专利名称：：具有可压缩压配过滤部件的防毒面具的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有可压缩压配过滤部件的防毒面具。在防毒面具领域中，人们采用了许多技术来把过滤部件连接到防毒面具上。一常见的技术是用螺纹把过滤部件连接到防毒面具主体上的相对应的螺纹接头上，例如可参见美国专利5,222,488、5,063,926、5,036,844、5,022,901、4,548,626和4,422,861。过滤部件通常具有与一锥形接头或插座匹配的螺线或上升螺纹，该锥形接头或插座是容纳过滤部件的螺纹部分的。以一合适的方向旋转过滤部件，使过滤部件与防毒面具相连接或分开。在另一个公开在美国专利5,148,803的技术中，用一波纹管把过滤部件紧固到防毒面具上。波纹管与一刚性带形成一容纳过滤部件的刚性封套。该封套在一以气密方式包围过滤部件的弹性套管延伸。为了改变过滤部件，首先把套管弯折到封套的水平面，使过滤部件可以取下。在组装过程中，过滤部件插入封套，然后套管弯过过滤部件。美国专利5,078,132和5,033,465公开了一种防毒面具，这种防毒面具用边缘密封使过滤部件固定到防毒面具的弹性体面部部件上。过滤部件包括结合的活性炭小颗粒，边缘密封设置在过滤部件与弹性体面部部件之间，而且这种边缘密封是由一种诸如热熔粘结剂、热熔发泡粘结剂或乳胶粘结剂的合适粘结材料所形成。在美国专利4,856,508中用一发泡面罩外壳把过滤部件固定到防毒面具上。发泡面罩外壳具有一构成容纳过滤部件的开口的接头。过滤部件具有一延伸部，其外侧尺寸大约等于贯通接头的圆筒形通道的内侧尺寸。为了安装过滤部件，把延伸部插入开口中，以形成相当紧密的摩擦配合。当这一步完成时，由于发泡材料是柔性的，所以开口扩张。为了替换过滤部件，抓住该过滤部件并前后扭转，同时把它拉离面罩外壳。在美国专利4,790,306中，使用插入模制法把结合吸附剂过滤部件永久地固定到防毒面具的面部部件上。美国专利4,771,771描述了用一插入式框把过滤芯子固定在防毒面具的一腔室中。用紧紧靠在过滤芯子上以在适当位置把它固定的密封件使过滤芯子设置在腔室中。将过滤芯子沿插入式框中的开口滑动，可使过滤芯子配合到防毒面具上。在美国专利4,630,604中，过滤部件固定件上采用锁定舌，以把一可替换的过滤部件以紧邻关系固定到防毒面具的框中。只要啪地一下从框中取下过滤部件固定件就能更换过滤部件。在美国专利4,562，837中公开了又一种技术，在该专利中，防毒面具设置有一接合过滤部件外壳的导向圈。该导向圈带有一套筒部，该套筒部构成气体经过的开口。过滤部件的外壳可在导向圈上从一收缩的待用位置滑到扩展的使用位置。位于过滤部件与防毒面具之间的波纹管允许过滤部件在其收缩的待用位置与其扩展的使用位置之间移动。瑞典Lidingo的SundstromSafetyAB公司销售一种SR-62牌号的防毒面具，这种防毒面具使用一合成橡胶过滤固定件以容纳一过滤部件。过滤部件包括一在注射模制的刚性塑料过滤芯子中的气体和蒸汽或颗粒过滤层。为了把过滤部件插入固定件中，要扩张固定件以超过过滤部件的圆周。虽然上面讨论的防毒面具使用了各种各样的技术把过滤部件固定到防毒面具上，但这些技术仍有许多缺陷。例如，螺旋拧到防毒面具上的过滤部件通常包括一保留过滤材料的外壳或作为滤毒罐。过滤芯子(cartridge)的圆筒形几何形状通常需要在防毒面具上把过滤部件用作一附件或作为在外面的过滤芯子，这会影响使用者的视线。此外，带螺纹的过滤芯子采用许多部件，而这些部件会增加过滤部件的总体积和防毒面具的总重量。在其它类型的设计中，例如在美国专利5,078,132、5,033,465和4,790,306中所公开的，过滤部件无法方便地更换，因此，当过滤层的使用寿命到了其极限时，整个防毒面具就要报废。在Sundstrom出售的SR-62型防毒面具中，过滤部件是可以更换的。