CN105451823B - 颗粒过滤器面罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面罩，包括：(a)面罩主体部分，其被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子；(b)密封的可压缩垫，其形成在所述面罩主体部分的内面上，其中所述垫的中部贴近所述面罩主体部分的上周边的中部放置，并且其中所述垫至少部分地填充有流体。

Description

颗粒过滤器面罩

技术领域

本发明涉及用于个人防护的一次性面罩的领域。更具体地说，本发明涉及能够过滤穿过其的微小颗粒的一次性面罩。

背景技术

使用一次性面罩用于个人防护在本领域中是熟知的。在许多情况下，例如，在加工木材、金属和/或聚合材料等的车间或工厂等工业环境中，使用面罩来保护工人，使用面罩的目的是防止员工吸入可能有害的颗粒物质，诸如灰尘、锯屑、刨花等。在这些情况下，面罩较为松弛地覆盖嘴巴和鼻孔并且允许约95-99％的过滤水平，通常就足够了。

然而，在其它情况下，为了阻止微小颗粒物质，例如放射性颗粒和/或细菌或病毒等病原体，的入侵，使面罩沿其周边完全密封到用户的面部是极其重要的。这些种类的颗粒物质，特别是病原体，以微小颗粒团的形式在空气中散播，并且因此，重要的是，面罩要沿着其整个周边区域进行密封，以防止这样的颗粒透过。

该类型的面罩对于医疗机构和国防机构两者而言都是特别重要的，在医疗机构中，用于防止病原生物体在人与人之间传播，在国防机构中，例如用于保护使用人员免受在战争时间期间以及在恐怖袭击中部署的生物武器的潜在杀伤效应。该类型的面罩对于安全应用场合和工业应用场合也是有用的。

为了有效地保护使用人员免受0.3微米以上的颗粒中携载的有害生物制剂，面罩必须至少具有下列两项基本性质：

a)沿着面罩的整个周边充分密封到使用人员的面部，使得至少是鼻子和嘴巴被完全包围，由此防止有害制剂在所述周边下方侵入。特别是，无论个体的人体测量指标差异如何，当将面罩应用于任意使用人员的脸部时，面罩都必须能够沿其周边以高密合度提供气密密封。有效的密封应在所有操作条件期间，例如当说话时，以确保面罩的里面部分与外面部分之间的空气交换仅仅能通过过滤介质进行。

b)允许使用人员在最小干扰的情况下呼吸，尽管事实是鼻孔和嘴巴完全被面罩包围。

有一些发现指出，现有技术装置针对第一性质(即，周边密封)有缺陷，由于这样的发现，需要新型颗粒过滤面罩。在许多现有技术面罩中，密封可能不够并且可能发生漏气的薄弱区域，位于鼻梁与颧骨的顶部之间。这个弯曲的区域难以密封。另外，对于带眼镜的使用人员而言，可能引起很多不适，因为从所述区域泄漏的空气向上流动并且使眼镜蒙上水汽。

现有技术方案的一个示例在US 2011/0094515中进行了描述。US 2011/0094515描述了一种具有系带和连结到系带的面罩主体的呼吸器。面罩主体包括过滤结构，该过滤结构可以包括多层非纺织物材料。非纺织物材料材料层具有厚度A，并且通过隔开A的0.5至6倍的至少两条平行的焊接线焊接在一起。

US2010/0154805公开了一种用于戴在人的呼吸通路上的平坦折叠过滤面具呼吸器。它的面罩主体包括过滤结构和定位在面罩主体两侧上并且从面罩主体突出的凸缘。

US20120097167涉及具有鼻垫的面罩，该面罩由过滤尘土的过滤器构成，其中，过滤器的边缘向后折叠以产生贴合鼻子区域两侧上的凹陷的折翼。聚氨酯泡沫等海绵附着在折翼内侧，由此通过使面罩符合鼻区域的轮廓来改进面罩的匹配，产生了具有鼻垫的面罩垫。

US4037593涉及具有蒸汽阻挡层的手术面罩，蒸汽阻挡层用于防止面罩的穿戴者所使用的光学辅助器或装置发混或起雾。蒸汽阻挡层包括置于面罩的上边缘与穿戴者的脸之间的细长柔软密闭多孔海绵材料的波状条。

US4384577涉及用于对流向穿戴者的空气进行过滤的面罩，该面罩包括多个无纺纤维，所述多个无纺纤维模塑成大体杯形构型，以便戴在穿戴者的鼻子和嘴巴上，该杯形构型包括：鼻梁部分，其用于沿着穿戴者的鼻梁布放；鼻垫部分，其与鼻梁部分的两侧对齐，用来贴靠鼻子的侧边；和位于鼻梁和鼻垫部分下方的中央部分。

