮带挤压皮肤的压力导致不舒服。在一些设计中，皮带具有设置的长度，且根据皮带材料的弹性性质来提供必要的压力以将呼吸面罩密封至使用者的面部。在其他设计中，包括扣、夹子或一些其他的调节皮带长度的其他工具。 因此，需要构造一种呼吸面罩，该呼吸面罩包括有助于方便佩戴且穿戴舒适的可
调节的或弹性的皮带和紧固部件。 发明概述 已经发现，可以构造一次性呼吸面罩以提供更方便的穿戴且更舒适的佩戴。具体地，具有一条或多条被构造成提供更方便穿戴且更舒适佩戴的皮带的呼吸面罩可以通过使用包括一个或多个牵拉皮带紧固部件(pull-str即fastening components)的皮带来提供，所述的一个或多个牵拉皮带紧固部件与呼吸面罩的主体相结合。此外，如果较宽、较低张力的皮带与这样的构造一起使用，那么该皮带在使用者头部和皮肤产生的压力减小，使得使用者可更舒适地佩戴，同时还使得呼吸面罩在使用者的口部和鼻部上方具有足够致密的密封。这些紧固系统(例如，由牵拉皮带紧固部件和紧固部件组成)还可以提供调节皮带长度的装置。
因此，本发明涉及一种呼吸面罩，该呼吸面罩包括主体，其适合覆盖呼吸面罩使用者的口部和鼻部；该主体具有主体的第一侧和主体的第二相对侧。呼吸面罩还包括第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，第一牵拉皮带紧固部件与主体的第一侧相结合，并且第二牵拉皮带紧固部件与主体的第二侧相结合。第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件独立地包括第一槽和第二槽，第二槽横向放置在与第一槽相比更接近于使用者的耳部附近处。将皮带连接到第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，使得第二牵拉皮带紧固部件包括可以被调节以将呼吸面罩安装至使用者头部的调节构件，并且使得皮带通过可调节地成环穿过皮带末端之间的第一牵拉皮带紧固部件而环绕使用者的头部，且使得两个末端绕使用者头部向后延伸至第二牵拉皮带紧固部件，在该第二牵拉皮带紧固部件处，皮带的两个末端可调节地穿过第二牵拉皮带紧固部件。 本发明还涉及呼吸面罩的实施方案，该呼吸面罩包括主体，其适合覆盖呼吸面罩使用者的口部和鼻部；该主体具有主体的第一侧和主体的第二相对侧。这样的呼吸面罩还包括第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，第一牵拉皮带紧固部件与主体的第一侧相结合，并且第二牵拉皮带紧固部件与主体的第二侧相结合。第一牵拉皮带和第二牵拉皮带紧固部件各自独立地具有第一槽和第二槽，第二槽横向放置在与第一槽相比更接近于使用者的耳部附近处。将皮带连接到第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，使得第二牵拉皮带紧固部件为可以被调节以将呼吸面罩安装至使用者头部的调节构件，并且使得皮带通过可调节地成环穿过皮带末端之间的第一牵拉皮带紧固部件而环绕使用者的头部，且使得两个末端绕使用者头部向后延伸至第二牵拉皮带紧固部件，在该第二牵拉皮带紧固部件处，皮带的两个末端可调节地穿过第二牵拉皮带紧固部件。此外，皮带是单连
续皮带，具有位于使用者耳部上方且在使用者头的上部区域附近的第一部分和位于使用者耳部下方且在使用者头的下部区域附近的第二部分，并且皮带的至少某部分具有约0. 3cm至约5cm的宽度。 其他目的和特点将是部分显而易见的并且将在下文中被部分地指出。
附图的简要说明

图1是本发明紧固系统的第一代表性实施方案的俯视图； 图2是图1所示的紧固系统实施方案的侧视图； 图3是图2的紧固系统的顶部透视图； 图4是图1所示的紧固系统实施方案的底部透视图； 图5是根据本发明使用者佩戴呼吸面罩的第一实施方案的正视图； 图6是图5所示的呼吸面罩的左侧透视图； 图7是图5所示的呼吸面罩的右侧视图； 图8是用于图5所示的呼吸面罩的紧固系统和皮带的俯视图； 图9是本发明紧固系统的另一个代表性实施方案的顶部透视图； 图10是描述与商购皮带材料相比较的用于本发明呼吸面罩皮带材料的收縮力的
曲线图。 整个附图中相应的附图标记表示相应的部分。
n 在本说明书中，以下各个术语或短语包含以下含义或意思。
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"结合"及其派生词是指两个元件连接、粘附、接合、粘合，缝合在一起等。当两元件彼此组成一个整体或者彼此直接或间接地结合，例如当各个直接地结合到中间元件时，将认为这两个元件结合在一起了。"结合"及其派生词包括持久性的，可脱离的或可再次固定的结合。此外，结合可以在生产过程中或由最终使用者来完成。"自发粘合"及其派生词是指没有施用外部胶粘剂或粘合剂的情况下，而通过纤维和/或丝状物的熔合和/或自粘来提供粘合。当至少部分纤维和/或丝状物为半熔化或有粘性时，可以通过纤维和/或丝状物之间的接触来提供自发粘合。自发粘合也可通过将粘性树脂与用来形成纤维和/或丝状物的热塑性聚合物相共混来提供。来自这样的共混物的纤维和/或丝状物可适合使用或不使用压力和/或热量来自发粘合。溶剂也可用来造成纤维和/或丝状物熔合，在除去溶剂后，留下这些纤维和/或丝状物。"粘合"，"相互粘合"及其派生词是指两个元件连接、粘附、接合、结合、缝合在一起等。当两个元件彼此直接或间接地粘合，例如各个直接地粘合到中间元件时，将认为这两个元件被粘合或相互粘合在一起了 。"粘合"及其派生词包括持久性的，可脱离的或可再次固定的粘合。如上所述，"自发粘合"也是"粘合"的一种。"接合"及其派生词是指两个元件连接、粘附、粘合、结合、缝合在一起等。当它们彼此直接或间接地接合，例如各个直接接合到中间元件时，将认为两元件接合在一起了。"接合"及其派生词包括持久性的，可脱离的或可再次固定的接合。此外，接合可以在生产过程中或由最终使用者来完成。"—次性物品"是指设计为在有限的使用后丢弃而非留待重复利用的物品。 术语"放置于......上"，"沿......放置"，"与......放置"或"朝......放置"
及其派生词意指是指一个元件可以与另一元件成为整体、或者一个元件可以是粘合到另一
元件、或与另一元件在一起或位于另一元件附近的单独结构。 当以单数使用"层"时，其可以具有单个元件或多个元件的双重含义。"机器方向"或"MD"通常是指生产材料的方向。术语"机器横向"、"横向"或"CD"
是指与机器方向相垂直的方向。"无纺物"和"无纺纤网"是指未经织物纺织或编结工艺辅助而形成的材料或该材料纤网。例如，无纺材料、织物或纤网已通过许多工艺来形成，例如，熔喷工艺、纺粘工艺、空气成形工艺、同成形工艺、以及粘合梳理纤网工艺。"操作式连接"是指通过联系路径，一个元件，例如传感器可以与另一个元件，例如信息设备相联络。联系可通过导线经由电连接来产生。或者联系可经由传输信号，例如红外频、无线电频、或一些其他传输频信号来产生。供选择地，联系可以通过机械连接例如水力连接或风力连接的方式来产生。"纺粘纤维"是指小直径的纤维，该纤维是通过从许多细的，通常为圆形的具有挤出丝的直径的喷丝头毛细管挤出，然后迅速地縮小为纤维而形成的，例如在A卯el等人的第4， 340， 563号美国专利、Dorschner等人的第3， 692， 618号美国专利、Matsuki等人的第3， 802， 817号美国专利、Kinney的第3， 338， 992号和第3， 341， 394号美国专利、Hartman的第3， 502， 763号美国专利、Dobo等人的第3， 542， 615号美国专利中所述，在此将以上专利内容全部引入作为参考。纺粘纤维通常为连续的，直径一般大于7微米，更特别是在约10-约20微米之间。
