专利名称：平折式个人呼吸保护装置及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及在储存时可以折平、在使用时可以在配戴者的鼻和嘴上方形成一杯状空腔的呼吸保护器或面罩。
背景技术：
过滤式呼吸保护器或面罩已广泛应用在各种需要保护人的呼吸系统免受悬浮于空气中的微粒或者是不良的或有害气体侵害的场合。这种呼吸保护器或面罩通常有两种类型，一种是模制成的杯形的形式，另一种是可折平的形式。平折式的优点在于，在不需要的时候可以将它放在配戴者的口袋里，并在各次使用之间折平而保持其内部清洁。
平折式面罩是构成一呈矩形的织物，它具有与配戴者的嘴大致平行延伸的褶子。这种构造可具有一刚性件，以保持面罩不与配戴者的面部相接触。还可横跨面罩的宽度以层状结构熔合一褶子，或通过横跨面罩的宽度而设置一条接缝来提供刚性。
还有一种折叠的呼吸保护器，其中心可在水平方向折叠而形成上下相对面。该呼吸保护器具有至少一个位于两相对面中心而按透视法缩小过滤介质的垂直尺寸的水平褶子，以及至少一个位于各相对面上的附加的水平褶子。中心褶子的水平尺寸短于两相对面上的褶子，而相对面上的褶子的水平尺寸短于过滤介质的最大水平尺寸。中心褶子与相对面上的褶子一起形成一自撑袋。
还有一种由柔性过滤片材的袋制成的呼吸保护器，该袋大致呈锥形，在袋的大端处具有一开口边，在袋的小端处具有一封闭端。袋的封闭端形成有折叠线，限定了一大致呈四边形的表面，该表面包括翻折而向袋内延伸的三角形表面，这些三角形表面彼此相对，在使用时彼此相对倾斜。
还有更为复杂的形状，它们包括一杯形的、由过滤片材的袋形成的过滤面罩，这种片材具有彼此相对的侧壁以及大致呈锥形的形状，大端为开口端，小端为封闭端。袋的封闭端处的边缘向外弯曲，例如由贯穿的直线和/或曲线形成，封闭端具有折叠线，形成一个向袋的封闭端内部翻折的表面，从而形成一大致呈锥形、向内延伸的凹槽，用于加强袋的刚性，防止其在配戴者吸气时塌靠于人的面部。
还有一种面罩，它具有一上部和一下部，它们的中间有一通常的中心部。本体部分的中心部沿一基本上将它分成两半的垂直折痕或折叠线而向后翻折。当面罩被戴上时，这条折痕或折叠线大体上与通过额头中心、鼻子和嘴部中心的一条假想的垂直线对齐。本体部分的上部以一个角度从中心部分的上边向上延伸，因而其上边接触鼻梁和面部的颧骨区。本体的下部从中心部的下边向下朝喉咙的方向延伸，从而复盖到配戴者下巴的下面。面罩覆盖住配戴者的嘴唇和嘴部，但不与它们直接接触。
发明概要本发明提供了一种个人呼吸保护装置，它包括一具有第一和第二边缘的平的中心部分，或是通过一折叠、缝制、熔接，或是通过粘结与中心部分的第一边缘相连接的一平的第一部分，所述第一部分的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第一边缘共同延伸，或是通过一折叠、缝制、熔线，或是通过粘结与中心部分的第二边缘相连接的一平的第二部分，所述第二部分的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第二边缘共同延伸，中心部分和第一和第二部分中至少有一个是由过滤介质形成，所述装置能被折平，使得所述第一和第二部分至少是局部面对面地与所述中心部分的一公共表面相接触，用以储存，在使用过程中，它能在配戴者的鼻子和嘴上方形成一杯状的空腔，使中心部分和第一和第二部分的未连接的边缘适于接触并固定于配戴者的鼻子、面颊和下巴，适于接触于配戴者的鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于该装置处于折平储存状态下的周边长度。第一和第二部分的未连接边缘上可以选择性地连接附加的部分。中心部分上也可选择性地连接附加部分。
该平折式呼吸保护装置的形状可以是呈矩形到基本呈椭圆形。在处于未折叠的使用状态时，该呼吸装置基本呈杯形。构成第一部分、中心部分和第二部分中至少一个的过滤介质可以是一种非织造织物，诸如由微纤维形成的组织，或是由几个层形成的组织，每层具有相同或者不同的过滤性能。当然，过滤介质还可以构成第一部分、中心部分和第二部分以及附加部分中的任何两个或者是全部。
本发明的呼吸保护装置还可包括头带或其它诸如粘合剂之类的装置，用于将呼吸保护装置保持在配戴者面部上的适当位置，鼻夹或其它任何可在呼吸保护装置与配戴者的鼻子之间提供良好接触的装置，呼气阀，以及其它通用于呼吸保护装置和面罩的配备，诸如面封、眼罩和颈罩等。当呼吸保护装置具有一鼻夹时，该鼻夹可以位于该呼吸保护装置的第一部分的外侧部分上，在第一部分内表面上紧靠鼻夹下面可设置有一诸如泡沫材料片之类的缓冲件，或者，鼻夹可以位于第一部分的内表面上，而缓冲件可盖在鼻夹上，或者，当呼吸保护装置包括多层时，鼻夹可设在层与层之间。
本发明的呼吸保护装置例如包括呼吸保护器、手术面罩、净室面罩、面遮、尘罩、呼吸暖罩和许多其它的面罩。本发明的呼吸保护装置可以设计成与配戴者面部的密封接合程度比某些其它类型的杯形呼吸保护器或面罩的更高，其它类型的呼吸保护器的周边是以一锐角接触配戴者面部，接触区域很小，因而使配戴者感到不适，还可能降低呼吸保护器周边处的密封接合程度。
另外还提供了一种为配戴者提供呼吸保护用的个人呼吸保护装置的生产工艺，它包括a)形成一个平的中心部分，所述中心部分具有至少一个第一边缘和一个第二边缘；b)将一平的第一部分通过一折叠、粘结、熔接或缝制而连接于所述中心部分的第一边缘，所述第一部分的所述折叠、粘结、熔接或缝制边缘基本上与所述中心部分的所述第一边缘共同延伸；c)将一平的第二部分通过一折叠、粘结、熔接或缝制而连接于所述中心部分的第二边缘，所述第二部分的所述折叠、粘结、熔接或缝制边缘基本上与所述中心部分的所述第二边缘共同延伸；但有这样的条件，所述中心部分、第一部分和第二部分中至少有一个包括过滤介质，所述装置能被折平以便储存，并在使用过程中能在配戴者的鼻子和嘴上方形成一杯状空腔，中心部分、第一和第二部分的未连接的边缘适合于接触并固定于配戴者的鼻子、面颊和下巴，适于接触于配戴者的鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于该装置处于折平储存状态下的周边长度。第一和第二部分的未连接边缘上可选择性地连接有附加部分。
