(57)【要約】  マスク本体（１２）と、ハーネス（１４）とを備える濾過フェイスピースレスピレータ（１０）。マスク本体（１２）は、支持フレーム構造体（１６）と、濾過構造体（１８）とを含む。フレーム構造体（１６）が濾過構造体（１８）に結合されるように、フレーム構造体は濾過構造体（１８）の上に射出成形される。そのような支持構造体を有するマスク本体は、濾過構造体が支持構造体の形態に厳密に従うことができ、得られる物品に改善された審美性及び型崩れ抵抗性を提供する。【選択図】図１
2013542834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過フェイスピースレスピレータであって、
ａ）ハーネスと、
ｂ）マスク本体であって、
（ｉ）濾過構造体と、
（ｉｉ）前記濾過構造体が結合されるように、前記濾過構造体の上に射出成形された支持フレーム構造体と、を含む、マスク本体と、を備える、濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項２】
前記射出成形された支持フレーム構造体及び前記濾過構造体は、機械的な相互浸透及び化学的接着のうちの少なくとも１つによって結合される、請求項１に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項３】
前記射出成形された支持フレーム構造体は、前記フレーム構造体が前記濾過構造体に結合される、対向する第２の主表面から見えるように、前記濾過構造体の第１の主表面に浸透しない、請求項１に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項４】
前記射出成形された支持フレーム構造体と前記濾過構造体との間の境界面で連続的な結合が存在する、請求項３に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項５】
前記濾過構造体は、前記支持フレーム構造体が射出成形されることによって前記連続的な結合にて圧縮される、請求項４に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項６】
前記支持フレーム構造体は、２〜１２平方ミリメートルの横断面積を有する部材を含む骨格の形態を有する、請求項１に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項７】
前記機械的な相互浸透の深さは、少なくとも部分的に前記濾過構造体の厚さの部分の全体にわたる、請求項２に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項８】
前記濾過構造体は、第１のカバー層及び第２のカバー層と、前記第１のカバー層と前記第２のカバー層との間に配置された少なくとも１つの濾過層とを含み、前記少なくとも１つの濾過層は、前記射出成形された支持フレーム構造体によって機械的に相互浸透されている、請求項２に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項９】
前記第１のカバー層及び前記第２のカバー層のうちの少なくとも１つは、前記射出成形された支持フレーム構造体の対応する部分と化学的に結合されている、請求項８に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項１０】
前記支持フレーム構造体は、外周部分と、前記支持構造体の支持部分を画定する概ね横方向に伸長する１つ以上の部材とを含む、請求項１に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項１１】
前記濾過構造体は、少なくとも１つのカバーウェブが外側カバーウェブである１つ以上のカバーウェブと、１つ以上の濾過層とを含み、前記マスク本体は、前記外側カバーウェブに結合され、かつ前記濾過層の少なくとも１つに結合される少なくとも１つの横方向に伸長する部材を含む、請求項１に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
【請求項１２】
濾過フェイスピースレスピレータの製造方法であって、
（ａ）濾過構造体を提供する工程と、
（ｂ）前記濾過構造体に結合されるように、支持フレーム構造体を前記濾過構造体の上に射出成形する工程と、を含む、方法。
【請求項１３】
前記射出成形工程は、前記支持フレーム構造体と前記濾過構造体との間の境界面で連続的に結合した継ぎ目を形成する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持フレーム構造体を前記濾過構造体に射出成形する前記工程は、機械的な相互浸透及び化学的接着のうちの少なくとも１つによる結合を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記濾過構造体は複数の層を含む濾材を含み、前記支持構造体は前記層の少なくとも１つに結合される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記支持フレーム構造体の前記射出成形工程は、前記濾材のすべての層を通って概ね浸透しないように実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
濾過フェイスピースレスピレータの製造方法であって、
外側カバーウェブ及び濾過層を含む濾過構造体の上に、少なくとも部分的に前記マスク本体を横切って伸長する少なくとも１つの部材を含む支持フレーム構造体を射出成形する工程を含み、前記射出成形工程は、前記部材を前記外側カバーウェブに結合させ、かつ前記濾過層の少なくとも一部分に結合させる、方法。
【請求項１８】
前記部材は、前記濾過構造体に連続的に結合される横方向に伸長する部材である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
金型クランプ力は、少なくとも５０トン（４９８ｋＮ）の圧力で実行される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
濾過フェイスピースレスピレータであって、
ａ）１つ以上のストラップを含むハーネスと、
ｂ）前記ハーネスが接合されるマスク本体であって、
（ｉ）帯電した不織布繊維材料の１つ以上の層と、高分子繊維をぞれぞれ含む１つ以上のカバーウェブとを含む濾過構造体と、