"拉伸粘合层压物"是指具有至少两层的复合物，其中一层为可起皱层，而另一层为弹性层。当弹性层从其初始状态被拉伸时，层与层连接在一起，使得当松开各层时，起皱层起皱。这样的多层复合弹性材料可以被拉伸的程度为在粘合位置之间起皱的非弹性材料使得弹性材料伸长。如Vander Wielen等人的第4， 720， 415号美国专利中公开了一类拉伸粘合层压物，在此将其内容全文引入作为参考。在Kieffer等人的第4， 789， 699号美国专利，Taylor的第4， 781， 966号美国专利，Morman的第4， 657， 802和4， 652， 487号美国专利，以及Morman等人的第4，655， 760号美国专利中公开了其他复合弹性材料，在此将其内容全文引入作为参考。"垂直丝状层压物"是指具有至少两层的复合物，其中一层为可起皱层，而另一层为弹性层。当弹性层从其初始状态被拉伸时，层与层连接在一起，使得当松开各层时，起皱层起皱。当与以上"拉伸粘合层压物"一起使用时，这样的多层复合弹性材料可以被拉伸的程度为在粘合位置之间起皱的非弹性材料使得弹性材料伸长。如Thomas等人的第6， 916， 750号美国专利中公开了一类垂直丝状层压物，在此将其内容全文引入作为参考。
"颈縮"或"颈样拉伸(neck stretching)"相互交换地指拉伸无纺纤维的方法，该拉伸一般为沿机器方向，以可控的方式将其宽度(与机器方向交叉)减小到所希望的量。控制拉伸可以在低温、室温或较高的温度下进行，并且受到拉伸的长度方向上整体增加量的限制，该增加量最大至断裂纤维所需的拉长量，其在绝大多数情况下为约1. 2至1. 6倍。当松开时，纤网回縮，但不会回复到其初始长度。例如，在Meitner和Notheis的第4， 443， 513号美国专利中，Morman的第4， 965， 122、4， 981， 747和5， 114， 781号美国专利，Hassenboehier Jr.等人的第5， 244， 482号美国专利中公开了这样的工艺，在此将其内容全文引入作为参考。"颈縮材料"是指任何经过颈縮或颈样拉伸工艺处理的材料。"可逆颈縮材料"是指具有拉伸和回縮特性的材料，其是通过将材料颈縮，然后加热经颈縮的材料并冷却材料而形成的。Morman的第4， 965， 122号美国专利中公开了该工艺，并在此将其内容全文引入作为参考。本发明所用的术语"颈縮粘合层压物"是指具有至少两层的复合物，其中至少一层是颈縮的非弹性层，而另一层为弹性层。当非弹性层处于伸长(颈縮的)状态时，各层接合在一起。在Morman的第5，226，992、4，981，747、4，965， 122和5， 336， 545号美国专利中公开了颈縮粘合层压物的实例，在此将其内容全文引入作为参考。"超声粘合"是指一种工艺，其中通过使材料通过超声喇叭和支承辊之间来连接材料(纤维、纤网、膜等)。Bornslaeger的第4，374，888号美国专利中说明了此工艺的实例，在此将其内容全文引入作为参考。"热点粘合"是指包括使要被粘合的材料(纤维、纤网、膜等)通过加热的砑光辊和支承辊之间。砑光辊通常，但不总是以某种方式形成图案，以使整个织物不穿过其整个表面来粘合，而支承辊一般是平滑的。因此，出于功能和美学的考虑，已开发了各种样式的砑光辊。通常，粘合面积占纤维层压物面积的百分比在约10%至约30%间变化。根据本领域中所公知的，热点粘合将层压物的各层保持在一起，并且通过对每层内丝和/或纤维的粘合使每一层都具有整体性。"弹性体"是指任何材料，包括膜、纤维、无纺纤网或其组合，其在至少一个方向的施加偏压力，可拉伸至松弛未拉伸长度的至少约110 % ，适当地约130 % ，特别是至少约
150%的偏向拉伸长度，并且当释放拉伸的偏压力时，其应恢复拉伸长度的至少15%。在本
发明中，材料仅需在至少一个方向上具有这些性质，即会被定义为弹性体。"可伸长的和可回縮的"是指材料在拉伸时伸长，在松开时回縮的能力。可伸长和
可回縮的材料是在偏压力作用下，可拉伸至伸长的、偏向长度的材料，并且在拉伸、偏向力
被释放时会回縮一部分，优选为其拉伸长度的至少约15%的材料。 本发明所使用的术语"弹性体"或"弹性体的"指具有可伸长和回縮性质的聚合物材料。"拉伸"是指材料在偏压力的作用下伸长的能力。拉伸百分比是材料初始尺寸与该材料在偏压力的作用下被拉伸或延长之后的同种尺寸的差。拉伸百分比可以表示为[(拉伸后长度-样品初始长度)/样品初始长度]X100。例如，若材料初始长度为l英寸，并伸展了 0. 50英寸，达到1. 50英寸的拉伸长度。可以说该材料拉伸了 50%。
"恢复"或"复原"指在材料在偏压力作用下发生拉伸后，偏压力终止时伸展的材料的收縮。例如，如果材料已被松开，未偏压的长度为1英寸，在拉伸下延长了 50%到1. 5英寸的长度，该材料会具有其松弛长度150%的拉伸长度。若该示例性的拉伸的材料收縮，那么当偏压力及伸展力释放后恢复到l. 1英寸的长度，该材料会恢复其伸长量的80% (0.4英寸)。"聚合物"通常包括，但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物、三元共聚物等，及其共混物或改性物。此外，除非特别界定，术语"聚合物"应当包括分子所有可能的几何构型。这些构型包括，但不限于全同立构、间规立构和随机对称性。 这些术语可以在说明书余下部分中用额外的语言来定义。
发明详述 本发明提供一种呼吸面罩，该呼吸面罩包括皮带、牵拉皮带紧固部件和构造来提供方便穿戴且舒适佩戴的紧固系统。具体地，本发明的一方面提供一种呼吸面罩，该呼吸面罩包括主体，其适合覆盖呼吸面罩使用者的口部和鼻部；与主体的第一侧相结合的第一牵拉皮带紧固部件和与主体的第二侧相结合的第二牵拉皮带紧固部件；以及皮带，其连接到所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮带紧固部件。 主体，例如图5-7，是呼吸面罩的一部分，其适合过滤、筛除、或以其他方式影响通过呼吸面罩吸入或呼出的空气或气体中一种或多种组分的至少部分。通常，主体可以是多种形状和尺寸，取决于呼吸面罩所期望的最终用途。此外，呼吸面罩的主体或其部分可以根据呼吸面罩所期望的最终用途来成形或切割(包括在所述主体中切割开口，该开口适合容纳，例如至少部分紧固部件)。 在一些实施方案中，在船运或储存期间，呼吸面罩的主体适合采用平面构型，但是在使用时可以被打开、摊开或以其他方式展开，使得主体适合安装在使用者面部的某部位上方。在供选择的实施方案中，呼吸面罩的主体适合采用预成形的或预塑的杯形构型，并且马上备用；也就是说，不需要变化(即，摊开或打开)主体就将其安装在使用者面部的某部位上方。 通常，主体可以包括任何本领域已知的合适材料。例如，本发明的呼吸面罩主体可以包括任何无纺纤网材料、纺织材料、针织材料、膜或它们的组合。在特别优选的实施方案中，主体包括无纺纤网材料。合适的无纺纤网材料包括熔喷网、纺粘网、粘合梳理纤网、湿法成形纤网、空气成形纤网、同成形纤网、水力缠绕纤网以及它们的组合。此外，无纺纤网可以包含合成纤维(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺等)。 在一些实施方案中，呼吸面罩的主体可包括两个牵拉皮带紧固部件100，每个牵拉皮带紧固部件结合到呼吸面罩主体的侧部。当佩戴呼吸面罩时，该牵拉皮带紧固部件放置在接近于使用者面部的相对侧处。无论具有一个还是多个牵拉皮带紧固部件，为了任选地提高呼吸面罩的方便穿戴或使用，可以有利地将紧固部件放置在呼吸面罩主体中，使得紧固部件的后沿放置在呼吸面罩主体后沿的3. 75cm内、2. 5cm内、1. 25cm内和0. 625cm至2. 5cm的范围内，优点依次渐增。 可以使用不同的牵拉皮带紧固部件。该牵拉皮带紧固部件可以以本领域任何已知的方式结合到呼吸面罩主体。例如，可以使用胶粘剂；焊接；通过输入热或其他能量来熔合材料；通过使用机械紧固部件将主体结合到牵拉皮带紧固部件(例如，螺钉、铆钉、揿钮、钩环紧固件等)；或其他这样的方法或这些方法的组合将紧固部件结合到主体，只要在呼吸面罩使用期间，牵拉皮带紧固部件始终结合到主体。 用于紧固部件的适合材料可以包括塑料、金属、或它们的组合。优选的材料包括可以通过本领域已知的各种方式，特别是注射成型法成型为希望形状的热塑性聚合物。这样
的聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈_ 丁二烯_笨乙烯(ABS)、聚苯乙烯、尼龙、聚氯乙烯等。 皮带通过紧固系统连接到呼吸面罩的主体，所述紧固系统是通过与结合到主体的牵拉皮带紧固部件组合而形成的(该紧固系统在图1中通常以100表示)。 一种特别优选的牵拉皮带紧固部件如图l所示，并且通常以100表示。尽管图l所示的牵拉皮带紧固部件具有角或者弯曲形，但应该认识的是，该牵拉皮带紧固部件可以是本领域已知的、与上述紧固部件相兼容的任何形状。例如，供选择的实施方案的牵拉皮带紧固部件可以成矩形，从而具有90度的方形化拐角。 通常，牵拉皮带紧固部件包括至少一个槽。在使用中，将皮带通过该槽插入并牵拉。然后可以使用本文所教导的工具将该皮带安装到牵拉皮带紧固部件和呼吸面罩的主体。 在一个特别优选实施方案中，如图1所示，牵拉紧固部件包括两个槽，第一槽20与第二槽22平行放置，并且第二槽横向放置在与第一槽相比更接近于使用者的耳部附近处。这样的构型将使得牵拉紧固部件用作皮带的调节工具，从而调节呼吸面罩更紧或更松地安装在使用者头部周围。具体地，在该实施方案中，皮带(在图l未示出，但在图5、6和7中示出)被牵拉穿过牵拉皮带紧固部件100的第一槽20，并且然后穿过牵拉皮带紧固部件100的第二槽22。通过牵拉更多的皮带穿过牵拉皮带紧固部件，在皮带上形成了更大的张力，从而使呼吸面罩对使用者头部产生更紧密的配合。 在一个优选的实施方案中，各个牵拉皮带紧固部件具有一个槽20和一个槽22。在另一个实施方案中，图9，各个牵拉皮带紧固部件具有两个槽20和两个槽22。在此种构型中，第一和第二组槽均可以与牵拉皮带紧固部件形成整体，并且与牵拉皮带紧固部件成角度，诸如与最接近于使用者耳部处的牵拉皮带紧固部件的末端呈大约45度的角。
有利地，如图5-7所示，仅皮带的一个末端需要通过本文所述的特殊构型来牵拉 穿过牵拉皮带紧固部件以实现调节。以这种方式，构造呼吸面罩510以使得使用者使用一 只手来调节呼吸面罩510的配合程度，即，通过牵拉皮带520的两个末端536、538以根据使 用者的期望来调节整个皮带520，两个末端536、538被放置在牵拉皮带紧固部件100中。因 此，呼吸面罩的紧固系统被构造成以提供更方便的穿戴和更舒适的佩戴。
参见图5和图8，更容易理解皮带520和牵拉皮带紧固部件100的特定构型；S卩，皮 带520是材料的连续环，其已经成环穿过未调节侧的牵拉皮带紧固部件518上的第一槽，使 得皮带中间部分(纵向)滑动地啮合于紧固部件518第一槽的内侧。然后，皮带520绕使 用者头部向后延伸至调节侧的牵拉皮带紧固部件516，在那里皮带520的两个末端穿过调 节侧的牵拉皮带紧固部件516的第一槽，并且向后穿过第二槽，使得皮带520的调节片部分 (adjustment tab portion)从呼吸面罩510—侧上的第二槽延伸。当使用者穿戴(即，戴 上)呼吸面罩时，他可以通过牵拉皮带的调节片部分来调节配合程度，并且皮带上的张力 通过皮带中间部分穿过呼吸面罩未调节侧牵拉皮带紧固部件的第一槽的自由移动来平衡。
在另一个实施方案中，如图9所示，牵拉皮带紧固部件可以具有两个以上的槽。例 如，在一个实施方案中，牵拉皮带紧固部件可以具有四个槽，其中第一槽220和第二槽222 如上所述来构造，第三槽240和第四槽242彼此类似于第一槽220和第二槽222来构造。此 外，第一槽220与第三槽240呈纵向(longitudinally)安装在牵拉皮带紧固部件上，第二 槽222与第四槽242呈纵向安装在牵拉皮带紧固部件上。 再参照图1，牵拉皮带紧固部件中的一个或多个槽可以包括用于夹皮带的齿。如图 l所示，该齿通常以40表示，且放置在第二槽22的一个内侧上。应该注意的是，所有牵拉皮 带紧固部件的槽可以包括齿或可以不包括齿，并不脱离本发明的范围。例如，在图9(和仅 具有2个槽的其他附图)中，齿被放置在第一槽220、第二槽222、第三槽240和第四槽242 中各槽的一个内侧上。 通常，齿被成形为具有尖端，但是本领域技术人员应当理解，齿可以是本领域已知 的任何形状或构型。例如，在供选择的实施方案中，齿为光滑齿(例如，具有直角末端)，以 避免皮带材料在槽内成束。更具体地，当皮带被牵拉穿过槽时，齿在横向方向提供阻力，从 而避免皮带成束。齿可以与牵拉皮带紧固部件形成整体，或者可以被分开制造，并且通过如 胶粘剂或焊接结合到牵拉皮带紧固部件中槽的内侧。 此外，已经发现，可以针对所使用的皮带材料使槽的长度和间隙最优化以提供方 便的调节，同时也在使用时提供可靠的固定。具体地，对于本发明优选的皮带材料而言，在 牵拉皮带紧固部件的槽中形成的间隙适当地具有约1. 0mm至约1. 5mm的宽度，更适当地，该 间隙为约1.3mm的宽度。在实施方案中，槽具有用于夹住或限制皮带横向移动或成束的齿， 该间隙从齿的末端(相对于齿结合到的内侧)到槽的相对内侧来测量。此外，槽开口 (即， 间隙)的适合长度为皮带宽度的约75%至125%。 牵拉皮带紧固部件形成的紧固系统可以为各种大小或形状，这取决于期望的最终 用途。在本发明的一个实施方案中，紧固系统具有充分刚性的形状(sufficiently rigid shape)，如盘、正方形或其他几何形状。在一个特别优选实施方案中，如图l所示，牵拉皮带 紧固部件总长约31毫米，总宽约30毫米，而厚度约1毫米。
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此外，为了提供更舒适穿戴和佩戴的呼吸面罩，呼吸面罩的皮带以新材料和几何 结构制成。例如，该皮带适合由适于环绕使用者头部的柔性弹性材料制成(例如，适于拉伸 的无纺材料)。该柔性材料通常为"低能"弹性材料；也就是说，可以伸长其松弛、未拉伸长 度的至少约50%，且更优选地，至少约150%，同时在拉伸至133%伸长率和收縮至100%伸 长率后，在100%伸长率时每厘米宽度具有低于100克力荷载的材料。 更具体地，用作皮带的柔性材料被构造成具有收縮力，适于提供足够致密的密封 以将面罩(即，呼吸面罩的主体)保持在使用者头部，同时，在佩戴期间仍获得舒适的配合。 在一个实施方案中，用作本发明呼吸面罩的皮带材料的材料所必需的收縮力使用材料测试 系统(MTS)Sintech 1/S拉伸测试方案和以下所述的方法来确定。具体地，将15. 24cm(6 英寸)长的皮带材料样品插在两个测试钳(2.54cm高X7.62cm宽；l英寸高X3英寸宽) 之间，其中，头带式皮带材料的延伸方向是15.24cm(6英寸)的样品尺寸。对于宽度小于 2.54cm(l英寸)的皮带材料而言，材料被切割为其宽度。对于大于2.54cm(l英寸)的样 品而言，材料被切割为2.54cm(l英寸)的宽度。两钳之间的起始距离设置为7.62cm(3英 寸)，并且样品材料经由十字头运动以每分钟50. 8cm(每分钟20英寸)的速率拉伸或收縮。 记录得到的荷载和拉伸并制图。将荷载单位标准化为克力每厘米材料宽度。
