(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ式フェースピースレスピレータであって、
（ａ）濾材の１つ以上の層を含む主要部分を備え、前記主要部分の対向側部上に位置する第１フランジ及び第２フランジを有する、マスク本体であって、前記第１フランジ及び前記第２フランジが、前記主要部分に向けて内向きに折り畳むことが可能である、マスク本体と、
（ｂ）それぞれが第１端部及び第２端部を有する、第１ストラップ及び第２ストラップを備える、ハーネスであって、
前記レスピレータが身に着けられているときに、前記第１ストラップが、着用者の耳の上方の経路を辿る第１セグメントを有し、前記第２ストラップが、着用者の耳の下方の経路を辿る第２セグメントを有するような、離間配置された関係性で第１及び第２フランジに固定された、２つの端部が存在するように、前記第１端部及び前記第２端部が、それぞれ、前記第１フランジ及び前記第２フランジに固定され、
少なくとも前記第２ストラップが、前記レスピレータが身に着けられているときに、引張状態に配置され、そのような張力が、前記第１及び第２フランジを、前記主要部分と接触するように下向きに折り畳ませる、ハーネスと、を備える、フィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項２】
前記マスク本体が、前記マスク本体の第１側部及び第２側部上に、それぞれ、第１境界線及び第２境界線を有し、前記第１ストラップが、前記第１境界線及び前記第２境界線から１センチメートル以下の距離で、前記第１フランジ及び前記第２フランジに固定され、前記第２ストラップが、前記第１境界線及び前記第２境界線から１．５センチメートル超の距離で、前記第１フランジ及び前記第２フランジに固定される、請求項１に記載の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、折り畳み外部フランジを有するフィルタ式フェースピースレスピレータに関し、このフランジは、マスク本体の周辺セグメントに整合する前縁部を有する。
【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ことを防ぐため、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曝されることから守るための、２つの一般的目的のうちの少なくとも一方のために、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、着用者に対して有害な粒子を空気が含む環境内で、例えば、自動車車体修理工場内で着用される。第２の状況では、レスピレータは、他の人又は他の物に対する汚染のリスクが存在する環境内で、例えば、手術室又はクリーンルーム内で着用される。
【０００３】
これらの目的のいずれか（又は、双方）を満たすために、様々なレスピレータが設計されている。一部のレスピレータは、マスク本体自体が濾過機構として機能するため、「フィルタ式フェースピース」であるとして分類されている。取り付け可能なフィルタカートリッジ（例えば、米国再発行特許第３９，４９３号（Ｙｕｓｃｈａｋら）を参照）又はインサート成型フィルタ要素（例えば、米国特許第４，７９０，３０６号（Ｂｒａｕｎ）を参照）と共に、ゴム若しく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を装着又は交換する必要がないように、マスク本体全体の大部分を濾材で覆うように設計される。これらのフィルタ式フェースピースレスピレータは、一般に、２つの構成、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構成うちの一方で提供される。
【０００４】
成型フィルタ式フェースピースレスピレータは、通常、マスク本体にそのカップ状構成を与えるために、熱結合繊維の不織布ウェブ、又は透かし編目のプラスチックメッシュを備えている。成型レスピレータは、使用中及び収納時の双方で、同じ形状を維持する傾向がある。それゆえ、これらのレスピレータは、収納及び輸送のために、平坦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、同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、及び同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）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。それらのレスピレータはまた、使用するために、カップ状構成へと開くこともできる。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ら）、並びに同第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎ）に示されている。
【０００６】
平坦折り畳み式レスピレータは、輸送及び収納のために、それらを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、それらのカップ状構成を維持することが、より困難になる傾向がある。それゆえ、平坦折り畳み式レスピレータを設計する研究者は、それらのカップ状構成を使用中に維持するために役立つように、これらのマスクに溶着線、継ぎ目、及び折り目を提供してきた。補強部材もまた、マスク本体のパネル内に組み込まれている（米国特許出願公開第２００１／００６７７００号（Ｄｕｆｆｙら）、同第２０１０／０１５４８０５号（Ｄｕｆｆｙら）、及び米国意匠特許第６５９，８２１号（Ｓｐｏｏら）を参照）。本発明は、以下で説明されるように、使用中の非成型フィルタ式フェースマスクの構造的一体性を改善する、更に別の方法を提供し、また、綺麗な外観を有する呼吸用マスクも提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、マスク本体及びハーネスを備える、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、濾材の１つ以上の層を含む主要部分を有し、その主要部分の対向側部上に位置する第１フランジ及び第２フランジを有する。第１フランジ及び第２フランジは、主要部分に向けて内向きに折り畳むことが可能である。ハーネスは、それぞれが第１端部及び第２端部を有する、２つのストラップを含む。レスピレータが身に着けられているときに、着用者の耳の上方の経路を辿る第１セグメント、及び着用者の耳の下方の経路を辿る第２セグメントを、それらのストラップが有するような、離間配置された関係性で各フラップに固定された、２つの端部が存在するように、第１端部及び第２端部は、それぞれ、第１フランジ及び第２フランジに固定される。第２ストラップは、レスピレータが身に着けられているときに、引張状態に配置され、そのような張力が、フラップを、主要部分と接触するように下向きに折り畳ませる。
