Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий основу маски с вытачкой
RESPIRATOR AS FILTERING FACE MASK, CONTAINING MASK BASIS WITH FOLD

[0001] Настоящее изобретение относится к респиратору в виде фильтрующей лицевой маски, основа маски которого включает вытачки, препятствующие смятию основы маски.
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 RE39,493 (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: формованные респираторы 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 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 альтернативную конструкцию респиратора в виде фильтрующей лицевой маски, выполненного с возможностью поддержания своей чашеобразной формы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Настоящее изобретение обеспечивает респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий основу маски, сформированную из фильтрующей конструкции. Основа маски включает вытачку, перманентно сформированную в основе маски, и предназначенную для препятствия смятию чашеобразной формы респиратора, при этом вытачка выполнена протяженной в поперечном направлении через основу маски и сужается у каждого из ее концов. Вытачка скреплена на своих концах с помощью крепления, такого как сварной шов, который дистанцирован от периметра основы маски. Между креплением и периметром основы маски расположена пригодная дышащая фильтрующая конструкция.
[0008] Вытачка повышает целостность основы маски, когда она находится в раскрытой чашеобразной конфигурации, таким образом препятствуя смятию основы маски вследствие воздействия на основу маски, например, повышенного перепада давления, обусловленного грязным или влажным воздухом. Скрепленные концы вытачки перманентно фиксируют положение вытачки, тогда как гибкая центральная часть вытачки обеспечивает значительную податливость основы маски в отношении лица пользователя. Кроме того, гибкая центральная часть вытачки обеспечивает достаточную гибкость основы маски для компенсации движений головы и лица пользователя.
Глоссарий
[0009] Приведенные далее термины имеют следующие определенные значения:
[0010] термин "содержит или "содержащий" означает его 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, исключая лишь те объекты или элементы, которые оказывают отрицательное воздействие на рабочие характеристики респиратора согласно изобретению 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 рассматривать 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 "вытачка" означает область с сужением с двух сторон в фильтрующей конструкции основы маски, причем данная область содержит два зафиксированных противоположных конца, а также центральную область, имеющую регулируемую ширину, сужающуюся к зафиксированным концам;
[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 загрязняющих веществ (таких как частицы) из потока воздуха, проходящего через них;
[0020] термин "фильтрующий материал" означает воздухопроницаемую конструкцию, предназначенную для удаления загрязняющих веществ из проходящего через нее воздуха;
[0021] каждый из терминов "фильтрующая конструкция" и "дышащая 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, способствующие 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 скрепления, 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 скрепления, соединяющие его слои и части друг с другом);
[0028] термин "носовой зажим" означает механическое приспособление (отличное от располагаемого в области носа пеноматериала), при этом приспособление является пригодным 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 главным образом включает 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; и
[0033] термин "протяженный в поперечном направлении" означает протяженность в сущности в поперечном измерении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0034] ФИГ. 1 - вид спереди в перспективе респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски в надетом на лицо пользователя состоянии, при этом респиратор 10 содержит вытачку 60;
[0035] ФИГ. 2 - вид сбоку респиратора 10 согласно ФИГ. 1;
[0036] ФИГ. 3 - вид в поперечном сечении фильтрующей конструкции 16, подходящей для использования в респираторе 10 согласно ФИГ. 1 и 2;
[0037] ФИГ. 4 - вид сверху основы 12 маски в сложенной конфигурации до соединения вытачки;
[0038] ФИГ. 5 - вид складки 50 в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 5-5 на ФИГ. 4;
[0039] ФИГ. 6 - вид сверху основы 12 маски согласно ФИГ. 4 в частично раскрытой чашеобразной конфигурации до соединения вытачки;
[0040] ФИГ. 7 - вид сбоку основы 12 маски согласно ФИГ. 6;
[0041] ФИГ. 8 - вид сбоку основы 12 маски в полностью раскрытой чашеобразной конфигурации с вытачкой 60 и опциональной вспомогательной вытачкой 70.
