(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータであって、
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）収納のために平坦に折り畳まれ、使用のためにカップ状の構造に開くことが可能であり、濾過構造体を含むマスク本体と、
（ｃ）前記マスク本体を横断寸法に対して垂直に２分する平面の一方の側及び他方の側にそれぞれ位置する前記マスク本体の第１及び第２側部に配置され、前記マスク本体から横方向及び正面方向の双方に延びて突出する第１及び第２フランジと、を含み、
前記ハーネスが、前記第１及び第２フランジとそれぞれ一体的な第１及び第２タブにそれぞれ取り付けられる第１及び第２末端部を有するストラップを含む、平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項２】
前記第１及び第２フランジが前記マスク本体と一体的である、請求項１に記載の平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク本体の各側部に備わる第１及び第２フランジを有する平坦折り畳み式レスピレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
レスピレータは一般に、（１）不純物又は汚染物質が着用者の呼吸器系に入るのを防ぐこと、並びに（２）他の人又は他の物が、着用者によって吐き出された病原体及び他の汚染物質にさらされることから守ること、の２つの一般的目的の少なくとも１つのために、人の呼吸経路を覆って着用されるものである。第１の状況では、レスピレータは、空気が着用者にとって有害な粒子を含んでいる環境、例えば自動車車体修理工場において着用される。第２の状況では、レスピレータは、他の人又は物に対する汚染の危険性がある環境、例えば手術室又はクリーンルームにおいて着用される。
【０００３】
これらの目的のいずれか（又は両方）を満たすための様々なレスピレータが設計されてきた。これらレスピレータの一部は、マスク本体自体がフィルタ機構として機能するため、「フィルタ式フェースピース」として分類されてきた。取り付け可能なフィルタカートリッジ（例、米国再特許第３９，４９３号参照（Ｙｕｓｃｈａｋ  ｅｔ  ａｌ））又はインサート成型されるフィルタ要素（例、米国特許第４，７９０，３０６号参照（Ｂｒａｕｎ））と共にゴム又はエラストマーのマスク本体を使用するレスピレータとは異なり、フィルタ式フェースピースレスピレータは、フィルタカートリッジの据え付け又は交換の必要がないように、濾材がマスク本体全体の大半を覆うべく設計されている。これらフィルタ式フェースピースレスピレータは、一般に、２種類の構造、すなわち成型レスピレータ及び平坦折り畳み式レスピレータの一方の形式を取る。
【０００４】
成型フィルタ式フェースピースレスピレータは、マスク本体にカップ状の構造を与えるために、熱接着繊維の不織ウェブ又は透かし編目のプラスチックメッシュを通常含んできた。成型レスピレータは、使用中及び収納時の双方で同一の形状を維持する傾向がある。そのため、これらのレスピレータは、収納又は輸送のために折り畳むことはできない。成型フィルタ式フェースピースレスピレータを開示している特許の例には、米国特許第７，１３１，４４２号（Ｋｒｏｎｚｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、米国特許第６，９２３，１８２号及び同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ）、米国特許第４，８７３，９７２号（Ｍａｇｉｄｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、米国特許第４，８５０，３４７号（Ｓｋｏｖ）、米国特許第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄ  ｅｔ  ａｌ）、米国特許第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）、並びに意匠特許第２８５，３７４号（Ｈｕｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ）が挙げられる。
【０００５】
平坦折り畳み式レスピレータは、その名が示すように、輸送及び収納のために平坦に折り畳むことができる。それらはまた、使用の際にカップ状の構造に開くこともできる。平坦折り畳み式レスピレータの例は、米国特許第６，５６８，３９２号及び同第６，４８４，７２２号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）並びに同第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎ）に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】カナダ特許第１，２９６，４８７号
【特許文献２】欧州特許第１，４９５，７８５Ａ１号
【特許文献３】国際公開第９６／２８２１６Ａ号
【特許文献４】米国意匠特許第２８５，３７４号
【特許文献５】米国意匠特許第４１２，５７３号
【特許文献６】米国公開第２００７−００４４８０３Ａ１号
【特許文献７】米国公開第２００７−００６８５２９Ａ１号
【特許文献８】米国再特許第ＲＥ３１，２８５号
【特許文献９】米国再特許第ＲＥ３７，９７４号
【特許文献１０】米国再特許第ＲＥ３９，４９３号
【特許文献１１】米国特許第３，９７１，３７３号
【特許文献１２】米国特許第４，０１３，８１６号
【特許文献１３】米国特許第４，２１５，６８２号
【特許文献１４】米国特許第４，５３６，４４０号
【特許文献１５】米国特許第４，５８８，５３７号
【特許文献１６】米国特許第４，６００，００２号
【特許文献１７】米国特許第４，７９０，３０６号
【特許文献１８】米国特許第４，７９８，８５０号
【特許文献１９】米国特許第４，８０７，６１９号
【特許文献２０】米国特許第４，８５０，３４７号
【特許文献２１】米国特許第４，８７３，９７２号
【特許文献２２】米国特許第５，２３７，９８６号
【特許文献２３】米国特許第５，３２５，８９２号
【特許文献２４】米国特許第５，４９６，５０７号
【特許文献２５】米国特許第５，５５８，０８９号
【特許文献２６】米国特許第５，６１７，８４９号
【特許文献２７】米国特許第５，６５６，３６８号
【特許文献２８】米国特許第５，８０４，２９５号
【特許文献２９】米国特許第５，９０８，５９８号
【特許文献３０】米国特許第６，０４１，７８２号
【特許文献３１】米国特許第６，０６２，２２１号
【特許文献３２】米国特許第６，１２３，０７７号
【特許文献３３】米国特許第６，３３２，４６５号
【特許文献３４】米国特許第６，３３４，６７１号
【特許文献３５】米国特許第６，３７５，８８６号
【特許文献３６】米国特許第６，３９１，４２９号
【特許文献３７】米国特許第６，３９４，０９０号
【特許文献３７】米国特許第６，３９７，４５８Ｂ１号
【特許文献３９】米国特許第６，３９８，８４７Ｂ１号
【特許文献４０】米国特許第６，４０６，６５７号
【特許文献４１】米国特許第６，４０９，８０６Ｂ１号
【特許文献４２】米国特許第６，４５４，９８６号
【特許文献４３】米国特許第６，４８４，７２２号
【特許文献４４】米国特許第６，４９２，２８６号
【特許文献４５】米国特許第６，５６８，３９２号
【特許文献４６】米国特許第６，７４３，４６４号
【特許文献４７】米国特許第６，７８３，５７４号
【特許文献４８】米国特許第６，８２４，７１８号
【特許文献４９】米国特許第６，８４３，２４８号