【０００８】
本発明はまた、マスク本体及びハーネスを備える、フィルタ式フェースピースレスピレータも提供する。マスク本体は、濾材の１つ以上の層を含む主要部分を備え、その主要部分の対向側部上に位置する第１フランジ及び第２フランジを有する。第１フランジ及び第２フランジは、境界線で、主要部分に向けて下向きに折り畳むことがそれぞれ可能である。ハーネスはまた、それぞれが第１端部及び第２端部を有する、第１ストラップ及び第２ストラップも含む。第２ストラップの第１端部及び第２端部は、それぞれ、各固定点が境界線から少なくとも１センチメートル離間して配置されるように、第１フランジ及び第２フランジに固定される。少なくとも第２ストラップは、レスピレータが身に着けられているときに、引張状態に配置され、この張力が、フラップを、主要部分と接触するように下向きに折り畳ませる。
【０００９】
本発明は、使用中の並外れた構造的一体性又は耐圧潰性を有する、堅固なカップ状マスク本体を作り出す点で有益である。
【用語】
【００１０】
下記の用語は、以下に定義されるような意味を有するものとする。
【００１１】
「備える（又は、備えている）」は、特許専門用語で標準であるような、その定義を意味し、「含む」、「有する」、又は「含有する」と概ね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オープンエンド型の用語であるが、本発明はまた、「本質的に〜からなる」などの、より狭義の用語を使用して好適に説明することもでき、この用語は、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であろう物事又は要素のみを除外するという点で、オープンエンド型の用語に準ずる用語である。
【００１２】
「清浄な空気」とは、汚染物質を除去するために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。
【００１３】
「汚染物質」とは、（粉塵、ミスト、及びフュームを含む）粒子、及び／又は、一般には粒子と見なし得ないが（例えば、有機蒸気など）、空気中に浮遊し得る他の物質を意味する。
【００１４】
「横断方向寸法」とは、レスピレータを正面から見た場合に、レスピレータを左右に横切って、横方向に延びる寸法である。
【００１５】
「カップ状構成」とは、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。
【００１６】
「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、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。
【００１７】
「フィルタ式フェースピース」とは、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設計され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられるか若しくはマスク本体内に成型された、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フィルタ要素が存在しないことを意味する。
【００１８】
「フィルタ」又は「濾過層」とは、通気性材料の１つ以上の層を意味し、これらの層は、その層を通過する空気流から、（粒子などの）汚染物質を除去する主目的に関して適応される。
【００１９】
「濾材」とは、通気性の構造体を意味し、その構造体を通過する空気から汚染物質を除去するように設計されたものである。
【００２０】
「濾過構造体」とは、空気を濾過する、概ね通気性の構成体を意味する。
【００２１】
「第１側部」とは、マスク本体を横断方向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、マスク本体の区域を意味する。
【００２２】
「フランジ」とは、突出部を意味し、そのフランジが突出する本体に対して、構造的一体性又は強度を付与するものである。
【００２３】
「内向きに折り畳まれる」とは、それが延出する部分に向けて、曲げ戻されることを意味する。
【００２４】
「正面向きに」とは、マスク本体周辺部から離れる方向に延出することを意味する。
【００２５】
「ハーネス」とは、着用者の顔面上にマスク本体を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】
「一体的」とは、同時に一体に製造されること、すなわち、１つの部分として一体に作製されることであって、後に一体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。
【００２７】
「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。
【００２８】
「前縁部」とは、非取り付け縁部を意味する。
【００２９】
「境界線」とは、折り目、継ぎ目、溶着線、結合線、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】
「主要部分」とは、マスク本体のカップ状部分を意味する。
【００３１】
「マスク本体」とは、人の鼻及び口を覆って適合するように設計され、外部気体空間から隔てられた内部気体空間を画定するために役立つ、通気性の構造体（その構造体の層及び部品を一体に接合する継ぎ目及び結合部を含む）を意味する。
【００３２】
「整合する」とは、同様の経路を実質的に辿ることを意味する。
