CN105473192B - 具有省缝的面罩主体的过滤式面罩呼吸器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种杯形过滤式面罩呼吸器10，其包括带具14和具有多层过滤结构16的面罩主体12。面罩主体12包括永久性地结合在过滤结构16中的至少一个省缝60，省缝60从面罩主体12的中心平面32朝向面罩主体的侧边缘逐渐变细。省缝60抑制了呼吸器10的杯形形式的塌缩。

Description

具有省缝的面罩主体的过滤式面罩呼吸器
本发明涉及一种过滤式面罩呼吸器，其包括面罩主体中用于抑制面罩主体的塌缩的省缝。
背景技术
呼吸器通常由于两种常见目的中的至少一种而被佩戴在人的呼吸通道上：(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸系统；以及(2)防止其他人或物暴露在佩戴者呼出的病原体和其它污染物下。在第一种情况下，在空气中含有对佩戴者有害的颗粒的环境中佩戴呼吸器，例如在汽车车身修理店中。在第二种情况下，在对其他人或物存在污染风险的环境中佩戴呼吸器，例如在操作室或洁净室中。
已设计出多种呼吸器来满足这两种用途中的任一者(或两者)的需要。一些呼吸器被归类为“过滤式面罩”，因为面罩主体本身用作过滤机制。与结合可附接式滤筒(参见，例如授予Yuschak等人的美国专利RE39,493)或嵌件成型过滤元件(参见，例如授予Braun的美国专利4,790,306)使用橡胶或弹性体面罩主体的呼吸器不同，过滤式面罩呼吸器被设计成使过滤介质覆盖整个面罩主体的大部分，从而无需安装或更换滤筒。这些过滤式面罩呼吸器通常具有下列两种构型中之一：模制的呼吸器和平折式呼吸器。
模制的过滤式面罩呼吸器通常包含透孔塑料网或热粘结纤维的非织造纤维网，以向面罩主体提供其杯形构型。模制的呼吸器在使用和储存两者期间往往会保持相同的形状。因此，这些呼吸器无法折叠成扁平状以用于储存和运输。公开模制的过滤式面罩呼吸器的专利的示例包括以下美国专利：授予Kronzer等人的7,131,442；授予Angadjivand等人的6,923,182、6,041,782；授予Dyrud等人的4,807,619；以及授予Berg的4,536,440。
顾名思义，平折式呼吸器可折叠成扁平状以用于运输和储存。该呼吸器在使用时也可展开成杯形构型。平折式呼吸器的示例在以下美国专利中示出：授予Bostock等人的6,568,392和6,484,722以及授予Chen的6,394,090。一些平折式呼吸器已经被设计有焊线、接缝和折叠部，以有助于在使用期间保持其杯形构型。另外，刚性构件已经被结合到面罩主体的面板中(参见，授予Duffy等人的美国专利申请公布2001/0067700，授予Duffy等人的美国专利申请公布2010/0154805，以及授予Spoo等人的美国设计专利659,821)。
如下文所述，本发明提供了一种被构造成用于保持其杯形形状的过滤式面罩呼吸器的另选的构造。
发明内容
本发明提供了一种包括由过滤结构形成的面罩主体的过滤式面罩呼吸器。面罩主体包括在面罩主体中永久性地形成用于抑制呼吸器从其杯形形状塌缩的省缝，该省缝跨面罩主体横向延伸且在其每个端部处逐渐变细。通过固定部诸如焊点将省缝锁定在其端部处，该固定部距面罩主体的周边有一定距离。在固定部和面罩主体的周边之间的是可用的、可透气的过滤结构。
当面罩主体呈打开的杯形构型时，省缝增加了面罩主体的完整性，从而抑制了由于例如由污浊空气或潮湿空气致使面罩主体上的压降增加而导致的面罩主体的塌缩。省缝的密封端部永久性地锁定省缝的位置，同时省缝的柔性中心部分允许面罩主体充分切合佩戴者的面部。另外，省缝的柔性中心部分允许面罩主体具有足够的柔韧性以适应佩戴者的头部和面部移动。
术语表