【特許文献５０】米国特許第６，８５４，４６３号
【特許文献５１】米国特許第６，８８３，５１８号
【特許文献５２】米国特許第６，９２３，１８２号
【特許文献５３】米国特許第７，０１３，８９５号
【特許文献５４】米国特許第７，０２８，６８９号
【特許文献５５】米国特許第７，１１７，８６８号
【特許文献５６】米国特許第７，１３１，４４２号
【特許文献５７】米国特許第７，１８８，６２２号
【特許文献５８】米国特許第７，３１１，１０４号
【特許文献５９】米国特許第７，４２８，９０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
平坦折り畳み式レスピレータは、輸送及び収納のために平坦に折り畳むことができるという点で便利であるが、これらのレスピレータは使用中にカップ状の構造を維持することがより困難になる傾向がある。したがって、平坦折り畳み式レスピレータを設計する研究者は、カップ状の構造を使用中に維持するために役立つ、溶着線、継ぎ目、及び折り目をこれらのマスクに提供してきた。補強部材もまた、マスク本体のパネルに組み込まれてきた（上述のＢｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌの特許を参照）。本発明は、以下に記載するように、平坦折り畳み式フィルタ式フェースマスクの使用中における構造的一体性を向上させる更に別の方法を提供し、レスピレータの着脱の改善並びに適合及び調節の利便性を使用者に提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ハーネス、マスク本体、並びに第１及び第２フランジを含む新たな平坦折り畳み式のフィルタ式フェースピースレスピレータを提供する。マスク本体は、収納のために平坦に折り畳み可能で、使用の際にはカップ状の構造へと開くことができる。マスク本体は濾過構造体を含み、第１及び第２マスク本体側部に配置された第１及び第２フランジを有する。第１及び第２フランジは、開かれる際にマスク本体から横方向及び正面方向の双方に突出する。
【０００９】
本発明者らは、マスク本体の対向する側部に第１及び第２フランジを使用することが、着用者の顔面への密着適合の維持及び達成の双方に有益であることを見出した。これらのフランジは、着用者の指がマスクを容易に掴み、着用並びにその後の調節及び取り外しの最中での適切な位置決めを可能とするための堅固な表面を提供する。これらのフランジはまた、ハーネスのストラップにより発生する引張りからの力に対応するレバーアームとして作用する。これらフランジが起因となり、マスク本体は、着用者の鼻及び目の下を覆い、並びに着用者のあご下の領域で下向きに引き下げられる。これらフランジはまた、マスクを外向きに突出させ、着用者の顔面から離れたカップ状の構造に保つ手助けをするという点でも有益である。
【００１０】
用語解説
以下に詳述された用語は、定義された意味を有することになる。
【００１１】
「二分する」は、ほぼ等しい２つの部分に分けることを意味する。
【００１２】
「含む（又は、含んでいる）」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「備える」、「有する」、又は「含有する」とほぼ同義であるオープンエンド型の用語である。「備える」、「含む」、「有する」、及び「含有する」、並びにこれらの変形は、一般的に使用される制約のない用語であるが、本発明は、「本質的に〜からなる」などのより狭義の用語を使用して適切に記載されることもでき、これは、本発明のレスピレータがその意図される機能を果たす際の性能に対して悪影響を及ぼす物又は要素のみを除外するという点で、制約のない用語に準ずる用語である。
【００１３】
「清浄な空気」は、汚染物質を取り除くために濾過されたある体積の大気中の周囲空気を意味する。
【００１４】
「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト及びフュームを含む）及び／又は一般には粒子とみなされない場合もあるが（例えば、有機蒸気等）、空気中に浮遊していることがある他の物質を意味する。
【００１５】
「横断寸法」は、レスピレータを正面から見たときに、レスピレータの側方から側方まで横方向に延びる寸法を意味する。
【００１６】
「カップ状の構造」は、人の鼻及び口を適切に覆うことが可能な任意の容器型の形状を意味する。
【００１７】
「外部気体空間」は、吐き出された気体が、マスク本体及び／又は呼気弁を通過し、それらを越えた後に入る、周囲大気中の気体空間を意味する。
【００１８】
「フィルタ式フェースピース」は、マスク本体自体が、マスク本体を通過する空気を濾過するように構成され、マスク本体にこの目的を達成するための別個の識別可能なフィルタカートリッジ又はインサート成型されたフィルタ要素が取り付けられていない、又は成型されていないことを意味し、
「フィルタ」又は「フィルタ層」は、通気性材質の１つ以上の層を意味し、その層は、通り抜ける空気流から汚染物質（粒子など）を除去するという主目的に適している。
【００１９】
「濾材」は、それを通過した空気から汚染物質を取り除くために設計された通気性構造体を意味する。
【００２０】
「濾過構造体」は、濾材又はフィルタ層を含む構成体を意味する。
【００２１】
「第１側部」は、マスク本体を横断寸法に対して垂直に二分する平面の一方の側に位置するマスク本体の領域を意味する。
【００２２】
「フランジ」は、突出部を意味し、そのフランジが突出する本体に対し構造的一体性又は強度を与える。
【００２３】
「正面方向に」は、マスク本体が折り畳まれた状態のときに、マスク本体周辺部から離れて延びることを意味する。
【００２４】
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上で支持する助けとなる構造体又は部品の組み合わせを意味する。
【００２５】
「一体的（integral）」は、同時に一緒に製造されていること、すなわち一部分として一緒に作製され、後に一緒に接合される別個に製造された２つの部分ではないことを意味する。
【００２６】
「内部気体空間」は、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
【００２７】
「横方向に」は、マスク本体が折り畳まれた状態のときに、マスク本体を横断寸法に対して垂直に２分する平面から離れて延びることを意味する。
【００２８】
「境界線」は、折り目、継ぎ目、溶着線、接着線、ステッチ線、ヒンジ線及び／又はこれらの任意の組み合わせを意味する。
【００２９】
「マスク本体」は、人の口及び鼻を覆って適合し、外部気体空間から内部気体空間を分離して画定する助けとなる通気性の構造体（層及び部品を互いに接合させる継ぎ目及び結合部を含む）を意味する。
【００３０】
「ノーズクリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を高めるために、マスク本体上で使用するように適応した（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。
【００３１】
「周辺部」は、マスク本体の外側縁部を意味し、レスピレータを着用したときに、この外側縁部は、全体的に着用者の顔に隣接して配置される。
【００３２】
「プリーツ」とは、それ自体の上に折り返しできるように設計された、又は折り返されている部分を意味する。
【００３３】
「ポリマー」及び「プラスチック」はそれぞれ、１つ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分も含有してよい材料を意味する。
【００３４】
