(57)【要約】  ハーネス１４、及び多層フィルタ構造１６を有するマスク本体１２を含む、カップ形状のフィルタ式フェースピースレスピレータ１０。マスク本体１２は、フィルタ構造１６内において恒久的に結合された少なくとも１つのダーツ６０を含み、ダーツ６０は、マスク本体１２の中央面３２から、マスク本体の側縁部へとテーパ状になっている。ダーツ６０は、レスピレータ１０のカップ状の形状が潰れるのを抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）フィルタ構造を含み、第１側縁部、相対する第２側縁部、及び周辺部を有するマスク本体であって、前記フィルタ構造は、前記第１側縁部及び前記第２側縁部において３層のプリーツに折り畳まれ、前記周辺部から離間した位置においてそれ自体に封止されて、横方向に延びるダーツを形成する、マスク本体と、
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】
前記プリーツは、前記周辺部から少なくとも５ｍｍのところで封止されている、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。
【請求項３】
前記プリーツは、溶接領域によって封止されている、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。
【請求項４】
前記マスク本体は、相対する前記第１及び前記第２側部に位置する、第１及び第２フランジを更に含み、前記第１及び第２フランジはそれぞれ、前記マスク本体が使用構成にあるときに、前記フィルタ構造に接触するように内側に折り畳まれ、前記横方向に延びるダーツは、前記第１フランジから前記第２フランジへと延びている、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。
【請求項５】
前記フェースマスクは、前記フェースマスクを上部及び下部に分離する境界線を有し、前記横方向に延びるダーツは前記上部に位置している、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。
【請求項６】
前記下部に位置する、第２の横方向に延びるダーツを更に備える、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。
【請求項７】
（ａ）ハーネスと、
（ｂ）フィルタ構造を含み、第１側部、相対する第２側部、中央面、及び周辺部を有するマスク本体であって、前記マスク本体は、前記第１側部から前記第２側部へと横方向に延びるダーツを有し、前記ダーツは、前記第１側部に第１固定部を、前記第２側部に第２固定部を含み、通気性フィルタ構造は、前記第１固定部及び前記第１側部と、前記第２固定部及び前記第２側部との間に存在している、マスク本体と、
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８】
前記マスク本体は、前記第１及び第２側部にそれぞれ位置する、第１及び第２フランジを更に含み、前記第１及び第２フランジはそれぞれ、前記フィルタ構造に接触するように内側に折り畳まれ、前記横方向に延びるダーツは前記第１フランジから前記第２フランジへと延び、通気性フィルタ構造は前記第１固定部及び前記第１フランジと、前記第２固定部及び前記第２フランジとの間に存在する、請求項７に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項９】
前記第１及び第２固定部は、それぞれ前記周辺部から少なくとも５ｍｍのところにある、請求項８に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項１０】
前記第１及び第２固定部はそれぞれ溶接領域を含む、請求項７に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項１１】
前記マスク本体は、前記マスク本体を上部及び下部に分離する境界線を有し、前記横方向に延びるダーツは前記上部に位置している、請求項７に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項１２】
前記下部に位置する、第２の横方向に延びるダーツを更に備える、請求項１１に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
【請求項１３】
カップ形状のフィルタ式フェースピースレスピレータを製造する方法であって、前記方法は、
（ａ）第１側部から第２側部へと延びるプリーツを有するフィルタ構造から平坦なフェースマスクを形成する工程と、
（ｂ）前記平坦なフェースマスクを少なくとも部分的に広げて、前記プリーツが部分的に広がった、部分的にカップ形状のフェースマスクを形成する工程と、
（ｃ）各側部付近の、前記部分的に広がったプリーツにわたって固定部を形成して前記プリーツを固定し、よってダーツを形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項１４】
固定部を形成する前記工程は、各側部から少なくとも５ｍｍの距離に、前記部分的に広がったプリーツにわたって固定部を形成する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