还提供了一种生产个人呼吸保护装置的工艺，它包括这些工序形成一矩形的过滤介质片；将第一长边朝介质片的中心翻折而形成第一部分；将第二长边朝介质片的中心翻折而形成第二部分；封住不折叠边缘。该工艺可选择性地包括通过附加的折叠或粘结而连接于第一和第二部分的未折叠边缘的附加部分。
还提供了一种制备个人呼吸保护装置的工艺，它包括这些工序形成一具有两个边缘的第一椭圆形过滤介质片，形成一具有两个边缘的第二椭圆形过滤介质片，各介质片至少有一侧具有共同的形状；粘结具有共同形状的边缘；将所述第二片的未粘结边缘朝粘结边缘翻折；形成一具有两个边缘的第三椭圆形过滤介质片，它至少有一个边缘具有与所述第一片的未粘结边缘的形状共同的形状；将所述第三片置于所述第二片上，粘结所述第一和第三片的具有共同形状的边缘。
每个工艺均适合于高速生产方法，并可包括连接头带、鼻夹和其它典型的呼吸保护装置元件所必需的附加工序。
附图简述
图1是本发明呈平折式形状的个人呼吸保护装置的正视图。
图2是图1所示的个人呼吸保护装置沿2-2线剖开的剖视图。
图3是图1的个人呼吸保护装置呈打开供使用的形状的正视图。
图4是图1的个人呼吸保护装置呈打开供使用的形状的侧视图。
图5是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例呈折平形状的剖视图。
图6是图5的个人呼吸保护装置呈部分打开状态的立体图。
图7是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例呈折平形状的正视图。
图8是图7的个人呼吸保护装置呈打开供使用的形状的正视图。
图9是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图10是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图11是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图12是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图13a-13p是本发明的各种其它实施例正视图。
图14是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图15是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的后视图。
图16是本发明的个人呼吸保护装置的另一实施例的正视图。
图17是生产平折式个人呼吸保护装置的一种示范性制造工艺的示意图。
图18-20表示图14的示范性制造工艺的中间织物的形状。
图21表示按照图17-20的工艺制造的一条面罩带。
发明详述在如图1的个人呼吸保护装置10的正视图所示的本发明的一个实施例中，该装置在使用前折叠储存于包装袋或放于配戴者的口袋中时的形状大致呈矩形。图2中所示的个人呼吸保护装置10的侧视图示出该装置具有一中心部分12、一第一部分14和第二部分16。中心部分与第一和第二部分相连接，例如，如图2所示通过折痕15和17相连，或者，第一和第二部分可以粘接或缝制于中心部分上。形状可以用边封11和11’来保持，这些边封可以如图所示从折痕15延伸到折痕17，或是从折痕15部分延伸到折痕17。边封11和11’可以如图所示基本上呈直线状，也可以是弯曲的。图1和3还示出了用于连接的连接结构18、18’，例如一条将装置保持于配戴者面部上适当位置的头带。当装置为多层结构时，例如具有过滤介质层、一可选择的覆盖层和一可选择的加强层，第一和第二部分14和16的周边也被粘接。
图3和4中示出了呈打开的供配戴形状的个人呼吸保护装置10，图中，共同部分与图1和2中的相同，这种形状总体呈杯状或袋状，它为配戴者提供模制的杯形呼吸保护装置所具有的“脸外”益处。本发明呼吸保护装置的杯形“脸外”设计提供了一周边区域，它由第一和第二部分各自的边缘24和26形成，用于密封住靠在配戴者面部的呼吸保护装置。图3示出了带有可选择的鼻夹28的个人呼吸保护装置10。为了允许配戴者的下颚有更大的可动度，在呼吸保护装置的第一部分14或第二部分16中，于紧靠折叠线或粘结线15的上方，或是紧靠折叠线或粘结线17的下方，可形成有一大致在宽度方向上的折叠线或褶子。
在图5和6所示的另一实施例中，其中共同的部分如图1-4所示，呼吸保护装置10’的第一和第二部分14和16通过折叠线21和23或通过粘结线或缝制线(未示出)而连接有附加部分20和22。附加部分20和22可以在边封11、11’处与中心部分12和第一和第二14和16封在一起，但最好是如图5和6所示不被封在边封处，以加强呼吸保护装置10’周边处的密封，这是因为附加部分20和22具有在连接点25和25’的枢转能力。图6示出了在附加部分20上带有可选择的鼻夹28的呼吸保护装置10’。在该实施例中，用多个层来形成该呼吸保护装置时，附加部分20和22的周边最好也被粘结。