US 4641645涉及用由多根纤维制成的多孔片形成的面罩。面罩被成型为大致杯形壳，其戴在穿戴者的嘴巴和鼻子上方并且通过附接到面罩的弹性带保持到穿戴者的嘴巴和鼻子上，当穿戴面罩时，弹性带经过头部后方。面罩对经过面罩所呼吸的空气进行过滤。面罩的边界在形成期间更加紧密地被压紧。本发明的面罩具有向后突出部，向后突出部位于面罩的鼻梁区域两侧，平行于并且靠近面罩的边界。

US4319567涉及一种面罩，该面罩由多根纤维形成并且大体具有杯形状，用以戴在穿戴者的嘴巴和鼻子上，用于对经过纤维的空气进行过滤，该面罩包括：鼻梁部分；鼻垫部分，其在鼻梁部分的两侧，贴靠穿戴者鼻子的侧面以及颧骨；以及面罩的中央部分，其位于鼻梁部分和鼻垫部分的下方。

然而，没有一种现有技术方法公开了可以提供完全有效的周边密封以及适于各种脸大小的面罩。因此存在对提供具有改进的周边密封性质的一次性面罩的迫切需要。本发明的目的是满足该需要。

因此，本发明的一个目的是提供用于安全呼吸以及将面罩有效密封到脸部以实现安全呼吸的装置。

随着描述的进行，本发明的其它目的和优点将变得明显。

发明内容

本发明涉及一种具有高过滤能力用于防止尤其是生物学制剂通过的面罩。该面罩包括能够将面罩容易地用到脸上并且长时间舒适使用的结构。该面罩能够在低呼吸阻力下容易地经面罩呼吸。该面罩沿着面罩主体的周边边缘提供完全密封。本发明的面罩使得使用人员能够说话并且能够进行面部运动，而不破坏面罩的所述密封。本发明的面罩能够实现最大视野，并且其使用与眼镜和其它医疗仪器兼容。

本发明涉及一种面罩，该面罩在面罩主体的边缘处的一个或更多个区域处包括垫，用以为易于破坏密封/通气的区域提供附加的密封支持。本发明的面罩适于戴在具有不同脸大小或面部结构的各种脸上，提供有效的密封，无论使用人员的脸大小或面部结构如何。

本发明涉及一种面罩，该面罩包括：

(a)面罩主体部分，其被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子；

(b)密封的可压缩垫，其形成在所述面罩主体部分的内面上，其中，所述垫的中部贴近所述面罩主体部分的上周边的中部放置，并且其中，所述垫至少部分地填充有流体。

优选的是，垫由两层EVA(乙烯醋酸乙烯酯)薄膜构成或由聚乙烯(PE)薄膜或由包括聚乙烯(PE)的层压制件构成。

优选的是，垫附接到面罩主体部分，并且其中，所述垫的中部附接在贴近所述面罩主体部分的上周边中部的位置。

优选的是，面罩主体部分进一步包括保持元件，保持元件附接所述面罩主体部分的内面，贴近所述面罩主体部分的上周边的中部；

其中，所述保持元件被构造成接收并保持垫穿进保持元件中的部分。

优选的是，垫由形状为中间具有公共部分的两个相邻多边形的薄膜或片构成。优选的是，多边形是梯形。

优选的是，垫包括两个宽的侧囊，其中，所述侧囊的容积比所述垫的中段的容积大，其中，中段被构造成戴在穿戴者的鼻梁上，并且所述两个侧囊被构造成展开在穿戴者的鼻子的侧面上，因此被构造成密封穿戴者的上脸颊与眼窝之间的区域。

优选的是，垫部分地填充有流体。

优选的是，面罩主体部分由无纺织物层构成。

优选的是，面罩主体部分包括三个功能层。

优选的是，面罩主体部分包括折叠成一系列褶的部分。

优选的是，褶沿着面罩主体部分的宽度形成，并且通过将面罩主体部分的一部分折叠成褶层然后将边缘焊接在一起而制成。

优选的是，面罩进一步包括不同的第二密封的可压缩垫，其中，第一密封的可压缩垫和第二密封的可压缩垫在面罩主体部分的上边界的中线处彼此连接，并且其中，所述第二垫至少部分地填充有流体。

