專利名稱：具有注射成型于過(guò)濾結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)的過(guò)濾式面具呼吸器的制作方法
具有注射成型于過(guò)濾結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)的過(guò)濾式面具呼吸器本發(fā)明涉及具有面罩主體的個(gè)人呼吸保護(hù)裝置，其中支承結(jié)構(gòu)已被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上而使得過(guò)濾結(jié)構(gòu)成為結(jié)合于支承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
呼吸器通常佩戴在使用者呼吸道的上方，用于以下兩個(gè)常見(jiàn)用途中的至少一個(gè):
(I)減少雜質(zhì)或污染物進(jìn)入佩戴者的呼吸道；和(2)保護(hù)其他人員或事物不接觸佩戴者呼出的病原體和其他污染物。在第一種情況下，在空氣中存在對(duì)佩戴者有害的顆粒的環(huán)境中佩戴呼吸器，例如汽車(chē)車(chē)身修理店。在第二種情況下，在對(duì)其他人員或事物可能造成污染的環(huán)境中佩戴呼吸器，例如在手術(shù)室或潔凈室中。一些呼吸器被歸類為“過(guò)濾式面具呼吸器”，因?yàn)槊嬲种黧w用作呼吸器過(guò)濾機(jī)構(gòu)。與使用結(jié)合了可連接濾筒(參見(jiàn)例如授予Yuschak等人的美國(guó)專利RE39，493)或嵌件成型過(guò)濾元件(參見(jiàn)例如授予Braun的美國(guó)專利4，790，306)的橡膠或彈性體面罩主體的呼吸器不同，過(guò)濾式面具呼吸器的整個(gè)面罩主體的大部分由過(guò)濾介質(zhì)構(gòu)成，使得無(wú)需安裝或更換濾筒。因此，過(guò)濾式面具呼吸器重量較輕、易于使用并且是一次性的。過(guò)濾式面具呼吸器通常包括模塑成形層以支承過(guò)濾結(jié)構(gòu)。公開(kāi)了此類產(chǎn)品的專利例如包括授予Kronzer等人的美國(guó)專利7，131，442、授予Angadjivand等人的美國(guó)專利6，923，182和6，041，782、授予Magidson等人的美國(guó)專利4，873，972、授予Skov的美國(guó)專利4，850，347、授予Dyrud等人的美國(guó)專利4，807，619、授予Berg的美國(guó)專利4，536，440、以及授予Huber等人的Des.285，374。這些成形層通常由模塑成杯形構(gòu)型的熱粘合纖維或透孔絲網(wǎng)構(gòu)成。最近，已開(kāi)發(fā)出使用橫向延伸的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)支承過(guò)濾介質(zhì)的面罩主體。參見(jiàn)授予Martin等人的美國(guó)專利公布2009/0078261A1。在過(guò)濾式面具呼吸器的 使用期間，被過(guò)濾顆粒會(huì)積聚在呼吸器的外表面上，由此減弱其透過(guò)性。透過(guò)性減弱會(huì)引起呼吸阻力，而阻力又會(huì)導(dǎo)致呼吸器向佩戴者的面部塌陷。已努力開(kāi)發(fā)出抵制面罩主體塌陷的過(guò)濾式面具呼吸器。參見(jiàn)例如授予Angadjivand等人的美國(guó)專利6，923，182。提高耐塌陷性的已知方法通常依賴于將附加層添加到面罩主體，例如粘合劑層和成形層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了新型過(guò)濾式面具呼吸器，其包括:(a)帶具；(b)具有(i)過(guò)濾結(jié)構(gòu)和(ii)支承框架結(jié)構(gòu)的面罩主體，所述支承框架結(jié)構(gòu)已被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，使得過(guò)濾結(jié)構(gòu)成為結(jié)合于其上。本發(fā)明還提供了制備過(guò)濾式面具呼吸器的新方法，所述方法包括:提供過(guò)濾結(jié)構(gòu)；以及將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，使得框架結(jié)構(gòu)成為結(jié)合于其上。本發(fā)明的新型過(guò)濾式面具呼吸器和方法不同于已知呼吸器和制備呼吸器的方法，不同之處在于面罩主體包括框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)已被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上而使得過(guò)濾結(jié)構(gòu)成為結(jié)合于框架結(jié)構(gòu)。常規(guī)過(guò)濾式面具呼吸器已使用成形層，所述成形層包括無(wú)紡布纖維網(wǎng)或塑性網(wǎng)或者支承過(guò)濾介質(zhì)的橫向延伸的框架構(gòu)件。然而，常規(guī)過(guò)濾式面具呼吸器并未將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上而在這兩個(gè)部件之間形成結(jié)合。本發(fā)明使這種結(jié)合得以實(shí)現(xiàn)，使得過(guò)濾結(jié)構(gòu)可呈現(xiàn)支承框架結(jié)構(gòu)的形狀或構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)這種結(jié)合，且在結(jié)合過(guò)程中不會(huì)破壞或損毀過(guò)濾結(jié)構(gòu)。結(jié)果得到這樣的呼吸器，其可防塌陷并且美觀，因?yàn)檫^(guò)濾結(jié)構(gòu)緊密地隨從支承結(jié)構(gòu)的預(yù)期構(gòu)型。術(shù)語(yǔ)表下文說(shuō)明的術(shù)語(yǔ)具有以下含義:“結(jié)合”及其變型形式是指連接在一起；“中央分隔的”是指從正面觀察時(shí)沿垂直對(duì)分面罩主體的線或平面彼此分離；“化學(xué)粘合”、“化學(xué)粘結(jié)”、和“化學(xué)結(jié)合”是指由原子和分子之間的吸引作用導(dǎo)致的物理粘合過(guò)程，并且包括共價(jià)鍵和離子鍵(以及氫鍵和范德華鍵)且通常取決于待粘合表面上的可用官能團(tuán)及其與這樣的材料的反應(yīng)性，該材料被選擇成可連接于表面而使得待結(jié)合表面的預(yù)處理成為不必要；“潔凈空氣”是指已濾除污染物的一定體積的大氣環(huán)境空氣；“包含(或含有)”同專利術(shù)語(yǔ)中的標(biāo)準(zhǔn)定義一致，為開(kāi)放性術(shù)語(yǔ)，通常與諸如“包括”、“具有”、和“含有”之類的其他開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)同義；“污染物”是指粒子(包括粉塵、薄霧和煙霧)和/或通常可能不視為粒子(如有機(jī)蒸氣等)、但可能懸浮在空氣(包括呼出氣流中的空氣)中的其它物質(zhì)；“橫向尺度”為當(dāng)從正面觀察呼吸器時(shí)，在整個(gè)呼吸器上從一側(cè)到另一側(cè)橫向延伸的尺度；“相異材料”是指具有不同物理特性的材料；“外