(57)【要約】  ハーネスと、フィルタ構造と支持構造とを含むマスク本体と、を有するフィルタ式顔面装着呼吸マスク。呼気弁はマスク本体に取り付けられ、かつ、このマスク本体と一体化される弁座を含む。本発明は、呼気弁の非動的部分の一部又は全てを別個に製造する必要性を排除するといった点において有益である。後で弁座をマスク本体に取り付ける必要もない。
2011515192.tif 000002
【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）フィルタ構造と、
（ｉｉ）支持構造と、を含む、マスク本体と、
（ｃ）前記支持構造に一体化される弁座、を含む、呼気弁と、を備える、フィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項２】
前記支持構造が、前記マスク本体の少なくとも一部分を横切って延在する複数の離間した横材を含み、前記横材の少なくとも２つが前記呼気弁に一体化される、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１つ以上の横材を含み、前記弁座が前記１つ以上の横材に一体化される、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４】
前記横材が前記マスク本体を完全には横切って延在しない、請求項３に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項５】
前記１つ以上の横材が、前記マスク本体の第１の側面から第２の側面まで延在する、請求項３に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項６】
前記１つ以上の横材が長手方向に延在する、請求項５に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項７】
前記１つ以上の横材が横方向に延在する、請求項５に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項８】
前記弁座が弁ベースにおいて前記支持構造と一体化される、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９】
前記呼気弁が、前記弁座と一体化される弁カバーを更に含む、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】
前記弁ベースの厚さが約２〜５ｍｍであり、約３〜７ｃｍ２の面積を占める、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】
前記弁座を正面から見たときに、前記弁ベースが、前記マスク本体内の開口部の周囲に連続的に３６０°延在する、請求項１０に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１２】
前記横材が約１〜３ｍｍの厚さを有する、請求項１１に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１３】
前記弁座及び前記支持構造が、約７５〜３００ＭＰａの曲げ剛性を有するプラスチックを含む、請求項１２に記載のフィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１４】
前記弁座及び前記支持構造が、約１００〜２５０ＭＰａ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１５】
前記弁座及び前記支持構造が、約１７５〜２２５ＭＰａ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１６】
前記フィルタ構造が、フィルタ層と１つ以上のカバーウェブとを含み、前記支持構造から放射状に内側に向かって配置される、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１７】
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）フィルタ構造と、
（ｉｉ）前記マスク本体の第１の側面から第２の側面まで延在する複数の横方向に延在している部材を含む支持構造と、を含む、マスク本体と、
（ｃ）封止面と可撓性フラップとを有する弁座を含み、前記弁座のベースにおいて前記支持構造と一体化される呼気弁と、を含む、フィルタ式顔面装着呼吸マスク。
【請求項１８】
フィルタ式顔面装着呼吸マスクの製造方法であって、
（ａ）支持構造と一体化された呼気弁を有する支持構造を含むマスク本体を提供する工程と、
（ｂ）前記支持構造の上に少なくとも１つのフィルタ層を支持する工程と、を含む、方法。
【請求項１９】
前記支持構造が複数の部材を含み、前記呼気弁が前記複数の部材と一体化される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルタ層が、その内部に位置する開口部を有し、前記呼気弁が、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前の前記開口部において前記支持構造と一体化される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記支持構造が複数の部材を含み、前記呼気弁が前記複数の部材と一体化される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記部材が、前記マスク本体の第１の側面から第２の側面に延在する横方向に延在している部材を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記呼気弁が、１６ｃｍ２未満の面積を取り囲むベースを有し、前記ベースが厚さ約１〜７ｍｍの部材を含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク本体の支持構造に一体的に固定される呼気弁を使用する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、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において着用される。第２の状況では、呼吸マスクは、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】