适当地，用作皮带材料的材料被构造为在被拉伸至133%伸长率和收縮至100% 伸长率后，在100%伸长率时每厘米宽度具有约30克力至约100克力的收縮力。更适当地， 该材料在被拉伸至133%伸长率和收縮至100%伸长率后，在100%伸长率时每厘米宽度具 有约50克力至约70克力的收縮力。此外，如图10所示，与商购的皮带材料3M 8511 (购 自3M Worldwide, St. Paul, Minnesota)和呼吸面罩编号46767 (购自Kimberly-Clark Worldwide, Inc. ， Neenah， Wisconsin)相比，本发明所使用的皮带材料(样品A)提供每单 位宽度较小的收縮力。为了施加足够的力来将呼吸面罩的主体密封至面部而使用了较宽的 头带。较宽的头带分散了头带穿过较宽面积施加给使用者头部后方的力，从而产生较小的 压力，且更为舒适。 也分析了样品皮带材料的滞后效应来确定该皮带材料反复地方便且舒适穿戴的 能力。弹性材料在应变时，趋于伸长、形变和分子水平上的重排。具体地，皮带材料的环取 代将导致荷载和应力的滞后回线。在收縮期间，给定伸长率时的荷载通常低于拉伸期间相 同伸长率时的荷载。此外，由于初始循环期间造成的持久形变，使得初始拉伸期间的荷载通 常高于后续拉伸期间的荷载。滞后效应可以由给定伸长率时收縮的荷载与相同伸长率时拉 伸的荷载之比来表征。具体地，在一个实施方案中，皮带材料循环两次达到133%的伸长率， 并以每分钟50. 8厘米(每分钟20英尺)的速率返回原始长度。 皮带材料伸长之后持久形变的量也可以由其永久变形来分析。具体地，永久变形 是在给定伸长量后在收縮时张力降为零的伸长百分比。较低的永久变形更合适，理想地，伸 长率达133%之后永久变形低于25%。 此外，也分析了皮带材料的强度。为了评估材料的强度，在拉伸框(tensileframe) 中，将样品材料以每分钟50. 8厘米(每分钟20英寸)的速率拉伸，直到它们损坏或荷载下 降了其峰值的10%。皮带必须足够结实，以在穿戴期间抵挡拉伸。该强度为皮带材料的每 宽度强度与用作该皮带的材料宽度的函数，且通常至少为300克力。 用作本发明呼吸面罩皮带材料的材料特别适合的例子包括通过将无纺材料热粘
11合或粘接至弹性膜而制成的层压物。合适的层压物包括例如，弹性膜、拉伸粘合层压物、垂 直丝状层压物、颈縮粘合层压物、弹性纤维的纺织材料和无纺材料、弹性纤维和无纺材料的 复合材料、弹性膜和可拉伸面板的层压物，以及它们的组合。优选的皮带材料由两个无纺面 板的热层压物热粘合至弹性膜的各侧制备而成，以便在膜材料中形成空隙，而不在面板中 形成空隙。这使得膜材料变得可透气，从而使用者佩戴更舒适。 任何热塑弹性体聚合物通常可以应用于本发明的皮带材料中，诸如，弹性体聚酯、 弹性体聚氨酯、弹性体聚酰胺、弹性体共聚物、弹性体聚烯烃等。在一个具体的实施方案中， 采用半结晶聚烯烃，这是由于其独特的机械与弹性体性质的组合。也就是说，如上所述，这 样的半结晶聚烯烃的机械性质使之形成在热粘合期间易于形成空隙而保持它们的弹性的 膜。 半结晶聚烯烃具有或能够显示基本规则的结构。例如，半结晶聚烯烃在其未形变 状态下可以基本上是无定形的，但在拉伸时形成结晶区域。烯烃聚合物的结晶度可以为约 3%至约30%，在一些实施方案中，烯烃聚合物的结晶度可以为约5%至约25%，在一些实 施方案中，烯烃聚合物的结晶度可以为约5%至约15%。同样地，半结晶烯烃可以具有熔化 潜热(AHf)，这是结晶度的另一个指标，该熔化潜热为约15至约75焦耳每克("J/g")，在 一些实施方案中，该熔化潜热为约20至约65J/g，而在一些实施方案中，该熔化潜热为约25 至约50J/g。半结晶聚烯烃也可以具有约l(TC至约IO(TC，在一些实施方案中，具有约20°C 至约8(TC，在一些实施方案中，具有约3(TC至约6(TC的维卡软化温度。半结晶聚烯烃可以 具有约2(TC至约12(TC，在一些实施方案中，具有约35t:至约9(TC，在一些实施方案中，具 有约4(TC至约8(TC的熔化温度。如本领域技术人员所熟知的，熔化潜热(AHf)和熔化温 度可以根据ASTM D-3417使用差分扫描热量计("DSC")来确定。维卡软化温度可以根据 ASTM D-1525来确定。 示例性的半结晶聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、其共混物和共聚物。在一个特殊的实 施方案中，使用了聚丙烯，其为乙烯和a _烯烃的共聚物，诸如C3_C2。 a -烯烃或C3_C12 a _烯 烃。合适的a-烯烃可以是直链的或支链的(例如，一个或多个C「C3烷基支链，或芳基)。
具体的例子包括1- 丁烯；3-甲基-1- 丁烯；3， 3_ 二甲基-1- 丁烯；1-戊烯；具有一个或多 个甲基、乙基或丙基取代基的l-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的l-己烯； 具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取 代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；以乙基、甲基或二甲 基取代的1-癸烯；l-十二烯；和苯乙烯。特别理想的a -烯烃共聚物为1_丁烯、1_己烯和 l-辛烯。这些共聚物中乙烯含量可以为约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施方案中， 为约80摩尔％至约98. 5摩尔％，且在一些实施方案中，为约87摩尔％至约97. 5摩尔％ 。 同样地，a-烯烃的含量可以为约1摩尔％至约40摩尔％，在一些实施方案中，为约1.5摩 尔％至约15摩尔％，其在一些实施方案中，为约2. 5摩尔％至约13摩尔％。
聚乙烯的密度可以根据所使用聚合物的种类而变化，但是通常为0. 85至0. 96克 每立方厘米("g/cm3")。例如，聚乙烯"塑性体"可以具有0.85至0.91g/cn^的密度。同 样地，"直链低密度聚乙烯"("LLDPE")可以具有0. 91至0. 940g/cm3的密度；"低密度聚 乙烯"("LDPE")可以具有0. 910至0. 940g/cm3的密度；以及"高密度聚乙烯"("HDPE") 可以具有O. 940至0. 960g/ci^的密度。该密度可以根据ASTM 1505来测量。
特别适合的聚乙烯共聚物是那些"直链"或"基本直链"的共聚物。术语"基本上直 链"意指除归结于引入共聚单体的短链支链之外，聚乙烯还包含聚合物主链中的长链支链。 "长链支链"是指具有至少6个碳原子的链长。各个长链支链可以具有与聚合物主链相同的 共聚单体分布，且与其所结合的聚合物主链一样长。优选的基本直链的聚合物被每1000个 碳0. 01个长链支链至每1000个碳1个长链支链，在一些实施方案中，每1000个碳0. 05个 长链支链至每1000个碳1个长链支链所取代。与术语"基本直链"相反，术语"直链"意指 聚合物缺乏可测量或可证实的长链支链。也就是说，聚合物被平均低于每1000个碳0. 01 个长链支链所取代。 直链乙烯/ a -烯烃共聚物的密度是a -烯烃长度和量的函数。也就是说，a -烯 烃的长度越大，a-烯烃存在的量越多，共聚物的密度就越低。尽管不需要要求，但是直链 聚乙烯"弹性体"是特别希望的，因为a -烯烃短链支链的含量使得聚乙烯共聚物既表现塑 性特征又表现弹性体特征(即，"塑性体")。因为与a-烯烃共聚单体的聚合降低了结晶 度和密度，所以得到的塑性体通常具有低于聚乙烯热塑性聚合物(例如，LLDEP)的密度，但 是具有与弹性体接近和/或重叠的密度。例如，聚乙烯塑性体的密度可以为0. 91克每立方 厘米(g/cm3)或更少，在一些实施方案中，为O. 85g/cm3至0. 88g/cm3，而在一些实施方案中， 为0. 85g/cm3至0. 87g/cm3。尽管具有相似于弹性体的密度，塑性体通常表现出更高的结晶 度，相对没有粘性，并且可以形成无粘附且相对自由流动的丸粒。 a-烯烃共聚单体在聚乙烯塑性体内的分布通常是随机的，并且形成乙烯共聚物 的不同分子量的份数是均匀的。共聚单体在塑性体内的分布均匀性可以被表示为共聚单体 分布宽度指数值("CDBI")为60或更多，在一些实施方案中，为80或更多，而在一些实施 方案中，为90或更多。此外，聚乙烯塑性体可以由DSC熔点曲线来表征，该曲线显示5(TC至 ll(TC区域(第二熔体塌陷(melt rundown))中出现的单熔点峰。 本发明所使用的优选的塑性体为基于乙烯的共聚物塑性体，以名称EXACT 购 自ExxonMobil Chemical Company of Houston, Texas。其他适合的聚乙烯塑性体以名称 ENGAGE 和AFFINITY 购自Dow ChemicalCompany of Midland, Michigan。还有其他合适 的乙烯聚合物以名称DOWLEXTM(LLDPE)和ATTANE (ULDPE)购自Dow Chemical Company 。其 他合适的乙烯聚合物在Ewen等人的第4， 937， 299号、Tsutsui等人的第5， 218， 071号、Lai 等人的第5， 272， 236号和Lai等人的第5， 278， 272号美国专利中被描述，在此将它们与本 文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。 当然，本发明绝不限制乙烯聚合物的使用。例如，丙烯聚合物也可以适于用作半 结晶聚烯烃。合适的塑性体丙烯聚合物可以包括例如，丙烯的共聚物或三元共聚物，其