部氣體空間”是指呼出的氣體在穿過(guò)且超出面罩主體和/或呼氣閥之后進(jìn)入的環(huán)境大氣的氣體空間；“過(guò)濾式面具”是指面罩主體本身即設(shè)計(jì)成可過(guò)濾透過(guò)它的空氣；不存在為達(dá)到該目的而附接到面罩主體或模塑進(jìn)面罩主體內(nèi)的可單獨(dú)識(shí)別的濾筒或嵌件成型過(guò)濾元件；“過(guò)濾器”或“過(guò)濾層”是指一個(gè)或多個(gè)透氣材料層，該層適用于從穿過(guò)它的空氣流中除去污染物(例如顆粒)的主要目的；“過(guò)濾結(jié)構(gòu)”是指設(shè)計(jì)成主要用于過(guò)濾空氣的構(gòu)造；“第一側(cè)面”是指面罩主體的一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域在橫向上遠(yuǎn)離垂直對(duì)分呼吸器的平面，并且在戴上呼吸器時(shí)位于佩戴者的頰和/或頜區(qū)域；“帶具”是指有助于在佩戴者面部上支撐面罩主體的結(jié)構(gòu)或部件的組合；“注射成型”是指將液體塑料壓入模具腔體內(nèi)并進(jìn)行冷卻，由此制備固體部件；“整體的”是指用類似材料同時(shí)制備的；“內(nèi)部氣體空間”是指面罩主體與人的面部之間的空間；“滲透”是指液體材料滲入固體材料中的空隙或間隙內(nèi)并且隨后固化的過(guò)程；“分界線”是指折線、接縫、焊接線、粘合線、縫合線和/或其任意組合；“面罩主體”是指 透氣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可貼合在人的鼻部和口部上，并且有助于限定與外部氣體空間分隔的內(nèi)部氣體空間；與支承框架結(jié)構(gòu)相關(guān)的“構(gòu)件”是指單獨(dú)地并易于識(shí)別的固體部件，其尺寸設(shè)定成明顯構(gòu)成支承框架結(jié)構(gòu)的總體構(gòu)造和構(gòu)型；“周邊”意指面罩主體的外周邊部分，當(dāng)某個(gè)人戴上呼吸器時(shí)，其靠外的部分大體上鄰近佩戴者的面部；“聚合物”和“塑料”均表示主要包含一種或多種聚合物并且也可以包含其他成分的材料；“多個(gè)”是指兩個(gè)或更多個(gè)；“呼吸器”是指由某人佩戴以向佩戴者提供清潔空氣以供呼吸的空氣過(guò)濾裝置；“第二側(cè)面”是指面罩主體的一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域遠(yuǎn)離垂直對(duì)分面罩的平面線(第二側(cè)面與第一側(cè)面相對(duì))，并且在戴上呼吸器時(shí)位于佩戴者的頰和/或頜區(qū)域；“間隔”表示物理分離，或在其間具有可測(cè)距離；“支承框架結(jié)構(gòu)”是指其自身的結(jié)構(gòu)完整性足以將面罩主體保持為其預(yù)期的三維形狀的構(gòu)造；并且“橫向延伸”是指大致在橫向尺度上延伸。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾式面具呼吸器10的前透視圖。圖2為示出一例可用于本發(fā)明的呼吸器中的過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的放大的片斷示意剖視圖。
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圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件26與過(guò)濾結(jié)構(gòu)18之間的結(jié)合的數(shù)字顯微照片。圖4示出了可結(jié)合本發(fā)明使用的方法60的流程圖。圖5為用于形成過(guò)濾結(jié)構(gòu)的未修剪的預(yù)成型件64的示意性平面圖，所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)可用于制備根據(jù)本發(fā)明的呼吸器。
具體實(shí)施例方式如下文所述，過(guò)濾式面具呼吸器可由面罩主體構(gòu)成，所述面罩主體包括可具有三維構(gòu)型的過(guò)濾結(jié)構(gòu)以及與之結(jié)合的已被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的支承框架結(jié)構(gòu)。用詞“一種”、“一個(gè)”和“該”可與“至少一個(gè)”互換使用，表示一個(gè)或多個(gè)所描述的組成單元。為了便于以下的描述并且當(dāng)從前面觀看投影到平面上的過(guò)濾式面具呼吸器時(shí)，橫向尺度橫跨呼吸器延伸，并且縱向尺度在呼吸器的底部和頂部之間延伸。圖1示出了包括面罩主體12和帶具14的過(guò)濾式面具呼吸器10。面罩主體12具有支承框架結(jié)構(gòu)16和過(guò)濾結(jié)構(gòu)18。支承框架結(jié)構(gòu)16相對(duì)于過(guò)濾結(jié)構(gòu)18具有骨架構(gòu)造。在其中過(guò)濾結(jié)構(gòu)設(shè)于框架結(jié)構(gòu)后的區(qū)域，框架結(jié)構(gòu)16結(jié)合于過(guò)濾結(jié)構(gòu)18。支承框架結(jié)構(gòu)16包括單件一體模制的三維骨架式構(gòu)造，所述三維骨架式構(gòu)造可由相對(duì)強(qiáng)固的結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成，所述相對(duì)強(qiáng)固的結(jié)構(gòu)材料可撓曲或彎曲以適應(yīng)不同的面部形狀。支承框架結(jié)構(gòu)通常由不止單一構(gòu)件組成，并且可利用任何合適的方式(包括一體的單件構(gòu)造)將這些構(gòu)件連接在一起。支承框架結(jié)構(gòu)16可具有可具有多種三維形狀和尺寸，這部分地取決于過(guò)濾式面具呼吸器的最終用途。支承框架結(jié)構(gòu)16的三維構(gòu)型可提供三維杯形構(gòu)型以貼合到佩戴者的鼻部和嘴部上。可根據(jù)例如呼吸器的所需最終用途來(lái)設(shè)想其他此類三維構(gòu)型。參見(jiàn)例如授予Japuntich 的美國(guó)專利 4，827，924。支承框架結(jié)構(gòu)16被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)18上。支承框架結(jié)構(gòu)16可包括周邊部分20以及第一和第二側(cè)面22和24。周邊部分20可由單個(gè)連續(xù)構(gòu)件構(gòu)成或者可以是可圍繞面罩主體12延伸約360°的構(gòu)件或分部的組合。使用者的面部可僅接觸過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的內(nèi)表面以實(shí)現(xiàn)舒適和密封的貼合。支承框架結(jié)構(gòu)16還可包括延伸橫跨面罩主體的構(gòu)件，例如橫向延伸構(gòu)件26、28、和/或30。橫向延伸構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)可縱向地?cái)U(kuò)展或收縮以較好地適應(yīng)佩戴者頜運(yùn)動(dòng)和各種尺寸的面部。參見(jiàn)授予Martin等人的美國(guó)專利公布2009/0078261A1。