但是，相对于过滤部件，固定件的物理强度是不够的，因此，类似于在一个轮子上放一个橡胶胎，需要多次的手工拨弄才能把过滤部件放在合成橡胶的固定件中。另外，弹性体材料的费用相对比较高，而且难以加工。上述讨论的其它防毒面具具有要使用颇为复杂的设备把过滤部件安装到防毒面具上的缺陷。本发明的防毒面具克服了已有技术的防毒面具的许多缺陷。本发明的防毒面具不必采用许多部件把过滤部件固定到防毒面具的面部部件上。过滤部件可以更换而且重量又轻，只要用一个动作而无需过度的拨弄就能把过滤部件安装到固定件上。此外，本发明的固定件允许过滤部件不用永久性粘结剂就能在面部部件上达到稳固的气密密封。简言之，本发明的防毒面具包括(a)大小定得能套在人的鼻部和嘴部上的面部部件；(b)一具有被圆周表面分开的第一表面和第二表面的可压缩过滤部件；以及(c)一连接于面部部件的过滤部件固定件，该过滤部件固定件能容纳可压缩过滤部件并包括一与过滤部件的圆周表面摩擦接触的壁，以在该圆周表面形成气密并允许用一手动力即能从固定件中取下过滤部件。本发明的防毒面具与已知防毒面具的不同之处在于使用一与过滤部件固定件摩擦接合的可压缩过滤部件。可压缩过滤部件以及其与固定件的摩擦接合使得过滤部件能方便地从防毒面具中取下，用极小的作用力就能更换它，只需要用极少量的部件就能把过滤部件安装到防毒面具中。本发明还避免了使用上述的合成橡胶，因为这种橡胶既昂贵又难以加工。图1是本发明防毒面具10的部分剖开的立体图。图2是本发明防毒面具10的立体分解图。图3是本发明防毒面具10的主视图，它示出了偏离使用位置的过滤部件固定件14。图4是本发明一过滤部件固定件14的后视图。图5A和5B是本发明的一过滤部件固定件14中的过滤部件12’、12”的部分剖开的侧视图。图6是本发明的一过滤部件12的剖面图。参阅图1，图中示出一防毒面具10，该防毒面具包括一可压缩过滤部件12、一过滤部件固定件14和一面部部件16。可压缩过滤部件12包括一能去掉诸如空气的气态流体中的气态和/或颗粒有害物的流体可渗透结构18。一圆周件20围绕流体可渗透结构18的圆周表面22并最好包括外伸的凸缘23a。要求外伸凸缘23a能防止有害物穿过圆周件20与圆周表面22的界面。圆周表面22在第一面(流入)24与第二面(流出)25之间延伸。通过圆周件20与固定件14的壁26的摩擦接合使过滤部件12固定在过滤部件固定件14中。摩擦接合在圆周件20与壁26之间形成气密。用手简单地把过滤部件12插入由壁26限定的开口中并把该过滤部件压向固定件14的后面，从而使过滤部件12置入固定件14中。摩擦接合还使得下面将要描述的用一手动力量就能方便地使过滤部件12脱离固定件14。可压缩过滤部件12提供部分摩擦接合。过滤部件12以及特别是过滤部件固定件14由过滤部件12插入固定件14时能使该过滤部件12压缩的材料构成。由圆周件20限定的过滤部件12在插入固定件14之前所围成的横截面面积比壁26的内圆周所限定的横截面面积稍大。即过滤部件12的外径比壁26的内径大。因此，有关本发明的过滤部件，术语“可压缩”指当过滤部件插入固定件时，过滤部件的横截面面积(垂直于流体流动方向)的减少程度比固定件的横截面面积(由过滤部件固定件壁的内侧所限定)的扩张程度大。换句话讲，壁26的刚度比过滤部件大，因此，当过滤部件12置于固定件14中时，过滤部件12的压缩量比固定件14的扩张量大，固定件的壁在过滤部件上施加一压缩应力。总的来讲，未压缩过滤部件(在插入固定件之前)的垂直于流体流动方向的横截面面积的范围在10至200平方厘米(cm2)之内，最好在30至80cm2之间。由固定件的壁围成的面积最好小于由固定件的壁围成的面积，但小于未压缩过滤部件的横截面面积不超过10％左右，更好的是小于未压缩过滤部件的横截面面积不超过5％左右，还要好的是不超过2％左右。在一较佳实施例中，过滤部件压缩至吸收过滤部件与固定件之间公盈的至少75％，在一更佳的实施例中，过滤部件压缩至吸收过滤部件与固定件之间公盈的至少90％。“公盈”定义为未压缩过滤部件垂直于流体流动方向的横截面面积中超过由过滤部件固定件壁的内圆周围成的横截面面积那部分。