「複数」は、２つ以上を意味する。
【００３５】
「レスピレータ」は、呼吸するための清浄な空気を着用者に提供するための、人間が着用する空気濾過装置を意味する。
【００３６】
「第２側部」は、マスク本体を横断寸法に対して垂直に２分する平面の一方の側に位置するマスク本体の領域を意味する（第２側部は第１側部に対向している）。
【００３７】
「密着適合」又は「密着して適合する」とは、本質的に気密な（又は実質的に漏れのない）適合が（マスク本体と着用者の顔面との間に）もたらされることを意味する。
【００３８】
「タブ」は、別の構成要素に取り付けるための十分な表面積を呈する部位を意味する。
【００３９】
「横断方向に延びている」は、ほぼ横断寸法方向に延びていることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】人の顔面に着用した状態での、本発明による平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータ１０の正面斜視図。
【図２】図１に示すレスピレータ１０の平面図。
【図３ａ】図２の線３ａ−３ａに沿って取られた、マスク本体１２の断面図。
【図３ｂ】図３ａの線３ｂ−３ｂに沿って取られた、濾過構造体１６の断面図。
【図４】本発明に関して使用してもよい、マスク本体１２の正面図。
【図５】フランジが適合の改善に貢献し得る方法を図示している、レスピレータ１０の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施では、平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータが提供され、このレスピレータは、マスク本体の対向する第１及び第２側部に配置された第１及び第２フランジを有している。第１及び第２フランジは、より確実な適合を着用者の顔面へもたらす点で有益であるということが見出された。フランジは、数多くの方法で、この顔面適合の利便性を達成する。第１に、フランジは、着用者の口から離れた、空隙を備えるカップ状の構造を使用中に保つための、構造的一体性をマスクにもたらす助けとなる。平坦折り畳み式レスピレータは、恒久的な形状に成型されておらず、そのため長期間の着用後には所望の顔面適合構造を失う傾向を示す場合がある。例えば、着用者は使用中にマスク本体を外部の物体に誤ってぶつけてしまう場合があり、呼気中の水分及び周囲環境が型崩れの一因となってマスク本体の内側を着用者の顔に接触させてしまう場合がある。開かれた構造のときにマスク本体から横方向及び正面方向の双方に延びる第１及び第２フランジを備えることが、所望の口から離れた構造を維持する助けとなる。第２に、第１及び第２フランジは、マスク本体のそれぞれの側部に取っ手を提供し、着用者による使用中のマスク本体の適切な位置決め調整が可能となる。着用者は、所望の顔面適合位置にマスクを移動させるためにマスク本体の外側層をつまむ必要がない。このようにフランジは、マスクの調整を達成するためのきわめて簡便な手段を提供する。第３に、フランジは、マスク本体が着用者の鼻及びあご下の領域に良好に係合するように下向き姿勢に引張られる起因となり得る構造部材の役割を果たす。この特有の効果は、図６を参照して以下で詳細に説明する。第４に、フランジは、手袋をした手であっても、マスクを容易に取り外すための手段を提供する。第５に、一旦取り外すと、フランジを対向方向に引張ることにより、更なる手動操作を必要とすることなくマスクを素早く平坦な構造に再び折り畳むことができる。
【００４２】
図１は、着用者が呼吸するための清浄な空気を提供するために、本発明により使用することができる平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータ１０の一例を示す。図示するように、フィルタ式フェースピースレスピレータ１０は、マスク本体１２及びハーネス１４を含む。マスク本体１２は、吸気が着用者の呼吸器系に入る前に通過する必要がある濾過構造体１６を有する。濾過構造体１６は、着用者が清浄な空気を吸い込むことができるように、周囲環境から汚染物質を取り除く。マスク本体１２は、頂部１８及び底部２０を含む。頂部１８及び底部２０は、境界線２２により隔てられている。この特定の実施形態では、境界線２２は、マスク本体の中央部の両端間を横断方向に延びるプリーツである。マスク本体１２は、上部セグメント２４ａ及び下部セグメント２４ｂを含む周辺部も含む。ハーネス１４は、タブ２８ａにステープル留めされたストラップ２６を有する。図示するように、タブ２８ａは、フランジ３０ａの一体的部分である。
【００４３】
図２は、レスピレータ１０が、マスク本体１２の対向する側部に位置決めされた第１及び第２フランジ３０ａ及び３０ｂを有し得ることを図示している。ストラップ２６は、タブ２８ａ、２８ｂのそれぞれにステープル留めされている。フランジ３０ａ及び３０ｂは、マスク本体から横方向及び正面方向の双方に突出する。これらフランジは、マスク本体をｘ方向で二分する平面３２から離れて延びるという点で、マスク本体から横方向に突出している。フランジ３０ａ及び３０ｂはまた、矢印ｙで記すように、周辺部２４ａから離れマスク本体１２の前側縁部２２へ向かって延びるという点で、マスク本体１２から正面方向にも延びている。それぞれのフランジが典型的に占める表面積は、約１〜１５平方センチメートル、より典型的には、約２〜１２平方センチメートル、更により典型的には、約５〜１０平方センチメートルである。またフランジは、典型的にマスク本体から少なくとも２ミリメートル（ｍｍ）離れ、より典型的には、少なくとも５ｍｍ、更により典型的には、少なくとも１〜２センチメートル（ｃｍ）離れて延びる。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体に一体的に、又は非一体的に配置され、マスク本体を含む１つ以上又は全ての様々な層を含んでもよい。これは、フランジが、マスク本体の製作に使用される材料の延出部分である場合、又は、硬質又は半硬質プラスチックのような別個の材料で製作される場合のことである。一体的フランジは、フランジの剛性を高めるためにフランジ上に備わる溶着部又は接着部３３を有し得る。あるいは、接着剤層を使用してフランジ剛性を高めてもよい。以下に記載の、たわみ剛性試験を用いると、フランジの曲げ弾性率は、フランジの主要面に沿って曲げた場合、少なくとも１０メガパスカル（ＭＰａ）、より典型的には、少なくとも２０ＭＰａであってよい。上端部での曲げ弾性率は、典型的には１００ＭＰａ未満、より典型的には、６０ＭＰａ未満である。これらの数値（すなわち、上限及び下限の双方での）は、試験を試料の縁部に沿って行なった場合の約２倍の大きさである。図２においてタブ２８ａ及び２８ｂは、周辺セグメント２４ａの一部となる共有の縁部を有するように図示されているが、これらタブは、図１に示すように、マスクが着用者の顔面上に置かれた場合、マスク本体周辺部の顔面接触する周辺部を超えて延びていてもよい。顔面接触する周辺部は、通常、ブラケット状領域３４内部に存在し、そのためタブ周辺部の一部ではない。マスク本体周辺部は、マスク本体１２の様々な層を互いに接合するための一連の接着部又は溶着部３５を有してもよい。マスク本体１２はまた、マスク本体１２の第１及び第２側部に位置決めされた第１及び第２境界線３６ａ、３６ｂを含む。第１及び第２フランジ３０ａ、３０ｂはそれぞれ、第１及び第２境界線３６ａ、３６ｂでマスク本体と接合させ、これら境界線と平行な軸を中心に回転させることができる。第１及び第２境界線３０ａ、３０ｂは、マスク本体を折り畳んだ状態で上面から見た場合に、マスク本体１２の周辺部２４ａに対し垂直に延びる平面３２から角度αでオフセットしている。角度αは、０度〜約６０度、より典型的には約３０〜４５度であってよい。上部１８は、第１境��線３６ａから第２境界線３６ｂまで横断方向に延びる少なくとも１つのプリーツ線３８を含む。