（ｉｉ）プラスチックの支持フレーム構造体であって、前記マスク本体を横切って伸長する少なくとも１つの部材を含み、前記支持構造体部材の前記プラスチックを少なくとも前記カバーウェブに浸透させ、かつ少なくとも前記１つの濾過層に浸透させることによって、前記少なくとも１つの部材が前記濾過構造体に結合されるように、前記濾過構造体の上に射出成形された、プラスチックの支持フレーム構造体と、を含む、マスク本体と、を備える、濾過フェイ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、濾過構造体が支持構造体に結合されるように、支持構造体が濾過構造体の上に射出成形されたマスク本体を有するパーソナル呼吸保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レスピレータは、（１）不純物又は汚染物質が着用者の呼吸進路に入るのを低減する、（２）着用者が吐き出す病原体及び他の汚染物質に他の者又は物がさらされることから守る、の２つの共通目的のうちの少なくとも１つのために、人の呼吸通路を覆って一般に着用される。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、自動車車体工場で着用される。第２の状況では、レスピレータは、他の者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で着用される。
【０００３】
レスピレータのいくつかは、マスク本体がレスピレータ濾過機構として機能するため、濾過フェイスピースレスピレータとして分類される。取り付け可能なフィルタカートリッジ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（例えば、米国特許第ＲＥ  ３９，４９３号（Ｙｕｓｃｈａｋら）を参照のこと）、又はインサート成形されたフィルタ要素（例えば、米国特許第４，７９０，３０６号（Ｂｒａｕｎ）を参照のこと）とは異なり、濾過フェイスピースレスピレータは、フィルタカートリッジを取り付ける又は交換する必要がないように、マスク本体全体の大半を含むフィルタ材を有する。そのため、濾過フェイスピースレスピレータは、比較的軽量で、使いやすく、使い捨て可能である。
【０００４】
濾過フェイスピースレスピレータは、濾過構造体を支持するように成形によって形作られる層を典型的には含む。そのような製品を開示する特許の例としては、米国特許第７，１３１，４４２号（Ｋｒｏｎｚｅｒら）、同第６，９２３，１８２号及び同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８７３，９７２号（Ｍａｇｉｄｓｏｎら）、同第４，８５０，３４７号（Ｓｋｏｖ）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）、並びに同第Ｄｅｓ．２８５，３７４号（Ｈｕｂｅｒら）が挙げられる。これらの形作られる層は通常、カップ状の形態に成形される、熱結合繊維又は透かし細工のフィラメント状メッシュで作られる。ごく最近、横方向に伸長する構造部材を使用して濾材を支持するマスク本体が開発されている（米国特許公開第２００９／００７８２６１Ａ１号（Ｍａｒｔｉｎら）を参照のこと）。
【０００５】
濾過フェイスピースレスピレータの使用中、濾過された微粒子がレスピレータの外面に蓄積し、透過性を減少させ得る。透過性の減少は呼吸抵抗につながる可能性があり、それは次に、レスピレータが着用者の顔面の方につぶれてしまう可能性がある。マスク本体が型崩れしにくい濾過フェイスピースレスピレータを開発する努力がなされてきた（例えば、米国特許第６，９２３，１８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）を参照のこと）。型崩れ抵抗性を改良するための既知のアプローチは、マスク本体に、接着層及び形成層などの追加の層を加えることに概ね依拠する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、（ａ）ハーネスと、（ｉ）濾過構造体、及び（ｉｉ）濾過構造体が結合されるように、濾過構造体の上に射出成形された支持フレーム構造体を含む（ｂ）マスク本体と、を備える新しい濾過フェイスピースレスピレータを提供する。
【０００７】
本発明は、濾過構造体を提供する方法と、支持フレーム構造体に結合されるように、そのフレーム構造体を濾過構造体の上に射出成形する方法と、を含む濾過フェイスピースレスピレータの新しい製造方法を更に提供する。
【０００８】
本発明の新しい濾過フェイスピースレスピレータ及び方法は、濾過構造体がフレーム構造体に結合されるように、濾過構造体の上に射出成形されたフレーム構造体をマスク本体が含む点で、既知のレスピレータ及びレスピレータの製造方法とは異なる。従来の濾過フェイスピースレスピレータは、濾材を支持するために、不織布繊維ウェブ若しくはプラスチックメッシュを含む形成層、又は横方向に伸長するフレーム部材を使用してきた。しかしながら、従来の濾過フェイスピースレスピレータは、支持フレーム構造体を濾過構造体の上に射出成形させて、これら２つの部分の間に結合を作り出してはいない。本発明は、そのような結合が達成されるのを可能にし、その結果、濾過構造体が支持フレーム構造体の形状又は形態を呈することができる。本発明によれば、この結合は、処理中、濾過構造体を破損させる又は破壊させることなく達成可能である。結果として、型崩れしにくく、濾過構造体が支持構造体の意図された形態に厳密に従うという点において、審美的に満足のいくレスピレータが生じる。
【０００９】
用語
以下に記載する用語は、次に定義する意味を有する。
「結合」及びその変形は、共に接合されることを意味する。
「中央で離間された」とは、正面から見たときに、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分離されていることを意味する。
「化学結合」、「化学的接着」、「化学的に接着された」、及び「化学的に結合された」は、原子と分子との間の引力相互作用に関与する接着の物理的過程を言及し、共有結合及びイオン結合（並びに水素結合及びファンデルワールス結合）を含み、結合される表面の前処理を必要としないように、結合される表面で利用可能な官能基、及びそれらと表面に接合されるように選択された材料との反応度にしばしば左右され得る。
「清浄な空気」とは、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。
「含む（又は、含んでいる）」とは、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、他のオープンエンド型の用語「包含する」、「有する」、及び「含有する」などとほぼ同義であるオープンエンド型の用語である。
「汚染物質」とは、粒子（粉塵、ミスト、及び煙気を含む）、及び／又は、一般的には粒子と見なされないことがあるが（例えば、有機蒸気等）、呼気流中の空気を含む、空気中に懸濁されていることがある他の物質を意味する。
「横断方向の寸法」は、レスピレータを正面から見たとき、レスピレータを左右に横切って横方向に伸長する寸法である。
「異なる材料」は、異なる物理的性質を有する材料を指す。
「外部気体空間」とは、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た後に入る周囲大気中の気体空間を意味する。