下文说明的术语具有如下所定义的含义：
“包含”或“内含”意指其如专利术语中的标准的定义，一般来讲是与“包括”、“具有”或“含有”同义的开放式术语。虽然“包含”、“包括”、“具有”和“含有”以及它们的变型为常用的开放式术语，但本发明也可以使用较狭义的术语(诸如“基本上由...组成”)来适当描述，较狭义的术语为半开放式术语，原因在于它仅排除可能对本发明呼吸器起其预期功能的性能具有有害作用的那些物或元素；
“清洁空气”是指已滤除污染物的一定体积的大气环境空气；
“污染物”意指颗粒(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或通常不会被视为颗粒但可能悬浮在空气中的其它物质(例如，有机蒸气等)；
“横向尺寸”为当从正面观察呼吸器时，跨整个呼吸器从一侧到另一侧横向延伸的尺寸；
“杯形构型”及其变型意指能够充分覆盖人的鼻部和口部的任何容器类型形状；
“省缝”意指面罩主体的过滤结构中的双楔形区域，该区域具有两个固定的相对端部并且中心区域具有朝向固定端部逐渐变细的可调节宽度；
“外部气体空间”意指呼出的气体在穿过且离开面罩主体和/或呼气阀后所进入的环境大气气体空间；
“外部表面”意指在面罩主体被定位在人的面部上时面罩主体的暴露于环境大气气体空间的表面；
“过滤式面罩”意指面罩主体本身被设计成过滤穿过它的空气；不存在为达到该目的而附接到面罩主体或模制到面罩主体中的可单独识别的滤筒或嵌件成型过滤元件；
“过滤器”或“过滤层”意指一个或多个透气材料层，该层适于从穿过它的空气流中去除污染物(诸如颗粒)的主要目的；
“过滤介质”意指透气的结构，该结构被设计成去除穿过它的空气中的污染物；
“过滤结构”和“可透气的过滤结构”各自意指过滤空气的大致透气的构造；
“向内折叠”意指朝向由其延伸的部分向后弯曲；
“带具”意指有助于将面罩主体支撑在佩戴者的面部上的结构或部件组合；
“内部气体空间”是指面罩主体与人面部之间的空间；
“内部表面”意指在面罩主体被定位在人面部上时面罩主体的最靠近人面部的表面；
“分界线”意指折叠部、接缝、焊线、结合线、缝合线、铰接线、和/或它们的任何组合；
“面罩主体”意指透气的结构，其被设计成贴合在人的鼻部和口部上方，并且有助于限定与外部气体空间分开的内部气体空间(包括将其层与部件接合在一起的接缝和结合线)；
“鼻夹”意指机械装置(而不是鼻部泡沫)，该装置适于在面罩主体上使用，以改善至少围绕佩戴者的鼻部的密封；
“周边”意指面罩主体的外边缘，当人佩戴呼吸器时，该外边缘通常会紧邻佩戴者的面部设置；“周边区段”是周边的一部分；
“褶绉”意指被设计成的部分或者在其自身上往回折叠的部分；
“聚合物的”和“塑料的”各自意指材料，该材料主要包含一种或多种聚合物，并且也可以包含其它成分；
“呼吸器”意指人佩戴的空气过滤装置，用以向佩戴者提供清洁的呼吸空气；并且
“横向延伸”意指大体上在横向尺寸上延伸。
附图说明
图1为过滤式面罩呼吸器10被佩戴在人面部上时的前透视图，呼吸器10具有省缝60；
图2为图1的呼吸器10的侧视图；
图3为适用于图1和图2的呼吸器10的过滤结构16的剖视图；
图4为在粘结省缝之前呈塌缩构型的面罩主体12的顶部平面图；
图5为沿图4的线5-5截取的褶绉50的剖视图；
图6为在粘结省缝之前呈部分打开的杯形构型的图4的面罩主体12的顶部平面图；
图7为图6的面罩主体12的侧视图；
图8为呈完全打开的杯形构型的面罩主体12的侧视图，该面罩主体12具有省缝60和任选的第二省缝70；
图9为沿图8的线9-9截取的褶绉50的剖视图；
图10为用于形成图4的面罩主体12的示意性过程，该面罩主体12可成型为具有省缝60的呼吸器10。
具体实施方式