【００４４】
図３ａは、本発明によるマスク本体１２のプリーツ状構造の一例を示す。図示のように、マスク本体１２は、既に図１及び２を参照して説明した、プリーツ２２及び３８を含んでいる。マスク本体１２の上部又はパネル１８はまた、プリーツ４０を含んでいる。マスク本体１２の下部又はパネル２０は、プリーツ４２、４４、４６、４８、５０、及び５２を含んでいる。マスク本体１２の下部２０は、上部１８より広い濾材表面積を含んでもよい。マスク本体１２はまた、マスク本体の周辺部に沿って固定される周辺ウェブ５４を含む。周辺ウェブ５４は、周辺部２４ａ、２４ｂでマスク本体の上に折り重ねてもよい。周辺ウェブ５４はまた、縁部２４ａ及び２４ｂの周囲で折り畳まれて固定される内側カバーウェブ５８の延出部分であってもよい。ノーズクリップ５６は、マスク本体の上部１８の中央で、濾過構造体１６と周辺ウェブ５４との間の周辺部に隣接して配置されてもよい。ノーズクリップ５６は、着用者の鼻の輪郭に適合するように着用者の手作業で適応させることが可能となる柔軟な金属又はプラスチックで作製されてもよい。図示されるように、上部１８は、マスク本体１２が折り畳まれた状態では、プリーツ状のパネルのように見え、同様に下部２０（図１）も、マスクが折り畳まれた収納状態では、プリーツ状のパネルのように見える。
【００４５】
図３ｂは、濾過構造体１６が、内側カバーウェブ５８、外側カバーウェブ６０、及びフィルタ層６２のような１つ以上の層を含み得ることを図示している。内側及び外側カバーウェブ５８及び６０は、フィルタ層６２を保護し、フィルタ層６２からの繊維が緩んでマスク内側に入り込むのを防ぐために備えられてよい。レスピレータの使用中、空気はマスク内側に入り込む前に層６０、６２、及び５８を順次通過する。マスクの内部気体空間内に配置された空気は、その後、着用者により吸引されてよい。着用者が息を吐くと、空気は逆方向に層５８、６２、及び６０を順次通過する。あるいは、吐き出された空気が濾過構造体１６を通過せずに、内部気体空間から急速に排除され外部気体空間に入ることを可能にする呼気弁（図示せず）をマスク本体に備えてもよい。典型的には、カバーウェブ５８及び６０は、濾過構造体の、特に着用者の顔面と接触する側で、心地よい感覚をもたらす不織布材を選択肢として作製されている。本発明の支持構造体に使用可能なさまざまなフィルタ層及びカバーウェブの構成体の詳細を下に記述する。着用者への適合及び快適性を向上させるために、エラストマーのフェースシール材を、濾過構造体１６の周辺部に固定することができる。このようなフェースシール材は、レスピレータを着用したときに、内側に向かって放射状に延び、着用者の顔に接触することができる。フェースシール材の例は、米国特許第６，５６８，３９２号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）、同第５，６１７，８４９号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ）、及び同第４，６００，００２号（Ｍａｒｙｙａｎｅｋ  ｅｔ  ａｌ）、並びにカナダ特許第１，２９６，４８７号（Ｙａｒｄ）に記述されている。濾過構造体はまた、少なくとも１つ以上の層５８、６０、又は６２に対して、典型的には外側カバーウェブ６０の外側表面に対して、構造的な網又はメッシュを並置してもよい。そのようなメッシュの使用は、Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ  Ｆａｃｅ  Ｍａｓｋ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  Ｎｅｔｔｉｎｇ（ａｔｔｏｒｎｅｙ  ｃａｓｅ  ｎｏ．６５０００ＵＳ００２）と題する米国特許出願第１２／３３８，０９１号に記載されている。
【００４６】
図４は、使用中の構造のマスク本体１２を示す。使用中は、フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体の第１及び第２側部上に配置され、使用中にマスク本体に向けて内側に折り畳まれてよい。必要に応じて、マスク本体及び／又はフランジ３０ａ、３０ｂの接触側は、それぞれのフランジ３０ａ、３０ｂをフランジの主要面６４でマスク本体と接合可能にする固定手段を有してもよい。そのような固定手段としては、接着剤、剥離ライナー、フックアンドループ形締結具、又は他の好適な化学的、物理的、若しくは機械的な種類の締結具が挙げられる。
【００４７】
図５は、どのようにしてハーネスストラップ２６からの張力が、フランジ３０ａの全長に沿った方向の力を及ぼし、矢印７０で記すような下方向にマスク本体を引張る起因となる得るかを概略的に図示している。着用者がレスピレータ１０を着用する際、ストラップ２６は着用者の耳より上の頭の後に配置される。ストラップは耳の上で頭に係合するように締め付けられるため、ストラップは、矢印７２の方向で記すようにマスク本体を上向きに引張る。矢印７２の方向に伝わる力は、タブ２８ａを同様の方向に引張る。マスク本体は交点７６の領域全般に支点を有し、これによりフランジ３０ａが固定されているマスク本体に沿って力の伝達が可能となる。支点７６により、フランジ３０ａはマスク本体を矢印７８の方向に下向きに動かしやすくなる。フランジ３０ａにより矢印７８の方向に及ぼされる相補的な力が起因となり、マスクが着用者の鼻に鼻領域８０でより密着して係合する。この力の伝達はまた、マスク本体を周辺部２４ｂに沿って着用者のあごの下の顔面とより緊密に係合させる傾向がある。このように第１及び第２フランジ３０ａ及び３０ｂを使用することで、平坦折り畳み式フィルタフェースマスクにおける密着適合の改善が達成可能となる。更に、第１及び第２フランジ３０ａ及び３０ｂを備えることで、着用者はそれらの箇所でマスクをより簡単に掴むことができ、それによりマスク本体は着用者の顔面上の適切な位置へとより簡単に操作可能となる。フランジ３０ａ及び３０ｂの使用はまた、着用者の顔面へのきわめて良好な密着適合を得るために、１つのストラップのみがマスク本体に使用されることを可能にする。
【００４８】
本発明に関して使用される濾過構造体は、様々な異なる形状及び構造を呈してもよい。濾過構造体は、典型的には支持構造体に対して又は支持構造体内に適切に嵌まるよう適合される。通常、濾過構造体の形状及び構造は、マスク本体の全般的形状に対応する。濾過構造体は、フィルタ層及び２つのカバーウェブを含む多層にて図示されているが、濾過構造体はフィルタ層又はフィルタ層の組み合わせのみから構成されてもよい。例えば、プレフィルタを上流側に配置して、より微細かつ選択的なフィルタ層を下流側に配置することができる。加えて、活性炭などの収着剤材料を、濾過構造体を構成している繊維及び／又はさまざまな層の間に配置することができる。更に、収着層と共に別の粒子フィルタ層を使用して、粒子と蒸気の両方に対するフィルタリングを提供することができる。濾過構造体は、カップ状の構造を提供する補助となる１つ以上の補強層を含んでもよい。濾過構造体はまた、その構造的一体性に貢献する１つ以上の水平及び／又は垂直の境界線を有する場合もある。しかしながら、本発明による第１及び第２フランジの使用が、そうした補強層及び境界線への不必要な要求を生じさせる場合がある。
【００４９】