优选的是，垫进一步包括单向填充阀。

本发明涉及一种面罩，该面罩包括：

(a)面罩主体部分，其被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子；

(b)一个或更多个密封可压缩垫，至少部分地填充有流体，形成在所述面罩主体部分的内面上，其中，所述一个或更多个垫延伸伸过所述面罩主体部分的一部分周边。

优选的是，所述一个或更多个垫沿面罩主体部分的整个周边延伸。

本发明涉及一种面罩，该面罩包括：

(a)面罩主体部分，其被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子；

(b)仅一个可调节弹性带，其穿进两个穿引通道中，穿引通道都位于面罩主体部分的边上；

(c)束紧扣，其中，所述弹性带的边缘经过束紧扣，其中，所述扣被构造成在所需的长度处保持所述带。

优选的是，面罩进一步包括形成在所述面罩主体部分的内面上填充有液体的密封的可压缩垫，其中，所述垫的中部被放置在贴近所述面罩主体部分的上周边中部的位置。

优选的是，带由选自聚脂、莱卡和橡胶组成的组的材料制成。

优选的是，面罩进一步包括附接到穿引通道的握持翼片。

优选的是，穿引通道和握持翼片都是通过塑料注塑制成的，其中，所述穿引通道焊接到面罩的侧边缘。

优选的是，穿引通道和握持翼片都是由非纺织物制成的。

优选的是，穿引通道和握持翼片都是由与面罩主体部分相同的材料制成的，并且是所述面罩主体部分的一体的部分。

优选的是，穿引通道和握持翼片是焊接的，从而被加强并且变硬。

附图说明

本发明是借助于附图中的例子来图示说明的，在附图中，类似的附图标记指示类似的元件，并且其中：

-图1示出现有技术面罩。

-图2A和图2B示出本发明的垫的一个实施例。

-图3a-3b示出本发明的垫的一个实施例和放置在脸上的位置的一个例子。

-图4A示出具有垫的面罩的一个实施例。

-图4B示出图4A的一个形象化例子。

-图5A示出具有垫的面罩的一个实施例。

-图5B示出图5A的一个形象化例子。

-图5C是填充有液体凝胶的垫的一个形象化例子。

-图5D是本发明面罩一个实施例的形象化例子，包括图5C的填充有液体凝胶的垫。

-图6示出具有褶的面罩的一个实施例。

-图7a-7b示出只有一个单的面罩的一个实施例。

-图8示出现有技术面罩。

-图9示出使用人员将具有一根带的面罩一步步施用于其上的一个例子。

-图10示出一个实验试验结果的表。

-图11示出一个实验试验结果的曲线。

-图12示出本发明一个实施例，包括绕面罩的整个周边延伸的袋。

-图13和图14示出本发明的一个实施例，其中，面罩包括穿引通道，穿引通道在面罩的侧边缘中的每一侧处附接到握持翼片。

-图15和图16示出本发明做实验的部件。

具体实施方式

本发明主要涉及一种面罩，具有能沿其周边在穿戴者的面部皮肤上提供紧密密封的能力。如上所述，在众多现有技术面罩中，在鼻梁与颧骨的顶部之间具有可能密封不够并且可能发生漏气的薄弱区域。这个弯曲区域具有复杂形态结构，使得其难以密封。

为了解决该问题，许多现有技术面罩使用挠性铝条2，挠性铝条2被压在上鼻梁部分上并且沿着其侧面，如图1中所示。挠性铝条结合柔软材料被用在皮肤上。其它现有技术面罩被设计成紧紧地包围上鼻部分(即，鼻梁和上颌骨区域)。这些现有技术面罩没有提供充分的解决方案。现有技术面罩不能有效地与各种尺寸和脸形的脸一起使用，其中，密封的有效性相应地变化。

本发明面罩包括沿其周边的至少一部分定位的一个或更多个密封可压缩袋或垫(袋和垫在本申请中可互换使用)。所述可压缩的一个或若干个袋的目的是至少允许面罩的与鼻梁和鼻子上横向部分相接触的那部分周边，能容易适应于这些结构，无论使用人员的实际面部形状和尺寸如何。当施加面罩时，可压缩袋补偿非密封区域，有效地适应于面部结构，促使其中最有效的密封。以这种方式，面罩的周边可以绕着使用人员的脸完全密封。

面罩包括面罩主体部分，面罩主体部被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子。面罩进一步包括密封的可压缩垫，密封的可压缩垫形成在面罩主体部分的内面上，其中，垫的中部贴近面罩主体部分的上周边的中部放置，并且其中，垫至少部分地填充有流体。

