(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルタ式顔面装着呼吸マスクのマスク本体上への呼吸弁の固定を容易にする。【解決手段】ハーネス１４、マスク本体１２及び呼気弁３８を含むフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０。マスク本体１２は、フレーム３２を含む支持構造１６を有する。呼気弁３８は、フレーム３２においてマスク本体１２に都合良く固定される。マスク本体上にフレームを設けることにより、呼気弁をマスク本体に固定するための良好な土台が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）マスク本体であって、
（ｉ）濾過構造と、
（ｉｉ）フレームを含む支持構造と、
を有するマスク本体と、
（ｃ）フレームにおいてマスク本体に結合された呼気弁と、
を備える呼吸マスク。
【請求項２】
前記フレームがマスク本体の支持構造と一体化されている、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項３】
前記支持構造が、マスク本体の第一の側部と第二の側部との間に延びる複数の離間された横方向に延びるプラスチック部材を含み、該横方向に延びる部材の少なくとも２つが、フレームを構成する長手方向に延びる第一の部材及び第二の部材によって共に結合されている、請求項２に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項４】
前記支持構造が、複数の横方向に延びる部材を含み、前記フレームが、横方向に延びる部材によって支持され、かつ該部材と一体化されている、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項５】
前記フレームが、前方から見た場合に、２５ｃｍ２未満の面積を包含する、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項６】
前記フレームが、前方から見た場合に、１６ｃｍ２未満の面積を包含する、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項７】
前記フレームが、３ｍｍより大きく、１ｃｍより小さい幅を有する部材を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項８】
前記フレーム部材が、１ｍｍより大きく、５ｍｍより小さい厚さを有する、請求項７に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項９】
前記フレームが、約２〜８ｃｍの面積を占める開口部を有する、請求項８に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１０】
前記フレームが、約３〜６．５ｃｍ２の面積を占める開口部を有する、請求項８に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１１】
前記フレーム部材が、２ｍｍより大きく、４ｍｍより小さい厚さを有する、請求項７に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１２】
前記フレームが、約７５〜３００メガパスカルの曲げ剛性を有するプラスチックを含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１３】
前記呼気弁が、側方から見た場合に、フレームの湾曲と一致する湾曲を有する基部を含む、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１４】
前記呼気弁が、側方から見た場合に略直線状の基部を有し、フレームの外側表面も、フレームが弁基部と接触する箇所において略直線状である、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１５】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）マスク本体であって
（ｉ）濾過構造と、
（ｉｉ）支持構造であって、フレームと、前記マスク本体の第一の側部から第二の側部に横方向に延びる複数の部材とを含み、前記フレームが横方向に延びる部材に一体的に固定されている、支持構造と、
を有するマスク本体と、
（ｃ）弁座を含み、かつ該弁座の基部においてフレームに固定されている呼気弁と、を備える呼吸マスク。
【請求項１６】
フィルタ式顔面装着（face-peace）呼吸マスクの製造方法であって、
（ａ）フレームを含む支持構造を有するマスク本体を提供する工程と、
（ｂ）呼気弁を、フレームにおいてマスク本体に取り付ける工程と、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記マスク本体が、その内部に位置する開口部を有し、前記フレームが、開口部においてマスク本体上に、呼吸マスクが装着された際に着用者の口が存在する所の直接前方に配置されている、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記支持構造が複数の部材を含み、前記フレームが該複数の部材と一体化されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記部材が、マスク本体の第一の側部から第二の側部に延びる、横方向に延びる部材を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フレームが１６ｃｍ２未満の面積を包含し、またフレームが、３ｍｍより大きく、１ｃｍより小さい幅と、１ｍｍ〜５ｍｍの厚さとを有する部材を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼気弁の固定を容易にするマスク本体上のフレームを使用したフィルタ式顔面装着呼吸マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸マスクは、２つの一般的目的、即ち（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ため、及び（２）他の人又は物体が、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曝されることから守るために、人の呼吸経路を覆って着用される。第１の状況では、呼吸マスクは、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で着用される。第２の状況において、呼吸マスクは、他の人又は物体に対する汚染の危険性がある環境で、例えば手術室又はクリーンルームで着用される。
【０００３】
数種の呼吸マスクは、マスク本体自体が濾過機構として機能するため「フィルタ式顔面装着具（filteringface-piece）」として分類される。ゴム又はエラストマーのマスク本体を、フィルタカートリッジ（例えば、ユスチャク（Yuschak）らの所有する米国再発行特許第３９，４９３号参照）又はインサート成型されたフィルタ要素（例えば、ブラウン（Braun）の所有する米国特許第４，７９０，３０６号参照）と共に使用する呼吸マスクとは異なり、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、マスク本体全体の殆どがフィルタ媒体で構成されているため、フィルタカートリッジを取り付けたり、又は交換したりする必要がない。そのようなものとして、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、比較的軽量で、使用が容易である。フィルタ式顔面装着呼吸マスクを開示している特許の例は、クロンザー（Kronzer）らの所有する米国特許第７，１３１，４４２号、アンガジュバンド（Angadjivand）らの所有する同第６，９２３，１８２号及び同第６，０４１，７８２号、ボストック（Bostock）らの所有する同第６，５６８，３９２号及び同第６，４８４，７２２号、チャン（Chen）らの所有する同第６，３９４，０９０号、マジッドソン（Magidson）らの所有する同第４，８７３，９７２号、スコーブ（Skov）の所有する同第４，８５０，３４７号、デュールード（Dyrud）らの所有する同第４，８０７，６１９号、バーグ（Berg）の所有する同第４，５３６，４４０号、並びにフーバー（Huber）らの所有する米国意匠特許第２８５，３７４号を含む。
