Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски со сложенными боковыми планками, активируемыми ремнями Российский патент 2017 года по МПК A62B18/02 

[0001] Настоящее изобретение относится к респиратору в виде фильтрующей лицевой маски со сложенными внешними боковыми планками, при этом указанные боковые планки имеют переднюю кромку, совпадающую с участком периметра корпуса 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 корпус маски сам действует как фильтрующий механизм. В отличие от респираторов, в которых применяются каучуковые или эластомерные корпусы масок в сочетании с прикрепляемыми фильтрующими картриджами (см., например, патент США RE39,493 (Yuschaketal.)) или с формованными со вставкой фильтрующими элементами (см., например, патент США 4,790,306 (Braun)), в респираторах в виде фильтрующей лицевой маски фильтрующий материал имеет протяженность по большей части всего корпуса 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 связываемых термическим способом волокон или ажурной пластиковой сетки для придания корпусу 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 (Kronzeretal.), 6,923, 182, 6,041,782 (Angadjivandetal.), 4,807,619 (Dyradetal.), 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 (Bostocketal.) и 6,394,090 (Chen).

[0006] Несмотря на то что плоские в сложенном виде складные респираторы удобны тем, что они могут быть сложены в плоское состояние для хранения и транспортировки, эти респираторы обычно более сложны в поддержании их чашеобразной конфигурации во время использования. Соответственно, исследователи, конструирующие плоские в сложенном виде складные респираторы предусмотрели в этих масках линии стыков, швы и складки, способствующие поддержанию их чашеобразной конфигурации во время использования. Также в стенки корпуса маски были встроены элементы жесткости (см. публикации заявки на патенты США 2001/0067700 (Duffyetal.), 2010/0154805 (Duffyetal.) и патент США на промышленный образец Des. 659,821 (Spooetal.)). Настоящее изобретение, как описано ниже, предлагает еще один способ улучшения конструктивной целостности неформованной фильтрующей лицевой маски во время использования, а также обеспечивает респираторную маску с гладкой внешней поверхностью.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Настоящее изобретение обеспечивает фильтрующий лицевой респиратор, содержащий корпус маски и крепежный узел. Корпус маски имеет основную часть, содержащую один или более слоев фильтрующего материала и имеющую первую и вторую боковые планки, расположенные на противоположных сторонах основной части. Первая и вторая боковые планки выполнены с возможностью складывания вовнутрь к основной части. Крепежный узел содержит два ремня, каждый из которых имеет первый и второй концы. Первый и второй концы прикреплены к первой и второй боковым планкам соответственно таким образом, что два конца оказываются прикрепленными к каждой планке, будучи пространственно разнесенными друг от друга так, чтобы ремни имели первый участок, проходящий над ухом пользователя, и второй участок, проходящий под ухом пользователя, в надетом состоянии респиратора. Когда респиратор надет, второму ремню придано натяжение, и при этом такое натяжение приводит к загибанию планки книзу для ее вхождения в контакт с основной частью.

[0008] Настоящее изобретение также обеспечивает респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащей корпус маски и крепежный узел. Корпус маски имеет основную часть, содержащую один или более слоев фильтрующего материала и имеющую первую и вторую боковые планки, расположенные на противоположных сторонах основной части. Каждая из первой и второй боковых планок выполнена с возможностью складывания вниз к основной части по линии разграничения. Крепежный узел также содержит первый и второй ремни, каждый из которых имеет первый и второй концы. Первый и второй концы второго ремня прикреплены к первой и второй боковым планкам соответственно таким образом, чтобы каждая точка прикрепления отстояла по меньшей мере на один сантиметр от линии разграничения. Когда респиратор надет, по меньшей мере второму ремню придано натяжение, и при этом такое натяжение приводит к загибанию планки книзу для ее вхождения в контакт с основной частью.

[0009] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно создает жесткий чашеобразный корпус маски, который имеет исключительную конструктивную целостность или сопротивляемость смятию при использовании.

Глоссарий

[0010] Приведенные далее термины имеют следующие значения в соответствии с определениями:

[0011] 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;

[0012] термин "чистый воздух" означает объем атмосферного окружающего воздуха, который был отфильтрован с целью удаления загрязняющих веществ;

[0013] 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;

[0014] термин "поперечное измерение" означает измерение, проходящее через респиратор в поперечном направлении от одной стороны до другой, если рассматривать респиратор спереди;

[0015] термин "чашеобразная конфигурация" означает любую форму, подобную сосуду, выполненную с возможностью покрывать надлежащим образом нос и рот человека;

[0016] термин "внешнее газовое пространство" означает внешнее пространство атмосферного газа, в которое после прохождения через корпус маски и/или клапан выдоха и за их пределы проникает выдыхаемый газ;

[0017] термин "фильтрующая лицевая маска" означает, что корпус маски сам по себе предназначен для фильтрации проходящего через него воздуха; для достижения этой цели в нем не предусмотрены выполненные отдельно идентифицируемые фильтрующие картриджи или формованные литьем со вставкой фильтрующие элементы, прикрепленные к корпусу маски или формованные в нем;