大體橫向延伸的肋或構(gòu)件26和28例如可從第一側(cè)面22延伸到第二側(cè)面24，且這兩者間未連接在一起。因此，不存在任何可能妨礙橫向延伸構(gòu)件26和28沿縱向運(yùn)動(dòng)的縱向延伸構(gòu)件。稍有不同地講，不存在將橫向延伸構(gòu)件26連接到橫向延伸構(gòu)件28的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)限制在使用者擴(kuò)頜或張嘴時(shí)這兩種構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在成對(duì)的可縱向運(yùn)動(dòng)和大體橫向延伸的構(gòu)件26和28之間以及未通過(guò)任何結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接在一起的其他橫向延伸構(gòu)件之間的區(qū)域，面罩主體12可容易地大致縱向地?cái)U(kuò)展和收縮。橫向延伸構(gòu)件26、28和30在以橫截面觀看時(shí)可為矩形、圓形、三角形、橢圓形、梯形等，并且可具有例如約2至12mm2或者更典型地為約4至Smm2的橫截面積。支承框架結(jié)構(gòu)16限定出可設(shè)置在過(guò)濾結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面或外表面(或兩個(gè)側(cè)面)上的骨架構(gòu)造。支承框架結(jié)構(gòu)16可包括位于其中活動(dòng)橫向延伸構(gòu)件26與橫向延伸構(gòu)件28交匯的區(qū)域中的周邊部分20內(nèi)的活鉸鏈，參見(jiàn)授予Gebrewold等人的美國(guó)專利公布2009/0078262A1。活鉸鏈允許橫向延伸構(gòu)件26和28較容易地彼此面向或背向地移動(dòng)。
支承框架結(jié)構(gòu)16可由若干已知的材料制成。就可使用的材料而言，這些材料可包括若干已知的塑料，例如:烯烴，包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、和聚甲基(戊烯)；塑性體；熱塑性塑料；熱塑性彈性體；熱固性材料，混合物或組合物。還可添加諸如顏料、UV穩(wěn)定劑、防結(jié)塊劑、成核劑、殺真菌劑、和殺菌劑之類的添加劑。所用的塑料可表現(xiàn)出彈性、形狀記憶以及抗彎曲疲勞性，以使得支承結(jié)構(gòu)可多次變形(如，大于100次)，尤其是在任何鉸接位置，并且能回到其初始狀態(tài)。所選的塑料可經(jīng)受多次變形，以使得支承結(jié)構(gòu)具有比過(guò)濾結(jié)構(gòu)長(zhǎng)的使用壽命。支承框架結(jié)構(gòu)可例如包括撓曲硬性為約75至300兆帕(MPa)、較典型地為約100至250MPa以及更典型地為約175至225MPa的塑料。可根據(jù)授予Martin等人的美國(guó)專利公布2009/0078261A1中所述的撓曲硬性試驗(yàn)來(lái)測(cè)定撓曲硬性。帶具14可包括可使用一個(gè)或多個(gè)扣環(huán)36來(lái)調(diào)整長(zhǎng)度的第一和第二扎帶32和34。帶具14可在第一和第二側(cè)面22,24的帶具固定凸緣構(gòu)件38處固定于面罩主體12。扣環(huán)36可在凸緣構(gòu)件38處通過(guò)插入成型固定于面罩主體12。還可使用多種其他方法，包括縫合、粘結(jié)、焊接、以及它們的組合。授予Stepan的美國(guó)專利申請(qǐng)公布US2009/0078266A1描述的面罩主體具有一體地模塑進(jìn)支承框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的扣環(huán)。面罩主體12還可包括從面罩內(nèi)部清除呼出空氣以改善佩戴舒適性的呼氣閥40。呼氣閥40可通過(guò)任何合適的方式(例如粘結(jié)、熱粘合、超聲和激光焊接、機(jī)械夾持、以及它們的組合)連接于面罩主體12。參見(jiàn)例如授予Curran等人的美國(guó)專利7，069，931和授予Martin等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公布US2009/0078264A1。呼氣閥40還包括閥蓋42，所述閥蓋42位于閥座上以限定出呼出空氣在從閥蓋開(kāi)口 44離開(kāi)閥40之前穿過(guò)的空氣室。呼氣閥40可包括柔性瓣46，其隨著佩戴者在呼氣過(guò)程中產(chǎn)生的呼氣壓力從閥座提升。
圖2示出了可結(jié)合本發(fā)明的呼吸器使用的過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的例子。過(guò)濾結(jié)構(gòu)18可包括形式為至少一個(gè)過(guò)濾層50a、50b的過(guò)濾介質(zhì)50并且還分別包括內(nèi)部和外部覆蓋層或纖維網(wǎng)52a、52b。基本上，適于用作呼吸器過(guò)濾介質(zhì)的任何材料均可用于過(guò)濾結(jié)構(gòu)中。一般來(lái)講，過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的形狀可對(duì)應(yīng)于支承框架結(jié)構(gòu)的大體形狀，使得這兩個(gè)結(jié)構(gòu)可易于連接在一起。選擇用于過(guò)濾結(jié)構(gòu)18、尤其是過(guò)濾介質(zhì)50的材料可取決于待過(guò)濾物質(zhì)的種類。例如，過(guò)濾結(jié)構(gòu)18可為顆粒捕集過(guò)濾器或氣體和蒸汽過(guò)濾器。過(guò)濾結(jié)構(gòu)18也可充當(dāng)減少液體從過(guò)濾層的一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)的阻擋層，以減少(例如)液體氣溶膠或飛濺液體滲透過(guò)濾層。根據(jù)應(yīng)用需求，可使用多層類似或相異的過(guò)濾介質(zhì)來(lái)構(gòu)造本說(shuō)明書(shū)描述的過(guò)濾結(jié)構(gòu)。可以在本發(fā)明的分層面罩主體中有利地使用的過(guò)濾結(jié)構(gòu)通常處于低壓降(例如在13.8厘米/秒的面速度下小于約200至300帕斯卡)，以使得面罩佩戴者的呼吸工作量最小化。另外，過(guò)濾層大致為柔性并具有足夠的抗剪強(qiáng)度，從而它們?cè)陬A(yù)期使用條件下大體上保持其結(jié)構(gòu)。過(guò)濾結(jié)構(gòu)通常被適配成可靠著支承結(jié)構(gòu)或在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)正確貼合。過(guò)濾結(jié)構(gòu)可從支承結(jié)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置、可從支承結(jié)構(gòu)朝外設(shè)置或者設(shè)置在包括支承結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件之間。過(guò)濾結(jié)構(gòu)也可使用預(yù)過(guò)濾器。