РЕСПИРАТОР В ВИДЕ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ ЛИЦЕВОЙ МАСКИ С АМОРТИЗИРУЮЩИМ НОСОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
RESPIRATOR IN THE FORM OF FILTERING FACE MASK WITH AMORTIZING NOSE ELEMENT

[0001] Настоящее изобретение относится к респиратору в виде фильтрующей лицевой маски, содержащему амортизирующий элемент, расположенный вблизи носовой области респиратора, при этом указанный амортизирующий элемент расположен внутри фильтрующей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Респираторы обычно носят поверх дыхательных путей человека по меньшей мере по одной из двух распространенных причин: (1) для недопущения попадания грязи или загрязняющих веществ в дыхательную систему носящего респиратор; и (2) для зашиты других людей или объектов от действия патогенных микроорганизмов и других загрязняющих веществ, выдыхаемых носящим респиратор. В первом случае респиратор носят в среде, воздух в которой содержит твердые частицы, являющиеся вредными для пользователя респиратора, например в кузовной мастерской. Во втором случае респиратор носят в среде, в которой есть риск заражения других людей или объектов, например в операционной или чистой комнате.
[0003] Было разработано множество респираторов для каждой (или обеих) из этих целей. Некоторые респираторы были отнесены к категории "фильтрующих лицевых масок", поскольку основа маски сама действует как фильтрующий механизм. В отличие от респираторов, в которых применяются каучуковые или эластомерные основы масок в сочетании с прикрепляемыми фильтрующими картриджами (см., например, патент США RE 39,493 (Yuschak et al.)), или с формованными со вставкой фильтрующими элементами (см., например, патент США 4,790,306 (Braun)), в респираторах в виде фильтрующей лицевой маски фильтрующий материал покрывает большую часть всей основы маски, обеспечивая таким образом отсутствие необходимости установки или замены фильтрующего картриджа. Эти респираторы в виде фильтрующей лицевой маски обычно бывают одной из двух конфигураций: респираторы с приданной им формой и плоские в сложенном виде складные респираторы.
[0004] Формованные респираторы в виде фильтрующей лицевой маски обычно содержат нетканые полотна из скрепляемых термическим способом волокон или ажурной пластиковой сетки для придания основе маски ее чашеобразной конфигурации. Формованные респираторы обычно сохраняют одну и ту же форму при использовании и при хранении. Таким образом, такие респираторы не могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки. Примеры патентов, в которых раскрыты формованные респираторы в виде фильтрующей лицевой маски, включают патенты США 7,131,442 (Kronzer et al.), 6,923,182, 6,041,782 (Angadjivand et al.), 4,807,619 (Dyrud et al.), и 4,536,440 (Berg).
[0005] Плоские в сложенном виде складные респираторы, в соответствии со своим названием, могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки. Они также могут быть раскрыты в чашеобразную конфигурацию для использования. Примеры плоских в сложенном виде складных респираторов показаны в патентах США 6,568,392 и 6,484,722 (Bostock et al.) и 6,394,090 (Chen). Некоторые плоские в сложенном виде складные респираторы были разработаны с линиями стыков, швами и складками, способствующими поддержанию их чашеобразной конфигурации во время использования. Также в стенки основы маски были встроены элементы жесткости (см. публикации заявки на патент США 2001/0067700 (Duffy et al.), 2010/0154805 (Duffy et al.) и патент США на промышленный образец 659,821 (Spoo et al.)).
[0006] Настоящее изобретение, как описано ниже, обеспечивает более удобный респиратор с улучшенной посадкой.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Настоящее изобретение обеспечивает респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий основу маски и амортизирующий элемент, расположенный вблизи области носа основы маски. Основа маски содержит фильтрующую конструкцию, содержащую один или более слоев фильтрующего материала, заключенных между внешним покровным полотном и внутренним покровным полотном. Амортизирующий элемент расположен между внешним покровным полотном и внутренним покровным полотном. В некоторых воплощениях носовой зажим также присутствует в основе маски вблизи области носа, при этом носовой зажим расположен между внешним покровным полотном и внутренним покровным полотном. В таких воплощениях амортизирующий элемент располагается между носовым зажимом и внутренним покровным полотном, при этом промежуточный слой, такой как слой фильтрующего материала, иногда располагается между носовым зажимом и амортизирующим элементом.
[0008] Благодаря наличию такого амортизирующего элемента удается повысить комфорт, а также улучшить прилегание респиратора к лицу пользователя. При расположении амортизирующего элемента между носовым зажимом и лицом пользователя, амортизирующий элемент уменьшает давление носового зажима на нос и/или верхние скулы пользователя. Благодаря удержанию указанного амортизирующего элемента внутри или между слоями фильтрующей конструкции не возникает необходимости в применении адгезивов, которые могут издавать запахи и/или выделять летучие органические соединения (VOC). Кроме того, некоторые пользователи могут страдать аллергией на определенные адгезивы. Также, благодаря удержанию указанного амортизирующего элемента внутри или между слоями фильтрующей конструкции, не остается непокрытой поверхности амортизирующего элемента, поскольку некоторые пользователи могут страдать аллергией на определенные пеноматериалы.