一较佳过滤部件12的圆周表面没有任何内曲线，即在圆周表面没有任何转折点。一更佳的过滤部件的圆周表面如图所示，使得径向压缩力在过滤部件的圆周表面均匀分布。过滤部件通常是圆柱形的，但也可具有一与固定件的平的或对应成锥形的壁接合的锥形圆周表面。参阅图2-4，它们详细地示出了防毒面具10是怎样构成的。如图所示，过滤部件固定件14可拆卸地固定于面部部件16。面部部件16包括一软的柔性贴面部28和一刚性结构部30。这样一种面部部件可以如授予Burns和Reischel的美国专利5,062,421所公开的那样制造而成。软的柔性贴面部28具有能舒适地贴合在使用者的鼻部和嘴部上的形状，这种贴面部由诸如壳牌石油公司(ShellOil)的KRATONG2705型的如苯乙烯-乙烯/亚丁基-苯乙烯的嵌段共聚物(styrene-ethylene/butylene-styreneblockcopolymer)制成。刚性结构部30可由诸如特拉华州Wilmington的HimontUSA公司的牌号为Pro-FaxTM6523的聚丙烯树脂的刚性塑料制成。刚性结构部30包括一容纳过滤部件固定件14的开口32。过滤部件固定件14设置有多个与面部部件16的开口32接合的锁定凸起34(见图4)。为了把固定件14连接到防毒面具的面部部件16上，锁定凸起34插入开口中的各自对应的空间35中。随后固定件14从图3所示的位置旋转到图1所示的位置。用一诸如硅泡沫材料0-1038(俄亥俄州NewPhiladelphia的Lauren公司)的垫圈38来保证过滤部件固定件14与面部部件16之间的气密配合。使用者吸入的空气通过过滤部件12的过滤之后经过开口32和吸入阀33。呼出的空气通过呼出阀40。一吊带42连接于面部部件以把面罩紧固到使用者的头部。吊带42可以是一种诸如公开在名称为“具有一可下降吊带的防毒面具”、由DavidC.Byray于1993年9月15日申请的美国专利No.08/121,697中的可下降吊带。可用多种方式人工地从固定件14中取下过滤部件12。“人工地”或“人工力量”意思是指可用一个人的手而不需要借助任何防毒面具之外的机械动力就能容易地使过滤部件与过滤部件固定件分开。不需要任何附加工具或仪器或不需要破坏或拆卸防毒面具就可使过滤部件与固定件分开。力通常只施加在过滤部件上，该力一般在约5至100牛顿(N)的范围之内，最好在约15至50牛顿的范围之内，在图1所示的一实施例中，过滤部件12可突出于固定件14，以便能在圆周表面22周围抓住过滤部件12并拉离固定件14。在图5A所示的另一实施例中，可在过滤部件12’上设置一凸起43，以方便抓住该过滤部件12’。当过滤部件12’不突出于固定件14时，凸起43尤其有利。通过抓住凸起43并用一足以克服圆周件20与壁26之间的摩擦力的力拉该凸起43，过滤部件12就能从固定件14中抽出。在过滤部件12上设置一取代凸起43的图5B所示的凸缘44，便于用手使过滤部件12脱离固定件14。凸缘44可在模制过滤部件12时形成。在图2-4中所示的又一实施例中可用一按钮46(见图4)迫使过滤部件12与固定件14分开。按钮46可包括一可滑动地设置在一套管50(见图2)中的销子48。通过用手压按钮46，一力可施加在过滤部件12的后表面25上，使得过滤部件12脱离固定件14。参阅图6，图中示出一可压缩过滤部件12的横截面，该横截面包括一去掉气态有害物的吸附过滤层52和一去掉颗粒有害物的纤维过滤层54。吸附过滤层52包括以一可压缩多孔体的形式连接在一起的吸附剂小颗粒56，如Braun和Rekow的美国专利5,033,465和5,078,132所公开的那样，这些专利的公开内容在此援引作为参考。这样一种结合吸附剂结构(bondedsorbentsteucture)包括用聚合粘结剂颗粒结合在一起以形成整体的吸附剂小颗粒。吸附剂小颗粒均匀地遍布在该整体中，并间隔成允许流体流过该整体。