CN107072341A - 具有波纹状过滤结构的呼吸器 - Google Patents

具有波纹状过滤结构的呼吸器 Download PDF

Info

Publication number
CN107072341A
CN107072341A CN201580057089.8A CN201580057089A CN107072341A CN 107072341 A CN107072341 A CN 107072341A CN 201580057089 A CN201580057089 A CN 201580057089A CN 107072341 A CN107072341 A CN 107072341A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filament
peak
filter structure
filtration
corrugated filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580057089.8A
Other languages
English (en)
Inventor
赛义德·A·安格德吉万德
恩哈特·哈·T·源
布赖恩·L·格哈特
吉米·M·李
约翰·M·布兰德纳
斯蒂芬·M·萨诺茨基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN107072341A publication Critical patent/CN107072341A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1107—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape
    • A41D13/1115—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape with a horizontal pleated pocket
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

本发明公开了过滤式面罩呼吸器的各种实施方案以及制备此类呼吸器的方法。在一个或多个实施方案中，所述过滤式面罩呼吸器包括面罩主体和附接到所述面罩主体的带具。所述面罩主体包括波纹状过滤结构，以及与所述波纹状过滤结构的内表面和外表面中的至少一者不连续接触的桥接细丝，所述波纹状过滤结构包括由谷隔开的峰。所述弹性桥接细丝附接到所述峰中的至少一些峰。

Description

具有波纹状过滤结构的呼吸器
背景技术
呼吸器通常在两种情况的至少一种下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；和(2)保护其它人或物免受暴露在佩戴者呼出的病原体和其它污染物中。在第一种情况下，在空气中含有可能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，在对其它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用于这两种情况中的一者或两者。这些呼吸器中的一些被归类为“过滤式面罩”，因为面罩主体本身作为过滤机构起作用。不同于使用具有可附接式滤筒(参见例如授予Yuschak等人的美国专利RE39,493)或嵌件模制的过滤元件(参见例如授予Braun的美国专利4,790,306)的橡胶或弹性体面罩主体的呼吸器，过滤式面罩呼吸器被设计成使过滤介质覆盖面罩主体的大部分，使得无需安装或更换滤筒。这些过滤式面罩呼吸器通常具有两种构型中的一者：模制的呼吸器和平折式呼吸器。
模制过滤式面罩呼吸器通常包含热粘结纤维的非织造纤维网或透孔塑料网，以向面罩主体提供其杯状构型。模制呼吸器在使用和储存期间均趋于保持相同的形状。因此，这些呼吸器无法折叠成扁平状以用于储存和运输。公开模制过滤式面罩呼吸器的专利的示例包括：授予Kronzer等人的美国专利7,131,442、授予Angadjivand等人的美国专利6,923,182和6,041,782、授予Dyrud等人的美国专利4,807,619，以及授予Berg的美国专利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。此类呼吸器打开成杯状构型以使用。平折式呼吸器的示例描述于：授予Bostock等人的美国专利6,568,392和6,484,722以及授予Chen的美国专利6,394,090。一些平折式呼吸器被设计有焊线、接缝和折叠部，以有助于在使用期间保持其杯状构型。刚性构件也结合到面罩主体的各片中。参见例如授予Duffy等人的美国专利公布2001/0067700和2010/0154805以及授予Spoo等人的美国设计专利659,821。
当折叠成扁平状以用于储存时，平折式呼吸器具有两种大致取向。在一种构型(有时称为“水平”平折式呼吸器)中，面罩主体横跨折叠，使得其具有上部部分和下部部分。呼吸器的第二种类型称为“竖直”平折式呼吸器，因为当从竖直位置的正面观察呼吸器时，主要的折叠部竖直取向。竖直平折式呼吸器具有位于面罩主体的竖直折叠部或中心线的相对侧上的左边部分和右边部分。
所述类型的过滤式面罩呼吸器通常包括接合或装配在一起以形成整体单元的若干不同的部件。这些部件可包括带具、呼气阀、面部密封件、鼻夹等等。例如，规则地添加面部密封件，因为面部密封件在不同轮廓的佩戴者的面部和呼吸器面罩主体之间提供舒适的贴合，并且还适应诸如当佩戴者的面部在佩戴者说话时运动可能致使密封无效的动态变化。
发明内容
一般来讲，本公开提供了呼吸器的各种实施方案，该呼吸器包括波纹状过滤结构以及设置在波纹状过滤结构的一个或两个主表面上的一根或多根桥接细丝。
在一个方面，本发明提供了包括面罩主体和附接到面罩主体的带具的过滤式面罩呼吸器。面罩主体包括波纹状过滤结构以及与波纹状过滤结构的内表面和外表面中的至少一者不连续接触的弹性桥接细丝，波纹状过滤结构包括由谷隔开的峰。弹性桥接细丝附接到峰中的至少一些峰。
在另一方面，本发明提供了制备包括面罩主体的呼吸器的方法。该方法包括：形成过滤结构，将过滤结构加工成波纹状过滤结构，使得波纹状过滤结构包括由谷隔开的峰，以及将波纹状过滤结构形成为杯状构型以形成面罩主体。该方法进一步包括将弹性桥接细丝附接到波纹状过滤结构的峰中的至少一些峰，使得弹性桥接细丝与波纹状过滤结构的内表面和外表面中的至少一者不连续接触，以及将带具附接到面罩主体。
本文所提供的所有标题是为了方便读者阅读，而不应该用于限制该标题后面的任何文本的含义，除非如此规定。
术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或步骤或要素组，但不排除任何其它步骤或要素或步骤或要素组。术语“由……组成”意指“包括”并且限于短语“由……组成”后的任何内容。因此，短语“由……组成”指示列出的要素为需要的或强制的，并且不可存在其它要素。术语“基本上由……组成”意指包括在该短语之后所列出的任何要素，并且限于不妨碍或有助于本公开中对所列要素规定的活性或作用的其它要素。因此，短语“基本上由……组成”指示列出的要素为需要的或强制的，但其它要素是任选的并且可以存在或不存在，取决于它们是否实质上影响所列要素的活性或作用。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本公开的实施方案；然而，在相同或其它情况下，其它实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其它实施方案是不可用的，并且并不旨在将其它实施方案排除在本公开的范围之外。
