F材料(包括聚丙烯共混物，并且还包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。也可以使用纺粘纤维。
[0069]典型的覆盖纤维网可以由聚丙烯或包含50重量％或更多聚丙烯的聚丙烯/聚烯烃共混物制成。适合于在覆盖纤维网中使用的聚烯烃材料可包括例如单一聚丙烯、两种聚丙烯的共混物、以及聚丙烯与聚乙烯的共混物、聚丙烯与聚(4-甲基-1-戊烯)的共混物、和/或聚丙烯与聚丁烯的共混物。优选地，覆盖纤维网38、40在处理之后具有很少的从纤维网表面突出的纤维，因此具有平滑的外表面。
[0070]通常，对过滤层42进行挑选以实现期望的过滤效果。一般来讲，过滤层42将从由其穿过的气流中去除高百分比的颗粒和/或其它污染物。对于纤维过滤层，所选的纤维取决于将要被过滤的物质种类。
[0071]过滤层42可具有多种形状和形式，并且通常具有约0.2毫米(mm)至5mm，更典型约
0.3mm至3mm(例如，约0.5mm)的厚度，并且该过滤层可以是大致平面的纤维网，或者其可以是波纹状的以提供扩大的表面积。过滤层还可以包括由粘合剂或任何其它方式接合在一起的多个过滤层。已知的(或后来开发的)用于形成过滤层的基本上任何合适的材料都可以用作过滤材料。熔喷纤维网，特别是在呈永久带电(驻极体)的形式时是特别有用的。带电荷的原纤化膜的纤维、以及松香羊毛纤维的纤维网和玻璃纤维的纤维网或溶液吹塑的纤维网、或静电喷涂纤维的纤维网(特别是以微薄膜的形式)也可为合适的。此外，纤维中可包含添加剂，以增强通过水充电法制备的纤维网的过滤性能。具体地，可将氟原子设置在过滤层中的纤维表面处，以改善油雾环境中的过滤性能。
[0072]颗粒捕集过滤器的示例包括精细无机纤维(诸如玻璃纤维)或聚合物合成纤维的一个或多个纤维网。合成纤维的纤维网可包括由诸如熔吹法制备的驻极体充电的聚合物微纤维。由带电的聚丙烯形成的聚烯烃微纤维特别适用于微粒捕集应用。另选的过滤层可具有用于从呼吸空气中去除有害或难闻气体的吸附剂组分。吸附剂可包括通过粘合剂、粘结剂或者纤维结构而结合在过滤层中的粉末或颗粒物。吸附剂层可通过涂覆基底诸如纤维或网状泡沫来形成，以形成薄的粘附层。吸附剂材料可包括经过或未经过化学处理的活性炭、多孔氧化铝-二氧化硅催化剂基底和氧化铝颗粒。
[0073]虽然过滤结构16已在图5中被示出为具有一个过滤层42和两个覆盖纤维网38、40，但是过滤结构16可包括多个过滤层42或过滤层42的组合。例如，可在精细度和选择性更大的下游过滤层的上游设置预过滤器。另外，可在包括过滤结构的纤维和/或多个层之间设置吸附性材料诸如活性炭。还可结合吸附性层使用单独的微粒过滤层，以过滤微粒和蒸气两者。
[0074]在呼吸器使用期间，进入的空气在进入面罩内部之前依次穿过层40、42和38。然后，佩戴者可吸入面罩主体的内部气体空间内的空气。当佩戴者呼气时，空气沿相反的方向依次穿过层38、42和40。另选地，可在面罩主体12上提供呼气阀(未示出)以允许呼出的空气从内部气体空间被快速吹扫以不穿过过滤结构16而进入外部气体空间。通过快速去除从面罩内部呼出的湿热空气，使用呼气阀可以提高佩戴者的舒适度。提供合适压降并可适当地固定到面罩主体上的基本上任何呼气阀都可以结合本发明使用，以快速地将来自内部气体空间的呼出空气递送到外部气体空间。
[0075]本发明的呼吸器包括跨面罩主体12从侧31a到侧31b横向延伸的至少一个刚性构件。刚性构件由过滤结构16的三层形成。
[0076]转向图6，示出了面罩主体12，包括面罩主体12的外部表面12a和相反的内部表面12b。至少一个刚性构件50与面罩主体12的过滤结构16—体化形成，例示的面罩主体12具有三个刚性构件50a、50b和50c。刚性构件50a被定位在顶部部分18中，刚性构件50b大约被定位在分界线22(图1和图2)处，并且刚性构件50c被定位在面罩主体12的底部部分20中。在例示的实施例中，刚性构件50a、50c与刚性构件50b基本上等距，即刚性构件50a和刚性构件50b之间的距离与刚性构件50b和刚性构件50c之间的距离基本上相同。当然，对于多个刚性构件50可使用不同的间距。