在本发明该方面的一个优选实施例中，所述至少一个密封的可压缩袋以一个或更多个空气填充的垫的形式提供。在其它实施例中，可压缩袋填充有流体或液体凝胶或水或硅晶体。在一个优选实施例中，袋填充有空气。在另外的一个实施例中，这些袋可以包含其它固体、气体或液体填充材料或其混合物。

在一个特别优选的实施例中，可压缩袋可以形成在面罩的周边(上部)部分的中间部分上，使得当戴到使用人员的脸时，所述袋与鼻梁以及覆盖鼻子两侧上颌骨部分的皮肤相接触。相应的是，将袋附接到面罩主体部分的内侧，即，被构造成与使用人员的脸相接触的近侧(与离使用人员的脸更远的外(远)侧相对)。

在该类型的一个优选实施例中，只有一个袋从鼻子左侧的区域经过鼻梁到鼻子的右侧。在其他优选实施例中，该实施例借助于两个不同的袋在面罩的上边界中线处彼此连接而实现。

根据一个实施例，面罩包括由两层EVA薄膜(或片)构成的仅一个垫，每层EVA薄膜的厚度通常在50～200微米之间(优选110微米)。根据另一个实施例，垫由聚乙烯(PE)薄膜(或片)构成，或由包括聚乙烯(PE)的层压制件构成，厚度通常在40～180微米之间(优选100微米)。

垫的构建是通过在具有袋薄膜轮廓的黄铜框架中焊接(例如RF焊接、超声焊接)两层EVA薄膜完成的。流体(例如空气)被注射到焊接后的薄膜之间的空间中，通常填充5～20cc的空气，优选8cc的空气。流体的注射是通过注射筒来执行的，然后焊接剩余的敞开孔部分。因此，垫被完全密封。然后，将垫密封地附接到面罩主体的上部分的内部。优选的是，将垫粘结到面罩主体的上部分的内部。根据一个实施例，面罩包括保持元件，诸如袋状件或环，保持元件放置在面罩的上部分内部，适于接收和保持垫。优选的是，垫被穿进袋状件(或环)中。

包括垫的薄膜优选的是具有如下形状：两个相邻的多边形(例如，梯形)，在中间具有公共部分。这种包括中部具有公共部分的两个相邻梯形的形状的一个例子可以在图2A中看到。优选的是，多边形边缘是直的，或面对多边形的外部或内部稍微凸起的曲线。

根据图2A中所示的实施例，每个梯形的宽的上底通常在60mm和80mm之间，优选72mm。每个梯形的下底通常在5mm和18mm之间，优选15mm。高度(两个平行的底之间的距离)通常在20mm与35mm之间，优选28mm。下底之间的距离通常在26mm与50mm之间，优选33mm。最窄的竖直部分(适于戴在鼻梁上)通常在5mm与10mm之间，优选7mm。可选的是，宽底都包括半圆形孔口，半圆形孔口的半径通常在2.5mm与4.5mm之间，优选3.5mm。圆形孔口之间的距离通常在40mm与80mm之间，优选58mm。

根据图2B中所示的实施例，垫包括小些的宽度，并且部分边包括弧形形状。两个梯形中间的公共部分形成了一个角度(而不是直线)，该角度通常在150～180度之间，优选175度。大底与外侧边之间的角度通常在35度与60度之间，优选47度。内侧边之间的角度通常在60度与180度之间，优选112度。梯形的“小底”包括弧形形状，该弧形形状的半径通常在15mm与25mm之间，优选19mm。垫的整个长度通常在100mm至160mm之间，优选在100mm至126mm之间。总的垫高通常在20mm与40mm之间，优选30mm。

最窄的竖直部分(适于戴在鼻梁上)通常在5mm与35mm之间，优选19mm。可选用的是，宽底都包括半圆形孔口，半圆形孔口的半径通常在1mm与10mm之间，优选6mm。圆形孔口之间的距离通常在40mm与80mm之间，优选62mm。

图3a示出当垫施加于使用人员时的大体形状的一个例子。垫在两侧包括两个宽的侧囊5，侧囊5的容积比中段6的容积大。窄的中段6适于戴在鼻梁上。两个侧囊5适于展开在鼻子两侧，因此密封上脸颊与眼窝之间的区域。垫的正确位置的一个例子展示在图3b中的阴影部分7中。

图4A示出包括充气垫27的面罩。图4B是图4A的一个形象化例子。图5A示出包括垫(具有将在下文中解释的褶)的面罩，并且还单独示出了充气垫(左底部)的放大图示。图5B是图5A的一个形象化例子。这些垫还防止在一些现有技术面罩中存在的施加到鼻子的不想要的压力。具有垫的面罩使得能够针对所有类型的脸实现有效的密封，而无论它们的人体测量差异如何，因为垫使其本身匹配于使用人员的面部结构。

