(57)【要約】呼吸保護複合フェースピースを開示し、呼吸保護複合フェースピースは、第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分と、第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合されたシリコーン密封フェースピース要素と、を有する。第１及び第２の表面は対向する主面であってよい。第２のシリコーン要素が第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合される。呼吸保護複合フェースピースの製造方法も開示する。
2010537721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分と、
前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合したシリコーン密封フェースピース要素と、
前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合した第２のシリコーン要素と、を備える呼吸保護複合フェースピース。
【請求項２】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、吸気弁又は呼気弁を更に備え、前記第２のシリコーン要素が前記吸気弁又は前記呼気弁のダイアフラムを形成する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項３】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、吸気弁及び呼気弁を更に備え、前記第２のシリコーン要素が前記吸気弁のダイアフラムを形成し、かつ前記呼気弁のダイアフラムを形成する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項４】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が会話用ポートを更に有し、前記第２のシリコーン要素が前記会話用ポートのダイアフラムを形成する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項５】
前記シリコーン密封フェースピース要素が前記第１の表面及び前記第２の表面に化学的に接着される、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項６】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、該ポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる複数の孔を有し、前記シリコーン密封フェースピース要素が前記孔の少なくとも一部に相互貫通する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項７】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、熱可塑性ポリマー及び前記シリコーン密封フェースピース要素を含み、前記第２のシリコーン要素が熱硬化性ポリマーであり、前記熱可塑性ポリマー上に前記熱硬化性ポリマーが、化学的に直接結合する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項８】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、吸気弁を更に備え、前記第２のシリコーン要素が、前記吸気弁を包囲するガスケットを形成する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項９】
前記第２のシリコーン要素が、前記呼吸保護複合フェースピースを使用者の頭部に固定するように構成された１以上のストラップの少なくとも一部を形成する、請求項１に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項１０】
第１の表面及び第２の表面並びに吸気ポートを有するポリマー剛性フェースピース本体部分と、
前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合し、前記吸気ポートの周囲にガスケットを形成するシリコーン密封フェースピース要素と、を備える呼吸保護複合フェースピース。
【請求項１１】
前記シリコーン密封フェースピース要素が、前記第１の表面及び前記第２の表面に化学的に接着される、請求項１０に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項１２】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、該ポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる複数の孔を有し、前記シリコーン密封フェースピース要素が前記孔の少なくとも一部に相互貫通する、請求項１０に記載の呼吸保護複合フェースピース。
