(57)【要約】  濾過フェースピースレスピレータの種々の実施形態及びこのようなレスピレータを作製する方法が開示される。１つ以上の実施形態においては、濾過フェースピースレスピレータは、マスク本体と、マスク本体に取り付けられたハーネスと、を含む。マスク本体は、谷部によって分離された峰部を含む波形濾過構造と、波形濾過構造の内面及び外面のうちの少なくとも一方に不連続接触するブリッジフィラメントとを含む。ブリッジフィラメントは、峰部のうちの少なくともいくつかに取り付けられる。
2018500467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク本体と、前記マスク本体に取り付けられたハーネスとを備える濾過フェースピースレスピレータであって、前記マスク本体は、
谷部によって分離された峰部を備える波形濾過構造と、
前記波形濾過構造の内面及び外面のうちの少なくとも１つと不連続接触している弾性ブリッジフィラメントと、を備え、前記弾性ブリッジフィラメントは、前記峰部のうちの少なくともいくつかに取り付けられている、濾過フェースピースレスピレータ。
【請求項２】
前記弾性ブリッジフィラメントの一部は、前記峰部のうちの少なくともいくつかに溶融接合されている、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項３】
前記峰部は、峰軸線に沿って延びており、更に、前記弾性ブリッジフィラメントのうちの少なくともいくつかは前記峰軸線に対して実質的に垂直である、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項４】
前記弾性ブリッジフィラメントの平均フィラメント間隔は、０ｍｍより大きく、５１ｍｍ以下である、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項５】
前記波形濾過構造は、有機ポリマー繊維を含む不織布ウェブを含む、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項６】
前記波形濾過構造の前記峰部及び前記谷部は、少なくとも２ｍｍの平均曲率半径を有する、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項７】
前記波形濾過構造は、１ｃｍ当たり０より多く、３又はそれより少ない峰部頻度を有する、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項８】
前記波形濾過構造は、峰部の高さ平均が０ｍｍより大きく、２０ｍｍ以下である、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項９】
前記マスク本体は、前記波形濾過構造にほぼ連続接触するように、前記波形濾過構造と共に波形化される、永続的に変形可能な層又は部材を全く含まない、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１０】
前記弾性ブリッジフィラメントは、前記波形濾過構造の前記外面上に配置されている、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１１】
前記波形濾過構造は、静電気帯電材料を含む、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１２】
前記弾性ブリッジフィラメントは、前記マスク本体が前記弾性ブリッジフィラメントと前記波形濾過構造との間に１ｃｍ当たり少なくとも０．５箇所の接合を含むように、前記波形濾過構造に接合される、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１３】
前記弾性ブリッジフィラメントは、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ、ＳＢＰＳ、メタロセン、ＫＲＡＴＯＮ、炭素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された材料を含む、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１４】
前記弾性ブリッジフィラメントは、少なくとも０．２５ｍｍで、かつ、２．００ｍｍ以下の平均直径を有する、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１５】
前記波形濾過構造の前記峰部は、峰軸線に沿って延びており、前記弾性ブリッジフィラメントのうちの少なくともいくつかは前記峰軸線に対して約４５度の角度で配置されている、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１６】
前記弾性ブリッジフィラメントの少なくともいくつかの上に炭素コーティングが施されている、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１７】
前記弾性ブリッジフィラメントは、前記波形濾過構造の前記外面及び前記内面の両方の上に配置されている、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１８】
前記弾性ブリッジフィラメントは、フィラメントの第１のセットとフィラメントの第２のセットとを含み、前記弾性ブリッジフィラメントは、前記濾過構造を横切ってフィラメントの前記第１のセットがフィラメントの前記第２のセットと交互するように、前記波形濾過構造上に配置されており、フィラメントの前記第１のセットは第１の平均直径を有し、フィラメントの前記第２のセットは第２の平均直径を有し、更に、前記第１の平均直径は前記第２の平均直径より大きい、請求項１に記載のレスピレータ。
【請求項１９】
マスク本体を備えるレスピレータを作製する方法であって、
濾過構造を形成することと、
前記濾過構造が谷部によって分離された峰部を含むように、前記濾過構造を波形化することと、
波形化された前記濾過構造をカップ形状構成に形成して、前記マスク本体を形成することと、
波形化された前記濾過構造の前記峰部の少なくともいくつかに弾性ブリッジフィラメントを取り付けることであって、これによって、前記弾性ブリッジフィラメントが波形化された前記濾過構造の内面と外面のうちの少なくとも一方に不連続接触するようにする、ことと、
ハーネスを前記マスク本体に取り付けることと、を含む方法。
【請求項２０】
弾性ブリッジフィラメントを取り付けることが、
前記弾性ブリッジフィラメントを溶融押出成形物として押出成形することと、
前記溶融押出成形物を波形化された前記濾過構造の前記内面及び前記外面のうちの少なくとも一方の上に配置することと、を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
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こと、及び（２）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他の人又は物が曝されないように保護することという２つの状況のうちの少なくとも１つのために、人の呼気通路を覆うように着用される。第１の状況では、レスピレータは、着用者にとって有害となり得る粒子が空気に含まれている環境、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。
【０００２】
これらの状況のうちの１つ又は両方で使用されるための様々なレスピレータが設計されてきた。これらレスピレータの一部は、マスク本体自体が濾過機構として機能するので、「濾過フェースピース」と分類されてきた。取り付け可能な濾過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、米国再特許第３９，４９３号参照（Ｙｕｓｃｈａｋら））又はインサート成形された濾過要素（例、米国特許第４，７９０，３０６号参照（Ｂｒａｕｎ））とは異なり、濾過フェースピースレスピレータは、濾過カートリッジの取り付け又は交換の必要がないように、濾材がマスク本体の大半を覆うように設計されている。これら濾過フェースピースレスピレータは、一般に、２種類の形態、すなわち成形式レスピレータ及び折り畳み式レスピレータのうちの１つの形態を取る。
【０００３】
成形式濾過フェースピースレスピレータは、マスク本体にカップ状構成を実現するために、熱接着繊維の不織ウェブ又は透かし編目のプラスチックメッシュを含むことが多い。成形式レスピレータは、使用中及び保管時の双方で同一の形状を維持する傾向がある。そのため、これらのレスピレータは、保管又は輸送用に折り畳むことはできない。成形式濾過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号及び同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、並びに同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）が挙げられる。
【０００４】
折り畳み式レスピレータは、その名が示すように、輸送及び保管用に平らに折り畳むことができる。こうしたレスピレータは、使用時にカップ状構成に開くことができる。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ら）に記載されている。一部の折り畳み式レスピレータは、使用時にカップ状構成を維持するのに役立つ、溶着線、継ぎ目、及び折り目を備えるものとして設計されてきた。補強部材もまた、マスク本体のパネルに組み込まれてきた。米国特許公開第２００１／００６７７００号及び同第２０１０／０１５４８０５号（Ｄｕｆｆｙら）及び米国意匠特許第６５９，８２１号（Ｓｐｏｏら）を参照のこと。
【０００５】
折り畳み式レスピレータは、保管のため折り畳まれるときに、通常２種類の形態を有する。「水平」折り畳み式レスピレータと呼ばれる場合もある第１の構成では、マスク本体は、上部と下部とを有するように横に折り畳まれる。レスピレータの第２のタイプは、レスピレータを直立位置の前側から見ると、一次折り目が垂直に配向されるので、「垂直」折り畳み式レスピレータと呼ばれる。垂直折り畳み式レスピレータは、マスク本体の垂直折り目又は中心線を挟んで対向する左部分と右部分とを有する。
【０００６】
説明する種類の濾過フェースピースレスピレータは一般的に、共に接合され又は組み立てられて一体型ユニットを作るいくつかの異なる構成要素を含む。これらの構成要素には、ハーネス、呼気弁、フェースシール、鼻クリップ等が含まれ得る。例えば、フェースシール構成要素は、着用者の顔面毎に異なる輪郭とレスピレータのマスク本体との間で快適なフィット性を実現することに加えて、着用者の顔面が会話中に動く場合など封止効果を損なう可能性がある動的な変化に順応するために通常追加される。
【発明の概要】
【０００７】
概して言えば、本発明の開示は、波形濾過構造と、波形濾過構造の主表面の一方又は両方の上に配置された１つ以上のブリッジフィラメントとを含む、レスピレータの様々な実施形態を説明するものである。
【０００８】
一態様において、本開示は、マスク本体と、マスク本体に取り付けられたハーネスと、を備える濾過フェースピースレスピレータを提供する。マスク本体は、谷部によって分離された峰部を含む波形濾過構造と、波形濾過構造の内面及び外面のうちの少なくとも１つと不連続接触する弾性ブリッジフィラメントとを備える。弾性ブリッジフィラメントは、峰部のうちの少なくともいくつかに取り付けられる。
【０００９】
別の態様においては、本開示は、マスク本体を備えるレスピレータを作製する方法を提供する。その方法は、濾過構造を形成することと、濾過構造が谷部によって分離された峰部を含むように濾過構造を波形化することと、波形化された濾過構造をカップ形状構成に形成してマスク本体を形成することと、を含む。その方法は、波形化された濾過構造の峰部の少なくともいくつかに弾性ブリッジフィラメントを取り付けることであって、これによって、弾性ブリッジフィラメントが波形化された濾過構造の内面と外面のうちの少なくとも一方に不連続接触するようにする、ことと、ハーネスをマスク本体に取り付けることと、を更に含む。
【００１０】
本明細書の記載のすべての項目名は、読み手の便宜のためのものであり、そのように指示がない限り、項目名に続く本文の意味を限定するために使用されるべきではない。
【００１１】