本発明のマスク本体に使用される濾過構造体は、粒子捕捉タイプ又はガス及び蒸気タイプのフィルタであり得る。濾過構造体は更に、フィルタ層の一方から他方に液体が移動するのを防ぐバリヤー層であり得、これにより、例えば、液体エアロゾル又は液体（例えば、血液）の飛沫がフィルタ層に浸透するのを防止できる。用途に応じて、本発明の濾過構造体の構築には、類似の又は異なる濾材の複数の層を使用することができる。本発明の層状マスク本体に有効に使用できるフィルタは、マスク着用者の呼吸労力を最小限に抑えるために、一般に圧力低下が小さい（例えば、面速度毎秒１３．８センチメートルで約１９５〜２９５パスカル）。フィルタ層は更に、予想される使用条件においてそれらの構造を維持するよう、可撓性及び十分な剪断強さを有する。粒子捕捉フィルタの例としては、微細な無機繊維（グラスファイバーなど）又はポリマー合成繊維の１枚又はそれより多くのウェブが含まれる。合成繊維ウェブには、メルトブローン法などのプロセスによって製造されるエレクトレット帯電ポリマーマイクロファイバーが含まれる。帯電したポリプロピレンから形成されたポリオレフィンマイクロファイバーは、粒子捕捉用途に特に有用である。別のフィルタ層は、呼吸空気中の有害な又は悪臭のある気体を除去するための吸着剤成分を含んでもよい。吸着剤は、接着剤、結合剤、又は線維構造によりフィルタ層内に拘束される粉末又は顆粒を含んでもよい（米国特許第６，３３４，６７１号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ）、及び米国特許第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎ）を参照のこと）。吸着剤層は、繊維性フォーム又は網状発泡体などの基材にコーティングすることにより、薄く密着した層を形成することができる。吸着剤材料としては、活性炭（化学処理済み、又は未処理）、多孔質アルミナ−シリカ触媒基材、及びアルミナ粒子を挙げることができる。さまざまな構造に適合可能な収着性濾過構造体の一例が、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓ  ｅｔ  ａｌ）に記述されている。
【００５０】
フィルタ層は、典型的には、所望の濾過効果を達成するように選択される。フィルタ層は、通常、粒子及び／又はその他の汚染物質を、フィルタ層を通過する気体流から高い割合で除去する。繊維性フィルタ層については、通常は、成型作業中に互いに結合してしまわないように、濾過する物質の種類に基づいて選択された繊維が選ばれる。示されているように、フィルタ層はさまざまな形状及び形態で用いることができ、典型的には厚さが約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜１センチメートル（ｃｍ）、より典型的には約０．３ｍｍ〜０．５ｃｍであり、ほぼ平面的なウェブであってよく、又は伸展した表面積を提供できるよう波形状であってもよい（例えば米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号（Ｂｒａｕｎ  ｅｔ  ａｌ）を参照のこと）。フィルタ層には更に、接着剤又は他の任意の方法によって接合された複数のフィルタ層も含まれ得る。基本的に、フィルタ層の形成用として知られている（又は後に開発される）好適な任意の材料を、フィルタ材料として使用することができる。Ｖａｎ  Ａ．Ｗｅｎｔｅ、「Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ」、４８、Ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．に教示されているようなメルトブローン繊維のウェブ。１３４２以下参照（１９５６年）の教示のように、特に持続性帯電（エレクトレット）形では、メルトブローン繊維のウェブが特に有用である（例えば、米国特許第４，２１５，６８２号（Ｋｕｂｉｋ  ｅｔ  ａｌを参照のこと）。これらのメルトブローン繊維は、約２０マイクロメートル（μｍ）未満（「ブローンマイクロファイバー」をＢＭＦと称する）、一般に約１〜１２μｍの有効繊維直径を有するマイクロファイバーであってもよい。有効繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，  Ｃ．  Ｎ．、「Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、ロンドン、会報１Ｂ、１９５２年に従って測定され得る。特に好ましいのは、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）及びこれらの組み合わせから形成される繊維を含むＢＭＦウェブである。米国再特許第３１，２８５号（ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）に教示されている帯電小繊維化フィルム繊維も適している場合があり、またロジン−ウール繊維ウェブ、及びグラスファイバー若しくは溶液ブローンのウェブ、又は静電スプレー繊維、特にマイクロフィルム形態のものも適している場合がある。電荷は、米国特許第６，８２４，７１８号（Ｅｉｔｚｍａｎｅｔ  ａｌ）、同第６，７８３，５７４号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ）、同第６，７４３，４６４号（Ｉｎｓｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ）、同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号（Ｅｉｔｚｍａｎｅｔ  ａｌ）、並びに同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ）に開示されているように、繊維を水と接触させることにより繊維に付与することができる。電荷は、米国特許第４，５８８，５３７号（Ｋｌａｓｓｅ  ｅｔ  ａｌ）に開示されているようなコロナ放電、又は米国特許第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示されているような摩擦帯電によっても繊維に付与することができる。更に、ハイドロ帯電プロセスにより製造されたウェブの濾過性能強化のため、添加剤を繊維に含めることができる（米国特許第５，９０８，５９８号（Ｒｏｕｓｓｅａｕ  ｅｔ  ａｌ）を参照）。特に、フッ素原子をフィルタ層の繊維表面に配置して、油性ミスト環境での濾過性能を改善することができる（米国特許第６，３９８，８４７Ｂ１号、同第６，３９７，４５８Ｂ１号、同第６，４０９，８０６Ｂ１号（Ｊｏｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ）を参照）。エレクトレットＢＭＦフィルタ層の典型的な坪量は、１平方メートルあたり約１０〜１００グラムである。例えば、’５０７特許（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ）に記載されている技法によって帯電させた場合、またＪｏｎｅｓ  ｅｔ  ａｌの特許に記載されるようにフッ素原子を含む場合、坪量はそれぞれ、約２０〜４０ｇ／ｍ２及び約１０〜３０ｇ／ｍ２となる。
【００５１】