固定部を形成する前記工程は、フィルタ構造の３層にわたって固定部を形成する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記平坦なフェースマスクは、前記第１側部における第１フランジ、及び前記第２側部における第２フランジを更に含み、前記プリーツは前記第１フランジから前記第２フランジへと延びる、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク本体が潰れるのを抑制するために、マスク本体内にダーツを含む、フィルタ式フェースピースレスピレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
レスピレータは、一般的に、以下の２つの一般的な目的の少なくとも１つのために、人の呼吸経路上で着用される。（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、（２）着用者が吐き出す病原体及び他の汚染物質に他の者又は物がさらされることから守る。第１の状況では、レスピレータは、空気が着用者にとって有害な粒子を含んでいる環境、例えば、自動車車体修理工場において着用される。第２の状況では、レスピレータは、他の人又は物に対して汚染の危険性がある環境で、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】
これらの目的のいずれか（又は両方）を満たす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、マスク本体自体がフィルタ機構として機能するため、「フィルタ式フェースピース」として分類されてきた。取り付け可能なフィルタカートリッジ（例、米国再特許第３９，４９３号参照（Ｙｕｓｃｈａｋら））又はインサート成型されるフィルタ要素（例、米国特許第４，７９０，３０６号参照（Ｂｒａｕｎ））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の据え付け又は交換の必要がないように、濾材がマスク本体全体の大半を覆うべく設計されている。これらフィルタ式フェースピースレスピレータは、一般に、２種類の構造、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一方の形式をとる。
【０００４】
成型フィルタ式フェースピースレスピレータは、マスク本体にカップ状の構造を与えるために、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通常含んできた。成型されたレスピレータは、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、収納又は輸送のために折り畳むことはできない。成型されたフィルタ式フェースピースレスピレータ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、同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ  ｅｔ  ａｌ．）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄ  ｅｔ  ａｌ．）、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。それらはまた、使用の際にカップ状の構造に開くこともできる。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。一部の平坦折り畳み式レスピレータは、使用中にカップ状の構造を使用中に維持するために役立つ、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。マスク本体のパネルには、補強部材が組み込まれてきた（米国特許出願公開第２００１／００６７７００号（Ｄｕｆｆｙ  ｅｔ  ａｌ．）、同第２０１０／０１５４８０５号（２０１０／０１５４８０５）、及び米国意匠特許第６５９，８２１号（Ｓｐｏｏ  ｅｔ  ａｌ．）参照）。
【０００６】
本発明は以下に記載されるように、そのカップ形状を維持するように構成された、フィルタ式フェースピースレスピレータの別の構成を提示する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、フィルタ構造から形成されるマスク本体を含むフィルタ式フェースピースレスピレータを提示する。マスク本体は、レスピレータがそのカップ形状から潰れるのを抑制するために、マスク本体内に恒久的に形成されたダーツを含み、ダーツは、マスク本体にわたって横方向に延び、その端部それぞれにおいてテーパ状になっている。ダーツは、マスク本体の周辺部から離間した、溶接部などの固定部により、その端部に固定されている。マスク本体の固定部及び周辺部は、使用可能な通気性フィルタ構造である。
【０００８】
ダーツは、開いたカップ形状の構成にあるときに、マスク本体の一体性を増加させ、汚れた又は湿った空気による、マスク本体における圧力低下の増大によって、マスク本体が潰れることを抑制する。ダーツの封止された端部は、ダーツの位置を恒久的に固定する一方で、ダーツの可撓性中央部は、マスク本体が着用者の顔面に十分に固定されることを可能にする。加えて、ダーツの可撓性中央部は、着用者の頭部及び顔面の動きに適合するために十分な、マスク本体の可撓性を可能にする。