【００３３】
「ノーズクリップ」とは、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を改善するように、マスク本体上での使用に関して適応される（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。
【００３４】
「周辺部」とは、マスク本体の外縁部を意味し、この外縁部は、レスピレータが人によって身に着けられている場合、一般に着用者の顔面の近位に配置される。
【００３５】
「プリーツ」とは、それ自体の上に折り返されるように設計されるか、又は折り返されている部分を意味する。
【００３６】
「ポリマー」及び「プラスチック」とは、それぞれ、主として１種以上のポリマーを含み、他の成分も同様に含有し得る材料を意味する。
【００３７】
「複数」とは、２つ以上を意味する。
【００３８】
「レスピレータ」とは、人によって着用されることにより、その着用者に、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。
【００３９】
「第２側部」とは、マスク本体を横断方向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、マスク本体の区域を意味する（第２側部は、第１側部に対向する）。
【００４０】
「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。
【００４１】
「タブ」とは、別の構成要素の取り付けのための、十分な表面積を呈する部分を意味する。
【００４２】
「横方向に延びる」とは、概ね横断方向寸法に延びることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】人の顔面上に着用されている、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の正面斜視図である。
【図２】開かれていない構成での、図１に示すレスピレータ１０の上面図である。
【図３】図２の線３−３に沿った、マスク本体１２の断面図である。
【図４】図３の線４−４に沿った、濾過構造体１６の断面図である。
【図５】本発明に関連して使用することが可能な、マスク本体１２の正面図である。
【図６】本発明によるレスピレータ１０の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の実施では、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側部及び第２側部上に配置された、第１フランジ及び第２フランジを有する。第１フランジ及び第２フランジは、マスク本体に改善された構造的一体性をもたらし、使用中に、そのマスク本体を着用者の口から離間配置されたカップ状構成に保つ点で、有益であることが見出されている。平坦折り畳み式レスピレータは、恒久的な顔面適合形状に成型されるものではないため、それらのレスピレータは、長期間にわたって着用された後、それらの所望の顔面適合構成を喪失する傾向を有し得る。例えば、着用者は、マスク本体を、使用中に外部の物体に不用意に衝突させる恐れがある。暖かい呼気中の湿気、及び周囲環境中の湿気が、マスクの剛性の喪失の一因となる場合もあり、このことにより、着用者の顔面にマスク本体内部が接触することを許容する恐れがある。内向きに折り畳まれてマスク本体の主要部分に接触する、第１フランジ及び第２フランジを提供することは、使用中に、所望の、顔面から離れたカップ状顔面構成を維持する助けとなる。
【００４５】
図１は、着用者が呼吸する清浄な空気を提供するための、本発明に関連して使用することが可能なフィルタ式フェースピースレスピレータ１０の実施例を示す。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、吸入された空気が、着用者の呼吸器系に入る前に通過しなければならない、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呼吸するように、周囲環境から汚染物質を除去する。マスク本体１２は、上部１８及び底部２０を含む。上部１８及び底部２０は、境界線２２によって隔てられる。この特定の実施形態では、境界線２２は、マスク本体の中心部分を左右に横断して横方向に延びる、折り目又はプリーツである。マスク本体１２はまた、上側セグメント２４ａ及び下側セグメント２４ｂを含む、周辺部２４も含む。ハーネス１４は、第１フランジ３０ａに固定される、第１の上側ストラップ２６を有する。ハーネス１４はまた、同様に第１フランジ３０ａに固定される、第２の下側ストラップ２７も有する。マスク本体１２の主要部分２８の対向側部上に位置する、第２フランジ３０ｂ（図２）が存在する。第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂは、主要部分２８に向けて、内向きに折り畳むことが可能である。ハーネスのストラップ２６、２７は、第１端部２９ａ及び第２端部２９ｂ（図２）をそれぞれ有する。レスピレータが身に着けられているときに、第１ストラップ２６が、着用者の耳の上方の経路を辿る第１セグメントを有し、第２ストラップ２７が、着用者の耳の下方の経路を辿る第２セグメントを有するような、離間配置された関係性で各フラップ３０ａ、３０ｂに固定された、２つの端部２９ａ、２９ｂが存在するように、第１端部２９ａ及び第２端部２９ｂは、それぞれ、第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂに固定される。ストラップ２６、２７は、レスピレータが身に着けられているときに、それぞれ引張状態に配置され、そのような張力、特にストラップ２７上の張力が、レスピレータの使用中に、フラップ３０ａ、３０ｂを、マスク本体１２の主要部分２８と接触するように下向きに折り畳ませる。
【００４６】