个人呼吸保护装置10的中心部分12延伸于边封11和11’或位于与边封11和11’同一位置的粘结线之间的宽度较好是在160到220mm左右，更好是175到205mm左右，最好是在185到190mm左右。呼吸保护装置10的中心部分12延伸于折叠线15和17之间的高度，较好是在30到110mm左右，更好是在50到100mm左右，最好是在75到80mm左右。呼吸保护装置10的第一部分14和第二部分16的宽度最好是与中心部分12的大致相同。第一部分14从折叠线15延伸到呼吸保护装置10的第一部分14的周边或延伸到呼吸保护装置10’的折叠边21的高度较好是在30到110mm左右，更好是在50到70mm左右，最好是在55到65mm左右。第二部分16从折叠线17延伸到呼吸保护装置10的第二部分16的周边或延伸到呼吸保持装置10’的折叠线23的高度较好是在30到110mm左右，更好是在55到75mm左右，最好是在60到70mm左右。第一部分14和第二部分16的高度可以相同也可以不同，第一和第二部分的高度的总和最好不超过中心部分的高度。呼吸保护装置10’的附加部分20和22的宽度最好与第一和第二部分14和16的大致相同。呼吸保护装置10’的附加部分20的高度较好是在1到95mm左右，更好是在5到40mm左右，最好是在5到30mm左右。呼吸保护装置10’的附加部分22的高度较好是在1到95mm左右，更好是在3到75mm左右，最好是在3到35mm左右。端部边封与中心部分12、第一部分14和第二部分16的外侧边缘的距离较好是在1到25mm左右，更好是在5到10左右，端部边封的宽度较好是在1到10mm左右，更好是在2到5mm左右。当附加部分20和22以在呼吸保护装置10’中的方式存在时，这种部分可以，但最好不包含在边封11、11’内。在如10和10’所示的这类呼吸保护装置中，呈图3、4和6所示打开形状的、接触配戴者鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界，小于呈折平储存状态的装置的周边长度。
图7、8、9、10、11和12中还示出了一个实施例，可以将它看作是椭圆形的。在图7的正视图中所示出的呈折叠或储存形状的呼吸保护装置50具有一中心部分52和粘结线55和57。还示出了用于连接的连接结构58、58’，例如一头带59，以将呼吸保护装置保持在配戴者面部的适当位置上。在图8的正视图中所示出的呼吸保护装置50是呈供使用的未折叠形状，第一部分54在粘结线55处粘接于中心部分52，第二部分56在粘结线57处粘接于中心部分52。当该呼吸保护装置是由多层材料形成时，第一部分54和第二部分56的周边最好也是被粘合起来。图8还示出一位于第一部分54上的鼻夹60和一位于中心部分52上的突起62，第一部分54上有一类似的相配的突起(未示出)。鼻夹60可提高贴合度，突起62和在第一部分54上与它配对的突起可提高舒适度和贴合度。在某些场合下，可通过将第一部分54的外部边缘向内翻折，也就是朝配戴者的面部翻折来提高贴合度。鼻夹60(如果有的话)可位于折叠线的内侧。为了允许配戴者的下颚有更大的可动度，在该呼吸保护装置的第一部分54或第二部分56中，于紧靠折叠线或粘结线57的下方，可形成有一大致在宽度方向上的折叠或褶子。在如50和50’所示的这类呼吸保护装置中，呈图8和9所示打开形状的、接触配戴者鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于呈折平储存状态的装置的周边长度。
在图10、11和12中，示出呼吸保护装置50位于配戴者的脸上，其形状呈杯状，图10中示出鼻夹60，图11中示出鼻夹60和呼气阀64，图12中示出鼻夹60’和呼气阀64。这种鼻夹和呼气阀在图1-6所示的呼吸保护装置上是同样可以使用的。
在图7、8、9、10、11和12所示的呼吸保护装置中，中心部分52最宽部分的宽度较好是在160到220mm左右，更好是在175到205mm左右，最好是在193到197mm左右。垂直于宽度的中心部分最高部分的高度较好是在30到110mm左右，更好是在50到100mm左右，最好是在70到80mm左右。第一和第二部分的宽度最好与中心部分的基本相同。第一部分最高部分的高度较好是在30到110mm左右，更好是在40到90mm左右，最好是在50到60mm左右。第二部分最高部分的高度较好是在30到110mm左右，更好是在50到100mm左右，最好是在60到70mm左右。第一和第二部分的高度可以相同，也可以不同。当第二部分的高度大于第一部分的高度时，可对下巴区域提供附加的保护。通过调节第一和第二部分以及中心部分的高度，从而可调节第二部分在下巴下面的配合，或是第一部分在鼻子上的配合，使得第一部分沿鼻子的长度而保持，或主要保持于鼻梁上。
在图9所示的个人呼吸保护装置中，呼吸保护装置50’的结构为，中心部分52’、第一部分54’和第二部分56’是垂直保持于配戴者的面部，中心部分52’的端部61和63置于配戴者的鼻子和下巴上。第一部分54’在粘结线55’处粘接于中心部分52’，第二部分56’在粘结线57’处粘接于中心部分52’。设置有用于连接的连接结构58’、58”，例如一头带59’，以将呼吸保护装置保持在配戴者面部的适当位置上。当然，图1-6所示的呼吸保护装置可以通过改变连接结构18、18’的位置而进行类似的修改。在这种中心部分、第一部分和第二部分是垂直地与配戴者面部对齐的形状中，连接结构之间的距离较好是在160到220mm左右，对大致呈椭圆形的装置来说更好是在170到190mm左右，而对大致呈矩形的装置来说更好是在175到195mm左右。
虽然关于图7-12称为大致的椭圆形，但是平折式个人呼吸保护装置的形状可以有很多变化。它通常可以是一种不规则的椭圆形，例如甚至可以接近一种平行四边形。图13(a)-13(p)中示出了折叠装置的各种可能的形状。这样，中心部分的一个象限中的粘结边缘的形状可以接近直角，或接近形成一条直线或一种由曲线和/或直线共同构成的图案。这种粘结边缘较好的是具有诸如图7中所示的小弧度曲线之类的形状，更好是半径在120到170mm左右的曲线，最好是半径在140到150mm左右。同样，第一和第二部分以及附加部分的形状可以有很多变化。第一和第二部分的形状均必须使它们能象以上所描述的那样连接于中心部分。第一和第二部分未连接边缘部分的形状也可以根据需要从直线状变化到曲线状，以实现对配戴者面部的良好贴合。附加部分(如果有的话)必须具有适于同第一或第二边缘部分适当连接的边缘部分。未连接边缘部分的形状可以在直线状到曲线状的范围内变化。通过改变连接部分的形状，利用筛选设计来提高呼吸保护装置对面部的贴合度。分别使中心部分与第一和第二部分以及使附加部分与第一和第二部分相连的粘结线，与中心部分和第一部分的边缘或第一和第二部分的边缘的距离较好的是不超过约15mm，更好是不超过约10mm，最好是不超过约5mm，并且可以是连续的，也可以是不连续的。