【０００９】
用語集
下記に説明する用語は以下に定義された意味を有するものとする。
【００１０】
「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。「含む」、「備える」、「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、「本質的に〜からなる」等の、より狭義の用語を使用して適切に記載することもでき、これは、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体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。
【００１１】
「清浄な空気」とは、濾過によって汚染物質が除去された一定量の大気からなる周囲空気を意味する。
【００１２】
「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（例えば、有機蒸気等）、空気中に浮遊していることがある他の物質を意味する。
【００１３】
「横断寸法」は、レスピレータを正面から見たときに、レスピレータの側部から側部まで横方向に延びる寸法を意味する。
【００１４】
「カップ状の構造」、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容器型の形状を意味する。
【００１５】
「ダーツ」とは、マスク本体のフィルタ構造における二重テーパ状領域を意味し、この領域は２つの固定された、相対する端部、及び固定された端部に向かってテーパ状の調節可能な幅を有する中央領域を有する。
【００１６】
「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。
【００１７】
「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。
【００１８】
「フィルタ式フェースピース」は、マスク本体自体が、そこを通過する空気を濾過するように構成され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられた又は成型された識別可能なフィルタカートリッジ又はインサート成型されたフィルタ要素が別個にないことを意味する。
【００１９】
「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（単数又は複数）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に適している。
【００２０】
「濾材」とは、それ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通気性の構造を意味する。
【００２１】
「フィルタ構造」及び「通気性フィルタ構造」はそれぞれ、空気を濾過する空気透過性構造を一般的に意味する。
【００２２】
「内側に折られる」とは、そこから伸び始める部分に向けて折り返されることを意味する。
【００２３】
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上に支持する助けとなる構造体又は部品の組合せを意味する。
【００２４】
「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。
【００２５】
「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。
【００２６】
「境界線」は、折り目、継ぎ目、溶着線、接合線、ステッチ線、ヒンジ線、及び／又はそれらの任意の組合せを意味する。
【００２７】
「マスク本体」は、人の口及び鼻を覆って適合し、外部気体空間から内部気体空間を分離して画定する助けとなる通気性の構造体（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。
【００２８】
「ノーズクリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を高めるために、マスク本体上で使用するように適合させた（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。
【００２９】
「周辺部」は、マスク本体の外側縁部を意味し、人がレスピレータを着用したときに、この外側縁部は、一般に着用者の顔面に隣接して配置される。「周辺区分」は周辺部の一部である。
【００３０】
「プリーツ」とは、それ自体の上に折り返しできるように設計された、又は折り返されている部分を意味する。
【００３１】
「ポリマー」及び「プラスチック」はそれぞれ、主として１つ以上のポリマーを含み、かつ他の成分をも含有し得る材料を意味する。
【００３２】
「レスピレータ」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、人が着用する空気濾過装置を意味する。
【００３３】
「横方向に延びる」は、一般に横断寸法に延びることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】人の顔面に着用した状態での、フィルタ式フェースピースレスピレータ１０の正面斜視図であり、レスピレータ１０は、ダーツ６０を有する。