包括丙烯与a-烯烃(例如，(:3-(:2。)，如乙烯、1-丁烯、2-丁烯、各种戊烯异构体、1-己烯、
1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、4_甲基-1-戊烯、4_甲基-1-己烯、 5-甲基-l-己烯、乙烯基环己烷、苯乙烯等的共聚物。丙烯聚合物的共聚单体的含量可以 为约35重量％或更少，在一些实施方案中，为约1重量％至约20重量％，而在一些实施方 案中，为约2重量％至约10重量％。优选地，聚丙烯(例如，丙烯/a-烯烃共聚物)的密 度可以为O. 91克每立方厘米(g/cm3)或更小，在一些实施方案中，为0. 85至0. 88g/cm 而 在一些实施方案中，为0. 85g/cm3至0. 87g/cm3。合适的丙烯聚合物以名称VISTAMAXXTM购 自ExxonMobil Chemical Co. ofHouston， Texas ;以名称FINA (例如，8573)购自Atof inaChemicals of Feluy， Belgium ;以名称TAFMER"购自Mitsui Petrochemical Industries; 和以名称VERSIFY 购自Dow Chemical Co. of Midland, Michigan。其他合适的乙烯聚合 物的例子在Datta等人的第6， 500， 563号、Yang等人的第5， 539， 056号以及Resconi等人 的第5， 596， 052号的美国专利中描述，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引 入作为参考。 任何各种已知的技术通常可以用来形成半结晶聚烯烃。例如，烯烃聚合物可以利 用自由基或配位催化剂(例如，Ziegler-Natta)来形成。优选地，烯烃聚合物由单活性中心 配位催化剂如茂金属催化剂来形成。这样的催化剂系统产生乙烯共聚物，其中共聚单体随 机分布在分子链中，并且以不同分子量份数均匀分布。茂金属催化的烯烃，例如在McAlpin 等人的第5， 571， 619号、Davis等人的第5， 322， 728号、Obi jeski等人的第5， 472， 775号、 Lai等人的第5， 272， 236号和Wheat等人的第6， 090， 325号的美国专利中被描述。在此 将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。茂金属催化剂的例子包括双 (正-丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正-丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基) 氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二 氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯化二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴 基)二氯化锆、二氯化二茂钼、二茂镍、二氯化二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二 氯化二茂锆等。利用茂金属催化剂制备的聚合物具有窄的分子量范围。例如，茂金属催化 的聚合物可以具有4以下的多分散性数(MyM》、控制的短链支链分布和控制的全同立构规 整度。 半结晶烯烃的熔体流动指数(MI)通常可以变化，但是在19(TC下确定时，通常在 约每10分钟0. 1克至约每10分钟100克的范围内，在一些实施方案中，在约每10分钟0. 5 克至约每10分钟30克的范围内，在一些实施方案中，在约每10分钟1至约10克的范围 内。熔体流动指数是在190EC下10分钟内施加5000克力时，可以被压过挤出式流变仪孔 (0.0825英寸直径)聚合物的重量(以克计)，并且其可以根据ASTM Test Method D1238-E 来确定。 当然，其他热塑性聚合物也可单独地或与半结晶聚烯烃一起用来形成弹性膜。例 如，可以采用基本无定形的嵌段共聚物，该嵌段共聚物具有被至少一个饱和共轭二烯聚合 物嵌段分开的至少两个单烯基芳烃聚合物嵌段。该单烯基芳烃嵌段可包括苯乙烯和其类似 物和同系物，诸如邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、1 ， 3 二甲基苯乙烯、对甲 基苯乙烯等，以及其他单烯烃多环芳香化合物，诸如乙烯基萘、乙烯基蒽等。优选的单烯基 芳烃为苯乙烯和对甲基苯乙烯。共轭二烯嵌段可以包括共轭二烯单体的均聚物、两个或多 个共轭二烯的共聚物和一个或多个二烯与其他单体的共聚物，其中嵌段主要是共轭二烯单 元。优选地，共轭二烯包含4至8个碳原子，诸如1，3 丁二烯(丁二烯)、2-甲基_1，3 丁二 烯、异戊二烯、2，3二甲基-l，3丁二烯、l，3戊二烯(戊间二烯)、1，3己二烯等。
单烯基芳烃嵌段(例如聚苯乙烯)的量通常可以变化，但是通常占共聚物的8重 量％至约55重量％，在一些实施方案中，占共聚物的约10重量％至约35重量％，而在一些 实施方案中，占共聚物的约25重量％至约35重量％。适合的嵌段聚合物可以包含具有约 5， 000至约35， 000数均分子量的单烯基芳烃端嵌段和具有约20， 000至约170， 000数均分 子量的饱和共轭二烯中嵌段。嵌段聚合物的总数均分子量可为约30， 000至约250， 000。