【０００４】
永久的なカップ状構造を有するフィルタ式顔面装着呼吸マスクを提供するために、マスク本体には通常、型で作られた成形層が設けられている。型で作られた成形層は、熱的に結合された繊維、又はオープンワーク型単繊維メッシュから形成されており、これらはカップ状構造に成型される。成形層は濾過構造を通常支持し、この濾過構造は、帯電したマイクロファイバーの不織布を含み得る。
【０００５】
着用者の心地よさを改善するために、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは、マスク本体に装着された呼気弁を有する場合がある。研究者らは、着用者の吐き出された空気をマスク内部から急速に一掃するための呼気弁を開発したマーティン（Martin）らの所有する米国特許第７．０２８，６８９号、同第７，１８８，６２２号及び同第７，０１３，８９５号、ジャプンチック（Japuntich）らの所有する同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号及び同第６，８４３，２４８号、並びにバウアース（Bowers）の所有する米国再発行特許第３７，９７４号を参照されたい。
【０００６】
呼気弁は、様々な技術を用いて、呼吸マスクのマスク本体に装着されている。数種の呼吸マスクでは、弁は、マスク本体を構成する様々な層に直接溶着されている。他の構造では、弁座がマスク本体に締着されているカラン（Curran）らの所有する米国特許第７，０６９，９３１号、同第７，００７，６９５号、同第６，９５９，７０９号及び同第６，６０４，５２４号を参照されたい。加えて、プリントされた接着パッチが呼気弁をマスク本体に固定するのに使用されているウィリアムス（Williams）らの所有する米国特許第６，１２５，８４９号を参照されたい。これら様々な技術のそれぞれにおいて、弁は、マスク本体を構成する繊維性媒体、及び／又はオープンワーク型単繊維メッシュに取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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１，０３０，７２１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３４７，２９８号
【特許文献６】米国意匠特許第３４７，２９９号
【特許文献７】米国再発行特許第３１，２８５号
【特許文献８】米国再発行特許第３７，９７３号
【特許文献９】米国再発行特許第３７，９７４号
【特許文献１０】米国再発行特許第３９，４９３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５，３２５，８９２号
【特許文献２３】米国特許第５，４９６，５０７号
【特許文献２４】米国特許第５，５０９，４３６号
【特許文献２５】米国特許第５，６１７，８４９号
【特許文献２６】米国特許第５，６５６，３６８号
【特許文献２７】米国特許第５，８０４，２９５号
【特許文献２８】米国特許第５，９０８，５９８号
【特許文献２９】米国特許第６，０４１，７８２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６，０４７，６９８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６，１２５，８４９号
【特許文献３４】米国特許第６，３７５，８８６号
【特許文献３５】米国特許第６，３９１，４２９号
【特許文献３６】米国特許第６，３９４，０９０号
【特許文献３７】米国特許第６，３９７，４５８  Ｂ１号
【特許文献３８】米国特許第６，３９８，８４７  Ｂ１号
【特許文献３９】米国特許第６，４０６，６５７号
【特許文献４０】米国特許第６，４０９，８０６  Ｂ１号
【特許文献４１】米国特許第６，４５４，９８６号
【特許文献４２】米国特許第６，４８４，７２２号
【特許文献４３】米国特許第６，５６８，３９２号
【特許文献４４】米国特許第６，６０４，５２４号
【特許文献４５】米国特許第６，７４３，４６４号
【特許文献４６】米国特許第６，７８３，５７４号
【特許文献４７】米国特許第６，８２４，７１８号
【特許文献４８】米国特許第６，８４３，２４８号
【特許文献４９】米国特許第６，８５４，４６３号
【特許文献５０】米国特許第６，８８３，５１８号
【特許文献５１】米国特許第６，９２３，１８２号
【特許文献５２】米国特許第６，９５９，７０９号
【特許文献５３】米国特許第７，００７，６９５号
【特許文献５４】米国特許第７，０１３，８９５号
【特許文献５５】米国特許第７，０２８，６８９号
【特許文献５６】米国特許第７，０６９，９３１号
【特許文献５７】米国特許第７，１１７，８６８号
【特許文献５８】米国特許第７，１３１，４４２号
【特許文献５９】米国特許第７，１８８，６２２号
【特許文献６０】米国特許第７．０２８，６８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、フィルタ式顔面装着呼吸マスクのマスク本体に呼気弁を固定するための新しい構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これを行うにおいて、本発明は、（ａ）ハーネスと、（ｂ）（ｉ）濾過構造及び（ｉｉ）フレームを含む支持構造を有するマスク本体と、（ｃ）フレームにおいてマスク本体に結合される呼気弁と、を備えるフィルタ式顔面装着呼吸マスクを提供する。フレームは、呼気弁がマスク本体の支持構造に堅固に装着されることを可能にする。上記に示したように、従来のフィルタ式顔面装着呼吸マスクでは、呼気弁をマスク本体の繊維性及びオープンワーク型プラスチック構造に直接固定していた。これら公知のマスク本体支持構造は、多孔質構造を有し、剛性が不足していたため、気密シールを達成することがより困難とされていた。本発明は、堅い剛性構造を提供するフレームを使用し、殆ど難なく、そのフレーム上に弁座を堅固かつ適切に装着することができる。代替的に、フレームは、弁座基部の一部を形成してもよい。
【００１０】
従来のフィルタ式顔面装着呼吸マスクのマスク本体は、熱的に結合された繊維又はオープンワーク型単繊維メッシュを含む成形層を通常使用してマスク本体に構造的一体性を提供していたため、呼気弁をマスク本体に固定するためのフレームを提供する能力に欠けていた。一実施形態において、本発明は、フレームがマスク本体によりしっかり支持されるようにする、横方向に延びる部材を有する支持構造を提供する。フレームは横方向に延びる部材に一体的に取り付けられて、呼気弁と濾過材料の両方を支持するための、新しい、改良された構造を提供し得る。
【００１１】
用語
以下に詳述された用語は、定義された意味を有する。
【００１２】
「二分する」は、ほぼ同一の２つの部分に分割することを意味する。
【００１３】
「中央で離間された」は、マスク本体を垂直に二分する線又は平面に沿って互いに有意に分離されていることを意味する。
【００１４】