另外，過(guò)濾結(jié)構(gòu)可包括用于從呼吸空氣移除危害性或有味空氣的材料，例如吸附性材料，所述吸附性材料包括設(shè)置在構(gòu)成過(guò)濾結(jié)構(gòu)的纖維和/或各個(gè)層之間的活性炭，參見(jiàn)授予Braun的美國(guó)專利3，971，373。可被適形而進(jìn)入各種構(gòu)造的吸附性過(guò)濾結(jié)構(gòu)的例子在授予Senkus等人的美國(guó)專利6，391，429中有所描述。過(guò)濾結(jié)構(gòu)可包括不止一個(gè)過(guò)濾層并且可結(jié)合吸附層使用以將顆粒和蒸氣這二者過(guò)濾。顆粒捕集過(guò)濾器的例子包括一個(gè)或多個(gè)聚合合成纖維網(wǎng)或細(xì)小無(wú)機(jī)纖維(如玻璃纖維)網(wǎng)。合成纖維網(wǎng)可以包括通過(guò)例如熔吹法制成的駐極體充電的聚合物微纖維。由已充電的聚丙烯形成的聚烯烴微纖維特別適用于粒子捕集應(yīng)用。如所指出的那樣，一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾層可具有多種形狀和形式。典型地過(guò)濾介質(zhì)可具有約0.2毫米(mm)至1厘米(cm),更典型地約0.3mm至0.5cm的厚度，并且其可為大體平面的纖維網(wǎng)或者其可為波紋狀的以提供擴(kuò)展的表面積。參見(jiàn)例如授予Braun等人的美國(guó)專利5，804, 295和5，656，368。過(guò)濾介質(zhì)還可包括通過(guò)粘合劑或任何其他方式連接在一起的多個(gè)過(guò)濾層。熔噴纖維網(wǎng)，例如在Wente, Van A., Superfine ThermoplasticFibers, 48Indus.Engn.Chem., 1342et seq.(1956)中教導(dǎo)的那些,特別是在持久帶電荷形式(駐極體)時(shí)尤有用，參見(jiàn)例如授予Kubik等人的美國(guó)專利N0.4，215，682。各個(gè)層的這些熔噴纖維可為具有小于約20微米(μ m)、典型地為約I至12 μ m的有效纖維直徑的微纖維(對(duì)于“熔噴纖維”而言稱為BMF)。有效纖維直徑可根據(jù)以下文獻(xiàn)測(cè)定:DavieS，C.N.，TheSeparation of Airborne Dust Particles, Institution Of Mechanical Engineers,London, ProceedingslB, 1952 (Davies, C.N., “空氣中塵粒的分離”,倫敦機(jī)械工程師學(xué)會(huì)，論文集1B，1952年)。一個(gè)示例性實(shí)施例可包括BMF纖維網(wǎng)，所述BMF纖維網(wǎng)包含由聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、或者它們的組合或共混物形成的纖維。如在van Turnhout的美國(guó)專利Re.31，285中教導(dǎo)的帶電荷的形成原纖維的膜的纖維、以及松香羊毛纖維網(wǎng)和玻璃纖維網(wǎng)或溶液吹塑網(wǎng)、或靜電噴涂纖維網(wǎng)(特別是以微薄膜的形式)也可為合適的。可以通過(guò)讓纖維接觸水來(lái)將電荷賦予纖維，如以下美國(guó)專利中所公開(kāi)的那樣:授予Eitzman等人的 6, 824, 718 ;授予 Angadjivand 等人的 6, 783, 574 ;授予 Insley 等人的 6, 743, 464 ；授予 Eitzman 等人的 6, 454, 986 和 6, 406, 657 ；以及授予 Angadjivand 等人的 6, 375, 886和5，496，507。可通過(guò)授予Klasse等人的美國(guó)專利4，588，537中所公開(kāi)的電暈充電法或通過(guò)授予Braun的美國(guó)專利4,798,850中所公開(kāi)的摩擦充電法來(lái)將電荷賦予纖維。此夕卜，可以將添加劑包含在纖維中，以增強(qiáng)通過(guò)水充電法制備的纖維織物的過(guò)濾性能(參見(jiàn)授予Rousseau等人的美國(guó)專利5，908，598)。尤其可以將氟原子設(shè)置在過(guò)濾層中的纖維表面處，以改善油霧環(huán)境中的過(guò)濾性能，參見(jiàn)授予Jones等人的美國(guó)專利6，398, 847BU6，397，458B1和6，409，806B1。駐極體BMF過(guò)濾層的通常基重為約10至100克/平方米。當(dāng)根據(jù)例如’ 507專利中所述的技術(shù)充電時(shí)，以及當(dāng)包括在授予Jones等人的專利中提到的氟原子時(shí)，基重可分別為約20至40g/m2以及約10至30g/m2。呼吸器過(guò)濾介質(zhì)可由層合在一個(gè)50克/平方米(gsm)的白色無(wú)紡布紡粘材料外層和一個(gè)22gsm的白色無(wú)紡布紡粘材料內(nèi)層之間的兩層標(biāo)準(zhǔn)3M8511N95呼吸器駐極體過(guò)濾材料(具有介于約6至12微米范圍內(nèi)的纖維直徑)形成。無(wú)紡布紡粘材料的兩個(gè)層可具有約8至12微米的纖維直徑，可購(gòu)自華盛頓州沃舒格爾(Washougal, WA98671)的 3720Grant Street 的 Fiberweb Washougal 公司。內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)可用于提供接觸佩戴者面部的平滑表面，并且外覆蓋纖維網(wǎng)可用于收集面罩主體中的松散纖維或提供美觀效果。雖然覆蓋纖維網(wǎng)通常不會(huì)對(duì)過(guò)濾結(jié)構(gòu)提供任何實(shí)質(zhì)的過(guò)濾有益效果，但當(dāng)設(shè)置在過(guò)濾層的外部(或上游)時(shí)，其可用作預(yù)過(guò)濾器。為了獲得適當(dāng)程度的舒適性，內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)可具有相對(duì)較低的基重，并且可由相對(duì)精細(xì)的纖維形成。更具體地講，可將覆蓋纖維網(wǎng)制作成具有約5至50g/m2 (典型地10至30g/m2)的基重。這些纖維典型地小于3.5旦尼爾(更典型地小于2旦尼爾，并且還更典型地小于I旦尼爾但大于0.1旦尼爾)。用于內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)中的纖維通常具有約5微米至24微米、典型地約7微米至18微米、更典型地約8微米至12微米的平均纖維直徑。內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)材料可以具有一定程度的彈性(斷裂時(shí)典型地(但不一定)是100%至200%)，并且可塑性變形。用于覆蓋纖維網(wǎng)的適當(dāng)材料為吹塑微纖維(BMF)材料，尤其是聚烯烴BMF材料，例如聚丙烯BMF材料(包括聚丙烯共混物，并且也包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。制備用于覆蓋纖維網(wǎng)的BMF材料的適當(dāng)方法描述于授予Sabee等人的美國(guó)專利4，013, 816中。可通過(guò)將纖維收集在光滑表面(典型地為光滑表面的滾筒)上來(lái)形成覆蓋纖維網(wǎng)。還可使用紡粘纖維。