吸附剂小颗粒可以是例如活性炭小颗粒、氧化铝、硅胶、膨润土、硅藻土、离子交换树脂、沸石粉(powderedzeolites)(天然的和合成的)、分子滤网和催化颗粒，聚合粘结剂颗粒可以是例如聚氨基甲酸乙脂、乙烯乙酸乙烯脂和聚乙烯。可用于本发明的其它结合吸附剂结构公开在如下的美国专利中3,091,550、3,217,715、3,353,544、3,354,886、3,375,933、3,474,600、3,538,020、3,544,507、3,645,072、3,721,072、3,919,369和4,061,807。这些专利的公开内容在此援引作为参考。可在吸附剂过滤层52的流入面24和流出面25放置一纱布57，有助于留住任何散开的未结合的小颗粒。纤维过滤层54可以是例如带电微纤维的无纺纤维网最好是熔喷法非织造(melt-blown)微纤维或带电的原纤化纤维的无纺纤维网。包括带电的熔喷法非织造微纤维在内的纤维过滤层在本领域中是众所周知的，如Kubik等人的美国专利4,215,682和Nakao的美国专利4,592,815所公开的那样，这些专利的公开内容在此援引作为参考。包括带电的原纤化纤维在内的纤维过滤层在本领域中是众所周知的，如VanTurnout的美国专利RE32,171所公开的那样，该专利的公开内容在此援引作为参考。纤维过滤层还可包括诸如公开在Braun的美国专利3,971,373中的吸附剂或化学活性颗粒(chemically-activeparticles)。吸附剂过滤层52和纤维过滤层54设置在在过滤部件12的圆周表面22周围延伸的圆周件20内。圆周件包括伸出的凸缘部23a和23b，以阻挡有害物穿过结合吸附剂结构52的圆周表面22。较好的是伸出的凸缘部23a和23b从圆周表面22径向朝内延伸约1至20毫米(mm)，更好是2至8mm。圆周件20可以由当过滤部件与过滤部件固定件摩擦接合时能使过滤部件压缩的任何材料制成。圆周件20可以由不渗透流体、并能与结合吸附剂结构52的圆周表面22保持稳固紧密接触的聚合材料制成。聚合材料可以是诸如热收缩膜的聚合膜。热收缩膜具有好处，因为不需要粘合剂或其它手段就能把膜紧密地固定在结合吸附剂结构52的圆周表面上。此外，热收缩膜能使伸出的凸缘部23a和23b(见图6)紧紧地形成在流入表面24和流出表面25的四周上。最好在流入表面24和流出表面25的圆周上以及圆周表面22上形成稳固的紧密配合。本发明可以采用的热收缩聚合膜的例子包括可以从在明尼苏达州的Paul街的3M公司购得的FP-301型聚烯烃热缩管；和也是从3M公司购得的PaklonTM牌号的热收缩管。其它热收缩膜公开在C.Benning编著的Technomic出版公司出版(1983)的“包装塑料膜技术、应用和工艺的经济状况”和K.Osborn与W.Jenkins编著的Technomic出版公司出版(1992)的“塑料膜技术和包装应用”两书中。代之以热收缩膜，圆周件20可以是注射模制、由塑料片真空成形或是粘结带。最好是注射模制的圆周件，因为它能比真空成形的圆周件更为精确而精细地模制而成，当设置伸出的凸缘时，它能比粘结带更好地贴合到流入表面和流出表面。但与注射成形相比，真空成形通常使用价廉的工具和加工设备，所以对于原理试验和初始可行性工作来讲，则真空成形可能受到偏爱。下面的例子进一步举例说明本发明的特征和优点。但应特别了解的是，虽然这些例子起到了举例说明的作用，但所用的特定组分和量以及其它条件和细节不能以不恰当地限制本发明的范围的方式来解释。例子测试过程把过滤部件压配到一模制的塑料过滤部件固定件来测试该过滤部件的使用寿命，该固定件含有充气腔(plenum)和一把空气流引入一Miran103的红外线光束气体分析仪(出自康涅狄格州的SouthNorwalk的Foxboro公司)的装置。在下面的例子中所使用的塑料过滤部件固定件是内径(ID)为3.070英寸(78mm)、过滤层深度为0.36英寸(9.1mm)和充气腔深度为0.13英寸(3.3mm)的聚丙烯注射模制部件。