【請求項１３】
呼吸保護複合フェースピースを形成する方法であって、
第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分上に液体シリコーンをオーバーモールド成形するステップであって、前記液体シリコーンが前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方と接触するステップと、
前記液体シリコーンを固化させて、前記第１の表面又は前記第２の表面の一方に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素を形成するステップと、第２のシリコーン要素が前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合することによって呼吸保護複合フェースピースを形成するステップと、を含む方法。
【請求項１４】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、吸気弁又は呼気弁を更に備え、前記固化するステップにおいて前記吸気弁又は前記呼気弁の第２のシリコーン要素としてダイアフラムが形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記固化するステップにおいて前記液体シリコーンが固化されることによって前記第１の表面及び前記第２の表面に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素が形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、該ポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる複数の孔を有し、前記オーバーモールド成形するステップにおいて前記孔の少なくとも一部に液体シリコーンが相互貫通することによって前記シリコーン密封フェースピース要素が形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、吸気弁を備え、前記固化するステップにおいて第２のシリコーン要素が前記吸気弁を包囲するガスケットを形成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記固化するステップにおいて、第２のシリコーン要素が、前記呼吸保護複合フェースピースを使用者の頭部に固定するように構成された１以上のストラップの少なくとも一部を形成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
化学又は微粒子濾過カートリッジを前記吸気弁に取り付けるステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
呼吸保護複合フェースピースを形成する方法であって、
第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分上に液体シリコーンをオーバーモールド成形するステップであって、前記液体シリコーンは前記第１の表面又は前記第２の表面の少なくとも一方と接触するステップと、
前記液体シリコーンを固化させることによって前記第１の表面又は前記第２の表面の一方に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素を形成するステップと、前記吸気ポートの周囲にガスケットを形成するステップと、を含む方法。
【請求項２１】
前記固化するステップにおいて前記液体シリコーンが固化されることによって前記第１の表面及び前記第２の表面に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素が形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリマー剛性フェースピース本体部分が、該ポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる複数の孔を有し、前記オーバーモールド成形するステップにおいて前記孔の少なくとも一部に液体シリコーンが相互貫通することによって前記シリコーン密封フェースピース要素が形成される、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成形された熱硬化性エラストマー要素を有する一体型レスピレータに関し、詳細には熱硬化性エラストマーフェースシール及び別の熱硬化性要素を有するレスピレータフェースピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハーフマスク型のレスピレータは、濾過プロセスによって空気中の浮遊物質から呼吸を保護し、かつ／又は清浄な空気へのアクセスを容易にするものである。こうした装置の特徴の１つとして、使用者とレスピレータの他の機能性要素との間に形成されるシールがある。