Глоссарий
[0009] Для приведенных далее терминов определены следующие значения:
[0010] термин "содержит или "содержащий" имеет определение как стандартного в патентной терминологии открытого термина, который является, по сути, синонимичным терминам "включает", "имеющий" или "вмещающий". Несмотря на то, что термины "содержит", "включает", "имеющий" и "вмещающий", а также их варианты являются широко применимыми открытыми терминами, настоящее изобретение также может быть соответствующим образом описано с применением более узких терминов, таких как "состоит в основном из", которые являются полуоткрытыми терминами, за исключением объектов или элементов, оказывающих отрицательное воздействие на рабочие характеристики заявляемого респиратора при его применении по назначению;
[0011] термин "чистый воздух" означает объем атмосферного окружающего воздуха, который был отфильтрован с целью удаления загрязняющих веществ;
[0012] термин "загрязняющие вещества" означает частицы (в том числе пыль, туман и пары) и/или другие вещества, которые, по сути, могут не рассматриваться в качестве частиц (например, пары органических веществ и т.п.), но которые могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе;
[0013] термин "поперечное измерение" означает измерение, проходящее через респиратор в поперечном направлении от одной стороны до другой, если смотреть на респиратор спереди;
[0014] термин "чашеобразная конфигурация" и его производные означают любую форму, подобную сосуду, выполненную с возможностью покрывать надлежащим образом нос и рот человека;
[0015] термин "амортизирующий элемент" и его производные означают сжимаемый материал, который не включает фильтрующий материал или фильтрующую конструкцию;
[0016] термин "внешнее газовое пространство" означает газовое пространство внешней атмосферы, в которое выдыхаемый газ попадает после прохождения через и за пределы основы маски и/или клапана выдоха;
[0017] термин "внешняя поверхность" означает поверхность основы маски, подверженную воздействию газового пространства внешней атмосферы при расположении основы маски на лице человека;
[0018] термин "фильтрующая лицевая маска" означает, что основа маски сама по себе предназначена для фильтрации проходящего через нее воздуха; для достижения этой цели в ней не предусмотрены отдельно идентифицируемые фильтрующие картриджи или формованные со вставкой фильтрующие элементы, прикрепленные к основе маски или сформованные в ней;
[0019] термин "фильтр" или "фильтрующий слой" означает один или более слоев из воздухопроницаемого материала, при этом один или более слоев являются пригодными для осуществления основной цели, заключающейся в удалении из потока воздуха, проходящего через них, загрязняющих веществ (таких, как частицы);
[0020] термин "фильтрующий материал" означает воздухопроницаемую конструкцию, предназначенную для удаления загрязняющих веществ из проходящего через нее воздуха;
[0021] термин "фильтрующая конструкция" означает в сущности воздухопроницаемую конструкцию, фильтрующую воздух;
[0022] термин "сложенный вовнутрь" означает загнутый назад к той части, от которой он протяжен;
[0023] термин "крепежный узел" означает конструкцию или комбинацию деталей, способствующих поддержанию основы маски на лице пользователя;
[0024] термин "внутреннее газовое пространство" означает пространство между основой маски и лицом человека;
[0025] термин "внутренняя поверхность" означает поверхность основы маски, находящуюся ближе всего к лицу человека при расположении основы маски на лице человека;
[0026] термин "линия разграничения" означает складку, шов, линию сварки, линию скрепления, линию прошивки, линию перегиба, и/или любую их комбинацию;
[0027] термин "основа маски" означает воздухопроницаемую конструкцию, предназначенную для надевания поверх носа и рта человека и способствующую образованию внутреннего газового пространства, отделенного от внешнего газового пространства (включая швы и склейки, соединяющие его слои и части друг с другом);
[0028] термин "носовой зажим" означает механическое приспособление (отличное от располагаемого в области носа пеноматериала), сконфигурированное для применения на основе маски для улучшения прилегания по меньшей мере вокруг носа пользователя;
[0029] термин "периметр" означает внешнюю кромку основы маски, при этом внешняя кромка расположена в сущности проксимально по отношению к лицу пользователя респиратора, когда респиратор надет на человека; при этом "участок периметра" представляет собой часть периметра;
[0030] термин "складка" означает часть, предназначенную для загибания, или загнутую назад на себя;
[0031] каждый из терминов "полимерный" и "пластмассовый" означает материал, который в основном содержит один или более полимеров, но также может содержать другие составляющие;
[0032] термин "респиратор" означает устройство для фильтрации воздуха, которое человек носит на лице поверх носа и рта, обеспечивающее пользователя респиратора чистым воздухом для дыхания;
[0033] "плотная посадка" или "плотно сидеть" означает обеспечение в сущности воздухонепроницаемой (или в сущности герметичной) посадки (основы маски на лицо пользователя); и
[0034] термин "протяженный в поперечном направлении" означает протяженность в сущности в перекрестном измерении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0035] ФИГ. 1 - вид спереди в перспективе плоского в сложенном виде респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски в надетом на лицо пользователя состоянии;