「備える、含む（comprises）」という用語及びこれらの変形は、本明細書及び特許請求の範囲に記載される場合、限定的な意味を有するものではない。こうした用語は、記載の工程若しくは要素、又は工程群若しくは要素群を包含することを意味するが、いかなる他の工程若しくは要素、又は工程群若しくは要素群をも排除することは意味しないものと理解されよう。「〜からなる」とは、その語句「からなる」が続くあらゆるものを包含し、かつそれらに限定されることを意味する。それゆえ、語句「〜からなる」は、列挙された要素が必要又は必須のものであり、他の要素が存在し得ないことを示す。語句「〜から本質的になる」とは、その語句の前に列挙されるあらゆる要素を含み、その列挙された要素に関して本開示で指定される活動若しくは作用に干渉又は寄与しない、他の要素に限定されることを意味する。それゆえ、語句「〜から本質的になる」とは、列挙された要素は、必要又は必須のものであるが、他の要素は任意選択的なものであり、列挙された要素の活動又は作用に実質的に影響を及ぼすか否かに応じて、存在する場合もあれば、存在しない場合もあることを示す。
【００１２】
「好ましい」及び「好ましくは」の言葉は、特定の状況下で、特定の利益をもたらし得る本開示の実施形態のことを指す。しかしながら、同じ又は他の状況において他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１つ又は複数の好ましい実施形態の説明は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、かつ本開示の範囲から他の実施形態を除外することを意図するものではない。
【００１３】
本出願において、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」といった語は、１つの実体のみを指すことを意図したものではなく、その説明のために具体的な例が用いられ得る一般的な分類を含む。「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という語は、「少なくとも１つの」という語と互換可能に使用される。リストの後に続く「〜のうちの少なくとも１つ」及び「〜のうちの少なくとも１つを含む」という語句は、リスト内の品目のうちの任意の１つ、及びリスト内の品目のうちの２つ以上の品目の任意の組み合わせを指す。
【００１４】
リストの後に続く「〜のうちの少なくとも１つ」及び「〜のうちの少なくとも１つを含む」という語句は、リスト内の品目のうちの任意の１つ、及びリスト内の品目のうちの２つ以上の品目の任意の組み合わせを指す。
【００１５】
本明細書で使用するとき、用語「又は」は、内容が明確に他を指示しない限り、概ね、「及び／又は」を含む通常の意味で利用される。
【００１６】
「及び／又は」という用語は、列記される要素の１つ又はすべて、あるいは列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する。
【００１７】
本明細書で測定された量に関して使用されるところの用語「約」は、測定をその目的及び使用される測定装置の精度に応じた水準の注意を払い行った当業者によって期待される、測定された量の変動を指す。本明細書においては、「最大で」数字（例えば、最大で５０）という場合には、その数（例えば、５０）を含む。
【００１８】
本明細書ではまた、端点による数値範囲の列挙には、範囲並びに端点内に含まれるすべての数が包含される（例えば、１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５、などを含む）。
【００１９】
用語解説
本明細書に記載する用語は、次に定義する意味を有する。
【００２０】
「ブリッジフィラメント」とは、濾過構造の少なくとも２つの峰部の間に延び、かつそれら峰部に接合される、フィランメント又はフィラメントを形成するストランドの集合を意味する。あるいは、「ブリッジフィラメント」は、他のフィラメントに接合され、かつ／又は他のフィラメントと交絡されて、まとまって、濾過構造の少なくとも２つの峰部間の距離を埋めるフィランメントを意味する。
【００２１】
「清浄な空気」は、濾過して汚染物質を取り除いた、ある量の大気周囲空気を意味する。
【００２２】
「圧縮可能」とは、濾過構造の１つ以上の峰部又は谷部に適度な力が加えられたときに、可逆的に圧縮可能であり、力が取り除かれたときに、峰部及び谷部が元の形状に戻ることができることを意味する。
【００２３】
「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト及びフュームを含む）及び／又は一般には粒子とみなされない場合もあるが空気中に浮遊していることがある他の物質（例えば、有機蒸気等）を意味する。
【００２４】
「横断寸法」は、レスピレータの横方向に延びる寸法、つまり、レスピレータを正面から見たときの側部から側部までの寸法を意味する。
【００２５】
「カップ形状構成」及びその変化形は、人の鼻及び口を適切に覆うことが可能な任意のうつわ型の形状を意味する。
【００２６】
「緩衝部材」及びその変化形は、濾材、又は濾過構造を含まない圧縮性材料を意味する。
【００２７】
「不連続接触」とは、ブリッジフィラメントの第１の部分が濾過構造と接触しており、ブリッジフィラメントの第２の部分が濾過構造と接触していないことを意味する。
【００２８】
「外部気体空間」は、呼出された気体がマスク本体及び／又は呼気弁を通過し越えた後に入る、周囲雰囲気の気体空間を意味する。
【００２９】
「外面」とは、マスク本体が人の顔面上に位置付けられたときに、周囲雰囲気気体空間に露出される、マスク本体の表面を意味する。
【００３０】
「濾過フェースピース」とは、マスク本体自体が、それを通過する空気を濾過するように設計されていることを意味する。この目的を達成するために、別個に特定可能な濾過カートリッジ、又はマスク本体に装着される若しくはマスク本体内に成形されるインサート成形された濾過要素はない。
【００３１】
「フィルタ」又は「濾過構造」は、通気性材料の１つ以上の層を意味し、その層は、それを通り抜ける空気流から汚染物質（粒子など）を除去するという主目的のために適合されている。
【００３２】
「ハーネス」は、マスク本体が着用者の顔面上で支持されるように補助する構造体又は部品の組み合わせを意味する。
【００３３】
「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。
【００３４】
「内面」とは、マスク本体が人の顔面上に位置付けられたときに、人の顔面に最も近い、マスク本体の表面を意味する。
【００３５】
「マスク本体」は、人の口及び鼻を覆ってフィットするように設計され、外部気体空間から分離された内部気体空間が画定されるようにする通気性の構造体（その層及び部品を互いに接合させる継ぎ目及び結合部を含む）を意味する。
【００３６】
「鼻クリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を改善するために、マスク本体上で使用されるように適合された（ノーズフォーム以外の）機械的デバイスを意味する。
【００３７】
「鼻領域」は、レスピレータが着用されたとき、着用者の鼻の上を覆って存在するマスク本体の部分を意味する。
【００３８】
「峰軸線」は、それに沿って、波形濾過構造のほとんどの峰部が図２に例示したように整列される軸線を意味する。
【００３９】
「外周部」は、マスク本体の外側縁部を意味し、この外側縁部は、人がレスピレータを着用しているときに、全体的に着用者の顔に近接して配置される、「外周部セグメント」は、外周部の一部分である。
【００４０】
「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た、又は折り返されている一部分を意味する。
【００４１】
「ポリマー」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、他の成分も含有し得る材料を意味する。
【００４２】
「レスピレータ」は、人によって着用され、呼吸のための清浄な空気を着用者に提供する空気濾過デバイスを意味する。
【００４３】
「鼻腔領域」は、レスピレータを適切な構成で着用したときに、鼻領域と、着用者の目の下及び／又は眼窩の下に位置するマスク本体の部分若しくは領域と、を意味する。
【００４４】
「ぴったりしたフィット（snug fit）」又は「ぴったりとフィットする（fit snugly）」は、本質的に気密の（又は実質的に漏れのない）フィットが（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。「横断方向に延びている」は、ほぼ横断寸法方向に延びていることを意味する。
【００４５】
本開示のこれらの態様及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかとなるであろう。しかし、前述の概要は、いかなる場合においても特許請求される主題に対する限定として解釈されるべきではなく、その主題は添付の特許請求の範囲のみにより定義されるものであり、審査時に補正されることがある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本明細書全体にわたって、添付図面が参照され、類似の参照数字は類似の要素を指す。
【図１】レスピレータの一実施形態の概略正面図である。
【図２】平坦構成にある、図１のレスピレータの濾過構造の概略斜視図である。
【図３】図２の濾過構造の一部分の概略断面図である。
【図４】濾過構造の一実施形態の一部分の概略断面図である。
【図５】レスピレータの別の実施形態の概略正面図である。
【図６】レスピレータの別の実施形態の概略斜視図である。
【図７】レスピレータを作製する装置の一実施形態の概略図である。
【図８】ＮＩＯＳＨ  ＮａＣｌ暴露（ｍｇ）に対する、浸透率及び圧力低下（ｍｍＨ２Ｏ）のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
概して言えば、本発明の開示は、波形濾過構造と、波形濾過構造の主表面の一方又は両方の上に配置された１つ以上のブリッジフィラメントとを含む、レスピレータの様々な実施形態を提供する。１つ以上の実施形態において、波形濾過構造は、谷部によって分離された峰部を含む。ブリッジフィラメントは、波形濾過構造の主表面の少なくとも一方と不連続接触し得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメントは、波形濾過構造の峰部の少なくともいくつかに取り付けられ得る。
【００４８】
１つ以上の実施形態において、濾過構造は、１つ以上の平坦な濾過構造を、濾過構造に構造を付与する波形化工程を通過させることによって形成され得る。付与された構造は、濾過構造の少なくとも１つの主表面上に１つ以上のブリッジフィラメントが配置され、これにより自己支持構造を形成することによって定位置に保持され得る。自己支持構造は、圧縮可能かつ成形可能であり得る。このような構造が、例えば、折り畳み式、カップ状、再利用可能レスピレータ、などのレスピレータ内の濾過構造として使用可能である。
【００４９】
本開示の濾過構造は、任意の好適な種類のレスピレータにおいて使用されてもよい。例えば、この濾過構造は、濾過フェースピースレスピレータ内に含まれ得る。更に、１つ以上の実施形態において、開示された濾過構造は、例えば、成形式レスピレータ、折り畳み式レスピレータ、等の任意の好適な種類の濾過フェースピースレスピレータ内で使用可能である。
【００５０】
波形濾過構造は、概して、より広い表面積を実現できる。したがって、濾過効率を向上させながら、呼吸抵抗を低減し得る。このような波形濾過構造は、勾配フィルタとして機能し得る。更に、ロフトを増したウェブをこれら波形構成に使用することができる。このようなウェブは、レスピレータの使用寿命を伸ばすことができ、増したロフトのクッション効果により、着用者の着用感をより快適にすることもできる。更に、このような波形濾過構造は、様々な構成で成形又は形状決めされ得る。１つ以上の実施形態において、波形濾過構造により、レスピレータは、着用者が話をしたり動いたりしている間レスピレータのフィット感を犠牲にすることなく、広がることができる。
【００５１】
波形濾過構造が圧縮されたり潰されたりしたときに、圧力低下及び使用寿命などの濾過パラメータが悪影響を受け得る。本開示の１つ以上の実施形態は、波形状を維持するレスピレータを提供し得る。
【００５２】