[0042] ФИГ. 9 - вид складки 50 в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 9-9 на ФИГ. 8;
[0043] ФИГ. 10 - схематическое представление способа формирования основы 12 маски согласно ФИГ. 4, которая может быть сформирована в респираторе 10, содержащем вытачку 60.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ
[0044] При реализации на практике настоящего изобретения обеспечивают респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, имеющий перманентную вытачку в основе маски респиратора. Вытачка, сформированная посредством складывания фильтрующей конструкции, а затем спаивания или скрепления складки в момент, когда основа маски находится в чашеобразной форме, препятствует смятию конечной чашеобразной формы респиратора.
[0045] В нижеследующем описании приводятся ссылки на сопроводительные чертежи, которые формируют часть настоящего описания, и на которых в качестве примеров показаны различные специфические воплощения. Различные элементы и позиционные номера одного воплощения, описанного в настоящем документе, соответствуют таким же или подобным элементам или позиционным номерам другого воплощения, описанного в настоящем документе, за исключением случаев, когда 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 в ограничительном смысле. Так как настоящее изобретение, таким образом, не является ограничительным, оценка различных аспектов настоящего изобретения будет выполнена посредством рассмотрения примеров, приведенных ниже.
[0046] Рассмотрим ФИГ. 1 и 2, на которых показан один из примеров респиратора 10 в виде фильтрующей лицевой маски, который может быть использован применительно к настоящему изобретению для обеспечения чистого воздуха для дыхания пользователя. Респиратор 10 в виде фильтрующей лицевой маски содержит основу 12 маски и крепежный узел 14. В такой конфигурации при использовании основа 12 маски имеет довольно жесткую чашеобразную форму. Основа 12 маски сохраняет такую чашеобразную форму и препятствует деформации из такой формы за исключением случаев намеренного приложения к ней усилия (например, давления).
[0047] 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.
[0048] 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 перемещение 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.
[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 включает периметр 24, характеризующийся кромкой 25 периметра.
[0050] Крепежный узел 14 имеет первый, верхний ремень 26, прикрепленный к верхней части 18 основы 12 маски, и второй, нижний ремень 27. Ремни 26, 27 прикреплены к основе 12 маски с помощью скоб 29. 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] Носовой зажим 35 (ФИГ. 2) может быть расположен на верхней части 18 основы маски вблизи периметра 24, расположенной по центру между боковыми кромками основы маски, для обеспечения надлежащей посадки на и вокруг носа и верхних скул. Носовой зажим 35 может быть выполнен из гибкого металла или пластика с возможностью ручного регулирования для подгонки к контуру носа пользователя. Носовой зажим 35 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.
[0052] В соответствии с настоящим изобретением, респиратор 10 включает перманентную вытачку 60 в фильтрующей конструкции 16. Вытачка 60 может быть сформирована посредством скрепления или соединения с двух сторон протяженной в поперечном направлении складки с помощью крепления 55 (например, сварного шва) и раскрытия в центральной части основы 12 маски. Таким образом вытачка 60 сужается в обоих направлениях от центральной области основы 12 маски к боковым кромкам основы 12 маски. Крепление 55 скрепляет конструкцию и придает размер вытачке 60 в месте крепления 55, препятствуя смыканию друг к другу двух кромок вытачки 60 и, таким образом, смятию чашеобразной формы основы 12 маски. Подробности, относящиеся к вытачке 60, а также способы ее формирования описаны ниже в отношении ФИГ. 4-9.
[0053] Респиратор 10 включает другие элементы, которые специально не рассматриваются в отношении ФИГ. 1 или 2, например боковые планки, одна из которых видна на ФИГ. 1 и 2, но которые рассмотрены ниже в отношении ФИГ. 4. Дополнительные подробности в отношении боковых планок, а также других элементов 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", описание которой данной ссылкой в полном объеме включается в настоящий документ.
[0054] На ФИГ. 3 показан один из примеров фильтрующей конструкции 16 основы 12 маски, содержащей множество слоев, таких как внутреннее покровное полотно 38, внешнее покровное полотно 40 и фильтрующий слой 42. Фильтрующая конструкция 16 также может иметь структурное плетение или сетку, наложенные по меньшей мере на один или более слоев 38, 40, или 42, часто на внешнюю поверхность внешнего покровного полотна 40, 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.