図２は、第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂが、それぞれ、マスク本体１２の対向する側部３１ａ及び側部３１ｂ上に位置することを示す。平面３２は、マスク本体１２を二分して、第１側部３１ａ及び第２側部３１ｂを画定する。第１ストラップ２６及び第２ストラップ２７は、フラップ３０ａ、３０ｂにそれぞれ取り付けられる。使用時には、第２ストラップ２７上の張力は、レスピレータ１２が使用者の鼻及び口を覆って着用されているとき、フランジ３０ａ及びフランジ３０ｂを、濾過構造体１６と接触するように、濾過構造体１６に向けて内向きに折り畳ませる。各フランジは、典型的には、約１〜１５平方ｃｍ、より典型的には約２〜１２平方ｃｍ、更により典型的には約５〜１０平方ｃｍの表面積を占める。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の主要部分２８に、一体的又は非一体的に固定することができ、フランジの剛性を高めるために、そのフランジ上に提供された溶着部又は結合部３５を有し得る。あるいは、接着剤層を使用して、フランジの剛性を高めることもできる。これらのフランジは、フランジの主表面に沿って屈曲させた場合、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の曲げ弾性率を有し得る。上端部では、この曲げ弾性率は、典型的には１００ＭＰａ未満、より典型的には６０ＭＰａ未満である。フランジ３０ａ、３０ｂはまた、典型的には、マスク本体１２上の境界線３６ａ、３６ｂから離れる方向に、少なくとも２ミリメートル（ｍｍ）、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１〜２ｃｍ延出する。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体濾過構造体１６を構成する様々な層のうちの、１つ以上又は全てを含み得る。濾過構造体１６とは異なり、フランジ３０ａ、３０ｂを構成する層は、圧縮することにより、それらの層をほぼ流体不透過性にすることができる。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体濾過構造体１６を作製するために使用される材料の延出部分とすることができ、又は、硬質プラスチック若しくは半硬質プラスチックなどの別個の材料から作製することもできる。マスク本体周辺部２４ａはまた、マスク本体１２の様々な層を一体に接合するための、一連の結合部又は溶着部３５も有し得る。それゆえ、この周辺部は、流体透過性がそれほど高くはない場合がある。濾過構造体１６の（周辺部から内側の）残部は、その拡張表面の大部分にわたって、完全な流体透過性とすることができるが、結合部、溶着部、又は折り目が存在する区域は、例外とされる可能性がある。第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂは、それぞれ、第１境界線３６ａ及び第２境界線３６ｂでマスク本体１２に接合することができ、これらの境界線に概して平行な軸を中心として、回転させるか又は折り畳むことができる。各ストラップ２６、２７の第１端部２９ａ及び第２端部２９ｂ（図２）は、前縁部３３に概して平行に、各フランジ３０ａ、３０ｂに一列に固定される。フランジ３０ａ、３０ｂは、境界線３６ａ、３６ｂで、マスク本体１２の主要部分２８に接し得る。第２ストラップ２７の固定点は、境界線３６ａ、３６ｂから少なくとも１センチメートル離間して配置される。この境界線からのストラップ固定点の間隔は、レスピレータ１０が着用されるときに、フランジが主要部分２８に対して確実に折り畳まれることを可能にする、レバーアームを作り出す。境界線は、典型的には、少なくとも長さ３センチメートル（ｃｍ）である。より典型的には、フランジの下向きの折り畳みを引き起こす張力を及ぼすストラップは、境界線３６ａ、３６ｂから１．５ｃｍ以上離間して配置される。上側固定点は、典型的には、境界線３６ａ、３６ｂから１ｃｍ未満の距離で離間配置される。
【００４７】
第１境界線３６ａ及び第２境界線３６ｂは、開かれていない状態で上面図又は底面図からマスク本体を見た場合に、マスク本体１２の周辺部２４ａに対して垂直に延在する平面３２から、角度αでオフセットしている。角度αは、約０〜約６０度、より典型的には約３０〜４５度とすることができる。上部１８は、第１境界線３６ａから第２境界線３６ｂまで横方向に延びる、１つ以上のプリーツ線３８を含み得る。
【００４８】
図３は、本発明による、マスク本体１２のプリーツ状構成の実施例を示す。図示のように、マスク本体１２の上側部分又はパネル１８はまた、プリーツ３８及びプリーツ４０、並びにプリーツ２２の半分も含み得る。マスク本体１２の下側部分又はパネル２０は、プリーツ４２及びプリーツ４４、並びにプリーツ２２の半分を含み得る。プリーツ２２は、マスク本体１２の上側部分１８と下側部分２０とを隔てる。マスク本体１２の下側部分２０は、上側部分１８と同じか、より大きいか、又はより小さい濾材表面積を含み得る。マスク本体１２はまた、その周辺部に沿ってマスク本体に固定される、周辺ウェブも含み得る。この周辺ウェブは、周辺部２４ａ、２４ｂで、マスク本体を覆って折り畳むことができる。周辺ウェブはまた、２４ａ及び２４ｂの縁部の周りに折り畳まれて固定される、内側カバーウェブの延出部分とすることもできる。ノーズクリップ５６（図５）は、濾過構造体１６と周辺ウェブとの間に、周辺セグメント２４ａに隣接して、マスク本体の上側部分１８の中央に配置することができる。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、着用者によって手作業で適応させることが可能な、柔軟な金属又はプラスチックから作製することができる。
【００４９】
