具有与过滤结构一体形成的刚性构件的过滤式面罩呼吸器的制造方法
【专利说明】具有与过滤结构一体形成的刚性构件的过滤式面罩呼吸器
[0001]本发明涉及一种过滤式面罩呼吸器，该过滤式面罩呼吸器包括在呼吸器上横向延伸的至少一个加强肋。
【背景技术】
[0002]呼吸器通常由于两种常见目的中的至少一种而被佩戴在人的呼吸通道之上:(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸系统；和(2)防止其他人或物暴露在佩戴者呼出的病原体和其它污染物下。在第一种情况下，在空气中含有对佩戴者有害的颗粒的环境中佩戴呼吸器，例如在汽车车身修理店中。在第二种情况下，在对其他人或物存在污染风险的环境中佩戴呼吸器，例如在操作室或洁净室中。
[0003]已设计出多种呼吸器来满足这两种用途中的任一者(或两者)的需要。一些呼吸器被归类为“过滤式面罩”，因为面罩主体本身用作过滤机制。与结合可附接式滤筒(参见，例如授予Yuschak等人的美国专利RE39,493)或嵌件成型过滤元件(参见，例如授予Braun的美国专利4，790，306)使用橡胶或弹性体面罩主体的呼吸器不同，过滤式面罩呼吸器被设计成使过滤介质覆盖整个面罩主体的大部分，从而无需安装或更换滤筒。这些过滤式面罩呼吸器通常具有下列两种构型中之一:模制的呼吸器和平折式呼吸器。
[0004]模制的过滤式面罩呼吸器通常包含透孔塑料网或热粘结纤维非织造纤维网，以向面罩主体提供其杯形构型。模制的呼吸器在使用和储存期间往往会保持相同的形状。因此，这些呼吸器无法折叠成扁平状以用于储存和运输。公开模制的过滤式面罩呼吸器的专利的示例包括以下美国专利:授予Kronzer等人的7 ,131,442 ；授予Angad jivand等人的6，923，182、6，041，782；授予Dyrud等人的4,807,619；以及授予Berg的4，536，440。
[0005]顾名思义，平折式呼吸器可折叠成扁平状以用于运输和储存。该呼吸器在使用时也可展开成杯形构型。平折式呼吸器的示例在以下美国专利中示出:授予Bostock等人的6，568，392和6，484，722以及授予Chen的6，394，090。一些平折式呼吸器已经被设计有焊线、接缝和折叠部，以有助于在使用期间保持其杯形构型。另外，刚性构件已经被结合到面罩主体的面板中(参见，授予Duffy等人的美国专利申请公布2001/0067700、授予Duffy等人的美国专利申请公布2010/0154805、以及授予Spoo等人的美国设计专利659,821)。
[0006]如下文所述，本发明提供了具有改善的刚性构件的平折式呼吸器。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种包括面罩主体的过滤式面罩呼吸器，该面罩主体具有由诸如通过焊接永久性地连接而成的s形或三折裙给形成的至少一个横向延伸的刚性构件。取决于连接区域相对于S形或三折褶绉区域的位置和宽度，所得的刚性构件可在连接区域的任一侧或每一侧上具有肋。这些肋可在面罩主体的内部表面上形成通道或槽。
[0008]当面罩主体处于打开的杯形构型时，至少一个刚性构件增加了面罩主体的完整性，从而抑制了由于例如由污浊空气或潮湿空气致使面罩主体上的压降增加而导致的面罩主体的塌缩。当面罩主体成型为杯形时，通过使刚性构件在面罩主体上从一侧到另一侧横向延伸，形成了加强桁架结构，从而进一步抑制了已形成面罩主体的塌缩。由刚性构件形成的任何通道或槽提供了液体管理系统，该液体管理系统用于传送由潮湿空气冷凝而成的不期望液体远离佩戴者的面部。
[0009]在一个具体实施例中，通过将形成面罩主体的过滤结构的三个层折叠(打褶)、然后焊接在一起来形成刚性构件。所得的刚性构件具有:在焊接位置处的厚度小于过滤结构的厚度并且在焊接部的两侧上的厚度是过滤结构的厚度的两倍至三倍。
[0010]术语表
[0011 ]下文所示的术语具有如下所定义的含义:
[0012]“包含”或“内含”意指其如专利术语中的标准的定义，是通常与“包括”、“具有”或“含有”同义的开放式术语。虽然“包含”、“包括”、“具有”和“含有”以及它们的变型为常用的开放式术语，但本发明也可以使用较狭义的术语(诸如“基本上由...组成”)来适当描述，较狭义的术语为半开放式术语，原因在于它仅排除可能对本发明呼吸器起其预期功能的性能具有有害作用的那些物或元素；
[0013]“清洁空气”是指已滤除污染物的一定体积的大气环境空气；
[0014]“连接区域”意指刚性构件中过滤结构的三个层被永久性地连接在一起的区域；
[0015]“污染物”意指颗粒(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或通常不会被视为颗粒但可能悬浮在空气中的其它物质(例如，有机蒸气等)；
[0016]“横跨尺寸”为当从正面观察呼吸器时，跨呼吸器从一侧到另一侧侧向延伸的尺寸；
[0017]“杯形构型”及其变型意指能够充分覆盖人的鼻部和口部的任何容器类型形状；
[0018]“外部气体空间”意指呼出的气体在穿过且离开面罩主体和/或呼气阀后所进入的环境大气气体空间；
[0019]“外部表面”意指在面罩主体被定位在人面部上时面罩主体的暴露于环境大气气体空间的表面；
[0020]“过滤式面罩”意指面罩主体本身被设计成过滤穿过它的空气;不存在为达到该目的而附接到面罩主体或模制到面罩主体中的可单独识别的滤筒或嵌件成型过滤元件；
[0021]“过滤器”或“过滤层”意指一个或多个透气材料层，该层适于从穿过它的空气流中去除污染物(诸如颗粒)的主要目的；
[0022]“过滤介质”意指透气的结构，该结构被设计成去除穿过它的空气中的污染物；
[0023]“过滤结构”和“可透气的过滤结构”各自意指过滤空气的大致透气的构造；
[0024]“向内折叠”意指朝由其延伸的部分向后弯曲；
[0025]“带具”意指有助于将面罩主体支撑在佩戴者的面部上的结构或部件组合；
[0026]“一体的”意指一起制成，即作为一个部件一起制成，而不是随后接合在一起的两个单独制造的部件；
[0027]“内部气体空间”意指面罩主体与人面部之间的空间；
[0028]“内部周边”意指在面罩主体的内部表面上的面罩主体的外边缘，该外边缘通常被设置成在呼吸器被定位在佩戴者面部上时与佩戴者的面部接触；
[0029]“内部表面”意指在面罩主体被定位在人面部上时面罩主体的最靠近人面部的表面；
[0030]“分界线”意指折叠部、接缝、焊线、结合线、缝合线、铰接线、和/或它们的任何组合；
[0031 ] “面罩主体”意指透气结构，该透气结构被设计成贴合在人的鼻部和口部上方，并且有助于限定与外部气体空间分离的内部气体空间(包括将其层与部件接合在一起的接缝和结合线)；
[0032]“鼻夹”意指机械装置(而不是鼻部泡沫)，该装置适于在面罩主体上使用，以改善围绕佩戴者鼻部的密封；
[0033]“周边”意指面罩主体的外边缘，当人佩戴呼吸器时，该外边缘通常会紧邻佩戴者的面部设置；“周边区段”是周边的一部分；
[0034]“褶绉”意指被设计成的部分或者在其自身上往回折叠的部分；
[0035]“聚合物的”和“塑料的”各自意指如下材料，该材料主要包含一种或多种聚合物，并且该材料也可包含其它成分；
[0036]“呼吸器”意指人佩戴的空气过滤装置，用以向佩戴者提供清洁的呼吸空气；
[0037]“刚性构件”意指这样的伸长的元件:其与过滤结构并且与刚性构件的每一侧上的可透气过滤结构一体形成，从而在刚性构件的方向上增加过滤结构的刚性;并且
[0038]“横向延伸”意指大体上在横跨尺寸上延伸。
【附图说明】
[0039]图1为平折过滤式面罩呼吸器10被佩戴在人面部上时的前透视图；
[0040]图2为图1的呼吸器10的侧视图；
[0041]图3为图1的呼吸器10的面罩主体12的前视图；
[0042]图4a为处于扁平状构型的面罩主体12的底视图，其中凸缘30a、30b处于未折叠位置；
[0043]图4b为处于预打开构型的面罩主体12的底视图，其中凸缘30a、30b折叠抵靠在过滤结构16上；
[0044]图5为适用于图1的面罩主体12的过滤结构16的剖视图；
[0045]图6为沿着图3的线6-6截取的面罩主体12的剖视图，该图示出了三个刚性构件50;
[0046]图6a为图6所示的刚性构件