「備える（又は備えている）」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「含む」、「有する」又は「含有する」とほぼ同義である制約のない用語である。「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〜から成る」等のより狭義の用語を使用して適切に記載することもでき、これは、本発明の呼吸マスク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体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。
【００１５】
「清浄な空気」は、汚染物質を取り除くために濾過された、ある量の大気周囲空気を意味する。
【００１６】
「汚染物質」は、粒子（粉じん、ミスト及びフュームを含む）、及び／又は、一般に粒子とみなされないことがあるが（例えば有機蒸気等）、呼気流の中の空気を含む、空気中に浮遊していることがある他の物質を意味する。
【００１７】
「横断方向寸法」は、呼吸マスクを前方から見た場合、呼吸マスクを横切って側部から側部へ側方に延びる寸法である。
【００１８】
「吸気弁」は、開放して、濾過マスクの内部気体空間から流体が退出できるようにする弁を意味する。
【００１９】
「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、周囲大気の気体空間を意味する。
【００２０】
「フィルタ式顔面装着具」は、マスク本体自体が、そこを通過する空気を濾過するように構成され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられた又は成型された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別個にないことを意味する。
【００２１】
「フィルタ」又は「フィルタ層」は、空気透過性材料の１つ以上の層を意味し、その層を通過する空気流から汚染物質（粒子等）を除去することを主な目的とするよう適合されている。
【００２２】
「濾過構造」は、主に空気を濾過するよう構成されている構造を意味する。
【００２３】
「第一の側部」は、マスクを縦方向に二分する平面から横方向に遠ざかり、呼吸マスクがつけられた際に、着用者の頬及び／又は顎の領域内に存在するようなマスク本体の範囲を意味する。
【００２４】
「フレーム」は、マスク本体内の開口を包囲し、呼気弁を固定し得る土台を提供するよう構成された堅い非繊維性、非単繊維性の構造を意味する。
【００２５】
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上に支持する助けをする構造体又は部品の組み合わせを意味する。
【００２６】
「移動を妨げる」は、通常の使用条件下で存在する力に晒された際に、有意な移動を阻むことを意味する。
【００２７】
「一体的な（integral）」は、同時に一緒に製造されていること、即ち一部分として一緒に作製されて、後に一緒に結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。
【００２８】
「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。
【００２９】
「境界線」は、折り目、継ぎ目、溶着線、接合線、ステッチ線、ヒンジ線、及び／又はそれらの任意の組み合わせを意味する。
【００３０】
「リビングヒンジ」は、容易であることで、通常の使用下で部材又はヒンジ連結部に損害を与えず、同ヒンジから延びる部材が、ヒンジの周囲を回転するように略枢動できるようにする機構を意味する。
【００３１】
「長手方向に可動な」は、単なる指圧に応答して長手方向に移動されることが可能であることを意味する。
【００３２】
「マスク本体」は、少なくとも人間の鼻及び口を覆うようにフィットし、外部気体空間から隔てられた内部気体空間を画定するのを助ける通気性構造体を意味する。
【００３３】
「部材」は、支持構造に関連して、個別にかつ容易に識別可能な、支持構造の全構造及び形態に有意に寄与する寸法の堅い部分を意味する。
【００３４】
「周縁部」は、呼吸マスクが人によりつけられた際に、概して着用者の顔面に隣接して配置されるであろうマスク本体の外側端部を意味する。
【００３５】
「プリーツ」は、それ自体の上に折り返されるよう構成された部分を意味する。
【００３６】
「襞を付けられた」は、それ自体の上に折り返されていることを意味する。
【００３７】
「高分子」及び「プラスチック」はそれぞれ、１種以上のポリマーを主に含み、その他の成分も含有することがある材料を意味する。
【００３８】
「複数」は、２つ以上を意味する。
【００３９】
「レスピレータ」は、人により着用されて、呼吸するのに清浄な空気を、着用者に提供する空気濾過装置を意味する。
【００４０】
「剛性の」は、単なる人の指からの圧力に応答して、実質的かつ容易に、たやすく変形しないことを意味する。
【００４１】
「第二の側部」は、マスクを縦方向に二分する平面から側方に遠ざかり（第二の側部は、第一の側部の反対側である）、呼吸マスクがつけられた際に、着用者の頬及び／又は顎の領域内に存在するようなマスク本体の範囲を意味する。
【００４２】
「支持構造」は、通常の取り扱い下でその所望の形状を維持し、またその支持構造により支持される濾過構造の意図される形状を維持することを助けるに十分な、構造的一体性を有するように構成された構造体を意味する。
【００４３】
「離間された」は、物理的に分離された、又はその間に測定可能な距離を有することを意味する。
【００４４】
「横方向に延びる」は、ほぼ横断方向に延びることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明によるフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０の正面図。
【図２】人の顔面に着用された、本発明によるフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０の正面斜視図。
【図３】本発明によるフレーム３２に装着された呼気弁３８の断面図。
【図４】本発明によるフレーム３２に装着された呼気弁３８の断面図。
【図５】本発明によるフレーム３２に固定された弁座５２を有するマスク本体１２の正面図。
【図６】本発明のマスク本体に使用し得る濾過構造１８の図４の線６−６による断面図。
【図７】本発明のマスク本体１２に使用し得る濾過構造１８の斜視図。
【図８】多層濾過構造１８（図４）の形成に使用されるブランクの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の実施において、マスク本体の支持構造上にフレームを有するフィルタ式顔面装着呼吸マスクが提供される。本発明は、熱的に結合された繊維又はオープンワーク型プラスチックメッシュを含む成形層を使用するのではなく、呼気弁を支持する目的のためにフレームを備えている。フレームは、その上に呼気弁が装着できる堅い表面を提供する点で特に有利である。フレームの使用は更に、呼気弁がマスク本体に装着される範囲内で漏れの機会が殆ど又は全くないように、呼気弁をマスク本体に固定するための堅い土台を提供し得る。呼気弁はまた、横方向に延びる複数の部材を含む堅いフレームワークによって支持されてもよく、同フレームワークは、マスク本体の形状を画定し、かつフィルタ媒体の支持を補助し得る。
【００４７】