図４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、及び濾過層６２などの、１つ以上の層を含み得ることを示す。内側カバーウェブ５８及び外側カバーウェブ６０は、濾過層６２を保護するため、及び濾過層６２からの繊維が遊離してマスク内部に入り込むことを防止するために提供することができる。レスピレータの使用中、空気は、マスク内部に入り込む前に、層６０、６２、及び層５８を順次通過する。マスク本体の内部気体空間内に配置された空気は、次いで、着用者によって吸入することができる。この空気は、着用者が吐き出すと、逆方向に、層５８、６２、及び層６０を順次通過する。あるいは、呼気が、濾過構造体１６を通過することなく、内部気体空間から迅速に排除されて外部気体空間に入ることを可能にするために、マスク本体上に呼気弁（図示せず）を提供することもできる。典型的には、カバーウェブ５８及びカバーウェブ６０は、濾過構造体の、特に着用者の顔面と接触する側で快適な感触をもたらす、不織布材料の選択肢から作製される。本発明の支持構造体に関連して使用することが可能な、様々なフィルタ層及びカバーウェブの構成体を、以下でより詳細に説明する。この濾過構造体はまた、層５８、６０、又は層６２のうちの少なくとも１つ以上に対して、典型的には、外側カバーウェブ６０の外側表面に対して並置された、構造的な網若しくはメッシュも有し得る。そのようなメッシュの使用は、「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ  Ｆａｃｅ  Ｍａｓｋ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  Ｎｅｔｔｉｎｇ」と題された、米国特許出願公開第２０１０／０１５４８０６（Ａ１）号で説明されている。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を、濾過構造体１６の周辺部に固定することができる。そのようなフェースシールは、レスピレータが身に着けられているとき、着用者の顔面に接触するように、半径方向内向きに延出し得る。フェースシールの例は、米国特許第６，５６８，３９２号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）、同第５，６１７，８４９号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら）、及び同第４，６００，００２号（Ｍａｒｙｙａｎｅｋら）、並びにカナダ特許第１，２９６，４８７号（Ｙａｒｄ）で説明されている。マスク本体周辺部２４はまた、密着適合を達成するために、鼻領域内で、それ自体の上に折り畳むことができる（米国特許出願公開第２０１１／０３１５１４４（Ａ１）号を参照）。
【００５０】
図５は、使用時構成でのマスク本体１２を示す。使用中、フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の主要部分２８の第１側部及び第２側部と接触して配置される。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体に向けて内向きに折り畳むことができる。マスク本体１２の主要部分２８に向けてフランジが引き付けられる場合、このレスピレータは、平坦折り畳み式レスピレータとしてよりも、成型レスピレータとして挙動する。すなわち、このレスピレータは、使用中に、その形状をより良好に維持することがより可能な、構造的なカップ状構成を呈する。それゆえ、マスク本体１２の主要部分２８に向けて引き付けられるフランジ３０ａ、３０ｂを有する、本発明のレスピレータは、ある意味で、成型レスピレータと平坦折り畳み式レスピレータとの混成物である。
【００５１】
図６もまた、マスク本体１２の濾過構造体１６の底部２０と接触して下向きに折り畳まれた、フランジ３０ａを示す。線３６ａに沿ったフランジの延在、及び、そのフランジが濾過構造体１６の底部２０と接触して配置されることは、図示の、顔面から離れたカップ状構成に寄与する。マスク本体１２は、長時間の湿潤環境内での使用の間、圧潰のリスクを伴うことなく、この所望の形状を維持することができる。
【００５２】
濾過構造体
本発明に関連して使用される濾過構造体は、多種多様な形状及び構成を呈し得る。濾過構造体は、典型的には、支持構造体に対して、又は支持構造体内部に、適切に適合するように適応される。一般に、濾過構造体の形状及び構成は、マスク本体の全般的形状に対応する。濾過構造体は、濾過層及び２つのカバーウェブを含む、複数の層を有して示されているが、濾過構造体は、単に、濾過層又は濾過層の組み合わせのみを備える場合もある。例えば、プレフィルタを、より微細かつ選択的な下流の濾過層に対して上流に配置することができる。更には、濾過構造体を構成する繊維及び／又は様々な層の間に、活性炭などの吸着材料を配置することができる。更には、別個の微粒子濾過層を、吸着層と共に使用して、微粒子及び蒸気の双方に関する濾過を提供することができる。濾過構造体は、カップ状構成を提供する助けとなる、１つ以上の補強層を含み得る。濾過構造体はまた、その構造的一体性に寄与する、１つ以上の水平の境界線及び／又は垂直の境界線を有することも可能である。しかしながら、第１フランジ及び第２フランジは、本発明に従って使用する場合、そのような補強層及び境界線に対する必要性を、不要なものにすることができる。
【００５３】
本発明のマスク本体内で使用される濾過構造体は、粒子捕捉フィルタ、あるいは気体及び蒸気型フィルタのものとすることができる。濾過構造体はまた、フィルタ層の一方の側から他方への液体の移動を防止する、バリア層とすることにより、例えば、液体エアロゾル又は液体の飛沫（例えば、血液）が、フィルタ層を貫通することを防ぐこともできる。用途に応じて、同種の濾材又は異種の濾材の、複数の層を使用して、本発明の濾過構造体を構築することができる。本発明の積層マスク本体内で有益に採用することが可能なフィルタは、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、圧力低下が少ない（例えば、１３．８センチメートル毎秒の面速度で、約１９５〜２９５パスカル未満）。濾過層は、更に可撓性とすることができ、予期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、十分な剪断強度を有し得る。粒子捕捉フィルタの例としては、微細無機繊維（ガラス繊維など）又はポリマー合成繊維の、１つ以上のウェブが挙げられる。合成繊維ウェブとしては、メルトブローン法などのプロセスから製造される、エレクトレット帯電ポリマーマイクロファイバーを挙げることができる。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、粒子捕捉用途に関して、特定の有用性を提供する。代替のフィルタ層は、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の、吸着剤成分を含み得る。吸着剤は、接着剤、結合剤、若しくは繊維状構造体によってフィルタ層内に拘束される、粉末又は顆粒を含み得る（米国特許第６，３３４，６７１号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら）及び同第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎ）を参照）。吸着剤層は、繊維状発泡体又は網状発泡体などの基材をコーティングして、薄い凝集性層を形成することによって形成することができる。吸着剤材料としては、化学処理された活性炭若しくは未処理の活性炭、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。様々な構成に適合させることが可能な吸着濾過構造体の例は、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓら）で説明されている。