[0036] ФИГ. 2 - вид спереди основы 12 маски респиратора 10 согласно ФИГ. 1;
[0037] ФИГ. 3а - вид сзади основы 12 маски, причем основа 12 маски содержит амортизирующий элемент 64;
[0038] ФИГ. 3b - вид сзади основы 12 маски, показывающий альтернативное воплощение амортизирующего элемента 64;
[0039] ФИГ. 4 - вид в поперечном сечении фильтрующей конструкции 16, подходящей для использования в основе 12 маски согласно ФИГ. 2;
[0040] ФИГ. 5а - вид в поперечном сечении первого воплощения фильтрующей конструкции 16, носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64, выполненном вдоль линии 5-5 на ФИГ. 2;
[0041] ФИГ. 5b - вид в поперечном сечении второго воплощения фильтрующей конструкции 16, носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64, выполненном вдоль линии 5-5 на ФИГ. 2;
[0042] ФИГ. 5с - вид в поперечном сечении третьего воплощения фильтрующей конструкции 16, носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64, выполненном вдоль линии 5-5 на ФИГ. 2;
[0043] ФИГ. 6а - альтернативный вид в поперечном сечении четвертого воплощения фильтрующей конструкции 16, носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64;
[0044] ФИГ. 6b - еще один альтернативный вид в поперечном сечении четвертого воплощения фильтрующей конструкции 16, носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64, подобный виду, показанному на ФИГ. 5c; и
[0045] ФИГ. 7 - схематическое изображение способа формирования плоского в сложенном виде респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски, содержащего носовой зажим 56 и амортизирующий элемент 64.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ
[0046] При реализации на практике настоящего изобретения может быть обеспечен респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий амортизирующий элемент в области респиратора, находящейся вблизи носа и, опционально, вблизи верхних скул пользователя при ношении маски на лице пользователя. Амортизирующий элемент повышает комфорт, а также улучшает прилегание респиратора к лицу пользователя.
[0047] В нижеследующем описании приводятся ссылки на образующие часть настоящего описания сопроводительные чертежи, на которых в качестве примеров показаны различные специфические воплощения. Различные элементы и номера позиций одного воплощения, описанного в настоящем документе, соответствуют таким же или подобным элементам или номерам позиций другого воплощения, описанного в настоящем документе, если не указано иное. Следует понимать, что допускаются другие воплощения, которые могут быть выполнены без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения. Таким образом, нижеследующее описание не следует рассматривать как ограничивающее. Разъяснение различных аспектов настоящего изобретения будет выполнено посредством рассмотрения примеров, приведенных ниже и не ограничивающих настоящее изобретение.
[0048] На ФИГ. 1 показан пример респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски, который может быть использован в связи с настоящим изобретением для обеспечения чистого воздуха для дыхания пользователя. Респиратор 10 в виде фильтрующей лицевой маски содержит основу 12 маски и крепежный узел 14. Для простоты основа 12 маски на ФИГ. 2, 3а и 3b показана без крепежного узла 14. Основа 12 маски имеет фильтрующую конструкцию 16, через которую вдыхаемый воздух должен пройти прежде, чем он попадет в дыхательную систему пользователя. Фильтрующая конструкция 16 удаляет загрязняющие вещества из окружающей среды таким образом, чтобы пользователь вдыхал чистый воздух. Фильтрующая конструкция 16 может принимать множество различных форм и конфигураций и, как правило, выполнена таким образом, чтобы она должным образом прилегала к лицу пользователя или внутри опорной конструкции. Обычно форма и конфигурация фильтрующей конструкции 16 соответствует общей форме основы 12 маски.
[0049] Основа 12 маски содержит верхнюю часть 18 и нижнюю часть 20, отделенные линией 22 разграничения. В этом конкретном воплощении линия 22 разграничения является сгибом или складкой, протяженными в поперечном направлении через центральную часть основы маски от одной стороны до другой. Основа 12 маски также имеет периметр 24, содержащий верхний участок 24а в верхней части 18 и нижний участок 24b в нижней части 20.
[0050] Крепежный узел 14 (ФИГ. 1) имеет первый, верхний ремень 26, прикрепленный к верхней части 18 основы 12 маски посредством скобы 29 вблизи верхнего участка 24а периметра. Крепежный узел 14 также имеет второй, нижний ремень 27, прикрепленный в данном воплощении посредством скобы 29 к боковой планке 30а. Ремни 26, 27 могут быть изготовлены из различных материалов, таких как термоотверждаемые каучуки, термопластичные эластомеры, сплетенные или связанные комбинации пучков нитей и/или резины, неэластичные связанные компоненты, и т.п. Предпочтительно, ремни 26, 27 могут растягиваться более чем в два раза относительно своей общей длины и возвращаться в свое исходное состояние. Ремни 26, 27 также могут удлиняться в три или четыре раза относительно своей длины в исходном состоянии и могут возвращаться в свое начальное состояние без вреда для них, когда растягивающие усилия отсутствуют. Ремни 26, 27 могут представлять собой непрерывные ремни или они могут иметь множество частей, которые могут быть соединены друг с другом дополнительными застежками или пряжками. Альтернативно, ремни могут формировать петлю, размещаемую вокруг ушей пользователя.