内側のカバーウェブは、着用者の顔に接触するために滑らかな表面を提供するのに用いられることができ、また外側のカバーウェブは、マスク本体内の遊離繊維を封入するため、又は審美的理由から用いられることができる。カバーウェブは、フィルタ層の外側（又は上流側）に配置されたときにプレフィルタとして機能することができるが、典型的には濾過構造体に対して実質的なフィルタ効果を提供するものではない。好適な程度の快適性を得るために、内側カバーウェブは好ましくは比較的低い坪量を有し、比較的細い繊維から形成される。より具体的には、カバーウェブは、約５〜５０ｇ／ｍ２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ２）の坪量を有するように作り上げられてよく、繊維は０．０００３８９ｇ／ｍ（３．５デニール）未満（典型的には０．０００２２２ｇ／ｍ（２デニール）未満、より典型的には０．０００１１１ｇ／ｍ（１デニール）未満で、０．００００１１１ｇ／ｍ（０．１デニール）超）であってよい。カバーウェブに用いられる繊維はしばしば、約５〜２４マイクロメートルで、典型的には約７〜１８マイクロメートル、より典型的には約８〜１２マイクロメートルの平均繊維直径を有する。カバーウェブはある程度の弾性（典型的には破断時に１００〜２００％であるが、必ずしもそうではなくてよい）を有し、可塑的に変形可能であり得る。
【００５２】
カバーウェブに適した材料としては、ブローンマイクロファイバー（ＢＭＦ）材料、特にポリオレフィンＢＭＦ材料、例えばポリプロピレンＢＭＦ材料（ポリプロピレンブレンド、及びポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドも含む）が挙げられる。カバーウェブ用のＢＭＦ材料の好適な製造工程は、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅら）に記載されている。このウェブは、繊維を滑らかな表面、典型的には滑らかな表面のドラム又は回転型コレクタの上に収集して形成してもよい―米国特許第６，４９２，２８６号（Ｂｅｒｒｉｇａｎ  ｅｔ  ａｌ）を参照。スパンボンド繊維も使用することができる。
【００５３】
典型的なカバーウェブは、ポリプロピレン、又は５０重量％以上のポリプロピレンを含むポリプロピレン／ポリオレフィン混合物から作製され得る。これらの材料は、着用者に程度の高い柔らかさ及び快適性を提供し、またフィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料であるとき、層間に接着剤を必要とすることなく、フィルタ材料に固定された状態に保つことが見出されている。カバーウェブで使用するのに好適なポリオレフィン材料としては、例えば、単一のポリプロピレン、２種のポリプロピレンの混合物、ポリプロピレンとポリエチレンの混合物、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）の混合物、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンの混合物を挙げることができる。カバーウェブ用の繊維の一例としては、ポリプロピレン樹脂から作製されたＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンＢＭＦ「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」があり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ２、及び繊維デニールは０．２〜３．１の範囲である（約０．８の繊維１００本超で測定の平均）。他の好適な繊維はポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」８５パーセントと、エチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ  ４０２３」（これもＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）１５％を含む混合物から製造される）であり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ２であり、繊維は平均約０．８デニールである。好適なスパンボンド材料としては、ドイツ国ＰｅｉｎｅのＣｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ製「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｐｌｕｓ  ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｃｌａｓｓｉｃ  ２０」及び「ＣｏｒｏｖｉｎＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で販売されているもの、並びにフィンランド国ＮａｋｉｌａのＪ．Ｗ．  Ｓｕｏｍｉｎｅｎ  ＯＹ製「３７０／１５」の商品名で販売されている毛羽立ちポリプロピレン／ビスコース材料が挙げられる。
【００５４】
本発明で使用されるカバーウェブは好ましくは、処理後にウェブ表面からの繊維のはみ出しが非常に少なく、よって滑らかな外側表面を有する。本発明で用いてもよいカバーウェブの例は、例えば、米国特許第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ）、同第６，１２３，０７７号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）及び国際公開第９６／２８２１６Ａ号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）に開示されている。
【００５５】
ハーネスに使用されるストラップは、様々な材料、例えば熱硬化性ゴム、熱可塑性エラストマー、編組み又は編込みされた織糸／ゴムの組み合わせ、非弾性の編組み構成要素、及びその他から作製され得る。ストラップは、弾性材料、例えば弾性の編組み材料から形成されてもよい。ストラップは、好ましくはその全長の２倍より大きく拡張され、その弛緩状態に戻り得る。ストラップはまた、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで延びることが可能であり、かつ張力が取り除かれると、なんら損傷を受けずにその元の状態に戻ることができる。したがって、弾性限度は、ストラップの弛緩状態における長さの２倍、３倍、又は４倍以上であるのが好ましい。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、厚さ約０．９〜１．５ｍｍである。ストラップは、連続ストラップとして第１タブから第２タブまで延びてもよく、又はストラップは、更なる締結具又はバックルにより互いに接合され得る複数の部品を有してもよい。例えば、ストラップは、マスク本体を顔面から除去する際に、着用者により迅速に分離され得る締結具により一緒に接合された第一及び第二の部品を有してもよい。本発明に関して使用可能なストラップの一例が、米国特許第６，３３２，４６５号（Ｘｕｅ  ｅｔ  ａｌ）に示されている。ストラップの１つ以上の部品を相互に接合するために使用し得る締結機構又は留め金機構の例は、例えば以下の米国特許第６，０６２，２２１号（Ｂｒｏｓｔｒｏｍ  ｅｔ  ａｌ）、同第５，２３７，９８６号（Ｓｅｐｐａｌａ）、及び欧州特許第１，４９５，７８５Ａ１号（Ｃｈｉｅｎ）に示されている。
【００５６】