[0018] термин "фильтр" или "фильтрующий слой" означает один или несколько слоев из воздухопроницаемого материала, при этом один или несколько слоев являются пригодными для осуществления основной цели, заключающейся в удалении загрязняющих веществ (таких как частицы) из потока воздуха, проходящего через него;

[0019] термин "фильтрующий материал" означает воздухопроницаемую конструкцию, предусмотренную для удаления загрязняющих веществ из проходящего через нее воздуха;

[0020] термин "фильтрующая конструкция" означает в сущности воздухопроницаемую конструкцию, фильтрующую воздух;

[0021] термин "первая сторона" означает область корпуса маски, расположенную на одной стороне плоскости, разделяющей корпус маски на две равных части перпендикулярно ее поперечному направлению;

[0022] термин "боковая планка" означает выступающую часть, придающую конструктивную целостность или усиливающую корпус, из которого она выступает;

[0023] термин "сложенный вовнутрь" означает загнутый назад к той части, от которой он протяжен;

[0024] термин "фронтально" означает протяженность от периметра корпуса маски;

[0025] термин "крепежный узел" означает конструкцию или комбинацию деталей, способствующие поддержанию корпуса маски на лице пользователя;

[0026] термин "сплошной" означает изготовленный как одно целое за один этап, то есть выполненный совместно в виде единой детали, а не отдельно изготовленных деталей, которые впоследствии соединены друг с другом;

[0027] термин «внутреннее газовое пространство» означает пространство между корпусом маски и лицом человека;

[0028] термин "передняя кромка" означает неприкрепляемую кромку;

[0029] термин "линия разграничения" означает складку, шов, линию сварки, линию скрепления, линию прошивки, линию перегиба и/или любую их комбинацию;

[0030] термин "основная часть" означает чашеобразную часть корпуса маски;

[0031] термин "корпус 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);

[0032] термин "совпадать" означает иметь по сути одинаковый контур;

[0033] термин «носовой зажим» означает механическое приспособление (отличное от располагаемого в области носа пеноматериала), при этом приспособление является пригодным для применения на корпусе маски для улучшения уплотнения по меньшей мере вокруг носа пользователя;

[0034] термин «периметр» означает внешнюю кромку корпуса маски, при этом внешняя кромка расположена в сущности проксимально по отношению к лицу пользователя респиратора, когда респиратор надет на человека;

[0035] термин "складка" означает часть, предусмотренную для загибания или загнутую назад на себя;

[0036] термины "полимерный" и "пластмассовый" оба означают материал, который главным образом включает один или несколько полимеров, но также может содержать другие составляющие;

[0037] термин "множество" означает два или более;

[0038] термин "респиратор" означает устройство для фильтрации воздуха, которое человек носит на лице поверх носа и рта, обеспечивающее пользователя респиратора чистым воздухом для дыхания;

[0039] термин "вторая сторона" означает область корпуса маски, расположенную на одной стороне плоскости, разделяющей корпус маски на две равных части перпендикулярно ее поперечному направлению (при этом вторая сторона расположена напротив первой стороны);

[0040] "плотная посадка" или "плотно сидеть" означает обеспечение в сущности воздухонепроницаемой (или в сущности герметичной) посадки (между корпусом маски и лицом пользователя);

[0041] термин "язычок" означает часть, имеющую достаточную площадь поверхности для прикрепления другого элемента; и

[0042] термин "протяженный в поперечном направлении" означает протяженность в сущности в поперечном измерении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0043] ФИГ. 1 - вид спереди в перспективе плоского в сложенном виде складного лицевого респиратора 10 согласно настоящему изобретению в надетом на лицо пользователя состоянии;

[0044] ФИГ. 2 - вид сверху респиратора 10, показанного на ФИГ. 1 в нераскрытой конфигурации;

[0045] ФИГ. 3 - вид корпуса 12 маски в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 3-3 на ФИГ. 2;

[0046] ФИГ. 4 - вид фильтрующей конструкции 16 в поперечном сечении, выполненном вдоль линий 4-4 на ФИГ. 3;

[0047] ФИГ. 5 - вид спереди корпуса 12 маски, который может быть использован в связи с настоящим изобретением; и

[0048] ФИГ. 6 - вид слева респиратора 10 согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0049] На практике настоящее изобретение обеспечивает респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, имеющий первую и вторую боковые планки, расположенные на первой и второй противоположных сторонах корпуса маски. Преимуществом первой и второй боковых планок оказалось обеспечение конструктивной целостности корпуса маски для поддержания ее пространственной, чашеобразной конфигурации, отстоящей ото рта пользователя во время использования. Плоские в сложенном виде складные респираторы не являются формованными с постоянной формой для надевания на лицо, и, следовательно, они могут быть склонны к потере их желаемой конфигурации для надевания на лицо после ношения на протяжении продолжительных периодов времени. Например, пользователь может неумышленно вызвать столкновение с внешними предметами во время использования. Влага в теплом выдыхаемом воздухе и окружающей среде может способствовать потере маской жесткости, что может допустить контакт внутренней части корпуса маски с лицом пользователя. Обеспечение первой и второй боковых планок, сложенных внутрь для контакта с основной частью корпуса маски, способствует поддержанию желаемой отстоящей от лица чашеобразной конфигурации во время использования.

