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_3

文档序号:8908390阅读:来源:国知局
从而使得它不容易能够被液态水渗透通过材料的孔。
[0044]如上所述,适于用作面密封件的可透过水蒸气的层的高-MVTR基底的另一种一般类别是通过在膜中具有亲水性部分使得水分子能够以足够的速率扩散通过膜的至少亲水性部分的方式实现高MVTR的那些膜基底。此类膜可因此这样实现可透过水蒸气的层的以上所讨论的两部分定义中的第一部分(高MVTR)。应当理解许多此类膜(具体地讲如果它们不含互连的微空隙;例如为至少基本上非多孔)可以能够令人满意地防止液态水从其中芯吸通过,并且因此可以是如本文所定义的防水的。还应理解,许多此类膜(具体地讲如果它们不含互连的微空隙(例如,为至少基本上非多孔)可以能够令人满意地防止空气传播粒子从其中通过。因此在一些实施例中,此类膜可以是如本文所定义的不可渗透空气的。
[0045]膜中的亲水性部分可通过将具有足够量的亲水性基团的任何合适的聚合物材料包括在膜中(不管此类亲水性基团是否为例如主链片段、侧链片段、接枝侧链等形式)和/或通过包括亲水性添加剂(不管是否为粒子、聚合物链、小分子添加剂诸如亲水性增塑剂、蜡、油等)等来提供。通常,此类亲水性基团能够以它们聚合或聚集在一起以形成膜的亲水性部分这样的方式提供。
[0046]这种一般类别的合适材料的例子包括亲水性热塑性聚氨酯和亲水性热塑性聚醚-酰胺嵌段共聚物,如例如授予Heinecke的美国专利5,849, 325和授予Potter的美国专利4,595,OOl中所述。其它合适的材料可包括例如亲水性聚醚-酯嵌段共聚物,如例如授予Schultze的美国专利6,001,464中所述。另外其它合适的材料可包括包含丙烯酸类和/或甲基丙烯酸类单体和共聚物的聚合物膜,这些聚合物膜具体地包含相对亲水性的(甲基)丙烯酸部分(例如,丙烯酸等)。这种一般类型的膜在授予Lacroix的美国专利8,029, 892 (应注意Lacroix还讨论了亲水性多元醇等的以上提及的使用)中有所描述。这些各种类型的膜是广泛可用的,如由例如能够以商品名ESTANE从俄亥俄州威克利夫的路博润(Lubrizol, Wickliffe,OH)、以商品名PEBAX从法国Colombex的阿科玛(Arkema, Colombex, France)、以商品名ARNITEL VT从印第安纳州伊凡斯维尔的帝斯曼(DSM,Evansville, IN)和以商品名HYTREL从特拉华州威尔明顿的杜邦(DuPont, Wilmington, DE)购得的某些膜所例示的。应当强调,以上描述和清单是可能合适的材料的示例性、非限制性例子。
[0047]可根据需要使用任何此类材料和/或添加剂的混合物、共聚物和共混物。此类亲水性基团、添加剂等的组成和/或量可根据需要进行调整,例如以提供期望的MVTR而不使膜具有吸收大量的水而变得不可接受地易于遇水膨胀的亲水性。例如,利用聚氨酯时,可通过使用为相对亲水的多元醇(通常形成所得的聚氨酯的所谓软片段)来增加亲水性;例如通过使用与例如聚(四甲撑二醇)相比较高百分比的例如聚(乙二醇)。应注意包含足够的亲水性片段等以提供增强的MVTR的此类聚氨酯必须区别于具有不明确的组成(并且还可要求不具有气体渗透性)的聚氨醋,如例如授予Shigematsu的美国专利7,086, 400中所公开的。在一些实施例中,可使用高MVTR基底的第一和第二一般类别的组合。例如,包括微空隙的材料(例如,微多孔膜)可用于微空隙中的一些或全部被亲水性材料填充的情况中,如例如授予Burleigh的美国专利4,613, 544中所述。