典型的覆蓋纖維網(wǎng)可由聚丙烯或包含50重量％或更多聚丙烯的聚丙烯/聚烯烴混合物制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些材料能夠給佩戴者提供高度的柔軟性和舒適性，并且當(dāng)過(guò)濾材料為聚丙烯BMF材料時(shí)，能夠在(例如)靠著這些層超聲焊接后保持固定于過(guò)濾材料。適用于覆蓋纖維網(wǎng)中的聚烯烴材料可以包括(例如)單種聚丙烯、兩種聚丙烯的混合物、聚丙烯與聚乙烯的混合物、聚丙烯與聚(4-甲基-1-戊烯)的混合物、和/或聚丙烯與聚丁烯的混合物。用于外覆蓋纖維網(wǎng)的纖維的一個(gè)例子為由得自Exxon Corporation的聚丙烯樹(shù)脂“Escorene3505G”制成的聚丙烯BMF，其具有約25g/m2的基重和介于0.2至3.1范圍內(nèi)的纖度(在100根纖維上測(cè)量的平均值為約0.8)。用于外覆蓋纖維網(wǎng)中的纖維通常具有類似于內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)的平均纖維直徑。另一種合適的纖維為聚丙烯/聚乙烯BMF (由包含85%的樹(shù)脂“Escorene3505G”和15%的乙烯/ α -烯烴共聚物“Exact4023”(也得自ExxonCorporation)的混合物制備)，所述聚丙烯/聚乙烯BMF提供的基重為約25g/m2并且平均纖度為約0.8。合適的紡粘材料以商品名“Corosoft Plus20”、“Corosoft Classic20”和 “Corovin PP-S-14” 得自德國(guó)派i內(nèi)的科羅溫公司(Corovin GmbH of Peine, Germany),并且梳理成網(wǎng)的聚丙烯/粘膠纖維材料以商品名“370/15”得自芬蘭的J.W.索米寧公司(J.ff.Suominen OY of Nakila, Finland)。用于本發(fā)明中的覆蓋纖維網(wǎng)在處理之后會(huì)有極少的纖維從覆蓋纖維網(wǎng)突出，因此具有平滑的外表面。可用于本說(shuō)明書(shū)中的覆蓋纖維網(wǎng)的例子公開(kāi)于例如授予Angadjivand的美國(guó)專利6，041, 782、授予Bostock等人的美國(guó)專利6，123，077、和授予Bostock等人的國(guó)際專利W096/28216A中。本發(fā)明設(shè)想以使得在支承結(jié)構(gòu)和過(guò)濾結(jié)構(gòu)之間形成結(jié)合的方式將適形的三維支承框架結(jié)構(gòu)注射成型于三維過(guò)濾結(jié)構(gòu)。這種接合牢固且可靠，并且可包括支承框架材料以機(jī)械互相貫穿方式結(jié)合到過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的一個(gè)或多個(gè)纖維網(wǎng)內(nèi)、以及任何可以在機(jī)械式結(jié)合之外或取代機(jī)械式結(jié)合而產(chǎn)生的化學(xué)粘合或粘結(jié)。機(jī)械和/或化學(xué)粘合或粘結(jié)可以為(例如)外覆蓋纖維網(wǎng)的纖維與本過(guò)濾結(jié)構(gòu)的過(guò)濾層中的至少一個(gè)的部分或完全熔融所導(dǎo)致。圖3示出了數(shù)字顯微照片，其示出了可產(chǎn)生的粘合之一例。所示橫截面穿過(guò)注射成型框架在樣品上截取，所述樣品通過(guò)在室溫下用銳利手術(shù)刀片切穿粘合區(qū)域而制備。在樣品上朝向面罩主體的中心穿過(guò)橫向延伸構(gòu)件26，由此制備該橫截面。如圖所示，可實(shí)現(xiàn)過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的機(jī)械互相貫穿以及因過(guò)濾結(jié)構(gòu)的各個(gè)層的壓縮產(chǎn)生的增強(qiáng)粘合。這種機(jī)械互相貫穿類型的粘合增加了由可存在的任何化學(xué)粘合或化學(xué)粘結(jié)提供的強(qiáng)度。當(dāng)大致示于區(qū)域B中的過(guò)濾層50的一部分已為形成結(jié)構(gòu)框架材料的熔融塑料所機(jī)械互相貫穿時(shí)，大致示于區(qū)域A中的外覆蓋纖維網(wǎng)52b的纖維層可為幾乎完全熔融的；大致示于區(qū)域A中的過(guò)濾層50可為部分熔融的。本實(shí)施例中，滲透程度可為穿過(guò)過(guò)濾層50的部分的或所有的層。換句話講，滲透程度可為過(guò) 濾層50的厚度的全部或某些部分。滲透深度例如可在約0.5微米至約400微米、并且更典型地約5至300微米的范圍內(nèi)。由區(qū)域C表示的內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a看起來(lái)并未被熔融塑料滲透到任何顯著程度。通過(guò)將模塑操作控制成未滲透內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a，可實(shí)現(xiàn)改善的美觀性，因?yàn)槿舴沁@樣，塑料將不利地影響面罩主體12 (圖1)的表面修飾或可從表面修飾看見(jiàn)。盡管本發(fā)明設(shè)想到允許熔融塑料滲透穿過(guò)整個(gè)過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的部分，但例如可通過(guò)控制過(guò)濾結(jié)構(gòu)的各個(gè)層或?qū)咏M合中的滲透深度來(lái)對(duì)機(jī)械互相貫穿的程度進(jìn)行各種改變。粘合注射成型在實(shí)施時(shí)壓縮過(guò)濾結(jié)構(gòu)中的纖維以便進(jìn)一步地促進(jìn)良好的粘合。可改變注射成型壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮和滲透的上述目標(biāo)，由此在支承結(jié)構(gòu)和過(guò)濾結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生改善的機(jī)械連接或互鎖。實(shí)施于本發(fā)明中的注射成型壓力不僅通常引起機(jī)械互相貫穿，而且它們還可壓縮外覆蓋纖維網(wǎng)52b和過(guò)濾層50以進(jìn)一步增強(qiáng)兩者間的整體粘合。內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a和過(guò)濾層50可實(shí)現(xiàn)某種程度的熔融，但不如外覆蓋纖維網(wǎng)和外過(guò)濾層所產(chǎn)生的熔融顯著。增強(qiáng)的粘合改善過(guò)濾結(jié)構(gòu)和支承框架結(jié)構(gòu)之間的抗分離性。可通過(guò)下述方式來(lái)改善美觀性:沿著過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的表面形成連續(xù)和大體均一的粘合且該粘合未延伸超出或延伸穿過(guò)內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a的表面。在本發(fā)明中，被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的構(gòu)件可基本上沿著過(guò)濾結(jié)構(gòu)的分界線與其粘合。