[0050] 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 корпус 12 маски и крепежный узел 14. Корпус 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. Корпус 12 маски содержит верхнюю часть 18 и нижнюю часть 20. Верхняя часть 18 и нижняя часть 20 отделены линией 22 разграничения. В этом конкретном воплощении линия 22 разграничения является сгибом или складкой, протяженными в поперечном направлении через центральную часть корпуса маски от одной стороны до другой. Корпус 12 маски также имеет периметр 24, содержащий верхний участок 24а и нижний участок 24b. Крепежный узел 14 имеет первый, верхний ремень 26, прикрепленный к первой боковой планке 30а. Крепежный узел 14 также имеет второй, нижний ремень 27, также прикрепленный к первой боковой планке 30а. Вторая боковая планка 30b (ФИГ. 2) расположена на противоположной стороне основной части 28 корпуса 12 маски. Первая и вторая боковые планки 30а, 30b выполнены с возможностью складывания внутрь к основной части 28. Каждый из ремней 26, 27 крепежного узла имеет первый и второй концы 29а, 29b (ФИГ. 2). Первый и второй концы 29а, 29b прикреплены к первой и второй боковым планам 30а, 30b соответственно таким образом, что два конца 29а, 29b прикреплены к каждой планке 30а, 30b, будучи пространственно разнесенными друг от друга так, чтобы первый ремень 26 имел первый участок, проходящий над ухом пользователя, а второй ремень 27 имел второй участок, проходящий под ухом пользователя, в надетом состоянии респиратора. Когда респиратор надет, каждому из ремней 26, 27 придано натяжение, и при этом такое натяжение, особенно натяжение ремня 27, приводит к складыванию планок 30а, 30b книзу для их вхождения в контакт с основной частью 28 корпуса 12 маски во время использования респиратора.

[0051] На ФИГ. 2 показано, что первая и вторая боковые планки 30а и 30b расположены на противоположных сторонах 31а и 3lb соответственно корпуса 12 маски. Плоскость 32 разделяет корпус 12 маски на две равные части, определяя первую и вторую стороны 31а, 31b. Каждый из первого и второго ремней 26, 27 прикреплен к боковым планкам 30а, 30b. При использовании натяжение на втором ремне 27 приводит к складыванию боковых планок 30а и 30b внутрь к фильтрующей конструкции 16 для вхождения с ней в контакт, когда респиратор 12 надет поверх носа и рта пользователя. Каждая боковая планка часто занимает площадь поверхности приблизительно от 1 до 15 см², чаще приблизительно от 2 до 12 см² и еще чаще приблизительно от 5 до 10 см². Боковые планки 30а, 30b могут быть прикреплены несъемным или съемным образом к основной части 28 корпуса 12 маски, и они могут иметь сварные или клеевые швы 35, выполненные на них для повышения жесткости боковой планки. Альтернативно, для повышения жесткости боковой планки может быть использован клеевой слой. Боковые планки могут иметь модуль упругости при изгибе по меньшей мере 10 мегапаскалей (МПа), чаще по меньшей мере 20 МПа при изгибании вдоль большей части поверхности боковой планки. На верхнем конце модуль упругости при изгибе часто составляет менее 100 МПа, чаще менее 60 МПа. Боковые планки 30а, 30b также часто выполнены протяженными в направлении от линии 36а, 36b разграничения на корпусе 12 маски по меньшей мере на 2 миллиметра (мм), чаще по меньшей мере на 5 мм, еще чаще по меньшей мере на расстояние от 1 до 2 см. Боковые планки 30а, 30b могут содержать один или более, или все из различных слоев, которые содержит фильтрующая конструкция 16 корпуса маски. 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 быть продолжением материала, используемого для изготовления фильтрующей конструкции 16 корпуса маски, или они могут быть выполнены из отдельного материала, такого как жесткий или полужесткий пластик. Периметр 24а корпуса маски также может иметь несколько клеевых или сварных швов 35 для соединения друг с другом различных слоев корпуса 12 маски. Таким образом, периметр может быть не очень проницаемым для текучего вещества. Остальная часть фильтрующей конструкции 16 - по направлению внутрь от периметра - может быть 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. Первая и вторая боковые планки 30а, 30b могут быть присоединены к корпусу 12 маски на первой и второй линиях 36а, 36b разграничения и могут быть выполнены с возможностью поворота или складывания относительно оси, в сущности параллельной указанным линиям разграничения соответственно. Первый и второй концы 29а, 29b (ФИГ. 2) каждого ремня 26, 27 прикреплены к каждой из боковых планок 30а, 30b на линии, в сущности параллельной передним кромкам 33. Боковые планки 30а, 30b могут сходиться с основной частью 28 корпуса 12 маски на линии 36а, 36b разграничения. Точка прикрепления второго ремня 27 отстоит по меньшей мере на один сантиметр от линии 36а, 36b разграничения. Такое пространственное разнесение точки прикрепления ремня с линией разграничения создает плечо рычага, позволяющее боковой планке быть плотно сложенной к основной части 28 в надетом состоянии респиратора 10. Линия разграничения часто составляет по меньшей мере три сантиметра (см) в длину. Чаще, испытывающий натяжение ремень, приводящий к складыванию боковой планки вниз, отнесен на 1,5 см или более от линии 36а, 36b разграничения. Верхняя точка прикрепления часто отнесена на расстояние менее 1 см от линии 36а, 36b разграничения.