【図２】図１のレスピレータ１０の側面図である。
【図３】図１及び図２のレスピレータ１０において使用するのに好適なフィルタ構造１６の断面図である。
【図４】ダーツを結合する前の、潰れた構成にある、マスク本体１２の上部平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿ったプリーツ５０の断面図である。
【図６】ダーツを結合する前の、部分的に開いたカップ状構成にある、図４のマスク本体１２の上部平面図である。
【図７】図６のマスク本体１２の側面図である。
【図８】ダーツ６０、及び任意の二次的ダーツ７０を備える、完全に開いた、カップ状構成のマスク本体１２の側面図である。
【図９】図８の線９−９に沿ったプリーツ５０の断面図である。
【図１０】ダーツ６０を有するレスピレータ１０へと形成され得る、図４のマスク本体１２を形成するための概略的プロセスである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の実施の際には、レスピレータのマスク本体内に恒久的ダーツを有する、フィルタ式フェースピースレスピレータが提示される。マスク本体がカップ状である間に、フィルタ構造にプリーツを付け、プリーツを封止又は結合ことによって形成されるダーツは、レスピレータがその最終的なカップ形状から潰れることを抑制する。
【００３６】
以下の説明において、添付の図面を参照するが、それらの図面は本願の一部を成すものであり、また、様々な特定の実施形態を実例として示すものである。本明細書において記載される一実施形態の様々な要素及び参照番号は、別段の指定がない限り、本明細書において記載される別の実施形態の同様の要素及び参照番号と一致し、同じである。本発明の範囲又は趣旨を逸脱せずに、他の実施形態が考えられ、実施され得ることを理解すべきである。以下の発明を実施するための形態はしたがって、限定的な意味で解釈されるべきではない。本発明はそれだけには限定されないが、下記で提供する実施例の考察を通じて本発明の様々な態様の理解が得られるはずである。
【００３７】
図面を参照し、図１及び２は、着用者が呼吸するための清浄な空気を提供するために、本発明に従って使用され得るフィルタ式フェースピースレスピレータ１０の例を示す。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。この使用構成において、マスク本体１２は非常に剛性のカップ形状を有する。マスク本体１２は、このカップ形状を保持し、そこに意図的に力（例えば、圧力）がかけられない限り、その形状から変形することを抑制する。
【００３８】
マスク本体１２は、吸気が着用者の呼吸器系に入る前に通過する必要があるフィルタ構造１６を有する。フィルタ構造１６は、着用者が清浄な空気を吸い込むことができるように、周囲環境から汚染物質を取り除く。フィルタ構造１６は、様々な異なる形状及び構成を取ることができ、典型的にはこれは、着用者の顔面に接して、又は支持構造体内において適切にフィットするようになっている。通常、フィルタ構造１６の形状及び構造は、マスク本体１２の全体的形状に対応する。
【００３９】
マスク本体１２に使用されるフィルタ構造１６は、粒子捕捉タイプ又は気体及び蒸気タイプのフィルタであり得る。フィルタ構造１６は更に、フィルタ層の一方の側から他方の側に液体が移動するのを防ぐバリヤ層であり得、これにより、例えば、液体エアゾール又は液体（例えば、血液）の飛沫がフィルタ層に浸透するのを防止できる。用途に応じて、フィルタ構造１６を構成するために、類似の又は異なるフィルタ媒体の複数の層を使用することができる。層状マスク本体に有効に使用できるフィルタ層は、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パスカル未満）。フィルタ層は更に可撓性であることができ、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、十分な剪断強度を有することができる。
【００４０】
マスク本体１２は、境界線２２によって分離される、上部１８及び下部２０を含む。この特定の実施形態では、境界線２２は、マスク本体の中央部にわたり、側部から側部へと横方向に延びる、折り目又はプリーツである。マスク本体１２はまた、周縁部２５を画定する周辺部２４も含む。
【００４１】
ハーネス１４は、マスク本体１２の上部１８に固定された第１の上方ストラップ２６、及び第２の下方ストラップ２７を有する。ストラップ２６、２７は、ステープル２９によってマスク本体１２に固定されている。ストラップ２６、２７は、熱硬化性ゴム、熱可塑性エラストマー、より合わされた又は編まれた糸及び／又はゴムの組合せ、非弾性のより合わされた構成材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２６、２７は、その全長の２倍より大きく拡張することができ、その弛緩状態に戻ることができることが好ましい。ストラップ２６、２７はまた、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで延びることが可能であり、張力が取り除かれると、いずれの損傷を受けずにその元の状態に戻ることができる。ストラップ２６、２７は、連続的なストラップであり得、又は更なる締結具若しくはバックルによって一緒に接合することができる、複数の部品を有し得る。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。
