具有包括可透过水蒸气的层的面密封件的过滤面具呼吸器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]呼吸器通常在工作场所穿戴，例如以将不期望的粒子进入佩戴者的呼吸系统的可能性最小化。
【发明内容】
[0002]广而言之，本文公开了一种成型的过滤面具呼吸器，其具有包括可透过水蒸气的层的面密封件。本发明的这些方面以及其他方面在下面的【具体实施方式】中将显而易见。然而，在任何情况下，都不应将此广泛概述视为是对可受权利要求书保护的主题的限制，无论此主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中给出，或者另外是在申请过程中给出。
【附图说明】
[0003]图1是如本文所公开的示例性成型的过滤面具呼吸器的局部剖切的前侧透视图。
[0004]图2为图1的呼吸器的后侧透视图。
[0005]图3为图2的呼吸器的一部分沿图1的线3-3截取的示意性剖视图。
[0006]图4为如本文所公开的示例性面密封件的一部分的示意性剖视图。
[0007]在多张图中，类似的参考标号表示类似的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非如此指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管本发明中可能使用了“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语仅以它们的相对意义使用。如本文所用，术语诸如“向前”和“前部”代表大体远离佩戴者面部的方向，并且术语诸如“向后”和“后部”代表大体朝向佩戴者面部的方向(当本文所公开的呼吸器在佩戴者面部上安装就位时)。术语诸如“向内”和“内部”代表远离呼吸器的周边，大体朝向由呼吸器限定的内部空气空间内的中心位置(例如，几何形中心)的方向。术语诸如“向外”和“外部”代表远离此类几何形中心，例如朝向和/或经过呼吸器的周边的方向。如本文所用，作为对性质或属性的修饰语，除非另外具体地定义，否则术语“大体”意指该性质或属性将能容易被普通技术人员识别，而不需要绝对精确或完美匹配(例如，对于可计量性质，在+/-20%内)。除非另外具体地定义，否则术语“基本上”意指高逼近程度(如，在可量化性能的+/-10%内)，但也不需要绝对精确或完全匹配。术语如相同、相等、均匀、恒定、严格等应理解成是在普通容差内，或适用于特定情况的测量误差，而不需要绝对精确或完美匹配。
【具体实施方式】
[0008]术语表
[0009]“可适形的”是指具有足够的柔性或可形变性以随从正常使用条件下的力或压力而相符地形成波状轮廓的、弯曲的或平坦的片段的结构；
[0010]“一次性的”代表在适当的使用周期后处置掉的呼吸器，而不是被再次使用和/或具有新的滤筒或附接到已被使用的呼吸器等的呼吸器；
[0011]“外部空气空间”是指呼出的空气在穿过并且离开面罩主体和/或呼气阀后进入的环境大气空间；
[0012]“面密封件”是指从呼吸器的面罩主体的开口端的周边向内延伸的片状结构，它是足够可适形的以便当呼吸器由佩戴者佩戴时适应佩戴者面部的轮廓，并且有助于最小化或防止粒子进入内部空气空间；
[0013]“过滤面具呼吸器”代表具有设计来过滤通过它的空气的面罩主体的呼吸器；根据定义，不存在附接到、模制到面罩主体上等以实现该目的的可独立识别的过滤筒；
[0014]“带具”是指结构或部件的组合，它有助于将面罩主体支撑并且保持在佩戴者面部上;
[0015]“一体的”是指所考虑的部件以单个部件同时制成，而不是两个单独的随后被接合在一起的部件；
[0016]“内部空气空间”是指面罩主体与人面部之间的空间；