例えば、図１は、レスピレータ１０の一実施形態の概略前面図である。レスピレータは、マスク本体１２と、マスク本体に取り付けられたハーネス２０とを含む。マスク本体１２は、濾過構造３０を含む。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、谷部３６によって分離された峰部３４を含む波形濾過構造であり得る。マスク本体１２はまた、濾過構造の少なくとも１つの主表面に不連続接触している１つ以上のブリッジフィラメント４０を含み得る。例えば、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、濾過構造の内面（図３に示す）及び外面３８の少なくとも一方と不連続接触し得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、濾過構造の峰部３４の少なくともいくつかに取り付けられ得る。
【００５３】
ハーネス２０がマスク本体１２に取り付けられ、ハーネス２０は、マスク本体を着用者の顔面上の定位置に保持することができる任意の適切なハーネスを含み得る。図１に示すように、ハーネス２０は、取り付け箇所２６でマスク本体１２に取り付けられる、第１の（すなわち、上部）ストラップ２２及び第２の（すなわち、下部）ストラップ２４を含む。第１及び第２のストラップ２２、２４は、任意の箇所又は任意の複数の箇所でマスク本体１２に取り付けられ得る。例えば、図示された実施形態において、第１及び第２のストラップ２２、２４はマスク本体１２の濾過構造３０の外面３８に取り付けられている。１つ以上の別の実施形態において、第１及び第２のストラップ２２、２４はマスク本体１２の濾過構造３０の内面に取り付けられ得る。
【００５４】
第１及び第２のストラップ２２、２４は、例えば、熱接合、超音波溶着、（例えば、粘着剤、接着剤、ホットメルト接着剤、感圧接着剤、等を用いた）接着、又は、（例えば、バックル、ボタンとフック、係合する面ファスナ、又はストラップ材を嵌め込むために左若しくは右の取り付け箇所に形成されたループ若しくはスロットなどの開口部、等を用いた）機械的締結などの好適な技法又は技法の組み合わせを用いて、マスク本体１２に取り付けられ得る。第１及び第２のストラップ２２、２４は、ハーネス２０とマスク本体１２との間に働く力が、着用者によって着用されている場合、剥離モード又はシアーモード（sheer mode）にあるように、マスク本体１２に取り付けられ得る。ハーネス２０は、マスク本体１２に、濾過構造３０の層の間、又は、濾過構造の外面若しくは内面のいずれかの上で、取り付けられてよい。
【００５５】
概して、レスピレータのハーネスに用いられるストラップは、その全長の２倍より長く伸ばされることができ、レスピレータの使用寿命中に何回も弛緩状態に戻され得る。ストラップは、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで伸びることも可能であり、かつ張力が取り除かれると、なんら損傷を受けずにその元の状態に戻ることができる。１つ以上の実施形態において、弾性限界は、このように、ストラップの弛緩状態の長さの２、３、又は４倍以上である。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３２ｃｍ、幅３〜２０ｍｍ、厚さ約０．３〜１ｍｍである。ストラップは、連続ストラップとしてレスピレータの第１側から第２側まで延びてもよく、又はストラップは、更なる締結具又はバックルにより共に結合され得る複数の部品を有してもよい。例えば、ストラップは、マスク本体を顔面から取り外す際に、着用者により迅速に分離され得る締結具により共に結合された第１及び第２の部分を有してもよい。あるいは、ストラップは、着用者の耳の周囲に配置されるループを形成してもよい。例えば、米国特許第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎら）を参照されたい。ストラップの１つ以上の部品を共に結合するために使用し得る締結若しくは留め具機構の例が、米国特許第６，０６２，２２１号（Ｂｒｏｓｔｒｏｍら）及び同第５，２３７，９８６号（Ｓｅｐｐａｌａ）及び、欧州特許公開第１，４９５，７８５Ａ１号（Ｃｈｅｎ）に示されている。ハーネスはまた、再利用可能カートリッジ、１つ以上のバックル、及び／又は、人の頭上にレスピレータを支持するためのクラウン部材を含んでもよい。例えば、米国特許第６，７３２，７３３号及び同第６，４５７，４７３号（Ｂｒｏｓｔｒｏｍら）並びに、同第６，５９１，８３７号及び同第６，７１５，４９０号（Ｂｙｒａｍ）を参照されたい。
【００５６】
１つ以上の実施形態において、レスピレータ１０はまた、マスク本体１２の鼻領域１４に隣接して配置される鼻クリップ６０を含み得る。本明細書中で使用される場合、「鼻領域に隣接する」という文言は、ある要素又は装置がマスク本体の中央領域よりもマスク本体１２の鼻領域１４の近くに配置されることを意味する。任意の好適な鼻クリップ６０を用いることができる。１つ以上の実施形態において、鼻クリップ６０は、本質的に、着用者の鼻を覆ってよりフィットするようにする任意の追加部品であってよい。着用者の顔面は、鼻領域において輪郭が大きく変化するため、この場所での適切なフィットの実現により優れた働きをする鼻クリップを用いてよい。鼻クリップ６０は、例えばアルミニウムなどの柔軟で極軟質の帯状金属を含んでもよく、この帯状金属は、マスクが着用者の鼻を覆って、及び鼻と頬との間の領域に対して所望の適合関係に保持されるように整形され得る。鼻クリップ６０は、マスク本体が折り畳まれた又は部分的に折り畳まれた状態にあるとき、マスク本体に投影された平面から見ると直線形状であり得る。あるいは、鼻クリップは、図１に示すようなＭ字型鼻クリップであり得る。米国特許第５，５５８，０８９号及び米国意匠特許第４１２，５７３号（Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ）を参照のこと。他の例示的な鼻クリップは、米国特許第８，０６６，００６号（Ｄａｉｇａｒｄら）、米国特許第８，１７１，９３３号（Ｘｕｅら）、米国特許公開第２００７−００６８５２９Ａ１号（Ｋａｌａｔｏｏｒら）に記載されている。
【００５７】
マスク本体１２は、任意の好適なマスク本体を含み得る。例えば、マスク本体１２は、図１に例示されるような、成形式濾過フェースピースレスピレータを形成し得る。あるいは、１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、図５及び図６に示され、本明細書に更に記載されるように折り畳み式レスピレータを形成し得る。１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、波形濾過構造にほぼ連続接触するように波形濾過構造３０と共に波形化される永続的に変形可能な層又は部材を全く含まないように形成され得る。
【００５８】
レスピレータ１０は、任意の適切な濾過構造３０を含むことができる。例えば、図２は、例示目的のみのための、未成形又は平坦構成にある、図１の濾過構造３０の部分の概略斜視図である。図２に示すように、濾過構造３０は、１つ以上の実施形態において、峰軸線５０に沿って互いにほぼ平行に配向された峰部３４を含む。峰部３４は、谷部３６によって分離される。図２に示されるように、峰部３４は、図２に例示された濾過構造３０の外面３８を形成する。１つ以上の実施形態において、峰部３４は、濾過構造の反対の主表面から見ると、谷部３６に変わって見えるであろう。すなわち、図２では示されていない濾過構造の反対の主表面から見ると、谷部３６が峰部になり、峰部が谷部になる。峰部３４及び谷部３６は、峰部から谷部に延びる壁部３２によって接続されている。
【００５９】
濾過構造３０は、任意の好適な形状又は形状の組み合わせを取ることができる。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、図３に示されるような、正弦断面形状を取ることができる。峰部及び谷部３４、３６は、濾過構造３０が図２に示されるような平坦構成にあるとき測定される、任意の好適な平均曲率半径を有し得る。１つ以上の実施形態において、峰部及び谷部３４、３６のうちの一方又は両方の平均曲率半径は、少なくとも２ｍｍであり得る。１つ以上の実施形態において、峰部及び谷部３４、３６のうちの一方又は両方の平均曲率半径は、１．５ｃｍ以下であり得る。濾過構造３０は、実質的に同じ形状を有する峰部３４を含み得る。あるいは、峰部３４は、第１の形状を有する峰部の第１のセットと、第１の形状と異なる第２の形状を有する峰部の第２のセットとを含み得る。更に、濾過構造３０は、実質的に同じ形状を有する谷部３６を含み得る。１つ以上の別の実施形態において、谷部３６は、第１の形状を有する谷部の第１のセットと、第１の形状と異なる第２の形状を有する谷部の第２のセットとを含み得る。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、可変形状の峰部３４及び／又は可変形状の谷部３６を含み得る。
【００６０】
波形濾過構造３０は、任意の好適な峰部頻度、すなわち、峰軸線５０に直交する方向で測定される単位長さ当たりの峰部の数、を含み得る。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、１ｃｍ当たり０の峰部より大きい峰部頻度を有し得る。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、１ｃｍ当たり３の峰部以下の峰部頻度を有し得る。
【００６１】
更に、濾過構造３０は、任意の好適なサイズの峰部３４及び谷部３６を含み得る。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、０ｍｍより大きい峰部の高さ平均を有し得る。１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、２０ｍｍ以下の峰部の高さ平均を有し得る。峰部の高さは、濾過構造３０の谷部３６から隣接する峰部３４までの濾過構造の厚さ方向の距離として定義される。例えば、峰部の高さ２は図３に示されており、図３は、図１及び図２の濾過構造３０の一部分の概略断面図である。
【００６２】
濾過構造３０は、任意の好適な１つ又は複数の層を含み得る。例えば、１つ以上の実施形態において、濾過構造３０は、本明細書で更に記載されるように、内側カバー層、外側カバー層、濾過構造、及び整形層のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００６３】
マスク本体１２は、ブリッジフィラメント４０を更に含む。任意の好適な数のブリッジフィラメント４０をマスク本体１２に含めることができる。ブリッジフィラメント４０は、峰部３４及び谷部３６の一方又は両方と接触し得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、マスク本体１２の主表面のうちの少なくとも１つ、すなわち、（図３に示すような）外面３８及び内面３９のうちの一方又は両方と不連続接触し得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、例えフィラメントが短すぎて峰部３４の間で延びず、及び／又はフィラメントが峰部３４の間で延びないように配向されていたとしても、峰部３４の間の距離を（峰部と接触しているフィラメントの部分が峰部に接合されて）埋めるようにフィラメントが他のフィラメントに接合されている、例えばスパンボンドウェブによって集合的に供給される。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、例えば、（例えば、Ｗａｌｌｎｅｒ  Ｔｏｏｌｉｎｇ／Ｅｘｐａｃ，Ｒａｎｃｈｏ  Ｃｕｃａｍｏｎｇａ，ＣＡから入手可能な製品などの）エキスパンドメタルのフィラメントによって、集合的に供給され得る。金属フィラメントの個々のセグメント（他の個々のセグメントとの結合点の間）が２つの峰部３４間にわたる長さがあっても（又はなくても）である。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、隣接する峰部３４の間の間隔の少なくとも１００％、２００％、４００％、又は８００％である長さ平均を有し得、かつ／又は、少なくともいくつかの個々のフィラメントが波形濾過構造３０の少なくとも２つの峰部の間にわたり、かつ、それらに接合されるように配置されるであろう。
【００６４】