【００４２】
ノーズクリップ３５（図２）は、鼻及び上部頬骨で、及びその周囲で適切なフィットを達成するのを補助するため、マスク本体側縁部の間で中央に位置付けられた、周辺部２４に隣接する、マスク本体１２の上部１８の上、又は中に配置されてもよい。ノーズクリップ３５は、着用者の鼻の輪郭に適合するように着用者の手作業で適応させることが可能となる柔軟な金属又はプラスチックで作製されてもよい。ノーズクリップ３５は、着用者の鼻及び鼻と頬が合するところを覆って、所望のフィットした関係でマスクを保持するように形作ることができる、例えば、アルミニウムなどの展性のある、又は柔軟な金属のバンドを含んでもよい。
【００４３】
本発明により、レスピレータ１０は、フィルタ構造１６に恒久的なダーツ６０を含む。ダーツ６０は、横方向に延びるプリーツが、固定部５５（例えば、溶接）によって各端部で閉鎖、又は固定され、マスク本体１２の中央において開かれるときに、形成される。したがって、ダーツ６０はマスク本体１２の中央領域から、マスク本体１２の側縁部に向かって両方向にテーパ状になっている。固定部５５は、固定部５５の位置におけるダーツ６０の構成及び寸法を固定し、ダーツ６０の２つの縁部が、その上に閉じ、それによってマスク本体１２のカップ形状が潰れるのを抑制する。ダーツ６０、及びこれを形成する方法の詳細が、図４〜９に関連して以下に記載される。
【００４４】
レスピレータ１０は、サイドフランジなど（その１つは図１及び図２に示されている）、図１又は図２を参照して特定の符合を付されていない他の特徴を含むが、これらは以下で図４に関連して記載される。フランジ、並びにレスピレータ１０及びマスク本体１２の他の特徴の更なる詳細は、２０１２年１２月２７日に出願された、米国特許出願第１３／７２７，９２３号、表題「Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  Ｆａｃｅ−Ｐｉｅｃｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｆｏｌｄｅｄ  Ｆｌａｎｇｅ」に見出すことができ、その全開示が本明細書において参照として組み込まれる。
【００４５】
図３は、内側カバーウェブ３８、外側カバーウェブ４０、及びフィルタ層４２のような多数の層を有するマスク本体１２の代表的なフィルタ構造１６を示す。フィルタ構造１６はまた、少なくとも１つ以上の層３８、４０、又は４２に対して、典型的には外側カバーウェブ４０の外面に対して並置された構造的な網又はメッシュを有してもよく、これはカップ状の構造を提供するのを補助する。フィルタ構造１６はまた、その構造的一体性に寄与する１つ以上の水平及び／又は垂直の境界線（例えば、プリーツ、折り目、又はリブ）を有する場合もある。
【００４６】
マスク本体１２の内面を典型的に画定する内側カバーウェブ３８は、着用者の顔面に接触する平滑な表面を提供するために使用することができ、マスク本体１２の外面を典型的に画定する外側カバーウェブ４０は、マスク本体内にばら繊維を閉じ込めるため、又は審美的理由のために使用することができる。カバーウェブ３８、４０は、フィルタ層４２を保護する。カバーウェブ３８、４０は、典型的にはフィルタ構造１６にいずれの実質的なフィルタ利益ももたらさないが、外側カバー４０は、フィルタ層４２に対するプレフィルタとして機能し得る。
【００４７】
好適な程度の快適性を得るために、内側カバーウェブ３８は好ましくは比較的低い坪量を有し、比較的細い繊維（外側カバー４０の物より細いことが多い）から形成される。カバーウェブ３８、４０のいずれか、又は両方とも、約５〜７０２（典型的には約１７〜５１ｇ／ｍ２、及びいくつかの実施形態においては３４〜５１ｇ／ｍ２）の坪量を有するように作製されてもよく、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）、０．１デニール超であり得る。カバーウェブ３８、４０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、可塑的に変形可能であり得る。
【００４８】
典型的には、カバーウェブ３８及び４０は、フィルタ構造の、特に着用者の顔面と接触する側で（すなわち、内側カバーウェブ３８）、心地よい感覚をもたらす不織布材料を選択して作製されている。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（ポリプロピレン混合物、及びポリプロピレンとポリエチレンとの混合物も含む）が挙げられる。スパンボンド繊維を使用することもできる。
【００４９】
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製造することができる。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、単独ポリプロピレン、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３８、４０は好ましくは、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。
【００５０】