在本申请中，术语诸如“一”、“一个”和“该”并不旨在仅指单一实体，而是包括可用于举例说明的具体示例的一般类别。术语“一”、“一个”和“该”可与术语“至少一个”互换使用。后接列表的短语“...中的至少一个(种)”和“包含...中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
后接列表的短语“...中的至少一个(种)”和“包含...中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。
如本文所用，术语“或”大致按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该内容清楚地指出并非如此。
术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部，或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。
如本文所用，结合测得的量，术语“约”是指测得的量中的偏差，这个偏差是如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的与测量目的和所用测量设备的精确度相称的偏差。在本文中，“最多至”某个数字(例如，最多至50)包括该数字(例如，50)。
另外，本文通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
术语表
本文中陈述的术语将具有如下所定义的含义：
“桥接细丝”意指在过滤结构的至少两个峰之间延伸并且粘结到过滤结构的至少两个峰的细丝或形成细丝的股线的集合；或者，“桥接细丝”意指粘结到其它细丝和/或与其它细丝缠结使得细丝共同地桥接过滤结构的至少两个峰之间距离的细丝；
“清洁空气”意指已过滤以去除污染物的一定体积的大气环境空气；
“可压缩”意指当适度的力施加到峰或谷时，过滤结构的一个或多个峰或谷能够可逆地压缩，并且当力被去除时，峰和谷可回弹到其初始构型；
“污染物”意指颗粒(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或大致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)；
“横跨维度”为当从正面观察呼吸器时，在整个呼吸器上从一侧到另一侧横向延伸的维度；
“杯状构型”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；
“缓冲构件”及其变型意指不包括过滤介质或过滤结构的可压缩材料；
“不连续接触”意指桥接细丝的第一部分与过滤结构接触，而桥接细丝的第二部分不与过滤结构接触；
“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”意指当面罩主体位于人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模制的过滤元件；
“过滤器”或“过滤结构”意指透气材料的一个或多个层，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；
“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零件组合；
“内部气体空间”意指面罩主体和人面部之间的空间；
“内部表面”意指当面罩主体位于人面部上时面罩主体最靠近人面部的表面；
“面罩主体”意指这样的透气结构，其被设计成贴合在人的鼻部和口部上，并且有助于限定与外部气体空间分开的内部气体空间(包括将其层与零件接合在一起的接缝和粘结点)；
“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鼻部的密封；
“鼻部区域”意指当佩戴呼吸器时位于佩戴者鼻部上方的面罩主体的部分；
“峰轴线”意指波纹状过滤结构的大多数峰沿着其对准的轴，如图2所示；
“周边”意指面罩主体的外边缘，当人佩戴呼吸器时，该外边缘大致邻近佩戴者的面部设置；“周边区段”是周边的一部分；
“褶绉”意指被设计成的部分或者折叠在自身上的部分；
“聚合物的”和“塑料的”各自意指如下材料，该材料主要包含一种或多种聚合物，并且该材料也可包含其它成分；
“呼吸器”意指人佩戴的以向佩戴者提供清洁空气以呼吸的空气过滤装置；
“鼻窦区域”意指当以适当的构型佩戴呼吸器时，面罩主体位于佩戴者眼睛和/或眼眶下方的鼻部区域和部分或区；
“紧密的贴合性”或“紧密地贴合”意指(在面罩主体和佩戴者面部之间)提供基本上气密的(或基本上不漏的)贴合；并且“横向延伸”意指大致在横跨维度上延伸。
在下面的具体实施方式中，本公开的这些以及其它方面将是显而易见的。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。
附图说明
在整个说明书中均参考附图，其中类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：
图1为呼吸器的一个实施方案的示意性前视图。
图2为处于扁平状构型的图1的呼吸器的过滤结构的示意性透视图。
图3为图2的过滤结构的一部分的示意性剖视图。
图4为过滤结构的一个实施方案的一部分的示意性剖视图。
图5为呼吸器的另一个实施方案的示意性前视图。
图6为呼吸器的另一个实施方案的示意性透视图。
图7为用于制备呼吸器的装置的一个实施方案的图解视图。
图8为渗透百分比和压降(mm H2O)比NIOSH NaCl暴露量(mg)的图。
具体实施方式
一般来讲，本公开提供了呼吸器的各种实施方案，该呼吸器包括波纹状过滤结构以及设置在波纹状过滤结构的一个或两个主表面上的一根或多根桥接细丝。在一个或多个实施方案中，波纹状过滤结构包括由谷隔开的峰。桥接细丝可与波纹状过滤结构的至少一个主表面不连续接触。在一个或多个实施方案中，桥接细丝可附接到波纹状过滤结构的峰中的至少一些峰。
在一个或多个实施方案中，过滤结构的形成方式可为：使一个或多个扁平过滤结构通过将结构赋予到过滤结构中的波纹加工处理。赋予的结构可通过将一根或多根桥接细丝设置在过滤结构的至少一个主表面上而保持在适当的位置，从而形成自支撑结构。这种自支撑结构可为可压缩的和可模制的。此类结构可用作呼吸器(例如平折式、杯状、可重复使用的呼吸器)中的过滤结构。
本公开的过滤结构可用于任何合适类型的呼吸器。例如，过滤结构可包括在过滤式面罩呼吸器中。此外，在一个或多个实施方案中，所公开的过滤结构可用于任何合适类型的过滤式面罩呼吸器，例如模制呼吸器、平折式呼吸器等。
波纹状过滤结构一般来讲可提供更大的表面积，并且因此减小呼吸阻力，同时改善过滤器效率。此类波纹状过滤结构可充当梯度过滤器。此外，可在这些波纹状构型中使用具有增大的蓬松度的纤维网。此类纤维网可延长呼吸器的使用寿命，并且由于增大的蓬松度的缓冲作用，还可提高佩戴者的舒适性。此外，此类波纹状过滤结构可模制或成型为多种构型。并且，在一个或多个实施方案中，波纹状过滤结构可允许呼吸器在佩戴者说话或移动时展开，而不会牺牲呼吸器的贴合性。
当波纹状过滤结构被压紧或塌缩时，过滤参数诸如压降和使用寿命可能受到不利影响。本公开的一个或多个实施方案可提供保持其波纹形状的呼吸器。