レスピレータでは、しばしば「フェースシール」と称されるこのシールを形成するのにエラストマー材料をしばしば用いている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうしたレスピレータの設計上考慮される点は、エラストマーフェースシールをレスピレータの中実の構造的要素と気密に締結することである。こうした気密シールは、レスピレータの設計を複雑にし、コストを増大させる機械的シールをしばしば必要とする。別の設計上の考慮点として、レスピレータの他のエラストマー要素の形成及び取り付けがある。これらの他のエラストマー要素もやはりまた、レスピレータの設計を複雑にし、コストを増大させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、成形された熱硬化性エラストマー要素を有する一体型レスピレータに関し、詳細には熱硬化性エラストマーフェースシール及び別の熱硬化性要素を有するレスピレータフェースピースに関する。本開示は更に、ポリマー剛性フェースピース本体部分及びシリコーン密封フェースピース要素、並びにポリマー剛性フェースピース本体部分の少なくとも１つの主面に化学的に結合された第２のシリコーン要素を有するレスピレータフェースピースに関する。多くの実施形態において、シリコーン密封フェースピース要素及び第２のシリコーン要素は、ポリマー剛性フェースピース本体部分の少なくとも２つの主面に化学的に結合される。特定の実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素及び第２のシリコーン要素は、ポリマー剛性フェースピース本体部分の少なくとも１つの孔を貫通する。
【０００５】
第１の実施形態では、呼吸保護複合フェースピースは、第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分と、第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合されたシリコーン密封フェースピース要素とを有する。第１及び第２の表面は対向する主面であってよい。第２のシリコーン要素が第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合される。特定の実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素及び／又は第２のシリコーン要素は、ポリマー剛性フェースピース本体部分の少なくとも２つの対向する主面と化学的に結合させることができる。シリコーン密封フェースピース要素及び／又は第２のシリコーン要素は、場合によりポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる孔に相互貫通してもよい。第２のシリコーン要素は、例えば、吸気弁、呼気弁、又は会話用ダイアフラムのダイアフラムを形成してもよく、あるいは吸気ポートの周囲に密封ガスケットを形成してもよく、あるいは例えばヘッドストラップの少なくとも一部を形成してもよい。
【０００６】
別の実施形態では、呼吸保護複合フェースピースは、第１の表面及び第２の表面並びに吸気ポートを有するポリマー剛性フェースピース本体部分を有する。シリコーン密封フェースピース要素が第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合され、吸気ポートの周囲にガスケットを形成する。第１及び第２の表面は対向する主面であってよい。ガスケットは第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合される。特定の実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素及び／又はガスケットは、ポリマー剛性フェースピース本体部分の少なくとも２つの対向する主面と化学的に結合させることができる。シリコーン密封フェースピース要素及び／又はガスケットは、場合によりポリマー剛性フェースピース本体部分を通じて延びる孔に相互貫通してもよい。
【０００７】
更なる実施形態では、呼吸保護複合フェースピースを形成する方法は、第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分上に液体シリコーンをオーバーモールド成形するステップであって、液体シリコーンは第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方と接触するステップと、液体シリコーンを固化させて、第１の表面又は第２の表面の一方に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素を形成するステップとを含む。第２のシリコーン要素が第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合されて、呼吸保護複合フェースピースを形成する。第２のシリコーン要素は、例えば、吸気弁、呼気弁、又は会話用ダイアフラムのダイアフラムを形成してもよく、あるいは吸気ポートの周囲に密封ガスケットを形成してもよく、あるいは例えばヘッドストラップの少なくとも一部を形成してもよい。