图5C是填充有液体凝胶的垫28的一个形象化例子。图5D是本发明面罩50一个实施例的一个形象化例子，该面罩50包括填充有液体凝胶的垫28。

根据一个优选实施例，垫仅部分地填充有液体填充物，因此是容易弯曲的，适合于各种曲度。以这种方式，当穿戴面罩时，垫实际上本身以非常有效的方式适应于穿戴者的脸。当第一部分受压或挤时，部分流体可以从一个部分行进到另一个部分(例如，从左侧梯形部分进到右侧梯形部分)。这允许填充否则可能是面罩密封部中潜在泄漏点的任何未用空间。该结构辅助在面罩的鼻梁和鼻侧区域处形成完整的密封。相应的是，如果穿戴者的脸是不对称的，则部分流体将从一侧部分流向另一侧部分，直至实现均匀的效果为止，因此在两侧都获得了甚至更加有效的密封。

例如，如果穿戴者的脸在鼻梁的右侧包括一个突起部分，则接合那个突起侧的垫侧内的部分流体将行进到另一侧，因此导致垫与皮肤的完全接触，形成甚至更加有效的密封。面罩的左侧垫实际上被填充(导致左侧上的面罩略微突起)，补偿了面罩右侧部分由于有突起而造成的突出，因此获得均匀的效果以及更加有效的密封。

在另一个例子中，如果穿戴者的脸在鼻梁右侧包括孔部分，则与这个孔侧相对的垫侧内的部分流体将行进到孔侧，补偿并且填充孔，因此导致垫与皮肤的完全接触，形成甚至更加有效的密封。流体行进和补偿有助于形成有效的密封。垫的面罩左侧实际上被“去填充”，即部分排空(导致面罩在左侧朝脸向内略微凹陷)，补偿了面罩右侧部分由于有孔而向内凹陷，因此获得均匀的效果以及更加有效的密封。

因此，垫可以适合戴在各种大小的脸上。

根据本发明的另一个实施例，垫包括单向填充阀，用于使使用人员自己将流体(通常是空气)填充到其自己的垫中，因此可以填充期望数量的流体，直至获得最佳的有效密封(或最佳的舒适密封)为止。提供相应的合适的泵，其被构造成连接到阀，以对垫进行填充。当垫到达所需的大小时，将泵分开。可选用的是，泵靠近垫定位，并且甚至在填充之后也可以保持靠近垫。可选用的是，还可以从垫除去流体。作为一种最为有效的方式，穿戴者可以在穿戴面罩时泵送所需数量的流体。

在本发明的其它优选实施例中，面罩可以包括延伸伸过其大部分周边的的一个或更多个可压缩袋。在一些情况下，所述一个或更多个袋可以绕面罩的整个周边延伸。图12示出一个这样的面罩，该面罩的袋10绕面罩的整个周边延伸。

面罩主体部总的来说由若干层非纺织物构成。下表示出本发明一个具体实施例中每个层的特征(该具体实施例包括三个功能层)。就制造这些层的材料而言，这些特征包括功能优点、层的制造技术和医疗要求。

表1

根据一个实施例，面罩的总厚度通常在0.4mm与1.5mm之间，优选0.8mm。

面罩提供经过它的高标准过滤(N-99)，能够过滤大于0.3微米的所有颗粒的99％。本发明的面罩至少提供最低要求为100的过滤因子(密合度，FIT factor)。在图10的表中可以看到，实验测试的实际读数指示高得多的密合度结果。密合度值是通过测量POTRACOUNTPRO PLUS 8038中的实验结果确定的。协议测试包括在如下七种练习期间进行的测量：有规律的呼吸，深呼吸，当左右移动头时，当上下移动头时，当大声地阅读文字时，前倾并有规律的呼吸。在表2中可以观察到进一步的细节：

表2

本面罩适于容易且舒适地穿戴在使用人员上并且被系在使用人员上面。说话音量当穿过面罩时最低限度地下降。该面罩使得使用人员能够具有最大的视野。该面罩能与眼镜和其它医疗仪器或保护性用具(例如遮阳板)一起使用。

根据本发明的另一个方面，面罩主体部的特征进一步在于折叠成一系列褶。褶为面罩提供易弯曲性，因此防止当说话时以及当进行其它面部运动时密封的破坏。另外，利用褶，面罩的表面积增加了，因此面罩(对呼吸)的总阻力减小，从而使得使用人员更容易呼吸，而不影响面罩密封。因此，过滤能力增加了。