例如，图1为呼吸器10的一个实施方案的示意性前视图。该呼吸器包括面罩主体12和附接到面罩主体的带具20。面罩主体12包括过滤结构30。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可为包括由谷36隔开的峰34的波纹状过滤结构。面罩主体12还可包括与过滤结构的至少一个主表面不连续接触的一根或多根桥接细丝40。例如，在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可与过滤结构的内表面(如图3所示)和外表面38中的至少一者不连续接触。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可附接到过滤结构的峰34中的至少一些峰。
带具20附接到面罩主体12，面罩主体可包括可将面罩主体保持在佩戴者面部上适当位置的任何合适带具。如图1所示，带具20包括在附接位置26处附接到面罩主体12的第一(即，上部)带22和第二(即，下部)带24。第一带22和第二带24可在任何合适的一个位置或多个位置处附接到面罩主体12。例如，在例示的实施方案中，第一带22和第二带24附接到面罩主体12的过滤结构30的外表面38。在一个或多个另选的实施方案中，第一带22和第二带24可附接到面罩主体12的过滤结构30的内表面。
第一带22和第二带24可使用任何合适的技术或技术的组合附接到面罩主体12，所述技术例如热粘结、超声焊接、粘附(例如，使用胶水、粘合剂、热熔性粘合剂、压敏粘合剂等)，或机械紧固(例如，使用扣环、按钮和钩、配合表面紧固件，或形成于左右附接位置处用于截留带材料等的开口，诸如环或狭槽)。第一带22和第二带24可附接到面罩主体12，使得在由佩戴者佩戴时，作用在带具20和面罩主体12之间的力处于剥离模式或剪切模式。带具20可附接到位于过滤结构30的层之间或者在过滤结构的外表面或内表面上的面罩主体12。
一般来讲，在呼吸器带具中使用的带可伸展到大于其总长度的两倍，并且可在呼吸器的整个使用寿命期间多次恢复到其松弛状态。带的长度也可以增加到其松弛状态长度的三倍或四倍，并且当去除张力时带可恢复到其初始状态而不会对其有任何损坏。在一个或多个实施方案中，弹性极限因此不小于带的松弛状态长度的两倍、三倍或四倍。通常，带约20cm至32cm长，3mm至20mm宽，并且约0.3mm至1mm厚。带可作为连续的带从呼吸器第一侧延伸至第二侧，或者带可具有可通过其它紧固件或扣环接合在一起的多个部分。例如，带可具有由紧固件接合在一起的第一部分和第二部分，当从面部去除面罩主体时，佩戴者可快速解开紧固件。另选地，带可形成围绕佩戴者耳部放置的环。参见例如授予Chen等人的美国专利6,394,090。可用于将带的一个或多个部分接合在一起的紧固或夹紧机构的示例在例如授予Brostrom等人的美国专利6,062,221和授予Seppala的美国专利5,237,986中以及在授予Chen的EP专利公布1,495,785A1中示出。带具还可包括可重复使用的托架、一个或多个扣环和/或冠状构件以将呼吸器支撑在人的头部上。参见例如：授予Brostrom等人的美国专利6,732,733和6,457,473；以及授予Byram的美国专利6,591,837和6,715,490。
在一个或多个实施方案中，呼吸器10还可包括邻近面罩主体12的鼻部区域14设置的鼻夹60。如本文所用，短语“邻近鼻部区域”意指元件或装置设置成比面罩主体的中心区域更靠近面罩主体12的鼻部区域14。可使用任何合适的鼻夹60。在一个或多个实施方案中，鼻夹60可为实质上有助于改善在佩戴者鼻部上的贴合性的任何附加的零件。因为佩戴者的面部在鼻部区域中表现出重大的轮廓变化，所以可使用鼻夹以更好地帮助实现在该位置的适当贴合。鼻夹60可包括例如柔韧的极软金属(诸如铝)带，金属带可成形为使面罩在佩戴者的鼻部上及鼻部与脸颊交界处保持所期望的贴合关系。当处于折叠或部分折叠状态时，鼻夹60当从投影到面罩主体上的平面观察时可呈直线形状。另选地，鼻夹可为如图1所示的M形鼻夹。参见例如授予Castiglione的美国专利5,558,089和Des.412,573。其它示例性鼻夹在授予Daigard等人的美国专利8,066,006、授予Xue等人的美国专利8,171,933以及授予Kalatoor等人的美国专利公布2007-0068529A1中有所描述。
面罩主体12可包括任何合适的面罩主体。例如，面罩主体12可形成如图1所示的模制过滤式面罩呼吸器。另选地，在一个或多个实施方案中，面罩主体12可形成如图5-图6所示并且如本文进一步所述的平折式呼吸器。在一个或多个实施方案中，面罩主体12可形成为使得其不包括与波纹状过滤结构30一同呈波纹状以便与波纹状过滤结构大致连续接触的任何能够永久变形的层或构件。
呼吸器10可包括任何合适的过滤结构30。例如，图2是仅为了进行示意性说明，处于非模制的或扁平构型的图1的过滤结构30的一部分的示意性透视图。如图2所示，过滤结构30包括峰34，在一个或多个实施方案中，峰34沿着峰轴线50取向成彼此大致平行。峰34被谷36隔开。如图2所示，峰34形成图2中所示过滤结构30的外表面38。在一个或多个实施方案中，当从过滤结构的相对主表面观察时，峰34看起来反而像谷36，即，当从过滤结构的相对主表面观察时，谷36变为峰，峰变为谷，图2中未示出。峰34和谷36由从峰到谷延伸的壁32连接。
过滤结构30可采用任何合适的形状或形状的组合。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可采用如图3所示的正弦形状剖面。峰34和谷36可包括当过滤结构30处于如图2所示的扁平构型时测得的任何合适的平均曲率半径。在一个或多个实施方案中，峰34和谷36中的一者或两者的平均曲率半径可为至少2mm。在一个或多个实施方案中，峰34和谷36中的一者或两者的平均曲率半径可为不大于1.5cm。过滤结构30可包括具有基本上相同形状的峰34。另选地，峰34可包括第一组峰和第二组峰，第一组峰具有第一形状，第二组峰具有不同于第一形状的第二形状。此外，过滤结构30可包括具有基本上相同形状的谷36。在一个或多个另选的实施方案中，谷36可包括第一组谷和第二组谷，第一组谷具有第一形状，并且第二组谷具有不同于第一形状的第二形状。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括变化形状的峰34和/或变化形状的谷36。
波纹状过滤结构30可包括任何合适的峰频率，即，在与峰轴线50正交的方向上测得的每单位长度的峰数量。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括大于0个峰/厘米的峰频率。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括不大于3个峰/厘米的峰频率。
此外，过滤结构30可包括任何合适尺寸的峰34和谷36。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括大于0mm的平均峰高度。在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括不大于20mm的平均峰高度。峰高度被定义为在过滤结构的厚度方向上从谷36到过滤结构30的相邻峰34的距离。例如，峰高度2在图3中示出，该图为图1-图2中的过滤结构30的一部分的示意性剖视图。
过滤结构30可包括任何合适的一个或多个层。例如，在一个或多个实施方案中，过滤结构30可包括内覆盖层、外覆盖层、过滤结构和成形层中的至少一者，如本文进一步所述。