[0077]每个刚性构件50由接合在一起的过滤结构16的三个层形成，以形成肋、支撑件、撑杆、支柱、梁或其它刚性特征部。每个构件50具有存在于面罩主体12的内部气体空间中、紧邻内部表面12b的肋52和存在于面罩主体12的外部气体空间中、紧邻外部表面12a的肋54。延伸刚性构件50的长度的连接区域55形成肋52、54，肋52、54为过滤结构16的未焊接的环，即肋52、54由过滤结构16的并置的未焊接层形成。连接区域55是这样的区域:其中过滤结构16的三个层例如通过粘合剂、机械附接(例如，缝合、钉合等)或通过焊接(例如，超声焊接和/或热焊接，其包括热和压力)永久性地连接在一起。
[0078]刚性构件50跨面罩主体12横向延伸，从而优选地形成了从侧31a到侧31b的连续构件。在一些实施例中，刚性构件50为从侧31a延伸到侧31b的连续中断的特征部(例如，虚线或缝合线)。刚性构件50通常由于其相较于面罩主体12的其余部分厚度增加和/或由于连接区域55的刚度，而增加了面罩主体12对朝着佩戴者的面部向内塌缩的抵抗力。
[0079]在一些实施例中，包括图6中所示的实施例，当面罩主体12被定位在佩戴者面部上时，内部肋52是两个肋中被定位在连接区域55和外部肋54之上的最上面的肋。在该实施例中，内部肋52与连接区域55之上的过滤结构16形成通道或槽58。该槽58可收集、保持和任选地传送可能聚结在面罩主体12的内部表面12b上并排到槽58中的液体。
[0080]图7和图8中示出了在连接(例如，焊接)在连接区域55处之前和之后形成刚性构件50的过滤结构16。在图7中，具有厚度(T)的单片过滤结构16被折叠或打褶两次以形成“s”形状。这个折叠结构16的s形区域(其最终将形成连接区域和肋)的厚度为3(T)，或者为过滤结构16的厚度(Τ)的三倍。在图8中，在已形成连接区域55之后，连接区域55(特别是在通过焊接形成的情况下)的厚度明显小于3(Τ)，通常不大于过滤结构16的厚度(Τ)。然而，取决于连接机制，连接区域55中的厚度可在小于3 (Τ)或甚至超过3 (Τ)的范围内。例如，如果在过滤结构16的三个层之间使用粘合剂，那么所得的连接区域55可具有大于3(Τ)的厚度。在肋52或肋54处测量的刚性构件50的总体厚度是在约2(Τ)至3(Τ)之间，例如约2.4(Τ)或2.5(Τ)。肋52、54本身各自具有在约1(Τ)至约2(Τ)之间的厚度。
[0081]对于每个肋52、54而言，从连接区域55到其顶端测量的肋52、54的长度通常为约1mm至5mm;从顶端到顶端的总体距离通常为2mm至lcm。如果连接区域55不居中，那么将形成长度不均匀的肋52、54。在肋52、54之间的连接区域55的宽度取决于连接机制。例如，焊接的连接区域55可具有约1mm的宽度。
[0082]图9示出了用于刚性构件60的另选的构型。在图9中，具有厚度(T)的过滤结构16被折叠或打褶两次以形成“s”形状。在s褶绉内，连接区域55由多个连接区域部分55a、55b形成。即，刚性构件60具有多个连接区域(例如，焊接的连接区域)，在该实施例中，具有两个连接区域。取决于连接区域部分55a、55b相对于s褶绉的总体长度的位置和宽度，肋52、54可存在于连接区域55的外侧上，或者连接区域部分55a、55b可足够接近s褶绉的边缘以致识别不到肋52、54。
[0083]用于刚性构件60的元件的各种厚度可与以上所述的相同，然而，同样取决于两个连接区域部分55a、55b的位置和宽度，对于每个肋52、54而言，如果完全可测量的话，肋52、54可具有约0.2mm至1mm的长度。
[0084]在刚性构件的另一个可选构型中，连接区域可以足够宽以致占据s褶绉的整个区域。这种连接区域可以是连续的或者可以是图案化的，诸如滚花图案。
[0085]具有至少一个刚性构件50的面罩主体12的另一个实施例在图10和图11中示出。与先前实例相同，该面罩主体12具有通过分界线22分开的顶部部分18和底部部分20，分界线22在该实施例中是刚性构件50。刚性构件50以连续的方式从侧边缘31a延伸到侧边缘31b并且沿凸缘30a和30b继续延伸。在图10中，面罩主体12处于部分打开的构型，其中凸缘30a、30b从面罩主体12中延伸出来，尚未折叠成与过滤结构16接触。在图11中，将凸缘30a、30b沿着折线37折叠以形成杯形面罩主体12。虽然在图11中仅