在实践本发明时，提供的过滤式面罩呼吸器在呼吸器的面罩主体中具有永久性省缝。当面罩主体呈杯形形状时，通过将过滤结构打褶并且然后密封或粘结褶绉而形成的省缝抑制了呼吸器从其最终的杯形形状的塌缩。
在以下的说明中，参考了形成说明的一部分的附图，并且在附图中通过举例说明的方式示出了各种具体的实施例。除非另外指明，否则本文所述的一个实施例的各种元件和附图标号与本文所述的另一个实施例的类似元件和附图标号是一致且相同的。应当理解，在不脱离本发明范围或实质的前提下可设想并实施其它的实施例。因此，以下的说明不被认为具有限制性意义。尽管本发明不限于此，然而通过对下文提供的实例的讨论会获得对本发明各个方面的理解。
转向附图，图1和图2示出了过滤式面罩呼吸器10的实例，该过滤式面罩呼吸器10可与本发明结合来使用以便向佩戴者提供清洁的呼吸空气。过滤式面罩呼吸器10包括面罩主体12和带具14。在该使用构型中，面罩主体12具有相当刚性的杯形形状。除非在其上施加人为力(例如，压力)，否则面罩主体12保持该杯形形状并且抑制从该形状发生变形。
面罩主体12具有过滤结构16，吸入的空气在进入佩戴者的呼吸系统之前必须穿过该过滤结构16。过滤结构16去除来自周围环境的污染物，以使得佩戴者呼吸清洁的空气。过滤结构16可呈现多种不同的形状和构型，并且通常被调节成使得其适当地贴合抵靠在佩戴者的面部上或支撑结构内。一般来讲，过滤结构16的形状和构型对应于面罩主体12的大致形状。
面罩主体12中使用的过滤结构16可为颗粒捕集型过滤器或气体和蒸气型过滤器。过滤结构16也可为阻止液体从过滤层的一侧转移到另一侧的阻挡层，以阻止例如液体气溶胶或液体飞溅物(例如，血液)渗透过滤层。根据应用需求，可以使用多层类似或相异的过滤介质来构造过滤结构16。可在分层面罩主体中有利地利用的过滤层通常具有低压降(例如，在13.8厘米/秒的面速度下小于约195至295帕斯卡)，以最小化面罩佩戴者的呼吸功。另外，过滤层可为柔性的并且可具有足够的剪切强度，使得它们在预期的使用条件下大致保持其结构。
面罩主体12包括通过分界线22分开的顶部部分18和底部部分20。在该具体实施例中，分界线22为跨面罩主体的中部从一侧到另一侧横向延伸的折叠部或褶绉。面罩主体12还包括限定周边边缘25的周边24。
带具14具有固定到面罩主体12的顶部部分18的第一上带26和第二下带27。带26、27通过钉29固定到面罩主体12。带26、27可以由多种材料制成，诸如热固性橡胶、热塑性弹性体、编织或针织的纱线和/或橡胶组合、非弹性编织成分等等。带26、27优选地能够伸长到大于其总长度的两倍并恢复其松弛状态。带26、27的长度也可能增加到其松弛状态长度的三倍或四倍，并且当去除张力时可恢复到其初始状态而不会对其有任何损坏。带26、27可以是连续的带或者可以具有可通过其它紧固件或扣环接合在一起的多个部分。另选地，带可形成围绕佩戴者耳部放置的环。
鼻夹35(图2)可相邻于周边24设置在面罩主体12的顶部部分18上或其中，在面罩主体侧边缘之间居中定位，以有助于实现在鼻部和上颧骨上和其周围的适当贴合。鼻夹35可由柔韧的金属或塑料制成，以便佩戴者能够手动调节至贴合其鼻部轮廓。鼻夹35可以包括例如有延展性的或柔韧的软金属(诸如铝)带，从而可成形为使面罩在佩戴者的鼻部上方及鼻部与脸颊交界处保持期望的贴合关系。
根据本发明，呼吸器10包括过滤结构16中的永久性省缝60。在通过固定部55(例如，焊点)将横向延伸的褶绉闭合或锁定在每个端部处并且使该褶绉在面罩主体12的中心处打开的情况下产生省缝60。因此，省缝60在从面罩主体12的中心区域朝向面罩主体12的侧边缘的两个方向上逐渐变细。固定部55将省缝60的构造和尺寸锁定在固定部55的位置处，从而抑制了省缝60的两个边缘闭合在自身上并且由此抑制了面罩主体12的杯形形状发生塌缩。关于省缝60和形成它的方法的细节在下文相对于图4至图9进行描述。