[0048]在各种实施例中,如本文所述的可透过水蒸气的层可具有少于约1.0mm、0.5mm、0.2mm或0.1mm的厚度。在各种实施例中,如本文所述的可透过水蒸气的层不是开孔聚合物泡沫或闭孔聚合物泡沫。应当理解,如本文所述的第一和第二一般类别的高MVTR膜,具体地讲厚度小于例如0.5mm的那些膜,可区别于例如常规的开孔聚合物泡沫基底(这些基底由于它们的开孔性质,可以并非必要地提供液态水阻隔性和/或空气传播粒子阻隔性,尤其是如果以这种小厚度提供)。还应当理解,如本文所述的第一和第二一般类别的高MVTR膜,具体地讲具有这种小厚度的那些膜,可区别于例如常规的闭孔聚合物泡沫基底(这些基底由于它们的制备工艺和闭孔性质,可能并非必要地在这种小厚度下可用,并且/或者可能不具有所需的对水蒸气的渗透性)。
[0049]在一些实施例中,如本文所述的可透过水蒸气的层当被自身使用时可用作面密封件(只要它具有令人满意的物理强度、适形能力等以在这方面起作用)而无需其它层存在。在其它实施例中,可透过水的层可作为多层面密封件中的层提供。在这种实施例中,可出于任何目的提供任何合适的附加层或多个附加层,例如以增强可透过水蒸气的层的强度或耐磨性,出于装饰的目的,在面密封件的向后侧面提供与皮肤高度相容的层等。如先前所提及的,在一些实施例中,用作空气传播粒子的阻隔的附加层可包括在面密封件中。在一些实施例中,附加层可能用作弹性缓冲层,该缓冲层可例如改善面密封件在佩戴者面部上的舒适度。任何合适的弹性基底可用于此目的,例如非织造材料、开孔泡沫等。
[0050]可提供这种附加层或多个附加层以便大体上或基本上与可透过水蒸气的层接续设置;或者,这种附加层或多个附加层可占据比可透过水蒸气的层更小或更大的面积。例如,可沿面密封件的内周长区域或沿面密封件的外边界区域提供这种层,并且/或者可在面密封件的各个区域不连续地提供这种层(例如,作为岛)。这种附加层或多个附加层可提供于可透过水蒸气的层的任一侧面上。然而应当理解,附加层不应无法接受地妨碍可透过水蒸气的层将水蒸气远离佩戴者的面部传送出去的能力。即,如本文所公开的面密封件将不包括表现出足够低(例如,小于400克/平方米/24小时)的MVTR并且覆盖(锢囚)可透过水蒸气的层的大量面积以致于无法接受地降低可透过水蒸气的层将皮肤保持在干燥状况的能力的任何附加层或多个附加层。因此,在各种实施例中,可透过水蒸气的层小于约40%、20%、10%、或5%的区域可被低MVTR层(或被多个低MVTR层的组合区域)覆盖。
[0051]作为具体例子,呈对水蒸气非常不可透过的(例如,具有小于约I克/平方米/24小时的MVTR)并且覆盖基本上整个可透过水蒸气的层的无气孔膜形式的附加层常常不是合适的。相比之下,任何具有足够高的MVTR的层可能是合适的(具体地讲如果它仅覆盖可透过水蒸气的层的一部分)。合适的附加层可能以例如纤维基底诸如非织造幅材、织造织物、针织织物、结网(例如,扩张网或原纤化聚合物基底)等的形式提供。应当理解,许多此类纤维基底可包括非常开放的结构并且因此可能不显著地影响由可透过水蒸气的层实现的 MVTR0
[0052]在附加层包括织造幅材的具体实施例中,此类幅材可具有任何合适的编织物图案(例如,纤维尺寸、纤维间的间距等),并且可由任何合适的天然或合成聚合物例如聚酯、聚酰胺、纤维素聚合物及其衍生物、丙烯酸类聚合物等构成。在附加层包括非织造幅材的具体实施例中,这种非织造幅材可能是熔喷幅材(例如,所谓的吹塑微纤维(BMF)幅材)、纺粘幅材、射流喷网法(例如,水刺法)幅材、梳理成网、气流铺网、湿法成网等。可使用多种纤维类型(例如,熔喷纤维和短纤维)的混合物,也可以使用不同纤维类型的多个层(例如包括被夹在两个纺粘纤维层之间的熔喷纤维内层的所谓SMS层合物),等。此类非织造幅材的纤维可通过任何合适的方法例如水刺法、针刺法、热粘结、使用粘结剂等被粘结或以其它方式布置以形成粘附幅材。