更に、１つ以上の実施形態において、大半のフィラメント４０はその大部分が、峰部３４と谷部３６との間の壁部３２の大部分の領域から離れている。言い換えると、ブリッジフィラメント４０は、峰部３４及び／又は谷部３６に近い壁部部分、又は非常に近い壁部部分を除くと、壁部３２から離れている。例えば、図３に示すように、ブリッジフィラメント４０の第１の部分４２は、濾過構造３０と峰部３４で接しており、一方、ブリッジフィラメントの第２の部分４４は、濾過構造と接していない。ブリッジフィラメント４０の第１の部分４２は、峰部３４で、又は峰部３４に隣接して、濾過構造３０の任意の好適な部分に接触し得る。本明細書で使用する場合、「峰部に隣接」は、谷部３６より峰部に近い濾過構造の部分を意味する。したがって、ブリッジフィラメント４０は、波形濾過構造３０の外面３８に不連続接触している。
【００６５】
１つ以上の実施形態において、少なくともいくつかのブリッジフィラメント４０が、波形濾過構造３０の峰軸線５０に対して少なくとも実質的に垂直（すなわち、±約１０度以内）に方向付けされてもよい。このような実施形態において、１つのブリッジフィラメント４０が、任意の数の峰部３４、例えば、２つ、３つ、４つ、８つ、又はそれ以上の峰部の間をわたってもよいし、かつ、それらに接合されてもよい。１つ以上の実施形態において、少なくともいくつかのブリッジフィラメント４０が、連続的である、つまり、それらブリッジフィラメントは、波形濾過構造３０の全長に沿って延びている。したがって、このような連続的ブリッジフィラメント４０は、波形濾過構造３０の全長又は全幅に沿っていずれの箇所でも切れていない、又は他の方法で不連続にされていない。いずれの場合でも、ブリッジフィラメント４０（連続的であるにしろ、ないにしろ）は、切断されて、又は他の方法で短くされて、少なくとも２つの峰部３４の間をわたらないフィラメントとは区別されることになる。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は少なくともほぼ真っ直ぐである。この種の実施形態においては、少なくともいくつかのブリッジフィラメント４０は、図２に示すように、互いに対して少なくともほぼ平行であってよい。しかしながら、本明細書で説明されるように、他の構成が可能である。
【００６６】
ブリッジフィラメント４０は、峰軸線５０に対して任意の好適な角度で配置され得る。１つ以上の実施形態において、少なくともいくつかのブリッジフィラメントは、峰軸線５０に対して０°より大きな角度で配置される。１つ以上の実施形態において、少なくともいくつかのブリッジフィラメント４０は、峰軸線５０に対して９０°以下の角度で配置される。
【００６７】
ブリッジフィラメント４０は、波形濾過構造３０を局所的に安定させ、濾過構造の外面３８及び／又は内面に衝突する気流の圧力による峰部３４の局所的変形を最低限に抑え得る。したがって、ブリッジフィラメント４０は、波形濾過構造３０を局所的に安定させるように作用し得ることを理解されたい。
【００６８】
ブリッジフィラメント４０は、その材料が、フィラメントの寸法（例えば、幅、厚さ）との組み合わせで、物理的特性の所望の組み合わせ（例えば、可撓性と非伸張性）を提供する限りにおいて、任意の材料又は材料の組み合わせを含み得る。このような材料として、有機ポリマー材料（本明細書で既に言及したものを含めて天然由来か合成かによらず）、無機材料（例えば、ガラス繊維）、などが挙げられる。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、金属、又は、ガラス繊維などの無機材料ではできていない。更なる実施形態において、濾過構造３０は、金属又は無機材料を含むいかなる種類の支持用の部材、シート又は層を含まない。
【００６９】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は非弾性であってよい。本明細書で定義する非弾性とは、天然ゴム、ＳＢＲゴム、ライクラ、などの弾性材料が有する、比較的高い可逆的伸展性（例えば、塑性変形を生じることなく、例えば１００％以上に可逆的に伸張される能力によって特徴付けられる）を有しない任意の材料を包含する。したがって、通常のポリマー材料、例えば、押し出し可能材料（例えば、ポリプロピレン、ポリ（乳酸）、ポリエチレンテレフタレートを含むが、これに限定されない）を用いてブリッジフィラメント４０を形成してもよい。
【００７０】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は弾性材料で作られてもよい。１つ以上の実施形態において、このような弾性ブリッジフィラメント４０は、かなりの程度（例えば、約１０％超）まで延びる又は伸張し、マスク本体１２上の力の存在下で縮んでもよい。弾性ブリッジフィラメントは、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ、ＳＢＰＳ、メタロセン、ＫＲＡＴＯＮ、炭素、及び、それらの組み合わせなどの任意の好適な弾性材料を含み得る。１つ以上の実施形態において、本明細書で開示されたブリッジフィラメント４０は、可撓性である。つまり、フィラメントは、（個別に及びまとめて）容易にかつ可逆的に屈曲、湾曲、巻き上げ、等され得る。
【００７１】
１つ以上の実施形態において、１つ以上のブリッジフィラメント４０が、フィラメントの外面上に追加材料の層（１つ又は複数）を含み得る。例えば、１つ以上の実施形態において、１つ以上のブリッジフィラメント４０が、フィラメントの外面上にコーティングされた炭素層を含み得る。
【００７２】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、個別に提供される個別のフィラメント（例えば、本明細書で後述するような、波形濾過構造３０上に配置されるポリマーフィラメント）であってよい。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、スクリム又はネットの複数のフィラメントとして提供されてもよい。この文脈において、スクリムという用語は、任意の技法又は技法の組み合わせによって実現される、互いに接触し合っている任意のフィラメントの集合を幅広く包含するように用いられる。具体的には、スクリムという用語は、有機ポリマー材料に限定されず、むしろ、金属メッシュ又は金属ネット（例えば、本明細書で既に言及したエキスパンドメタル）、例えば、ガラス繊維でできた無機スクリム、などを含む。１つ以上の実施形態において、このようなスクリム又はネットは、事前に存在するスクリム又はネット、つまり、ユニットとして、事前に作製され、かつ上流のプリーツ先端に接触させることができるだけの十分な機械的一体性を有する、スクリム又はネットであり得る。
【００７３】
ブリッジフィラメント４０は、更に、任意の好適な構造を含み得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、例えば、芯鞘型フィラメントなどの、１つ以上のバイコンポーネントフィラメントを含み得る。このようなフィラメントにおいて、芯は第１の材料を含み、鞘は第２の材料を含み得る。第１の材料は、第２の材料と同じでもよく、又は異なってもよい。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、１つ以上の中空フィラメントを含み得る。
【００７４】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、最大で約２、１、０．５、０．２、又は０．１ｍｍの平均直径（又は、非円形又は不規則断面を有するフィラメントの場合は等価直径）を含んでよい。更なる実施形態において、フィラメント４０は、少なくとも約０．０５、０．１０、０．２０、又は０．２５ｍｍの平均直径又は等価直径を含んでよい。フィラメント４０は、断面で見たときに任意の好適な形状（例えば、ほぼ円形、正方形、楕円形、等）を有し得る。
【００７５】
フィラメント４０は、個々のフィラメント間に、任意の好適な複数の間隔を所望により含み得る。平均フィラメント間隔は、マスク本体１２全体で測定される、２つの隣接するフィラメント間の平均距離である。１つ以上の実施形態において、平均フィラメント間隔は、少なくとも約０ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、又は少なくとも約６ｍｍであり得る。１つ以上の実施形態において、平均フィラメント間隔は、最大約６０ｍｍ、最大約４０ｍｍ、最大約２０ｍｍ、最大約１５ｍｍ、最大約１０ｍｍ、又は最大約８ｍｍであり得る。フィラメント間隔は、比較的一定であり得るか、又は変動し得る。フィラメント間隔は、フィラメントの製造及び取り扱いの際に固有の変動が生じる場合がある。特定の構成に関わらず、フィラメント４０の好適なセットは集合として、波形濾過構造３０を十分な気流が通過できるように、非常に開放的な構造（様々な実施形態において、少なくとも８０、９０、又は９５％より大きな空き領域を含む）を含むであろう。
【００７６】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０（例えば、ネット又はスクリムとしての）は、峰軸線５０に対してほぼ垂直に方向付けられ、互いに対して平行な（例えば、図２のフィラメント４０と同様に方向付けされた）少なくともいくつかのフィラメントを含んでよい。他のフィラメントもまた存在し（ブリッジフィラメントであってもよいし、ブリッジフィラメントでなくてもよい）、他のフィラメントは様々な方向に方向付けられてもよい。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０の集合は、プラスチックメッシュ又はネット、編物又は織物、などの形態で提供されてよい（しかしながら、このような材料はいずれも、必ずしも、この材料のフィラメントのセットが、プリーツ方向に対して厳密に、又は概ねにでも、垂直であるようにプリーツ状濾材に接合されなくてもよいことに留意されたい）。米国特許出願第６２／０３８，４５５号（Ｎｇｕｙｅｎら）（代理人整理番号第７５３５１ＵＳ００２）を参照されたい。
【００７７】
１つ以上の実施形態において、峰軸線５０に対して少なくともほぼ垂直に方向付けられたフィラメント４０が設けられるのではなく、多様な向き及び間隔でフィラメントが設けられてもよい。このようなフィラメント４０は、湾曲型、ループ型、屈曲路型などであってよい。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、フィラメントが十分に長く、かつ互いに接合及び／又は交絡されて本明細書で定義したブリッジフィラメントとしての役目を果たしていれば、ランダムに配向されたフィラメントの集合を含むスクリム又はネットの一部として提供されてもよい。このようなスクリムは、例えば、スパンボンドウェブ、スパンレースウェブ、カードウェブ、Ｒａｎｄｏウェブ、複数ウェブの積層、などであり得る。
【００７８】
１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、外面３８及び内面３９の両方の上に配置されてもよい。任意の好適なブリッジフィラメントが、マスク本体１２の内面３９上に含まれ得る。例えば、外面３８上に配置されたのと同じブリッジフィラメントである。１つ以上の実施形態において、外面３８上のブリッジフィラメント４０は、濾過構造３０の内面３９上に配置されたブリッジフィラメントと異なってもよい。１つ以上の実施形態において、外面３８上のブリッジフィラメント４０は、濾過構造３０の内面３９上に配置されたブリッジフィラメントの構成と同じ構成で配置されてもよい。１つ以上の実施形態において、外面３８上に配置されたブリッジフィラメント４０は、内面３９上に配置されたブリッジフィラメントの配置と異なるパターンで配置されてもよい。
【００７９】
ブリッジフィラメント４０は、濾過構造３０の外面３８及び内面３９上に任意の好適なパターンで配置されてもよい。例えば、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、各フィラメントが峰軸線５０に対して実質的に垂直であるように配置されてもよい。言い換えると、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、個々のフィラメントが真っ直ぐな線を形成するように配置され得る。１つ以上の実施形態において、１つ以上のブリッジフィラメント４０は、例えば、正弦波、方形波、鋸刃、などの異なる形状を取るように配置され得る。更に、ブリッジフィラメント４０は、マスク本体１２の外面及び内面３８、３９の一方又は両方に、各ブリッジフィラメント４０が固有の形状をもつようなランダムなパターンで配置されてもよい。