図１に、本発明に従って使用し得る、成形されたフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０の実施例を示す。図示するように、フィルタ式顔面装着呼吸マスク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、支持構造１６及び濾過構造１８を有する。支持構造１６は、周縁部２０、第一の側部２２、及び反対側の第二の側部２４を含む。支持構造１６の周縁部２０は、呼吸マスク１０がつけられている際に着用者の顔面と接触し得るが、必ずしも接触しなくてもよい。周縁部２０は、マスク本体１２の周縁部の周囲をその周縁部に隣接して３６０°連続的に延びる部材、又は部材の組み合わせを含んでもよい。一般に、着用者の顔面は、濾過構造１８の内側表面若しくは周縁部のみ、又は追加の顔面シール材料に接触し、それにより心地よいフィットが達成される。したがって、濾過構造１８の周囲端部は、支持構造１６の周縁部２０を越えて径方向に僅かに延びる。マスク本体１２は、横方向に延びる部材２５及び部材２７も含む。これらの横方向に延びる部材２５、部材２７は、長手方向に延びる部材２８及び部材３０により一緒に結合されて、フレーム３２を画定する。図示するように、フレーム３２は、開口３４の周囲に連続的に存在している。フレーム３２は、円形、長円形、矩形、三角形、台形、及びそれらの組み合わせを含む様々な形態をとってもよい。フレーム３２内の開口３４は、同様に様々な形態をとってもよいが、内側開口３４は、フレーム３２の外側プロファイル３３と必ずしも一致する必要はない。フレーム３２の前側（外側）表面３６は、呼気弁がそこへきつく、かつ密封して固定できるよう、実質的に滑らかであることが好ましい。横方向に延びる部材２５及び部材２７は、呼吸マスクの第一側部２２から第二側部２４へ延びるように図示されている。しかしながら、本発明は、横方向に延びる部材が、マスク本体１２を完全に横切って延びる必要のない実施形態も想定している。第一側部２２から第二側部２４へ横方向に延びる部材の使用は、非常に良好な構造的安定性を有する支持構造１６を提供することができ、それ故本発明に関連して好ましい可能性があるが、呼気弁が装着されるフレームの提供に必要ではない場合がある。フレームは、上述した従来の繊維性及びプラスチックメッシュ成形層等の他の支持構造と共に提供されることもできる。しかしながら、支持構造は、フレームを支持構造と同時に、又は支持構造と「一体的に」容易に形成するために、複数の横方向に延びる部材を含むことができ、これらの部材は、マスク本体の形状を画定するのを助ける一方で、同時にフレーム３２を支持及び／又は画定するのを助け、かつ濾過構造１８を支持することができる。
【００４８】
図２に、人に着用され、フレーム３２に装着された呼気弁３８含むフィルタ式顔面装着呼吸マスク１０を示す。支持構造１６は、長手方向に可動な、横方向に延びる部材４０も含み得る。この長手方向に可動な、横方向に延びる部材４０は、マスク本体１２の第一の側部２２から第二の側部２４に延びてもよく、好ましくは側部２２と側部２４との間で、横方向に延びる部材４０の長手方向の移動を妨げ得る長手方向に延びる任意の部材（１つ又は複数）によって互いに結合されるということがなく、延びることができる。即ち、部材４０を部材２７に結合して、着用者がその顎を拡張し、又は口を開いた際に部材４０の部材２７から離れる移動を制限する構造的部材が存在しないことが好ましい。部材４０の長手方向の移動は、中心線４１に沿って特に顕著である。呼吸マスクを前方から平面上に投影して見ると、横方向は、呼吸マスクをほぼ「ｘ」方向に横切って延びる方向であり、長手方向は、呼吸マスク１０の底部と頂部との間でほぼ「ｙ」方向に延びる寸法である。そのような平面投影図で見ると、横方向に延びる部材４０は、ほぼ「ｙ」方向に部材２７に向かって、及び部材２７から離れて移動し得る。長手方向に可動な部材４０の使用により、マスク本体１２が拡張して、着用者の顎の移動、及び様々な寸法の顔面をより良好に収容することが可能となり得る−拡張可能なマスク本体を有するフィルタ式顔面装着呼吸マスク（Filtering Face-Piece RespiratorThat Has Expandable Mask Body）と題された、本願と同一日に出願の米国特許出願第６０／９７４，０２５号（代理人整理番号６３１６５ＵＳ００２）を参照されたい。呼吸マスク１０は、第一ストラップ２１ａ及び第二ストラッップ２１ｂを含むハーネス１４により、着用者の顔面上に支持される。これらのストラップ２１ａ、２１ｂは、１つ以上のバックル４６により、長さを調整され得る。バックル４６は、ステープル留め、接着剤結合、溶着等の様々な方法を用いて、第一の側部２２及び第二の側部２４のハーネス固定フランジ部材４８ａ、４８ｂにおいてマスク本体１２に固定されてもよい。バックル４６はまた、支持構造１６に一体成型されてもよい。マスク本体と一体的なバックルを有するフィルタ式顔面装着呼吸マスク（Filtering Face-Piece RespiratorHaving Buckles Integral To The Mask Body）と題された、本特許出願と同一日に出願の米国特許出願第６０／９７４，０３１号（代理人整理番号６３３５５ＵＳ００２）を参照されたい。
【００４９】
図３に、弁基部５０においてフレーム３２に固定された呼気弁３８を示す。弁基部５０は、呼気弁３８がフレーム３２に固定された際に、フレーム３２と接触する弁座５２の部分である。呼気弁３８は、弁座５２を覆って存在する弁カバー５４も有して、吐き出された空気が、弁カバー開口（１つ又は複数）５６において弁を退出する前に通過する空気室を画定する。呼気弁３８は、可撓性フラップ５７を有し、同フラップは、息が吐き出される間に呼吸マスク着用者により生成される呼気圧に応答して、シール表面５８から上昇する。この実施形態では、弁座５２は、例えば溶着、接着剤固定、摩擦係合、又はそれらの組み合わせにより、弁基部５０においてフレーム３２に固定され得る。フレーム３２の輪郭は、側方から見た場合、典型的には、接合する弁座の輪郭と一致するよう形成されている。したがって、フレームが平面の場合、弁座５２の基部５０も同様に平面であろう。フレーム３２の外側表面３６が湾曲している場合、その外側表面は弁座基部５０の局面と一致することが好ましいであろう。
【００５０】
図４に、呼気弁３８がフレーム３２に固定され得る別の様式を示す。この実施形態では、弁座５２は、フレーム３２に機械的に固定されている。弁座５２は円筒形部材６０を有し、同部材はマスク本体１２内の開口６２を通過している。次に、円筒形部材６０はそれ自体の上に折り返され、それにより弁座５２がフレーム３２に機械的に締着され得る。したがって、フレーム３２（又はその一部）は、弁基部５０の対向する部分の間に配置されるようになる。円筒形部材６０は、フレーム部材３２のみに係合し、又は濾過構造１８の一部を捕捉するように、円筒形部材自体の上に折り返されてもよい。円筒形部材６０は、記述した機械的係合と共にフレーム３２に、又はフレーム３２及び濾過構造造１８にスナップ嵌め、溶着又は接着剤結合され得る。いずれの場合でも、弁座は、本発明に従ってフレームに固定されることが考慮される。この種類の弁固定の更なる説明は、カラン（Curran）らの所有する米国特許第７，０６９，９３１号、同第７，００７，６９５号、同第６，９５９，７０９号及び同第６，６０４，５２４号、並びにウィリアムス（Williams）らの所有する欧州特許第１，０３０，７２１号に見出すことができる。
【００５１】
図５に、弁座５２のみがフレーム部材３２に装着されている、マスク本体１２の正面図を示す。弁カバー（５４、図３及び図４）及び可撓性フラップ（５７、図３及び図４）は除去されているため、弁座５２をより良く見ることができる。図示するように、弁座５２は、シール表面５８及び穴６４を含む。穴６４は円形として示されているが、矩形、長円形等の様々な他の形状をとることができる。穴６４は、吐き出された空気が内部気体空間から弁を通過して最終的に外部気体空間へ入ることを可能にする。図５に示すように、前方から見た場合、シール表面５８は穴６４を包囲している。穴６４内に１つ以上の交差部材６５を使用して、穴６４全体内で複数の開口６６を提供してもよい。弁座５２内に１つ以上のピン６７を提供して、可撓性フラップ（５７、図３及び図４）が弁座５２に固定された際の適切な整合を可能にしてもよい。