通过将面罩主体折叠成褶层并且将边缘焊接在一起而制成褶。根据本发明的一个实施例，褶沿着面罩的宽度形成，其宽度通常在17cm和25cm之间，优选21cm。每个褶的高度通常在2cm和5cm之间，优选3.5cm。

图6示出具有褶的面罩的一个例子。右侧的箭头9示例性地表示面罩的可弯曲性，在说话期间或在其它面部运动期间面罩的伸长方向，不影响面罩的密封。

空气也通过褶吸入，这增加空气被强制通过的表面积，相对于无褶的面罩而言，减小了呼吸阻力。在一些情况下，与没有褶的面罩设计相比，空气通过其流经面罩的总过滤表面增加50～70％。经过面罩的空气沿着更大的总表面经过，这导致阻力的减小。类似地，由于总过滤表面的扩大，过滤能力增加。对于一个长时间穿戴面罩的人而言，呼吸阻力的减小是非常有意义的。

根据本发明的另一个方面，面罩进一步包括仅一根可调节弹性带，用于将所述面罩戴至使用人员的头部和脸部。束扎/佩戴机构(在图7a-7b中示出)包括一根一体化弹性带，该弹性带穿进位于面罩两侧上的宽通道11。穿进动作产生了用于紧固的两个束紧带环13和14，一个环(13)适于放置在颈的后部，而另一个环(14)适于放置在头的后部。束紧扣15放置在带的边缘处，被设计成改善并对将面罩紧固到使用人员的情况进行调节。束紧扣15可以是本领域已知的任何类型的扣(例如卡/夹扣)，被构造成在所需的长度处(带的点位置)释放/保持带。扣可以从保持模式手动地切换至释放模式，以使带能够通过扣被拉紧。相应地，扣可以从释放模式(或从先前位置释放)手动地切换至保持模式，以使带能够保持在所需的长度处(防止带穿过扣)。这种用带约束的结构允许使用人员手动地亲自控制面罩以及将面罩与他们自身的脸紧密贴合，因此进一步确保面罩的紧密密封和正确地起作用。

在两侧具有双向拉伸(颈部和头部)和宽通道的结构确保在颈部和头部上的均匀压力以及更加有效的周边密封。

根据本发明的一个实施例，弹性带包括橡胶。带的长度通常是在80cm和130cm之间，优选105cm。带的宽度通常在0.8cm和1.2cm之间，优选1cm。带的重量通常在5.4克/米和6克/米之间，优选5克/米。一般而言，带可以在其初始长度的120％和150％之间拉伸。根据一个实施例，带包含70％聚脂和30％莱卡。扣15由塑料构成。可选用的是，为了舒适，将垫16添加到环13。

相对于现有技术面罩而言，有一个带的面罩具有很大的优点。在一体化带的所有区域中的均匀紧张有助于面罩的密封。包括多于一个带的现有技术面罩通过焊接或缝合而附接到面罩，当拉动时在附接位置处导致压力点，并且可能使面罩的周边密封被打开。可以在图8中看到这样的现有技术面罩的前后侧的例子。由均匀无纺材料(诸如不含乳胶)制成的现有技术面罩带在被最大程度地拉伸之后具有失去弹性的趋势。本发明的带是弹性材料，并且事实是，本发明的带不是缝合到面罩边缘，而是整个一体化带，有助于防止带撕裂，并有助于防止其它面罩部分断裂。