适用于本发明的过滤介质或材料可包括一些织造和非织造的材料、单层或多层，可带有也可不带有内侧或外侧覆盖层或纤维稀松布，并且可带有也可不带有加强结构，这些材料必须包括中心部分、第一部分或第二部分中至少一个部分。中心部分最好具有加强结构，诸如织造或非织造的稀松布、粘条、印花或粘结料。合适的过滤材料例如包括微纤维织物、有纤维的膜片织物、织造或非织造的织物(例如空气成网或粗梳短纤维)、溶液吹制纤维织物，或者是它们的组合物。适用于形成这类织物的纤维例如包括诸如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、以及它们的混合物之类的聚烯烃，诸如含一或多个氯乙烯单元或四氟乙烯单元的卤代聚烯烃，以及还可含有丙烯腈单元、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、松香纤维、玻璃、纤维素或它们的混合物。
过滤层的纤维是根据需要过滤的粒子种类进行选择。纤维选择得合适与否，还会通过例如提供柔软度和水分控制而影响使用者配戴呼吸保护装置的舒适度。适用于本发明的熔化吹制微纤维的织物，例如可以按Wente，VanA在《工业工程化学(Industrial Engineering Chemistry)》48卷1342页以下所写的“超细热塑纤维”(1956)，以及1954年5月25日出版的、Van A.Wente等人所著的、名为“超细有机纤维的制造”的中央研究实验室(Navel ResearchLaboratories)第4364号公报中所描述的来进行制备。适用于本发明的过滤介质中的吹制微纤维，其有效的纤维直径较好是3到30微米，更好是7到15微米，这是按照伦敦机械工程师学会(Institution of Mechanical Engineers)的1952年1B会刊中、Davies C.N.所著的“空气中尘埃颗粒的分离”所述的方法来计算的。
过滤层中还可存在有可选择的短纤维。卷曲、膨化的短纤维的存在，可提供比单由吹制微纤维构成的织物更高的弹性，而密度却更低。介质中短纤维的重量较好是不超过90％，更好是不超过70％。这种含人造纤维的织物揭示于美国专利4,118,531(Hauser)中，援引在此供参考。
在过滤层或者一或多层过滤介质中还可用双成分人造短纤维。该双成分人造纤维通常具有一熔点低于芯部的外层，这种人造纤维可以通过例如将层加热，使双成分纤维的外层产生塑变流动而与相邻的双成分或是其它人造短纤维接触，从而形成一种在纤维的交会点处粘结于一起的弹性造型层。该造型层还可以用一种可热塑变流动的聚酯的粘结纤维与人造短纤维一起形成，在加热该造型层时，粘结纤维熔化并塑流到一纤维交会点而包住该纤维交会点。冷却后，纤维的交会点处的粘结力增大，将纤维块保持在所需的形状。而且，可以在织物上涂覆诸如丙烯酸乳胶或粉状热活化粘结树脂之类的粘结材料，以使纤维粘结。
诸如在美国专利4,215,682(Kubik等人)和美国专利4,588,537(Klasse等人)(这些专利援引在此仅供参考)中所揭示的带电纤维，或是用其它传统极化或产生驻极电介体方法，如美国专利4,375,718(Wadsworth等人)或美国专利4,592,815(Nakao)(这些专利援引在此仅供参考)的工艺生产的带电纤维，尤其适用于本发明。在美国专利RE31,285(van Turnhout)(援引在此仅供参考)中所揭示的带电原纤化薄膜纤维也同样有用。通常，起电工艺就是使材料受电晕放电或脉冲高压。
过滤层中还可含有诸如活性炭或铝土之类的吸附性颗粒材料。例如在美国专利3,971,373(Braun)、美国专利4,100,324(Anderson)和美国专利4,429,001(Kolpin等人)中就描述了这种加入颗粒的织物，将这些专利援引在此仅供参考。由加入颗粒的过滤层制成的面罩尤其适用于过滤气态物质。
本发明呼吸保护装置的中心部分、第一部分和第二部分中的至少有一个部分必须包含过滤介质。最好是中心部分、第一部分和第二部分中有至少两个部分包含过滤介质，全部中心部分、第一部分和第二部分可以都包含过滤介质。不是由过滤介质形成的部分可以由许多种材料构成。例如，第一部分可以由一种能提供水分隔层的材料形成，以防配戴者的眼镜模糊。中心部分可以由一种透明材料形成，使配戴者嘴唇的动作可以被观察到。
在中心部分是粘接于第一和/或第二部分的情况下，可以用超声波熔接、粘结剂粘接、钉合、缝合、热机法、压力法或其它合适的方法来进行粘接，粘结线可以是断续的，也可以是连续的。上述任何一种方法均多少能使粘结区加强或刚化。这类粘结方法同样适用于固定图1-6所示呼吸保护装置的端部。
本发明的呼吸保护装置最好是用那些本技术领域的技术人员所熟悉的方式来保持于配戴者面部的适当位置上，诸如用粘胶或用固定于呼吸保护装置主体上的、由呼吸保护装置的中心部分和第一和第二部分所形成的带子或头带，或是通过环之类的结构，使用位于呼吸保护装置外表面或内表面上外侧位置的呼吸保护装置的附加部分，该环之类的结构可一体地形成于该呼吸保护装置上，例如图1和2所示的，也可通过诸如模压、钉合、粘胶粘结、超声波熔接、缝合之类的方式或本领域技术人员所熟悉的其它方式而连接于呼吸保护装置的主体上。或者，带子或头带可用与上述环连接结构的固定方法相似的方式而直接连接于呼吸保护装置的主体。头带最好具有一定程度的可调性，以产生绷于配戴者面部的张紧力。
用于本发明的带子和头带可以由弹性聚氨酯、聚异戊二烯、诸如Shell化学公司生产的KRATONTM热塑合成橡胶之类的丁烯-苯乙烯共聚物构成，还可以由弹性橡胶或一种诸如由DuPont公司生产的LYCRATM聚氨基甲酸乙酯弹性纤维之类的包复弹力线构成。