呼吸器10包括未参考图1或图2明确指出的其它特征部，诸如侧凸缘，这些凸缘中的一个在图1和图2中可见，但是下文相对于图4进行讨论。关于呼吸器10和面罩主体12的凸缘和其它特征部的另外细节可见于在2012年12月27日提交的标题为“Filtering Face-Piece Respirator Having Folded Flange(具有折叠凸缘的过滤式面罩呼吸器)”的美国专利申请13/727,923中，其全部公开内容以引用方式并入本文中。
图3示出了面罩主体12的具有多层诸如内覆盖纤维网38、外覆盖纤维网40和过滤层42的示例性过滤结构16。过滤结构16还可具有紧靠层38、40或42中的至少一者或多者，通常紧靠外覆盖纤维网40的外表面并置的结构结网或网片，这有助于提供杯形构型。过滤结构16还可具有有助于其结构完整性的一条或多条水平和/或垂直分界线(例如褶绉、折叠部或肋)。
通常限定面罩主体12的内部表面的内覆盖纤维网38可用于提供用于接触佩戴者面部的平滑表面，并且通常限定面罩主体12的外部表面的外覆盖纤维网40可用于捕捉面罩主体中的松散纤维或获得美观效果。覆盖纤维网38、40均保护过滤层42。覆盖纤维网38、40通常不会向过滤结构16提供任何实质性过滤益处，但外覆盖纤维网40可充当过滤层42的预过滤器。
为了获得适当程度的舒适性，内覆盖纤维网38优选具有相对较小的基重，并且由相对较细的纤维、通常比外覆盖纤维网40的那些纤维更细的纤维形成。可将覆盖纤维网38、40中的任一者或两者制成具有约5至约70g/m2(典型约17至51g/m2，并且在一些实施例中34至51g/m2)的基重，并且纤维可以小于3.5丹尼尔(典型小于2丹尼尔，并且更典型小于1丹尼尔)但大于0.1。在覆盖纤维网38、40中使用的纤维通常具有约5至24微米，典型约7至18微米，并且更典型约8至12微米的平均纤维直径。覆盖纤维网材料可以具有一定程度的弹性(在断裂时通常但不一定是100％至200％)，并且可塑性变形。
通常，覆盖纤维网38、40由精选的非织造材料制成，这些材料尤其是在过滤结构与佩戴者面部接触的一侧，即内覆盖纤维网38上提供舒适感。适用于覆盖纤维网的材料可以为吹塑微纤维(BMF)材料，特别是聚烯烃BMF材料，例如聚丙烯BMF材料(包括聚丙烯共混物，也包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。也可以使用纺粘纤维。
通常的覆盖纤维网可以由聚丙烯或包含50重量％或更多聚丙烯的聚丙烯/聚烯烃共混物制成。适合于在覆盖纤维网中使用的聚烯烃材料可包括例如单一聚丙烯、两种聚丙烯的共混物、以及聚丙烯与聚乙烯的共混物、聚丙烯与聚(4-甲基-1-戊烯)的共混物、和/或聚丙烯与聚丁烯的共混物。覆盖纤维网38、40优选地在处理之后具有很少的从纤维网表面突出的纤维，因此具有平滑的外表面。
通常对过滤层42进行挑选以实现期望的过滤效果。一般来讲，过滤层42将从穿过其的气流中去除高百分比的颗粒和/或其它污染物。对于纤维过滤层，所选的纤维取决于待过滤的物质种类。
过滤层42可具有多种形状和形式并且通常具有约0.2毫米(mm)至5mm，更典型约0.3mm至3mm(例如，约0.5mm)的厚度，并且该过滤层可以是大致平面的纤维网，或者其可以是波纹状的以提供扩大的表面积。过滤层还可包括由粘合剂或任何其它方式接合在一起的多个过滤层。已知的(或后来开发的)用于形成过滤层的基本上任何合适的材料都可以用作过滤材料。熔喷纤维的纤维网，特别是在呈永久带电(驻极体)的形式时是特别有用的。带电的原纤化膜的纤维、以及松香羊毛纤维的纤维网和玻璃纤维的纤维网或溶液吹塑纤维网、或静电喷涂纤维网(特别是呈微薄膜的形式)也可为合适的。此外，纤维中可包含添加剂，以增强通过水充电法制备的纤维网的过滤性能。具体地，可将氟原子设置在过滤层中的纤维表面处，以改善油雾环境中的过滤性能。