【００８０】
ブリッジフィラメント４０はまた、濾過構造３０上に任意の好適な方法で配置されてもよい。例えば、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、濾過構造３０の峰部３４の少なくともいくつかに溶融接合されてもよい。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメント４０は、マスク本体１２が、ブリッジフィラメントと濾過構造との間に直線ｃｍ当たり任意の好適な数の接合を含むように、濾過構造３０に接合されてもよい。例えば、１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、ブリッジフィラメント４０と濾過構造３０との間に直線ｃｍ当たり少なくとも０．５箇所の接合を含み得る。更に、１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、ブリッジフィラメント４０と濾過構造３０との間に直線ｃｍ当たり５箇所以下の接合を含み得る。
【００８１】
マスク本体１２は、任意の好適な数のブリッジフィラメント４０を含み得る。１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、例えば、各ブリッジフィラメントが同じ材料又は同じ材料の組み合わせを含む、同じ直径を有する、など、互いに実質的に同様のブリッジフィラメント４０を含み得る。１つ以上の別の実施形態において、マスク本体１２は、多様なブリッジフィラメント４０を含み得る。１つ以上の実施形態において、マスク本体１２は、ブリッジフィラメントの第１のセットとブリッジフィラメントの第２のセットとを含み得る。例えば、図６は、レスピレータ６００の一実施形態の概略斜視図である。図１〜図３のレスピレータ１０に関する設計考慮事項及び可能性はすべて、図６のレスピレータ６００に等しく当てはまる。レスピレータ６００は、波形濾過構造６３０を含むマスク本体６１２を含む。濾過構造６３０は、谷部６３６で分離された峰部６３４を含む。マスク本体６１２はまた、濾過構造６３０の外面６３８に不連続接触しているブリッジフィラメント６４０を含む。レスピレータ６００はまた、マスク本体６１２の鼻領域６１４に隣接して配置された鼻クリップ６６０を含む。更に、レスピレータ６００は、マスク本体６１２に取り付けられたハーネス６２０を含む。
【００８２】
レスピレータ１０とレスピレータ６００との１つの相違点は、レスピレータ１０は成形式レスピレータであるのに対し、レスピレータ６００は垂直折り畳み式レスピレータであるということである。別の相違点は、レスピレータ６００は、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２とブリッジフィラメントの第２のセット６４４とを含むブリッジフィラメント６４０を含み、これらのブリッジフィラメントは、レスピレータ６００の横方向に対して直交する、濾過構造６３０上の実質的に垂直方向（レスピレータの着用者が直立姿勢であるときの視点から見た場合）に配置されるという点である。更に、峰部６３４は、マスク本体６１２に対して横方向に延びる峰軸線６５０に実質的に整列されている。
【００８３】
ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４と同じ特性及び寸法を有し得る。あるいは、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４と異なり得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、第１の平均直径を有するフィラメントを含み、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４は、第１の平均直径とは異なる第２の平均直径を有するフィラメントを含み得る。１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、第１の材料を有するフィラメントを含み、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４は、第１の材料とは異なる第２の材料を有するフィラメントを含み得る。更に、１つ以上の実施形態において、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、第１のパターンで濾過構造６３０上に配置され得、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４は、第１のパターンとは異なる第２のパターンで濾過構造上に配置され得る。例えば、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２は、１つ以上のフィラメントが正弦形状を形成するように濾過構造６３０上に配置され得、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４は１つ以上のフィラメントが直線形状を形成するように濾過構造上に配置され得る。
【００８４】
ブリッジフィラメントの第１及び第２のセット６４２、６４４は、マスク本体６１２の濾過構造６３０上に任意の好適なパターンで配置され得る。例えば、フィラメントの第１のセット６４２のフィラメントは、フィラメントの第２のセット６４４のフィラメントと交互にされ得る。あるいは、ブリッジフィラメントの第１のセット６４２の２つ以上のフィラメントが、互いに隣接して配置され、ブリッジフィラメントの第２のセット６４４の２つ以上のフィラメントがその後に続くことができる。ブリッジフィラメントの第１のセット６４２とブリッジフィラメントの第２のセット６４４との間の任意の好適なパターンが、マスク本体６１２の濾過構造６３０上に形成され得る。
【００８５】
濾過構造は、任意の好適な構造を有する任意の好適な１つ又は複数の層を含み得る。例えば、図４は、レスピレータ１０のマスク本体１２で使用され得る濾過構造４００の一部分の概略断面図である。本開示で好適に使用されるレスピレータと共に使用される濾過構造４００は、様々な異なる形状及び構成を呈し得る。図４に示すように、濾過構造４００は、繊維濾過層４０８と１つ以上の繊維カバーウェブ４０２（すなわち、内側カバーウェブ）及び４０４（すなわち、外側カバーウェブ）とを含む、複数の層を有し得る。レスピレータが成形式マスクである場合、マスク本体は、任意選択の整形層４０６も含んでよい。例えば、米国特許第６，９２３，１８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第７，１３１，４４２号（Ｋｒｏｎｚｅｒら）、同第６，９２３，１８２号及び同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、並びに同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）を参照されたい。一般に、濾過構造は、周囲空気から汚染物質を除去し、更には液体飛沫がマスク内部に入らないようにするバリア層の役割を果たすことができる。外側カバーウェブ４０４は、あらゆる液体飛沫を止める又は遅らせる役割を果たし得、次に内部濾過構造４００が、その他の層を通って侵入したものがある場合にはそれらを封じ込め得る。濾過構造４００は、粒子捕捉型、又は気体及び蒸気型フィルタとすることができる。濾過構造４００は、用途に応じて、類似又は非類似の濾材の複数層と１つ以上のカバーウェブとを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、レスピレータは、１つ以上のフィルタカートリッジが取り付けられた、流体不透過性マスク本体を含み得る。例えば、米国特許第６，８７４，４９９号（Ｖｉｎｅｒら）、米国特許第６，２７７，１７８号及び米国意匠特許第６１３，８５０号（Ｈｏｌｍｑｕｉｓｔ−Ｂｒｏｗｎら）、米国再発行特許第３９，４９３号（Ｙｕｓｃｈａｋら）、米国意匠特許第６５２，５０７号、同第４７１，６２７号及び同第４６７，６５６号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔら）、並びに米国意匠特許第５１８，５７１号（Ｍａｒｔｉｎ）を参照されたい。
【００８６】
カバーウェブ４０２及び４０４は、濾過構造４００の外側上に配置され、濾過構造４００から抜ける可能性のある繊維を捕捉してもよい。典型的には、カバーウェブ４０２、４０４は、特に濾過構造４００の着用者の顔面と接触する側４１０で、心地よい感触をもたらす繊維を選択して作製される。本開示のレスピレータで使用される濾過構造と併せて使用され得る、様々な濾過層、整形層及びカバーウェブの構造が、本明細書でより詳細に記載される。
【００８７】
本開示のレスピレータで有益に使用できる濾過層は、マスク着用者の呼吸労力を最小限に抑えるために、概ね圧力低下が小さい（例えば、面速度毎秒１３．８センチメートルで約１９５〜２９５パスカル未満）。濾過層は更に、予想される使用条件においてそれらの構造を概ね維持するよう、可撓性及び十分なせん断強度を有する。粒子捕捉フィルタの例としては、微細な無機繊維（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てよい。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、粒子捕捉用途に特に有用である。
【００８８】
濾過層４０８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、概ね、粒子及び／又はその他の汚染物質を、濾過層を通過する気体流から高い割合で除去する。繊維濾過層に関して、選択される繊維は濾過する物質の種類に依存し、通常は、繊維が製造作業中に接合してしまわないように選択される。示されているように、濾過層は様々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も、又は拡大され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ら）を参照のこと。濾過層４０８はまた、接着剤又は任意の他の技法によって共に結合される複数の濾過層を含んでもよい。本質的に、濾過層の形成用として知られている（又は後に開発される）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。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ  Ａ．，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒｓ，４８  Ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．，１３４２  ｅｔ  ｓｅｑ．（１９５６）において教示されているもの等のメルトブローン繊維のウェブは、特に持続性帯電（エレクトレット）形である場合、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（「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、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。１つ以上の実施形態において、濾過層は、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た繊維を含有する、１つ以上のＢＭＦウェブを含み得る。ロジンウール繊維ウェブ及びガラス繊維又は溶液吹き込み若しくは静電噴射した繊維のウェブ（特にマイクロファイバーの形態のもの）に加えて、米国再発行特許第３１，２８５号（ｖａｎ  Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）に教示されるような、帯電解繊繊維（Electrically charged fibrillated-film fibers）も好適であり得る。電荷は、繊維を水と接触させることによって、繊維に付与され得る。これは、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。