[0051] На ФИГ. 2 показано, что основа 12 маски имеет первую и вторую боковые планки 30а и 30b, расположенные на противоположных сторонах основы 12 маски. Конец второго ремня 27 прикреплен к каждой боковой планке 30а, 30b. Боковые планки 30а и 30b загнуты внутрь к фильтрующей конструкции 15 для контактирования с ней. Дополнительные подробности в отношении боковых планок 30а и 30b, а также других деталей респиратора 10 и основы 12 маски могут быть найдены в заявке на патент США №13/727,923, поданной 27 декабря 2012 г/, озаглавленной "Filtering Face-Piece Respirator Having Folded Flange", включенной в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0052] Носовой зажим 56 (ФИГ. 2) расположен на верхней части 18 основы маски вблизи участка 24а периметра, расположенного по центру между боковыми кромками основы маски, для обеспечения надлежащей посадки на и вокруг носа и верхних скул. Носовой зажим 56 может быть выполнен из гибкого металла или пластика с возможностью ручного регулирования для подгонки к контуру носа пользователя. Носовой зажим 56 может содержать, например, гибкую или податливую мягкую полоску из металла, такого как алюминий, которой может быть придана форма для поддержания маски в требуемом прилегающем состоянии относительно носа пользователя и в области, где нос сходится со щекой.
[0053] Амортизирующий носовой элемент 64 (ФИГ. 3а, 3b) также расположен на верхней части 18 основы 12 маски, при этом амортизирующий элемент 64 расположен ближе, чем носовой зажим 56, к внутренней поверхности или внутреннему газовому пространству, формируемому основой маски. То есть амортизирующий элемент 64 расположен между носовым зажимом 56, и внутренней поверхностью основы 12 маски и лицом пользователя.
[0054] Амортизирующий элемент 64 выполнен такой формы и размера, чтобы обеспечивалось повышение комфорта при использовании носового зажима 56 при ношении маски. Предпочтительно, чтобы амортизирующий элемент 64 был по меньшей мере таких же длины и ширины, как и носовой зажим 56, чтобы таким образом перекрывать всю область носового зажима 56, хотя в некоторых воплощениях, в зависимости от толщины амортизирующего элемента 64, амортизирующий элемент 64 может быть короче и/или уже, чем носовой зажим 56. На ФИГ. 3a амортизирующий элемент 64 имеет в сущности такую же длину, как и носовой зажим 56 (не показан на ФИГ. 3а), при этом на ФИГ. 3b амортизирующий элемент 64 длиннее, чем носовой зажим 56 (не показан на ФИГ. 3b) и выполнен протяженным по всей длине верхнего участка 24а периметра.
[0055] Амортизирующий элемент 64 расположен внутри слоев фильтрующей конструкции 16 таким образом, что по меньшей мере часть фильтрующей конструкции 16 располагается между амортизирующим элементом 64 и внутренней поверхностью основы маски.
[0056] Фильтрующая конструкция 16, используемая в основе 12 маски, может состоять из фильтра для захвата твердых частиц, или газа и пара. Фильтрующая конструкция 16 также может быть барьерным слоем, не допускающим перемещения жидкости с одной стороны фильтрующего слоя на другую, например, для предотвращения проникания жидких аэрозолей или брызг жидкости (например, крови) в фильтрующий слой. В соответствии с требованиями, накладываемыми применением, для создания фильтрующей конструкции 16 может быть использовано множество слоев из одинаковых или различных фильтрующих материалов. Фильтрующие слои, которые могут быть преимущественно использованы в многослойной основе маски, обычно характеризуются низким перепадом давления (например, менее чем приблизительно от 195 до 295 Паскалей при скорости набегающего потока 13,8 сантиметров в секунду) для сведения к минимуму дыхательной работы пользователя маски. Фильтрующие слои дополнительно могут быть гибкими и могут обладать достаточным пределом прочности при сдвиге, таким образом, чтобы они в сущности сохраняли свою структуру при ожидаемых условиях использования.
[0057] На ФИГ. 4 показан один из примеров фильтрующей конструкции 16, содержащей множество слоев, таких как внутреннее покровное полотно 58, внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62; при этом когда маска находится на лице пользователя, внутреннее покровное полотно 58 находится ближе всего к лицу пользователя, а также к внутреннему газовому пространству основы 12 маски. Фильтрующая конструкция 16 также может иметь структурное плетение или сетку, наложенные по меньшей мере на один или более слоев 58, 60, или 62, часто на внешнюю поверхность внешнего покровного полотна 60, что способствует формированию чашеобразной конфигурации. Фильтрующая конструкция 16 также может иметь одну или более горизонтальных и/или вертикальных линий разграничения (т.е. сгиб, складку или ребро), способствующих ее конструктивной целостности.