【００５２】
フレームにおいて支持構造に取り付けられ得る呼気弁は、マーティン（Martin）らの所有する米国特許第７，１８８，６２２号、同第７，０２８，６８９号及び同第７，０１３，８９５号、ジャプンチック（Japuntich）らの所有する米国特許第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、同第６，８４３，２４８号及び同第５，３２５，８９２号、ミッテルスタッド（Mittelstadt）らの所有する米国特許第６，８８３，５１８号、並びにバウアース（Bowers）の所有する米国再発行特許第３７，９７３号に記載されている一方向弁と同様の構造を有してもよい。弁カバーはまた、弁座に対してヒンジ状に一体成型されていてもよく、それにより弁カバーは、弁座と係合して摩擦及び／又は機械的若しくは接着締結具によりそこに完全に固定されるために、単に回転のみを必要とする。弁カバー構成の例は、ジャプンチック（Japuntich）らの所有する米国意匠特許第３４７，２９８号、及びブライアント（Bryant）らの所有する米国特許意匠第３４７，２９９号に示されている。基本的に、好適な圧力低下を提供し、また、フレームに適切に固定することができる任意の呼気弁を、本発明に関連して使用することができる。
【００５３】
フレームは一般に、前方から見た場合に、約２５平方センチメートル（ｃｍ２）未満の面積（その外側寸法から測定）を包含する寸法を有する。より一般的には、フレームは一般に、約１６ｃｍ２未満の面積を包含する寸法を有する。フラッパ弁又は片持ち型の弁が使用される場合（例えばジャプンチック（Japuntich）らの所有する米国特許第５，５０９，４３６号、及びマジッドソン（Magidson）らの所有する同第６，０４７，６９８号参照）、フレームは、横断方向寸法よりも長手方向寸法の方が長くてもよい。一般に、フレームを含む部材は、１ｃｍ未満かつ３ミリメートル（ｍｍ）より大きい幅を有する。フレーム部材（１つ又は複数）の厚さは、一般に１ｍｍより大きく、５ｍｍ未満である。より一般的には、フレーム部材（１つ又は複数）の厚さは、約２〜４ｍｍである。フレーム内の開口は、一般に約２〜８ｃｍ２、より一般的には約３〜６．５ｃｍ２の面積を占める。フレームは、内部に複数の孔を有するよう形成されて、その重量を低下させてもよい。フレームは、マスク本体内の開口の周囲に連続的に３６０°延びていることが好ましい。マスク本体開口、したがってフレームは、呼吸マスクがつけられている際に着用者の口が存在する位置の前方に直接配置されることが好ましい。
【００５４】
フレーム及び／又は支持構造は、射出成型等の公知の技術により製造されてもよい。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン及びポリメチル（ペンテン）を含むオレフィン等の公知のプラスチック、プラストマー、熱可塑性物質、熱可塑性エラストマー、並びにそれらのブレンドを使用して、フレーム及び／又は支持構造を形成することができる。フレーム及び／又は支持構造を形成する組成物に顔料、紫外線安定剤、ブロッキング防止剤、核形成剤、殺真菌剤及び殺菌剤等の添加剤も加え得る。プラスチックは、一般に約７５〜３００メガパスカル（ＭＰａ）、より一般的には約１００〜２５０ＭＰａ、尚一般的には約１７５〜２２５ＭＰａの曲げ剛性を示す。フレーム及び／又は支持構造の構成には、プラスチックの代わりに金属又はセラミックス材料も使用し得るが、廃棄／コストの理由によりプラスチックが好ましいであろう。
【００５５】
支持構造に使用されるプラスチックは、支持構造が多数回（即ち、１００回を越えて）、特に任意のヒンジ点で変形されて、その元の位置に戻り得るよう、弾性、形状記憶、及び曲げ疲労に対する抵抗を示すように選択され得る。選択されるプラスチックは、支持構造がフィルタ構造と比較して長い有用寿命（service life）を示すように、無限数の変形に耐え得る必要がある。支持構造は、濾過構造と一体化（又は濾過構造と共に形成）されていない部分又はアセンブリであり、また、濾過構造で使用されている繊維製品よりも大きい寸法の部材を含む。支持構造部材は、断面で見た場合、矩形、円形、三角形、長円形、台形等であってもよい。
【００５６】
図６に、濾過構造１８の断面を示す。図示するように、濾過構造１８は、１つ以上のカバーウェブ７０ａ及び７０ｂ、並びにフィルタ層７２を含んでもよい。カバーウェブ７０ａ及び７０ｂは、フィルタ層７２の反対側に位置して、フィルタ層から緩くなり得る任意の繊維を捕捉してもよい。典型的には、カバーウェブ７０ａ及び７０ｂは、特に着用者の顔面と接触する濾過構造１８の側で心地よい感覚を提供する繊維の選択物から形成されている。本発明の支持構造と共に使用し得る様々なフィルタ層及びカバーウェブの構造は、以下により詳細に記載されている。
【００５７】
図７に、本発明の呼吸マスクで使用し得る濾過構造１８の一実施例の斜視図を示す。濾過構造１８は、横方向に延びる第一の境界線７４ａ及び第二の境界線７４ｂを含んでいてもよい。これらの境界線７４ａ、７４ｂは、濾過構造１８の中央部分内で互いに実質的に離間し得るが、側部７６及び側部７８の方向に側方に移動して互いに向かって一点に集まってもよい。これらの境界線７４ａ、７４ｂは、折り目、継ぎ目、ステッチ線、溶着線、ヒンジ線又はそれらの組み合わせを含み得る。一般に、第一の境界線７４ａ及び第二の境界線７４ｂは、支持構造上の横方向に延びる所定の部材の位置に対応する。第一の境界線７４ａ及び第二の境界線７４ｂがそれらの間に形成され得るプリーツ８０を画定する際、第一の境界線７４ａ及び第二の境界線７４ｂはそれぞれ、横方向に延びる部材２７及び部材４０に固定されて、濾過構造が、部材２７と部材４０との間に位置するプリーツ８０を中心としてアコーデオン様に開放及び閉鎖できるようにすることが好ましい。濾過構造１８は、濾過構造の鼻領域内に設けられ得るほぼ垂直の境界線８２も含んで、或いは製造プロセス中に鼻領域内に蓄積されるであろう過剰な材料を排除し得る。濾過構造１８は一つのプリーツ８０のみを有するよう図示されているが、濾過構造１８は２つ以上のそのようなプリーツを横方向寸法において含んでもよい。そのような状況下では、横方向に延びる可動部材が会合する所に複数のリビングヒンジを有する支持構造を提供することが好ましい。フィット及び着用者の心地よさを改善するために、エラストマーの顔面シールを濾過構造１８の周辺部８６に固定してもよい。そのような顔面シールは、呼吸マスクがつけられている際に、着用者の顔面と接触するよう径方向内側に延びていてもよい。顔面シールは、熱可塑性エラストマーから形成されてもよい。顔面シールの例は、ボストック（Bostock）らの所有する米国特許第６，５６８，３９２号、スプリンゲット（Springett）らの所有する同第５，６１７，８４９号、マリアネク（Maryyanek）らの所有する同第４，６００，００２号及びヤード（Yard）の所有するカナダ特許第１，２９６，４８７号に記載されている。
【００５８】