電荷はまた、米国特許第４，５８８，５３７号（Ｋｌａｓｓｅら）に開示されているコロナ帯電、又は、米国特許第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示されている摩擦帯電によっても繊維に付与できる。更に、ハイドロチャージ法により���造されたウェブの濾過性能強化のために、添加剤を繊維に含有することができる（米国特許第５，９０８，５９８号（Ｒｏｕｓｓｅａｕら）を参照）。特に、フッ素原子を濾過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６，３９８，８４７Ｂ１号、同第６，３９７，４５８Ｂ１号及び同第６，４０９，８０６Ｂ１号（Ｊｏｎｅｓら）を参照のこと。エレクトレットＢＭＦ濾過層の典型的な坪量は、約１０〜１００グラム毎平方メートル（ｇ／ｍ２）である。例えば、Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄらの’５０７特許に記載されている技法によって帯電させた場合、また、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。加えて、活性炭などの吸着剤材料を、濾過構造を含む繊維及び／又は様々な層の間に配置することができる。更に、吸着層と共に別の粒子濾過層を使用して、粒子と蒸気の両方に対する濾過を実現することができる。吸着成分はまた、呼気から有害な気体又は悪臭のする気体を除去するため使用されてもよい。吸着剤は、接着剤、結合剤又は繊維質構造により濾過層に接合される粉末又は顆粒を含んでもよい。例えば、米国特許第６，３３４，６７１号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら）及び同第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎ）を参照されたい。吸着剤層は、繊維性発泡体又は網状発泡体などの基材をコーティングすることにより形成され、薄い粘着性の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。様々な構成に適合され得る吸着性濾過構造の例が、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓら）に記述されている。
【００８９】
カバーウェブはまた、典型的には濾過層ほど良好ではないが濾過能を有することができ、及び／又、濾過フェースピースレスピレータをより快適な着け心地にするのに役立ち得る。カバーウェブは、例えば、ポリオレフィン及びポリエステルなどを含むスパンボンド繊維などの不織繊維材料から作られてもよい。例えば、米国特許第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、及び同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）を参照されたい。着用者が吸気するとき、空気がマスク本体を通って引き込まれ、浮遊粒子が、繊維間、特に濾過層の繊維間の隙間の中に捕捉される。
【００９０】
内側カバーウェブ４０２は、着用者の顔面に接触する滑らかな表面を実現するために使用され得る。更に、外側カバーウェブ４０４は、飛沫流体防御を実現するのに加えて、マスク本体内に抜けた繊維を補足するため、及び審美的理由のために使用され得る。カバーウェブは、典型的には、実質的な濾過の利点を濾過構造に何も提供しないが、濾過層の外側（又は上流）に配置されると、前処理フィルタとして機能することができる。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、比較的細い繊維から形成されてもよい。より詳細には、１つ以上の実施形態において、カバーウェブは約５〜７０ｇ／ｍ２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ２）の坪量を有するように作られてよく、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デニールより大きい）であってよい。カバーウェブに用いられる繊維は、約５〜２４マイクロメートル、典型的には７〜１８マイクロメートル、より典型的には８〜１２マイクロメートルの平均繊維直径を有することが多い。カバーウェブの材料はある程度の弾性（典型的には破断時に１００〜２００％であるが、必ずしもそうではなくてよい）を有してもよく、塑性変形可能であってもよい。
【００９１】
カバーウェブに適した材料としては、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）が挙げられる。カバーウェブ用のＢＭＦ材料を製造するための例示的プロセスは、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅら）に記載されている。このウェブは、平滑面、典型的には表面を平滑化したドラム又は回転コレクタ上に、繊維を集めることにより形成してもよい。米国特許第６，４９２，２８６号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）を参照されたい。スパンボンド繊維もまた使用されてもよい。
【００９２】
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製造され得る。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、また濾材がポリプロピレンＢＭＦ材料であるとき、層間に接着剤を必要とすることなく、濾材に固定された状態に保たれることも見出されている。カバーウェブに使用するのに適したポリオレフィン材料としては、例えば、１種のポリプロピレン、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社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（繊維１００本超で測定して、平均で約０．８デニール）。別の好適な繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ  ３５０５Ｇ」８５％と、やはりＥｘｘｏｎ社製のエチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ  ４０２３」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、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、Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＧｍｂＨ（８Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｐｌｕｓ  ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ  Ｃｌａｓｓｉｃ  ２０」及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ  ＰＰＳ１４」が入手可能であり、カーデッドポリプロピレン／ビスコース材料は、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ  ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）から商品名「３７０／１５」が入手可能である。カバーウェブは、典型的には、処理後にウェブ表面からの繊維の突出が非常に少なく、よって滑らかな外面を有する。本開示のレスピレータ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、ＰＣＴ出願国際公開第９６／２８２１６Ａ号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）に記載されている。
【００９３】
１つ以上の実施形態において、内側カバーウェブ４０２及び外側カバーウェブ４０４の一方又は両方は、ポリマーネットを含み得る。本明細書に記載の任意の好適なポリマーネットを、一方又は両方のカバーウェブに使用できる。ネットは、様々なポリマー材料で作成してよい。ネット形成に適したポリマーは、熱可塑性材料である。本発明のポリマーネットを形成するために使用することができる熱可塑性ポリマーの例としては、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン）、ポリエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、及び、エラストマー性ポリマー（例えば、ＡＢＡブロックコポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィンエラストマー、ポリウレタンエラストマー、メタロセンポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン酢酸ビニルエラストマー、及びポリエステルエラストマー）が挙げられる。２つ以上の材料のブレンドもネットの製造に使用される場合がある。かかるブレンドの例としては、ポリプロピレン／ＥＶＡ及びポリエチレン／ＥＶＡが挙げられる。メルトブローン繊維が定常的にポリプロピレンから作製されるため、ポリプロピレンが、ポリマーネット内での使用に好ましい場合がある。類似のポリマーの使用は、支持構造体の濾過構造への適切な溶着を可能にする。
【００９４】
任意選択の整形層は、熱を用いて所望の形状に成形することができ、冷却されたときにその形状を維持する繊維材料の少なくとも１つの層から形成され得る。形状保持は、典型的には、例えば、溶融又は溶着により、繊維をそれらの間の接触点で互いに接合させることにより実現される。マスクシェルを形成するには、直接成型呼吸マスクの形状保持層を作製するのに好適であることが知られている任意の材料を用いることができ、これには、例えば、合成短繊維、好ましくは捲縮処理されたもの、及びバイコンポーネント短繊維が含まれる。バイコンポーネント繊維とは、２つ以上の異なる繊維性材料領域、典型的には、異なるポリマー材料領域を含む繊維である。典型的なバイコンポーネント繊維には、結合コンポーネント及び構造コンポーネントが含まれる。結合コンポーネントは、加熱及び冷却されると、形状保持シェルの繊維同士を繊維交点で接合させる。加熱中に結合コンポーネントが流れて、隣接した繊維と接触する。形状保持層は、短繊維とバイコンポーネント繊維とを、例えば、０／１００〜７５／２５の範囲であり得る重量パーセント比で含む繊維混合物から調製され得る。１つ以上の実施形態において、より多くの交差結合点を形成し、ひいてはシェルの弾力性及び形状保持を向上させるために、材料は少なくとも５０重量パーセントのバイコンポーネント繊維を含む。
【００９５】
整形層に用いられ得る好適なバイコンポーネント繊維には、例えば、並列構成、同心の芯鞘構造、及び楕円形の芯鞘構造が含まれる。適切なバイコンポーネント繊維の１つに、Ｋｏｓａ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎ．Ｃ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）から商品名「ＫＯＳＡ  Ｔ２５４」（１２デニール、長さ３８ｍｍ）として入手可能なポリエステルバイコンポーネント繊維があり、これは、ポリエステル短繊維、例えばＫｏｓａから入手可能な商品名「Ｔ２５９」（３デニール、長さ３８ｍｍ）と組み合わせて、また場合によりポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、例えばＫｏｓａから入手可能な商品名「Ｔ２９５」（１５デニール、長さ３２ｍｍ）と組み合わせて使用することができる。あるいは、バイコンポーネント繊維は、イソフタレート及びテレフタレートエステルのモノマーから形成されたポリマーの鞘で覆われた結晶質ＰＥＴの芯を有する、概ね同心の芯鞘構造を含むことができる。この後者のポリマーは、芯材料よりも低い温度で加熱時に軟化することが可能である。ポリエステルは、マスクに弾力をもたらすことができ、他の繊維に比べて水分の吸収が少ないという利点がある。
【００９６】