本发明中的带子或头带还可以用拉伸弹性复合材料。这类材料中的一种是非粘性多层弹性层压材料，它具有至少一个弹性的芯部和至少一个弹性相对较弱的表层。该表层可受拉而超出其弹性极限，并随芯部一起放松，从而形成一种微结构的表层。微结构意味着表面含有许多不规则的峰和谷或褶皱，褶皱大到足以用肉眼看到，因为它使得不透明度大于复合物在微结构处理前的不透明度，这凹凸不平小到使人的皮肤感觉光滑和柔顺。需要放大这些凹凸不平才能看到微结构组织的细节部分。这种弹性复合物揭示于1990年3月30日申请的、已授权的美国专利申请07/503,716中，该专利援引在此仅供参考。
适用于本发明的非弹性带子例如包括用湿法成网或干法成网工艺形成的、包含人造纤维、聚酯等纤维以及聚丙烯、聚乙烯或聚酯和增强纸的轧光纺粘型织物的非织造的材料。带子可以系住或扣住，也可以拉伸，以围住配戴者的头，使面罩密封贴合于配戴者的面部。
带子的设计还可以包括开放式环或封闭式环结构，围住配戴者的头或套住配戴者的耳朵。美国专利5,237,986(Seppala等人)揭示了一种头带组件，它使面罩能很容易和很迅速地配戴，同时便于不使用期间的暂时存放。
本发明的呼吸保护装置所适用的鼻夹例如可以由一种柔顺的、极软的金属带制成，这种金属诸如可以是铝或涂塑金属丝，金属带的形状可制成使装置很舒适地贴合于配戴者的面部。尤其可采用一种形状呈延伸于配戴者鼻梁上的非直线型鼻夹，它沿夹子部分设置有反向弯曲而呈翼状，这有助于使面罩整齐地贴合于鼻子和面颊区域，如图12所示。鼻夹可以用粘结剂固定于呼吸保护装置上，例如，可用一种压敏粘结剂或一种热熔液体粘结剂。或者，鼻夹可以封在呼吸保护装置的本体中，或者夹持于装置本体和机械地或粘结地连接于该本体上的织物或泡沫材料之间。在本发明诸如图6或图12所示的这类实施例中，鼻夹是设置于第一部分的外侧部分上，呼吸保护装置第一部分的内侧部分上设置有一泡沫材料片(未示出)，它与鼻夹对齐。
呼吸保护装置还可具有一可选择的呼气阀，通常是一种膜片阀，它便于使用者很容易地呼出空气。美国专利5,325,892(Japuntich等人)中描述了一种呼气过程中压降非常低的面罩呼气阀，该专利援引在此仅供参考。还有许多种其它设计的呼气阀为本技术领域的技术人员所熟悉。呼气阀最好是通过声波熔接、粘结、机械夹持等方式固定于中心部分上，并最好是靠近中心部分的中部。
呼吸保护装置可选择地在装置的上部边缘或外侧部分处连接有一面遮。例如，在美国专利2,762,368(Bloomfield)和美国专利4,944,294(Borek，Jr.)(援引在此仅供参考)中揭示了一些常用的面遮。还可以用一种揭示于美国专利4,020,533(Hubbard等人)中并示于图14中的面遮72，它在面遮接近中心处具有一切口73，以便使呼吸保护装置71和面遮72更贴合于配戴者的面部，并在装置71的顶部边缘处具有一暗条74，用来减少眩光，该专利在此也仅供参考。
而且，减小装置与面部之间空气泄漏用的面封同样可以选择地与本发明的呼吸保护装置一起使用。例如，在美国专利4,600,002(Maryyanek等人)、美国专利4,688,566(Boyce)和美国专利4,827,924(Japuntich)以及加拿大专利1,296,487(Yard)(这些专利援引在此仅供参考)中描述了一些常用的面封，在美国专利4,827,924中描述了一种如图15中所示的装于呼吸保护装置75上的软弹性材料的环76。
还有，保护颈部区域不受诸如飞溅液体等污染用的颈罩也同样可以与本发明的呼吸保护装置一起使用。例如，在美国专利4,825,878(Kuntz等人)、美国专利5,322,061(Brunson)和美国外观设计专利347,090(Brunson)中揭示了一些常用的颈罩，这些专利援引在此仅供参考。图16示出了装于呼吸保护装置77上的一种常用的颈罩78。
本发明的呼吸保护装置可以用任何一种标准方法进行消毒，诸如γ射线照射、暴露于环氧乙烷、或压蒸等，尽管这些操作可能会影响到装置所需的费用。
本发明的平折式个人呼吸保护装置可以这样来制备，形成一具有至少一个第一边缘和一个第二边缘的平的中心部分，将一平的第一部分通过一折叠、粘结或缝制而连接于中心部分的第一边缘。第一部分的折叠、粘结或缝制边缘基本上与中心部分的第一边缘共同延伸。将一平的第二部分通过一折叠线、粘结线或缝制而连接于中心部分的第二边缘。同样，第二部分的折叠、粘结或缝制边缘基本上与中心部分的第二边缘共同延伸。中心部分、第一和第二部分中至少有一个含过滤介质。
图1-6所示的平折式呼吸保护装置可以这样来生产，形成一矩形的过滤介质片，将一第一长边朝该片的中心翻折而形成第一部分，将一第二长边朝该片的中心翻折而形成第二部分，封住未折叠边缘。该工艺可选择地包括，将附加部分通过附加折叠线或粘结连接于第一和第二部分的未折叠边缘。
图7-12所示的平折式呼吸保护装置可以这样来生产，形成一具有两个边缘的第一椭圆形过滤介质片，形成一具有两个边缘的第二椭圆形过滤介质片，各介质片至少有一侧具有共同的形状；粘结具有共同形状的边缘；将第二片的未粘结边缘朝粘结边缘翻折；形成一具有两个边缘的第三椭圆形过滤介质片，它至少有一个边缘与第一片的未粘结边缘具有共同的形状；将第三片放置设于第二片上，粘结第一和第三片的具有共同形状的边缘。
每个工艺均适合于高速生产方法，并可包括连接头带、鼻夹和其它典型的呼吸保护装置元件所必需的附加工序。
图17-20是用于制造诸如图7-12所示的这类平折式呼吸保护装置的一个较佳的高速生产工艺过程120的示意图。在内覆织物124与过滤介质126之间最好设置泡沫材料部分122。在另一个实施例中，可选择的泡沫材料部分122和/或鼻夹30可以设置在内覆织物124或外覆织物132的外表面上。紧靠过滤介质126的中心可选择地设置一加强材料128。在一加鼻夹工位130a，沿过滤介质126的一个边缘、紧靠加强材料128可选择地设置一鼻夹130。在过滤介质126、可选择的加强材料128和可选择的鼻夹130上覆盖一外覆织物132，从而形成一种织物组件134，如剖开图所示(见图18)。该织物组件134可以通过表面加压、静电加压、热粘结、粘结剂或任何其它合适的公知方法保持成一整体。