[0052] Первая и вторая линии 36а, 36b разграничения смещены на угол α от плоскости 32, протяженной перпендикулярно периметру 24а корпуса 12 маски при рассмотрении корпуса маски сверху или снизу в нераскрытом состоянии. Угол α может составлять от приблизительно нуля до приблизительно 60 градусов, чаще от приблизительно 30 до 45 градусов. Верхняя часть 18 может содержать одну или более линию 38 складки, протяженную от первой линии 36а разграничения до второй линии 36b разграничения в поперечном направлении.

[0053] На ФИГ. 3 показан пример сложенной конфигурации корпуса 12 маски согласно настоящему изобретению. Как показано, верхняя часть или панель 18 корпуса 12 маски также может содержать складки 38 и 40 и полускладку 22. Нижняя часть или панель 20 корпуса 12 маски может содержать складки 42 и 44 и полускладку 22. Складка 22 отделяет верхнюю и нижнюю части 18 и 20 корпуса 12 маски. Нижняя часть 20 корпуса 12 маски может иметь такую же, большую или меньшую площадь поверхности фильтрующего материала в сравнении с верхней частью 18. Корпус 12 маски также может содержать полотно периметра, прикрепленное к корпусу маски вдоль ее периметра. Полотно периметра может быть загнуто поверх корпуса маски по периметру 24а, 24b. Полотно периметра также может быть продолжением внутреннего покровного полотна, загнутого и закрепленного вокруг кромки 24а и 24b. Носовой зажим 56 (ФИГ. 5) может быть расположен на верхней части 18 корпуса маски вблизи центральной части сегмента 24 периметра между фильтрующей конструкцией 16 и полотном периметра. Носовой зажим 56 может быть выполнен из гибкого металла или пластика с возможностью ручного регулирования для подгонки к контуру носа пользователя.

[0054] На ФИГ. 4 показано, что фильтрующая конструкция 16 может содержать один или более слоев, таких как внутреннее покровное полотно 58, внешнее покровное полотно 60 и фильтрующий слой 62. Внутреннее и внешнее покровные полотна 58 и 60 могут быть обеспечены для защиты фильтрующего слоя 62 и для предотвращения отделения волокон фильтрующего слоя 62 и их попадания внутрь маски. Во время использования респиратора воздух последовательно проходит через слои 60, 62 и 58 перед попаданием вовнутрь маски. В таком случае использованный воздух во внутреннем газовом пространстве корпуса маски может вдыхаться пользователем. Когда пользователь выдыхает, воздух последовательно проходит через слои 58, 62 и 60 в обратном направлении. Альтернативно, на корпусе 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. Часто покровные полотна 58 и 60 выполнены из набора нетканых материалов, обеспечивающих комфортное ощущение, особенно в той части фильтрующей конструкции, которая контактирует с лицом пользователя. Конструкция из различных фильтрующих слоев и покровных полотен, которая может быть использована в сочетании с опорной конструкцией согласно настоящему изобретению, более подробно описана ниже. Фильтрующая конструкция 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. Применение такой сетки описано в публикации заявки на патент США 2010/0154806 А1, озаглавленной ExpandableFaceMaskwithReinforcingNetting. Для улучшения посадки маски, а также комфорта пользователя, по периметру фильтрующей конструкции 16 может быть закреплено эластомерное лицевое уплотнение. Такое лицевое уплотнение может быть протяженным радиально внутрь для контакта с лицом пользователя в надетом состоянии респиратора. Примеры лицевых уплотнений описаны в патентах США 6,568,392 (Bostocketal.), 5,617,849 (Springettetal.) и 4,600,002 (Maryyaneketal.), и патенте Канады 1,296,487 (Yard). Периметр 24 корпуса маски также может быть согнут на себя в области носа для достижения плотной посадки - см. публикацию заявки на патент США 2011/0315144 А1.

[0055] На ФИГ. 5 показан корпус 12 маски в конфигурации при использовании. Во время использования боковые планки 30а, 30b находятся в контакте с первой и второй сторонами основной части 28 корпуса 12 маски. Боковые планки 30а, 30b могут быть сложены внутрь к корпусу маски. Когда боковая планка притянута внутрь к основной части 28 корпуса 12 маски, респиратор функционирует скорее как формованный респиратор, чем как плоский в сложенном виде складной респиратор. То есть респиратор принимает конструктивную чашеобразную конфигурацию, более приспособленную к лучшему сохранению такой формы во время использования. Таким образом, респиратор согласно изобретению, имеющий боковые планки 30а, 30b, притянутые внутрь к основной части 28 корпуса 12 маски, в некотором смысле является гибридом формованного респиратора и плоского в сложенном виде складного респиратора.