[0053]一般来讲,此类附加层的纤维或股线可由任何合适的材料例如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、纤维素衍生物等构成。天然衍生的纤维(例如,纤维素(包括再生纤维素)、聚-乳酸等)可存在于此类层中。此类附加层或多个附加层可便利地附接到可透过水蒸气的层80以形成多层层合体,多层层合体然后可附接到面罩主体12,如本文先前所讨论。此类附加层的附接可通过任何合适的方法或机构实现,只要该附接不无法接受地妨碍可透过水蒸气的层的以上所讨论的功能。附接的示例性方法可包括例如粘合剂粘结、热粘结、机械附接等。这种附接可在可透过水蒸气的层和附加层的区域的一部分、大体全部或基本全部上进行。在一些实施例中,这种附接可包括在这些层的所选择的位置中的点粘结,如例如通过热点粘结,通过将粘合剂沉积在所选择的位置上,通过在所选择的位置上安放机械紧固件等来实现的。如果使用粘合剂(例如,压敏粘合剂和/或热熔性粘合剂),那么可选择粘合剂组合物(以及由粘合剂所占据的面积的量)以保证令人满意地保持可透过水蒸气的层的以上所讨论的功能。
[0054]在如图4示例性例证所示的具体实施例中,面密封件60可包括如上所述的可透过水蒸气的层80,并且可包括在可透过水蒸气的层80的向后(例如,最后)侧面上的附加层82,层82可包括可提供面密封件60的以上提及的面接触表面65的后主表面83。在一些实施例中,附加层82可以是芯吸层,该芯吸层包括任何合适的非织造幅材、织造织物、针织织物或一般来讲具有中度亲水性的任何类型的纤维基底。具有中度亲水性的芯吸层意指,层82是充分亲水的,以便能够沿层82的主平面芯吸液态水(例如,从佩戴者的皮肤传送至层82的液态汗液),以使液态水散布,使得它可以作为水蒸气通过可透过水蒸气的层80被快速去除。中度亲水性还意指,层82的亲水性足以促进期望的芯吸,但不是那么亲水以致于无法接受地保留(例如,吸收)液态水。换句话讲,具有中度亲水性的纤维层不应完全由基本上疏水性聚合物(例如,聚乙烯等)构成,以致于它表现出极少或不表现出水芯吸能力。然而,具有中度亲水性的纤维层不应完全由基本上亲水性聚合物(例如,超吸收性聚合物等)构成,以致于它太强地吸收并且保留液态水。换句话讲,合适的芯吸层应将任何液态水散布在更宽的区域上使得它易于通过高MVTR层将水传送出去(作为水蒸气),但芯吸层不应是太吸水的,以致于它保留皮肤附近的水而不是允许水传送(例如,通过蒸发)到高MVTR层中以便从皮肤上去除。因此,已发现当这样的芯吸层用于佩戴者的面部和可透过水蒸气的层之间时,疏水-亲水特性的平衡是有利的。在一些实施例中,面密封件可仅由可透过水蒸气的层和芯吸层(即位于可透过水蒸气的层的至少一部分的向后侧面上)组成而无其它层存在。在其它实施例中,其它层可存在于面密封件中。
[0055]存在若干种一般方法来提供这样的芯吸层,这些方法将在本文中以非限制性方式进行描述。在一种方法中,纤维芯吸层(例如,非织造幅材、织造织物或针织织物等)可(例如,一般来讲基本上或完全)由具有“中度”亲水性的纤维构成。可适用于此类纤维的材料包括例如某些尼龙、聚酯、醋酸纤维素等。在另一种方法中,纤维芯吸层可由相对疏水的纤维(例如,聚乙烯、聚丙烯、天然橡胶等)构成,但其中该幅材引入了一定部分的相对亲水性纤维(例如,包含显著量的亲水性共聚单体的纤维素纤维、丙烯酸类纤维等)。即,可使用疏水性纤维和亲水性纤维的任何合适的共混物以达到特性的最佳平衡。在此类方法的变型中,纤维芯吸层可由相对疏水的纤维构成,但还可包含具有任何合适组成的亲水性粒子(例如水解胶体、木浆、淀粉粒子等)。相反地,纤维芯吸层可由相对亲水的纤维构成,但还可包含具有任何合适的组成的疏水性粒子。
[0056]在另一种方法中,纤维芯吸层可由相对疏水的纤维构成,但可被处理以变得更亲水(例如,通过等离子处理、电晕处理,通过涂覆表面活性剂或任何其它亲水性涂层,通过其上接枝亲水性表面基团或侧链等)。在另一种方法中,纤维芯吸层可由相对亲水的纤维构成,但可被处理以变得更疏水(例如,通过涂覆相对疏水性涂层,通过其上接枝疏水性表面基团或侧链等)。在另一种方法中,纤维芯吸层可由具有亲水性和疏水性组分和区
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