相比于分離的或不連續(xù)的粘合，連續(xù)粘合可提供較持久的連接，由此較好地抵制分離。連續(xù)粘合還可使外觀更好看，這可提供商業(yè)優(yōu)勢(shì)。支承框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件也可基本上沿著面罩主體周邊結(jié)合于過(guò)濾結(jié)構(gòu)。注射成型可按照這樣的方式實(shí)施:例如注射成型壓力、模具夾持力、溫度和周期時(shí)間等條件可被控制成不僅實(shí)現(xiàn)可熔融或部分熔融的這些層的化學(xué)粘合和/粘結(jié)，而且提供未熔融的過(guò)濾層的至少纖維的機(jī)械互相貫穿或互鎖，如上文所述。用于注射成型的溫度可熔融外覆蓋纖維網(wǎng)層以及過(guò)濾層中的一個(gè)或多個(gè)(例如外過(guò)濾層和內(nèi)過(guò)濾層的一部分)。滲透可進(jìn)行到一定深度，其范圍通常從(例如)點(diǎn)M處的熔融末端變化到至少到達(dá)和/或穿過(guò)內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a的一部分。如所指出的那樣，內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a未被完全滲透，使得在從后面觀察面罩主體時(shí)，被注射成型的塑料不可見(jiàn)。可獲得其他滲透深度以用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械互相貫穿或錨固，這取決于多個(gè)因素，包括:纖維層的數(shù)量、平均纖維直徑、纖維層中粗糙體的尺寸、以及模制期間的注射成型壓力、模具夾持力、和液體材料溫度。由于美觀問(wèn)題和所指出的其他需求，本圖示實(shí)施例不允許支承結(jié)構(gòu)穿透內(nèi)覆蓋纖維網(wǎng)52a以致從過(guò)濾結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)可見(jiàn)。圖4示出了制備其中支承框架結(jié)構(gòu)固定于過(guò)濾結(jié)構(gòu)的呼吸器的方法60。可通過(guò)制作、購(gòu)買(mǎi)、定制等方式來(lái)提供過(guò)濾結(jié)構(gòu)。在步驟62中，可將呼氣閥連接到過(guò)濾介質(zhì)或過(guò)濾結(jié)構(gòu)預(yù)成型件。可將呼氣閥附接到面罩主體上，以便于清除從內(nèi)部氣體空間呼出的空氣。通過(guò)從面罩內(nèi)部快速清除暖濕的呼出空氣，呼氣閥可用來(lái)改善佩戴舒適性。參見(jiàn)例如授予 Martin 等人的美國(guó)專利 7，188，622、7，028，689、和 7,013,895 ;授予 Japuntich等人的 7，428，903,7, 311，104,7, 117，868,6, 854，463,6, 843，248、和 5，325，892 ;授予Mittelstadt等人的6，883, 518 ；以及授予Bowers的RE37, 974。基本上,提供合適壓降和可適當(dāng)?shù)毓潭ㄓ诿嬲种黧w的任何呼氣閥均可結(jié)合本發(fā)明使用，以迅速地將來(lái)自內(nèi)部氣體空間的呼出空氣遞送到外部氣體空間。可用上文所述的過(guò)濾結(jié)構(gòu)材料/層來(lái)制備過(guò)濾介質(zhì)或過(guò)濾結(jié)構(gòu)預(yù)成型件。預(yù)成型件可包括過(guò)濾材料的坯料64 (圖5)，所述坯料64的形狀可根據(jù)預(yù)期制備的呼吸器而不同。預(yù)成型件坯料在從典型的預(yù)成型件坯料卷分配出后可被切成超過(guò)呼吸器尺寸的未修剪制品66 (圖5)。可在未修剪制品66中開(kāi)出垂直切口 67以消除多余的材料和提供杯形形狀。將任選呼氣閥在開(kāi)口 68處連接到未修剪的預(yù)成型件坯料64。在步驟70中，將支承框架結(jié)構(gòu)模制到預(yù)成型件坯料64的過(guò)濾結(jié)構(gòu)上。支承框架結(jié)構(gòu)可被注射成型成與過(guò)濾結(jié)構(gòu)的分界線72和74形成連續(xù)和半連續(xù)粘合。另外，支承框架結(jié)構(gòu)的周邊部分可被結(jié)合于過(guò)濾結(jié)構(gòu)18的周邊76。可進(jìn)行注射成型以形成粘合層，可包括過(guò)濾層的熔融和部分熔融的織物以及過(guò)濾層的纖維的某種形式的機(jī)械互相貫穿。如上文所指出的那樣，這種類型的粘合可包括機(jī)械互鎖或連接，所述機(jī)械互鎖或連接可提供具有增強(qiáng)耐久性的較為強(qiáng)固的連接。可在成形過(guò)濾結(jié)構(gòu)66中設(shè)置褶縐線77以適應(yīng)面罩主體擴(kuò)展。

在一種模式中，可將未修剪的過(guò)濾結(jié)構(gòu)64設(shè)置在垂直或水平壓機(jī)中的第一水平半模的芯部。可利用對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)第一模芯與過(guò)濾結(jié)構(gòu)和呼氣閥之間的適當(dāng)配準(zhǔn)。過(guò)濾結(jié)構(gòu)和呼氣閥可以(例如)通過(guò)重力和通過(guò)在閥或支承結(jié)構(gòu)上保持參考特征來(lái)保持在適當(dāng)位置。第二半模具有可使用的腔體，所述腔體的形狀和尺寸構(gòu)成與過(guò)濾結(jié)構(gòu)、支承框架和呼氣閥的組合形狀相反的凹型。支承框架結(jié)構(gòu)可被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)的外側(cè)或外部主表面上，由此使得所得結(jié)構(gòu)可類似于例如在圖1中看到的結(jié)構(gòu)。作為另外一種選擇，支承框架結(jié)構(gòu)可被注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)的內(nèi)部上或者過(guò)濾結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)面上。在配準(zhǔn)之后，將液體塑料在注射壓力范圍和溫度范圍內(nèi)注射到第二模具腔體內(nèi)并且保持一定計(jì)時(shí)周期，以產(chǎn)生支承框架的塑料與過(guò)濾結(jié)構(gòu)的可滲透結(jié)構(gòu)之間的所需機(jī)械互相貫穿。可使用多種參數(shù)來(lái)控制注射成型過(guò)程，這取決于例如所用的材料和材料量。典型的參數(shù)可包括用于將兩個(gè)半模夾持在一起的夾持噸力、冷卻時(shí)間、溫度、以及將液體塑料注射到第二模具腔體內(nèi)的注射壓力。