「濾過フェイスピース」とは、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設計されることを意味する。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形された別個に識別できるフィルタカートリッジ又はインサート成形されたフィルタ要素は存在しない。
「フィルタ」又は「濾過層」とは、透気性材料の１つ以上の層を意味し、その層（単数又は複数）は、通過する空気流から汚染物質（粒子など）を除去することを主な目的として適合される。
「濾過構造体」とは、主に空気を濾過するために設計される構造体を意味する。
「第１の側」とは、レスピレータを垂直に二分する平面から横方向に離れており、レスピレータが着用されるときに着用者の頬及び／又は顎の区域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「ハーネス」とは、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。
「射出成形」とは、液体プラスチックを金型キャビティに押し込んで冷却させて、固体部品を製造することを意味する。
「一体化」とは、同様の材料で同時に製造されることを意味する。
「内部気体空間」とは、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
「相互透過（interpenetration）」は、液体物質が個体物質の空隙又は空間に透過し、次に固体化する過程を指す。
「分界線」とは、折り目、継ぎ目、溶接線、結合線、縫い目線、及び／又はそれらの任意の組み合わせ（単数又は複数）を意味する。
「マスク本体」とは、人の鼻及び口を覆って装着されるよう設計され、かつ外部気体空間から分離された内部気体空間を画定するのを助ける透気性構造体を意味する。
「部材」とは、支持フレーム構造体に関係して用いられるとき、支持フレーム構造体の全体的な構造及び形態に有意に寄与するような大きさの、個別かつ容易に識別可能な固体部品を意味する。
「外周」とは、レスピレータが人によって着用されるとき、外側部分が着用者の顔面に概ね近位に配置されるマスク本体の外側周辺部分を意味する。
「ポリマー」及び「プラスチック」とはそれぞれ、１つ又はそれ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分を含有してもよい材料を意味する。
「複数」とは、２つ以上を意味する。
「レスピレータ」とは、人によって着用され、着用者に呼吸するための清浄な空気を提供する空気濾過装置を意味する。
「第２の側」とは、マスクを垂直に二分する平面線から離れており（第２の側は第１の側の反対側に位置する）、かつレスピレータを装着したときに着用者の頬及び／又は顎の領域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「離間された」とは、物理的に分離されたか、又はその間に測定可能な距離を有することを意味する。
「支持フレーム構造体」とは、マスク本体が意図された三次元の形状を保つように、それ自体が十分な構造健全性を有するように設計される構造を意味する。
「横方向に伸長する」とは、概ね横方向次元で伸長することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による濾過フェイスピースレスピレータ１０の正面斜視図。
【図２】本発明のレスピレータで使用してもよい濾過構造体１８の一例を図示する拡大概略断片化横断面図。
【図３】本発明による射出成形された支持フレーム構造体部材２６と濾過構造体１８との間の結合を図示するディジタル顕微鏡写真。
【図４】本発明に関連して使用してもよい方法６０のフローチャート。
【図５】本発明によるレスピレータの製造に関連して使用する濾過構造体を形成するために使用されるトリミングされていないプリフォーム（perform）６４の略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に説明するように、濾過フェイスピースレスピレータは、濾過構造体に射出成形された支持フレーム構造体と組み合わせた、三次元の形態を有し得る濾過構造体を含むマスク本体から構成されてもよい。用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、「少なくとも１つの」と互換的に用いられてもよく、１つ以上の説明する要素を意味する。以下の説明を容易にするために、濾過フェイスピースレスピレータが平面の上に突出し、正面から見たとき、横方向の寸法はレスピレータを横切って伸長し、長手方向の寸法はレスピレータの下部と上部との間を伸長する。
【００１２】
図１は、マスク本体１２及びハーネス１４を備える濾過フェイスピースレスピレータ１０を示す。マスク本体１２は、支持フレーム構造体１６及び濾過構造体１８を有する。支持フレーム構造体１６は、濾過構造体１８に関して骨格の形態を有する。フレーム構造体１６は、濾過構造体がフレーム構造体の後部に存在する領域で濾過構造体１８に結合される。支持フレーム構造体１６は、様々な顔の形状に合わせて可撓性を有する又は曲げることができる比較的強度な構造材料（単数又は複数）で構成されてもよい、単一部片に一体化成形された三次元の骨格型構造を含む。支持フレーム構造体は、単一の部材より多くの部材で概ね構成され、それらの部材は、合体した一部片構造を含む任意の好適な方法で接合されてもよい。支持フレーム構造体１６は、一部は濾過フェイスピースレスピレータの最終用途に基づいて、多種多様の三次元の形状及びサイズを有してもよい。支持フレーム構造体１６の三次元の形態は、着用者の鼻及び口を覆って装着されるように三次元のカップ状の形態を提供してもよい。他のそのような三次元の形態は、例えば、レスピレータの所望の最終用途によって企図される（例えば、米国特許第４，８２７，９２４号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ）を参照のこと）。
【００１３】
支持フレーム構造体１６は、濾過構造体１８の上に射出成形される。支持フレーム構造体１６は、外周部分２０、並びに第１の側２２及び第２の側２４を含んでもよい。外周部分２０は、単一の連続的な部材で構成されてもよく、又はマスク本体１２の周りを約３６０度伸長し得る部材又はセグメントの組み合わせであってもよい。使用者の顔面は、快適で密閉するフィット性を達成するために、濾過構造体１８の内面のみが接触してもよい。支持フレーム構造体１６は、横方向に伸長する部材２６、２８、及び／又は３０などのマスク本体を横切って伸長する部材を更に含んでもよい。１つ以上の横方向に伸長する部材は、着用者の顎の動き及び種々のサイズの顔により良く順応するために長手方向に伸張又は収縮してもよい（米国特許公開第２００９／００７８２６１Ａ１号（Ｍａｒｔｉｎら）を参照のこと）。概ね横方向に伸長するリブ、又は部材２６及び２８は、例えば、第１の側２２から第２の側２４まで、その間が接合されることなく伸長してもよい。そのため、横方向に伸長する部材２６及び２８の縦方向の動きを妨げ得る長手方向に伸長するいかなる部材がない。少し違った言い方をすると、使用者が顎を広げ又は口を開くとき、横方向に伸長する部材２６と横方向に伸長する部材２８との動きを互いに制限し合う、これら部材を接合する構造部材がない。マスク本体１２は、長手方向に可動で概ね横方向に伸長する部材２６及び２８の対の間の領域、並びに任意の構造部材によって接合されていない他の横方向に伸長する部材の領域で、概ね長手方向に、容易に伸縮し接触してもよい。横方向に伸長する部材２６、２８、及び３０は、長方形、円形、三角形、楕円形、台形などであってもよい。横断面で見たとき、例えば、約２〜１２ｍｍ２、より典型的には、約４〜８ｍｍ２の横断面積を有してもよい。支持フレーム構造体１６は、濾過構造体の内面又は外面（あるいは両面）に置かれてもよい骨格の構成を画定する。