フィルタ層４２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。フィルタ層４２は通常、粒子及び／又はその他の汚染物質を、フィルタ層を通過する気体流から高い割合で除去する。繊維フィルタ層において、選択される繊維は、濾過される物質の種類に依存する。
【００５１】
フィルタ層４２は、は様々な形状及び構成で提供されることができ、典型的には、約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜５ｍｍ、より典型的には約０．３ｍｍ〜３ｍｍ（例えば、約０．５ｍｍ）の厚さを有し、またほぼ平面状のウェブであってもよく、又は波形を付けて、拡張された表面積を提供してもよい。フィルタ層には更に、接着剤又は他の任意の手段によって接合された複数のフィルタ層も含まれ得る。基本的に、フィルタ層の形成用として知られている（又は後に開発される）任意の好適な材料を、フィルタ材料として使用することができる。メルトブローン繊維のウェブは、特に持続的に帯電している（エレクトレット）形態において、特に有用である。帯電解繊（electrically charged fibrillated-film）繊維、並びに、樹脂ウール繊維ウェブ及びガラス繊維ウェブ、又は、特にマイクロフィルムの形の溶液ブローン若しくは静電噴霧繊維も適切とすることができる。更に、ハイドロ充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に、添加剤を繊維に含めることができる。特に、フッ素原子をフィルタ層の繊維表面に配置することにより、油性ミスト環境での濾過性能を改善することができる。
【００５２】
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つ以上のウェブが含まれる。合成繊維ウェブは、メルトブローン等のプロセスから作製される、エレクトレット帯電ポリマーマイクロファイバーを含んでもよい。帯電したポリプロピレンから形成されたポリオレフィンマイクロファイバーは、粒子捕集用途に特に有用性を提供する。別のフィルタ層は、呼吸空気から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る粉末又は顆粒を含んでもよい。吸着剤層は、繊維性フォーム又は網状発泡体等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。吸着材料としては、化学処理した又は未処理の活性炭、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。
【００５３】
フィルタ構造１６は、１つのフィルタ層４２、及び２つのカバーウェブ３８、４０を備えるものとして図３に例示されているが、フィルタ構造１６は、複数のフィルタ層４２、又はフィルタ層４２の組合せを含み得る。例えば、前処理フィルタは、より精製され選択された下流のフィルタ層の上流に配置してもよい。加えて、活性炭などの吸着剤材料を、フィルタ構造を構成している繊維及び／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フィルタ層を使用して、粒子と蒸気の両方に対する濾過を提供することができる。
【００５４】
レスピレータの使用中、空気はマスク内側に入り込む前に層４０、４２、及び３８を順次通過する。マスク本体の内部気体空間内の空気は、次いで、着用者によって吸入され得る。着用者が息を吐くと、空気は逆方向に層３８、４２、及び４０を順次通過する。あるいは、吐き出された空気がフィルタ構造１６を通過せずに、内部気体空間から迅速に排除され外部気体空間に入ることを可能にする呼気弁（図示せず）をマスク本体１２に設けてもよい。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り、着用者の心地よさを改善し得る。本質的に、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できる任意の呼気弁を、呼気を内部気体空間から外部気体空間へと迅速に送るために、本発明に関連して使用してもよい。
【００５５】
ここで図４を参照すると、図４は、この構成において符合を付されている追加的な特徴を備える、内部に形成されたダーツを有する前に、折り畳まれるか、又は潰れた構成にある、レスピレータ１０のマスク本体１２を示している。この平坦な、潰れた構成において、例えば、境界線２２、加えてマスク本体１２の相対する側部３１ａ、３１ｂにおける第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂなど、様々な機構が示されている。
【００５６】
中央平面３２は、第１側部３１ａ及び第２側部３１ｂを画定するように、マスク本体１２を分割する。マスク本体１２の相対する側部３１ａ及び３１ｂにそれぞれ位置する、第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂは、容易に見ることができる。フランジ３０ａ、３０ｂは、側部３１ａにおける境界線３６ａ、及び境界線３６ｂにおいて、マスク本体１２のフィルタ構造１６から、離れるように、ほぼ平坦な様式で延びている。フランジ３０ａ、３０ｂは、フィルタ構造１６を作製するために使用される材料の延長部であってもよく、又は、硬質若しくは半硬質プラスチックのような別個の材料で作製されてもよい。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体フィルタ構造１６を含む、様々な層の１つ以上、又は全部を含んでもよいが、フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の主要フィルタ領域の部分ではない。