面罩主体12进一步包括桥接细丝40。任何合适数量的桥接细丝40可包括在面罩主体12中。桥接细丝40可与峰34和谷36中的一者或两者接触。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可与面罩主体12的至少一个主表面(即，外表面38和内表面39中的一者或两者)不连续接触(如图3所示)。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可由例如纺粘纤维网(稀松布或结网)的细丝共同供应，即使该细丝太短和/或取向成使得它们不在峰34之间延伸，它们也被粘结到其它细丝，以便共同桥接峰34(与峰接触的多个细丝部分与其粘结)之间的距离。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可例如通过膨胀金属(诸如，购自加利福尼亚州兰丘库卡蒙加市的Wallner Tooling/Expac公司(Wallner Tooling/Expac,RanchoCucamonga,CA)的产品)的细丝共同供应，即使金属细丝的单个段(位于与其它单个段的接合点之间)可以(或可以不)足够长以在两个峰34之间延伸。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可包括为连续峰34之间的间距的至少100％、200％、400％或800％的平均长度，和/或将被布置成使得至少一些单个细丝在波纹状过滤结构30的至少两个峰之间延伸并且粘结到波纹状过滤结构30的至少两个峰。
此外，在一个或多个实施方案中，大多数细丝40中的大部分与峰34和谷36之间的壁32的大部分区域间隔开。换句话讲，桥接细丝40与壁32间隔开，靠近或非常靠近峰34和/或谷36的壁的多个部分除外。例如，如图3所示，桥接细丝40的第一多个部分42在峰34处与过滤结构30接触，而桥接细丝的第二多个部分44不与过滤结构接触。桥接细丝40的第一多个部分42可在峰34处或邻近峰34处与过滤结构30的任何合适部分接触。如本文所用，短语“邻近峰”意指过滤结构中比谷36更靠近峰的多个部分。因此，桥接细丝40与波纹状过滤结构30的外表面38不连续接触。
在一个或多个实施方案中，至少一些桥接细丝40可取向为至少基本上垂直于(即，在+/-约10度内)波纹状过滤结构30的峰轴线50。在此类实施方案中，桥接细丝40可在任何合适数量的峰34之间延伸并且粘结到任何合适数量的峰，例如两个、三个、四个、八个或更多个峰。在一个或多个实施方案中，至少一些桥接细丝40可以是连续的，意味着它们沿着波纹状过滤结构30的整个长度延伸。因此，此类连续的桥接细丝40将不会沿着波纹状过滤结构30的整个长度或宽度在任何地方被切断或以其它方式变得不连续。在任何情况下，桥接细丝40(连续或不连续)将不同于被切割或以其它方式变短以致使它们不在至少两个峰34之间延伸的细丝。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40为至少大致直的。在这类实施方案中，桥接细丝40中的至少一些桥接细丝可至少大致彼此平行，如图2所示。然而，如本文所讨论的那样，其它布置方式也是可以的。
桥接细丝40可相对于峰轴线50以任何合适的角度设置。在一个或多个实施方案中，桥接细丝中的至少一些桥接细丝以与峰轴线50成大于0°的角度设置。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40中的至少一些桥接细丝以与峰轴线50成不大于90°的角度设置。
桥接细丝40可局部地稳定波纹状过滤结构30，以使由于冲击过滤结构的外表面38和/或内表面的气流的压力而导致的峰34的任何局部变形最小化。因此，应当理解，桥接细丝40可起到局部地稳定波纹状过滤结构40的作用。
桥接细丝40可包括任何材料或材料的组合，只要该材料与细丝的尺寸(例如，宽度、厚度)相结合能提供物理特性(例如，柔韧性和不可延展性)的期望组合即可。此类材料可包括有机聚合物材料(无论是天然存在的还是合成的，包括本文已提到的那些)、无机材料(例如，玻璃纤维)等。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40不由金属或无机材料诸如玻璃纤维制成；在另一些实施方案中，过滤结构30不包括含有任何金属或无机材料的任何类型的支撑构件、片材或层。
在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可为非弹性的。如本文所定义的非弹性涵盖不具有弹性材料诸如天然橡胶、SBR橡胶、莱卡等的相对较高可逆延展性(例如，通过可逆地伸长至例如100％或更多而不经历塑性变形的能力来表征)特征的任何材料。因此，常用的聚合物材料例如可挤出材料(包括但不限于例如聚丙烯、聚(乳酸)、聚对苯二甲酸乙二醇酯等等)可用于形成桥接细丝40。
在一个或多个实施方案中，细丝40可由弹性材料制成。在一个或多个实施方案中，此类弹性桥接细丝40可延伸或伸长至任何显著程度(例如，大于约10％)并且在面罩主体12上存在力的情况下回缩。弹性桥接细丝可包括任何合适的弹性材料，例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、SEPS、SBPS、茂金属、KRATON、碳以及它们的组合。在一个或多个实施方案中，如本文所公开的桥接细丝40是柔性的，意味着细丝可(单独和共同)容易地可逆弯曲、卷起等。
在一个或多个实施方案中，一根或多根桥接细丝40可包括细丝的外表面上的一个或多个附加材料层。例如，在一个或多个实施方案中，一根或多根桥接细丝40可包括涂覆在细丝的外表面上的碳层。
在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可为单独提供的单根细丝(例如，下文所述设置在波纹状过滤结构30上的聚合物细丝)。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可作为稀松布或结网的细丝提供。在本上下文中，术语稀松布用于广泛地涵盖通过任何技术或技术组合来实现的彼此接触的细丝的任何集合。具体地讲，术语稀松布不限于有机聚合物材料，而是包括金属网或结网(例如，如上所述的膨胀金属)、由例如玻璃纤维制成的无机稀松布等等。在一个或多个实施方案中，此类稀松布或结网可为预先存在的稀松布或结网，意指预制且具有足够的机械完整性以便处理以及与上游褶绉尖部接触而作为一个单元的稀松布或结网。
桥接细丝40可进一步包括任何合适的构造。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可包括一根或多根双组分细丝，例如芯/鞘细丝。在此类细丝中，芯可包括第一材料，并且鞘可包括第二材料。第一材料可与第二材料可相同或不同。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可包括一根或多根中空细丝。
在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可包括至多约2、1、0.5、0.2或0.1mm的平均直径(在具有非圆形或不规则剖面的细丝的情况下，或为等效直径)。在另一些实施方案中，细丝40可包括至少约0.05mm、0.10mm、0.20mm或0.25mm的平均直径或等效直径。当在剖面中观察时，细丝40可包括任何合适的形状(例如，大致为圆形、正方形、长方形等)。