一部の呼吸マスクは、そのマスク本体自体がフィルタ機構として機能することから、「フィルタリング顔面装着」であるものとして分類される。取り付け可能なフィルタカートリッジ（米国再発行特許第３９，４９３号、ユチャックら）又はインサート成型フィルタエレメント（米国特許第４，７９０，３０６号、Ｂｒａｕｎ）と共にゴム又はエラストマー製マスク本体を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、マスク本体全体の大半を含むフィルタ材を有しているため、フィルタカートリッジの取り付け又は交換の必要がない。これにより、フィルタ式顔面装着呼吸マスクは重量が比較的軽量であり、使用が簡単である。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には、米国特許第７，１３１，４４２号（Ｋｒｏｎｚｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，９２３，１８２号及び同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，５６８，３９２号及び同第６，４８４，７２２号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎ）、及び同第４，８７３，９７２号（Ｍａｇｉｄｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）が挙げられる。
【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、カップ状構造に成型された熱的に結合された繊維又はオープンワーク型フィラメントメッシュで製造されている（例えば、米国特許第４，８５０，３４７号（Ｓｋｏｖ）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄ  ｅｔ  ａｌ．）、同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）、及び米国意匠特許第２８５，３７４号（Ｈｕｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）。成形層はフィルタ構造を通常支持し、このフィルタ構造は、帯電したマイクロファイバーの不織布ウェブを含んでもよい。
【０００５】
着用者の快適性を改善するために、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て、マスク内部から着用者が吐き出した空気を素早く浄化するための呼気弁を有する場合がある（米国特許第７，０２８，６８９号、同第７，１８８，６２２号、及び同第７，０１３，８９５号（Ｍａｒｔｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）、更に同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、及び同第６，８４３，２４８号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）、並びに米国再発行特許第３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照のこと）。吐き出された空気をマスク内部から迅速に除去することで、着用者の快適性を改善する。
【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、弁座はマスク本体に締結される（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（Ｃｕｒｒａｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）。加えて、呼気弁をマスク本体に固定するために、印刷された接着パッチが使用されてきた（米国特許第６，１２５，８４９（Ｗｉｌｌｉａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）。これら様々な技術のそれぞれにおいて、弁はマスク本体と別個に製造され、その後に、マスク本体を含む繊維状媒体及び／又はオープンワーク型フィラメントメッシュに取り付けられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。このとき、本発明は、（ａ）ハーネスと、（ｂ）（ｉ）フィルタ構造と、（ｉｉ）支持構造と、を含むマスク本体と、（ｃ）支持構造に一体化される弁座を含む呼気弁と、を備えるフィルタ式顔面装着呼吸マスクを提供する。
【０００８】
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、別個に作られた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。本発明は、支持構造と同時に呼気弁座を製造し、したがって、これらの追加の製造工程を排除する。本発明では、弁座を別個に製造する必要がなく、又は弁座をマスク本体に機械的に固定する必要がない。
【０００９】
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フィラメントメッシュの成型された不織布ウェブ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、マスク本体に一体化された呼気弁を提供する能力に欠けていた。一実施形態では、本発明は、弁座をしっかりとマスク本体の一部にすることが可能な１つ以上の横材を有するマスク本体の支持構造を提供する。弁座は、１つ以上の横材に一体的に取り付けられて、新型かつ改善された支持構造を提供することができる。
【００１０】
用語
以下に記載される用語は、定義されるような意味を持つ。
【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】
「中央に間隔をあけた」は、マスク本体を二分する線又は平面に沿って相互に著しく隔てられることを意味する。
【００１３】
「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。
【００１４】
「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。
【００１５】