図のように、内部気体空間から呼気を排除しやすくするために、マスク本体に呼気弁を取り付けてもよい。呼気弁の使用は、マスク内部からの暖かい湿った呼気を急速に除去することにより、着用者の心地よさを改善し得る。例えば、米国特許第７，１８８，６２２号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，０１３，８９５号（Ｍａｒｔｉｎ  ｅｔ  ａｌ）、同第７，４２８，９０３号、同第７，３１１，１０４号、同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、同第６，８４３，２４８号、及び同第５，３２５，８９２（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ）、同第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔ  ｅｔ  ａｌ）、及び同再特許第ＲＥ３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照。本質的に、呼気を内部気体空間から外部気体空間へと迅速に運搬するために、好適な圧力低下を提供し、かつマスク本体に適切に固定され得る任意の呼気弁を、本発明に関連して使用してもよい。
【００５７】
本発明に関して使用されるノーズクリップは、本質的に、着用者の鼻への適合を改善する補助となる任意の追加部品であってよい。この領域における着用者の顔面の輪郭には実質的な変化があるため、ノーズクリップは、マスク本体がこの領域で適切な適合を達成する良好な補助となり得る。例えばノーズクリップは、マスク本体が、着用者の鼻の上及び鼻と頬との間の領域に対して所望の適合関係に保持されるべく成型することができるアルミニウムなどの柔軟で軟らかい帯状の金属を含んでもよい。好適なノーズクリップの一例が、米国特許第５，５５８，０８９号及び意匠特許第４１２，５７３（Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ）に示されている。他のノーズクリップが、米国特許出願第１２／２３８，７３７号（２００８年９月２６日出願）、同公開第２００７−００４４８０３Ａ１号（２００５年８月２５日出願）、及び同第２００７−００６８５２９Ａ１号（２００５年９月２７日出願）に記載されている。
【実施例】
【００５８】
たわみ剛性試験
フランジの剛性は、修正ＡＳＴＭ  Ｄ７９０法「Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｕｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ａｎｄ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」の方法Ｉ「Ｔｈｒｅｅ  Ｐｏｉｎｔ  Ｂｅｎｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」により測定した。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に従い、応力ひずみプロット図の線形領域で算出した。曲げ弾性率の値は、メガパスカル（ＭＰａ）の単位で記録した。
【００５９】
試験試料の寸法は１９ｍｍ×２３ｍｍ×２ｍｍとした。スパンの設定は、ノーズ半径２．５ｍｍで１５ミリメートル（ｍｍ）とした。クロスヘッド速度の設定は、１３ｍｍ／分とした。ＭＴＳ  Ａｌｌｉａｎｃｅ，Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，ＭＮから入手のＡ  １００載荷フレームを全ての試験で使用した。
【００６０】
レスピレータの組み立て
（実施例１）
レスピレータの濾過構造体は、３層の不織布材及び他のレスピレータ構成要素から形成した。本発明のマスクを、予備成形品作製工程、及びマスク仕上げ工程の２つの工程で組み立てた。予備成形品作製の段階には、不織繊維ウェブの積層及び固定工程、プリーツ折り目線形成工程、並びに周辺ウェブ材料及びノーズクリップ取り付け工程が含まれていた。マスク仕上げの作業工程には、エンボス加工された折り目線に沿ってプリーツを折る工程、マスク側縁部及び補強されたフランジ材料の双方を融着する工程、最終形態に切り出す工程、及びヘッドバンドを取り付ける工程が含まれていた。
【００６１】
予備成形品作製の段階では、３層の不織布材を向かい合わせの配向で重ね合わせた。本実施例では、層を形成する個々の材料を以下の順序で組み立てた。
【００６２】
１．外側網／スクリム
２．フィルタ材料
３．内側カバーウェブ
外側網／スクリムは、Ｔｈｅｒｍａｎｅｔ  ５１０３の網（Ｃｏｎｗｅｄ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから入手可能）をＬｅｇｇｅｔｔ  ａｎｄ  Ｐｌａｔｔ−Ｈａｎｅｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｃａｒｔｈａｇｅ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから入手した１７グラム／平方メートル（ｇｍｓ）のＥｌｉｔｅ  ０５０スクリムと結合させた積層体であった。この網／スクリム積層体は、図３ｂの６０として示され、熱及び圧縮を用いてスクリム上に網のストランドを溶融結合する熱接着で形成した。網／スクリム層の全体の厚さは、スクリムの厚さ０．１０ｍｍを含む０．１２ｍｍであった。予備成形品に使用したフィルタ材料（図３ｂの６２として示す）は、エレクトレット帯電したブローンマイクロファイバーポリプロピレンのウェブであり、坪量３５ｇｍｓ、硬度８％、及び有効繊維寸法４．７５マイクロメートルであった。内側カバーウェブ（図３ｂの５８として示す）は、１７ｇｍｓのスパンボンドポリプロピレンのスクリムであり、ＢＢＡ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａから入手可能である。予備成形品は、それぞれの材料の層を所望の順に重ね合わせ、次に２０ｃｍ×３３ｃｍのシートに切り出し、点結合のパターンを用いて互いに超音波溶着して作製した。超音波溶着は、Ｂｒａｎｓｏｎ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから入手の２０００型超音波溶着装置を使用し、ホーン振幅、周波数、及び加圧保持時間をそれぞれ、１００％、２０ｋＨｚ、及び０．７秒としてラム圧４８３キロパスカル（ｋＰａ）で操作して行った。平頂角型ペグを備えたアンビルに対して操作し、これらペグは個々のフェース面積が１．６平方ミリメートルで、ペグ中心間が約１センチメートルの間隔で格子状に配列されており、溶着装置の平坦なフェースのホーンをこのアンビルに対して接触圧約６ＭＰａで作動させた。不織布の層を固定し、プリーツの位置を画定する折り目線を、固定した不織布の層にエンボス加工した。折り目線のエンボス加工は、ＵＳＭ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｖｅｒｈｉｌｌ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓから入手のダイ打抜き機Ｈｙｔｒｏｎｉｃ  Ｃｕｔｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｍｏｄｅｌ  Ｂをルールダイと用いて１５トンの力で使用して行なった。そのダイは、予備成形品の全長を横断する、縁部にアールが付いた９本のバーを有しており、予備成形品にプレスすると、不織布層に線を作り出した。これらエンボス加工された線は、ウェブを相互に接触点で圧縮したが、材料を融着、又は貫通することはなかった。予備成形品作製作業の最終工程として、５１グラム毎平方メートル（ｇｓｍ）のスパンボンドポリプロピレンのスクリムであるＢＢＡ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓの幅４ｃｍ、長さ３６ｃｍを周辺ウェブのバンドとして、予備成形品の頂部及び底部の縁部に巻き付けて所定の位置に超音波溶着した。超音波溶着は、Ｂｒａｎｓｏｎ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから入手の超音波溶着装置２０００Ｘ型を使用し、ラム圧４８３ｋＰａ、ホーン振幅、周波数、及び加圧保持時間をそれぞれ、１００％、２０ｋＨｚ、及び０．５秒で操作して行った。接触面積４．１平方センチメートルのアンビルに対して、特定のラム圧及びホ��ン条件を用いて操作し、結果的に８．５ＭＰａの接触圧で予備成形品の材料を結合した。周辺ウェブ材料の結合に使用したアンビルの区域は、個々のフェース面積が１．６平方ミリメートルの、図２のパターン３５に配列された平頂角型ペグで構成された。溶着装置の平坦なフェースのホーンをこのアンビルに対して作動させ、周辺ウェブを予備成形品に固定した。この工程を使用して、ノーズクリップを予備成形品の頂部に取り付け、予備成形品と周辺ウェブとの間に封入した。ノーズクリップは、可鍛性で、可塑的に変形可能な、図２に示す形状のアルミニウムの帯で、長さ９ｃｍ、幅０．５ｃｍ、厚さ１ｍｍであった。