在一装阀工位136a，可选择地在织物组件134中装入一呼气阀136。装阀工位136a最好形成一个紧靠织物组件134中心的孔。可以将孔的边缘封住，以尽量减少多余的织物材料。阀136可以通过熔接、粘结、压力配合、箝夹、搭锁快速装配或其它一些合适的方法保持于该孔中。图11和12示出了带呼气阀的示例性的呼吸保护装置。
如图19所示，织物组件134可以在面部适配工位138沿面部适配熔接和边缘修整线133、135进行熔接和修边。多余织物材料140被除去，修边后的织物组件142前进到折叠工位144。折叠工位144将第一和第二部分146、148分别沿折叠线150、152朝修边后的织物组件142的中心向内翻折，从而形成一折叠装置的半成品155，如图20所示。
该折叠装置半成品155可以在修整和头带连接工位154a沿边缘158、160进行熔接，以形成一呼吸保护装置条156，粘结线以外的多余材料可从该条上除去。熔接线160相邻于面部适配熔接和边缘修整线133。由于面部适配熔接和边缘修整线135位于第一部分146的下面，用虚线表示。形成头带161的头带材料154沿头带线路H而设置在折叠装置半成品155上，该线路H延伸于左、右头带连接位置162和164之间。头带161最好是在左、右头带连接位置162、164连接于装置半成品155。由于在制造过程120中装置半成品155基本上是平的，因此，头带线路H是一条基本上与左、右连接位置162、164相交的轴线。
当头带是由1990年3月30日申请的、已授权的美国专利申请07/503,716中所揭示的较佳材料制成时，能够理解，可以在将头带材料154加到呼吸保护装置半成品155上之前、之时或之后，启动或部分启动该材料。一种较佳的方法是，在施加头带材料154之前一点，先局部地夹住位于邻近夹具之间未活动的头带材料，将其拉长所需的量，将启动的头带材料154置于装置半成品155上，并将头带材料154不活动的端部连接于装置半成品155，从而启动头带材料154。或者，可以将未活动的头带材料154置于装置半成品155上，如本文所讨论的那样将端部连接，然后在包装前启动。最后，头带材料154可以保持不动，直到使用者使用。
或是在头带材料154连接于装置半成品155上之前、之时，或是在其之后，可以选择地在修整和头带连接工位154a形成一条纵向的刻线“S”，以形成一种多部分头带。装置半成品155与左、右头带连接位置162、164相邻的边缘166、168可以切断而形成分离的呼吸保护装置，也可以打孔而形成一条呼吸保护装置167(见图21)。成品呼吸保护装置167在包装工位169进行包装。
图21示出了按照图17-20的工艺过程生产的一条平折式呼吸保护装置167。最好给边缘166、168打孔，以使呼吸保护装置167可包装成卷。头带161位于边缘166、168处的那部分已在打孔工序中被除去。在另一种实施例中，头带161连续地延伸经过边缘166、168。图20示出了连接于呼吸保护装置167背面的多部分头带161，但它也能够以本文所揭示的任何一种结构形式进行连接。能够理解，可以将一单部分式的或多部分式的头带161呈钳杆状或剪刀状地连接于呼吸保护装置167的任一侧，但最好是呈剪刀状。
当使用其它类型的头带材料时，按最终完成的平折式呼吸保护装置所需要的长度来施加头带材料，并将其连接于左、右头带连接位置162、164。
下面的实例可进一步说明本发明，但这些实例中所用的具体材料、形状和尺寸以及其它的情况和细节，不应被认为是对本发明过分的限制。
实例下面通过非限制性的实例来进一步描述本发明的个人呼吸保护装置实例1将两个带电熔喷法聚丙烯微纤维片(350mm×300mm)设置成一片叠于另一片的顶部，从而形成一层状织物，其单位重量为100g/m2，有效纤维直径为7到8微米，厚度约为1mm。将一由轻纺粘法聚丙烯织物形成的外覆层(350mm×300mm；50g/m2，英联邦联合王国、苏格兰Forfar的Don和Low非织造品公司生产的105OB1UO0型)设置成与该微纤维层状织物的一个表面相接触。将一条聚丙烯支撑网(380mm×78mm；145g/m2，西班牙巴塞罗纳的Intermas公司生产的5173型)在宽度方向上设置在该留下的微纤维表面上，距离该层状微纤维织物的一个长边约108mm，距离该层状微纤维织物的另一个长边约114mm，并延伸于微纤维表面的整个边缘。将一内覆片(350mm×300mm；23g/m2，英联邦联合王国英格兰Derby的Spun Web UK公司生产的LURTASILTM6123)置于该支撑网和该留下并暴露的微纤维织物的顶部。然后，对这个五层结构超声波熔接成粗略接近该层状结构的矩形，以提供在周边处将层状结构保持成一体的粘结线，形成一条顶边、一条底边和两条侧边。诸层还沿支撑网的长边粘结于一起。这样粘结的结构沿平行于顶边和底边方向量得的长度为188mm；沿平行于侧边方向量得的宽度为203mm。支撑网条的边缘距离该层状结构的顶边60mm，距离该结构的底边65mm。粘结线周边以外的多余材料被除去，只在侧边紧靠支撑网中心线处留下粘结线以外部分，它50mm长×20mm宽，形成头带连接结构。
层状结构的顶边沿长度方向紧靠支撑网最近的边缘折叠而形成一上折叠线，使内覆层从上折叠线起有39mm的距离与其本身接触起来，从而形成一第一部分，余下21mm的层状结构形成一附加部分。层状结构的底边沿长度方向紧靠支撑网最近的边缘折叠而形成一下折叠线，使内覆层有39mm的距离与其本身接触起来，从而形成一第二部分，余下的26mm形成一附加部分。然后，附加部分的内覆层互相接触起来。位于上、下折叠线之间的中心部分、第一部分和第二部分的接触部分在它们的侧边被封住。
将一约5mm宽×140mm长的有延展性的鼻夹连接于和第一部分相连的附加部分的外表面，将一条约15mm宽×140mm长的鼻部泡沫材料连接于附加部分的内表面，并基本上与鼻夹对齐。将这些附加部分翻折，使各附加部分的外覆层分别接触第一和第二部分的外覆层。
将层状结构留下来以形成头带连接结构的自由端部翻折到层状结构的粘结边缘上，粘结起来而形成环。将弹性头带穿过这些环，从而提供用来将这样形成的呼吸保护装置固定于配戴者面部的结构。