「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト、及び煙気を含む）、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、細菌等）、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。
【００１６】
「横材」は、マスク本体を少なくとも部分的に横切って（横に（横方向に）又は縦に（垂直に））延在する中実部分を意味する。
【００１７】
「横断寸法」は、呼吸マスクを正面から見たときに、呼吸マスクの側方から側方まで横方向に延在する寸法を意味する。
【００１８】
「呼気弁」は、開放して、フィルタ式フェイスマスクの内部気体空間から吐き出された空気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、周囲大気中の気体空間を意味する。
【００２０】
「フィルタリング顔面装着」は、マスク本体自体が、それを通過する空気をろ過する設計になっていることを意味する。この目的を達成するために、別個に特定可能なフィルタカートリッジや挿入される成型フィルタエレメントを、マスク本体に取り付けたり成型したりするものではない。
【００２１】
「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を除去するという主目的に適している。
【００２２】
「フィルタ構造」は、主に空気をろ過するために設計された構成体を意味する。
【００２３】
「第１の側面」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】
「可撓性フラップ」は、吐かれた気体流によって加えられる力に応答して曲がる又は屈曲することが可能なシート状物品を意味する。
【００２５】
「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。
【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」は、同時に共に製造されることを意味する、即ち、１つの部品として共に製造され、後から接合される２つの別個に製造される部品ではない。
【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。
【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、同ヒンジから延在する部材が、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】
「マスク本体」は、人の鼻及び口を覆ってフィットするよう設計され、かつ外部気体空間から離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。
【００３２】
「周辺部」は、マスク本体の外側縁部を意味し、呼吸マスクを着用したときに、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。
【００３３】
「プリーツ」は、それ自体が折り畳まれるよう設計された部分を意味する。
【００３４】
「プリーツ状」は、それ自体が折り畳まれていることを意味する。
【００３５】
「ポリマー」及び「プラスチック」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。
【００３６】
「複数」は、２つ以上を意味する。
【００３７】
「呼吸マスク」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フィルタ装置を意味する。
【００３８】
「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。
【００３９】
「封止面」は、弁がその閉鎖位置にある時に、その上に可撓性フラップが接触する表面を意味する。
【００４０】
「第２の側面」は、マスクを垂直に二分する平面線から間隔が置かれ（第２の側面は第１の側面の反対側である）、かつ、呼吸マスクが装着された際に着用者の頬及び／又は顎の領域に存在する、マスク本体の部分を意味する。
【００４１】
「支持構造」は、所望の形状を保持し、かつ、通常の取り扱いのもとで支持構造により支持されるフィルタ構造の意図される形状を保持するのを助けるために、十分な構造的一体性を有するように設計された構成体を意味する。
【００４２】
「離間した」とは、物理的に分離するか、又はその間に測定可能な間隔を有することを意味する。
【００４３】
「横方向に延在する」とは、ほぼ横断方向の寸法に延在することを意味する。
【００４４】
「弁ベース」は、封止面を含み、かつマスク本体に接合される呼気弁の部分を意味する。
【００４５】
「弁座」は、呼気弁の、封止面と弁ベースとを含む部分を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】人の顔に着用した状態での、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２ａ】本発明による支持構造１６に一体的に固定された呼気弁２８の断面図。
【図２ｂ】本発明による支持構造１６に一体的に固定された呼気弁２８の断面図。
【図３】本発明による支持構造１６に一体化された弁座３８を有するマスク本体１２の正面図。
【図４】弁座３８において支持構造１６に一体的に接合された呼気弁２８を有するマスク本体１２の正面図。
【図５】本発明のマスク本体１２に使用し得るフィルタ構造１８を通しての図２ｂの線５−５に沿った断面図。
【図６】本発明のマスク本体に使用し得るフィルタ構造１８の斜視図。
【図７】フィルタ構造１８を形成するのに使用され得る半加工品の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の実施の際には、マスク本体の支持構造に一体化された呼気弁座を有するフィルタ式顔面装着呼吸マスクが提供される。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に弁座を実装するのではなく、本発明は、弁座を支持構造自体に一体的に接合する。弁座が支持構造に一体的に接合されると、弁座を別個に製造する必要がなく、又は弁座をマスク本体に機械的に固定する必要がない。
【００４８】