【００６３】
マスクの仕上げ工程の作業では、図３に示すように、折り目線に沿ってプリーツが折られた。マスクの中央の折り目より上に位置するプリーツは、マスクを開くと折り目の外側が下方に向くように折られたが、これは着用時にマスクの折り目にごみ等が溜まることを防ぐ助けとなるためにされた。予備成形品に適正なプリーツ処理をして中央の折り目を中心に折り、マスクの側縁部（図２の３６ａ及び３６ｂ）を融着するため、そして補強フランジ（図２の３０ａ及び３０ｂ）の結合層を作り出すために、予備成形品を超音波溶着した。超音波溶着は、Ｂｒａｎｓｏｎ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから入手の超音波溶着装置２０００ａｅ型を使用し、ラム圧４８３ｋＰａで、ホーン振幅、周波数、及び加圧保持時間をそれぞれ、１００％、２０ｋＨｚ、及び２．０秒で操作して行った。２２．４平方センチメートルの接触面積を有するアンビルに対して、特定のラム圧及びホ−ン条件を用いて操作し、結果的に１．５ＭＰａの接触圧で予備成形品の材料を結合した。フランジ材料を結合するためのアンビルの接触区域は、平頂角型ペグで構成されており、それらペグは１．６平方ミリメートルの個々のフェース面積を有し、それらの平坦側面から１．２７ミリメートルの間隔を置いて配列され、その結果としての結合パターンは図５の３０ａで示される。マスクの側縁部の結合を形成するアンビルのバーは長さ９５．２５ミリメートル、幅９．５２５ミリメートルであり、結果として得られた結合パターンは図２の３６ａで示される。溶着装置の平坦なフェースのホーンをアンビルに対して作動させ、結果としての溶着パターン（図２の３３）を形成し、フランジの結合層を作り出した。アンビルの傾斜バー要素がマスクの側縁部を封止し、ピン溶着表面がフランジ材料を融着させて堅固化した。マスク仕上げ作業の最終工程として、この補強フランジを所望の形状に切り出し、ヘッドバンドをタブにステープル留めした。フランジは幅１．０ｃｍ、長さ５．０ｃｍで、ヘッドバンドを取り付けるタブ部分に位置決めされる０．５ｃｍのアールが付いたヘッド部を備えていた。ヘッドバンドは、Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｂｏｓｔｉｔｃｈ，Ｅａｓｔ  Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄから入手の手持ちホチキスＰ６Ｃ−８型、及び亜鉛めっきのホッチキス針Ｎｏ．ＳＴＨ５０１９  ０．６３５  ｃｍ（１／４インチ）を使用してタブのアールが付いたヘッド部に取り付けた。マスクからフランジの切片を切り出し、たわみ剛性試験で概説した方法に従い試験を行なった。フランジ切片の試験は、試料の平坦面に沿った方向、及びフランジ全長に沿って配向される試料の縁部に沿った方向の２つの配向で行った。試料の平坦表面に沿って曲げた場合、曲げ弾性率は２７ＭＰａであった。試料の縁部に沿って曲げた場合、曲げ弾性率は６６ＭＰａであった。ヘッドバンドは、幅７．９ｍｍ、厚さ０．８ｍｍでＰｒｏｖｉｄｅｎｃｅ  Ｂｒａｉｄ  Ｃｏ．，Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄから入手の試料番号１２５−１であった。フランジは、マスク本体への取付け線に平行な軸を中心に回転可能であり、開いて着用した際、より強固なマスク本体を提供した。
【００６４】
（実施例２）
フランジに別個のプラスチックシートを使用した点を除き、レスピレータを実施例１と同じ材料及び方法で作製した。実施例１で形成したマスク本体を使用し、不織布フランジを取り除き、取り除いたフランジと同じ形状及び寸法に切り出したＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓから入手の厚さ０．７ｍｍのポリエチレンフィルムのシートに交換した。これらプラスチックのフランジを、Ｂｒａｎｓｏｎ，Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔから入手の携帯型超音波ホーンＥ−１５０Ｂ型を使用した超音波溶着によりマスクに取り付けた。溶着装置のホーンは、フェースに長さ１３ｍｍ、幅２ｍｍの方形のバーを備えて構成され、このバーが、結合される材料に接触して平坦なアンビルに対し材料を圧縮した。溶着装置を、接触圧約３．４ＭＰａの印加、並びにホーン振幅、周波数、及び加圧保持時間をそれぞれ、１００％、２０ｋＨｚ、及び１．０秒で操作した。フィルム状補強フランジは良好な剛性及び硬さをもたらした。
【００６５】
（実施例３）
フランジをマスク本体に押し付けて固定できるようにフランジの一方の主要面に沿って固定手段を位置決めした点を除き、レスピレータを実施例１と同じ材料及び方法で作製した。剥離ライナーを取り除き、フランジをマスク本体に押し付けることにより、フランジをマスク本体に固定した。開かれた構造のとき、この固定手段は、補強フランジをマスク本体に対してほぼ垂直な配向に保持した。フランジをこの方法で付着させることにより、マスクは、着用していなくとも開放位置で支持された。マスク本体にフランジが固定されていることで、マスク本体は、更に剛性が高まり、ハーネスストラップからの力に対応するフランジのレバー作用に更に反応した。固定手段は、Ｐｏｌｙｃｏａｔｅｄ  Ｋｒａｆｔ紙剥離ライナー上の感圧性Ｈｉ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ａｃｒｙｌｉｃ接着剤であるＳｃｏｔｃｈ（商標）Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ９６７１（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）の切片とした。この接着剤を、フランジの主要面頂部に適用し、フランジが境界線の軸に沿ってマスク本体に向かって回転した際にフランジとマスクが接触するようにした。
【００６６】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変形及び変更を加えられてもよい。したがって、本発明は、上記に限定されず、添付された請求項及びすべてのその等価物に記述する制限によって規制される。
【００６７】
更に本発明は、ここに具体的に開示されていない要素がなくとも適切に実施可能であり得る。
【００６８】
上記の全ての特許及び特許出願は、「背景技術」部分のものを含め、全体的に参考として本明細書に組み込まれる。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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