[0055] Внутреннее покровное полотно 38, которое обычно образует внутреннюю поверхность основы 12 маски, может быть использовано для обеспечения гладкой поверхности для контакта с лицом пользователя, а внешнее покровное полотно 40, которое обычно образует внешнюю поверхность основы 12 маски, может быть использовано для заключения свободных волокон в основе маски или из эстетических соображений. Оба покровных полотна 38, 40 защищают фильтрующий слой 42. Покровные полотна 38, 40 обычно не обеспечивают фильтрующую конструкцию 16 какими-либо значительными фильтрующими преимуществами, хотя внешнее покровное полотно 40 может выполнять функцию предварительного фильтра для фильтрующего слоя 42.
2
2
2
[0056] Для получения подходящей степени комфорта внутреннее покровное полотно 38 предпочтительно имеет сравнительно небольшую основную массу и выполнено из сравнительно тонких волокон, зачастую более тонких, чем волокна внешнего покровного полотна 40. Любое или оба покровных полотна 38, 40 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 38, 40, 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.
[0057] Как правило, покровные полотна 38, 40 выполнены из набора нетканых материалов, обеспечивающих комфортное ощущение, особенно со стороны фильтрующей конструкции, которая контактирует с лицом пользователя, т.е. со стороны внутреннего покровного полотна 38. 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.
[0058] Типичное покровное полотно может быть изготовлено из полипропилена или из смеси полипропилена/полиолефина, содержащей 50% по весу или более полипропилена. Полиолефиновые материалы, которые подходят 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 38, 40 предпочтительно содержат очень мало волокон, выступающих с поверхности полотна после обработки, и, следовательно, имеют гладкую внешнюю поверхность.
[0059] Фильтрующий слой 42 часто выбирают для достижения требуемого фильтрующего эффекта. Фильтрующий слой 42 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.
[0060] Фильтрующий слой 42 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 в квазипостоянно электрически заряженной (электретной) форме. Также могут быть пригодными электрически заряженные фибриллированные пленочные 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.
[0061] 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 с применением электрета полимерные микроволокна, которые получены с применением такой технологии, как мелтблаун. Полиолефиновые микроволокна, полученные из полипропилена, который был электрически заряжен, показывают особую эффективность в случае применения с целью 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 посредством покрывания основы, 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.
[0062] Хотя фильтрующая конструкция 16 была показана на ФИГ. 3 с одним фильтрующим слоем 42 и двумя покровными полотнами 38, 40, фильтрующая конструкция 16 может содержать множество или комбинацию фильтрующих слоев 42. 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, такие как активированный уголь. Также, в сочетании с сорбционными слоями могут быть использованы отдельные фильтрующие слои для фильтрации твердых частиц для обеспечения фильтрации, как твердых частиц, так и паров.
[0063] Во время использования респиратора поступающий воздух последовательно проходит через слои 40, 42, и 38 перед попаданием вовнутрь маски. Затем воздух, находящийся во внутреннем газовом пространстве основы маски, может вдыхаться пользователем. Когда пользователь выдыхает, воздух последовательно проходит через слои 38, 42, и 40 в обратном направлении. Альтернативно, на основе 12 маски может быть предусмотрен клапан выдоха (не показан), позволяющий быстро выталкивать выдыхаемый воздух из внутреннего газового пространства во внешнее газовое пространство без прохождения через фильтрующую конструкцию 16. Применение клапана выдоха может повысить комфорт, ощущаемый пользователем 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, который обеспечивает подходящий перепад давления, и который может быть должным образом прикреплен к основе маски.
[0064] Рассмотрим теперь ФИГ. 4, на которой показана основа 12 маски респиратора 10 в свернутой или сложенной конфигурации до формирования в ней вытачки, при этом в данной конфигурации рассматриваются дополнительные элементы. В такой плоской сложенной конфигурации видны различные элементы, такие как линия 22 разграничения, а также первая и вторая боковые планки 30а и 30b на противоположных сторонах 31а, 31b основы 12 маски.