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特别适合的热塑性弹性共聚物以商品名KRAT0N⑧购自KratonPolymers LLC of Houston, Texas。 KRAT0N⑧聚合物包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物，诸如苯乙烯-丁二烯、苯 乙烯_异戊二烯、苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯和苯乙烯_异戊二烯_苯乙烯。KRAT0N 聚合 物也包括由苯乙烯_ 二烯嵌段共聚物选择性加氢形成的苯乙烯_烯烃嵌段共聚物。这样 的苯乙烯_烯烃嵌段共聚物的例子包括苯乙烯_(乙烯_ 丁烯)、苯乙烯_(乙烯_丙烯)、 苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁 烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)和苯乙 烯_乙烯_(乙烯_丙烯)_苯乙烯。这些嵌段共聚物可具有线状、辐射状或星状分子结构。 特殊的KRAT0N⑧嵌段共聚物包括以商品名G 1652、G 1657、 G1730、 MD6673和MD6973出售 的那些。美国专利第4， 663， 220号、第4， 323， 534号、第4， 834， 738号、第5， 093， 422号和 第5， 304， 599号描述了多种适合的苯乙烯嵌段共聚物，在此将它们与本文一定程度上相一 致的部分全部引入作为参考。其他可商购的嵌段共聚物包括以商品名称SEPT0N⑧购自 KurarayCompany， Ltd. of 0kayama， J即an的S-EP-S弹性共聚物。还有其他适合的共聚物 包括以商品名称VECTOR⑧购自Dexco Polymers of Houston, Texas的S-I-S和S-B-S弹 性共聚物。也有其他适合的聚合物为由A-B-A-B四嵌段共聚物组成的聚合物，诸如Taylor 等人的美国专利5， 332， 613中所讨论的，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部 引入作为参考。这样的四嵌段共聚物的例子是苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯-聚(乙 烯_丙烯)("S-EP-S-EP")嵌段共聚物。 膜中所使用的弹性体聚合物的量可以改变，但是通常为膜的约30重量％或更多， 在一些实施方案中，为膜的约50重量％或更多，而在一些实施方案中，为膜的约80重量％ 或更多。在一个实施方案中，例如，半结晶聚烯烃占膜的约70重量％或更多，在一些实施方 案中，占膜的约80重量％或更多，而在一些实施方案中，占膜的约90重量％或更多。在其 他的实施方案中，可以使用半结晶聚烯烃和弹性嵌段共聚物的共混物。在这样的实施方案 中，嵌段聚合物可以由约5重量％至约50重量％的共混物构成，在一些实施方案中，可以由 约10重量％至约40重量％的共混物构成，而在一些实施方案中，可以由约15重量％至约 35重量％的共混物构成。同样地，半结晶聚烯烃可以由约50重量％至约95重量％的共混 物构成，在一些实施方案中，可由约60重量％至约90重量％的共混物构成，而在一些实施 方案中，可以由约65重量％至约85重量％的共混物构成。当然应该理解的是，其他弹性体 和/或非弹性体聚合物也可以用在膜中。 除聚合物之外，本发明的弹性膜也可以包含其他本领域已知的组分。在一个实施 方案中，例如，弹性膜包含填充物。该填充物是微粒材料或者其他形式的材料，所述材料可 以被加入到膜聚合物挤出共混物中并且不会与挤出膜产生化学干扰，但是所述材料可以在 整个膜中均匀分散。填充物可以用作多种目的，包括增强膜的不透明性和/或透气性(即， 可透过蒸汽且基本不可透过液体)。例如，填充膜可以通过拉伸制成可透气的，这造成聚 合物脱离填充物并且形成微孔通道。可透气性微孔弹性膜，例如在McCormack等人的第 5， 997， 981号、第6， 015， 764号和第6， 111， 163号，Morman等人的第5， 932， 497号，Taylor 等人的第6， 461， 457号美国专利中所述的，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全 部引入作为参考。 填充物可以具有球形或非球形形状，平均颗粒大小在约0. 1至约7微米的范围内。适合的填充物的例子包括，但不限于，碳酸钙、各种粘土、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、碳 酸钠、碳酸镁、滑石、硫酸钡、硫酸镁、硫酸铝、二氧化钛、沸石、纤维素型粉末、高岭土、云母、 碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、浆粉、木粉、纤维素衍生物、甲壳质及甲壳质衍生物。如果希 望的话，合适的包衣如硬脂酸也可以应用于填充物颗粒。在使用时，填充物的含量可以如在 膜的约25重量％至约75重量％之间变化，在一些实施方案中，在膜的约30重量％至约70 重量％之间变化，而在一些实施方案中，在膜的约40重量％至约60重量％之间变化。
其他的添加剂也可以被加入到膜中，如熔体稳定齐U、加工稳定齐IJ、热稳定齐IJ、光稳 定齐U、抗氧化齐U、热老化稳定齐U、增白齐U、防结块齐U、粘合齐U、增粘齐U、粘度改性剂等，适合的 增粘剂树脂的例子可以包括，例如，氢化烃树脂。REGALREZ 烃树脂是这样的氢化烃类树脂 的例子，其购自EastmanChemical。其他增粘剂以ESC0REZ 的名称购自ExxonMobil。也可 以使用粘度改性剂，诸如聚乙烯腊(例如，Eastman Chemical的EPOLENE C-10)。亚磷酸 盐稳定剂(例如，购自Ciba Specialty Chemicals of Terrytown，N. Y.的IRGAFOS和购自 Dover Chemical Corp. of Dover,Ohio的DOVERPHOS)是示例性熔体稳定剂。此外，位阻胺 稳定剂(例如，购自Ciba Specialty Chemicals的CHIMASS0RB)是示例性的热和光稳定剂。 此外，位阻酚一般用作制造膜的抗氧化剂。 一些适合的位阻酚包括以商品名"Irganox.⑧" 购自CibaSpecialty Chemicals的那些，诸如Irganox 1076、 1010或E 201。此外，也可 向膜中加入粘合剂以有助于膜粘合至附加材料(例如，无纺纤网)。在使用时，这样的添加 剂(例如，增粘齐U、抗氧化齐U、稳定剂等)可以以膜的约O. 001重量％至约25重量％的量存 在，在一些实施方案中，以膜的约O. 005重量％至约20重量％的量存在，而在一些实施方案 中，以膜的0. 01重量％至约15重量％的量存在。 本发明的弹性膜可以是单层或多层的。多层膜可以通过层共挤、挤压涂层或通过 任何常规的层工艺来制备。这样的多层膜通常包含至少一个基层和至少一个表层，但是可 以包含任何希望数目的层。例如，该多层膜可以由基层和一个或多个表层形成，其中，基层 由半结晶聚烯烃形成。在这样的实施方案中，表层可以由任何形成膜的聚合物形成。如果 需要，表层可以包含软化剂、低熔点聚合物或聚合物共混物，其使得该层更适合用作热密封 粘合层，用于将膜热粘合至无纺纤网。例如，如上所述，表层可以由烯烃聚合物或其共混物 形成。可以适合单独或与其他聚合物相结合用于本发明的另外的成膜聚合物包括乙烯基乙 酸乙烯酯、乙烯基丙烯酸乙酯、乙烯基丙烯酸、乙烯基丙烯酸甲酯、乙烯基丙烯酸正丁酯、尼 龙、乙基乙烯醇、聚苯乙烯、聚氨酯等。 通常选择表层的厚度，使其基本不削弱膜的弹性体性质。为此目的，各表层可以 分别包括膜总厚度的约0.5%至约15%，而在一些实施方案中，为膜总厚度的约1%至约 10%。例如，各表层可以具有约O. 1至约10微米的厚度，在一些实施方案中，可以具有约 0. 5至约5微米的厚度，而在一些实施方案中，可以具有约1至约2. 5微米的厚度。同样地， 基层可以具有约1至约40微米的厚度，在一些实施方案中，可以具有约2至约25微米的厚 度，而在一些实施方案中，可以具有约5至约20微米的厚度。 得到的膜的性质通常可以根据希望而变化。例如，在拉伸之前，膜通常具有约100 克每平方米或更低的基重，而在一些实施方案中，具有约50至约75克每平方米的基重。在 拉伸时，该膜通常具有约60克每平方米或更低的基重，而在一些实施方案中，具有约15至 约35克每平方米的基重。拉伸的膜也可以具有约1至约100微米的总厚度，在一些实施方