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及びフィルタ構造１８を有する。支持構造１６は、外縁２０、第１の側面２２、及び相対する第２の側面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°連続的に延在する部材、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、フィルタ構造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、フィルタ構造１８の周辺縁部は、支持構造の周縁部２０を越えて径方向に僅かに延在する。マスク本体１２は、マスク本体１２を横切って横方向に延在する横材２５と２７とを更に有してもよい。図示されるように、これら横方向に延在する横材２５及び２７は、呼吸マスクの第１の側面２２から第２の側面２４に延在する。しかしながら、本発明は、横材がマスク本体１２を完全に横切って延在している必要はないが、マスク本体１２を部分的にのみ横切って延在している実施形態を想到している。第１の側面２２から第２の側面２４へ延在している横材の使用は、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２８が一体的に固定されてもよい構造の提供に必要ではない場合がある。横材はまた、例えば、長手方向にマスク本体１２を部分的に又は完全に横切って延在することが可能である。弁２８又はその一部分を支持構造１６と同時に、又は支持構造１６と「一体的に」容易に形成するために、支持構造１６は複数の横材を含むことができ、これら横材は、マスク本体の形状を画定するのを助ける一方で、同時に弁２８及びフィルタ構造１８を支持することができる。
【００４９】
支持構造１６は、長手方向に可動な、横方向に延在する部材３０も含み得る。この長手方向に可動な、横方向に延在する部材３０は、マスク本体１２の第１の側面２２から第２の側面２４に延在することができ、とりわけ、好ましくは側部２２と側部２４との間で、横方向に延在する部材３０の長手方向の移動を妨げ得る長手方向に延在する任意の部材（又は複数）によって互いに結合されるということがなく、延在することができる。即ち、好ましくは、着用者が顎を広げたとき、あるいは口を開けたときに部材３０が部材２７から離れるのを拘束するように、部材３０を部材２７に接合する構造的部材はない。正面からの平面投影図として呼吸マスクを見ると、横断方向は、ほぼ「ｘ」方向で呼吸マスクを横切って延在する方向であり、長手方向は、ほぼ「ｙ」方向で呼吸マスク１０の上下の間に延在する寸法である。このような平面投影図で見たとき、横断方向に延在している部材３０は、ほぼ「ｙ」方向に、部材２７に向かって近づきかつ離れる動きをすることができる。長手方向に可動な部材３０の使用は、マスク本体１２を広げさせて、着用者の顎の動き及び様々な寸法の顔をより良好に収容することができる（米国特許出願第６０／９７４，０２５号（代理人番号６３１６５ＵＳ００２）、名称「Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  Ｆａｃｅ−Ｐｉｅｃｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ  Ｔｈａｔ  Ｈａｓ  Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ  Ｍａｓｋ  Ｂｏｄｙ」、２００７年９月２０日出願を参照のこと）。
【００５０】
呼吸マスク１０は、第１及び第２のストラップ３２ａ及び３２ｂを有してもよいハーネス１４によって着用者の顔面上に支持される。これらのストラップ３２ａ、３２ｂは、１つ以上のバックル３４により、長さを調整され得る。バックル３４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１の側面２２及び第２の側面２４のハーネス固定フランジ部材３６ａ、３６ｂにおいてマスク本体１２に固定されてもよい。バックル３４はまた、支持構造１６に一体成型されてもよい（米国特許出願第６０／９７４，０３１号（代理人整理番号６３３５５ＵＳ００２）、名称「Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  Ｆａｃｅ−Ｐｉｅｃｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｂｕｃｋｌｅｓ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ〜Ｔｈｅ  Ｍａｓｋ  Ｂｏｄｙ」、２００７年９月２０日出願を参照のこと）。ハーネスフランジ３６ａ、３６ｂの厚さは、典型的に約２〜３ｍｍであり得る。
【００５１】
図２ａ及び２ｂは、弁座３８において支持構造１６に固定された呼気弁２８を断面図で示している。弁座３８は、横材２５及び２７において支持構造１６に一体的に接合される弁ベース４０を含む。呼気弁２８は、弁座４２を覆って存在する弁カバー３８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）４３において弁から退出する前に通過４４する空気室を画定する。呼気弁２８はまた、可撓性フラップ４６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、封止面４８から上昇する。図２ａでは、弁座は湾曲した封止面４８を有し、一方、図２ｂでは、封止面は側面からみて概ね平面的である。フラップは、既知の可撓性材料で作製されてもよく（例えば、米国特許第６，８５４，４６３号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）、及び米国特許第７，０２８，６８９号（Ｍａｒｔｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）、様々なシート状形状をとってもよい（例えば、米国特許第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）。
【００５２】
図３は、弁座３８がより明らかとなるように弁カバー（図２ａ及び２ｂの４２）及び可撓性フラップ（図２ａ及び２ｂの４６）が除去された、マスク本体１２の正面図を示す。図示されるように、弁座３８は、シール表面４８と穴５０とを含む。封止面４８及び穴５０は共に円形に示されていが、これらは、独立して、矩形、楕円形等の様々なその他の形状であってもよい。穴５０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３に示すように、前方から見た場合、シール表面４８は穴５０を取り囲んでいる。穴５０内に１つ以上のオリフィス仕切板５２を採用して、穴５０全体内に複数の開口部５４を設けてもよい。１つ以上の弁柱５６又はその他の手段を弁座３８に設けて、弁座３８に固定される際の可撓性フラップ（図２ａ及び２ｂの４６）の適切な位置合わせを可能としてもよい。