【０００８】
なお更なる実施形態では、呼吸保護複合フェースピースを形成する方法は、第１の表面及び第２の表面を有するポリマー剛性フェースピース本体部分上に液体シリコーンをオーバーモールド成形するステップであって、液体シリコーンは第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方と接触するステップと、液体シリコーンを固化させて、第１の表面又は第２の表面の一方に化学的に結合するシリコーン密封フェースピース要素を形成するステップと、吸気ポートの周囲にガスケットを形成するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することによって本発明をより完全に理解することが可能である。
【図１】例示的な呼吸保護マスクの斜視図。
【図２】例示的な吸気又は呼気ダイアフラム弁の概略断面図。
【図３】例示的な吸気又は呼気ダイアフラム弁の概略断面図。
【図４】例示的な会話用ダイアフラムの概略断面図。
【図５】呼吸保護マスクの例示的な剛性フェースピース本体の斜視図。
【図６】剛性フェースピース本体の半分にオーバーモールド成形されたシリコーン密封フェースピース要素を示す、図５に示される剛性フェースピース本体の正面斜視図。
【図７】剛性フェースピース本体の半分にオーバーモールド成形されたシリコーン密封フェースピース要素を示す、図５に示される剛性フェースピース本体の背面斜視図。
【図８】液体シリコーンが剛性フェースピース本体を通じて設けられた孔に相互貫通する際に形成される機械的連結部を示す、呼吸保護複合フェースピースの部分概略断面図。
【図９】例示的呼吸保護マスクの部分分解斜視図。
【００１０】
各図は正確な縮尺であるとは限らない。各図で用いられる同様の番号は同様の要素を指すものである。しかしながら、与えられた図においてある要素を示すためにある数字を用いることは、別の図において必ずしも同じ数字でその要素を示そうとするものではない点は理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明文では、本明細書の一部をなす、幾つかの具体的な実施形態を例として示した添付図面を参照する。本発明の範囲又は趣旨を逸脱することなくその他の実施形態が想到され、かつ、実施され得る点は理解されるべきである。したがって以下の「発明を実施するための形態」は限定的な意味で解釈すべきではない。
【００１２】
本発明で使用する科学的技術的な用語はすべて、特に断らない限り当該技術分野で一般的に用いられる意味を有する。本明細書中で与えられる定義は、本明細書中で頻繁に使用される特定の用語の理解を助けるためのものであり、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００１３】
特に断りがない限り、本明細書及び特許請求の範囲で用いる構造の寸法、量、物理的特性を表わすすべての数字は、すべての場合において「約」という語により修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で記載される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて実現しようとする所望の特性に応じて変化し得る近似的な値である。
【００１４】
端点による数値範囲の詳述には、その範囲内に組み入れられるすべての数が包含され（例えば１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５が包含される）並びにその範囲内のあらゆる範囲が包含される。
【００１５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いる単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いる「又は」なる語は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００１６】
「レスピレータ」なる用語は、人が着用することによって着用者の呼吸器系に空気が入る前に空気を濾過する個人用の呼吸保護装置を意味する。この用語には、フルフェースレスピレータ、ハーフマスクレスピレータ、空気供給フード、電動式空気浄化レスピレータ、及び内蔵型呼吸装置が含まれる。
【００１７】