颗粒捕集过滤器的示例包括精细无机纤维(诸如玻璃纤维)或聚合物合成纤维的一个或多个纤维网。合成纤维的纤维网可包括由诸如熔吹法制备的驻极体充电的聚合物微纤维。由带电的聚丙烯形成的聚烯烃微纤维特别适用于微粒捕集应用。另选的过滤层可以具有用于从呼吸空气中去除有害或难闻气体的吸附剂组分。吸附剂可以包括通过粘合剂、胶合剂或者纤维结构粘结在过滤层中的粉末或颗粒。吸附剂层可通过涂覆基底诸如纤维或网状泡沫来形成，以便形成薄的粘附层。吸附剂材料可以包括经过或未经过化学处理的活性炭、多孔氧化铝-二氧化硅催化剂基底和氧化铝颗粒。
虽然过滤结构16已在图3中被示出具有一个过滤层42和两个覆盖纤维网38、40，但是过滤结构16可包括多个过滤层42或过滤层42的组合。例如，可在精细度和选择性更大的下游过滤层上游设置预过滤器。另外，可以在包括过滤结构的纤维和/或多层之间设置吸附性材料诸如活性炭。还可以结合吸附性层使用单独的微粒过滤层，以过滤微粒和蒸气两者。
在使用呼吸器期间，进入的空气在进入面罩内部之前依次穿过层40、42和38。然后，佩戴者可吸入面罩主体的内部气体空间内的空气。当佩戴者呼气时，空气沿相反的方向依次穿过层38、42和40。另选地，可在面罩主体12上提供呼气阀(未示出)以允许呼出的空气从内部气体空间被快速吹扫以不穿过过滤结构16而进入外部气体空间。通过快速除从面罩内部呼出的湿热空气，使用呼气阀可以提高佩戴者的舒适度。提供合适压降并可适当地固定到面罩主体上的基本上任何呼气阀都可以结合本发明使用，以快速地将来自内部气体空间的呼出空气递送到外部气体空间。
现在转向图4，图4示出了来自呼吸器10的在具有形成于其中的省缝之前呈折叠或塌缩构型的面罩主体12，其中具有在该构型中指出的另外的特征部。在该扁平状塌缩构型中，看到多个特征部诸如分界线22、以及在面罩主体12的相反的侧31a、31b处的第一凸缘30a和第二凸缘30b。
中心平面32将面罩主体12二等分以限定第一侧31a和第二侧31b。可容易地看到分别位于面罩主体12的相反的侧31a和31b上的第一凸缘30a和第二凸缘30b。凸缘30a、30b以大致平面的方式在侧31a的分界线36a处和分界线36b处远离面罩主体12的过滤结构16延伸。凸缘30a、30b可以是过滤结构16的延伸部分，或者它们可以由单独的材料诸如刚性或半刚性塑料制成。虽然凸缘30a、30b可包括包含面罩主体多层过滤结构16中的一个或多个或全部，但是凸缘30a、30b不是面罩主体12的主要过滤区域部分。
不同于过滤结构16，包括凸缘30a、30b的层可进行压缩，从而使得它们几乎不可透过流体。凸缘30a、30b可在其上具有焊点或结合点34以增加凸缘刚度，并且面罩主体周边24也可具有一系列结合点或焊点34以便将各层面罩主体12接合在一起并且还保持鼻夹35的位置。过滤结构16的由周边24向内的其余部分可以并且优选地在其大部分延伸表面上为流体可完全渗透的，但可能的例外之处是存在结合点、焊点或折线的区域。
本发明的呼吸器包括在面罩主体12中形成的至少一个永久性省缝60，省缝60跨面罩主体12从面罩的一侧31a穿过中心平面32到另一侧31b横向延伸。
省缝60通过将部分打开的褶绉固定(例如，密封、焊接或其它方式粘结)在靠近其端部的位置处而同时保留中心打开来形成。固定部55将三层褶绉锁定到双楔形省缝构型中。根据本发明，固定部55形成为距面罩主体12的周边边缘25有一定距离，以降低面罩主体12在其周边24处的刚性并且允许面罩主体12更好地适应佩戴者的面部。另外，使固定部55距周边边缘25有一定距离在固定部55的任一横向侧上提供了可用的过滤结构。