[0065] Центральная плоскость 32 разделяет основу 12 маски на две равные части, определяя первую и вторую стороны 31а, 31b. Можно легко заметить первую и вторую боковые планки 30а и 30b, расположенные на противоположных сторонах 31а и 31b, соответственно, основы 12 маски. Боковые планки 30а, 30b выполнены протяженными в сущности плоским образом в направлении от фильтрующей конструкции 16 основы 12 маски от линии 36а разграничения со стороны 31а и от линии 36b разграничения. Боковые планки 30а, 30b могут быть продолжением фильтрующей конструкции 16, или они могут быть выполнены из отдельного материала, такого как жесткий или полужесткий пластик. Хотя боковые планки 30а, 30b могут содержать один или более, или все из различных слоев, которые содержит фильтрующая конструкция 16 основы маски, боковые планки 30а, 30b не являются частью основной фильтрующей области основы 12 маски.
[0066] В отличие от фильтрующей конструкции 16, слои, которые содержат боковые планки 30а, 30b, могут быть спрессованными, что делает их практически непроницаемыми для текучего вещества. Боковые планки 30а, 30b могут содержать сварные швы или скрепления 34, предназначенные для увеличения жесткости боковых планок, при этом периметр 24 основы маски также может содержать группу скреплений или сварных швов 34, предназначенных для соединения вместе различных слоев основы 12 маски, а также для поддержания положения носового зажима 35. Остальная часть фильтрующей конструкции 16 - по направлению внутрь от периметра 24 - может быть и предпочтительно является полностью проницаемой для текучего вещества на большей части протяженности своей поверхности, с возможным исключением областей, в которых находятся клеевые швы, сварные швы или линии сгибов.
[0067] Респираторы согласно настоящему изобретению включают по меньшей мере одну перманентную вытачку 60, сформированную в основе 12 маски, при этом вытачка 60 выполнена протяженной в поперечном направлении основы 12 маски от одной стороны 31а маски через центральную плоскость 32 к другой стороне 31b.
[0068] Вытачка 60 может быть сформирована посредством скрепления (например, спаивания, сваривания или другого типа скрепления) частично раскрытой складки вблизи ее концов, при этом оставляя центральную часть раскрытой. Крепление 55 скрепляет три слоя складки в вытачку с конфигурацией с сужением с двух сторон. В соответствии с настоящим изобретением, крепление 55 сформировано на расстоянии от кромки 25 периметра основы 12 маски для уменьшения жесткости основы 12 маски по ее периметру 24, а также для обеспечения лучшего прилегания основы 12 маски к лицу пользователя. Кроме того, дистанцирование крепления 55 от кромки 25 периметра обеспечивает пригодную фильтрующую конструкцию по обе стороны крепления 55 в поперечном направлении.
[0069] На ФИГ. 4-9 показаны различные конфигурации основы 12 маски при формировании вытачки 60. Следует отметить, что различные элементы основы 12 маски на этих пяти фигурах являются взаимозаменимыми на указанных фигурах, и хотя какой-то элемент может подробно не рассматриваться на определенной фигуре, указанный элемент на ней присутствует, за исключением случаев, когда это противоречит конкретной фигуре.
[0070] На ФИГ. 4 основа 12 маски в свернутой или сложенной конфигурации содержит складку 50, протяженную от линии 36а разграничения со стороны 31а до линии 36b разграничения со стороны 31b. На этих линиях 36а, 36b складка 50 скреплена, однако складка 50 может быть раскрыта по мере приближения к центральной плоскости 32. На ФИГ. 5 показаны элементы складки 50, которые также видны на ФИГ. 4, включая внешний сгиб 52 и внутренний сгиб 54, а также линию 53, у которой заканчивается указанный внешний сгиб 52, по отношению к фильтрующей конструкции 16. В конфигурации, показанной на ФИГ. 4, вследствие того, что складка 50 по всей длине находится в нераскрытом состоянии, внешний сгиб 52 перекрывает линию 53.