【００５３】
本発明によって支持構造に一体的に取り付けられ得る呼気弁は、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．）、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（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔ  ｅｔ  ａｌ．）、及び米国再発行特許第３７，９７３号（Ｂｏｗｅｒｓ）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（米国特許第６，０４７，６９８号を参照のこと）。弁カバーの設計の例は、米国意匠特許第３４７，２９８号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）及び米国意匠特許第３４７，２９９号（Ｂｒｙａｎｔ  ｅｔ  ａｌ．）に示されている。本質的に、好適な圧力低下を提供し、かつ支持構造に一体的に固定され得るあらゆる呼気弁を、本発明に関連して使用することが可能である。
【００５４】
弁ベースは、典型的には、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）を取り囲む寸法を有する。より典型的には、ベースは一般に、約１６ｃｍ２未満の面積を取り囲む寸法を有する。フラッパ弁又は片持ち型の弁が使用される場合（例えば、米国特許第５，５０９，４３６号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第６，０４７，６９８号（Ｍａｇｉｄｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）、弁ベースは、横断方向寸法よりも長手方向寸法の方が長くてもよい。典型的には、ベースを含む部材の厚さは１ｃｍ未満である。ベース部材の厚さは、典型的には、２ｍｍ超過、及び５ｍｍ未満である。より典型的には、ベース部材の厚さは、約２〜４ｍｍである。弁ベースは、典型的には、約２〜１０ｃｍ２、より典型的には、約３〜７ｃｍ２の面積を占める。ベースは、マスク本体内の開口部の周囲に連続的に３６０°延在していることが好ましい。マスク本体開口部、したがって弁座は、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。支持構造の横材の厚さは、約０．２５〜５ｍｍ、より典型的には約１〜３ｍｍであってもよい。ハーネスフランジ３６ａ、３６ｂの厚さは典型的に約２〜３ｍｍであり得る。
【００５５】
弁座及び／又は支持構造は、射出成型等の既知の技術により作製されてもよい。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。弁座及び／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／可撓性の理由によりプラスチックが好ましい可能性がある。
【００５６】
弁座及び／又は支持構造に使用されるプラスチックは、特に任意のヒンジ地点において支持構造を何度も（即ち，１００回超過）変形させることができ、支持構造が元の位置に戻るように、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。選択されたプラスチックは、無制限回数の変形に耐える性能を有し、これにより支持構造は、フィルタ構造よりも長い耐用期間を呈するべきである。支持構造は、フィルタ構造と一体化（又はフィルタ構造と共に形成）されていない部分又はアセンブリであり、また、フィルタ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。弁座の構造は、封止面がその所望の形態を維持するように剛性であるのが好ましい。弁座の構造は望ましくは剛性であるが、弁座がその上に接合される横材は、マスク本体を着用者の顔にぴったり一致させることを可能とし、かつ、例えば、使用中に別の対象物にぶつかるなどして変形した際にその所望の形態に戻ることが可能とするように十分に可撓性であってもよい。
【００５７】
図４は、弁カバー４２が弁座３８の上に定置されてもよいことを示す。弁カバー４２は、一端に沿ってヒンジ状に一体的に接合されていてもよく、又は、接着、溶着、機械的接合、若しくはこれら手段の組合せによって固定されていてもよい。弁カバー及びその弁座は単一部品として作製されてもよい。使用することができる弁カバーの例は、米国意匠特許第３４７，２９８号及び同３４７，２９９号に示されている。弁カバーは、可撓性フラップを弁座３８に機械的に固定する１つ以上の表面を含んでもよい。弁カバーは、弁座と同様又は異なる材料で作製されてもよいが、典型的には同じ硬質プラスチックで作製される。
【００５８】
図５は、本発明に関連して使用することができるフィルタ構造１８の例の断面図である。図示するように、フィルタ構造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フィルタ構造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。
【００５９】
図６に、本発明の呼吸マスクで使用し得るフィルタ構造１８の一実施例の斜視図を示す。フィルタ構造１８は、横方向に延在する第１の境界線７４ａ及び第２の境界線７４ｂを含んでいてもよい。これらの境界線７４ａ、７４ｂは、フィルタ構造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、第一及び第２の境界線７４ａ及び７４ｂは、支持構造上の特定の横材の位置に対応している。第１の境界線７４ａ及び第２の境界線７４ｂがそれらの間に形成され得るプリーツ８０を画成する際、第１の境界線７４ａ及び第２の境界線７４ｂはそれぞれ、横方向に延在する部材２７及び部材３０に固定されて、フィルタ構造が、部材２７と部材３０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。フィルタ構造１８は、フィルタ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、ある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。