图9示出使用人员将具有一根带的面罩一步步施用于其上的一个例子。

步骤1：使用人员用于一只手握住带的下部(图7a中所示的通道11下方的部分)，用另一只手握住面罩。使用人员拉开适于用于颈部上的环，直至扣接触面罩通道11为止。

步骤2：使用人员放置带的下部，使它围绕颈部的后端。

步骤3：使用人员将面罩放置在脸上，并且拉动扣，因此产生顶环，并且将顶环套在他的头部顶部。

步骤4：使用人员拉动带，并使用扣将带保持在所需的长度处而束紧带。

步骤5：使用人员将下带环的松弛部分移动至顶带环，从而完成对面罩的密封。

步骤6：使用人员再次拉动带的上部部分，并使用扣将带保持在所需长度处而束紧带的上部部分。

步骤7：使用人员检查密封。如果面罩未被密封，则使用人员略微对面罩进行重定位，使得垫居中处于鼻梁处，实现完整的密封。

根据本发明的一个实施例，面罩包括穿引通道30，穿引通道30在面罩的侧边缘中的每一侧处附接到握持翼片31(参见图13中的折叠后的面罩)。穿引通道30使得面罩带能够顺利自由地通过它。握持翼片31有助于使用人员正确对称地放置并将面罩稳定在脸上。可选用的是，穿引通道30和握持翼片31都通过塑料注塑制成并且被焊接到面罩的侧边缘中每一个的前侧和后侧。作为替代方式，穿引通道和握持翼片可以用非纺织物制成。穿引通道30截面是圆形圆的，或者具有多边形形状。穿引通道30长度通常是5cm～7cm，优选6cm，其宽度通常是2cm～5cm，优选3cm。

图14示出该实施例，其中，穿引通道130和握持翼片131都是用与制成面罩的材料相同的材料制成，并且是面罩主体的一体的部分。穿引通道130和握持翼片131部分是焊接的，以被加强并且变硬。

例子1

已经在几个对象上测试了本发明面罩的颗粒过滤/可转移性。本发明面罩的测试结果很好地表明对过滤生物制剂有高且非常有效的能力。

图10示出在本发明的2个面罩模型和3个现有技术面罩产品上进行实验的测试结果。所有面罩都是在所有的做实验的人类对象进行测试。

在面罩的两侧(内和外)处测试空气，并且相应地计算出适当的密合度，如本领域已知的那样，其中，根据国际标准，密合度100表示及格分数。本发明模型上的所有实验均通过。最佳结果是带褶的模型，得到的最终密合度为798，其中，密合度1000是标准化学制品、生物制品、放射线、原子能(CBRN)防毒面具的最终密合度。

例子2

图11示出2个本发明面罩模型(一个带褶，另一个平切，无褶)和一个现有技术在售面罩产品的呼吸阻力测试结果的曲线。所有面罩都在在人类头部人体模特上进行测试。面罩的阻力通过找出在空气未经过面罩流动期间空气压力的计算值与相同的空气流经过面罩的情况下空气压力的计算值之间的空气压力差来计算。

下表表示针对面罩阻力的欧洲标准EN 149:2001+Al。

表3

下表表示针对面罩阻力的美国标准NIOSH：42CFR PART 84 Subpart k(美国联邦规定法案第42卷第84部分第k分部)。

表4

在图11的曲线上也可以观察到这些表值。

图15示出面罩阻力测试的实验装置的一个例子，其中在图11的曲线中能够看到结果。在人体模特60的脸上施用面罩100。将空气发生器(风机)70附接到气流管线(在右边)的一端。功率源发生器71将功率供应至空气发生器70。气流管线(在左边)的另一端连接到头部人体模特60的鼻孔。两个透明的立方体盒子61R、61L，都具有40cm边长，是气流管线的部分，并且在它们之间有不锈钢管63。左透明立方体盒子61L通过管67联接到人体模特60，空气发生器70联接到透明的立方体盒子61R。流量计65连接到管63并且适于测量经过其的空气流量。流量计65是KURTZ仪器公司的型号为No.FT-24 510的流量计，能够测量高达300升/分钟。压力换能器66连接到管63并且适于测量其中的空气压力。压力换能器66是美国MSK的型号为No.B223的产品，具有高达10托的测量范围。

立方体盒子61L、61R的尺寸确保沿着气流管线为线性空气流和最低压降。管63直径和使用“HOT WIRE”类型流量计65确保沿着管63的最低压降。空气流动系统是根据德国标准Din 24163构建的。

实验是按照模拟排出空气(呼出空气流)的方式进行的，即，空气发生器70将空气吸入到右立方体盒子61R中，系统中的空气向左行进经过不锈钢管63，进入左立方体盒子61L中，进入管67，进入人体模特60，从鼻孔出来，经过面罩，从气流管线出来。图16(通过箭头)示出实验的空气流的方向。

实验是在不同的空气流量80、120、160、200(升/分钟)下进行的，如图11的俯视图所示。系统空气压力通过压力换能器66测量，一次在有特定面罩的情况下，一次在无该面罩的情况下。所述情况(有面罩/无面罩)之间的空气压力的测量值差给出了所需的阻力(使用压力单位，mmH2O)。

还按照模拟吸入空气(未示出)的方式进行了实验。利用空气发生器70来转动头部人体模特60(其上有面罩100)，使得空气发生器70连接到施加负压(从空气管线内吸入)的管67，因此空气管线中的空气也向左行进。头部人体模特60联接到右立方体盒子61R，因此，空气进入空气管线，经面罩进入到鼻孔中，并进入到右立方体盒子61R中。从右立方体盒子61R，系统中的空气向左行进通过不锈钢管63，进入到左立方体盒子61L中，进入到管67，进入到空气发生器70，并且从气流管线出来。