濾過構造は、様々な異なる形状及び構成をとることができる。濾過構造は、典型的には支持構造に対して又は支持構造内に適切に嵌まるよう適合される。一般に、濾過構造の形状及び構成は、支持構造の略形状に一致する。濾過構造は、支持構造から径方向内側に配置されてもよく、支持構造から径方向外側に配置されてもよく、又は支持構造を構成する様々な部材の間に配置されてもよい。濾過構造は、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、より精製され、選択された下流のフィルタ層の上流に配置してもよい。加えて、活性炭等の吸着材料を、濾過構造を構成する繊維及び／又は様々な層の間に配置してもよい。更に、別個の微粒子フィルタ層を吸着層と共に使用して、微粒子と蒸気の両方の濾過を提供してもよい。濾過構造は、このようなカップ状構造を維持できる１つ以上の硬化層を含んでもよい。代替的に、濾過構造は、その構造的一体性に寄与して、カップ状構造を維持することを助ける１つ以上の水平及び／又は垂直境界線を有してもよい。
【００５９】
本発明のマスク本体に使用される濾過構造は、粒子捕捉型又は気体及び蒸気型のフィルタであってもよい。濾過構造はまた、例えば液体エアゾール又は液体のしぶきがフィルタ層に浸透することを防ぐために、液体がフィルタ層の片側から別の側へ移動するのを防ぐバリア層であってもよい。用途に応じて、本発明の濾過構造の構築には、類似の又は異なるフィルタ媒体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１３．８ｃｍ／秒で約１９５〜２９５パスカル未満）。フィルタ層は更に、予想される使用条件下で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（グラスファイバー等）又はポリマー合成繊維の１枚以上のウェブが含まれる。合成繊維ウェブには、メルトブローン法等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得る。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、又は繊維性構造によりフィルタ層に結合させた粉末又は顆粒を含んでもよい（ブラウン（Braun）の所有する米国特許第３，９７１，３７３号を参照）。吸着剤層は、繊維性フォーム又は網状発泡体等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。様々な構造に適合し得る吸着剤フィルタ構造の例は、センカス（Senkus）らの所有する米国特許第６，３９１，４２９号に記載されている。
【００６０】
濾過層は通常、所望のフィルタ効果を達成するように選択され、一般に、濾過層を通過する気体流から粒子及び／又は他の汚染物質を高率で除去する。繊維性フィルタ層については、通常、成型作業中にくっつき合っ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。指摘したように、フィルタ層は、様々な形状及び形態で提供されることができ、一般に約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜１センチメートル（ｃｍ）の厚さ、より一般的には約０．３ｍｍ〜０．５ｃｍの厚さを有し、また略平面状のウェブであっても、又は波形を付けて、拡張された表面積を提供してもよい。例えば、ブラウン（Braun）らの所有する米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号を参照されたい。フィルタ層はまた、接着剤又は任意の他の手段により一緒に結合された複数のフィルタ層を含んでもよい。基本的に、濾過層の形成に知られている（又は後に開発された）好適な任意の材料を、濾過材料として使用することができる。ウェンテ、バンＡ（Wente, Van A.）、超微細熱可塑性繊維（Superfine Thermoplastic Fibers）、インダストリアルアンドエンジニアリングケミストリー（Indus. Engn. Chem.）、第４８巻、１３４２項及び以下参照（１９５６年）に教示されているようなメルトブローン繊維のウェブは、特に永久帯電された（エレクトロレット）形態の場合、特に有用である（例えば、キュービット（Kubik）らの所有する米国特許第４，２１５，６８２号参照）。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、デービスＣ．Ｎ．（Davies, C. N.）、浮遊粉塵粒子の分離（The Separation Of Airborne Dust Particles）、機械技術者協会（Institution Of Mechanical Engineers）、ロンドン、会報１Ｂ、１９５２年に従って測定されてもよい。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）及びそれらの組み合わせから形成される繊維を含有するＢＭＦウェブである。ヴァン・テュルンハウト（van Turnhout）（米国再発行特許第３１，２８５号）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、エイツマン（Eitzman）らの所有する米国特許第６，８２４，７１８号、アンガジュバンド（Angadjivand）らの所有する同第６，７８３，５７４号、インスレイ（Insley）らの所有する同第６，７４３，４６４号、エイツマン（Eitzman）らの所有する同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号、並びにアンガジュバンド（Angadjivand）らの所有する同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号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、クラッセ（Klasse）らの所有する米国特許第４，５８８，５３７号に開示されているようなコロナ放電、又はブラウン（Brown）の所有する米国特許第４，７９８，８５０号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��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（ルソー（Rousseau）らの所有する米国特許第５，９０８，５９８号を参照）。特に、フッ素原子をフィルタ層の繊維表面に配置することにより、油性ミスト環境での濾過性能を改善することができる（ジョーンズ（Jones）らの所有する米国特許第６，３９８，８４７  Ｂ１号、同第６，３９７，４５８  Ｂ１号及び同第６，４０９，８０６  Ｂ１号を参照）。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。例えば特許５，４９６，５０７号に記載されている技法によって帯電させた場合、また、ジョーンズ（Jones）ら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となり得る。
【００６１】
内側カバーウェブは、着用者の顔面に接触するための滑らかな表面の提供に用いることができ、また外側カバーウェブは、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得る。カバーウェブは、一般に濾過構造に濾過効果を全く提供しないが、フィルタ層の外部（又は上流）に配置された際に、プレフィルタとして働くことができる。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、比較的微細な繊維から形成される。より具体的には、カバーウェブの坪量は約５〜５０ｇ／ｍ２（一般に１０〜３０ｇ／ｍ２）、繊維は３．５デニール未満（一般に２デニール未満、より一般的には１デニール未満）であるように形成されてもよい。カバーウェブに用いられる繊維はしばしば、平均繊維直径が約５〜２４マイクロメートルで、一般に約７〜１８マイクロメートル、より一般的には約８〜１２マイクロメートルである。カバーウェブ材料は、ある程度の弾性を有してもよく（一般に、破断点にて１００〜２００％であるが、かならずしもこれでなくてもよい）、可塑的に変形可能であってもよい。