[0017]“防液态水的”当关于层使用时是指该层令人满意地防止液态水(例如，汗液)渗入(例如，芯吸)该层；
[0018]“面罩主体”是指呼吸器的可渗透空气的结构，该结构设计来贴合在人的鼻部和口部上，并且帮助限定与外部空气空间分开的内部空气空间；
[0019]“微空隙”是指聚合物层(例如，膜)的腔，其中该腔包括约0.01微米至约20微米范围内的最短尺寸。
[0020]“粒子”是指期望被部分或完全从呼吸器的内部空气空间排除的任何颗粒污染物，并且广义地涵盖呈固体或半固体或聚集体的粒子和呈液体(气溶胶)小滴的粒子。
[0021]“周边”是指面罩主体的外边缘，当某人佩戴呼吸器时，该外边缘大体将邻近佩戴者的面部设置；
[0022]“成型的”当关于过滤面具呼吸器和其面罩主体使用时是指，呼吸器的面罩主体永久性地成型为期望的面部贴合的构型并且在不使用时大体保持该构型，成型的呼吸器通过定义区别于被设计来在不使用时平折的呼吸器；
[0023]“小分子”添加剂是指具有5000或更小的分子量的添加剂，该添加剂不共价地结合至层(例如，聚合物膜或非织造幅材)的聚合物链；
[0024]“可透过水蒸气的”是指防液态水并且当在38°C的温度测试时，具有400-20000克/平方米/24小时的湿蒸气穿透率(MVTR)的层。
[0025]图1示出示例性成型的过滤面具呼吸器10的局部剖切的前侧透视图，以示出呼吸器10的面密封件60的一部分。图2示出示例性呼吸器10的后侧透视图(S卩，从呼吸器10的开口端)。呼吸器10包括成型的面罩主体12和带具14，带具14可包括可由例如弹性材料制成的一个或多个带16。面罩主体12具有被成形用于接触佩戴者面部，例如在鼻梁上，跨过和围绕面颊，并且在颏下面的周边33。在一些实施例中，大体全部或基本上全部的周边33可位于假想平面中，如图1和2中的示例性设计。在其它实施例中，仅周边33的一部分位于这种假想平面中。面罩主体12被成形为围绕佩戴者的鼻部和口部形成封闭的内部空气空间30，以便将该空间与外部空气空间31分离，例如使得从外部空气空间31进入内部空气空间30的任何空气必须穿过面罩主体12的过滤层。在许多实施例中，面罩主体12可包括从面罩主体12的周边33向前突出(即，在远离佩戴者面部的方向上)的球状部分35。虽然球状部分35的形状通常为大体杯形的，但可使用任何合适的形状。
[0026]图2示出了示例性实施例中面密封件60的后视图。面密封件60设置在呼吸器10的开口(后)侧上并且可针对佩戴者的面部提供舒适的贴合性，同时还帮助最小化或防止粒子进入内部空气空间30。面密封件60因此为从面罩主体12的周边33向内延伸并且是充分地可适形以便当呼吸器10由佩戴者佩戴时适应佩戴者面部的轮廓，例如从而实现气密密封的片状材料。在许多实施例中，面密封件60可从面罩主体12的周边33的大体全部或基本上全部部分向内延伸(例如，在大体对准由面罩主体周边33限定的假想平面的方向上)，使得面密封件60的内边缘64提供限定(即，围绕)被配置成接收并且容纳佩戴者的颏、面颊、口部和鼻部的至少一部分的开口的周边。要指出的是，当向佩戴者提供呼吸器10时，面密封件60通常可对准由面罩主体12的周边33建立的上述假想平面。然而，在佩戴者戴上呼吸器10时，面密封件60的部分在适形佩戴者面部的过程中轻微向前挠曲(即，朝面罩主体12的球状部分35)，例如以便针对佩戴者的面部保持轻微的压力，从而保持上述气密密封。甚至当呼吸器10例如暂时从佩戴者的面部去除时，面密封件60可保持轻微向前挠曲。(还应理解，如果多个呼吸器10为了装运和储存而堆叠在一起，那么可发生一些此类轻微的向前挠曲。)然而，应理解如上所述呈片状的面密封件60区别于具有非片状形状的结构，例如具有大体管状横截面(例如，描述于美国专利4，665，570中的类型)的结构。