フィルタ構造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、フィルタ構造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、横方向に延在す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フィルタ構造１８の周辺部８６に固定してもよい。このようなフェースシール材は、呼吸マスクを着用したときに、内側に向かって放射状に延在し、着用者の顔に接触することができる。このフェースシール材は、熱可塑性エラストマーから製造することができる。顔面シールの例は、米国特許第６，５６８，３９２号（Ｂｏｓｔｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ．）、同第５，６１７８４９号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ．）、同第４，６００，００２号（マリアネクらｅｔ  ａｌ．）、及びカナダ特許第１，２９６，４８７号（Ｙａｒｄ）に記載されている。
【００６０】
フィルタ構造は、さまざまな形状及び構成をとることが可能である。フィルタ構造体は、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。一般にフィルタ構造の形状及び構成は、支持構造の全体的な形状に対応する。フィルタ構造は、支持構造から放射状に内側に向かって配置することができ、また支持構造から放射状に外側に向かって配置することができ、又は支持構造を構成するさまざまな部材の間に配置することができる。フィルタ構造体は、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、フィルタ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、フィルタ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。フィルタ構造は、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。別の方法として、フィルタ構造は、そのカップ状構造の維持を助ける構造的一体性に寄与する、１本以上の水平及び／又は垂直の境界線を有し得る。
【００６１】
本発明のマスク本体に使用されるフィルタ構造体は、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。フィルタ構造はまた、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など、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、本発明のフィルタ構造体の構築には、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、結合剤又は繊維質構造によりフィルタ層に結合された粉末又は顆粒を挙げることができる。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フィルタ構造体の一例が、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓ  ｅｔ  ａｌ．）に記述されている。
【００６２】
ろ過層は通常、求めるフィルタ効果を達成するように選択され、一般に、通り抜ける気体流から粒子及び／又はその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。本質的に、フィルタ層を形成することが知られている（又は今後開発される）適切な材料ならば何でも、フィルタ材として用いることができる。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）、典型的には約１〜１２マイクロメートル（μｍ）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。ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔの米国再発行特許第３１，２８５号で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又は溶液ブロー繊維若しく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  ｅｔ  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６，４０６，６５７号（Ｅｉｔｚｍａｎ  ｅｔ  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．）に開示のようにコロナ荷電によって、又は同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示のように摩擦帯電によって、繊維に付与することも可能である。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．）を参照のこと）。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６，３９８，８４７（Ｂ１）号、同第６，３９７，４５８（Ｂ１）号、同第６，４０９，８０６（Ｂ１）号（Ｊｏｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ．）を参照のこと）。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特許に記載の技術によって帯電する場合、及びＪｏｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ．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。
【００６３】
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、典型的にはフィルタ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、カバーウェブの坪量は約５〜５０ｇ／ｍ２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ２）、繊維は３．５デニール未満（典型的には２デニール未満、より典型的には１デニール未満であるが０．１より大）であるように作られる。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。