[0056] На ФИГ. 6 также показана боковая планка 30а, сложенная вниз в контакте с нижней частью 20 фильтрующей конструкции 16 корпуса 12 маски. Протяженность боковой планки вдоль линии 36а и ее расположение в контакте с нижней частью 20 фильтрующей конструкции 16 обеспечивает выступающую от лица чашеобразную конфигурацию, показанную в не надетом на лицо состоянии. Корпус 12 маски может сохранять эту желаемую форму в течение многих часов использования во влажной среде без риска смятия.

Фильтрующая конструкция

[0057] Фильтрующая конструкция, используемая в связи с настоящим изобретением, может принимать множество различных форм и конфигураций. Фильтрующая конструкция часто выполнена таким образом, чтобы она должным образом прилегала к опорной конструкции или внутри нее. Обычно форма и конфигурация фильтрующей конструкции соответствует общей форме корпуса маски. Хотя фильтрующая конструкция была проиллюстрирована со множеством слоев, включая фильтрующий слой и два покровных полотна, фильтрующая конструкция просто может содержать фильтрующий слой или комбинацию фильтрующих слоев. 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. Фильтрующая конструкция может содержать один или более слоев, придающих жесткость, способствующих обеспечению чашеобразной конфигурации. Фильтрующая конструкция также может иметь одну или более горизонтальных и/или вертикальных линий разграничения, способствующих ее конструктивной целостности. Однако первая и вторая боковые планки при использовании согласно настоящему изобретению могут исключить необходимость в таких придающих жесткость слоях и линиях разграничения.

[0058] Фильтрующая конструкция, используемая в корпусе маски согласно изобретению, может состоять из фильтра для захвата твердых частиц или газа и пара. Фильтрующая конструкция 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 потребностями применения, для создания фильтрующей конструкции согласно изобретению может быть использовано множество слоев из одинаковых или различных фильтрующих материалов. Фильтры, которые могут быть преимущественно использованы в многослойном корпусе маски согласно изобретению, обычно имеют низкий перепад 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. 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 содержать порошки или гранулы, связанные в фильтрующем слое посредством адгезивов, связующих или волокнистых структур - см. патенты США 6,334,671 (Springettetal.) и 3,971,373 (Braun). 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. Пример сорбционной фильтрующей конструкции, которая может быть выполнена в различных конфигурациях, описан в патенте США 6,391,429 (Senkusetal).

[0059] Фильтрующий слой часто выбирают для достижения желаемого фильтрующего эффекта. Фильтрующий слой 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, и часто выбирают таким образом, чтобы они не связывались друг с другом в процессе операции формования. Как указано, фильтрующий слой может иметь различные формы и виды и часто имеет толщину приблизительно от 0,2 миллиметров (мм) до 1 сантиметра (см), чаще приблизительно от 0,3 мм до 0,5 см, и это может быть в сущности плоское полотно, или оно может быть гофрированным для обеспечения увеличенной площади поверхности - см., например, патенты США 5,804,295 и 5,656,368 (Braunetal.). Фильтрующий слой также может содержать несколько 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. Полотна из волокон, выполненных по технологии мелтблаун, такие как описанные в Wente, Van А., SuperfmeThermoplasticFibers, 48 Indus. Engn. Chem., 1342 etseq. (1956), особенно квазипостоянно электрически заряженной (электретной) формы являются особенно подходящими (см., например, патент США №4,215,682 (Kubiketal.)). Эти волокна, полученные по технологии мелтблаун, могут быть микроволокнами с эффективным диаметром менее приблизительно 20 микрометров (мкм) (именуемые BMF как сокращение от "blownmicrofiber"), как правило, приблизительно от 1 до 12 мкм. Эффективный диаметр волокна может быть определен в соответствии с Davies, С.N., The Separation Of Airborne Dust Particles, Institution Of Mechanical Engineers, London, Proceedings IB, 1952. Особенно предпочтительными являются полотна BMF, содержащие волокна, образованные из полипропилена, поли(4-метил-1-пентена) и их комбинаций. Электрически заряженные фибриллированные пленочные волокна, согласно патенту США RE 31,285 (vanTurnhout), также могут быть пригодными, так же, как и волокнистые полотна из древесной смолы и полотна из стеклянных волокон или волокон, полученных путем раздува из раствора, или электростатически распыленных волокон, особенно в форме микропленок. Электрический заряд может быть сообщен волокнам путем контакта волокон с водой, как описано в патентах США 6,824,718 (Eitzmanetal.), 6,783,574 (Angadjivandetal.), 6,743,464 (Insleyetal.), 6,454,986 и 6,406,657 (Eitzmanetal.), и 6,375,886 и 5,496,507 (Angadjivandetal.). Электрический заряд также может быть сообщен волокнам коронным разрядом, как описано в патенте США 4,588,537 (Klasseetal.), или трибоэлектризацией, как описано в патенте США 4,798,850 (Brown). Также в волокна могут быть включены добавки для усиления эффекта фильтрации полотен, изготовленных в процессе гидрозарядки (см. патент США 5,908,598 (Rousseauetal.)). В частности, на поверхности волокон в фильтрующем слое для усиления эффекта фильтрации в условиях жиросодержащего тумана могут быть расположены атомы фтора, см. патенты США 6,398,847 В1, 6,397,458 В1, и 6,409,806 Bl (Jonesetal). Обычно основная масса для фильтрующих слоев из электрета BMF составляет приблизительно от 10 до 100 грамм на квадратный метр. При электрической зарядке в соответствии с методиками, описанными, например, в патенте ‘507 (Angadjivandetal.), и при включении атомов фтора, как описано в патентах Jonesetal., основная масса может составлять приблизительно от 20 до 40 г/м² и приблизительно от 10 до 30 г/м² соответственно.