本開示は、成形された熱硬化性エラストマー要素を有する一体型レスピレータに関し、詳細には熱硬化性エラストマーフェースシール及び別の熱硬化性要素を有するレスピレータフェースピースに関する。本開示は更に、吸気ポートを有するレスピレータフェースピース、及び、吸気ポートを更に包囲して吸気ポートガスケットを形成する熱硬化性エラストマーフェースシールに関する。本開示は更に、ポリマー剛性フェースピース本体部分及びシリコーン密封フェースピース要素、並びにポリマー剛性フェースピース本体部分の１つ又は２つの主面に化学的に結合された第２のシリコーン要素を有するレスピレータフェースピースに関する。特定の実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素及び第２のシリコーン要素もやはりポリマー剛性フェースピース本体部分を貫通する。このレスピレータフェースピースは、熱硬化性シリコーン密封フェースピース要素及び第２のシリコーン要素を、ポリマー熱硬化性剛性フェースピース本体部分上に順次、又は同時に成形することによって形成することができる。これらのレスピレータフェースピースでは、各シリコーン要素と剛性フェースピース本体部分とは強固に結合している。本発明はそのように限定されるものではないが、下記に与えられる実施例を考察することにより、本発明の様々な態様が認識されるであろう。
【００１８】
オーバーモールド成形された熱硬化性シール及び別のオーバーモールド成形された要素を有する一体型レスピレータは、ポリマー剛性フェースピース本体部分に一体又は化学的に結合された顔面密封要素及び他のエラストマー要素を与えるものである。こうした構造は、エラストマー要素の耐久性を向上させるとともに、ポリマー剛性フェースピース本体部分と熱硬化性エラストマー要素との間に破片が入り込むことを防止することが見出された。こうした一体構造はまた、組み立て部品の数及び部品のサイズの変動を低減させるものである。本明細書に記載されるオーバーモールド成形された熱硬化性エラストマー材料は、熱伝導性エラストマー要素をポリマー剛性フェースピース本体部分に化学的に付着又は結合させるためにポリマー剛性フェースピース本体部分をプライミングする必要がない。
【００１９】
図１は、例示的な呼吸保護マスク１０の斜視図である。呼吸保護マスク１０は、例えば、任意の化学又は微粒子濾過カートリッジ２８が連結された１以上の吸気弁、１以上の呼気弁３２、１以上の会話用ダイアフラム、及び／又は、呼吸保護複合フェースピース１１を使用者の頭部に固定するように構成された１以上のヘッドストラップ又はストラップ３４などを含む多くの呼吸保護要素に取り付けられた呼吸保護複合フェースピース１１を備える。
【００２０】
呼吸保護複合フェースピース１１は、ポリマー剛性フェースピース本体２０（下記により詳しく述べる）上にオーバーモールド成形されたシリコーン密封フェースピース要素１２を有する。化学又は微粒子濾過カートリッジ２８を１以上の吸気弁に固定的に取り付けることも脱着可能に取り付けることもできる。特定の実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素１２は、化学又は微粒子濾過カートリッジ２８とポリマー剛性フェースピース本体２０又は吸気弁（下記により詳しく述べる）との間のシール又はガスケット（下記により詳しく述べる）を更に形成する。化学又は微粒子濾過カートリッジ２８は、図１に示される形状以外の任意の有用な形状を有し得る。
【００２１】
図１は、化学又は微粒子濾過カートリッジ２８に取り付けられた２個の頬部吸気弁、及び１個の鼻部呼気弁３２を有する呼吸保護マスク１０を示しているが、任意の有用な呼吸保護の構成が可能である。例えば、呼吸保護マスク１０は、化学又は微粒子濾過カートリッジ２８又は清浄空気供給源に取り付けられた１個の吸気弁、及び１個乃至２個の呼気弁、又は１個乃至２個の会話用ダイアフラムを必要に応じて有してよい。
【００２２】
図２及び図３は、例示的な吸気又は呼気弁の概略断面図である。図４は、例示的な会話用ダイアフラムの概略断面図である。これらの吸気若しくは呼気弁、又は会話用ダイアフラムは、下記に述べる剛性フェースピース本体２０の複数の開口部の内部又は開口部に隣接して配置される。
【００２３】
図２は、例示的呼吸保護マスク１０の外部領域１又は２と、内部領域２又は１との間に配置されたダイアフラム弁の部分概略図を示したものである。弁２５は、ダイアフラム２６が剛性フェースピース本体２０と使用者の顔面又は例示的呼吸保護マスク１０の内部領域２との間に配置される場合には吸気弁である。弁２５は、ダイアフラム２６が剛性フェースピース本体２０と例示的呼吸保護マスク１０の外部領域１との間に配置される場合には呼気弁である。図３は、弁が、ダイアフラム２６と弁本体又は剛性フェースピース本体２０との間に吸気５又は呼気５を通過させている様子を示している。例示的ダイアフラム２６はダイアフラム２６を弁本体又は剛性フェースピース本体２０に係留する弁支持要素１９に取り付けられている。１以上の支柱１７（図５を参照）によってダイアフラムを弁本体又は剛性フェースピース本体２０に係留する支持要素１９を連結することができる。
【００２４】
図４は、会話用ダイアフラムの部分概略図を示したものである。例示的な会話用ダイアフラムは、剛性フェースピース本体２０に固定されたダイアフラム２７を有する。ダイアフラム２７は、２個の剛性フェースピース本体２０の本体部分の間に挟まれている状態が示されているが、ダイアフラム２７は第１の表面及び第２の表面（後述する）の一方又は両方に単純に化学的に結合させてもよく、ポリマー剛性フェースピース本体部分（下記に一般的に述べる）の少なくとも１つの孔を貫通してもよい。ダイアフラム２７は例示的呼吸保護マスク１０の外部領域１又は２と内部領域２又は１との間に配置される。会話用ダイアフラム２７は呼吸保護マスク１０の使用者からの会話の伝達を助けるものである。