[0071] На ФИГ. 6 показан вид спереди основы 12 маски в частично раскрытой конфигурации, при этом верхняя часть 18 по меньшей мере немного отделена от нижней части 20; при этом в такой частично раскрытой конфигурации основа 12 маски начинает принимать чашеобразную конфигурацию. Как можно заметить, складка 50 раскрыта по меньшей мере частично, таким образом отделяя внешний сгиб 52 от линии 53 и открывая для обзора внутренний сгиб 54. Внешний сгиб 52 и линия 53 скреплены друг по отношению к другу на линиях 36а, 36b разграничения, однако расстояние между сгибом 52 и линией 53 увеличивается в направлении к центральной плоскости 32, в результате чего образуются две области, сужающиеся от центральной плоскости 32 к линиям 36а, 36b разграничения и боковым планкам 30а, 30b. Эти сужающиеся области на данном этапе могут быть сложены для возвращения друг к другу внешнего сгиба 52 и линии 53.
[0072] На ФИГ. 7 показан вид сбоку основы 12 маски в полностью раскрытой конфигурации, при этом боковая планка 30b (и невидимая на данной фигуре боковая планка 30а) сложена чтобы контактировать с фильтрующей конструкцией 16. На данной фигуре может быть легко идентифицирована чашеобразная конфигурация основы 12 маски, сформированная верхней частью 18 и нижней частью 20. Складка 50 по меньшей мере частично раскрыта, таким образом отделяя внешний сгиб 52 от линии 53, тем самым открывая для обзора внутренний сгиб 54 и формируя две сужающиеся области, протяженные к линиям разграничения.
[0073] На ФИГ. 8 крепление 55 сформировано на складке (т.е., через внешний сгиб 52 и линию 53 и, таким образом, через внутренний сгиб 54), в результате чего обеспечивается соединение вытачки 60. Крепление 55 скрепляет вместе три отдельных слоя фильтрующей конструкции 16, а также устанавливает расстояние между внешним сгибом 52 и линией 53. На ФИГ. 9 показаны три скрепленных слоя фильтрующей конструкции 16 и частично раскрытая складка, при этом сгиб 52 не совмещен с линией 53, а смещен относительно нее.
[0074] Крепление 55 может представлять собой любой механизм, применяемый для удерживания или фиксации внешнего сгиба 52 относительно линии 53, или для удерживания или фиксации трех слоев фильтрующей конструкции 16. Примеры крепежных механизмов включают, например, адгезив, механическую застежку или крепление (например, скобы, швейные швы, заклепки), или сварку (например, ультразвуковая и/или термическая сварка (которые включают применение повышенной температуры и давления)).
[0075] Крепление 55 расположено вдоль складки в местоположении, дистанцированном от периметра 24 и кромки 25 основы 12 маски. Часть складки расположена между креплением 55 и периметром 24 и кромкой 25, и в показанном воплощении, линией 36b разграничения. Благодаря наличию части незакрепленного или нескрепленного участка складки, жесткость и прочность основы 12 маски на ее периметре 24, где она контактирует с лицом пользователя, меньше, чем если бы крепление 55 было расположено на периметре 24, отчасти, вследствие наличия пригодной (например, дышащей) фильтрующей конструкции 16 по обе стороны крепления 55. Это обеспечивает лучшую посадку и прилегание основы 12 маски к лицу пользователя, чем если бы крепление 55 было расположено на периметре 24. Такое расстояние между креплением 55 и периметром 24, в частности кромкой 25 периметра, составляет по меньшей мере 10 мм (1 см), а в некоторых воплощениях 25 мм (2,5 см).