2
2
2
[0058] Внутреннее покровное полотно 58 может быть использовано для обеспечения гладкой поверхности для контакта с лицом пользователя, а внешнее покровное полотно 60 может быть использовано для заключения свободных волокон в основе маски или из эстетических соображений. Оба покровных полотна 58, 60 защищают фильтрующий слой 62. Покровные полотна 58, 60 обычно не обеспечивают фильтрующую конструкцию 16 какими-либо значительными фильтрующими преимуществами, хотя внешнее покровное полотно 60 может выполнять функцию предварительного фильтра для фильтрующего слоя 62. Для получения подходящей степени комфорта внутреннее покровное полотно 58 предпочтительно имеет сравнительно небольшую основную массу и выполнено из сравнительно тонких волокон, зачастую более тонких, чем волокна внешнего покровного полотна 60. Любое или оба покровных полотна 58, 60 могут быть выполнены таким образом, чтобы их основная масса составляла от приблизительно 5 до приблизительно 50 г/м (как правило, приблизительно 17-30 г/м, а в некоторых воплощениях 34-51 г/м), при этом толщина волокон может составлять менее чем 3,5 денье (как правило, менее чем 2 денье и зачастую менее чем 1 денье), но более чем 0,1 денье). Волокна, применяемые в покровных полотнах 58, 60, часто имеют средний диаметр приблизительно 5-24 микрометра, обычно приблизительно 7-18 микрометров и зачастую приблизительно 8-12 микрометров. Материал покровного полотна может иметь определенную степень упругости (как правило, но не обязательно от 100 до 200% при разрыве) и может быть способен к пластической деформации.
[0059] Как правило, покровные полотна 58, 60 выполнены из набора нетканых материалов, обеспечивающих комфортные ощущения, особенно со стороны фильтрующей конструкции, которая контактирует с лицом пользователя, т.е. со стороны внутреннего покровного полотна 58. Подходящие материалы для покровного полотна могут быть материалами из волокон, выполненных по технологии мелтблаун (BMF), в частности полиолефиновыми материалами BMF, например, полипропиленовыми материалами BMF (включая полипропиленовые смеси, а также смеси из полипропилена и полиэтилена). Также могут применяться волокна, полученные по технологии спанбонд.
[0060] Типичное покровное полотно может быть изготовлено из полипропилена или из смеси полипропилена/полиолефина, содержащей 50 вес. % или более полипропилена. Полиолефиновые материалы, подходящие для использования в покровном слое, могут включать, например, один полипропилен, смеси из двух полипропиленов, смеси из полипропилена и полиэтилена, смеси из полипропилена и поли(4-метил-1-пентена), и/или смеси полипропилена и полибутилена. Покровные полотна 58, 60 предпочтительно содержат очень мало волокон, выступающих с поверхности полотна после обработки, и, следовательно, имеют гладкую внешнюю поверхность.
[0061] Фильтрующий слой 62 часто выбирают для достижения требуемого фильтрующего эффекта. Фильтрующий слой 62 обычно удаляет высокий процент твердых частиц и/или других загрязняющих веществ из газообразного потока, проходящего через него. Для волокнистых фильтрующих слоев волокна выбирают в зависимости от типа вещества, которое подлежит отфильтровыванию.
[0062] Фильтрующий слой 62 может иметь различные формы и виды, и, как правило, имеет толщину от приблизительно 0,2 миллиметра (мм) до 5 мм, более типично приблизительно от 0,3 мм до 3 мм (например, приблизительно 0,5 мм), при этом он может представлять собой в сущности плоское полотно, или он может быть гофрированным для обеспечения увеличенной площади поверхности. Фильтрующий слой также может содержать множество фильтрующих слоев, соединенных друг с другом посредством адгезива или иным способом. По сути, в качестве фильтрующего материала может быть использован любой известный (или полученный впоследствии) материал, подходящий для формирования фильтрующего слоя. Особенно предпочтительными являются полотна или волокна, полученные по технологии мелтблаун, особенно выполненные в устойчиво электрически заряженном (электретном) состоянии. Также могут быть пригодными электрически заряженные фибриллированные волокна наряду с волокнистыми полотнами из древесной смолы и полотнами из стеклянных волокон или волокон, полученных путем раздува из раствора, или электростатически распыленными волокнами, особенно в форме микропленок. Также в волокна могут быть включены добавки для усиления эффекта фильтрации полотен, изготовленных с помощью гидрозарядки. В частности, на поверхности волокон в фильтрующем слое для усиления эффекта фильтрации в условиях жиросодержащего тумана могут быть расположены атомы фтора.
[0063] Примеры фильтров для захвата частиц включают одно или более полотен из тонких неорганических волокон (таких как стекловолокно) или полимерных синтетических волокон. Полотна из синтетических волокон могут содержать заряженные электретом полимерные микроволокна, полученеые с применением такой технологии, как мелтблаун. Полиолефиновые микроволокна, полученные из полипропилена, который был электрически заряжен, особую эффективны в случае применения для улавливания твердых частиц. Альтернативный фильтрующий слой может содержать сорбирующий компонент для удаления опасных или сильно пахнущих газов из вдыхаемого воздуха. Сорбенты могут включать порошки или гранулы, связанные в фильтрующем слое посредством адгезивов, связующих или волокнистых структур. Слой сорбента может быть сформирован как покрытие подложки, такой, как волокнистый или сетчатый пеноматериал, для формирования когерентного слоя. Сорбирующие материалы могут включать химически обработанные или необработанные активированные углероды, пористые каталитические слои на основе оксида алюминия и двуокиси кремния и частицы оксида алюминия.