[0060] Внутреннее покровное полотно может быть использовано для обеспечения гладкой поверхности для контакта с лицом пользователя, а внешнее покровное полотно может быть использовано для заключения свободных волокон в корпусе маски или из эстетических соображений. Покровное полотно обычно не обеспечивает фильтрующую конструкцию какими-либо значительными фильтрующими преимуществами, однако оно может действовать в качестве предварительного фильтра при его расположении на внешней части фильтрующего слоя (или перед ним). Для получения подходящей степени комфорта внутреннее покровное полотно предпочтительно имеет сравнительно небольшую основная масса и выполнено из сравнительно тонких волокон. Конкретнее, покровное полотно может быть выполнено таким, основная масса которого составляет приблизительно 5-50 г/м² (как правило, 10-30 г/м²) и толщина волокон которого 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 покровном полотне, 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.

[0061] 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). Подходящим способом для получения материалов на основе выполненных по технологии мелтблаунмикроволокон для покровного полотна является способ, описанный в патенте США 4,013,816 (Sabeeetal.). Полотно может быть получено путем накапливания волокон на гладкой поверхности, обычно на цилиндре с гладкой поверхностью или на вращающемся накопителе - см. патент США 6,492,286 (Berriganetal.). Также могут применяться волокна, полученные по технологии спанбонд.

[0062] Обычное покровное полотно может быть изготовлено из полипропилена или из смеси полипропилена/полиолефина, содержащей 50% по весу или более полипропилена. Было обнаружено, что эти материалы обладают высокой степенью мягкости и комфорта для пользователя, а также возможностью оставаться прикрепленными к фильтрующему материалу без необходимости в адгезиве между слоями, если фильтрующий материал является полипропиленовым материалом BMF. 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. Одним примером волокна для покровного полотна является полипропилен BMF, изготовленный из полипропиленовой смолы "Escorene 3505G" изготовителя ExxonCorporation, имеющий основную массу приблизительно 25 г/м и толщину волокна в диапазоне от 0,2 до 3,1 денье (в среднем, около 0,8 при измерении 100 волокон). Другим подходящим волокном является полипропиленовое/полипропиленовое BMF (изготовленное из смеси, содержащей 85 процентов смолы "Escorene 3505G" и 15 процентов сополимера этилена/альфа-олефина "Exact 4023" также от ExxonCorporation), имеющее основную массу приблизительно 25 г/м и среднюю толщину волокна приблизительно 0,8 денье. Подходящие материалы, выполненные по технологии спанбонд, представлены под торговыми наименованиями "CorosoftPlus 20", "CorosoftClassic 20" и "Corovin PP-S-14", от CorovinGmbH, Пайне, Германия и чесаный материал из смеси полипропилена/вискозы, представленный под торговым наименованием "370/15", от J.W. Suominen OY, Накила, Финляндия.

[0063] Покровные полотна, применяемые в изобретении, в основном имеют очень мало волокон, выступающих с поверхности полотна после обработки, и, следовательно, обеспечивают гладкую внешнюю поверхность. Примеры покровных полотен, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, раскрыты, например, в патенте США 6,041,782 (Angadjivand), патенте США 6,123,077 (Bostocketal.) и публикации WO 96/28216А (Bostocketal.).

Компоненты респиратора

[0064] Один или несколько ремней, применяемые в системе крепления, могут быть изготовлены из различных материалов, таких как термоотверждаемые каучуки, термопластичные эластомеры, сплетенные или связанные комбинации пучков нитей/резины, неэластичные связанные компоненты и т.п. Один или несколько ремней могут быть изготовлены из эластичного материала, такого как эластичный сплетенный материал. Предпочтительно, ремень может растягиваться более чем в два раза относительно своей общей длины и возвращаться в свое исходное состояние. Ремень также может удлиняться в три или четыре раза относительно своей длины в исходном состоянии и может возвращаться в свое начальное состояние без вреда для него, когда растягивающие усилия отсутствуют. Таким образом, предел растяжения обычно составляет не менее чем две, три или четыре длины ремня в исходном состоянии. Типично, один или несколько ремней имеют длину приблизительно от 20 до 30 см, ширину от 3 до 10 мм и толщину приблизительно от 0,9 до 1,5 мм. Один или несколько ремней могут быть протяженными от первого язычка до второго язычка как непрерывный ремень, или ремень может иметь несколько частей, которые могут быть соединены друг с другом дополнительными застежками или пряжками. Например, ремень может иметь первую и вторую части, соединяемые друг с другом посредством застежки, которая может легко быть разъединена пользователем при снятии корпуса маски с лица. Пример ремня, который может быть использован совместно с настоящим изобретением, раскрыт в патенте США 6,332,465 (Xueetal.). Примеры застежки или крепежного механизма, которые могут быть использованы для соединения одной или нескольких частей ремня между собой, раскрыты, например, в следующих патентах США: 6,062,221 (Brostrometal.), 5,237,986 (Seppala) и ЕР 1,495,785 А1 (Chien). Ремни также могут быть ремнями в виде заушных петель, как ремни, описанные в патенте США 6,394,090 (Chenetal).