【００２５】
図５は、呼吸保護マスク１０の例示的剛性フェースピース本体２０の正面斜視図である。剛性フェースピース本体２０は第１の表面２１及び第２の表面２２を有する。図の実施形態では、第１の表面２１及び第２の表面２２は、本体厚さＴだけ離間した剛性フェースピース本体２０の対向する主面である。図の実施形態では、第１の表面２１は外表面（外部環境を向いた面）であり、第２の表面２２は内表面である（使用者の顔面を向いた面）。図の剛性フェースピース本体２０は、例えば鼻部開口部１６及び２個の頬部開口部１８のような複数の開口部又はポートを有する。ダイアフラム（図示せず）を有する少なくとも１個の吸気弁、及びダイアフラム（図示せず）を有する１個の呼気弁が、この複数のポート又は開口部内に配置され、１以上の例示される剛性フェースピース本体２０を形成する。特定の実施形態では、複数のポート又は開口部の内の１以上の内部に会話用ダイアフラムが配置される。
【００２６】
多くの実施形態において、１以上の孔２３が本体厚さＴを通じて延びる。呼吸保護複合フェースピース１１のオーバーモールド成形による製造時には、液体シリコーン（シリコーン密封フェースピース要素１２を形成する）が１以上の孔２３に流し込まれ、シリコーン密封フェースピース要素１２と剛性フェースピース本体２０との間の機械的連結部を形成する。特定の実施形態では、吸気弁は化学又は微粒子濾過カートリッジ取り付け要素２９を有する。多くの実施形態では、取り付け要素２９は、化学又は微粒子濾過カートリッジ取り付け要素２９上の相補的な要素と嵌合する差し込みピン式の取り付け要素である。差し込みピン式の取り付けシステムは、２つの部分を互いに取り付けるように構成されたものであり、この場合、２つの部分は、一方の部分を少なくとも部分的に他方の部分に挿入し、一方の部分を他方の部分に回転させることによって取り付けられる、主としてネジ山以外の要素を含み、複数回転させることなく２個の部分を連結することができる。
【００２７】
図６は、シリコーン密封フェースピース要素１２が剛性フェースピース本体２０の半分の上にオーバーモールド成形された、図５に示す剛性フェースピース本体２０の正面斜視図である。図７は、シリコーン密封フェースピース要素が剛性フェースピース本体の半分の上にオーバーモールド成形された、図５に示す剛性フェースピース本体の背面斜視図である。例示的な呼吸保護複合フェースピース１１は、剛性フェースピース本体２０の両半分上にオーバーモールド成形されｒシリコーン密封フェースピース要素１２を含むが、シリコーン密封フェースピース要素１２の外形をより簡単に説明するためにシリコーン密封フェースピース要素１２の断面として示している点は理解されよう。
【００２８】
剛性フェースピース本体２０について上記に述べた。シリコーン密封フェースピース要素１２は、上記の第１の表面２１及び／又は第２の表面２２のような剛性フェースピース本体２０の第１の表面及び第２の表面の少なくとも一方に化学的に結合される。多くの実施形態では、シリコーン密封フェースピース要素１２は、第１の表面２１及び第２の表面２２が上述したように本体厚さＴだけ離間した剛性フェースピース本体２０の主面であるものとして第１の表面２１及び第２の表面２２の少なくとも一方に化学的に結合される。
【００２９】
第２のシリコーン要素は少なくとも第１の表面２１及び／又は第２の表面２２に化学的に結合される。第２のシリコーン要素は、呼吸保護マスクにおいて有用な任意のシリコーン要素又は構成要素であってよい。第２のシリコーン要素は、例えば、吸気弁、呼気弁、又は会話用ダイアフラムのダイアフラムであってもよく、あるいは吸気ポートの周囲に密封ガスケットを形成してもよく、あるいは例えばヘッドストラップの少なくとも一部を形成してもよい。第２のシリコーン要素は、シリコーン密封フェースピース要素１２を形成する（例、オーバーモールド成形する）のと同時、又は順次に形成する（例、オーバーモールド成形する）ことができる。
【００３０】
呼吸保護複合フェースピース１１のオーバーモールド成形による製造時には、液体シリコーン（シリコーン密封フェースピース要素１２又は第２のシリコーン要素を形成する）が１以上の孔２３に流し込まれ、液体シリコーンが固体状態に硬化するとシリコーン密封フェースピース要素１２と剛性フェースピース本体２０との間の機械的連結部を形成する。このオーバーモールド成形プロセスの際、又はこれに続くオーバーモールド成形プロセスの際には、第２のシリコーン要素は、少なくとも第１の表面２１及び／又は第２の表面２２上、及び場合に応じてマスク本体の１以上の孔を通じて流れ、固体状態に硬化するとマスク本体と第２のシリコーン要素との間の機械的連結部を形成する液体シリコーンによって形成される。
【００３１】