【００６４】
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の混合物も含む）である。カバーウェブのＢＭＦ材質の製造に適したプロセスは、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅ  ｅｔ  ａｌ．）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。
【００６５】
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。カバーウェブの繊維の一例としては、ポリプロピレン樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」から製造されたＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンＢＭＦがあり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ２であり、繊維は０．２〜３．１デニールの範囲である（平均、約０．８デニールの繊維１００本超で測定）。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、ドイツ国パイネ（Peine）のＣｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ製「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「Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＰＰ−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ナキラ（Nakila）のＪ．Ｗ．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。
【００６６】
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。
【実施例】
【００６７】
試験方法
１．曲げ剛性試験（ＳＦＴ）
支持構造製造に使用される材質の曲げ剛性は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ５３４２−９７セクション１２．１〜１２．７に従って測定された。このとき、６個の試験試料を、半加工品のフィルムから、幅約２５．４ｍｍ、長さ約７０ｍｍの矩形片に切断した。試料は以下のように調製した。テーバー（Taber）Ｖ−５剛性テスター、モデル１５０−Ｅ（４５５  Ｂｒｙａｎｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｎｏｒｔｈ  Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１４１２０）、ブライアントストリート４５５番地より販売）を１０〜１００テーバー剛性単位設定で使用し、試料を測定した。試験の最後に装置ディスプレイからテーバー剛性測定値を記録し、次の式を使用して曲げ剛性率が計算された：
【数１】
2011515192.tif 000003
テーバー剛性＝ＡＳＴＭ  Ｄ５３４２−９７セクション１２．１〜１２．７に従って測定された、材料の曲げ抵抗の記録値。
幅＝フィルム試料のｃｍ単位の幅で、２．５４ｃｍ。
厚さ＝材料の長さに沿って等間隔に５ヶ所、標準デジタルキャリパーを使用して測定した、試料の平均厚さ（ｃｍ単位）。
【００６８】
６つの試料の曲げ剛性が平均され、曲げ剛性値が得られた。
【００６９】
試料の調製
１．曲げ剛性試験の試料
曲げ剛性試験の試料は、呼吸マスク支持構造を製造するために混合することができるものと同じ組成物ポリマー成分から調製することができる。支持構造のポリマー組成の例に関しては、表２を参照のこと。化合物４０グラムを使用して、半径１１４ｍｍ、厚さ０．５１〜０．６４ｍｍの円形フィルムが製造された。最初の４０グラムの混合材料が、ツインスクリューローラーブレード、タイプ６ブラベンダー（BRABENDER）ミキサー（０７６０６、ニュージャージー州、サウスハッケンサック（SouthHackensack）、私書箱２１２７、５０イーストウェスレーストリート（East Wesley Street）のＣ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．社から）に注がれた。ミキサーを毎分７５回転（ＲＰＭ）、温度１８５℃で作動させた。溶融した化合物を約１０分間混合した後、この混合物を４４．５キロニュートン（ＫＮ）の力でプレスし、直径１１４ｍｍ、厚さ０．５１〜０．６４ｍｍの平らな円形フィルムが作製された。加圧は、１４９℃に設定された加熱圧盤を用いて実施された。熱板は、ＷＡＢＡＳＨ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ（１５６９  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ２９８，Ｗａｂａｓｈ，ＩＮ  ４６９９２）製のジェネシス（Genesis）２７２１６ｋｇ（３０トン）圧縮成型機であった。曲げ剛性率試験の前に、フィルムを必要な試料寸法の幅２５．４ｍｍ、長さ７０ｍｍに切断した。
【００７０】
２．呼吸マスク支持構造の製造
呼吸マスク支持構造体の試料を、標準射出成形過程を用いて作製することができる。通常、図１、図３、及び図４に示される支持構造の形状と一致する単一空洞の雄型及び雌型は、ツールメーカで作製されることができる。力がかかっていない状態で、又は支持構造がまだ金型上にある状態で、この支持構造は上下寸法が１１５ｍｍ、左右寸法が１２０ｍｍであってもよい。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うことができる。支持構造を含む部材の目標厚さは約２．５ミリメートルである。横方向に延在する部材は、台形の横断面を有してもよく、支持構造体がより容易に金型から取り除かれることを可能にする。横方向に延在する部材の断面積は、約７．５〜１２ｍｍ２の範囲であってもよい。弁座は、支持構造と弁座とを同時に作製する金型の使用によって、中心に位置する横材において支持構造に一体的に接合され得る。
【００７１】