[0027]因此，如图3中更详细所示，面密封件60可包括(外)周边62，周边62连接至(例如，接合到)面罩主体12的周边33，其中面密封件60向内延伸以在面密封件的内边缘64处终止。在许多实施例中，内边缘64可包括容纳颏的部分66、容纳面颊的部分68和容纳鼻部的部分69，如图2中示例性实施例所示，但可根据需要选择这些部分中任一个或全部的特定形状和布置。
[0028]在各种实施例中，面密封件60可从面罩主体12的周边33向内延伸至少约5mm、10mm、15mm、20mm或25mm的距离。在另外的实施例中，面密封件60可从面罩主体12的周边33向内延伸最多约50mm、40mm、30mm、20mm或1mm的距离。在一些实施例中，此距离在容纳面颊的部分68可比在容纳颏的部分66或容纳鼻部的部分69大(例如，1.5倍、2倍或3倍)。在一些实施例中，面密封件60不由面罩主体12支撑，并且除了连接至(例如，附接到)面罩主体周边33的上述面密封件周边62，不与面罩主体12在面密封件60的任何位置或部分接触。在一些实施例中，面密封件60不由任何种类的支撑框架(例如由与面密封件60的向前面接触的支撑构件或撑条构成)支撑。
[0029]面密封件60可通过任何期望的附接机构或方法，附接到面罩主体12，例如附接到面罩主体12的周边33。这些方法可包括例如超声波结合、热粘结、诸如压敏粘合剂、热熔性粘合剂、辐射固化性粘合剂的粘合剂的使用、诸如一个或多个钉、夹具等的机械紧固件的使用，以及这些方法的任何组合。面密封件60到面罩主体12的附接可例如基本上连续围绕面罩主体12的周边33的全部进行；或者它可仅在周边33的所选择的位置处进行；在图2的例示的实施例中，面密封件60的部分沿面罩主体12的带具附接突片34向外延伸；然而，如果需要，面密封件60可封端使得它的部分不这样沿着突片34向外延伸。
[0030]如所提及的，面密封件60可便利地由共形的片状材料(它在一些实施例中可包括多层，如本文随后详细讨论)制成。在各种实施例中，面密封件60的(总)厚度可少于约2mm、1mm、0.5mm、0.2mm或0.1mm。在一些实施例中，面密封件60与面罩主体12不是一体的。即，在此类实施例中，面密封件60不是由面罩主体12的延伸提供，即例如从面罩主体的周边向内卷曲或卷绕以形成面密封件。在这种类型的另外的实施例中，面密封件60可由与用于面罩主体12的不同材料的层构成，(例如，面密封件60可不包括与面罩主体12的过滤层18相同组成和特性的过滤层，过滤层18在本文中稍后详细讨论)。在这种类型的具体的实施例中，与面罩主体12的过滤层18相反，面密封件60可以是不可渗透空气的(如本文所定义)。
[0031]可根据需要选择面密封件60的弹性。在各种实施例中，面密封件60 (在仍为如上所述可适形的同时时)可不表现出任何显著弹性(即，在各种实施例中，面密封件60的断裂伸长率可小于40%、20%、10%或5%)。在其它实施例中，面密封件60可具有显著弹性(如表现为例如至少40%、80%或120%的断裂伸长率)。
[0032]如本文所公开的面密封件至少包括可透过水蒸气的层。这样的层在第一部分中定义为当在约38°C的温度在“竖式”配置中测试时(与液态水与所测试的层直接接触的“倒置”测试配置相反)，表现出400-20000克/平方米/24小时的湿蒸气穿透率(本文缩写SMVTR);例如，当与授予Weimer的美国专利5，981，038和授予Holm的美国专利申请公布2011/0112458(测试方法1A)中所公开大体类似的方式测试时。在各种实施例中，当这样测试时，所公开的面密封件的可透过水蒸气的层可表现出至少约1000克/平方米/24小时、2000克/平方米/24小时、4000克/平方米/24小时、