【００１４】
支持フレーム構造体１６は、可動な横方向に伸長する部材２６が横方向に伸長する部材２８に合する領域に位置する外周部分２０にリビングヒンジを含んでもよい（米国特許出願第２００９／００７８２６２Ａ１号（Ｇｅｂｒｅｗｏｌｄら）を参照のこと）。リビングヒンジは、横方向に伸長する部材２６及び２８が、互いの方向に動く、又は互いから離れて動くことをより容易にさせる。
【００１５】
支持フレーム構造体１６は、いくつかの既知の材料で作られてもよい。使用してもよい材料に関して、これらの材料としては、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；プラストマー；熱可塑性物質；熱可塑性エラストマー；熱硬化性樹脂、混合物又は組み合わせなどのいくつかの既知のプラスチックを挙げることができる。色素、紫外線安定剤、抗塊剤、成核剤、殺真菌剤、及び殺菌剤などの添加剤を更に加えてもよい。使用されるプラスチックは、弾性、形状記憶、及び曲げ疲労に対する耐性を呈することができ、これにより支持構造体は、特に任意のヒンジ点において、多数回（例えば、１００回超）変形しかつその元の状態に戻ることができる。選択されるプラスチックは多数の変形に耐え得、その結果、支持構造体は、濾過構造体よりも長い寿命を呈する。支持フレーム構造体は、例えば、約７５〜３００メガパスカル（ＭＰａ）のたわみ剛性、より典型的には約１００〜２５０ＭＰａのたわみ剛性、及び更に典型的には約１７５〜２２５ＭＰａのたわみ剛性を示すプラスチックを含み得る。たわみ剛性は、米国特許出願第２００９／００７８２６１Ａ１号（Ｍａｒｔｉｎら）に記載されるたわみ剛性によって測定してもよい。ハーネス１４は、１つ以上のバックル３６を用いて長さが調節されてもよい第１のストラップ３２及び第２のストラップ３４を含んでもよい。ハーネス１４は、第１の側２２及び第２の側２４においてハーネス固定フランジ部材３８でマスク本体１２に固定されてもよい。バックル３６は、フランジ部材３８にインサート成形されることによって、フランジ部材３８でマスク本体１２に固定されてもよい。ステープル留め、粘着性結合、溶接、及びそれらの組み合わせを含む、様々な他の方法が使用されてもよい。米国特許出願公開第２００９／００７８２６６Ａ１号（Ｓｔｅｐａｎ）は、支持フレーム構造体に一体化成形されたバックルを有するマスク本体を説明する。マスク本体１２は、着用者の快適さを改善するために、マスクの内部から呼気をパージする呼気弁４０を更に含んでもよい。呼気弁４０は、粘着性結合、熱結合、音波及びレーザー溶接、機械的なクランピング、並びにこれらの組み合わせなどの任意の好適なアプローチによってマスク本体１２に接合されてもよい。例えば、米国特許第７，０６９，９３１号（Ｃｕｒｒａｎら）、及び米国特許出願公開第２００９／００７８２６４Ａ１号（Ｍａｒｔｉｎら）を参照されたい。呼気弁４０は、弁座上に存在する弁カバー４２も含み、呼気が弁カバー開口部（単数又は複数）４４で弁４０を出る前に通過する空気室を画定する。呼気弁４０は、呼気中に着用者によって産生される呼気圧に応動して弁座から持ち上がる可撓性フラップ４６を含んでもよい。
【００１６】
図２は、本発明のレスピレータに関連して使用してもよい濾過構造体１８の例を示す。濾過構造体１８は、少なくとも１つの濾過層５０ａ、５０ｂの形で濾材５０を含んでよく、また内側及び外側のカバー層又はウェブ、それぞれ５２ａ、５２ｂを含んでもよい。本質的に、レスピレータ濾材としての使用に好適な任意の材料が濾過構造体で使用されてもよい。一般に、濾過構造体１８の形状は、支持フレーム構造体の一般的な形状に一致してもよく、その結果、２つの構造体が容易に接合され得る。濾過構造体１８のために選択される材料（単数又は複数）、特に濾材５０は、濾過される物質の種類に依存してもよい。例えば、濾過構造体１８は、粒子捕獲タイプのフィルタ、又は気体及び蒸気タイプのフィルタであり得る。濾過構造体１８はまた、例えば、液体浮遊粒子又は液体飛散が濾過層を透過することを低減するなど、液体が濾過層の片側から別の側に移動するのを低減するバリア層として作用してもよい。本明細書の濾過構造体の構築には、用途の必要に応じて、複数の層の類似の濾材又は異なる濾材が使用されてもよい。本発明の積層型マスク本体で有利に使用され得るフィルタは、圧力低下が概ね低く（例えば、面速度１３．８センチメートル／秒で約２００〜３００パスカル未満）、マスク着用者の呼吸労力を最小にする。濾過層は更に、予想される使用条件下でそれらの構造を概ね保持するように、概ね可撓性があり十分な剪断強さを有する。
【００１７】
濾過構造体は、典型的には、支持フレーム構造体に接して、又はその内部で適切に嵌合するように適合される。濾過構造体は、支持フレーム構造体の内側に配置されても、支持フレーム構造体の外側に配置されてもよく、又は支持フレーム構造体を構成する様々な部材の間に配置されてもよい。濾過構造体はまた、前置フィルタを使用してもよい。更に濾過構造体は、呼吸空気から有害な気体又は悪臭のある気体を除去するために、濾過構造体を構成する繊維及び／又は様々な層の間に配置される活性炭を含む、吸着材料などの材料を更に含んでもよい（米国特許第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎ）を参照のこと）。様々な形態に適合し得る吸着濾過構造体の例は、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓら）で説明される。濾過構造体は、２つ以上の濾過層を含んでもよく、吸着層と共に使用されて微粒子と蒸気の両方の濾過を提供してもよい。粒子捕捉フィルタの例としては、ポリマー合成繊維、又はガラス繊維などの微細な無機繊維の１つ以上のウェブが挙げられる。合成繊維ウェブには、メルトブローン法などの方法によって製造される帯電ポリマーマイクロファイバーが含まれてもよい。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、粒子捕集用途に特に有用性を提供する。
【００１８】