实例2如实例1那样制备第一和第二层状片结构(350mm×300mm)，只是省去了支撑网。沿各片的长边形成一条曲线形粘结线，除去粘结线中凸部分以外的多余材料。如实例1那样制备一第三层状片结构，只是五层中的每一层基本上都是共同延伸的。将第一层状片结构置于第三层状片结构的顶部，使内覆层接触。用一条靠近第一片结构的未粘结长边的曲线形粘结线将第一和第三片结构粘结于一起，形成一椭圆形的第一呼吸保护装置部分，其宽165mm、高32mm。每条曲线形粘结线的半径为145mm将第一片结构未粘接于第三片的边缘向后朝第一片已粘接于第三片的边缘翻折。将第二片结构置于翻折的第一片的顶部，并部分盖住第三片。用一条曲线形粘结线将第二和第三片结构粘结于一起，从而由第二片形成一宽165mm、高32mm的椭圆形第二呼吸保护装置部分，并由第三片结构形成一宽165mm、高64mm的椭圆形中心呼吸保护装置部分。将椭圆形部分以外的材料除去。将第一和第二部分朝离开中心部分的方向折叠。
将一有延展性的铝制鼻夹连接于第一部分周边的外表面，将一条鼻部泡沫材料连接于内表面，并基本上与鼻夹对齐。将头带连接结构连接于中心部分与第一和第二部分之间的粘结线相遇的点，将弹性头带穿过连接结构，形成一可供使用者配戴的呼吸保护装置。
在不脱离本发明之范围和精神的情况下，对于本技术领域的技术人员来说本发明的各种改进和变化是显而易见的，本发明不应限制于本文中示例用的描述。
权利要求
1.一种个人呼吸保护装置，它包括a)一具有第一和第二边缘的平的中心部分，b)或是通过一折叠、缝制、熔接，或是通过粘结与中心部分的第一边缘相连接的一平的第一部分，所述第一部分的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第一边缘共同延伸，c)或是通过一折叠、缝制、熔接，或是通过粘结与中心部分的第二边缘相连接的一平的第二部分，所述第二部分的所述折叠线、粘结线、熔接或缝制线基本上与所述中心部分的所述第二边缘共同延伸，中心部分和第一和第二部分中至少有一个是由过滤介质形成，所述装置能被折平，使得所述第一和第二部分至少是局部面对面地与所述中心部分的一公共表面相接触，用以储存，在使用过程中，它能形成一杯状的空腔盖住配戴者的鼻子和嘴，使中心部分和第一和第二部分的未连接的边缘适于接触并固定于配戴者的鼻子、面颊和下巴，适于接触于配戴者的鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于该装置处于折平储存状态下的周边长度。
2.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述中心部分基本上呈矩形。
3.如权利要求2所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述中心部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
4.如权利要求2所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第一部分呈矩形。
5.如权利要求4所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第一部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
6.如权利要求2所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第二部分呈矩形。
7.如权利要求6所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第二部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
8.如权利要求2所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述装置还包括通过一折叠、缝制、熔接或粘结连接于所述第一部分的一附加部分。
9.如权利要求8所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述附加部分呈矩形。
10.如权利要求9所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述附加部分宽约160到220mm，高约5到95mm。
11.如权利要求2所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述装置还包括通过一折叠、缝制、熔接或粘结连接于所述第二部分的一附加部分。
12.如权利要求11所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述附加部分呈矩形。
13.如权利要求12所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述附加部分宽约160到220mm，高约3到95mm。
14.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述中心部分基本上呈椭圆形。
15.如权利要求14所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述中心部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
16.如权利要求14所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第一部分基本上呈椭圆形。
17.如权利要求16所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第一部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