根据需要，细丝40可包括各个细丝之间的任何合适的间距。平均细丝间距为对于整个面罩主体12测得的两个相邻桥接细丝之间的平均距离。在一个或多个实施方案中，平均细丝间距可为至少约0mm、至少约2mm、至少约4mm或至少约6mm。在一个或多个实施方案中，平均细丝间距可为至多约60mm、至多约40mm、至多约20mm、至多约15mm、至多约10mm或至多约8mm。细丝间距可相对恒定，或可变化。细丝间距中的一些固有变化可能发生在细丝的生产和处理中。无论具体布置如何，一组合适的细丝40将共同包括高度开放的结构(在各种实施方案中，包括大于至少80％、90％或95％的开口面积)，以便允许足够的气流通过波纹状过滤结构30。
在一个或多个实施方案中，桥接细丝40(例如，用于结网或稀松布)可包括至少一些细丝，这些细丝取向成大致垂直于峰轴线50并且彼此平行(例如，以类似于图2的细丝40的方式取向)，其它细丝也存在(可以是或可以不是桥接细丝)，并且其它细丝可在各种方向上取向。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40的集合可以塑料网或结网、针织或织造织物等(然而，注意，任何此类材料不一定必须粘结到褶绉过滤介质，使得材料的一组细丝严格地或甚至大致垂直于褶绉方向)的形式提供。参见例如授予Nguyen等人的美国专利申请62/038,455(代理人案号75351US002)。
在一个或多个实施方案中，可以各种各样的取向和间距提供细丝，而不是提供以至少大致垂直于峰轴线50取向的细丝40。此类细丝40可以沿循曲线、环、曲折路径等。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可作为包括无规取向细丝集合的稀松布或结网的一部分提供，只要此类细丝足够长并且彼此粘结和/或缠结以用作如本文所定义的桥接细丝即可。此类稀松布可为例如纺粘纤维网、水刺纤维网、梳理纤维网、Rando纤维网、多个纤维网的层合体等。
在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可设置在外表面38和内表面39两者上。任何合适的桥接细丝可包括在面罩主体12的内表面39上，例如，设置在外表面38上的相同桥接细丝。在一个或多个实施方案中，外表面38上的桥接细丝40可不同于设置在过滤结构30的内表面39上的桥接细丝。在一个或多个实施方案中，外表面38上的桥接细丝40可按与设置在过滤结构30的内表面39上的桥接细丝相同的布置方式来设置。在一个或多个实施方案中，设置在外表面38上的桥接细丝40可按不同于设置在内表面39上的桥接细丝的布置方式的图案来布置。
桥接细丝40可以任何合适的图案设置在过滤结构30的外表面38或内表面39上。例如，在一个或多个实施方案中，可将桥接细丝40布置成使得每个细丝基本上垂直于峰轴线50。换句话讲，在一个或多个实施方案中，可将桥接细丝40可设置成使得各个细丝形成直线。在一个或多个另选的实施方案中，一根或多根桥接细丝40可设置成使得它们呈现不同的形状，例如正弦、方波、锯齿等。此外，桥接细丝40可以无规图案设置在面罩主体12的外表面38和内表面39中的一者或两者上，使得每个桥接细丝40呈现独特的形状。
桥接细丝40也可以任何合适的方式设置在过滤结构30上。例如，在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可熔融粘结到过滤结构30的峰34中的至少一些峰。在一个或多个实施方案中，桥接细丝40可粘结到过滤结构30，使得面罩主体12在桥接细丝和过滤结构之间每线性厘米包括任何合适数量的粘结点。例如，在一个或多个实施方案中，面罩主体12在桥接细丝40和过滤结构30之间可包括每线性厘米0.5个粘结点。此外，在一个或多个实施方案中，面罩主体12在桥接细丝40和过滤结构30之间可包括不大于每线性厘米5个粘结点。
面罩主体12可包括任何合适数量的桥接细丝40。在一个或多个实施方案中，面罩主体12可包括基本上类似于彼此的桥接细丝40，例如，每根桥接细丝包括相同材料或材料的组合，包括相同直径等。在一个或多个另选的实施方案中，面罩主体12可包括各种桥接细丝40。在一个或多个实施方案中，面罩主体12可包括第一组桥接细丝和第二组桥接细丝。例如，图6为呼吸器600的一个实施方案的示意性透视图。关于图1-图3的呼吸器10的所有设计考虑和可能性同样适用于图6的呼吸器600。呼吸器600包括具有波纹状过滤结构630的面罩主体612。过滤结构630包括由谷636隔开的峰634。面罩主体612还包括与过滤结构630的外表面638不连续接触的桥接细丝640。呼吸器600还包括邻近面罩主体612的鼻部区域614设置的鼻夹660。此外，呼吸器600包括附接到面罩主体612的带具620。
呼吸器10和呼吸器600之间的一个差异在于呼吸器600是竖直平折式呼吸器，而呼吸器10是模制呼吸器。另一个差异在于呼吸器600包括具有第一组桥接细丝642和第二组桥接细丝644的桥接细丝640，其中桥接细丝沿基本上竖直方向设置在与呼吸器600的横跨方向正交的过滤结构630上(当呼吸器的佩戴者处于竖直位置时，从佩戴者的角度观察)。此外，峰634与在相对于面罩主体612的横跨方向上延伸的峰轴线650基本上对齐。
第一组桥接细丝642可具有与第二组桥接细丝644相同的特性和尺寸。另选地，在一个或多个实施方案中，第一组桥接细丝642可不同于第二组桥接细丝644。在一个或多个实施方案中，第一组桥接细丝642可包括具有第一平均直径的细丝，并且第二组桥接细丝644可包括具有不同于第一平均直径的第二平均直径的细丝。在一个或多个实施方案中，第一组桥接细丝642可包括具有第一材料的细丝，并且第二组桥接细丝644可包括具有不同于第一材料的第二材料的细丝。此外，在一个或多个实施方案中，第一组桥接细丝642可以第一图案设置在过滤结构630上，并且第二组桥接细丝644可以不同于第一图案的第二图案设置在过滤结构上。例如，第一组桥接细丝642可设置在过滤结构630上，使得一根或多根细丝形成正弦形状，并且第二组桥接细丝644可设置在过滤结构上，使得一根或多根细丝形成直线。
第一组桥接细丝642和第二组桥接细丝644可以任何合适的图案设置在面罩主体612的过滤结构630上。例如，第一组细丝642的细丝可与第二组细丝644的细丝交替。另选地，第一组桥接细丝642中的两根或多根细丝可彼此相邻设置，后接第二组桥接细丝644的两根或多根细丝。第一组桥接细丝642和第二组桥接细丝644之间的任何合适图案可形成在面罩主体612的过滤结构630上。
过滤结构可包括具有任何合适构造的任何合适的一个或多个层。例如，图4为可在呼吸器10的面罩主体12中利用的过滤结构400的一部分的示意性剖视图。结合适于本公开使用的呼吸器而使用的过滤结构400可呈现各种不同的形状和构型。如图4所示，过滤结构400可具有多个层，包括纤维过滤层408以及一个或多个纤维覆盖纤维网402(即，内覆盖纤维网)和404(即，外覆盖纤维网)。当呼吸器为模制面罩时，面罩主体还可包括任选的成形层406。参见例如：授予Angadjivand等人的美国专利6,923,182；授予Kronzer等人的美国专利7,131,442；授予Angadjivand等人的美国专利6,923,182和6,041,782；授予Dyrud等人的美国专利4,807,619；以及授予Berg的美国专利4,536,440。一般来讲，过滤结构从环境空气中去除污染物，并且也可充当阻挡液态溅液进入面罩内部的阻挡层。外覆盖纤维网404可用于阻止或减慢任何液态溅液，如果溅液渗透穿过其它层，则内部过滤结构400可容纳这些溅液。过滤结构400可为颗粒捕集过滤器或气体和蒸汽型过滤器。过滤结构400可根据应用需要而包括类似或相异过滤介质和一个或多个覆盖纤维网的多个层。在一个或多个实施方案中，呼吸器可包含具有附接到其上的一个或多个滤筒的流体不可透过的面罩主体。参见例如：授予Viner等人的美国专利6,874,499；授予Holmquist-Brown等人的美国专利6,277,178和D613,850；授予Yuschak等人的美国专利RE39,493；授予Mittelstadt等人的美国专利D652,507、D471,627和D467,656；以及授予Martin的美国专利D518,571。