[0064] Хотя фильтрующая конструкция 16 была показана на ФИГ. 4 с одним фильтрующим слоем 62 и двумя покровными полотнами 58, 60, фильтрующая конструкция 16 может содержать множество или комбинацию фильтрующих слоев 62. Например, перед расположенным далее более тонким и избирательным фильтрующим слоем может быть расположен предварительный фильтр. Дополнительно, между волокнами и/или различными слоями, составляющими фильтрующую конструкцию, могут быть расположены сорбционные материалы, например, активированный уголь. Также, в сочетании с сорбционными слоями могут быть использованы отдельные фильтрующие слои из твердых частиц для обеспечения фильтрации как твердых частиц, так и паров.
[0065] Во время использования респиратора поступающий воздух последовательно проходит через слои 60, 62, и 58 перед попаданием вовнутрь маски. Затем воздух, находящийся во внутреннем газовом пространстве основы маски, может вдыхаться пользователем. Когда пользователь выдыхает, воздух последовательно проходит через слои 58, 62, и 60 в обратном направлении. Альтернативно, на основе 12 маски может быть обеспечен клапан выдоха (не показан) для быстрого удаления выдыхаемого воздуха из внутреннего газового пространства во внешнее газовое пространство без прохождения через фильтрующую конструкцию 16. Применение клапана выдоха может улучшить комфорт для пользователя респиратора путем быстрого удаления теплого, влажного выдыхаемого воздуха из внутренней части маски. В сущности, в связи с настоящим изобретением для быстрого направления выдыхаемого воздуха из внутреннего газового пространства во внешнее газовое пространство может применяться любой клапан выдоха, обеспечивающий подходящий перепад давления, и который может быть должным образом прикреплен к основе маски.
[0066] На ФИГ. 5а, 5b и 5с показаны альтернативные воплощения размещения носового зажима 56 и амортизирующего элемента 64 внутри фильтрующей конструкции 16. Во всех воплощениях амортизирующий элемент 64 расположен между носовым зажимом 56 и внутренним покровным полотном 58 или, другими словами, внутреннее покровное полотно 58 расположено между амортизирующим элементом 64 и носовым зажимом 56.
[0067] На ФИГ. 5a амортизирующий элемент 64 расположен между носовым зажимом 56 и фильтрующим слоем 62, при этом между элементом 64 и носовым зажимом 56 не присутствует каких-либо промежуточных слоев. На ФИГ. 5b фильтрующий слой 62 расположен между амортизирующим элементом 64 и носовым зажимом 56. В каждом из этих двух воплощений внутреннее покровное полотно 58 и внешнее покровное полотно 60 окружают, охватывают или иным образом присутствуют на обеих сторонах - со стороны амортизирующего элемента 64 и со стороны носового зажима 56. На ФИГ. 5c внутреннее покровное полотно 58 было обернуто или сложено вокруг конструкции, обеспечивая второй слой внутреннего покровного полотна 58' между носовым зажимом 56 и внешней поверхностью конструкции. В этом воплощении носовой зажим 56 расположен между внутренним покровным полотном 58' и внешним покровным полотном 60.
[0068] На ФИГ. 6а и 6b показаны конструкции, в которых многослойная фильтрующая конструкция 16 сложена с целью формирования кармана 66, в котором расположен амортизирующий элемент 64; при этом следует понимать, что фильтрующая конструкция 16 и амортизирующий элемент 64 не обязательно изображены в актуальном относительном масштабе. В таких конструкциях полотна 58, 60 и фильтрующий слой 62 загнуты назад на самих себя для формирования кармана 66. Также в этих показанных конструкциях внутреннее покровное полотно 58 дополнительно загнуто назад на и вокруг складки для формирования кармана 68, в котором расположен носовой зажим 56. В таких воплощениях по меньшей мере один слой фильтрующей конструкции (т.е., по меньшей мере одно из полотен 58, 60 и фильтрующего слоя 62) присутствует между карманом 66 и карманом 68; в некоторых воплощениях карман 66 и карман 68 могут представлять собой один карман, содержащий в себе и носовой зажим 56 и амортизирующий элемент 64.
[0069] На ФИГ. 6a все компоненты - внутреннее покровное полотно 58, внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62 - расположены между носовым зажимом 56 и амортизирующим элементом 64, при этом на ФИГ. 6b внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62 расположены между носовым зажимом 56 и амортизирующим элементом 64. В альтернативных воплощениях внутреннее покровное полотно 58 может не покрывать носовой зажим 56, наоборот, носовой зажим 56 остается непокрытым на поверхности основы маски, т.е. на внешнем покровном полотне 60.
[0070] Благодаря удержанию амортизирующего элемента 64 внутри или среди покровных полотен 58, 60, как показано на каждой из ФИГ. 5а, 5b, 5с, 6а, 6b и их производных, достигаются различные преимущества над стандартными пеноматериалами, которые приклеивают к внутренней поверхности основы маски (например, к внутреннему покровному полотну 58). Например, благодаря надежному удержанию или заключению указанного амортизирующего элемента 64 покровными полотнами 58, 60, не возникает необходимости в применении адгезивов, которые могут испускать запахи и/или летучие органические соединения (VOC). Кроме того, некоторые пользователи могут страдать аллергией на определенные адгезивы, например, на акрилаты. Другое преимущество, обеспечиваемое заключением амортизирующего элемента 64 в покровных полотнах 58, 60, состоит в том, что заключенный амортизирующий элемент 64 не имеет непокрытых поверхностей - некоторые пользователи могут страдать аллергией на определенные пеноматериалы, например, на латекс. Кроме того, заключенный амортизирующий элемент 64 не обесцвечивается и не разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения, в отличие от пеноматериала.