上述のとおり、濾過層（単数又は複数）は様々な形状及び形式で提供され得る。典型的には、濾材は、厚さ約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を有してもよく、概ね平坦なウェブ（単数又は複数）であってもよく、又は拡大した表面積を提供するために波状であってもよい（例えば、米国特許第５，８０４，２９５号、及び同第５，６５６，３６８号（Ｂｒａｕｎら）を参照のこと）。濾材は、粘着性手段又は任意の他の手段によって接合される多数の濾過層を更に含んでもよい。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ  Ａ．，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ，４８  Ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２ｅｔ  ｓｅｑ．（１９５６）で教示されるようなメルトブローン繊維のウェブ、特に常時帯電（エレクトレット）状態にあるものは、特に有用である（例えば、米国特許第４，２１５，６８２号（Ｋｕｂｉｋら）を参照のこと）。各層のこれらのメルトブローン繊維は、有効繊維直径が約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）、典型的には約１〜１２μｍの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，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １Ｂ，１９５２に従って測定され得る。例示的な一実施形態は、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、並びにこれらの組み合わせ及び混合から形成された繊維を含むＢＭＦウェブを含んでもよい。米国特許第Ｒｅ．３１，２８５号（ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）で教示する帯電小繊維化フィルム繊維も適している可能性があり、またロジン−ウール繊維性ウェブ及びグラスファイバーウェブ若しくは溶液ブロー繊維、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可能性がある。電荷は、米国特許第６，８２４，７１８号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、同第６，７８３，５７４号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第６，７４３，４６４号（Ｉｎｓｌｅｙら）、同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、並びに、同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）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。電荷はまた、米国特許第４，５８８，５３７号（Ｋｌａｓｓｅら）に開示されているようなコロナ帯電により、又は、同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示されているような摩擦帯電により、繊維に付与されてもよい。また、水帯電（hydro-charging）プロセスを通して製造されるウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維に含ませることが可能である（米国特許第５，９０８，５９８号（Ｒｏｕｓｓｅａｕら）を参照のこと）。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（米国特許第６，３９８，８４７  Ｂ１号、同第６，３９７，４５８  Ｂ１号、及び同第６，４０��，８０６  Ｂ１号（Ｊｏｎｅｓら）を参照のこと）。エレクトレットＢＭＦ濾過層用の典型的な坪量は、１平方メートル当たり約１０〜１００グラムである。例えば、‘５０７号の特許に記載の技術によって帯電する場合、及びＪｏｎｅｓらによる特許に言及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であってもよい。レスピレータの濾材は、標準３Ｍ  ８５１１  Ｎ  ９５レスピレータエレクトレットフィルタ材料（約６〜１２マイクロメートルの範囲の繊維直径を有する）の２つの層が、１平方メートル当たり５０グラム（ｇｓｍ）の白色不織布スパンボンドの１つの外層と２２ｇｓｍの白色不織布スパンボンド材料の１つの内層との間にラミネートされて形成されてもよい。不織布スパンボンド材料の双方の層は、Ｆｉｂｅｒｗｅｂ  Ｗａｓｈｏｕｇａｌ  Ｉｎｃ．（３７２０  Ｇｒａｎｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｗａｓｈｏｕｇａｌ，ＷＡ  ９８６７１）から入手した約８〜１２マイクロメートルの繊維直径を有してもよい。
【００１９】
内側カバーウェブは、着用者の顔面に接触する滑らかな表面を提供するために使用することができ、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、又は審美的理由で使用することができる。カバーウェブは、濾過層の外部（又は上流）に配置されたとき、前置フィルタとして機能し得るが、典型的には、濾過構造体に実質的な濾過効果を全く提供しない。好適な度合いの快適さを得るために、内側カバーウェブは、比較的低い坪量を有してもよく、比較的微細な繊維から形成されてもよい。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られてもよい。ファイバーは、典型的には３．５デニール（０．３８９ｇ／ｋｍ）未満（より典型的には２デニール（０．２２ｇ／ｋｍ）未満、更により典型的には１デニール（０．１１ｇ／ｋｍ）未満であるが０．１（０．０１１）超）を有する。内側カバーウェブに用いられる繊維は、平均繊維直径が約５〜２４マイクロメートル、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マイクロメートルであることが多い。内側カバーウェブの材料は、ある程度の弾性（典型的には、破断時で１００〜２００％であるが、必ずしもそうとは限らない）を有してもよく、可塑的に変形可能であってもよい。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（ポリプロピレン混合物及びポリプロピレンとポリエチレンとの混合物も含む）である。カバーウェブ用のＢＭＦ材料を製造するために好適な方法は、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅら）で説明される。カバーウェブは、平滑面、典型的には平滑面ドラム上に繊維を集めることにより形成されてもよい。スパンボンド繊維を使用することもできる。
【００２０】