在以气密方式连接于一锥形玻璃连接件的塑料过滤部件固定件中有一直径为1.4英寸(36mm)的中心孔。锥形玻璃连接件使过滤部件固定件连接于用来测试使用寿命和颗粒渗透性的测试腔。为了测试密封质量，在含有50％相对湿度的空气和百万分之300(ppm)CCl4的每分钟30升(lpm)的气流下测试压配进塑料过滤层固定件的过滤层。这种条件的气流通常用来测试工业用半面罩防毒面具，尤其是代表了日本劳动省(厅)所要求的条件(劳动省(厅)第68号通知(1990)气体面罩标准)。当过滤层遭受到空气中的百万分之300ppm的CCl4时，用一Miran103气体分析仪对排出过滤层的气体进行CCl4穿透监测。排出的气体中的CCl4从零到达百万分之5(ppm)所需的时间称作过滤芯子的使用寿命。日本劳动省(厅)要求最短的使用寿命是50分钟。把过滤部件连接到如上所述的过滤层固定件上，并使过滤部件遭受浓度为每立方米12毫克的95lpm的NaCl颗粒气流，如此处理过滤部件以渗透颗粒。用一可从在明尼苏达州SaintPaul的热系统公司(ThermalSystemsInc.)购得的TSI8110型过滤层自动测试仪来监测排出过滤层的气体。型号8110的测试仪能产生NaCl颗粒，然后测量和计算NaCl悬浮颗粒的渗透百分比。例1其美国标准颗粒度为12×20(1.68mm×0.84mm)的KurarayGG活性炭在一热工艺中与一牌号为MorthaneTMPS455-100(MortonThiokol公司)的热塑聚氨基甲酸(乙)脂树脂混合，研磨聚合物，使其减小到粉末形式，然后收集通过美国标准50目的丝网(297微米(μm))的那部分。最后的聚合物粉末的粒度范围大约在37-297μm，平均颗粒直径(MPD)大约是150μm。碳小颗粒占最终混合物重量的88％或24.6克(g)左右。一3.01英寸(76.5mm)直径的离心结合聚酯纱布(在田纳西州OldHickory的Reemay公司的Reemay2250号)放在一3.04英寸(77.2mm)直径的铝模具的底部，把28克上述混合物以使其均匀堆积的方式加到模具中，一旦混合物加到模具中并呈水平状，则把另外的聚酯纱布放到模具中的混合物的顶部，并把材料加热到聚合物粘结剂颗粒的熔融点。10秒钟之后，把熔融的结合吸附剂送到类似大小的模具中，并在该模具中被压缩成一圆盘形结合吸附剂。这样加工出一公称厚度为0.5英寸(12.7mm)、直径为3.03英寸(77.0mm)的圆柱形结合吸附剂。一可从在明尼苏达州的Paul街的3M公司购得的FP-301型公称直径为3英寸(76.2mm)的聚烯烃热缩管切割成1英寸宽，然后把这样的切割条放到圆柱形结合吸附剂结构的圆周表面周围，放置的方式是轴向尺寸等距离延伸超过过滤层的两表面约四分之一英寸(6.4mm)。然后把其圆周表面周围有FP-301管的结合吸附剂放在165℃的炉子中一分半钟，以把管子收缩到圆周表面上。最终的过滤部件具有紧密接触固定在圆周表面上的热缩膜。在过滤部件的流入面和流出面上面形成一朝内径向延伸约八分之一英寸(3.2mm)的伸出凸缘。为了证实本发明的结合过滤部件是气密的，在上述测试过程的CCl4情况下测试过滤部件。表一示出三个测试样品的使用寿命数据。表1测试样品使用寿命(分钟)113621263138</table></tables>表1中的数据证实了本发明过滤部件的使用寿命远远超过了测试所要求的50分钟使用寿命。良好的使用寿命表明对过滤层固定件的气密性，因为较低的使用寿命意味着曾经有污染物穿透或通过过滤部件。例2本例示出了含有一纤维过滤层和一吸附剂过滤层的本发明过滤部件，表明其颗粒渗透性低，使用寿命又长。气体过滤层是一种根据例1所描述的技术制成的结合吸附剂结构。颗粒过滤层是通过把一3M公司的牌号为FiltreteTM的基本重量为200g/m2的过滤介质切割成3.015英寸(76.6mm)直径片而制成。然后用超声波焊接设备在过滤介质切割片的圆周上焊接，以形成一具有外径为3.015英寸(76.6mm)、内径为2.58英寸(65.5mm)的致密或焊接圆环的过滤层。