图4至图9示出了在形成省缝60时面罩主体12的各种构型。应注意，这五个附图的面罩主体12的各个元件在这些图中是可互换的，并且虽然特征部可能未在具体的图中明确指出，但是除非与具体的图相反，否则元件是存在的。
在图4中，呈折叠或塌缩构型的面罩主体12具有从侧31a处的分界线36a延伸到侧31b处的分界线36b的褶绉50。褶绉50在这些线36a、36b处是锁定的，但是褶绉50在其接近中心平面32时可为打开的。图5示出了褶绉50的特征部(这些特征部在图4中也可看到)，包括外折叠部52和内折叠部54、以及外折叠部52相对于过滤结构16终止的位置处的线53。在图4的构型中，因为褶绉50的整个长度均处于未打开的状态，所以外折叠部52与线53叠置。
图6从前部示出了呈部分打开构型的面罩主体12，其中顶部部分18与底部部分20至少稍微分开；在该部分打开构型中，面罩主体12开始呈现杯形构型。如可看到的，褶绉50已经至少部分地打开，从而将外折叠部52与线53分开并且暴露内折叠部54。外折叠部52和线53相对于彼此被锁定在分界线36a、36b处，但是折叠部52和线53之间的距离朝着中心平面32增加，从而使得两个区域从中心平面32朝向分界线36a、36b和凸缘30a、30b逐渐减小。在这一阶段，可使这些楔形区域塌缩以使得外折叠部52和线53再次回到一起。
图7从其侧面示出了呈完全打开构型的面罩主体12，并且其中凸缘30b(和未看到的凸缘30a)被折叠成与过滤结构16接触。能够容易地识别出由顶部部分18和底部部分20形成的面罩主体12的杯形构型。褶绉50至少部分地打开，使得外折叠部52与线53分开，从而暴露内折叠部54并且形成朝向分界线延伸的两个楔形区域。
在图8中，跨褶绉(即，跨外折叠部52和线53以及由此跨内折叠部54)形成了固定部55，从而产生粘结的省缝60。固定部55将过滤结构16的三个单独层锁定在一起，并且在外折叠部52和线53之间设定一定距离。图9示出了固定的三层过滤结构16和部分打开的褶绉，其中折叠部52未与线53对准而是与线53偏移。
固定部55可以是适用于相对于线53保持或固定外折叠部52，或者适用于保持或固定三层过滤结构16的任何机构。固定机构的示例包括例如粘合剂、机械紧固件或附接物(例如，钉、缝合物、铆钉)、或焊接(例如超声焊接和/或热焊接(其包括热和压力))。
固定部55沿着褶绉被定位在距面罩主体12的周边24和边缘25有一定距离的位置处。褶绉的一部分存在于固定部55和周边24以及边缘25之间，并且在例示的实施例中，存在于分界线36b之间。通过使褶绉的长度的一部分不固定或不密封，面罩主体12在其接触佩戴者面部的周边24处的硬度和刚度小于固定部55在周边24处的情况下的硬度和刚度，这部分地归结于在固定部55的任一侧上的可用的(例如，可透气的)过滤结构16。与固定部55在周边24处的情况相比，这提供了面罩主体12对佩戴者面部的更好的贴合和密封。该固定部55和周边24，具体地周边边缘25之间的距离为至少10mm(1cm)并且在一些实施例中为25mm(2.5cm)。
在图8的面罩主体12中，第二粘结省缝70被示出为在底部部分20中的分界线22下方。该第二省缝70从分界线36b穿过中心平面32(图6)延伸到另一个分界线36a(图6)。第二省缝70还增加了面罩主体12的强度并且抑制其塌缩。虽然在具体实施例中示出了两个省缝60、70，但是其它实施例可包括三个或更多个省缝，这些省缝各自跨面罩主体12横向延伸。