図８は、液体シリコーンが剛性フェースピース本体２０を通じて設けられた孔２３に相互貫通する際に形成される機械的連結部を示す、呼吸保護複合フェースピース１１の一部の概略部分断面図を示したものである。シリコーン密封フェースピース要素１２及び／又は第２のシリコーン要素は、第１の表面２１及び第２の表面２２が上述したように本体厚さＴだけ離間した剛性フェースピース本体２０の主面であるものとして第１の表面２１及び／又は第２の表面２２上に配置して化学的に結合させることが可能である。
【００３２】
図６及び図７を再び参照すると、シリコーン密封フェースピース要素１２は、使用者の頭部又は顔面と剛性フェースピース本体２０との間の気密シールを形成するように構成されている。「気密シール」なる用語は、未濾過の空気又は環境大気が連結接触面において呼吸保護複合フェースピース１１の内部に入ることを実質上防止する、使用者の顔面又は頭部に対するシリコーン密封フェースピース要素１２の連結のことを指して言う。図のシリコーン密封フェースピース要素１２は、使用者の顔面に接触する、内側に折曲されたフランジ状カフ１４を有する。
【００３３】
気密性は真空漏れ試験によって測定される。試験装置は３個のポートを有する密封チャンバからなる。チャンバの体積は約７５０ｃｍ３である。レスピレータ取り付け要素を３個のポートの内の１つに差し込みピン式取り付け要素によって固定する。チャンバ内部と環境大気との間の圧力差を測定する（少なくとも２５水柱ｃｍまで）ことが可能な真空計を装置の第２のポートに取り付ける。真空源を遮断弁を介して第３のポートに取り付ける。試験を行うには、遮断弁を開放し、真空源を駆動してチャンバを大気圧よりも２５水柱ｃｍ低い圧力（真空計によって示される）にまで排気する。この後、遮断弁を閉鎖して真空源を停止する。チャンバ内の真空度を６０秒間監視する。空気が内部に漏れるとチャンバ内の圧力が増大し、これにより真空度が低下する。本発明の目的では、チャンバと環境大気との間の圧力差は６０秒後で１５水柱ｃｍよりも高い。より好ましくは、圧力差は６０秒後で２４水柱ｃｍよりも高く維持される。
【００３４】
呼吸保護複合フェースピース１１は、熱硬化性シリコーン材料を熱可塑性剛性フェースピース本体２０上にオーバーモールド成形することによって形成することができる。熱硬化性シリコーン材料は熱可塑性フェースピース本体２０に化学的に結合する（すなわち接着結合又は共有結合する）。
【００３５】
「化学的に結合している」又は「化学的に結合した」なる用語は、原子及び分子間の引力相互作用を生ずる物理的プロセスを指して言うものであり、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、剛性フェースピース本体２０表面に存在する利用可能な官能基及び熱硬化性シリコーン材料に対するその反応性にしばしば依存し得る。多くの実施形態において、熱硬化性シリコーン材料は熱可塑性剛性フェースピース本体２０の前処理が必要でないように選択される。換言すれば、熱硬化性シリコーン材料は熱可塑性剛性フェースピース本体２０と自己接着するものである。熱硬化性シリコーン材料は、オーバーモールド成形プロセス中に熱硬化性シリコーン材料を硬化させるため、熱硬化性シリコーン材料を硬化させるには充分であるが、熱可塑性剛性フェースピース本体２０のガラス転移点よりも低い温度にしばしば加熱される。
【００３６】
下記実施例に示されるように、化学結合の度合いは、破断に至るまでの平均の力を測定する試験法によって測定することが可能である。多くの実施形態において、破断に至るまでの平均の力は、２５Ｎ以上、５０Ｎ以上、又は１５０Ｎ以上、又は１５０Ｎ以上、又は２００Ｎ以上、又は３００Ｎ以上である。
【００３７】
熱可塑性剛性フェースピース本体２０は任意の有用な熱可塑性材料で形成することができる。多くの実施形態において、熱可塑性剛性フェースピース本体２０は、ポリアミド（例、ナイロン）、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニルオキシド、ポリフタルアミド、又はこれらの混合物で形成される。
【００３８】
任意の有用な熱硬化性液体シリコーンゴム又は材料を利用してシリコーン密封フェースピース要素１２及び第２のシリコーン要素を形成することができる。液体シリコーンゴムは、圧縮永久歪み率が低く、安定性に優れ、極高温及び極低温における耐久性に優れた高純度白金硬化シリコーンである。材料の熱硬化性のため、液体シリコーンの射出成形は、材料を加熱されたキャビティに押し込んで加硫するのに先立って材料を低温に維持しつつ集中的に分散混合するなどの特殊な処理をしばしば必要とする。シリコーンゴムは、交互に並んだケイ素原子及び酸素原子、並びにメチル又はビニル側鎖基からなる主鎖を有する熱硬化性エラストマーのファミリーである。シリコーンゴムはシリコーンファミリーの約３０％を占めており、ファミリー中、最大のグループである。シリコーンゴムは広い温度範囲で機械的性質を保ち、シリコーンゴムにおけるメチル基の存在によってこれらの材料は疎水性となっている。