[0071] Амортизирующий элемент 64 имеет удлиненную форму и может иметь любое подходящее поперечное сечение, например, квадратное, прямоугольное, круглое, овальное или другие вытянутые и т.п. Амортизирующий элемент 64 может иметь сплошное поперечное сечение, или же он может быть полым, например, представлять собой трубу. В некоторых воплощениях амортизирующий элемент 64 имеет такую же длину, как и носовой зажим 56, например, как на ФИГ. 3а, тогда как в других воплощениях амортизирующий элемент 64 имеет большую длину и/или большую ширину, чем носовой зажим 56, например, как на ФИГ. 3b. В некоторых воплощениях, как показано на ФИГ. 3b, амортизирующий элемент 64 выполнен протяженным от одной стороны к другой (т.е., по всей поперечной ширине) стороне основы 12 маски. Такой непрерывный амортизирующий элемент 64 может обеспечивать амортизирующий эффект и/или улучшенную посадку на всей верхней области щек лица пользователя.
[0072] Например, если носовой зажим 56 имеет ширину приблизительно 5 мм и длину приблизительно 8,5 см, то подходящий амортизирующий элемент 64, представляющий собой эластичный шнур, опционально содержащий оболочку вокруг него, имеет диаметр приблизительно 5 мм и длину приблизительно 9,5 см. В качестве другого примера, подходящий амортизирующий элемент 64, представляющий собой вставку из пеноматериала с закрытыми ячейками, имеет толщину приблизительно 3 мм, ширину приблизительно 6 мм и длину приблизительно 9 см, при этом толщина - это размер амортизирующего элемента в направлении от носового зажима 56 к внутреннему покровному полотну. Другой пример представляет собой амортизирующий элемент 64 аналогичного размера и формы, но выполненный из пеноматериала с открытыми ячейками.
[0073] Толщина амортизирующего элемента 64 составляет по меньшей мере 1 мм, но не более 1 см. В некоторых воплощениях толщина амортизирующего элемента 64 находится в диапазоне от 2 мм до 5 мм. Толщина амортизирующего элемента 64 составляет по меньшей мере 2 мм, но не более 20 мм, как правило не более 10 см.
[0074] Амортизирующий элемент 64 представляет собой сжимаемый материал, как правило сжимаемый от первоначальной (в несжатом состоянии) толщины до толщины по меньшей мере на 10% меньшей или по меньшей мере на 25% меньшей, чем первоначальная толщина, зачастую до толщины по меньшей мере на 50% меньшей, чем первоначальная толщина. В некоторых воплощениях амортизирующий элемент 64 сжимается от своего первоначального состояния до толщины, по меньшей мере на 75% меньшей, чем первоначальная толщина. Например, амортизирующий элемент 64, характеризующийся толщиной в несжатом состоянии, составляющей 1 см, при сжатии на 75% характеризуется толщиной в сжатом состоянии, составляющей 0,25 см или 2,5 мм. В большинстве воплощений амортизирующий элемент 64 сжимается не более чем на 90% от своей первоначальной толщины; например, амортизирующий элемент 64, характеризующийся толщиной в несжатом состоянии, составляющей 1 см, при сжатии на 90% характеризуется толщиной в сжатом состоянии, составляющей 1 мм. После снятия всех сжимающих усилий с амортизирующего элемента 64, амортизирующий элемент восстанавливается по меньшей мере до 50% или более своей первоначальной толщины, предпочтительно по меньшей мере до 70%.
[0075] Примеры подходящих материалов для амортизирующего элемента 64 включают полиуретан и акриловые латексы. В некоторых воплощениях подходящим материалом для амортизирующего элемента 64 может быть резина. В воплощениях, в которых амортизирующий элемент 64 представляет собой вспененный материал или пеноматериал, данный материал может представлять собой или пеноматериал с открытыми ячейками, или пеноматериал с закрытыми ячейками. В некоторых воплощениях вспененный материал может быть сформирован в процессе изготовления, например, в случае материала, расширяющегося при его нанесении. Амортизирующий элемент 64 может представлять собой композит из материалов. Например, шнурообразный амортизирующий элемент может содержать вспененную сердцевину, заключенную в нейлоновую или другую оболочку. Еще одним примером подходящего материала для амортизирующего элемента 64 может быть мягкий упругий полимер, например, термопластичный эластомер. Такой материал также может быть сформирован в процессе изготовления (например, экструдированием) непосредственно перед включением в основу маски. Любой из амортизирующих элементов 64 может включать армирующие элементы, например, внутренние поперечные перемычки, предназначенные для регулировки свойств сжатия указанного элемента.