用于支承框架結(jié)構(gòu)的材料可選自先前確認(rèn)的那些材料。支承框架結(jié)構(gòu)和過(guò)濾結(jié)構(gòu)、以及其他部件的材料可為相同的或者可為相異的。選擇用于模制的溫度、注射壓力、和固化時(shí)間可以不同并且可部分地取決于有待模制在一起的材料。對(duì)于包含聚丙烯的塑料支承結(jié)構(gòu)而言，注射溫度可為約150至250°C。對(duì)于垂直壓機(jī)模具而言，模具夾持力可從約至少50噸且更典型地從約60噸變化到約140噸，而液體塑料的溫度可根據(jù)用于形成支承框架結(jié)構(gòu)的塑料材料而不同。計(jì)時(shí)周期也可例如根據(jù)所用材料而不同。在步驟80中，可用適當(dāng)?shù)男藜粞b置來(lái)切割延伸超出支承框架結(jié)構(gòu)的周邊的預(yù)成型件坯料64的未修剪部分。在一個(gè)例子中，預(yù)成型件材料的未修剪部分可在置入模具中后去除。刀片修剪裝置可切割或修剪橫向延伸超出過(guò)濾介質(zhì)周邊76的周邊懸垂部分。也可使用多種其他技術(shù)來(lái)修剪多余的材料，例如激光器、熱金屬絲等等。在步驟(框)90中，可將面部密封元件固定于支承框架結(jié)構(gòu)的周邊。過(guò)濾式面具呼吸器上設(shè)有面部密封元件，該面部密封元件可以通過(guò)將其包覆成型到支承框架結(jié)構(gòu)周邊的方式設(shè)置。面部密封件也可為模制的、接觸模制的、液體注射成型的等等，參見(jiàn)2010年11月19日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.12/949954。通常還可將鼻夾和上文所述類型的多個(gè)扣環(huán)同時(shí)固定于支承框架結(jié)構(gòu)。鼻夾和扣環(huán)可位于如上所述的位置，或者位于符合呼吸器領(lǐng)域中良好操作的其他位置。鼻夾可安裝在用于固定鼻夾的腔體中并且可在面部密封元件模制到支承框架結(jié)構(gòu)上時(shí)包覆成型。結(jié)合本發(fā)明使用的鼻夾大致可以為有助于改善在佩戴者的鼻部上方的貼合性的任何額外的部件。由于到佩戴者的面部的輪廓在該區(qū)域有顯著變化，鼻夾可更好地有助于面罩主體在該位置中實(shí)現(xiàn)良好的貼合。鼻夾可以包括(例如)柔韌的極軟金屬(如鋁)帶，從而可成形為使面罩在佩戴者的鼻部上方及鼻部與臉頰交界處保持所需的貼合關(guān)系。適用鼻夾的例子在美國(guó)專利5，558，089和Des.412，573 (Castiglione)中示出。其他鼻夾在美國(guó)專利申請(qǐng)12/238，737 (提交于2008年9月26日)；美國(guó)專利公布2007-0044803A1 (提交于2005年8月25日)； 和2007-0068529A1 (提交于2005年9月27日)中有所描述。SM
_7] 呼吸器過(guò)濾結(jié)構(gòu)可按照如下方式來(lái)制備如圖5所示的呼吸器過(guò)濾結(jié)構(gòu)預(yù)成型件，所述方式類似于在授予Martin等人的美國(guó)專利申請(qǐng)2009/0078261中所述的方法。呼吸器過(guò)濾元件或結(jié)構(gòu)，在模制之前為未修剪的預(yù)成型件、由位于50克/平方米(gsm)的白色無(wú)紡布紡粘材料外層和22gsm的白色無(wú)紡布紡粘材料內(nèi)層之間的兩個(gè)254毫米(mm)寬的標(biāo)準(zhǔn)3M8511N95呼吸器駐極體層形成。兩個(gè)紡粘覆蓋纖維網(wǎng)層均由聚丙烯構(gòu)成并且由華盛頓州沃舒格爾(Washougal, WA98671)的 3720Grant Street 的 Fiberweb Washougal 公司提供。注射成型支承結(jié)構(gòu)使用標(biāo)準(zhǔn)的注射成型方法將呼吸器支承結(jié)構(gòu)的樣品注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上。形成單腔體陽(yáng)模和陰模，其具有類似于圖1所示的支承結(jié)構(gòu)的幾何形狀。模具構(gòu)造允許在模制之前將過(guò)濾結(jié)構(gòu)設(shè)置在陽(yáng)模上并且保持固定。模具設(shè)計(jì)還包括位于陽(yáng)模和陰模之間的間隙以用于補(bǔ)償過(guò)濾結(jié)構(gòu)厚度。在154噸的FN3000NISSEI注射成型壓機(jī)(得自加利福尼亞州阿納海姆(Anaheim, CA)的Nissei America公司)上利用下表I中列出的工藝條件來(lái)完成部件的注射成型。在這些實(shí)例中，利用下述樹(shù)脂材料來(lái)制備四個(gè)不同的原型。1.得自羅德島州波塔基特(Pawtucket, Rhode Island)的Teknor Apex公司的100%Monoprene1249D ；2.得自羅德島州波塔基特(Pawtucket, Rhode Island)的Teknor Apex公司的50%Monoprene1249D 和 50%Monoprenel337A ；3.得自伊利諾伊州羅切斯特(Rochester, IL)的 Elastocon TPETechnologies 公司的 509i)Elastocon2825 和 509i)Elastocon2810 ;以及4.得自得克薩斯州休斯敦的Total Petrochemicals, USA公司的100%聚丙烯7823。模制之后在松弛狀態(tài)下或當(dāng)支承結(jié)構(gòu)仍在模具上時(shí)，測(cè)得支承結(jié)構(gòu)從頂部到底部的距離為115mm，從左側(cè)到右側(cè)的距離為120mm。結(jié)構(gòu)的目標(biāo)厚度為2.5毫米。復(fù)1:支承結(jié)構(gòu)注射成型工藝條件
權(quán)利要求
1.一種過(guò)濾式面具呼吸器，包括: a)帶具；以及 b)面罩主體,所述面罩主體包括: (i)過(guò)濾結(jié)構(gòu)；和 (ii)支承框架結(jié)構(gòu)，所述支承框架結(jié)構(gòu)已被注射成型在所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，使得所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)成為與其結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)和所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)通過(guò)機(jī)械互相貫穿和化學(xué)粘合中的至少一種方式結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)不進(jìn)入所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)的第一主表面內(nèi)，從而能夠從所述支承框架結(jié)構(gòu)與所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)結(jié)合的相對(duì)的第二主表面處看見(jiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中在所述注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)和所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)之間的界面處存在連續(xù)粘合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)在所述連續(xù)粘合處通過(guò)所述支承框架結(jié)構(gòu)在其上注射成型而被壓縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述支承框架結(jié)構(gòu)具有骨架構(gòu)造，所述骨架構(gòu)造包括具 有2至12平方毫米的橫截面積的構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述機(jī)械互相貫穿的深度為至少部分地貫穿所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)的厚度的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括第一和第二覆蓋層、以及置于所述第一和第二覆蓋層之間的至少一個(gè)過(guò)濾層，其中所述至少一個(gè)過(guò)濾層已被所述注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)機(jī)械互相貫穿。