あるいは、任意選択の整形層は、バイコンポーネント繊維を有さずに作製され得る。例えば、熱流動性ポリエステルの繊維を、捲縮した短繊維と共に整形層に含むことができ、その結果、ウェブ材料を加熱した際に、結合繊維が融けて繊維交点に流れることができ、そこで集合体を形成し、結合材料が冷めると、交点で結合が形成される。ポリリン酸アンモニウム型発泡ＦＲ剤をスプレー塗布するのに加えて、又は、その代わりに、ポリリン酸アンモニウム型発泡ＦＲ剤で前処理された（整形コンポーネント用の）短繊維を本開示に関連して使用することができる。短繊維に、薬剤を含有させる、又は他の方法で薬剤処理されるようにし、次に、（それを一体に保持するための結合繊維を用いて）シェルに形成することが、薬剤を使用するもう１つの経路である。
【００９７】
形状維持シェルの材料として繊維性ウェブを使用する場合、このウェブは「Ｒａｎｄｏ  Ｗｅｂｂｅｒ」エアレイ装置（Ｒａｎｄｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎ．Ｙ．から入手可能）、又はカーディング機を使って便利に作製することができる。このウェブは、そのような機器に適した従来の短繊維長さのバイコンポーネント繊維又はその他の繊維から形成されることができる。必要な弾力性及び形状保持性を有する形状保持層を得るには、この層は、少なくとも約１００ｇ／ｍ２の坪量を有し得るが、より少ない坪量も可能ではある。坪量が多いほど（例えば、約１５０又は２００ｇ／ｃｍ２を超える）、変形に対するより大きな抵抗及びより大きな弾力性をもたらすことができ、マスク本体が呼気弁を支持するように使用される場合にはより好適であり得る。この最小坪量にすると、整形層は、典型的には、マスクの中央領域での最大密度が約０．２ｇ／ｃｍ２となる。典型的には、整形層の厚さは、約０．３〜２．０、より典型的には、約０．４〜０．８ミリメートルとなる。本開示での使用に適した整形層の例が、米国特許第５，３０７，７９６号（Ｋｒｏｎｚｅｒら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）に記載されている。ポリリン酸アンモニウム型発泡ＦＲ剤をスプレー塗布するのに加えて、又は、その代わりに、ポリリン酸アンモニウム型発泡ＦＲ剤で前処理された（整形コンポーネント用の）短繊維を本開示に関連して使用することができる。短繊維に、薬剤を含有させる、又は他の方法で薬剤処理されるようにし、次に、（それを一体に保持するための結合繊維を用いて）シェルに形成することが、薬剤を使用するもう１つの経路である。
【００９８】
本明細書内で述べたように、本明細書に記載されたレスピレータの様々な実施形態は、レスピレータに様々な機能を付加する任意の好適な要素又は特徴部を含み得る。例えば、図５は、レスピレータ５００の一実施形態の概略平面図である。図１〜図３のレスピレータ１０に関する設計考慮事項及び可能性はすべて、図５のレスピレータ５００に等しく当てはまる。レスピレータ５００は、谷部５３６によって分離された峰部５３４を有する波形濾過構造５３０を含むマスク本体５１２を含む。マスク本体５１２はまた、濾過構造５３０の外面５３８に不連続接触しているブリッジフィラメント５４０を含み得る。
【００９９】
レスピレータ１０とレスピレータ５００との１つの相違点は、レスピレータ５００は折り畳み式レスピレータであり、レスピレータ１０は成形式レスピレータである、ということである。もう１つ別の相違点は、レスピレータ５００は、濾過構造５３０の外面５３８上に配置された弁５７０を含むということである。任意の好適な弁５７０がレスピレータ５００に含まれ得る。更に、弁５７０は、マスク本体５１２内の任意の適切な位置に配置され得る。
【０１００】
ブリッジフィラメント４０が濾過構造３０の上に濾過構造の横方向に配置されるレスピレータ１０と違って、レスピレータ５００のブリッジフィラメント５４０は、（着用者が直立姿勢であるときに、レスピレータの着用者の視点から見た場合の）レスピレータの横方向に対して直角な実質的に垂直な方向に配置される。更に、峰部５３４は、マスク本体５１２に対して横方向に延びる峰軸線５５０に実質的に整列されている。
【０１０１】
図１〜図３に戻って、レスピレータ１０は、任意の好適な追加層及び追加要素を含み得る。例えば、炭素層（図示せず）を、フィラメントが炭素層と濾過構造との間に配置されるように、濾過構造の外面３８上のブリッジフィラメント４０に取り付けることができる。このような炭素層により、周囲空気を更に濾過できる。任意の適切な技法又は技法の組み合わせを用いて、炭素層をブリッジフィラメント４０に取り付けることができる。例えば、フィラメントが濾過構造３０上に押し出し成形又はメルトボンドされてからまだ粘着性があるときに、炭素層をブリッジフィラメント４０に取り付けることができる。
【０１０２】
レスピレータ１０を、濾過構造３０上にブリッジフィラメント４０が配置される前に、峰部３４及び谷部３６を濾過層３０内に形成する好適な技法又は技法の組み合わせを用いて、波形又はプリーツ状にすることができる。例えば、１つ以上の実施形態において、例えば、米国特許第５，２５６，２３１号（Ｇｏｒｍａｎら）に開示される技法の任意の好適な変形例の技法で、濾過構造３０を波形化歯車のセットを通過させることができる。ブリッジフィラメント４０は、任意の好適な技法によって、濾過構造３０の任意の好適な数の峰部に接合され得る。フィラメント４０が事前に存在するスクリム又はネットとして提供される場合、そのようなネットが、例えば、濾過構造３０に付けられ、その少なくともいくつかの峰部に、好適な技法によって接合され得る。例えば、ネットを、例えば、連続ロールとして取得し、接合用接着剤をそれに塗布し（例えば、ネットのフィラメント３０の少なくとも一部の表面に接着剤をコーティングすることによって）、次いで、そのネットを濾過構造３０に接触させて、フィラメントの接着剤がコーティングされた部分と、それが接触する峰部の一部とを結合させる。
【０１０３】
他の接合技法（例えば、超音波接合、メルトボンド（例えば、ヒートシールを含む）、など）も可能である。フィラメント４０が事前に存在するネットの部分として提供されない実施形態では、フィラメントは、濾過構造の峰部の上に溶融押出成形されてもよい（例えば、その媒体が、波形化（プリーツ化）歯車又は任意の他の種類の波形化装置の上にまだ置かれている間に）。このような技法は、例えば、米国特許第５，２５６，２３１号（Ｇｏｒｍａｎら）、及び、同第５，６２０，５４５号（Ｂｒａｕｎら）、同第７，０５２，５６５号（Ｓｅｔｈ）で開示された技法の任意の好適な変形例であり得る。フィラメント４０が濾過構造３０の１つ以上の峰部３４の上に溶融接合される実施例では、フィラメントと濾過構造の繊維（特に、媒体１０が複数の層を含む場合、媒体１０の最外部の繊維）の組成は、このような溶融接合を円滑にするように選択され得る。例えば、フィラメント４０及び濾過構造３０の繊維は、溶融接合を可能にする十分に適合性のある材料で作られ得る。１つ以上の実施形態において、フィラメント４０と濾過構造３０の繊維は、同種のポリマーを含んでもよい（例えば、それらは両方ともポリプロピレン、ポリ（乳酸）、等であり得る）。一部の状況において（例えば、フィラメント４０が１つ以上の峰部３４の上に溶融押出成形される場合）、成形されたフィラメント材料が、濾過構造３０の繊維間の空間内にいくらか浸透することが起こり得、このことにより、少なくともいくらかの物理的交絡及び捕捉が実現し接合プロセスが増強され得る。
【０１０４】
どのように提供されるにしても、１つ以上の実施形態において、フィラメント４０は、波形濾過構造３０のほぼ全長又は全幅にわたって提供されてもよい。波形濾過構造３０は、望むように、フィラメントをその上に接合する前又は接合した後に、所望の最終的長さ及び／又は幅にトリミング又は切断され得る。
【０１０５】
図７は、本開示の一実施形態による、レスピレータ（例えば、図１〜図３のレスピレータ１０）を作製するための方法及び装置７００を概略的に示す。装置７００は、濾過構造ウェブ（例えば、図４の濾過構造４００）を受け取ることができる。
【０１０６】
濾過構造７１０は、第１及び第２の波形化部材７２０、７２１を通過して波形化濾過構造に形成される。波形化部材７２０、７２１は、ほぼ円筒形のローラであって、各々は、互いに平行な回転軸とそれぞれの外周部に沿った多数の隆起部又は歯７２２とを有し得る。歯７２２は、歯の間に空間を有し、その空間は、噛合部７１２に沿って、他方の波形化部材の歯７２２を受け入れるように働く。
【０１０７】
部材７２０、７２１を回転させるためにモータ又は他の装置を使用することができ、これによって、濾過構造７１０は歯７２２の噛合部７１２の間に送られると、濾過構造はその部材の外周部とほぼ共形になり、第１の波形化部材７２０の歯の間の空間内の弓状部分と、第１の波形化部材の外側面に沿ったアンカー部７１２とを形成する。波形濾過構造にブリッジフィラメントを取り付ける前に、濾過構造をカップ形状構成に形成することができる。
【０１０８】
図７に描かれた装置７００はまた、ユーザーが選択可能なダイ先端７３２をフィードするように動作可能な押出成形ダイ７３０も含む。ダイ先端７３２は、ストランド材料（例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、ナイロン、共押出し材料、など）を押し出し、その材料で多数の細長く成形されたフィラメント７１４を形成するための、間隔をあけた開口部（図示せず）を含み得る。
【０１０９】
一旦固化されると、フィラメント７１４は、図７に示されるように形成される。固化の後、フィラメント７１４は弾性又は非弾性の特性を呈し得る。ダイ先端７３２は、波形濾過構造の峰部（例えば、図１〜図３の峰部３４）の上に形成されたフィラメント７１４を位置決めするように動作可能である。
【０１１０】
フィラメント７１４の各々は、フィラメントダイ先端７３２からほぼ一定の流量を濾過構造上に押し出すことによって形成され得、一定の速度で移動し得る。すなわち、一定の線形量のフィラメント材料が流れて各フィラメント７１４を形成し得る。結果として、フィラメント７１４は、それらの長さに沿って、ほぼ均一量のフィラメント材料を有し得る（しかしフィラメント７１４の断面形状は、本明細書で説明されるように長さに沿って変化し得る）。更に、フィラメント７１４は、すべて同じ寸法で形成されてもよい。しかし、一部の実施形態においては、フィラメントは異なる寸法で形成されてもよい。例えば、一部のフィラメントが、隣のフィラメントより厚くても、又は薄くてもよい。
【０１１１】
フィラメントの寸法は、押出成形ダイ７３０内の圧力を変えることによって（例えば、押出スクリューの速度又は種類を変えることによって）、第１の波形化部材７２０及びそれによって濾過構造７１０が移動する速度を変えることによって（すなわち、押出成形ダイ７３０からの所定の出力速度に対して、濾過構造７１０が移動する速度を速くすることで、フィラメント７１４の直径が小さくなり、一方、濾過構造７１０が移動する速度を遅くすることで、フィラメント７１４の直径が大きくなる）、間隔をあけたダイ開口部の寸法を変えることによって、又は他の方法によって容易に変化させられる。
【０１１２】
フィラメントダイ先端７３２は、異なる構成のフィラメント７１４、例えば異なる直径及び異なる間隔、が形成され得るように、容易に取り換えることができる。フィラメントダイ先端７３２の長さに沿って開口部の間隔及び／又は直径を選択的に調節可能にすることで、例えば、濾過構造７１０を横切る様々な位置におけるフィラメントの強度を変えること、及び／又は、濾過構造７１０のフィラメント７１４への固定性を変えることを可能にし得る。フィラメントダイ先端７３２は、例えば、中空ストランド、円形以外の形状のストランド（例えば正方形、長方形、楕円形、三角形、星形、「＋形」など）、又はバイコンポーネントストランドなどの、他の構成のフィラメントを形成するように選択することもできる。
【０１１３】
１つ以上の実施形態において、押出成形ダイは提供されなくてもよい。細長フィラメント７１４は、予備形成され、第１の波形化部材７２０と第２の波形化部材７２１によって形成されるニップ内に送り込まれてもよい。予備形成されたフィラメント７１４を軟化又は溶融させて本明細書で記載した峰部に取り付けるように、波形化部材７２０、７２１の一方又は両方を加熱してもよい。あるいは、予備形成されたフィラメントが、構造７１０が波形化部材７２０、７２１を通過した後に提供され、例えば、波形化ロール７２０に対向してニップを形成するように位置付けられた別のロールを用いて取り付けが行われてもよい。フィラメントが押し出し成形によって提供される、本発明で想到される実施形態のいずれにおいても、予備形成されたフィラメントを用いることができる。
【０１１４】