【００６２】
カバーウェブに好適な材料は、ブローンマイクロファイバー（ＢＭＦ）材料、具体的にはポリオレフィン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のブレンドも含む）である。カバーウェブのＢＭＦ材料の製造に適したプロセスは、サビー（Sabee）らの所有する米国特許第４，０１３，８１６号に記載されている。このウェブは、滑らかな表面上、典型的には滑らかな表面のドラム上で繊維を集めて形成することができる。スパンボンド繊維も使用することができる。
【００６３】
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／ポリオレフィンブレンドから作製され得る。これらの材料は、着用者に程度の高い柔らかさ及び心地よさを提供し、またフィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料である場合、層間に接着剤を必要とすることなく、フィルタ材料を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ブレンド、ポリプロピレンとポリエチレンのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）のブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンのブレンドを挙げることができる。カバーウェブの繊維の一例としては、エクソン社（Exxon Corporation）製のポリプロピレン樹脂「エスコレーン（Escorene）３５０５Ｇ」から作製したポリプロピレンＢＭＦがあり、これは約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、繊維の範囲は０．２〜３．１デニール（平均、約０．８デニールの繊維１００本を束ねて測定）である。他の好適な繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（８５パーセントの樹脂「エスコレーン（Escorene）３５０５Ｇ」と、同様にエクソン社（Exxon Corporation）製の１５パーセントのエチレン／α−オレフィンコポリマー「エグザクト（Exact）４０２３」を含む混合物から製造）であり、これは約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、繊維の平均は約０．８デニールである。好適なスパンボンド材料は、ドイツのペイネのコロビン社（Corovin GmbH）から商品名「コロソフトプラス（Corosoft Plus）２０」、「コロソフトクラシック（Corosoft Classic）２０」及び「コロビン（Corovin）ＰＰ−Ｓ−１４」の下で入手可能であり、またフィンランドのナキラのＪＷスオミネン社（J.W. Suominen OY）から商品名「３７０／１５」の下で毛羽立ちポリプロピレン／ビスコース材料が入手可能である。
【００６４】
本発明で使用されるカバーウェブは、好ましくは、プロセス後に非常に僅かな繊維がウェブ表面から突出し、それ故滑らかな外側表面を有している。本発明で使用することができるカバーウェブの例は、例えば、アンガジュバンド（Angadjivand）の所有する米国特許第６，０４１，７８２号、ボストック（Bostock）らの所有する同第６，１２３，０７７号、ボストック（Bostock）らの所有する国際公開第９６／２８２１６Ａ号に開示されている。
【実施例】
【００６５】
試験方法
１．曲げ試験における剛性（ＳＦＴ）
支持構造の形成に使用される材料の曲げ剛性を、ＡＳＴＭ  Ｄ  ５３４２−９７セクション１２．１〜１２．７に従って測定した。これを行うにおいて、ブランクフィルムから６個の試験試料幅約２５．４ｍｍ、長さ約７０ｍｍの矩形部分に切った。試料は、以下に記載するように準備した。テーバーＶ−５剛性試験機モデル１５０−４Ｅ（テーバー社（Taber Corporation）、４５５ブライアントストリート（Bryant Street）、ノーストナワンダ（NorthTonawanda）、ニューヨーク、１４１２０）を１０〜１００テーバー剛性単位形態において使用して、試験試料を測定した。試験の終わりに、テーバー剛性の読み取り値を装置のディスプレイから記録し、以下の方程式を用いて曲げ剛性を計算した：
【００６６】
【数１】
2014028309.tif 000003
【００６７】
テーバー剛性＝ＡＳＴＭ  Ｄ５３４２−９７セクション１２．１〜１２．７に従って測定した、曲げに対する記録された材料の抵抗。
【００６８】
幅＝ｃｍで表される試験フィルム試料の幅、これは２．５４ｃｍであった。
【００６９】
厚さ＝材料の長さに沿って５つの等間隔位置で標準的なデジタルキャリパーを使用して測定した、ｃｍで表される試験試料の平均の厚さ。
【００７０】
６個のサンプルからの曲げ剛性を平均して、曲げ剛性（Stiffness in Flexure）を得た。
【００７１】
サンプルの調製
１．曲げ剛性試験試料
呼吸マスク支持構造を形成するために一緒にブレンドしたものと同一の混合ポリマー成分から、曲げ剛性試験のための試験試料を調製した。支持構造のポリマー組成については、表２を参照されたい。化合物４０グラムを使用して、半径１１４ｍｍ、厚さ０．５１〜０．６４ｍｍの円形フィルムを作製した。混合材料の最初の４０グラムを、二軸スクリューローラーブレードの６型ブラベンダー（Type Six BRABENDER）混合機（ＣＷブラベンダーインストルメンツ社（C.W.Brabender instruments Inc.）、５０イーストウェスリーストリート（East Wesley Street）、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ２１２７、サウスハッケンサック（South Hackensack）、ニュージャージー州、０７６０６製）内に注いだ。ミキサーは、７５回転／分（ＲＰＭ）にて温度１８５℃で作動していた。溶融した化合物を約１０分間ブレンドした後、混合物を４４．５キロニュートン（ＫＮ）の力で加圧して、厚さ０．５１〜０．６４ｍｍの平らな円形フィルムを作製し、これは直径１１４ｍｍであった。圧縮は、１４９℃に設定した熱板を使用して行った。熱板は、ウォバッシュ・イクイプメンツ（WABASH Equipments）１５６９モリスストリート（Morris Street）、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ２９８、ウォバッシュ（Wabash）、インディアナ州４６９９２製のジェネシス（Genesis）２７２１６ｋｇ（３０トン）圧縮成型機であった。曲げ剛性の試験前に、フィルムを、要求される試験試料寸法である幅２５．４ｍｍ、長さ７０ｍｍに切った。
【００７２】
２．呼吸マスク支持構造の製造
呼吸マスク支持構造のサンプルを、標準的な射出成型プロセスを用いて作製した。図１〜図２に示したフレームの形状に一致する単一キャビティの雄型及び雌型の金型を、工作機械メーカーにて製造した。弛緩した状態で、又は支持構造が金型上に尚存在する間、支持構造は、頂部から底部まで１１５ｍｍ、側部から側部まで１２０ｍｍと測定された。測定は、呼吸マスクが応力を受けない状態にある間、それぞれ周縁部の最高地点と最低地点との間、及び２つのリビングヒンジ地点の間の直線に沿って行った。支持構造を構成する部材の目標とされた厚さは、２．５ミリメートルであった。横方向に延びる部材に台形の断面を付与して、支持構造がより容易に金型から除去されるようにした。横方向に延びる部材の断面積は、約７．５〜１２ｍｍ２の範囲であった。
【００７３】