【００５４】
濾過層は、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。濾過層は、一般に、その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い割合で除去する。繊維状フィルタ層に関しては、選択される繊維は、濾過される物質の種類に応じて決定され、典型的には、それらの繊維が成型作業工程中に一体に結合することがないように選択される。前述のように、濾過層は、様々な形状及び形態で提供することができ、典型的には、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の厚さを有し、また概して平面的なウェブとすることが可能であり、又は、拡張された表面積を提供するように、波形化することも可能である（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）、濾過層はまた、接着剤又は任意の他の手段によって一体に接合された、複数の濾過層も含み得る。本質的には、濾過層を形成するための、既知の（又は、後に開発される）任意の好適な材料を、濾過材料として使用することができる。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ  Ａ．の「Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ」（４８  ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．１３４２以下参照（１９５６））で教示されているものなどの、メルトブローン繊維のウェブは、特に持続的帯電（エレクトレット）形態にある場合に、特に有用である（例えば、米国特許第４，２１５，６８２号（Ｋｕｂｉｋら）を参照）。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、典型的には約１〜１２μｍの有効繊維直径を有する、マイクロファイバーとすることができる（「ブローンマイクロファイバー」を表すＢＭＦと称される）。有効繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．の「Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １Ｂ，１９５２）に従って判定することができる。特に好ましいものは、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た繊維を含有する、ＢＭＦウェブである。米国再発行特許第３１，２８５号（ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）で教示されているような帯電小繊維化フィルム繊維もまた、ロジン−ウール繊維ウェブ、及びガラス繊維若しくは溶液ブローンのウェブ、又は、特にマイクロフィルム形態の静電吹付け繊維と同様に、好適とすることができる。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）で開示されているように、繊維を水と接触させることによって、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）で開示されているようなコロナ帯電によって、又は、同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）で開示されている���うな摩擦帯電によっても、繊維に付与することができる。また、ハイドロ帯電プロセスを通じて製造されたウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維内に含めることができる（米国特許第５，９０８，５９８号（Ｒｏｕｓｓｅａｕら）を参照）。具体的には、フッ素原子を、フィルタ層内の繊維の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６，４０９，８０６（Ｂ１）号（Ｊｏｎｅｓら）を参照）。エレクトレットＢＭＦ濾過層に関する典型的な坪量は、約１０〜１００グラム毎平方メートルである。例えば、第’５０７号特許（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）で説明されている技術に従って帯電させる場合、及びＪｏｎｅｓらの特許で言及されるようにフッ素原子を含める場合、坪量は、それぞれ、約２０〜４０ｇ／ｍ２及び約１０〜３０ｇ／ｍ２とすることができる。
【００５５】
内側カバーウェブは、着用者の顔面に接触するための、滑らかな表面を提供するために使用することができ、外側カバーウェブは、マスク本体内に遊離繊維を封入するために、又は審美的理由から使用することができる。カバーウェブは、典型的には、実質的な濾過効果を濾過構造体に全く提供しないが、濾過層の外部（又は、上流）に配置される場合、プレフィルタとしての役割を果たすことができる。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ることができ、それらの繊維は、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、ただし０．１デニール超）とすることができる。カバーウェブ内で使用される繊維は、多くの場合、約５〜２４マイクロメートルの、典型的には約７〜１８マイクロメートルの、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。カバーウェブ材料は、ある程度（典型的には、必須ではないが、破断時で１００〜２００％）の弾性を有し得るものであり、可塑的に変形可能とすることができる。