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有するポリプロピレン／ポリオレフィンの混合物から製造されてもよい。これらの材料は、着用者に高度の柔らかさかつ快適さを提供し、更に、フィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料であるとき、例えば、超音波溶接後に、層によってフィルタ材料が固定した状態を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、２種のポリプロピレンの単一ポリプロピレン混合物、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合物、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）との混合物、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンとの混合物を挙げることができる。外側カバーウェブの繊維の一例としては、ポリプロピレン樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」（Ｅｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）から製造されたポリプロピレンＢＭＦがあり、これは約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、０．２〜３．１デニール（０．０２２〜０．３４４ｇ／ｋｍ）の範囲の繊維を有する（平均、約０．８デニールの繊維１００本超で測定）。外側カバーウェブに使用される繊維は、内側カバーウェブと同様の平均繊維直径を有することが多い。別の好適な繊維はポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ３５０５Ｇ」８５パーセントと、エチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘｃａｃｔ４０２３」（これもＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）１５パーセントを含む混合物から製造される）であり、これは約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、平均約０．８デニール（０．０８９ｇ／ｋｍ）の繊維を有する。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ（Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｐｌｕｓ  ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｃｌａｓｓｉｃ  ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＰＰ−Ｓ−１４」で入手可能であり、カードポリプロピレン／ビスコース材料は、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ  ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）から商品名「３７０／１５」で入手可能である。本発明に使用されるカバーウェブは、処理後にカバーウェブの表面から非常に少ない繊維しか突出しないので、滑らかな外面を呈することができる。本明細書で使用され得る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ら）、及び国際公開第９６／２８２１６Ａ号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）に開示される。
【００２１】
本発明は、支持構造体と濾過構造体との間に結合をもたらすように、形状適合可能な三次元の支持フレーム構造体を三次元の濾過構造体に射出成形することを企図する。結合は、確実で信頼できるものであり得、支持フレーム材料の、濾過構造体１８のウェブ（単数又は複数）への機械的な相互浸透、及び機械的な結合に加えて生じ得る、又はその代わりに生じ得る、任意の化学結合又は接着が含まれてもよい。機械的及び／又は化学的な結合又は接着は、例えば、外側カバーウェブ及び本発明の濾過構造体の濾過層の少なくとも１つの繊維の部分的な溶融又は完全な溶融から生じてもよい。
【００２２】
図３は、生じ得る結合の一例を図示するディジタル顕微鏡写真を示す。図示する断面は、室温で鋭利な解剖刀を使用して結合領域を切断して調整した、試料の射出成形したフレームを通して得たものである。断面は、マスク本体の中央に向かって横方向に伸長する部材２６を通して試料に作られた。示すように、濾過構造体１８の機械的な相互浸透、及び濾過構造体の様々な層の圧縮から生じる強化された結合が達成可能であった。この機械的な相互浸透タイプの結合は、生じ得る任意の化学結合又は化学的接着によってもたらされる強さを増加させる。ほぼゾーンＡにあたる外側カバーウェブ５２ｂの繊維層は、ほとんど完全に溶融されてもよく、ほぼゾーンＡにあたる濾過層５０は、部分的に溶融されてもよく、一方で、ほぼゾーンＢにあたる濾過層５０の部分は、構造フレーム材料を形成する溶融プラスチックによって機械的に相互浸透されている。この実施形態では、相互浸透の度合いは、濾過層５０の層の一部又は全体を通ってもよい。別の言い方をすると、相互浸透の度合いは、濾過層５０の厚さの全体、又は一部であってもよい。浸透の深さは、例えば、約０．５マイクロメートル〜約４００マイクロメートル、より典型的には約５〜３００マイクロメートルの範囲であってもよい。ゾーンＣにあたる内側カバーウェブ５２ａは、溶融プラスチックによって任意の有意な程度まで浸透されたようには見えなかった。内側カバーウェブ５２ａを浸透させないように成形を制御することによって、プラスチックがその他の点で悪影響を及ぼさない、又はマスク本体１２（図１）の表面仕上げから見えないので、改善された審美性を達成することができる。本発明は、溶融プラスチックが濾過構造体１８全体の部分を通って浸透することを可能にすることを想定するが、濾過構造体の各層で、又はその層の組み合わせで相互浸透の深さを制御する等、機械的な相互浸透の程度に関して様々な変更が行なわれてもよい。結合した射出成形が行なわれると、濾過構造体中の繊維を圧縮させ、良好な結合を更に促進させる。支持構造体と濾過構造体との間で改善された機械的な接続又はインターロックをもたらす上述の圧縮及び相互浸透の結果を得るために、射出成形の圧力は異なってもよい。本発明で実行される射出成形の圧力は、機械的に相互浸透を典型的に引き起こすだけでなく、外側カバーウェブ５２ｂ及び濾過層５０も圧縮し、それらの間の全面的な結合を更に強化させる。ある程度の溶融が内側カバーウェブ５２ａ及び濾過層５０に生じる場合があるが、外側カバーウェブ及び外側の濾過層に対して生じる溶融のように明白なものではない。強化された結合は、濾過構造体と支持フレーム構造体との間の分離抵抗性を改善させる。内側カバーウェブ５２ａの表面を越えて又は通って伸長することなく、濾過構造体１８の表面に沿って連続的かつ概ね均一な結合によって、審美性が改善され得る。