覆盖纤维网402、404可位于过滤结构400的外侧上以捕集可能从过滤结构上松散的任何纤维。通常，选择提供舒适感(特别是在与佩戴者面部接触的过滤结构400的一侧410上)的纤维来制成覆盖纤维网402、404。可结合本公开的呼吸器中所用过滤结构使用的各种过滤层、成形层和覆盖纤维网的构造在本文中有更详细的描述。
可以在本公开的呼吸器中有利地采用的过滤层大致压降较小(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工作量。另外，过滤层为柔性的并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。颗粒捕集过滤器的示例包括细小无机纤维(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方法制备的驻极体充电的聚合物微纤维。由带电荷的聚丙烯形成的聚烯烃微纤维特别适用于颗粒捕集应用。
通常，对过滤层408进行挑选以实现期望的过滤效果。一般来讲，过滤层将从穿过它的气流中去除高百分比的颗粒和/或其它污染物。对于纤维过滤层而言，根据将待过滤掉的物质的种类选择纤维，并且通常对纤维进行选择，使得在制造操作期间它们不粘结在一起。如所指出的那样，过滤层可具有多种形状和形式，并且通常具有约0.2毫米(mm)至1厘米(cm)，更典型地约0.3mm至0.5cm的厚度，并且过滤层可以是大致平面的纤维网，或者可以是波纹状的以提供扩大的表面积。参见例如授予Braun等人的美国专利5,804,295和5,656,368。过滤层408还可包括由粘合剂或任何其它技术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。熔喷纤维网，诸如在Wente,Van A.，Superfine Thermoplastic Fibers,48Indus.Eng.Chem.,1342et seq.(1956)(超细热塑性纤维，化学工程师学会，第48卷，第1342页以及之后等等，1956年)中提出的熔喷纤维网，特别是当以永久带电(驻极体)的形式存在时尤其可用(参见例如授予Kubik等人的美国专利4,215,682)。这些熔喷纤维可以是具有直径小于约20微米(μm)的有效纤维的微纤维(称为“吹塑微纤维”，简称BMF)，通常为约1至12μm的微纤维。有效纤维直径可根据以下文献测定：Davies,C.N.，的The Separation Of Airborne Dust Particles,Institution Of Mechanical Engineers,London,Proceedings 1B,1952(空载粉尘颗粒的分离，伦敦机械工程师学会，论文集1B，1952年)。在一个或多个实施方案中，过滤层可包括含有由聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)以及它们的组合形成的纤维的一个或多个BMF纤维网。如在授予van Turnhout的美国专利Re.31,285中提出的带电原纤化膜的纤维、以及松香羊毛纤维网和玻璃纤维网或溶液吹塑的、或静电喷涂的纤维(特别是以微纤维的形式)也可为合适的。可通过使纤维与水接触来对纤维施加电荷，如授予Eitzman等人的美国专利6,824,718；授予Angadjivand等人的美国专利6,783,574；授予Insley等人的美国专利6,743,464；授予Eitzman等人的美国专利6,454,986和6,406,657；以及授予Angadjivand等人的美国专利6,375,886和5,496,507所公开。也可通过电晕充电来对纤维施加电荷，如授予Klasse等人的美国专利4,588,537中所公开，或者通过摩擦充电来对纤维施加电荷，如授予Brown的美国专利4,798,850中所公开。另外，可在纤维中包含添加剂，以增强通过水充电方法制备的纤维网的过滤性能(参见授予Rousseau等人的美国专利5,908,598)。具体地，可将氟原子设置在过滤层中的纤维的表面处，以改善油雾环境中的过滤性能。参见例如授予Jones等人的美国专利6,398,847 B1、6,397,458B1和6,409,806 B1。驻极体BMF过滤层的典型基重为约10至100克/平方米(g/m2)。当根据例如Angadjivand等人的‘507专利中所述的技术充电时，以及当如Jones等人的专利中所提及包含氟原子时，基重可分别为约20至40g/m2和约10至30g/m2。另外，可在包括过滤结构的纤维和/或各种层之间设置吸附性材料，诸如活性炭。另外，可结合吸附性层一起使用单独的微粒过滤层，以过滤微粒和蒸气两者。吸附剂组分可用于从呼吸空气中去除有害或难闻的气体。吸附剂可包括通过粘合剂、粘结剂或者纤维结构而结合在过滤层中的粉末或颗粒物。参见例如授予Springett等人的美国专利6,334,671和授予Braun的美国专利3,971,373。吸附剂层可通过涂覆基底诸如纤维或网状泡沫来形成，以形成薄的粘附层。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。适形于各种构型的吸附性过滤结构的示例在授予Senkus等人的美国专利6,391,429中有所描述。
覆盖纤维网还可具有过滤能力(尽管通常无法与过滤层一样好)，和/或可起到使过滤式面罩呼吸器的佩戴更为舒适的作用。覆盖纤维网可由非织造纤维材料制成，诸如含有例如聚烯烃和聚酯的纺粘纤维。参见例如授予Angadjivand等人的美国专利6,041,782；授予Dyrud等人的美国专利4,807,619；以及授予Berg的美国专利4,536,440。佩戴者吸气时，空气通过面罩主体吸入，而气载颗粒则被捕集到纤维(特别是过滤层中的纤维)之间的空隙中。
内覆盖纤维网402可用于提供用于接触佩戴者面部的光滑表面。此外，除提供飞溅流体保护之外，外覆盖纤维网404还可用于在面罩主体中截留松散纤维以及用于美学原因。虽然覆盖纤维网通常不对过滤结构提供任何实质的过滤有益效果，但是当设置在过滤层的外部(或上游)时，其可用作预过滤器。为了获得适当程度的舒适性，内覆盖纤维网可具有相对较低的基重，并且可由相对细小的纤维形成。更具体地，在一个或多个实施方案中，可以将覆盖纤维网制成具有约5至70g/m2(通常为10至30g/m2)的基重，并且纤维可小于3.5旦尼尔(通常小于2旦尼尔，更通常小于1旦尼尔但大于0.1旦尼尔)。在覆盖纤维网中使用的纤维常常具有约5至24微米，通常约7至18微米，更通常约8至12微米的平均纤维直径。覆盖纤维网材料可具有一定程度的弹性(在断裂时通常但不一定必须是100％至200％)，并且能够是塑性变形的。
用于覆盖纤维网的合适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，并且还包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。用于制备用于覆盖纤维网的BMF材料的示例性方法在授予Sabee等人的美国专利4,013,816中有所描述。纤维网可通过将纤维收集在光滑表面上而形成，通常是光滑表面的鼓或旋转收集器。参见例如授予Berrigan等人的美国专利6,492,286。也可以使用纺粘纤维。