图10示出了用于形成面罩主体12的示例性方法，该面罩主体12可随后成型为具有至少一个粘结省缝60的过滤式面罩呼吸器10。具体地，图10中所示的该方法形成图4的面罩主体12，在此之后形成粘结省缝60的方法如以上参考图4和图6至图8所述的。面罩主体12在两次操作(面罩主体制备和面罩修整)中组装。面罩主体制备阶段包括：(a)层压和固定非织造纤维的纤维网以形成过滤结构；(b)形成多个褶绉折痕线；(c)在过滤结构中形成各个结合区域，包括密封横向面罩边缘；以及(d)切割最终形成物，这些阶段可以不同的顺序或组合来完成。面罩修整操作包括(a)形成杯形结构，(b)将凸缘折叠以接触过滤结构，(c)形成并粘结省缝，以及(d)附接带具(例如，带)。该方法的至少一部分可被视为连续工艺而非间歇工艺；例如，面罩主体可通过沿纵向连续的工艺来制备。
参考图10，将三个单独的材料片，即内覆盖纤维网38、外覆盖纤维网40和过滤层42放置在一起并且对其进行面对面合股以形成过滤结构16的延伸长度。将这些材料例如通过粘合剂、热焊接或超声焊接层合在一起并且切割成期望的尺寸。焊点或结合点34可形成在过滤结构16的延伸长度上。
然后将过滤结构16层合体折叠和/或打褶并且制备各个密封点和结合点以便在扁平状面罩主体12上形成各个特征部，诸如分界线22和凸缘30a、30b。在一些实施例中，在形成分界线22和/或其它折叠部、褶绉以及各个密封点以及结合点之后，将过滤结构16切割成期望的尺寸，该尺寸通常为适用于单个面罩的长度。
然后，可如上所述在面罩主体12中形成粘结省缝60。
可在任一阶段将带26、27(图1)添加到面罩主体12，例如添加到如图4中的扁平状面罩、添加到如图6中的部分打开的杯形形状、添加到如图7中的完全打开的杯形形状、或添加到如图8中的具有粘结的凸缘和省缝60的完全打开的杯形形状。
在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发明进行各种修改和更改。例如，可使用熟知的凹凸模制技术由过滤结构模制出具有如本文所述的省缝的另选的面罩。可将在面罩上横向延伸的褶绉在距面罩的周边有一定距离的固定区域处密封到自身，以形成省缝。所得的固定区域将在该区域的任一横向侧上具有可透气的材料。
因此，本发明并不限于上述实施例，而是受以下权利要求书及其任何等同物提出的限制的约束。
本发明也可以在不存在本文未具体描述的任何元素的情况下适当地实施。
以上引用的所有专利和专利申请，包括在背景技术章节中的那些，均以引用方式全部并入到本文中。当在此类并入的文件中的公开内容与上述说明书之间存在冲突或差异时，应以上述说明书为准。

Claims (17)

1.一种过滤式面罩呼吸器，所述过滤式面罩呼吸器包括：
带具；和
面罩主体，所述面罩主体包括过滤结构且具有位于所述面罩主体的第一侧的第一侧边缘、位于所述面罩主体的第二侧的相反的第二侧边缘、和周边，所述过滤结构在所述第一侧边缘和所述第二侧边缘处被折叠成三层褶绉并且在位于所述面罩主体的所述第一侧的距所述周边一定距离的位置处被密封到自身以产生横向延伸的省缝，其中所述面罩主体还包括位于所述密封位置和所述第一侧边缘之间的不密封的一段褶绉，其中所述面罩主体还包括位于所述第一侧和相反的所述第二侧的第一凸缘和第二凸缘，当所述面罩主体呈使用中构型时，所述第一凸缘和所述第二凸缘各自被向内折叠以接触所述过滤结构，其中所述横向延伸的省缝从所述第一凸缘延伸到所述第二凸缘。
2.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述褶绉在距所述周边至少5mm处被密封到自身。
3.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述褶绉通过焊接区域来密封。
4.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，所述面罩主体具有将所述面罩主体分成顶部部分和底部部分的分界线，并且所述横向延伸的省缝位于所述顶部部分中。
5.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，所述过滤式面罩呼吸器还包括位于所述底部部分中的第二横向延伸的省缝。