【００２３】
本発明では、濾過構造体の上に射出成形される部材は、濾過構造体の分界線に実質的に沿って結合されてもよい。連続的な結合は、別々の結合又は非連続的な結合より耐久性のある接続をもたらし、それによってより優れた分離抵抗性をもたらし得る。連続的な結合はまた、改善された審美性外観を提供し得、それは商業的な優位性をもたらし得る。支持フレーム構造体の部材はまた、マスク本体の外周に実質的に沿って濾過構造体に結合されてもよい。射出成形は、例えば、射出圧力、金型クランプの力、温度及びサイクル時間の条件が制御され、溶融され得る又は部分的に溶融され得る層の化学結合及び／又は付着に影響を及ぼすだけでなく、上述のように溶融されない濾過層の少なくとも繊維の機械的な相互浸透又はインターロックも提供し得るようなやり方で実行されてもよい。射出成形用の温度は、外側のウェブカバー層を溶融し、並びに外側の濾過層及び内側の濾過層のある程度など、１つ以上の濾過層を溶融してもよい。相互浸透は、一般的に、溶融が終わる、例えばＭ点から、内側のウェブカバー５２ａの少なくとも一部分まで、及び／又は一部分を通過する範囲にわたる深さまで行なわれてもよい。述べたように、内側のウェブカバー５２ａは完全には浸透されず、その結果、マスク本体を後部から見たとき、射出成形されたプラスチックは見えない。繊維層の数、平均繊維直径、繊維層の凸凹のサイズ、並びに成形中の射出圧力、金型クランプの力及び液体材料の温度を含むいくつかの要因次第で、機械的な相互浸透又はアンカリングに影響を及ぼすために、相互浸透の他の深さが達成されてもよい。述べたように審美性の事柄及び他の必要条件のため、本発明の図示した実施形態は、濾過構造体の反対側から見えるような内側のウェブカバー５２ａを浸透する支持構造体を有さない。
【００２４】
図４は、支持フレーム構造体が濾過構造体に固定されるレスピレータの製造方法６０を示す。濾過構造体は、製造する、購入する、発注する等で提供されてもよい。工程６２で、呼気弁が濾材又は濾過構造体プリフォームに接合されてもよい。呼気弁がマスク本体に取り付けられて、内部気体空間からの呼気をパージすることを容易にする。呼気弁の使用は、マスクの内部から暖かく湿った呼気を急速に取り除くことにより、着用者の快適さを改善させ得る（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ら）、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号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈら）、同第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔら）、並びに同第ＲＥ３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照のこと）。呼気を内部気体空間から外部気体空間に急速に送り出すために、好適な圧力低下を提供しマスク本体に適切に固定できる本質的に任意の呼気弁が、本発明に関して使用されてもよい。濾材又は濾過構造体プリフォームは、上述の濾過構造体材料／層を使用して製造されてもよい。プリフォームは、濾過材料のブランク６４（図５）を含んでもよく、その形状は製造されるレスピレータの形態によって異なり得る。プリフォームブランクは、典型的なプリフォームブランクロールから繰出された後、レスピレータのサイズを超える、トリミングされていない物品６６（図５）に切断され得る。余材を除去しカップ形状をもたらすために、垂直の切り目６７がトリミングされていない物品６６に設けられてもよい。任意の呼気弁が、開口部６８でトリミングされていないプリフォームブランク６４に接合される。
【００２５】
工程７０で、支持フレーム構造体がプリフォームブランク６４の濾過構造体の上に成形される。支持フレーム構造体は、濾過構造体の分界線７２及び７４に連続的又は半連続的な結合を形成するように射出成形されてもよい。更に、支持フレーム構造体の外周部分は、濾過構造体１８の周辺７６に結合されてもよい。射出成形は、濾過層の溶融した及び半溶融した織地が含まれてもよい層の結合、並びに濾過層の繊維のある形の機械的な相互透過を達成するために行なわれてもよい。上述したように、この種の結合には、強化された耐久性を有する比較的強い接合体をもたらし得る機械的なインターロック又は接続が含まれてもよい。マスク本体の拡張に適応するために、折り目線７７が形作られた濾過構造体６６に設けられてもよい。
【００２６】
１つのモードでは、トリミングされていない濾過構造体６４が、垂直プレス、又は水平プレスで第１の水平金型半片のコアに置かれてもよい。第１の金型コアと濾過構造体及び呼気弁との間の適切な位置合わせは、アライメント装置を使用して達成され得る。濾過構造体及び呼気弁は、例えば、重力、及び弁上又は支持構造体上の保持基準特徴によって適所に保持されてもよい。使用され得る第２の金型半片はキャビティを有し、濾過構造体、支持フレーム、及び呼気弁を組み合わせた形状のネガ型である形状及びサイズを有する。支持フレーム構造体は、濾過構造体の外側又は外部の主表面の上に射出成形されてもよく、それによって得られる構造体は、例えば、図１に見られるものに類似してもよい。あるいは、支持フレーム構造体は、濾過構造体の内部分の上に、又は濾過構造体の両側の上に射出成形されてもよい。
【００２７】
位置合わせの後、支持フレーム構造体のプラスチックが濾過構造体の透過性構造と望しい機械的な相互透過を引き起こす射出圧力の範囲及び温度範囲、並びにタイミングサイクルで、液体プラスチックが第２の金型キャビティに射出される。例えば、使用される材料及び量によって、様々なパラメーターが射出成形プロセスの制御に使用されてもよい。典型的なパラメーターとしては、金型両半片を一緒に締め付けるためのクランプのトン数、冷却時間、温度、及び液体プラスチックが第２の金型キャビティに射出される射出圧力が挙げられ得る。
【００２８】
支持フレーム構造体に使用される材料は、上記で識別された材料の群から選択されてもよい。支持フレーム構造体及び濾過構造体、並びに他の構成要素の材料は、同じであってもよく、又は異なってもよい。成形のために選択される温度、射出圧力、及び硬化時間は様々であり、一部においては一緒に成形する材料に左右され得る。ポリプロピレンを含むプラスチック支持構造体では、射出温度は約１５０〜２５０℃であってもよい。金型クランプ力は、垂直プレスの成形では、少なくとも約５０トン（４９８ｋＮ）から、より典型的には約６０トン（５９８ｋＮ）〜約１４０トン（１３９５ｋＮ）と異なってもよく、一方で、液体プラスチックの温度は、支持フレーム構造体を形成するために使用されるプラスチック材料に基づいて異なってもよい。タイミングサイクルもまた、例えば、使用される材料によって異なってもよい。
【００２９】