FP-301型管如例1所述放在结合吸附剂结构的圆周周围。纤维过滤层放置在结合吸附剂上，使得当可热缩的聚烯烃即上述的FP-301管收缩时，伸出的凸缘能包住纤维过滤层的焊接边缘，以在如图6所示的圆周表面上把纤维过滤层固定在结合吸附剂结构上。为了测试颗粒渗透性和使用寿命，在受到NaCl颗粒和CCl4的情况下分别测试三个样品。数据记录在表2a和2b中。表2a</tables>表2b表2a和2b中的数据证实了本发明的过滤部件可以一相当简单的方式制成，并可获得较低的颗粒渗透值和令人满意的使用寿命。较低的渗透值和良好的使用寿命数据说明了在过滤部件与固定件之间形成了足够的气密。例3本举例说明了本发明过滤部件的另一实施例。代之以例1的FP-301热缩管，采用一1英寸(25.4mm)宽、0.002英寸(0.05mm)厚的牌号为PaklonTM的黑热缩带。PaklonTM的热缩带包括一具有粘结衬里的聚氯乙烯(PVC)膜。结合吸附剂结构除外径是3.085英寸(78.4mm)而不是3.03英寸(77mm)之外与例1一样。结合吸附剂结构制成之后，测量并切割一12英寸(304mm)的牌号为PaklonTM的粘结带。把粘胶带放在结合吸附剂结构的圆周表面周围，使得粘胶带延伸超过结合吸附剂结构的流入表面和流出表面的约四分之一英寸(6.4mm)，而且其本身环状重叠约3英寸(76.2mm)。重叠的用途是当膜收缩时，保证该膜全部接触结合吸附剂结构的圆周表面而不会散开。测试用粘结收缩带制成的过滤芯子的使用寿命。三个样品的使用寿命测试结果记录在下面的表3中。表3表3中的数据证实了本发明过滤部件的使用寿命远远超过了日本劳动省(厅)要求的50分钟使用寿命。此外，良好的使用寿命数据说明了在过滤部件与固定件之间形成了足够的气密。例4本例的目的是为了证实除热缩管之外还有聚合材料能固定到结合过滤部件的圆周表面上，以形成一不会泄漏的固定压配。除用3M的ScotchTM33+带替代PaklonTM可收缩膜之外，过滤部件根据例3制成。ScotchTM33+是一种0.75英寸(19.1mm)宽的聚氯乙烯粘胶带，这种粘胶带不会收缩，但能紧密地固定在结合吸附剂结构的圆周表面上。在把粘胶带固定到圆周表面上时，稍微拉长粘胶带并把它压在圆周表面上，以在圆周表面上形成粘结结合。把粘胶带宽度上的多余两相等部分粘附到结合吸附剂结构的流入面和流出面上以形成一伸出的凸缘(1.6mm)。制造两个过滤部件并测试它们的使用寿命，其结果如下面的表4所示。</tables>表4中的数据证实了本发明过滤部件的使用寿命远远超过了测试所要求的50分钟使用寿命。良好的使用寿命数据说明了过滤层固定件是气密的，因为较低的使用寿命意味着出现了悬浮颗粒的穿透。例5本例说明了本发明过滤部件的一真空成形的塑料圆周件的使用。制造一真空成形部件中的第一步骤是制造形成熔融塑料膜的模具。在该例中，模具是一高28.5mm、顶部直径78mm的铝圆筒。圆筒底部的直径是78.7mm。圆筒直径的稍微扩大通常称为斜度，它用来在部件已形成并冷却之后有助于从圆筒中取下该部件。真空孔设置在铝圆筒的边缘，以使真空把膜紧紧地拉在圆筒上面。在圆筒顶部周围均匀间隔设置四个0.7mm直径的真空孔。这些孔通过空气通道连接于MBD2121M型真空形成设备(由得克萨斯州的FortWorth的AAA塑料设备有限公司供应)。模具制成后，切割一0.6mm厚的聚丙烯膜以与真空成形设备配合，并放置在该设备的一拖板上。该拖板在加热部件之间移动，聚丙烯膜在拖板上一直加热到熔化为止，此后，拖板和聚丙烯膜回到一个正好在圆筒模具之上的位置。在聚丙烯膜适当冷却之前，铝模具被推到熔融聚丙烯膜中，并同时接上真空。这样在圆筒的真空孔中形成负压。该负压保证了聚丙烯膜被均匀平稳地往下拉到圆筒上。把最终的杯形塑料部件整齐地拉离圆筒，然后在一67mm圆环的顶部切割出中心。这样在塑料部件的圆周上形成一约为6mm宽塑料的环状圈或伸出凸缘。