16案中，可以具有约10至约80微米的总厚度，而在一些实施方案中，具有约20至约60微米的总厚度。 如以下将详细描述的，用来形成无纺纤网材料的聚合物通常具有高于粘合期间所提供的温度的软化温度。以这样的方式，聚合物在粘合期间基本没有软化到无纺纤网材料完全变得熔化可流动的程度。例如，聚合物可以在约IO(TC至约30(TC维卡软化温度(ASTMD-1525)下使用，在一些实施方案中，在约12(TC至约25(TC下使用，而在一些实施方案中，在约13(TC至约20(TC下使用。用于形成无纺纤网材料的示例性高软化点聚合物可以包括
例如，聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯等；聚乙酸乙烯酯；聚氯乙烯乙酸乙烯酯；聚乙烯醇縮丁醛；丙烯酸树脂，如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸；以及它们的共聚物等。如果希望的话，也可使用可生物降解的聚合物，如以上所述的那些。也可以使用合成或天然纤维聚合物，其包括但不限于，纤维素酯；纤维素醚；硝酸纤维素；乙酸纤维素；乙酸丁酸纤维素；乙基纤维素；再生纤维素，如粘胶、人造纤维等。应该注意，聚合物也可以包含其他添加剂，如加工助剂或处理组合物以给予纤维、剩余溶剂、颜料或者色料等希望的性质。 单组分和/或多组分纤维可以用来形成无纺纤网材料。单组分纤维通常由单体式挤出机挤出的聚合物或聚合物共混物形成。多组分纤维通常由分体式挤出机挤出的两种或更多种聚合物(例如，双组分纤维)形成。聚合物可以被布置在纤维截面上基本稳定定位的不同区域。组分可以以任何希望的构型来布置，如套芯式、并列式、盘式、海中岛式(island-in-the-sea)、三岛式(threeisland)、牛目艮式(bull' s eye)或其他本令页域已知的各种排列等。形成多组分纤维的各种方法在Taniguchi等人的第4， 789， 592号美国专利和Strack等人的第5， 336， 552号、Kaneko等人的第5， 108， 820号、Kruege等人的第4， 795， 668号、Pike等人的第5， 382， 400号、Strack等人的第5， 336， 552号和Marmon等人的第6， 200， 669号美国专利中被描述，在此将它们与本文一定程度上方相一致的部分全部引入作为参考。也可以形成具有各种不规则形状的多组分纤维，如Hogle等人的第5， 277， 976号、Hills等人的第5， 162， 074号、Hills等人的第5， 466， 410号、Largman等人的第5， 069， 970号以及Largman等人的第5， 057， 368号的美国专利中所描述的，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。 尽管可以使用聚合物的任何组合，但是多组分纤维的聚合物通常由具有不同玻璃化转变温度或熔化温度的热塑性材料制备而成，其中第一组分(例如，套)在低于第二组分(例如，芯)的温度熔化。多组分纤维的第一聚合物组分的软化或熔化使得多组分纤维形成粘的骨架结构，其在冷却时稳定了纤维结构。例如，多组分纤维可以占低熔点聚合物重量的约20%至约80% ，而在一些实施方案中，占约40%至约60 % 。此外，多组分纤维可以占高熔点聚合物重量的约80%至约20%，而在一些实施方案中，占约60%至约40%。已知的套芯式双组分纤维的一些例子以名称T-255和T-256 ( 二者均使用聚烯烃套)或T-254 (具有低熔点共聚酯套)购自KoSa Inc. of Charlotte, NorthCarolina ;可以使用的另外其他已知的双组分纤维包括购自ChissoCorporation of Moriyama， Japan或Fibervisions liXof Wilmington, Delaware的那些。 可以使用任何希望长度的纤维，如短纤维、连续纤维等。在一个具体的实施方案中，例如，可以使用短纤维，其纤维长度在约l至约150毫米范围内，在一些实施方案中，在约5至约50毫米范围内，在一些实施方案中，在约10至约40毫米范围内，而在一些实施方案中，在约10至约25毫米范围内。尽管不是必需的，但是可以采用梳理技术用本领域所熟知的短纤维来形成纤维层。例如，可以通过将纤维捆放入分离纤维的清棉机来使纤维形成梳理纤网。接着，通过进一步分裂纤维并且按机器方向排列纤维的梳刷或梳理装置来将纤维传送以形成机器方向的纤维无纺纤网。然后可以使用已知技术粘合梳理纤网以形成粘合梳理无纺纤网。 如果希望的话，用来形成无纺复合物的无纺纤网材料可以具有多层结构。适合的多层材料可以包括，例如纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层压物和纺粘/熔喷(SM)层压物。适合的SMS层压物的各种例子在Brock等人的第4， 041， 203号、Timmons等人的第5， 213， 881号、Timmons等人的第5， 464， 688号、Bornslaeger的第4， 374， 888号、Collier等人的第5， 169， 706号和Brock等人的第4， 766， 029号的美国专利中被描述，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。此外，市售的SMS层压物可以名称Spunguard 禾口 Evolution⑧购自Kimberly-Clark Corporation。 多层结构的另一个例子是在多纺织储存机(multiple spin bank machine)上生产的纺粘纤网，其中纺织储存机将纤维堆积在之前堆积在纺织储存机的纤维层上方。这样的单个纺粘纤网也可以被认为是多层结构。在这种情况下，在无纺纤网中堆积纤维的各层可以相同，或者它们的基重和/或组成、种类、尺寸、巻曲水平和/或生产的纤维形状可以不同。作为另一个例子，单个无纺纤网可以用作两个或更多个单独生产的无纺纤网层、梳理纤网层等，其已经被粘合在一起形成无纺纤网。如上所讨论的，这些单独生产的层在生产方法、基重、组成和纤维方面可以不同。 无纺纤网材料还可以包含其它的纤维组分，从而被认为是复合物。例如，无纺纤网可以使用任何本领域已知的缠绕技术(例如，水力、空气、机械等)与另一纤维组分相缠绕。在一个实施方案中，无纺纤网使用水力缠绕与纤维素纤维整体缠绕。 一般的水力缠绕工艺使用高压射流水使纤维缠绕而形成高缠绕的固结纤维结构，例如无纺纤网。例如，在Evans的第3， 494， 821号和Boulton的第4， 144， 370号美国专利中公开了短长度和连续纤维的水力缠绕无纺纤网，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。例如，Everhart等人的第5， 284， 703号和Anderson等人的第6， 315， 864号的美国专利中公开了连续纤维无纺纤网和纸浆层的水力缠绕复合无纺纤网，在此将它们与本文一定程度上相一致的部分全部引入作为参考。复合物的纤维组分可以包含任何希望量的得到的基底。纤维组分可以包含以重量计约50%以上方的复合物，而在一些实施方案中，可以包含以重量计约60%至约90%的复合物。同样地，无纺纤网可以包含以重量计低于约50%的复合物，而在一些实施方案中，可以包含以重量计约10%至约40%的复合物。 尽管没有需要，但是层压至本发明的膜之前，可以将无纺纤网在一个或多个方向上颈縮。合适的颈縮技术在Morman等人的第5， 336， 545号、第5， 226， 992号、第4， 981， 747号和第4， 965， 122号美国专利以及Morman等人的第2004/0121687号的美国专利申请公开文本中描述。供选择地，在层压至膜之前，无纺纤网可以在至少一个方向上保持相对不延伸。在这样的实施方案中，在层压至膜之后，无纺纤网可以任选地在一个或多个方向上拉伸。
无纺纤网材料的基重通常可以在约5克每平方米("gsm")至120gsm之间变化，在
一些实施方案中，在约10gsm至约70gsm之间，而在一些实施方案中，在约15gsm至约35gsm