工程８０で、支持フレーム構造体の外周を越えて伸長するプリフォームブランク６４のトリミングされていない部分は、適切なトリミング装置を使用して切断されてもよい。一例では、プリフォーム構成要素材料のトリミングされていない部分は、ダイに入れた後、除去されてもよい。ブレードトリミング装置で濾材の周辺７６を越えて横方向に伸長する外周の張り出し部分を切断又はトリミングしてもよい。レーザー、熱線などのような多種多様な他の技術もまた、余材のトリミングに使用されてもよい。
【００３０】
工程ブロック９０で、フェイスシール要素は、支持フレーム構造体の周辺に固定されてもよい。濾過フェイスピースレスピレータは、支持フレーム構造体の外周にフェイスシール要素を重ね成形することで加えられるフェイスシール要素を有してもよい。フェイスシールは、成形、コンタクト成形、液体射出成形等もされ得る（２０１０年１１月１９日出願の米国特許出願第１２／９４９９５４号を参照のこと）。鼻クリップ、及び上述の種類の複数のバックルもまた、一般的に、支持フレーム構造体に同時に固定されてもよい。鼻クリップ及びバックルの位置は、上述したような、又はレスピレータ分野の適正基準に適合する他の位置であってもよい。鼻クリップは、鼻クリップを保持するためにキャビティの中に取り付けることができ、フェイスシール要素が支持フレーム構造体上に成形されるとき、重ね成形されてもよい。
【００３１】
本発明と共に使用される鼻クリップは、着用者の鼻を覆ってフィット性を改善させることを補助する本質的に任意の追加部分であってもよい。着用者の顔面のこの領域は、輪郭が本質的に変わるので、鼻クリップは、マスク本体がこの位置で適切なフィット性を達成するのをうまく補助できる。鼻クリップは、着用者の鼻及び鼻と頬が合するところを覆って、所望のフィットした関係でマスクを保持するように形作ることができる、例えば、アルミニウムなどの柔軟な極軟（dead soft）の金属のバンドからなってもよい。好適な鼻クリップの一例は、米国特許第５，５５８，０８９号及び同第Ｄｅｓ．４１２，５７３号（Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ）に示される。他の鼻クリップは、米国特許出願第１２／２３８，７３７号（２００８年９月２６日出願）、米国特許公開第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）で説明される。
【実施例】
【００３２】
レスピレータの濾過構造体
図５に示すレスピレータの濾過構造体のプリフォームは、米国特許出願第２００９／００７８２６１号（Ｍａｒｔｉｎら）で説明される方法と同様のやり方で調整されてもよい。成形前のレスピレータの濾過要素又は構造体は、１平方メートル当たり５０グラム（ｇｓｍ）の白色不織布スパンボンドの外層と２２ｇｓｍの白色不織布スパンボンド材料の内層との間の、幅２５４ミリメートル（ｍｍ）の標準３Ｍ  ８５１１  Ｎ９５レスピレータエレクトレットの２つの層から形成された、トリミングされていないプリフォームである。スパンボンドカバーウェブの双方の層は、ポリプロピレンで作られており、Ｆｉｂｅｒｗｅｂ  Ｗａｓｈｏｕｇａｌ  Ｉｎｃ．（３７２０  Ｇｒａｎｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｗａｓｈｏｕｇａｌ，ＷＡ  ９８６７１）から供給された。
【００３３】
支持構造体の射出成形
レスピレータの支持構造体の試料を、標準射出成形プロセスを使用して濾過構造体の上に射出成形した。図１に示す支持構造体と類似する幾何学形状を有した、単一キャビティの雄型半片及び雌型半片を形成した。金型の形態は、濾過構造体を金型の雄型部分に被せて置き、成形前に適所に保つことを可能にした。金型設計は、金型の雄型部分と雌型部分との間に隙間を更に含み、濾過構造体の厚さを補う。
【００３４】
部品の射出成形を、以下の表１に列挙する処理条件を使用して、１５４トン（１５３４ｋＮ）ＦＮ  ３０００  ＮＩＳＳＥＩ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓ（Ｎｉｓｓｅｉ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．（Ａｎａｈｅｉｍ，ＣＡ）から入手可能）を使用して行った。これらの実施例において、次の樹脂材料を用いて４つの異なるプロトタイプを作製した。
【００３５】
１．１００％  Ｍｏｎｏｐｒｅｎｅ  １２４９Ｄ、Ｔｅｋｎｏｒ  Ａｐｅｘ（Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄ）製、
２．５０％  Ｍｏｎｏｐｒｅｎｅ  １２４９Ｄ及び５０％  Ｍｏｎｏｐｒｅｎｅ  １３３７Ａ、Ｔｅｋｎｏｒ  Ａｐｅｘ（Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄ）製、
３．５０％  Ｅｌａｓｔｏｃｏｎ  ２８２５及び５０％  Ｅｌａｓｔｏｃｏｎ  ２８１０、Ｅｌａｓｔｏｃｏｎ  ＴＰＥ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＩＬ）製、
４．１００％  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ７８２３、Ｔｏｔａｌ  Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）製。
【００３６】
成形後のリラックス状態、又は支持構造体がまだ金型にある間の支持構造体の寸法は、上下１１５ｍｍ、左右１２０ｍｍであった。構造体の目標とする厚さは２．５ミリメートルであった。
【表１】
2013542834.tif 000003
【００３７】
上記のそれぞれの実施例において、プラスチック材料は、少なくとも１つの濾過層まで機械的に浸透しインターロックしたが、内側のウェブカバー層に入り込んで、又は通って浸透しなかった。濾過構造体は、支持構造体に適切に結合した。
【００３８】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更が加えられてもよい。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されるのではなく、以下の特許請求の範囲及びその任意の等価物に詳述する制限によって規制される。本発明はまた、本明細書に明確に開示されていない任意の要素の不在下で適切に実行されてもよい。上記のあらゆる特許及び公報内容は、「背景技術」の項に記したいかなるものをも含め、参照することによりその全体が本文書中に組み込まれる。本文書と相反する限りにおいては、本明細書が優先される。
【図１】
2013542834.tif 000004
【図２】
2013542834.tif 000005
【図３】
2013542834.tif 000006
【図４】
2013542834.tif 000007
【図５】
2013542834.tif 000008
【国際調査報告】
2013542834.tif 000009