冷却装置、例えば、波形化部材７２０、７２１の軸と平行な回転軸を中心として回転するように動力供給されたほぼ円筒形の冷却ローラ７４０がまた、設けられてもよい。冷却ローラ７４０の外周部は、歯７２２の噛合部７１２から所定の距離にある第１の波形化部材７２０の外周部に近接して離れており、かつその外周部とニップを画定し得る。
【０１１５】
波形濾過構造７１６を冷却ローラ７４０上に、その外周部の周りに所定の距離にわたって保持するためのニップロール７４２もまた、設けられ得る。冷却ローラ７４０との接触を延長することによって、フィラメント７１４が、後続の処理を施される前に効率的に冷却され固化することが可能になり得る。
【０１１６】
好ましくは、切断装置７５０が、装置７００に含まれてよい。切断装置７５０は、材料のストランド７１４を切断してもよい。
【０１１７】
実施例
波形複合フィルタが、図７の装置７００と同様の３ロール式型押し及び積層マシン上に準備された。波形化は、噛み合わされ、加熱され、波形化されたロールの間を、１つ以上の投入ウェブを通過させることと、波形化されたウェブを、波形化されたロールの波形化凹部内に維持することと、ストランドダイから複数の連続ポリマーストランドを押し出し成形することと、連続ポリマーストランドを波形化されたウェブと接触させることと、ポリマーストランドを、まだ部分的に溶融している状態にある間に、波形化されたウェブの峰部の表面上に平滑ロールを用いて押し付けることと、任意選択で、上部が平坦なスクリム（例えば、米国特許第５，４９６，５０７号（Ａｎｇｄａｊｉｖａｎｄら）に記載されているような、平滑ロール収集部上に吹き付けられた小繊維直径ＢＭＦを含む平滑ＢＭＦスクリムなど）を付加すること、とにより成し遂げられた。
【０１１８】
実施例で使用されたマクロドロップ（Macrodrop）に関しては、メルトブローン繊維は、「Ｔｏｔａｌ  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ３８６０Ｘ」という商品名で入手可能（Ｔｏｔａｌ  Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ＵＳＡ，ＩＮＣ．Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸから入手可能）な１００メルトフローポリプロピレンに、着色剤として３重量％の顔料、製品番号ＣＣ１００５４０１８ＷＥ（ＰｏｌｙＯｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｌｋ  Ｇｒｏｖｅ，ＩＬから入手可能）を加えたもの、から形成された。このポリマーを、Ｍｏｄｅｌ  ２０  ＤＡＶＩＳ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ（商標）の２インチ（５０．８ｍｍ）一軸スクリュー押出成形機（ｔｈｅ  Ｄａｖｉｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｒｏｍｐｔｏｎ  ＆  Ｋｎｏｗｌｅｓ  Ｃｏｒｐ．Ｐａｗｃａｔｕｃｋ，ＣＴから入手可能）に送り込んだ。押出成形機の長さ／直径比は２０／１、及び圧縮比は３／１であった。Ｚｅｎｉｔｈ１０ｃｃ／ｒｅｖメルトポンプで、幅５０．８ｃｍのドリル穿孔されたオリフィスを有するメルトブローダイに注ぎ込まれるポリマーの流量を計量した。もともと直径０．３ｍｍのオリフィスを有するダイを、９番目毎のオリフィスを０．６ｍｍに穿孔して修正し、これにより、小さい方の寸法の孔と大きい方の寸法の孔の数の比を９：１に、大きい方の孔の寸法と小さい方の孔の寸法との比を２：１とした。このダイ設計は、大きい方の直径の繊維押出品と小さい方の直径の繊維押出品の公称比約６０／４０（容量で）、を提供する働きをした。オリフィスの列は、１０孔／ｃｍの孔間隔を有した。加熱空気を使用して、ダイ先端で繊維を細らせた。エアーナイフをダイ先端から０．５ｍｍ負にセットバックした位置に配置し、エアギャップは０．７６ｍｍであった。ウェブ形成の時点で、中型のメッシュコレクタスクリーンを貫通して、ゼロから中程度に真空引きした。押出成形機からのポリマー排出速度は約０．１８ｋｇ／ｃｍ／時、ＤＣＤ（ダイとコレクタとの間の距離）は約５３ｃｍであり、空気圧は所望により調節した。下記の特性を有するウェブが、プロセスを調節することによって生産された。３２ｌｐｍの流量を使用して、圧力低下を測定し、有効繊維直径（ＥＦＤ）及びソリディティを計算した。得られた微小液滴は、以下の特徴を有した：ＤＰ＝０．３６ｍｍＨ２Ｏ、坪量＝１．０４ｇ／５．２５インチ円（７４ｇｓｍ）、ＥＦＤ＝２１マイクロメートル、厚さ＝３９ミル（０．９９ｍｍ）、ソリディティ＝８．３％。
【０１１９】
次に、（上述のような）短繊維添加装置をスタートさせ、上記条件に従って製造されたメルトブロー繊維を含み、メルトブロー繊維ストリームに導入された短繊維も含むコンビネーションウェブを形成した。短繊維は、「Ｓｔｅｉｎ  １５ｄ  ｂｉｃｏ」という商品名で入手可能な１５デニールポリエステルＢｉｃｏ繊維（Ｓｔｅｉｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｌｔｄ，Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａから入手可能）を含み、約５０重量％のメルトブローン繊維と５０重量％の短繊維とを含むバイモーダルな繊維混合ウェブを形成するべく導入された。短繊維を添加した後の混合ウェブ特性は、以下のとおりである。すなわち、ＤＰ＝０．２０ｍｍＨ２Ｏ、坪量＝２．１４ｇ／１３．３４ｃｍ円（１５３ｇｓｍ）、ＥＦＤ＝２８マイクロメートル、厚さ＝２００ミル（５．１ｍｍ）、ソリディティ＝３．０％。
【０１２０】
実施例１
ブローンマイクロファイバー（ＢＭＦ）ウェブを、米国特許第５，４９６，５０７号（Ａｎｇｄａｊｉｖａｎｄら）に記載の技法による１００ＭＦＩポリプロピレンを用いて準備した。ＢＭＦウェブ及びプレナムウェブ（５０％のｂｉｃｏ−ＰＥＴ 短繊維と５０％のＰＥＴ短繊維とのカーデッドウェブ）を、直線ｃｍ当たり１．１８個の峰部と直線ｃｍ当たり０．２９個の峰部の両方の波形パターンを有する波形化装置（例えば、図７の装置７００と同様の）に通した。「Ｔｏｔａｌ５５７１」ポリプロピレン （Ｔｏｔａｌ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ＵＳＡ，ＮＣ．Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸから入手可能）から作製されたポリマーフィラメントが、交差ウェブ寸法で１ｃｍ当たり１．６本のフィラメントの密度でこの構造物に付加された。最終的な波形濾過構造内のフィラメント直径は、０．４〜０．５ｍｍであった。波形濾過構造は、フィラメントと濾過構造との間に、１ｃｍ当たり０．７８箇所の接合を有した。
【０１２１】
波形濾過構造を、「ＴＳＩ８１３０」（ＴＳＩ  Ｉｎｃ．，Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ，ＭＮから入手可能）を用いて、８５ｌｐｍの２％ＮａＣｌで試験した。異なる有効繊維直径（ＥＦＤ）（４．７及び８マイクロメートル）の２つのＢＭＦウェブを用いた。ウェブの有効繊維直径（ＥＦＤ）を、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．、「Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  ａｎｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １Ｂ，１９５２に記載される方法に従って評価する。別段の指定がない限り、試験は１４ｃｍ／秒の面風速で行われる。結果を下表１に示す。
【表１】
2018500467.tif 000003
【０１２２】
表１に見られるように、４．７及び８ＥＦＤのＢＭＦフィルタがプレナムウェブと積層されるどちらの場合も、波形化後に圧力低下及び浸透率は２倍近く改善される。
【０１２３】
浸透率及び圧力低下は、ＮａＣｌ又はＤＯＰ粒子を含むエアゾール試験物質を用いて求められ、この試験物質を（別様に示されていなければ）９５又は８５リットル／分の流量で供給し、ＴＳＩ（商標）モデル８１３０高速自動フィルタ試験機（ＴＳＩ  Ｉｎｃ．，Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ，ＭＮから入手可能）を使用して測定した。フィルタを通した圧力低下（ΔＰ、ｍｍＨ２Ｏ）を測定するために、ＭＫＳ圧力変換器（ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ａｎｄｏｖｅｒ，ＭＡより市販）を用いてよい。９５リットル／分でのＮａＣｌ試験に関しては、粒子は、１％ＮａＣｌ溶液から発生され得、自動フィルタ試験機は、加熱機と粒子中和器の両方を稼働させて操作してもよい。８５リットル／分でのＮａＣｌ試験で直径０．０７５μｍの粒子を用いる場合に関しては、粒子は、気中濃度約１６〜２３ｍｇ／ｍ３で粒子を含有するエアゾールを供給するように２％ＮａＣｌ溶液から発生され得、自動フィルタ試験機は、加熱機と粒子中和器の両方を稼働させて操作してもよい。ＤＯＰ試験において、エアゾールは、約１００ｍｇ／ｍ３の濃度で、約０.１８５μｍの直径を有する粒子を含有してもよく、自動フィルタ試験機は、加熱機及び粒子中和器を稼動させずに操作してもよい。サンプルは最大のＮａＣｌ又はＤＯＰ粒子浸透に対して装填されてもよく、較正した光度計をフィルタの入口と出口とに使用し、このフィルタを通る粒子濃度及び粒子の浸透率を測定することができる。
【０１２４】
実施例２
この実施例では、４．７  ＥＦＤ  ＢＭＦがプレナム及びマクロドロップのウェブに積層され、積層されたウェブが、接合／ｃｍが０．７８又は１．１８のいずれかの波形を含むように、実施例１に記載されたように波形化された。初期の圧力低下及び浸透試験の結果を表２に示し、負荷結果を図８に示す。
【表２】
2018500467.tif 000004
【０１２５】
図８において、曲線８０２及び８０８は０．７８接合／ｃｍの波形濾過構造をプレナムに積層したものを表し、曲線８０４及び８１０は、１．１８接合／ｃｍの波形濾過構造をマクロドロップに積層したものを表し、曲線８０６及び８１２は、平坦ウェブをプレナムに積層したものを表す。曲線８０２、８０４及び８０６は、９塩化ナトリウム暴露試験を用いた浸透率を示す。更に、曲線８０８、８１０及び８１２は、ｍｍＨ２Ｏでの圧力低下を示す。個々のサンプルの透過率及び圧力低下を、ＡＦＴ試験機モデル８１３０（ＴＳＩ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能）を用いて測定した。１立方メートル当たり２０ミリグラム（ｍｇ／ｍ３）の濃度の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を投与エアロゾールとして用いた。投与エアロゾールは、１秒当たり１３．８センチメートル（ｃｍ／秒）の面速度で供給され、これは毎分の流量８５リットルに相当する。サンプル（直径１３．３４ｃｍの円形サンプル）上の圧力低下を、浸透試験の間に測定し、水柱ｍｍ（ｍｍＨ２Ｏ）で記録した。具体的には、食塩負荷３０ｍｇにおける圧力降下が報告された。
【０１２６】
ここでも、表２における平坦ウェブサンプルと比較して、両方のケースにおいて浸透率と圧力低下の低下が見られる。
【０１２７】
本明細書において引用されている参照文献及び刊行物はすべて、それらが本開示と直接矛盾し得る範囲を除いて、それらの全体が参照により本開示に明示的に組み込まれている。本開示の例示的実施形態を検討するとともに本開示の範囲内の可能な変形例を参照してきた。本開示のこれらの及び他の変形例及び変更例は開示の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろうとともに、本開示は本明細書に記載された例示的実施形態に限定されないことは理解されよう。したがって本開示は、以下に提示した特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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】
2018500467.tif 000012
【国際調査報告】
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