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述第一和第二覆蓋層中的至少一者已與所述注射成型的支承框架結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)部分化學(xué)粘合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述支承框架結(jié)構(gòu)包括周邊部分以及一個(gè)或多個(gè)大體橫向延伸的構(gòu)件，所述一個(gè)或多個(gè)大體橫向延伸的構(gòu)件限定所述支承框架結(jié)構(gòu)的支承部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾式面具呼吸器，其中所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)覆蓋纖維網(wǎng)和一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾層，其中至少一個(gè)覆蓋纖維網(wǎng)為外覆蓋纖維網(wǎng)，并且其中所述面罩主體包括至少一個(gè)橫向延伸的構(gòu)件，所述至少一個(gè)橫向延伸的構(gòu)件結(jié)合于所述外覆蓋纖維網(wǎng)并且結(jié)合于所述過(guò)濾層中的至少一個(gè)過(guò)濾層。
12.一種用于制備過(guò)濾式面具呼吸器的方法，所述方法包括: (a)提供過(guò)濾結(jié)構(gòu)；以及 (b)將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，使得所述支承框架結(jié)構(gòu)成為與所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的步驟在所述支承框架結(jié)構(gòu)和所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)之間的界面處形成連續(xù)粘合式連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的步驟包括通過(guò)機(jī)械互相貫穿和化學(xué)粘合中的至少一者而結(jié)合。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括含有多個(gè)層的過(guò)濾介質(zhì)，并且其中所述支承框架結(jié)構(gòu)被結(jié)合于所述層中的至少一個(gè)層上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的步驟被執(zhí)行成大體上不貫穿所述過(guò)濾介質(zhì)的所有層。
17.一種用于制備過(guò)濾式面具呼吸器的方法，所述方法包括: 將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，所述支承框架結(jié)構(gòu)包括至少部分地延伸橫跨所述面罩主體的至少一個(gè)構(gòu)件，所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括外覆蓋纖維網(wǎng)和過(guò)濾層，其中所述將支承框架結(jié)構(gòu)注射成型在過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的步驟導(dǎo)致所述構(gòu)件結(jié)合于所述外覆蓋纖維網(wǎng)上并且結(jié)合于所述過(guò)濾層的至少一部分上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述構(gòu)件為連續(xù)地結(jié)合于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上的橫向延伸的構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在至少50噸的壓力下施加合模力。
20.一種過(guò)濾式面具呼吸器，包括: a)帶具，所述帶具包括一個(gè)或多個(gè)扎帶；以及 b)面罩主體，所述面罩主體與所述帶具連接并且包括: (i)過(guò)濾結(jié)構(gòu)，所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括一層或多層帶電荷的無(wú)紡布纖維材料、以及一個(gè)或多個(gè)各自含有聚合物纖維的覆蓋纖維網(wǎng)；以及 (ii)塑料的支承框架結(jié)構(gòu)，所述支承框架結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)構(gòu)件，所述至少一個(gè)構(gòu)件延伸橫跨所述面罩主體 并且已被注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)上，從而通過(guò)使所述支承框架結(jié)構(gòu)的所述至少一個(gè)構(gòu)件的塑料進(jìn)入到至少所述覆蓋纖維網(wǎng)和至少一個(gè)所述層內(nèi)來(lái)使所述至少一個(gè)構(gòu)件成為結(jié)合于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明描述了包括面罩主體(12)和帶具(14)的過(guò)濾式面具呼吸器(10)。所述面罩主體(12)包括支承框架結(jié)構(gòu)(16)和過(guò)濾結(jié)構(gòu)(18)。將所述框架結(jié)構(gòu)注射成型于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)(18)上，使得所述框架結(jié)構(gòu)(16)成為結(jié)合于所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)(18)。具有這種支承結(jié)構(gòu)的面罩主體允許所述過(guò)濾結(jié)構(gòu)緊密地隨從其構(gòu)型，由此為所得制品提供改善的美觀性和抗塌陷性。
文檔編號(hào)A61B18/08GK103189012SQ201180052783
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者約納斯·加布雷沃爾德, 邁克爾·K·多姆勒澤, 迪安·R·達(dá)菲, 德韋恩·D·道高, 恩哈特·哈·T·源, 戴維·M·布隆貝格, 丹尼絲·A·巴雷拉 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司