典型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。已经发现，这些材料为佩戴者提供高度的柔软性和舒适性，并且当过滤材料为聚丙烯BMF材料时，在层之间不需要粘合剂的情况下保持固定到过滤材料上。适用于覆盖纤维网中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、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。用于覆盖纤维网的纤维的一个示例为由得自埃克森公司(Exxon Corporation)的聚丙烯树脂“Escorene 3505G”制成的聚丙烯BMF，其提供约25g/m2的基重，具有在0.2至3.1范围内的纤维旦尼尔(100根纤维的测量平均值为约0.8)。另一种合适的纤维为聚丙烯/聚乙烯BMF(由包含85％的树脂“Escorene 3505G”和15％的也得自埃克森公司(Exxon Corporation)的乙烯/α-烯烃共聚物“Exact 4023”的混合物制备)，其提供基重为约25g/m2的基重，具有约0.8的平均纤维旦尼尔。合适的纺粘材料以商品名“Corosoft Plus 20”、“Corosoft Classic20”和“Corovin PP S 14”得自德国派纳的Corovin公司(Corovin GmbH of Peine,Germany)，并且梳理成网的聚丙烯/粘胶纤维材料以商品名“370/15”得自芬兰纳基拉的J.W.Suominen OY公司(J.W.Suominen OY of Nakila,Finland)。覆盖纤维网通常在处理之后具有很少的从纤维网表面突出的纤维，并且因此具有平滑的外表面。可用于本公开的呼吸器中的覆盖纤维网的示例在例如授予Angadjivand的美国专利6,041,782；授予Bostock等人的美国专利6,123,077；以及授予Bostock等人的PCT公布WO 96/28216A中有所描述。
在一个或多个实施方案中，内覆盖纤维网402和外覆盖纤维网404中的一者或两者可包括聚合物结网。本文所述的任何合适的聚合物结网可用于一个或两个覆盖纤维网。结网可由多种聚合物材料制成。适用于结网形成物的聚合物为热塑性材料。可用于形成本发明的聚合物结网的热塑性聚合物的示例包括聚烯烃(例如，聚丙烯和聚乙烯)，聚乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及弹性体聚合物(例如ABA嵌段共聚物、聚氨酯、聚烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、茂金属聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、乙烯乙酸乙烯酯弹性体和聚酯弹性体)。在结网的制造中也可使用两种或多种材料的共混物。此类共混物的示例包括聚丙烯/EVA和聚乙烯/EVA。聚丙烯可优选地用于聚合物结网，因为熔喷纤维通常由聚丙烯制成。使用类似的聚合物使支承结构能够正确地焊接至过滤结构。
任选的成形层可由至少一层纤维材料制成，所述纤维材料可利用加热模制成所需形状并且当冷却时保持其形状。通常例如通过熔合或焊接使得纤维彼此在其之间的接触点处粘合，由此来实现形状保持。可使用已知用于制备直接模制呼吸面罩的形状保持层的任何合适材料来形成面罩外壳，所述材料包括例如合成短纤维(例如，卷曲的)和双组分短纤维的混合物。双组分纤维为包括两个或多个不同的纤维材料的区域(典型地为不同的聚合物材料的区域)的纤维。典型的双组分纤维包括粘结剂组分和结构组分。粘结剂组分允许形状保持外壳的纤维当加热和冷却时在纤维交汇点处粘合在一起。在加热期间，粘结剂组分流动以接触相邻纤维。形状保持层可由纤维混合物制备，所述纤维混合物包括重量百分比可在例如0/100至75/25范围内的短纤维和双组分纤维。在一个或多个实施方案中，材料包括至少50重量％的双组分纤维以产生较多数量的交汇粘结点，这继而增加了外壳的弹性和形状保持性。
可用于成形层的合适双组分纤维包括例如并列型构型、同心皮-芯型构型和椭圆皮-芯型构型。一种合适的双组分纤维为以商品名“KOSA T254”(12旦尼尔，长度38mm)得自美国北卡罗来纳州夏洛特Kosa公司(Kosa of Charlotte,N.C.,U.S.A)的聚酯双组分纤维，其可与例如以商品名“T259”(3旦尼尔，长度38mm)得自Kosa的聚酯短纤维结合使用，也可与例如以商品名“T295”(15旦尼尔，长度32mm)得自Kosa的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维结合使用。另选地，双组分纤维可包括大致同心的皮-芯型构型，该构型具有由聚合物的外皮包围的结晶PET的芯，所述聚合物由间苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯单体形成。后一聚合物在低于芯材料的温度处是加热可软化的。聚酯的优点在于其可有助于面罩的弹性并且可比其他纤维吸收更少的水分。
另选地，可制备不存在双组分纤维的任选的成形层。例如，热可流动的聚酯的纤维可与例如短的、卷曲的纤维一起包含在成形层中，使得在加热纤维网材料时，粘结剂纤维可熔融并且流到纤维交汇点处，在交汇点处在粘结剂材料冷却时形成团块，在交汇点处产生粘结。除了或代替试剂的喷雾应用，用多磷酸铵型膨胀FR剂预处理的短纤维(用于成形组分)可结合本公开使用。使短纤维含有试剂或以其它方式用试剂进行处理，然后成型为外壳(使用粘结剂纤维将其保持在一起)将是采用试剂的另一途径。
当使用纤维网作为用于形状保持外壳的材料时，可在“Rando Webber”气流成网机(得自纽约州马其顿的兰多机械公司(Rando Machine Corporation,Macedon,N.Y.))或梳理机上便利地制备纤维网。所述纤维网可由适用于此类设备的常规短纤维长度的双组分纤维或其他纤维形成。为了获得具有所需弹性和形状保持性的形状保持层，所述层可具有至少约100g/m2的基重，但较低的基重也是可以的。较高的基重(例如约150g/m2或大于200g/m2)可提供较大的耐变形性和较高的弹性，如果使用面罩主体来支承呼气阀，较高的基重可能更合适。结合这些最小基重，成形层通常在面罩的中心区域上具有约0.2g/m2的最大密度。通常，成形层将具有约0.3毫米至2.0毫米，更典型地约0.4毫米至0.8毫米的厚度。适用于本公开中成形层的示例在授予Kronzer等人的美国专利5,307,796；授予Dyrud等人的美国专利4,807,619；以及授予Berg的美国专利4,536,440中有所描述。除了或代替试剂的喷雾应用，用多磷酸铵型膨胀FR剂预处理的短纤维(用于成形组分)可结合本公开使用。使短纤维含有试剂或以其它方式用试剂进行处理，然后成型为外壳(使用粘结剂纤维以将其保持在一起)将是采用试剂的另一途径。
如本文所提及，本文所述的呼吸器的各种实施方案可包括向呼吸器增加各种功能的任何合适的元件或特征部。例如，图5是呼吸器500的一个实施方案的示意性平面图。关于图1-图3的呼吸器10的所有设计考虑和可能性同样适用于图5的呼吸器500。呼吸器500包括面罩主体512，面罩主体包括具有由谷536隔开的峰534的波纹状过滤结构530。面罩主体512还包括与过滤结构530的外表面538不连续接触的桥接细丝540。