【００５６】
カバーウェブに関して好適な材料は、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）とすることができる。カバーウェブ用のＢＭＦ材料を製造するための好適なプロセスは、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅら）で説明されている。このウェブは、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しているコレクタ上に、繊維を収集することによって形成することができる（米国特許第６，４９２，２８６号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）を参照）。スパンボンド繊維もまた、使用することができる。
【００５７】
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／ポリオレフィンブレンドから作製することができる。これらの材料は、高い程度の柔軟性及び快適性を着用者に提供し、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、フィルタ材料に固定されたまま維持されることが見出されている。カバーウェブ内で使用するため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、並びにポリプロピレンとポリエチレンとのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）とのブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンとのブレンドを挙げることができる。カバーウェブ用の繊維の一例は、Ｅｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレン樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」から作製され、約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、０．２〜３．１の範囲の（繊維１００本超で測定された、約０．８の平均を有する）繊維デニールを有する、ポリプロピレンＢＭＦである。別の好適な繊維は、約２５ｇ／ｍ２の坪量を提供し、約０．８の平均繊維デニールを有する、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦである（８５パーセントの樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」及び１５パーセントのエチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ  ４０２３」（同じくＥｘｘｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を含む混合物から製造される）。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ（Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）より「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｐｌｕｓ  ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｃｌａｓｓｉｃ  ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で入手可能なもの、並びに、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ  ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）より商品名「３７０／１５」で入手可能な、カード処理ポリプロピレン／ビスコース材料である。
【００５８】
本発明で使用されるカバーウェブは、好ましくは、加工処理後にウェブ表面から突出する繊維が極めて少なく、それゆえ、滑らかな外側表面を有する。本発明で使用することが可能な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９６／２８２１６（Ａ）号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）で開示されている。
【００５９】
レスピレータ構成要素
ハーネスで使用されるストラップは、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などの、様々な材料から作製することができる。ストラップは、弾性の編組み材料などの、弾性材料から作製することができる。ストラップは、好ましくは、その全長の２倍を超えて拡張することができ、その弛緩状態に戻すことができる。ストラップはまた、恐らくは、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで延びることも可能であり、張力が取り除かれると、全く損傷を受けることなく、その元の状態に戻ることができる。それゆえ、弾性限度は、好ましくは、弛緩状態時のストラップの長さの２倍、３倍、又は４倍以上である。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、及び厚さ約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タブまで延在する場合があり、又は、ストラップは、更なる締結具若しくはバックルによって一体に接合することが可能な、複数の部分を有する場合もある。例えば、ストラップは、締結具によって一体に接合される、第１及び第２の部分を有する場合があり、この締結具は、マスク本体を顔面から取り外す際に、着用者によって素早く分離することが可能である。本発明に関連して使用することが可能なストラップの例は、米国特許第６，３３２，４６５号（Ｘｕｅら）に示されている。ストラップの１つ以上の部分を一体に接合するために使用することが可能な、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ら）、同第５，２３７，９８６号（Ｓｅｐｐａｌａ）、及び欧州特許第１，４９５，７８５（Ａ１）号（Ｃｈｉｅｎ）に示されている。ストラップはまた、米国特許第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎら）に示されるストラップのような、耳ループ式ストラップとすることもできる。