射出成型プロセス中、１１０トン東芝（Toshiba）ＶＩＳ−６成型プレスを使用して、表１に示す条件及び設定値で支持構造を作製した。
【００７４】
【表１】
2014028309.tif 000004
表１  呼吸マスク支持構造の射出成型条件
【００７５】
下の表２に列挙した、特定の重量パーセントにおけるポリマー混合物を混合して、支持構造の所望の物理的特性を得た。
【００７６】
【表２】
2014028309.tif 000005
表２  支持構造の組成
＊全組成物の１重量％未満を構成
【００７７】
３．呼吸マスク濾過構造の製造
呼吸マスク濾過構造を、５０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の一つの白色不織布繊維性スパンボンド材料の外側層と、同一の幅を有する２２ｇｓｍの一つの白色不織布繊維性スパンボンド材料の内側層との間に積層した、２５４ｍｍ幅の不織布繊維性エレクトロレットフィルタ材料の２つの層から形成した。不織布繊維性スパンボンド材料の両方の層は、ポリプロピレンで形成した。エレクトロレットフィルタ材料は、３Ｍ  ８５１１  Ｎ９５呼吸マスクに使用されている標準的なフィルタ材料であった。積層されたウェブブランクを長さ２５４ｍｍの部分に切って、カップ形態に形成する前に、濾過構造を横切って横方向に延びる３次元（３Ｄ）プリーツを有する四角形を形成した。
【００７８】
図８に示すように、点線が折り線を表し、実線が溶着部（即ち、図７の境界線７４ａ及び境界線７４ｂ）を表す場合、複雑な３Ｄプリーツ（８０、図７）は、同一の曲率半径（半径２５８．５ｍｍ）を有する２つの曲線７４ａ、７４ｂを超音波溶着することにより形成した。各曲線の最高地点の間の距離は４０ｍｍであり、曲線の２つの末端部は、約２０２ｍｍ離れた左終点と右終点で会合した。積層したウェブの一端から少なくとも７６ｍｍ離れた第一の折り線９０に沿って、積層したフィルタ媒体を折って第一の曲線７４ｂを形成した。積層したウェブを第一の折り線９０から６２ｍｍの所に位置した第二の折り線９２にて折って、第二の曲線に沿って溶着することにより第二の曲線７４ａを形成した。３Ｄプリーツを形成する２つの曲線を形成した後、曲線の外側の過剰な材料を除去した。次に、層状の材料を、垂直中心線９４に沿って折り、図８に示す第二の曲線の中央から５１ｍｍ離れた所から開始して、境界線８２（図７）を溶着した。この工程は過剰な材料を全て除去し、呼吸マスク支持構造内に適切にフィットするカップを形成する。超音波溶着プロセスを用いて、溶着部を形成した。Ｂｒａｎｓｏｎ  ２０００ａｅ超音波溶着装置及び電源を、ピーク電力モード、１００％振幅及び空気圧４８３ｍＰａにて使用した。
【００７９】
４．他の呼吸マスク構成要素
顔面シール：標準的な３Ｍ  ４０００シリーズ呼吸マスク顔面シール。
【００８０】
鼻クリップ：標準的な３Ｍ  ８２００  Ｐｌｕｓ  Ｎ９５呼吸マスクの鼻クリップ。
【００８１】
ヘッドバンド：標準的な３Ｍ  ８２００  Ｐｌｕｓ  Ｎ９５呼吸マスクのヘッドバンド材料であるが、色は白色である。３Ｍ  ８２１０  Ｐｌｕｓ呼吸マスクのヘッドバンド用の黄色顔料を除去した。
【００８２】
バックル：ヘッドバンド材料の心地よい調整を可能にする、可撓性ヒンジを有するバックパック．バックルと同様のバックルを使用した。
【００８３】
呼気弁：８５１１呼吸マスクからの３Ｍクールフロー（Cool Flow）（商標）弁。
【００８４】
５．呼吸マスクの組み立て
顔面シール材料を約１４０ｍｍ×１８０ｍｍの部分に切った。次に、打ち抜き工具を使用して、顔面シールの中心に位置する１２５ｍｍ×７０ｍｍの卵形の開口を形成した。中心に切抜き開口を有する顔面シールを、上述したように作製した呼吸マスク濾過構造に取り付けた。濾過要素構造を超音波溶着する際に使用したものと同一の装置を使用して、同様のプロセス条件下で顔面シールを濾過構造に固定した。溶着アンビルは、幅約１６８ｍｍ、長さ１１４ｍｍの楕円形を有していた。顔面シールを濾過構造に結合させた後、溶着線の外部の過剰な材料を除去した。組み立てた濾過構造の外側に、鼻クリップを鼻領域上に横断方向に接着した。次に、予め組み立てた濾過要素を、その所望の配向にて支持構造内に挿入した。図１及び図２に示した、横方向に延びる部材２７と横方向に延びる部材４０との間に、複雑な３Ｄプリーツを戦略的に配置した。手持ちＢｒａｎｓｏｎ  Ｅ−１５０超音波溶着装置を１００％出力、及び１．０秒の溶着時間で使用して、支持構造と濾過構造との間に、横方向に延びる各部材に沿って２０〜２５ｍｍの間隔で取り付け点を形成した。４つのヘッドバンド．バックルを、１２．７ｍｍのヘビーデューティー・スタンレー（Heavy Duty STANLEY）ステープルワイヤを使用して、リビングヒンジ９６の上方及び下方の支持構造の両側上においてハーネスフランジ４８ａ、４８ｂにステープル留めした。長さ４５０ｍｍの編まれたヘッドバンド材料をバックルに通して、呼吸マスク組み立てプロセスを完了した。標準的な３Ｍクールフロー（Cool Flow）（商標）弁を、フレームに超音波溶着することにより、フレームにおいてマスク本体に取り付けた。
【００８５】
曲げ剛性試験結果
表２に列挙した混合成分を、支持構造に必要な所望の構造及び可撓性に一致するよう選択した。支持構造材料に関する曲げ剛性の計算値を、下記の表３に列挙する。
【００８６】
【表３】
2014028309.tif 000006
表３  呼吸マスク支持構造材料の曲げ剛性
【００８７】
表３に示したデータは、支持構造材料の曲げ剛性が約２００ＭＰａであることを示している。
【００８８】
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、上記に限定されないが、以下の請求項及び全てのその等価物に詳述する制限によって規制される。
【００８９】
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。
【００９０】
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、全体的に参照によって本明細書に組み込まれる。組み込まれた文書と上記明細書との間に、開示内容の矛盾又は不一致がある限りにおいては、上記明細書が優先される。
【図１】
2014028309.tif 000007
【図２】
2014028309.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月11日(2013.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）マスク本体であって、
（ｉ）濾過構造と、
（ｉｉ）フレームを含む支持構造と、
を有するマスク本体と、
（ｃ）フレームに対して全体的に外側に取り付けられ、弁基部を含む弁座を有する呼気弁と、
を備え、
前記呼気弁は、前記弁座の前記弁基部により、前記マスク本体の支持構造の前記フレームの外面だけにおいて、前記フレームに固定されている、
フィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項２】
前記フレームがマスク本体の支持構造と一体化されている、請求項１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項３】
前記支持構造が、マスク本体の第一の側部と第二の側部との間に水平に延びる複数の離間された横方向に延びるプラスチック部材を含み、該水平に横方向に延びる部材の少なくとも２つが、長手方向に延びる第一の部材及び第二の部材によって共に結合され、前記フレームを画定する、請求項２に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【外国語明細書】
2014028309000001.pdf