18.如权利要求14所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第二部分基本上呈椭圆形。
19.如权利要求18所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述第二部分宽约160到220mm，高约30到110mm。
20.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述装置是一多层结构。
21.如权利要求20所述的呼吸保护装置，其特征在于，至少有一层是由熔喷法微纤维构成。
22.如权利要求21所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述熔喷法微纤维是带电的。
23.如权利要求21所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述熔喷法微纤维层覆盖有一外覆纺粘层。
24.如权利要求21所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述熔喷法微纤维层覆盖有一内覆纺粘层。
25.如权利要求20所述的呼吸保护装置，其特征在于，至少中心部分具有一加强层。
26.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，在第一部分中还包括一鼻夹。
27.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括一呼气阀。
28.如权利要求27所述的呼吸保护装置，其特征在于，呼气阀设置于呼吸保护装置的中心部分中。
29.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括头带连接结构。
30.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括一头带。
31.如权利要求30所述的呼吸保护装置，其特征在于，所述头带包括一拉伸弹性复合材料。
32.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括一面遮。
33.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括一面封。
34.如权利要求1所述的呼吸保护装置，其特征在于，还包括一颈罩。
35.为配戴者提供呼吸保护用的个人呼吸保护装置的一种生产工艺，它包括a)形成一个平的中心部分，所述中心部分具有至少一个第一边缘和一个第二边缘；b)将一平的第一部分通过一折叠、粘结、熔接或缝制而连接于所述中心部分的第一边缘，所述第一部分边缘的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第一边缘共同延伸；c)将一平的第二部分通过一折叠、粘结、熔接或缝制而连接于所述中心部分的第二边缘，.所述第二部分边缘的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第二边缘共同延伸；但有这样的条件，所述中心部分、第一部分和第二部分中至少有一个包括过滤介质，所述装置能被折平以便储存，并在使用过程中能形成一杯状空腔覆盖配戴者的鼻子和嘴，中心部分、第一和第二部分的未连接的边缘适合于接触并固定于配戴者的鼻子、面颊和下巴，适于接触于配戴者的鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于该装置处于折平储存状态下的周边长度。
36.一种生产权利要求2所述的个人呼吸保护装置的工艺，它包括形成一矩形的过滤介质片；将第一长边朝介质片的中心翻折而形成第一部分；将第二长边朝介质片的中心翻折而形成第二部分；封住不折叠边缘。
37.一种生产权利要求14所述的个人呼吸保护装置的工艺，它包括形成一具有两个边缘的第一椭圆形过滤介质片，形成一具有两个边缘的第二椭圆形过滤介质片，各介质片至少有一侧具有共同的形状，粘结具有共同形状的边缘，将所述第二片的未粘结边缘朝粘结边缘翻折，形成一具有两个边缘的第三椭圆形过滤介质片，它至少有一个边缘与所述第一片的未粘结边缘具有共同的形状，将所述第三片放置于所述第二片上，粘结所述第一和第三片的具有共同形状的边缘。
38.一种制备平折式个人呼吸保护装置的工艺，它包括在过滤介质的第一和第二侧上分别设置一内覆织物和一外覆织物，而形成一织物组件；熔接面部适配熔接和边缘修整线；除去多余织物材料；将第一和第二部分向内朝修边后的织物组件的中心翻折，而形成一折叠面罩的半成品。
全文摘要
提供了平折式个人呼吸保护装置。该装置具有一带第一和第二边缘的平的中心部分,或是通过一折叠、缝制、熔接,或是通过粘结与中心部分的第一边缘相连接的一平的第一部分,该第一部分的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第一边缘共同延伸,以及或是通过一折叠、缝制、熔接,或是通过粘结与中心部分的第二边缘相连接的一平的第二部分,所述第二部分的所述折叠线、粘结线、熔接线或缝制线基本上与所述中心部分的所述第二边缘共同延伸。中心部分和第一和第二部分中至少有一个是由过滤介质形成。该装置能被折平,使得所述第一和第二部分至少是局部面对面地与所述中心部分的一公共表面相接触,用以储存,在使用过程中,它能形成一杯状的空腔覆盖配戴者的鼻子和嘴,使中心部分和第一和第二部分的未连接的边缘适于接触并固定于配戴者的鼻子、面颊和下巴。适于接触于配戴者的鼻子、面颊和下巴的未连接边缘的外部边界小于该装置处于折平储存状态下的周边长度。还提供了制备这种装置的工艺。
文档编号A62B18/02GK1177929SQ96192430
公开日1998年4月1日 申请日期1996年3月8日 优先权日1995年3月9日
发明者格雷厄姆J·博斯托克, 约翰·W·布赖恩特, 德斯蒙德·T·柯伦, 克里斯托弗·P·亨德森, 丹尼斯·L·克吕格尔, 詹姆斯·F·戴勒德 申请人:美国3M公司