[0065] Как уже отмечалось, для облегчения удаления выдыхаемого воздуха из внутреннего газового пространства к корпусу маски может быть прикреплен клапан выдоха. Применение клапана выдоха может повысить комфорт, ощущаемый пользователем респиратора, путем быстрого удаления теплого, влажного выдыхаемого воздуха из внутренней части маски. См., например, патенты США 7,188,622, 7,028,689 и 7,013,895 (Martinetal.); 7,428,903, 7,311,104, 7,117,868, 6,854,463, 6,843,248 и 5,325,892 (Japuntichetal.); 6,883,518 (Mittelstadtetal.) и RE 37,974 (Bowers). 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 корпусу маски.

[0066] Зажим для носа, который используется в настоящем изобретении может представлять собой в сущности любую дополнительную деталь, способствующую улучшению прилегания к носу пользователя. Поскольку лицо пользователя выступает вперед в области носа, носовой зажим может быть использован для лучшего способствования в достижении надлежащего прилегания в этой области. Носовой зажим может содержать, например, гибкую и полностью мягкую полоску металла, такого как алюминий, которому может быть придана форма для поддержания маски в желаемом прилегающем состоянии относительно носа пользователя и в области границы носа со щекой. Пример подходящего зажима для носа показан в патенте США 5,558,089 и патенте на промышленный образец Des. 412,573 (Castiglione). Другие зажимы для носа описаны в заявке на патент США 12/238,737 (поданной 26 сентября 2008); публикациях США 2007-0044803 А1 (поданной 25 августа 2005) и 2007-0068529 А1 (поданной 27 сентября 2005).

ПРИМЕРЫ

Испытание прочности маски на сжатие

[0067] Испытание прочности маски на сжатие применялось для определения сопротивления смятию маски под постепенной сминающей нагрузкой. Испытание проводилось с периметром корпуса маски, прикрепленным к эллиптической платформе. Платформа имитировала двухмерную проекцию лица пользователя. После установки маски на подставку, конструкция была выровнена вертикально в устройстве для испытания сжатием. Затем к корпусу маски постепенно прикладывалась сжимающая нагрузка через пластину, прикрепленную к датчику нагрузки, которая была выровнена параллельно платформе и вдоль центральной оси корпуса маски. Пластина была сконфигурирована имеющей форму окружности с диаметром 76 миллиметров. Пластина была отцентрирована на корпусе маски таким образом, чтобы на протяжении всего цикла сжатия сохранялся полный контакт с корпусом маски. Применяемое устройство для испытаний было структурным анализатором ТА-ХТ plusTextureAnalyzer от MicroSystems, Скарсдейл, Нью-Йорк. Эллиптическая подставка для установки маски имела длину большей оси 155 мм, длину меньшей оси 95 мм и толщину 3 мм. Периметр корпуса маски был прикреплен к периметру подставки. После установки маски на подставку конструкция была жестко установлена в устройство для испытаний, и был запущен цикл сжатия. Скорость перемещения сжимающей пластины по ползуну составляла 5 мм в секунду, и сжимающую нагрузку записывали в грамм-силах (гс) от момента контакта с корпусом маски до момента смятия на 25 мм. Сминающее усилие записывали по точкам на протяжении полного цикла сжатия, и площадь под кривой, представленной этими точками, вычисляли и принимали как площадь под кривой сила-смещение. Значение этой площади дает представление о сопротивлении смятию, или прочности, испытываемой маски, и приведено в единицах мм-гс.

ПРИМЕР 1

[0068] Респиратор был собран в конфигурации респиратора 10, показанного на чертежах. Этот респиратор был установлен на испытательную подставку, описанную выше в разделе Испытание прочности маски на сжатие. Респиратор испытывали в двух конфигурациях: (1) с боковыми планками, выполненными протяженными наружу от корпуса маски, как показано на ФИГ. 2; и (2) с боковыми планками, поддерживаемыми в контакте с корпусом маски от натяжения ремня, как показано на ФИГ. 6, для имитации конфигурации при использовании. В первом случае респиратор показал сопротивление смятию 4,094 мм-гс; тогда как во втором случае сопротивление смятию составило 6,613 мм-гс, что составило улучшение на 62%.