【００５７】
フィルタ構造１６とは異なり、フランジ３０ａ、３０ｂを含む層は、圧縮されて、これらをほぼ流体不透過性としてもよい。フランジ３０ａ、３０ｂは、フランジの剛性を増加させるために、その上に溶接部又は結合部３４を有する場合があり、マスク本体周辺部２４はまた、マスク本体１２の様々な層を一緒に接合し、またノーズクリップ３５の位置を維持するために一連の結合部又は溶接部３４を有してもよい。フィルタ構造１６の残部（周辺部２４から内側）は、その延長表面の多くにわたり、好ましくは完全に流体透過性であり得るが、結合部、溶接部、又は折り畳み線が存在する領域を例外とする場合がある。
【００５８】
本発明のレスピレータは、マスク本体１２に形成される少なくとも１つの恒久的なダーツ６０を含み、ダーツ６０は、マスク本体１２を通じ、マスクの一方の側部３１ａから、中央面３２を通って、他方の側部３１ｂまで横方向に延びる。
【００５９】
ダーツ６０は、部分的に開いたプリーツを、その端部付近に固定し（例えば、封止、溶接、ないしは別の方法による結合）、一方で中央を開いたままにすることによって、形成される。固定部５５は、プリーツの３層を、二重のテーパ状ダーツ構成に固定する。本発明により、固定部５５は、マスク本体１２の剛性を、その周辺部２４において低減させ、かつ着用者の顔面に対するマスク本体１２のより良好な形成を可能にするため、マスク本体１２の周辺縁部２５から一定距離に形成される。追加的に、周縁部２５から一定距離に固定部５５を有することにより、固定部５５のいずれかの横方向側部に使用可能なフィルタ構造をもたらす。
【００６０】
図４〜図９は、ダーツ６０を形成する際に、マスク本体１２の様々な構成を例示する。これらの５つの図のマスク本体１２の様々な要素は、図面同士で互換可能であり、機構は特定の図面において特定の符合を付されないことがあるが、要素はその特定の図面に反さない限り、存在する。
【００６１】
図４において、折り畳まれた、又は潰れた構成にあるマスク本体１２は、側部３１ａにおける境界線３６ａから、側部３１ｂにおける境界線３６ｂまで延びるプリーツ５０を有する。これらの線３６ａ、３６ｂにおいて、プリーツ５０は固定されているが、プリーツ５０は、これが中央面３２に近づくにつれて開く場合がある。図５は、外側の折り目５２、及び内側の折り目５４、並びに線５３を含む、プリーツ５０（図４にも見られる）の特徴を例示しており、外側の折り目５２は、フィルタ構造１６と関連して終結する。図４の構成において、プリーツ５０の全長は、開いていない状態であるが、外側の折り目５２は、線５３と重複している。
【００６２】
図６は、底部２０から少なくとも僅かに分離している、上部１８を備える、部分的に開いた構成における、マスク本体１２を正面から示しており、この部分的に開いた構成において、マスク本体１２は、カップ形状を取り始めている。見てわかる通り、プリーツ５０は少なくとも部分的に開いており、外側折り目５２を、線５３から分離し、内側の折り目５４を露出している。外側の折り目５２、及び線５３は、境界線３６ａ、３６ｂのところで互いに対して固定されているが、折り目５２と線５３との間の間隔は中央面３２に向かって増加しており、中央面３２から境界線３６ａ、３６ｂ、及びフランジ３０ａ、３０ｂに向かってテーパ状になっている２つの領域を生じる。この段階におけるこれらのテーパ状領域は、潰れて、外側折り目５２、及び線５３を再び一緒に戻すことができる。
【００６３】
図７は、完全に開いた構成にあり、フランジ３０ｂ（見えないフランジ３０ａ）がフィルタ構成１６と接触するように折り畳まれている、その側方から見たマスク本体１２を示している。上部１８及び底部２０により形成された、マスク本体１２のカップ状構成が、容易に特定可能である。プリーツ５０は少なくとも部分的に開いており、外側の折り目５２を線５３から分離しており、したがって、内側の折り目５４が露出し、境界線まで延びる２つのテーパ状領域が形成されている。
【００６４】
図８において、固定部５５がプリーツにわたって（すなわち、外側の折り目５２、線５３、及びしたがって内側の折り目５４にわたって）形成されており、結合されたダーツ６０を生じている。固定部５５は、フィルタ構造１６の３つの個別の層を一緒に固定し、外側の折り目５２と線５３との間の距離を設定する。図９は、固定されたフィルタ構造１６の３つの層、及び部分的に開いたプリーツを示しており、折り目５２は、線５３と位置合わせされておらず、ここからオフセットされている。
【００６５】
固定部５５は、外側の折り目５２を、線５３に対して保持若しくは固定するか、又はフィルタ構造１６の３つの層を保持若しくは固定するために適用されるいずれかの機構であり得る。固定機構の例としては、例えば、接着剤、機械的締結具、又は取り付け具（例えば、ステープル、縫うこと、リベット）、又は溶接（例えば、超音波及び／又は熱溶接（これは熱及び圧力を含む））が挙げられる。
【００６６】