塑料套筒的壁的高度是28.5mm，宽是0.4mm。壁变薄(0.7mm至0.4mm)是因为在成形过程中聚丙烯膜承受拉力的结果。随后的步骤是通过插入一结合吸附剂过滤层和一颗粒过滤层来组装过滤部件。结合吸附剂过滤层和颗粒过滤层的构造和尺寸如例1和2所描述，但是，圆周件的轴向延伸超过结合吸附剂过滤层表面的6.4mm。然后用加热到185℃的铁砧把轴向延伸部分翻转在结合吸附剂过滤层的表面上。随后把过滤部件压配到在测试过程部分描述的过滤部件固定件，并测试使用寿命。使用寿命的测试结果如表5所示。表5表5中的数据证实了本发明过滤部件的使用寿命远远超过了测试所要求的50分钟使用寿命。良好的使用寿命数据说明了过滤层固定件是气密的，因为较低的使用寿命意味着出现了有害气体的穿透。例6本例说明了不具有结合吸附剂结构的可压缩颗粒过滤部件是怎样用于本发明的过滤芯子。通过收缩一在圆周表面周围的FP-301的热缩管的19mm宽的带子以形成一公称外径为78.2mm的过滤部件，以改变由3M公司制造的在工业上广泛应用的Easi-Air7255型颗粒过滤层。Easi-Air7255是一种质轻过滤部件，这种过滤部件由在压配进过滤部件固定件中时能压缩的一种打褶玻璃纤维和一种注射模制的可弯塑料框制成。过滤部件压配进前述的过滤部件固定件中，并针对NaCl进行测试。三个测试样品的渗透性结果如下所示。表6表6中的数据证实了本发明的可压缩颗粒过滤部件具有较低的渗透性。较低的渗透值说明了过滤部件与固定件之间形成足够的气密。例7本例示出一过滤部件是怎样很方便地从本发明的防毒面具中取下的。为了证实可压缩过滤部件的重要性，用一Instron的4302型材料测试设备进行一个实验。把该设备调整到可压缩测试档，我们能测量从刚性固定件中取出各种构造的过滤部件所需的力和能量。测试的过滤部件包括在前面各例中所描述的那些以及Easi-Air7152即由3M公司制造的在工业上广泛应用的气体和蒸汽过滤芯子。Easi-Air7152过滤芯子是一种包括在镀锌钢滤毒罐中的活性炭填充层的刚性结构。以描述结合吸附剂的相同形式收缩FP-301的边缘，从而改变Easi-Air过滤芯子。所有的过滤芯子压配进前述的刚性过滤部件固定件中，并适应测试设备，使得一作用在过滤芯子中心的25mm直径的圆柱能把它推离夹具。在过滤部件放进固定件的前后测量过滤部件和固定件的横截面面积。确定了Easi-Air7152过滤部件是不可压缩的，即当Easi-Air7152过滤部件插入固定件中时，后者的膨胀程度比前者的压缩程度大。Instron的测试设备的滑块速度是每分钟25毫米。当滑块前进时，它把过滤芯子推离过滤芯子的夹具并记录由测力传感器探测到的力。由测试设备探测到的去除力是最大的力，去除能量是应力-应变曲线下的面积。结果记录在下面的表7中。表7</tables>*对比过滤部件表7中的数据证实了与一刚性或不可压缩的过滤部件相比，采用一可压缩过滤部件时的去除力和去除能量基本上是小的。权利要求1.一种防毒面具，它包括(a)一大小定得能至少套在人的鼻部和嘴部上的面部部件；(b)一具有被圆周表面分开的第一表面和第二表面的可压缩过滤部件；以及(c)一连接于面部部件的过滤部件固定件，该过滤部件固定件能容纳可压缩过滤部件并包括一与过滤部件的圆周表面摩擦接合的壁，以在该圆周表面形成气密并允许用一手动力即从固定件中取下过滤部件。2.如权利要求1所述的防毒面具，其特征在于，在未压缩情况下的可压缩过滤部件有一个垂直于流体流动方向的范围在10至200cm2的横截面面积。3.如权利要求1至2所述的防毒面具，其特征在于，在未压缩情况下的可压缩过滤部件有一个范围在30至80cm2的横截面面积，其中过滤部件固定件的壁所限定的面积比固定件的壁所限定的面积小，但不能比未压缩的过滤部件的横截面面积小10％以上。4.如权利要求1至3所述的防毒面具，其特征在于，由固定件的壁所限定的面积不能比未压缩的过滤部件的横截面面积小5％以上。5.