6.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述三层褶绉在位于所述面罩主体的所述第二侧的第二位置处被密封到自身，其中所述面罩主体还包括位于所述第二密封位置和相反的所述第二侧边缘之间的不密封的一段褶绉。
7.一种过滤式面罩呼吸器，所述过滤式面罩呼吸器包括：
带具；和
面罩主体，所述面罩主体包括过滤结构且具有第一侧、相反的第二侧、中心平面和周边，所述面罩主体具有从所述第一侧横向延伸到所述第二侧的省缝，所述省缝包括位于所述第一侧的第一固定部和位于所述第二侧的第二固定部，其中所述面罩主体还包括位于所述第一固定部和所述第一侧之间的不密封的一段省缝，其中所述面罩主体还包括分别位于所述第一侧和所述第二侧的第一凸缘和第二凸缘，所述第一凸缘和所述第二凸缘各自被向内折叠以接触所述过滤结构，其中所述横向延伸的省缝从所述第一凸缘延伸到所述第二凸缘，其中在所述第一固定部和所述第一凸缘之间存在可透气的过滤结构以及在所述第二固定部和所述第二凸缘之间存在可透气的过滤结构。
8.根据权利要求7所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述第一固定部和所述第二固定部各自距所述周边至少5mm。
9.根据权利要求7所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述第一固定部和所述第二固定部各自包括焊接区域。
10.根据权利要求7所述的过滤式面罩呼吸器，所述面罩主体具有将所述面罩主体分成顶部部分和底部部分的分界线，并且所述横向延伸的省缝位于所述顶部部分中。
11.根据权利要求10所述的过滤式面罩呼吸器，所述过滤式面罩呼吸器还包括位于所述底部部分中的第二横向延伸的省缝。
12.根据权利要求7所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述第一凸缘在第一分界线处远离所述面罩主体的所述过滤结构延伸，其中所述第二凸缘在第二分界线处远离所述面罩主体的所述过滤结构延伸。
13.根据权利要求12所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述省缝从所述第一分界线延伸到所述第二分界线。
14.根据权利要求13所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述面罩主体还包括位于所述第二固定部和所述第二分界线之间的不密封的一段省缝。
15.一种制备杯形过滤式面罩呼吸器的方法，所述方法包括：
由具有从第一侧延伸到第二侧的褶绉的过滤结构形成扁平状面罩；
将所述扁平状面罩至少部分地展开以形成部分杯形的面罩，其中所述褶绉部分地展开；以及
紧邻所述第一侧和所述第二侧中的每一侧形成跨所述部分展开的褶绉的固定部以锁定所述褶绉，从而形成省缝，其中所述面罩主体还包括位于每个固定部与所述扁平状面罩的所述第一侧和所述第二侧中的每一侧的侧边缘之间的不密封的一段褶绉，其中所述扁平状面罩还包括位于所述第一侧的第一凸缘和位于所述第二侧的第二凸缘，并且所述褶绉从所述第一凸缘延伸到所述第二凸缘。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述形成固定部的步骤包括在距每一侧至少5mm的距离处跨所述部分展开的褶绉形成固定部。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述形成固定部的步骤包括跨三层过滤结构形成固定部。
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