【００３９】
例示的な熱硬化性シリコーン材料としては、以下の商品名で販売される自己接着性液体シリコーンゴムが挙げられる。すなわち、ワッカー・シリコーンズ社（Wacker-Silicones）（ドイツ、ミュンヘン所在）より販売されるＥＬＡＳＴＯＳＩＬ  ＬＲ３０７０、いずれも信越化学工業（日本）より販売されるＫＥ２０９５若しくはＫＥ２００９シリーズ（例えば、ＫＥ２０９５−６０、ＫＥ２０９５−５０、ＫＥ２０９５−４０）、又はＸ−３４−１５４７Ａ／Ｂ、Ｘ−３４−１６２５Ａ／Ｂ、Ｘ−３４−１６２５Ａ／Ｂなどである。これらの自己接着性液体シリコーンゴムは、熱可塑性表面に液体シリコーンゴムを化学的に結合させるために特定の熱可塑性表面の前処理を必要としない。
【００４０】
図９は、例示的な呼吸保護マスク１１の部分分解斜視図である。マスクは、上記に述べた剛性フェースピース本体２０、剛性フェースピース本体２０に化学的に結合されたシリコーン密封フェースピース要素１２、鼻部開口部１６、及び２個の頬部開口部１８を有する。ダイアフラム（すなわち第２のシリコーン要素）を有する少なくとも１個の吸気ポート１８又は弁、及びダイアフラム２６（すなわち第２のシリコーン要素）を有する１個の呼気ポート１６又は弁が複数のポート又は開口部内に配置される。シリコーンガスケット３１（すなわち第２のシリコーン要素）が、化学又は微粒子濾過カートリッジ取り付け要素２９及び吸気ポート１８又は弁の周囲に配置される。シリコーンガスケット３１は、化学又は微粒子濾過カートリッジ２８及び剛性フェースピース本体２０とともに気密シールを形成する。
【００４１】
シリコーンガスケット３１及びシリコーン呼気ダイアフラム２６（及び吸気ダイアフラム）は同時又は順次に形成して、剛性フェースピース本体２０に化学的に結合させることができる。特定の実施形態では、シリコーンガスケット３１及びシリコーン呼気ダイアフラム２６（及び吸気ダイアフラム）は、図２、３及び８に示されるように剛性フェースピース本体２０を貫通する。
【００４２】
化学又は微粒子濾過カートリッジ２８は、化学又は微粒子濾過カートリッジ取り付け要素２９に固定的に取り付けても脱着可能に取り付けてもよい。化学又は微粒子濾過カートリッジ２８は、図９に示される形状以外の任意の有用な形状を有し得る。
【実施例】
【００４３】
複数の試験を用いて、シリコーンゴムと熱可塑性材料の適当な組み合わせを特定した。特に注目すべき点は、気密シールの耐久性に影響する、シリコーンゴムと熱可塑性材料との間の接着の強度である。
【００４４】
長さ５１ｍｍ、幅２５ｍｍ、及び厚さ２ｍｍの剛性の平板な基材片を熱可塑性材料で成形することによって試験ストリップを調製した。次いで基材を第２の金型内に、第２の金型のキャビティから基材の一端が６ｍｍ突出するように固定した。第２の金型のキャビティは幅２７ｍｍ、長さ４９ｍｍであった。金型の深さは２ｍｍであり、突出した基材端部の直ぐ近くで４ｍｍに拡大していることにより、金型のキャビティにシリコーンが注入される際に、突出した基材端部のすべての側面上にシリコーンが厚さ１ｍｍの層を形成するようになっている。したがって得られた試験ストリップは、一端に熱可塑性基材片、他端にシリコーンゴムを有する長さ９４ｍｍのものであった。
【００４５】
基材の材料とシリコーンとの間の結合の強度を、ＭＴＳモデル８５８材料試験システム（ＭＴＳシステムズ社（MTS Systems Corporation）ミネソタ州エデンプレイリー（Eden Prairie））のような機械式テスターの顎部で試験ストリップの両端を把持し、試験ストリップが破断するまで引っ張り、破断が生じた時点の力を記録することによって測定した。破断に至るまでの力の実施例を表１に示す。実施例１〜４は、材料の適当な組み合わせによって３００Ｎよりも高い結合強度が得られることを示している。比較例Ｃ１及びＣ２では、シリコーンは熱可塑性材料に結合しなかった。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
Ｄｏｗ  ＬＣ−７０−２００４シリコーンは、ダウ・コーニング社（Dow Corning Corporation）（ミシガン州ミッドランド）によって製造され、ＲＴＰナイロン６／６は、ＲＴＰ社（RTP Company）（ミネソタ州ウィノナ）によって製造されるポリアミドであり、Ｚｙｔｅｌ  ＰＡはＥ．Ｉ．デュポン・ド・ネムール社（E.I. du Pont de Nemours）（デラウェア州ウィルミントン）によって製造されるポリアミドである。
【００４８】
以上、「成形された熱硬化性エラストマー要素を有する一体型レスピレータ」の実施形態を開示した。当業者であれば、本発明は開示されたもの以外の実施形態によっても実施可能であることは認識されよう。開示した実施形態は説明を目的としたものであって、限定を目的としたものではなく、本発明は以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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