如权利要求1至4所述的防毒面具，其特征在于，在可压缩过滤部件与固定件的壁之间具有公盈，其中当过滤部件插入固定件时，该过滤部件压缩至吸收过滤部件与固定件的壁之间的至少75％的公盈。6.如权利要求5所述的防毒面具，其特征在于，当过滤部件插入固定件时，该过滤部件压缩至吸收过滤部件与固定件之间的至少90％的公盈。7.如权利要求1至6所述的防毒面具，其特征在于，过滤部件的圆周形状没有任何内曲线，其中用手把过滤部件从固定件中取下所需的力在5至100牛顿范围之内。8.如权利要求1至7所述的防毒面具，其特征在于，用手把过滤部件从固定件中取下所需的力在15至50牛顿范围之内。9.如权利要求1至8所述的防毒面具，其特征在于，过滤部件固定件包括一人工地迫使过滤部件脱离固定件的按钮。10.如权利要求1至9所述的防毒面具，其特征在于，可压缩过滤部件包括一吸附剂过滤层，该吸附剂过滤层包括以可压缩多孔联合体的形式连接在一起的吸附剂小颗粒，其中吸附剂小颗粒均匀地遍布在可压缩多孔联合体中，并间隔成允许流体流过联合体，所述吸附剂小颗粒被聚合粘结剂颗粒结合在一起。11.如权利要求1至10所述的防毒面具，其特征在于，可压缩过滤部件包括一在过滤部件圆周表面周围延伸的圆周件。12.如权利要求11所述的防毒面具，其特征在于，圆周件包括一从圆周表面径向朝内延伸2至8毫米的伸出的凸缘部。13.如权利要求11至12所述的防毒面具，其特征在于，圆周件包括不透流体的、并能与可压缩过滤部件的圆周表面保持稳固紧密接触的聚合材料。14.如权利要求11至13所述的防毒面具，其特征在于，圆周件包括热缩膜。15.如权利要求11至14所述的防毒面具，其特征在于，圆周件包括注射模制的塑料。16.一种更换防毒面具过滤部件的方法，该方法包括(a)人工地把一第一可压缩过滤部件从防毒面具的过滤部件固定件中取下；以及(b)人工地把一第二可压缩过滤部件插入固定件中，当所述第二可压缩过滤部件插入固定件时被压缩，并在其上形成气密配合。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，可压缩过滤部件包括一吸附剂过滤层，所述吸附剂过滤层包括以可压缩多孔联合体的形式连接在一起的吸附剂小颗粒。18.如权利要求16至17所述的方法，其特征在于，可压缩过滤部件包括一在过滤部件圆周表面周围延伸的圆周件。19.一把气态有害物从气态流体中去掉的过滤芯子，它包括(a)一流体可渗透的结构，它含有结合在一起成为一整块的吸附剂小颗粒，流体可渗透的结构具有被一圆周表面所分割开的一流入表面和一流出表面；以及(b)一圆周件，它在多孔结构的圆周表面延伸，使得多孔结构被所述圆周表面所压缩固定着。20.如权利要求19所述的过滤芯子，其特征在于，圆周表面包括一注射模制的塑料。21.一种防毒面具，它包括如权利要求19至20所述的过滤芯子和一个容纳所述过滤芯子的固定件，过滤芯子如此设置在固定件中，使所述过滤芯子通过一个作用在其上的手动力就能脱离固定件。22.一种过滤部件，它包括(a)一种流体可渗透的结构，它含有彼此结合在一起并具有被一圆周表面所分割开的一流入面和一流出面吸附剂小颗粒；以及(b)一已被加热收缩在流体可渗透结构的圆周表面上的热缩膜。23.一种防毒面具，它包括如权利要求22所述的过滤部件和一个容纳所述过滤部件的固定件，过滤部件如此设置在固定件中，使所述过滤部件通过一个作用在过滤芯子的手动力就能脱离固定件。全文摘要一种防毒面具(10)包括一可压缩过滤部件(12)、一可压缩过滤部件固定件(14)和一面部部件(16)。该防毒面具的独特之处在于当过滤部件插入固定件(14)中时会压缩,从而在过滤部件(12)与固定件(14)之间保持摩擦配合。该摩擦配合使得当过滤部件(12)到达使用期限时可以更换它。文档编号A62B23/02GK1173139SQ95197398公开日1998年2月11日申请日期1995年11月27日优先权日1995年1月20日发明者彼得·O·雷科,托马斯·W·霍尔姆奎斯特－布朗,戴维·L·布郎,沃恩·B·格兰尼斯申请人:美国3M公司