实验是在不同的空气流量80、120、160、200(升/分钟)下进行的，如图11的俯视图所示。系统空气压力通过压力换能器66测量，一次在有特定面罩的情况下，一次在无该面罩的情况下。所述情况(有面罩/无面罩)之间的空气压力的测量值差给出了所需的阻力(使用压力单位，mmH₂O)。

如上所述，实验进行了三次，一次是所使用的面罩100是现有技术面罩，一次是所使用的面罩100是本发明平切模型，一次是所使用的面罩100是本发明的褶模型。对实验的分析提供了清楚的结果，其中，与现有技术面罩相比，本发明面罩包括低阻力。另外，本发明的面罩包括比标准美国要求和欧洲要求的阻力低得多的阻力。

虽然已经借助图示方式描述了本发明的一些实施例，但是将清楚的是，本发明在付诸实践时，可以做出许多改进、变型和变动，并可以使用本领域技术人员范围内的多种等同物或替代解决方案，这些都没有超出本发明的精神或权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种面罩，包括：

(a)面罩主体部分，其被构造成包围穿戴者的嘴巴和至少部分鼻子；

(b)密封的可压缩垫，其当使用时，与穿戴者的脸接触，并且其中，所述垫的中部贴近所述面罩主体部分的上周边的中部放置，并且其中，所述垫部分地填充有流体，由此使得其是容易弯曲的且适合于各种曲度，

其中，所述密封的可压缩垫被附接到面罩主体部分的内侧，所述内侧为与使用人员的脸相接触的近侧，并且所述密封的可压缩垫是完全密封的。

2.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫由两层EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)薄膜构成。

3.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫由聚乙烯(PE)薄膜构成。

4.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫由包括聚乙烯(PE)的层压制件构成。

5.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫附接到面罩主体部分，并且其中，所述垫的中部附接在贴近所述面罩主体部分的上周边中部的位置。

6.根据权利要求1所述的面罩，其中，面罩主体部分进一步包括保持元件，保持元件附接到所述面罩主体部分的内面，贴近所述面罩主体部分的上周边中部；

其中，所述保持元件被构造成接收并保持垫穿进保持元件的部分。

7.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫由形状为中间具有公共部分的两个相邻多边形的薄膜或片构成。

8.根据权利要求7所述的面罩，其中，多边形是梯形。

9.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫包括两个宽的侧囊部分，其中，所述侧囊部分的容积大于所述垫的中段的容积，其中，中段被构造成戴在穿戴者鼻梁上，并且所述两个侧囊部分被构造成展开在穿戴者的鼻子侧面上，因此被构造成密封穿戴者的上脸颊与眼窝之间的区域。

10.根据权利要求1所述的面罩，其中，面罩主体部分由非纺织物层构成。

11.根据权利要求10所述的面罩，其中，面罩主体部分包括三个功能层。

12.根据权利要求1所述的面罩，其中，面罩主体部分包括折叠成一系列褶的部分。

13.根据权利要求12所述的面罩，其中，褶沿着面罩主体部分的宽度形成，并通过将面罩主体部分的一部分折叠成褶层然后将边缘焊接在一起而制成。

14.根据权利要求1所述的面罩，其中，垫进一步包括单向填充阀。

15.根据权利要求1所述的面罩，还包括：

(a)仅一个可调节弹性带，穿进两个穿引通道中，穿引通道都位于面罩主体部分的边上；

(b)束紧扣，其中，所述可调节弹性带的边缘经过束紧扣，其中，所述束紧扣被构造成在所需的长度处保持所述带。

16.根据权利要求15所述的面罩，其中，所述可调节弹性带由选自聚酯、莱卡和橡胶组成的组的材料制成。

17.根据权利要求15所述的面罩，进一步包括附接到穿引通道的握持翼片。

18.根据权利要求17所述的面罩，其中，所述穿引通道和握持翼片都是通过塑料注塑制成的，其中，所述穿引通道焊接到面罩的侧边缘。

19.根据权利要求17所述的面罩，其中，所述穿引通道和握持翼片都是由非纺织物制成的。

20.根据权利要求17所述的面罩，其中，所述穿引通道和握持翼片都是用与面罩主体部分相同的材料制成的，并且是所述面罩主体部分的一体的部分。

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