９９，７９０ｋｇ（１１０トン）東芝１１０  ＶＩＳ−圧縮成形機は、支持構造体を作製するための射出成形プロセス中、表１に示される状態及び設定点で使用され得る。
【００７２】
表１  呼吸マスク支持構造の射出成形条件
【表１】
2011515192.tif 000004
【００７３】
特定の重量％における、以下の表２に記載される配合のポリマーが、支持構造体の望ましい物理的特性を得るために混合され得る。
【００７４】
表２  支持構造組成物
【表２】
2011515192.tif 000005
＊合計組成物の１重量％未満含有。
【００７５】
３．呼吸マスクフィルタ構造の製造
呼吸マスクフィルタ構造は、幅２５４ｍｍの２層の不織布繊維エレクトレットフィルタ材質から形成され、同じ幅を有する、１平方メートル当たり５０グラム（ｇｓｍ）の白色不織布繊維スパンボンド材質の外側層１枚と、２２ｇｓｍの白色不織布繊維スパンボンド材質の内側層１枚との間にラミネートされた。不織布繊維スパンボンド材の両層とも、ポリプロピレンで製造された。エレクトレットフィルタ材質は、３Ｍ  ８５１１  Ｎ９５呼吸マスクに使用されている標準フィルタ材質であった。ラミネートされたウェブ半加工品を長さ２５４ｍｍに切断し、正方形を形成してから、フィルタ構造に対して横断方向に延在している３次元（３Ｄ）プリーツ１本を有するカップ形状に成形した。
【００７６】
図７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６）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。各曲線の最高点の間の距離は４０ｍｍであり、曲線の２つの末端が左端及び右端の点で会し、これらは約２０２ｍｍ離れていた。積層したウェブの一端から少なくとも７６ｍｍ離れた第１の折り線９０に沿って、積層したフィルタ媒体を折って第１の曲線７４ｂを形成した。積層したウェブを第１の折り線９０から６２ｍｍの所に位置した第２の折り線９２にて折って、第２の曲線に沿って溶着することにより第２の曲線７４ａを形成した。３Ｄプリーツを成す２本の曲線が形成された後、曲線の外側の余分な材料を除去した。層状材料を次に、垂直中央線９４に沿って折り、図７に示すように第二曲線の中央線から５１ｍｍ離れたところから開始して境界線８２（図６）を溶接した。この工程により、余分な材料がすべて除去され、呼吸マスク支持構造に適切にフィットするカップが成形された。溶接には、超音波溶接工程が使用された。ブランソン（Branson）２０００ａｅ超音波溶接装置と電源を用い、ピーク電力モード、１００％振幅、及び空気圧４８３ＭＰａで実施された。
【００７７】
４．その他の呼吸マスク構成要素
フェースシール：標準３Ｍ  ４０００シリーズの呼吸マスクフェースシール
ノーズクリップ：標準３Ｍ  ８２１０プラスＮ９５呼吸マスクノーズクリップ
ヘッドバンド：標準３Ｍ  ８２１０プラスＮ９５呼吸マスクヘッドバンド材質で、白色のもの。３Ｍ  ８２１０プラス呼吸マスクヘッドバンドの黄色顔料は除かれた。
バックル：可撓性ヒンジを有するバックパック用バックルに類似のバックルで、ヘッドバンド材質の快適な調節が可能なものが使用された。
呼気弁カバー：８５１１呼吸マスクの３Ｍ  Ｃｏｏｌ  Ｆｌｏｗ（商標）弁カバー
呼気弁フラップ：８５１１呼吸マスクの３Ｍ  Ｃｏｏｌ  Ｆｌｏｗ（商標）可撓性フラップ
【００７８】
５．呼吸マスクの組み立て
フェースシール材料を約１４０ｍｍ×１８０ｍｍの小片に切断した。次にダイカットツールを用いて、１２５ｍｍ×７０ｍｍの楕円形の開口部を作製し、フェースシールの中央に配置した。中央に開口部を備えたフェースシールを、上述の方法で作製された呼吸マスクフィルタ構造に接合した。フィルタエレメント構造の超音波溶接に使用したものと同じ装置を使用して、同様の工程条件で、フェースシールをフィルタ構造に固定した。溶着アンビルは、幅約１６８ｍｍ、長さ１１４ｍｍの楕円形を有していた。顔面シールをフィルタ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。組み立てられたフィルタ構造の外側に、鼻の部分に横断方向に、ノーズクリップを接着した。次に、あらかじめ組み立てたフィルタエレメントを、望ましい向きで支持構造内に挿入した。図３及び図２４に示した、横方向に延在する部材２７と横方向に延在する部材３０との間に、複雑な３Ｄプリーツを戦略的に配置した。携帯型ブランソン（Branson）Ｅ−１５０超音波溶接装置を、１００％出力及び溶接時間１．０秒で使用し、横断方向に延在している各部材に沿って２０〜２５ｍｍ間隔で、支持構造とフィルタ構造との間の接合点を形成した。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３６ａ、３６ｂにステープル留めした。長さ４５０ｍｍの編組ヘッドバンド材質をバックルに通し、呼吸マスク組み立てプロセスがこれで完了した。フラップが弁座上のフラップ保持表面と弁カバー上の対向表面との間に押圧されるように、可撓性フラップを弁座の上に置き、弁カバーを弁座の上部に置いた。
【００７９】
曲げ剛性試験結果
表２に示した組成物成分が、支持構造に必要な望ましい構造特性及び柔軟性特性に適合するよう選択された。支持構造材質について計算した曲げ剛性を、下の表３に示す：
【００８０】
表３  呼吸マスク支持構造材質の曲げ剛性
【表３】
2011515192.tif 000006
【００８１】
表３のデータは、支持構造材質の曲げ剛性は約２００ＭＰａであることを示している。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。そのように参照によって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】
2011515192.tif 000007
【図２ａ】
2011515192.tif 000008
【図２ｂ】
2011515192.tif 000009
【図３】
2011515192.tif 000010
【図４】
2011515192.tif 000011
【図５】
2011515192.tif 000012
【図６】
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【図７】
2011515192.tif 000014
【国際調査報告】
2011515192.tif 000015
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