[0069] Данное изобретение может допускать различные модификации и изменения, не выходящие за рамки его объема и сути. Следовательно, данное изобретение не ограничивается вышеописанным и определяется ограничениями, заявленными в пунктах формулы и любыми их эквивалентами.

[0070] Настоящее изобретение также может быть осуществлено должным образом на практике при отсутствии любого элемента, не раскрытого отдельно в данной заявке.

[0071] 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.

Изобретение относится к респираторам в виде фильтрующей лицевой маски. Респиратор содержит корпус маски, содержащий основную часть, содержащую один или более слоев фильтрующего материала и имеющую первую и вторую боковые планки, расположенные на противоположных сторонах основной части, при этом первая и вторая боковые планки выполнены с возможностью складывания внутрь к основной части. Крепежный узел содержит первый и второй ремни, каждый из которых имеет первый и второй концы, при этом первый и второй концы прикреплены к первой и второй боковым планкам соответственно, при этом два конца прикреплены к каждой планке пространственно разнесенными друг от друга, при этом первый ремень имеет первый участок, проходящий над ухом пользователя в надетом состоянии респиратора, а второй ремень имеет второй участок, проходящий под ухом пользователя в надетом состоянии респиратора, при этом, когда респиратор надет, по меньшей мере второму ремню придано натяжение, и при этом указанное натяжение приводит к складыванию планки книзу для ее вхождения в контакт с основной частью. 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски, содержащий:

(a) корпус маски, содержащий основную часть, содержащую один или более слоев фильтрующего материала и имеющую первую и вторую боковые планки, расположенные на противоположных сторонах основной части, при этом первая и вторая боковые планки выполнены с возможностью складывания внутрь к основной части; и

(b) крепежный узел, содержащий первый и второй ремни, каждый из которых имеет первый и второй концы, при этом первый и второй концы прикреплены к первой и второй боковым планкам соответственно, при этом два конца прикреплены к каждой планке пространственно разнесенными друг от друга, при этом первый ремень имеет первый участок, проходящий над ухом пользователя в надетом состоянии респиратора, а второй ремень имеет второй участок, проходящий под ухом пользователя в надетом состоянии респиратора, при этом, когда респиратор надет, по меньшей мере второму ремню придано натяжение, и при этом указанное натяжение приводит к складыванию планки книзу для ее вхождения в контакт с основной частью.

2. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 1, в котором корпус маски имеет первую и вторую линии разграничения на первой и второй сторонах корпуса маски соответственно, и при этом первый ремень прикреплен к первой и второй боковым планкам на расстоянии не более 1 сантиметра от первой и второй линий разграничения, а второй ремень прикреплен к первой и второй боковым планкам на расстоянии более 1,5 сантиметра от первой и второй линий разграничения.

3. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 2, в котором первый ремень прикреплен к первой и второй боковым планкам на расстоянии не более 0,75 сантиметра от первой и второй линий разграничения, а второй ремень прикреплен к первой и второй боковым планкам на расстоянии более 2 сантиметров от первой и второй линий разграничения.

4. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 1, в котором первый и второй концы первого и второго ремней прикреплены к каждой из боковых планок на линии, в сущности параллельной передним кромкам первой и второй боковых планок.

5. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 1, в котором каждая боковая планка сходится с основной частью корпуса маски на линии сгиба, при этом второй конец прикреплен к боковой планке на расстоянии по меньшей мере один сантиметр от линии сгиба.

6. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 2, в котором первый и второй концы каждого ремня прикреплены к каждой из боковых планок на линии, в сущности параллельной передним кромкам.

7. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 6, в котором каждая из боковых планок сходится с основной частью корпуса маски на линии сгиба, при этом второй конец прикреплен к боковой планке на расстоянии по меньшей мере один сантиметр от линии сгиба.

8. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 7, в котором длина линии сгиба составляет по меньшей мере три сантиметра.

9. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 2, в котором каждая боковая планка имеет сварные швы или клеевые швы, выполненные на нем для повышения жесткости боковой планки.

10. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 2, в котором между слоями в боковых планках расположен клеевой слой.

11. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 9, в котором боковые планки имеют модуль упругости при изгибе по меньшей мере 10 МПа и менее 100 МПа.

12. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 9, в котором боковые планки имеют модуль упругости при изгибе по меньшей мере 20 МПа и менее 60 МПа.

13. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 9, в котором боковые планки выполнены протяженными в направлении от линии разграничения на корпусе маски по меньшей мере на один сантиметр.

14. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 13, в котором боковые планки выполнены протяженными в направлении от линии разграничения на корпусе маски по меньшей мере на два сантиметра.

15. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 13, в котором первая и вторая боковые планки содержат один или более, или все из различных слоев, которые содержит фильтрующая конструкция корпуса маски.

16. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 1, в котором каждый из первого и второго ремней выполнен в виде заушной петли.

17. Респиратор в виде фильтрующей лицевой маски по п. 1, в котором по меньшей мере один конец ремня прикреплен к каждой из первой и второй боковых планок на расстоянии более 1,5 сантиметра от первой и второй линий разграничения.