[0076] В некоторых воплощениях амортизирующий элемент 64 является эластичным по меньшей мере в своем продольном направлении. Диапазоны подходящей эластичности включают удлинение на величину от 5% до 100% по сравнению с несжатым состоянием, и на величину от 25% до 50%.
[0077] Как показано выше, носовой зажим 56 выполнен из полужесткого податливого материала, например, металла, и выполнен с возможностью установки на маске пользователя в области носа и верхней области щек. Амортизирующий элемент 64 повышает комфорт при ношении респираторной маски, а также улучшает герметизацию и плотность посадки маски на лице пользователя.
[0078] На ФИГ. 7 показан один из примеров способа формирования плоского в сложенном виде респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски, содержащего носовой зажим 56 и амортизирующий элемент 64, такого, как показанный на ФИГ. 1, 2 и 3a, 3b. Респиратор 10 собирали за две операции - изготовление основы маски и сборка маски. Стадия изготовления основы маски включает следующие этапы: (а) ламинирование и фиксацию нетканых волокнистых полотен, (b) вставку увеличенного отрезка амортизирующего материала, (с) вставку носового зажима, (d) формирование линий сгиба для складок, (е) сгибание складок вдоль выдавленных линий сгиба, (f) спаивание боковых кромок маски и (g) вырезание конечной формы. Эти этапы могут быть выполнены в любой по меньшей мере одной последовательности или по меньшей мере одной комбинации. Операция сборки маски может включать формирование чашеобразной конструкции и присоединение боковых планок к указанной чашеобразной конструкции, а также прикрепление крепежного узла (т.е., ремней или головного бандажа). Данный способ по меньшей мере частично может рассматриваться в качестве непрерывного процесса, а не в качестве периодического процесса; например, основа маски может изготавливаться с помощью способа, который является непрерывным в направлении обработки в машине. Кроме того, амортизирующий элемент может вставляться в ходе непрерывного процесса, независимо от того, является амортизирующий элемент удлиненным элементом (как на ФИГ. 3b), или вырезанным до необходимого размера (как на ФИГ. 3а).
[0079] Три отдельных листа материала - внутреннее покровное полотно 58, внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62 - собирают вместе и укладывают в ориентации лицом к лицу вместе с удлиненным отрезком амортизирующего материала в виде шнура, который образует амортизирующий элемент 64. Указанный амортизирующий материал в виде шнура подают между фильтрующим слоем 62 и внутренним покровным полотном 58. Эти материалы ламинируют вместе, например, посредством адгезивов, термической сварки или ультразвуковой сварки с целью образования фильтрующей конструкции 16 и подрезают до необходимого размера, при этом амортизирующий материал в виде шнура располагают между двумя из слоев 58, 60, 62. В альтернативных воплощениях амортизирующий материал укладывают на поверхность ламинированных полотен (например, на поверхность внутреннего покровного полотна 58), и ламинированную фильтрующую конструкцию 16 сгибают для формирования кармана вокруг амортизирующего материала.
[0080] Носовой зажим 56 прикрепляют к подогнанной по размеру ламинированной фильтрующей конструкции 16, в некоторых воплощениях к внешнему покровному полотну 60, в других воплощениях закрепляют в кармане, сформированном между внешним покровным полотном 60 и фильтрующим слоем 62, и в других воплощениях закрепляют в кармане, сформированном между внешним покровным полотном 60 и внутренним покровным полотном 58, при этом данное внутреннее покровное полотно 58 согнуто поверх. Получаемый в результате ламинат с амортизирующим элементом 64 и носовым зажимом 56 затем сгибают и/или складывают, а также выполняют различные скрепления и границы, включая линию 22 разграничения. Сложенный ламинированный материал затем дополнительно сгибают, и на плоской основе маски выполняют дополнительные скрепления для формирования различных элементов, таких как боковые планки 30а, 30b.
[0081] Добавляют ремни 26, 27, и плоская маска может быть развернута в чашеобразную форму, в результате чего получают респиратор 10 в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий линию 22 разграничения, отделяющую верхнюю часть 18 от нижней части 20, и с амортизирующим элементом 64, выполненным протяженным вдоль верхнего участка 24а периметра.
[0082] Данное изобретение может допускать различные модификации и изменения, не выходящие за рамки его объема и сути. Следовательно, данное изобретение не ограничивается вышеописанным, и определяется элементами формулы изобретения и любыми их эквивалентами.
[0083] В качестве примера, амортизирующий элемент согласно настоящему изобретению может быть включен в «плоские» лицевые маски, например, используемые в медицине. В другом примере амортизирующий элемент согласно настоящему изобретению может быть расположен в области, отличающейся от области, расположенной вблизи носовой части. Например, в некоторых воплощениях может быть предпочтительно размещение амортизирующего элемента вблизи области подбородка маски, т.е. в области нижнего участка 24b периметра.
[0084] Настоящее изобретение также может использоваться без любого элемента, не раскрытого отдельно в данной заявке.
[0085] Все вышеперечисленные патенты и заявки на патенты, включая указанные в разделе "Уровень техники", полностью включены посредством ссылки в настоящий документ. В случае противоречия или разночтения между раскрытием в таком включенном документе и вышеприведенным описанием, вышеприведенное описание должно иметь главенствующее значение.