【００６０】
前述のように、内部気体空間から呼気を排除することを容易にするために、マスク本体に呼気弁を取り付けることができる。呼気弁の使用は、マスク内部からの暖かい湿った呼気を迅速に除去することによって、着用者の快適性を改善することができる。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）、及び同再発行特許第３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照されたい。本質的には、好適な圧力低下を提供し、かつマスク本体に適切に固定することが可能な任意の呼気弁を、本発明に関連して使用することにより、内部気体空間から外部気体空間へと呼気を迅速に送達することができる。
【００６１】
本発明で使用されるノーズクリップは、着用者の鼻を覆う適合を改善する助けとなる、本質的に任意の追加的部分とすることができる。着用者の顔面は、この鼻領域で提示されるため、ノーズクリップを使用して、この場所での適切な適合の達成を、より良好に支援することができる。ノーズクリップは、例えば、着用者の鼻の上、及び鼻が頬に接する場所で、所望の適合関係にマスクを保持するように成形することが可能な、アルミニウムなどの柔軟で極軟質の金属の帯を含み得る。好適なノーズクリップの例は、米国特許第５，５５８，０８９号及び同意匠特許第４１２，５７３号（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）、米国公開第２００７−００４４８０３（Ａ１）号（２００５年８月２５日出願）、及び同第２００７−００６８５２９（Ａ１）号（２００５年９月２７日出願）で説明されている。
【実施例】
【００６２】
マスク圧縮強靭性試験
マスク圧縮強靭性試験を使用して、漸進的な圧砕荷重下での、マスクの耐圧潰性を判定した。楕円形プラットフォームに取り付けたマスク本体の周辺部で、試験を遂行した。このプラットフォームは、着用者の顔面の２次元投影をシミュレートするものとした。この固定具上にマスクを装着した状態で、その組立体を、圧縮試験装置内で垂直に位置合わせした。次いで、プラットフォームに平行に、かつマスク本体の中心軸に沿って位置合わせした、ロードセルに取り付けられたプレートを通じて、マスク本体に圧縮荷重を徐々に加えた。このプレートは、７６ミリメートルの直径を有する円形として構成した。このプレートは、マスク本体への完全な接触が、圧縮サイクルの全体を通して維持されるように、マスク本体上の中心に配置するものとした。使用する試験装置は、Ｍｉｃｒｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｓｃａｒｓｄａｌｅ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）より入手可能な、ＴＡ−ＸＴ  ｐｌｕｓテクスチャーアナライザーとした。楕円形のマスク装着固定具は、１５５ｍｍの長径の長さ、及び９５ｍｍの短径の長さ、並びに３ｍｍの厚さを有するものとした。この固定具の周辺部に、マスク本体周辺部を固定した。プレートにマスク本体を固定した状態で、その組立体を試験装置内に強固に装着し、圧縮サイクルを開始した。圧縮プレートのクロスヘッド速度は５ｍｍ毎秒とし、圧縮荷重を、マスク本体との接触点から、２５ｍｍの圧砕点まで、重量グラム（ｇｆ）で記録した。圧縮サイクル全体にわたる点で圧砕力を記録し、これらの点によって表される曲線下面積を算出して、力−変位曲線下面積として得た。この面積の値は、試験マスクの耐圧砕性又は圧砕強靭性の視点を与えるものであり、ｍｍ−ｇｆ（Ｎ−ｍｍ）の単位で与えられる。
【００６３】
（実施例１）
図面に示したレスピレータ１０の構成を有する、レスピレータを組み立てた。このレスピレータを、上述のマスク圧縮強靭性試験で説明された試験固定具上に装着した。このレスピレータを、（１）図２のように、フランジがマスク本体から離れる方向に延出した状態、及び（２）使用時構成をシミュレートするために、図６のように、フランジがストラップの張力によりマスク本体と接触して保持された状態の、２つの構成で試験した。第１の場合では、このレスピレータは、４，０９４ｍｍ−ｇｆ（０．０４０１５Ｎ−ｍｍ）の耐圧砕性を実証し、その一方で、第２の場合では、耐圧砕性は６６１３ｍｍ−ｇｆ（０．０６４８５Ｎ−ｍｍ）であり、６２％の改善となった。
【００６４】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を採用することができる。したがって、本発明は、上記の説明に限定されるものではなく、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる等価物に記載される制約によって規制されるものとする。
【００６５】
本発明はまた、本明細書で具体的に開示されていない任意の要素の非存在下でも、好適に実施することできる。
【００６６】
上記で引用した全ての特許及び特許出願は、「背景技術」のセクションのものを含めて、全体として参照により本文書に組み込まれる。そのように組み込まれる文書での開示と、上記の明細書との間に、不一致又は矛盾が存在する限りにおいて、上記の明細書が優先されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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