固定部５５は、マスク本体１２の周辺部２４、及び縁部２５から一定の距離にある位置で、プリーツに沿って位置付けられている。プリーツの一部は、固定部５５と、周辺部２４及び縁部２５との間、例示される実施形態では境界線３６ｂの間に存在する。プリーツの長さの固定されていない、又は封止されていない部分を有することにより、マスク本体１２の剛性又は硬度は、これが着用者の顔面と接触する周辺部２４において、一部、固定部５５の両側の使用可能な（通気性）フィルタ構造１６のために、固定部５５が周辺部２４にある場合よりも低い。これは、固定部５５が周辺部２４にある場合よりも良好な、マスク本体１２の着用者の顔面へのフィット及び封止を提供する。固定部５５と周辺部２４、特に周縁部２５との間の距離は、少なくとも１０ｍｍ（１ｃｍ）、及びいくつかの実施形態においては２５ｍｍ（２．５ｃｍ）である。
【００６７】
図８のマスク本体１２において、第２の結合されたダーツ７０は、下部２０の境界線２２より下に例示される。この第２ダーツ７０は、境界線３６ｂから、中央面３２（図６）を通じて、他の境界線３６ａ（図６）まで延びる。第２ダーツ７０は更に、マスク本体１２の強度を増加させ、それが潰れるのを抑制する。２つのダーツ６０、７０が特定の実施形態で例示されるが、他の実施形態は、それぞれマスク本体１２にわたって横方向に延びる３つ以上のダーツを含み得る。
【００６８】
図１０は、その後少なくとも１つの結合されたダーツ６０を有する、フィルタ式フェースピースレスピレータ１０へと形成され得る、マスク本体１２を形成するための代表的な方法を例示している。特に、図１０に示される方法は、図４のマスク本体１２を形成し、その後結合されたダーツ６０を形成する方法は、図４及び６〜８を参照に先に記載された通りである。レスピレータ１２は、マスク本体製造、及びマスク仕上げの２つの操作により組み立てられる。マスク本体製造段階は（ａ）不織布繊維ウェブを積層及び固定してフィルタ構造を形成する工程、（ｂ）様々なプリーツ折り目線を形成する工程、（ｃ）横方向マスク縁部を封止する工程を含む、フィルタ構造中の様々な結合された領域を形成する工程、及び（ｄ）最終的な形状を切り取る工程を含み、いずれかの順序（単数又は複数）又は組合せ（単数又は複数）により行うことができる。マスク仕上げ操作は（ａ）カップ形状の構造を形成する工程、（ｂ）フランジを折り畳んでフィルタ構造と接触させる工程、（ｃ）ダーツを形成及び結合する工程、及び（ｄ）ハーネス（例えば、ストラップ）を取り付ける工程を含む。この方法の少なくとも一部は、バッチプロセスではなく、連続的なプロセスとしてみなすことができ、例えば、マスク本体は、機械方向に連続的なプロセスによって作製され得る。
【００６９】
図１０を参照し、３つの個別の材料シート、内側カバーウェブ３８、外側カバーウェブ４０、フィルタ層４２は、一緒にされて、かつ向かい合わせにされて、フィルタ構造１６の延長された長さを形成する。これらの材料は例えば、接着剤、熱溶接、又は超音波溶接により一緒に積層され、所望の大きさに切断される。溶接部、又は結合部３４は、フィルタ構造１６の延長された長さの上に形成されてもよい。
【００７０】
フィルタ構造１６積層体はその後、折り畳まれ、及び／又はプリーツを付けられ、様々な特徴（例えば、平坦なマスク本体１２上の、境界線２２、及びフランジ３０ａ、３０ｂなど）を形成するために様々な封止部及び結合部が作製される。いくつかの実施形態において、フィルタ構造１６は、所望の大きさ、典型的には、境界線２２、並びに／又は他の折り目、プリーツ、並びに様々な封止部及び結合部の形成後に、単一のマスクに好適な長さに切り取られる。
【００７１】
結合されたダーツ６０はその後、上記のように、マスク本体１２に形成され得る。
【００７２】
ストラップ２６、２７（図１）は、いずれかの段階のマスク本体１２（例えば、図４の平坦なマスク、図６の部分的に開いたカップ形状、図７の完全に開いたカップ形状、又は図８の結合されたフランジ及びダーツ６０を備える完全に開いたカップ形状）に追加することができる。
【００７３】
本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態を取り得る。例えば、別のフェースマスクは、周知の雄雌整形技術を使用して、本明細書に記載されるダーツを備えるものとして、フィルタ構造から成形することができる。マスク本体にわたり横方向の延びるプリーツは、ダーツを形成するために、マスクの周辺部から離間した固定領域において封止することができる。生じる固定領域は、領域の双方の横方向側部に通気性材料を有する。
【００７４】
したがって、本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。
【００７５】
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される場合がある。
【００７６】
上記に引用されている全ての特許及び特許出願は、「背景技術」の項に引用されているものを含めて、その全体が本明細書において参照により援用されている。そのような組み込まれる文書と上記の明細書との間に矛盾又は不一致が存在する限りにおいて、上記の明細書が優先される。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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