之间。当倍增无纺纤网材料时，这样的材料可以具有相同或不同的基重。 在一些实施方案中，选择皮带的宽度，使得该皮带较少倾向于滚动或移动。例如，
在本发明的一些实施方案中，皮带的至少一些部分具有约0. 3cm至约5cm的宽度。更适合
地，皮带的至少某部分具有约0. 5cm至约3cm的宽度，并且更适合地，具有约2cm至约3cm
的宽度。在其它的实施方案中，整个皮带的宽度为约0. 3cm至约5cm，更适合地，整个皮带具
有约0. 5cm至约3cm的宽度。甚至更适合地，整个皮带宽度为约2. 5cm。 也请注意，如图5至图7所描述的，皮带部分可以分裂为两个或更多个条带以有助
于呼吸面罩在使用期间的稳定性。此处，皮带部分在使用者耳部分裂以有效地形成横向Y
形皮带部分或Y形接头，在最接近于使用者耳部的区域，该皮带分裂为两个条带， 一个条带
在耳部下方，而另一条带在耳部上方。此外，就这点而言，使用者耳部上方的皮带也可以被
放置在使用者头部上部区域附近，且使用者耳部下方的皮带可以被放置在使用者头部下部
区域附近。 已经详细地描述了本发明，将显而易见的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下的修改和形变是可能的。 当介绍本发明的元件或其优选实施方案时，词语"一个(a)"、"一个(an)"、"该"和"所述"意指有一个或多个元件的装置。术语"包含"、"包括"和"具有"意图为包含的，并且意思是除所列元件之外，可以有附加元件。 鉴于以上，将看出实现了本发明的若干目的，且获得了其它有利的结果。 在不脱离本发明的范围的情况下，可以对以上呼吸面罩作各种变化，意在对以上
说明书所包含的以及所附附图所示的所有事物以说明性且无限制的意义的方式来阐述。
权利要求
一种呼吸面罩，该呼吸面罩包括主体，其适合覆盖所述呼吸面罩使用者的口部和鼻部，所述主体具有主体的第一侧和主体的第二相对侧；第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，所述第一牵拉皮带紧固部件与所述主体的第一侧相结合，且所述第二牵拉皮带紧固部件与所述主体的第二侧相结合；所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮带紧固部件独立地包括第一槽和第二槽，所述第二槽横向放置在与所述第一槽相比更接近于使用者耳部处；以及皮带，其连接至所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮带紧固部件，其中所述第二牵拉皮带紧固部件包括可以调节以将所述呼吸面罩安装至所述使用者耳部的调节构件，并且皮带通过可调节地成环穿过所述皮带末端之间的第一牵拉皮带紧固部件而环绕所述使用者的头部，且两个末端绕所述使用者头部向后延伸至所述第二牵拉皮带紧固部件，在该第二牵拉皮带紧固部件处，所述皮带的两个末端可调节地穿过所述第二牵拉皮带紧固部件。
2. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述皮带是单连续皮带，具有位于所述使用者 耳部上方且在所述使用者头的上部区域附近的第一部分和位于所述使用者耳部下方且在 所述使用者头的下部区域附近的第二部分。
3. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述第一槽和所述第二槽中的至少一个槽包括 用于将所述皮带夹在一个内侧上的齿。
4. 如权利要求3所述的呼吸面罩，其中所述齿的末端与所述第二槽的相对内侧之间形 成的间隙为约1. 0mm至约1. 5mm。
5. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮 带紧固部件还包括第三槽和第四槽，所述第一槽与所述第三槽呈纵向布置，所述第二槽与 所述第四槽呈纵向布置，其中，与所述第一槽和第三槽相比，所述第二槽和第四槽横向布置 于更接近使用者的耳部处，并且其中所述第二槽和第四槽独立地包括将所述皮带夹在一个 内侧中的齿。
6. 如权利要求5所述的呼吸面罩，其中所述齿的末端与所述第二槽的相对内侧之间形 成的间隙为约1. 0mm至约1. 5mm。
7. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述皮带包括构造为在被拉伸至133%伸长率 和收縮至100%伸长率后，在100%伸长率时，每厘米宽度具有约30克力至约100克力收縮 力的材料。
8. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述皮带的至少某部分具有约0. 3cm至约5cm 的宽度。
9. 如权利要求1所述的呼吸面罩，其中所述皮带的至少某部分具有约2cm至约3cm的 宽度。
10. —种呼吸面罩，该呼吸面罩包括主体，其适合覆盖呼吸面罩使用者的口部和鼻部，所述主体具有主体的第一侧和主体 的第二相对侧；第一牵拉皮带紧固部件和第二牵拉皮带紧固部件，所述第一牵拉皮带紧固部件与所述 主体的第一侧相结合，且所述第二牵拉皮带紧固部件与所述主体的第二侧相结合；所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮带紧固部件独立地包括第一槽和第二 槽，所述第二槽横向放置在与所述第一槽相比更接近于使用者耳部处；皮带，其连接至所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉皮带紧固部件，其中所述 第二牵拉皮带紧固部件包括可以调节以将所述呼吸面罩安装至所述使用者耳部的调节构 件，并且皮带通过可调节地成环穿过所述皮带末端之间的所述第一牵拉皮带紧固部件而环 绕所述使用者的头部，且两个末端绕所述使用者头部向后延伸至所述第二牵拉皮带紧固部 件，在该第二牵拉皮带紧固部件处，所述皮带的两个末端可调节地穿过所述第二牵拉皮带 紧固部件；并且其中所述皮带是单连续皮带，具有位于所述使用者耳部上方且在所述使用 者头的上部区域附近的第一部分和位于所述使用者耳部下方且在所述使用者头的下部区 域附近的第二部分。
11. 如权利要求10所述的呼吸面罩，其中至少所述第二牵拉皮带紧固部件的至少第二 槽包括用于将皮带夹在一个内侧上的齿。
12. 如权利要求11所述的呼吸面罩，其中所述齿的末端与所述第二槽的相对内侧之间 形成的间隙为约1. 0mm至约1. 5mm。
13. 如权利要求IO所述的呼吸面罩，其中所述第一牵拉皮带紧固部件和所述第二牵拉 皮带紧固部件还包括第三槽和第四槽，所述第一槽与所述第三槽呈纵向布置，所述第二槽与所述第四槽呈纵向布置，其中与所述第一槽和第三槽相比，所述第二槽和第四槽横向布 置于更接近使用者的耳部处，并且其中所述第二槽和第四槽独立地包括将所述皮带夹在一 个内侧中的齿。
14. 如权利要求13所述的呼吸面罩，其中所述齿的末端与所述第二槽的相对内侧之间 形成的间隙为约1. 0mm至约1. 5mm。
15. 如权利要求IO所述的呼吸面罩，其中所述皮带包括构造成在被拉伸至133%伸长 率和收縮至100%伸长率后，在100%伸长率时每厘米宽度具有约30克力至约100克力收 縮力的材料。
16. 如权利要求10所述的呼吸面罩，其中所述皮带的至少某部分具有约2cm至约3cm 的宽度。
全文摘要
本发明公开一种一次性呼吸面罩，其包括有助于方便穿戴并且舒适佩戴的皮带紧固系统。更具体地，该呼吸面罩包括牵拉皮带紧固部件和在使用者口部和鼻部上方提供致密的密封，但仍易于穿戴且可舒适佩戴的皮带构型。
文档编号A62B23/00GK101790404SQ200880103061
公开日2010年7月28日 申请日期2008年7月29日 优先权日2007年8月16日
发明者D·N·维尔歇尔, E·C·施泰因多夫, S·R·费斯特 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司