[0076] В основе 12 маски на ФИГ. 8 вторая соединенная вытачка 70 показана ниже линии 22 разграничения в нижней части 20. Эта вторая вытачка 70 выполнена протяженной от линии 36b разграничения через центральную плоскость 32 (ФИГ. 6) до другой линии 36а разграничения (ФИГ. 6). Вторая вытачка 70 дополнительно увеличивает прочность основы 12 маски и препятствует ее смятию. Не смотря на то, что в данном воплощении показаны две вытачки 60, 70, другие воплощения могут включать три или более вытачки, каждая из которых может быть выполнена протяженной в направлении поперек через основу 12 маски.
[0077] На ФИГ. 10 показан один из примеров способа формирования основы 12 маски, которая может быть последовательно преобразована в респиратор 10 в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий по меньшей мере одну соединенную вытачку 60. В частности, данный способ, показанный на ФИГ. 10, обеспечивает формирование основы 12 маски согласно ФИГ. 4, после чего осуществляют способ формирования соединенной вытачки 60, как раскрыто выше в отношении ФИГ. 4 и 6-8. Основу 12 маски собирают за две операции - изготовление основы маски и сборка маски. Стадия изготовления основы маски включает следующие этапы: (а) ламинирование и фиксацию нетканых волокнистых полотен для формирования фильтрующей конструкции, (b) формирование различных линий сгиба для складок, (с) формирование различных скрепленных областей в указанной фильтрующей конструкции, включая скрепление боковых кромок маски, и (d) вырезание конечной формы, которые могут быть выполнены в любой по меньшей мере одной последовательности или по меньшей мере одной комбинации. Операция сборки маски включает (а) формирование чашеобразной конструкции, (b) сгибание боковых планок таким образом, чтобы они контактировали с фильтрующей конструкцией, (с) формирование и соединение вытачек, и (d) прикрепление крепежного узла (например, ремней). 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.
[0078] Рассмотрим ФИГ. 10, на которой три отдельных листа материала -внутреннее покровное полотно 38, внешнее покровное полотно 40 и фильтрующий слой 42 собраны вместе и уложены лицом к лицу для формирования удлиненного отрезка фильтрующей конструкции 16. Эти материалы ламинируют вместе, например, посредством адгезивов, термической сварки или ультразвуковой сварки и подрезают до необходимого размера. На удлиненном отрезке фильтрующей конструкции 16 могут быть сформированы сварные швы или скрепления 34.
[0079] Фильтрующую конструкцию 16 в виде ламината затем сгибают и/или формируют на ней складки, при этом выполняют различные швы и скрепления с целью формирования на плоской основе 12 маски различных элементов, таких как линия 22 разграничения и боковые планки 30а, 30b. В некоторых воплощениях после формирования линии 22 разграничения и/или других сгибов, складок, а также различных швов и скреплений фильтрующую конструкцию 16 подрезают до необходимого размера, как правило, до длины, подходящей для изготовления одной маски.
[0080] Затем в основе 12 маски, как описано выше, может быть сформирована соединенная вытачка 60.
[0081] Ремни 26, 27 (ФИГ. 1) могут быть прикреплены к основе 12 маски на любом этапе; например, к плоской маске, как изображенная на ФИГ. 4, к маске в частично раскрытой чашеобразной форме, как на ФИГ. 6, к маске в полностью раскрытой чашеобразной форме, как на ФИГ. 7, или к маске в полностью раскрытой чашеобразной форме с прикрепленными боковыми планками и вытачкой 60, как на ФИГ. 8.
[0082] Данное изобретение может допускать различные модификации и изменения, не выходящие за рамки его объема и сути. Например, альтернативная лицевая маска может быть сформована из фильтрующей конструкции, используя широко известные методики формования с применением пуансона и матрицы, при этом она может содержать вытачку, как было раскрыто в настоящем документе. Складка, протяженная в поперечном направлении через маску, может быть скреплена в областях крепления, дистанцированных от периметра маски, с целью формирования вытачки. По обе стороны получаемой в результате области крепления в поперечном направлении содержится дышащий материал.
[0083] Следовательно, данное изобретение не ограничивается вышеописанным, и определяется ограничениями, заявленными в пунктах формулы и любыми их эквивалентами.
[0084] Настоящее изобретение также может быть выполнено должным образом на практике при отсутствии 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 приоритетное значение.