呼吸器10和呼吸器500之间的一个差异在于呼吸器500是平折式呼吸器，而呼吸器10是模制呼吸器。另外一个差异在于呼吸器500包括设置在过滤结构530的外表面538上的阀570。呼吸器500可包括任何合适的阀570。此外，阀570可设置在面罩主体512上的任何合适的位置处。
与其中桥接细丝40在过滤结构上沿横跨方向设置在过滤结构30上的呼吸器10不同，呼吸器500的桥接细丝540设置在与呼吸器的横跨方向正交的基本上竖直方向上(当呼吸器佩戴者处于竖直位置时，从佩戴者的角度观察)。此外，峰534与沿相对于面罩主体512的横跨方向延伸的峰轴线550基本上对齐。
返回图1-图3，呼吸器10可包括任何合适的附加层和元件。例如，碳层(未示出)可附接到过滤结构的外表面38上的桥接细丝40，使得细丝设置在碳层和过滤结构之间。此类碳层可提供环境空气的另外过滤。任何合适的技术或技术的组合都可用于将碳层附接到桥接细丝40。例如，当细丝仍然发粘从而无法挤出或熔融粘结到过滤结构30时，碳层可附接到桥接细丝40。
可使用任何合适的技术或技术的组合将呼吸器10加工成波纹或褶绉，在将细丝40设置在过滤结构30上之前，可在过滤层30中形成峰34和谷36。例如，在一个或多个实施方案中，过滤结构30可通过例如在授予Gorman等人的美国专利5,256,231中所公开技术的任何合适变型的一组波纹齿轮传递。桥接细丝40可通过任何合适的技术粘结到过滤结构30的任何合适数量的峰。如果细丝40作为预先存在的稀松布或结网提供，则此类结网可通过任何合适的技术施加到例如过滤结构30并且粘结到过滤结构的峰中的至少一些峰。例如，结网可以例如连续辊的形式获得，可将粘合剂施加到其上(例如，通过将粘合剂涂覆到结网的细丝30的至少一些表面上)，并且然后结网与过滤结构30接触，以使得细丝的涂覆有粘合剂多个部分和它们所接触的峰的多个部分之间发生粘结。
其它粘结技术(例如，超声波粘结、熔融粘结(包括例如热密封)等)也是可以的。在细丝40不作为预先存在的结网的一部分提供的实施方案中，可以将细丝熔融挤出到过滤结构的峰上，例如，在介质仍然驻留在波纹(褶绉)齿轮或任何其它波纹装置上时。此类技术可为例如在授予Gorman等人的美国专利5,256,231、授予Braun等人的美国专利5,620,545以及授予Seth的美国专利7,052,565中所公开技术的任何合适变型。在细丝40熔融粘结到过滤结构30的一个或多个峰34上的实施方案中，可选择细丝的组合物和过滤结构的纤维(具体地，如果介质10包括多个层，则为介质10的最外侧纤维)以促进此类熔融粘结。例如，过滤结构30的细丝40和纤维可由足够相容以允许发生熔融粘结的材料制成。在一个或多个实施方案中，细丝40和过滤结构30的纤维可包括相同类型的聚合物(例如，它们可以都为聚丙烯、聚(乳酸)等)。需注意的是，在一些情况下(例如，当细丝40被熔融挤压到一个或多个峰34上时)，可发生一些熔融细丝材料渗入过滤结构30的纤维之间的空间，这可通过实现至少一些物理缠结或截留来增强粘合过程。
然而，在一个或多个实施方案中，提供的细丝40可设置为大致横跨波纹状过滤结构30的整个长度或宽度。根据需要，可在将细丝粘合到其上之前或之后，将波纹状过滤结构30修剪或切割成所需的最终长度和/或宽度。
图7示意性地示出了根据本公开的一个实施方案用于制备呼吸器(例如，图1-图3的呼吸器10)的方法和装置700。装置700可接收过滤结构纤维网(例如，图4的过滤结构400)。
过滤结构710穿过第一波纹构件720和第二波纹构件721以形成波纹状过滤结构。波纹构件720、721可为大致圆柱形的辊，每个辊具有平行的旋转轴线以及沿着它们的各自周边的多个脊或齿722。齿722之间具有空间，其中能够操作以沿着啮合部分712接收其它波纹构件的齿722。
电机或其它设备可用于旋转构件720、721，使得当过滤结构710在齿722的啮合部分712之间进料时，过滤结构大致适形于构件的周边以在第一波纹构件720的齿之间的空间中形成多个弧形部分，并且沿着第一波纹构件的齿的外表面形成多个锚固部分712。在将桥接细丝附接到波纹状过滤结构之前，过滤结构可形成为杯状构型。
图7所示的装置700还包括挤出机模头730，其能够操作以对用户可选择的模头顶端732进料。模头顶端732可包括用于挤出股线材料(例如，聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、尼龙、共挤出材料等等)以形成材料的多根细长熔融细丝714的间隔开口(未示出)。
一旦固化，即形成细丝714，如图7所示。固化之后，细丝714可表现出弹性或非弹性特性。模头顶端732能够操作以将熔融细丝714定位到波纹状过滤结构的峰(例如，图1-图3的峰34)上。
细丝714中的每根细丝可通过将大致恒定的体积流从细丝模头顶端732挤出到过滤结构上而形成，过滤结构可以恒定的速度移动。即，恒定线性体积的细丝材料可流动以形成每根细丝714。因此，细丝714可沿着其长度具有大致均匀体积的细丝材料(即使细丝714的横截面轮廓可沿着其长度改变，如本文所述)。此外，细丝714可全部以相同的尺寸形成，但在一些实施方案中，细丝可形成为不同的尺寸，例如，一些细丝可比相邻的细丝更厚或更薄。
细丝的尺寸可通过以下方式容易地改变：改变挤出机模头730中的压力(例如，通过改变挤出机螺杆速度或类型)；改变第一波纹构件720的速度，并且从而移动了过滤结构710(即，对于给定的挤出机模头730输出速率，增大过滤结构710的移动处的速度将降低细丝714的直径，而降低结构710的移动处的速度将增大细丝714的直径)；改变间隔模头开口的尺寸等。
细丝模头顶端732可容易地互换，使得可形成不同构型(例如，不同直径和不同间距)的细丝714。沿着细丝模头顶端732的长度可选择性地调节开口的间距和/或直径，可例如允许改变整个结构710上各种位置处的细丝强度，和/或改变结构710对细丝714的固着度。细丝模头顶端732还可被选择为形成其它构型的细丝，例如中空股线、具有除圆形之外其它形状(例如，正方形、矩形、椭圆形、三角形、星形、“+”形等)的股线、或双组分股线。
在一个或多个实施方案中，可以不提供挤出机和模头。细长细丝714可被预成形并且进料到由第一波纹构件720和第二波纹构件721形成的辊隙中。可加热波纹构件720、721中的一者或两者，使得预成形的细丝714软化或熔化并附接到如本文所述的峰。另选地，可在结构710通过波纹构件720、721之后提供预成形的细丝，其中使用不同的辊进行附接，不同的辊被定位成形成与例如波纹状辊720相对的辊隙。这些预成形的细丝可用于本发明的通过挤出而提供细丝的任何预期实施方案。
还可提供冷却装置，例如大致呈圆柱形的冷却辊740，其由供电以用于围绕与波纹构件720、721的轴线平行的旋转轴线旋转。冷却辊740的周边可在距离齿722的啮合部分712预定距离处，与第一波纹构件720的周边紧密间隔开并限定辊隙。
也可提供压料辊742，用于以围绕其周边预定距离将波纹状过滤结构716保持在冷却辊740上。与冷却辊740的长时间接触可允许细丝714在经历后续工艺之前更有效地冷却和固化。
切断设备750可优选地包括在装置700中。切断设备750可切断材料714的股线。
实施例：
在类似于图7的装置700的三辊压印和层合机上制备波纹状复合过滤器。波纹的实现方式为：使一个或多个输入纤维网在配合的加热波纹状辊之间穿过；将波纹状纤维网保持在波纹状辊的波纹凹陷部中；从股线模头挤出多根连续的聚合物股线；使连续聚合物股线与波纹状纤维网接触；在仍处于部分熔融状态的同时用光滑的辊将聚合物股线压到波纹状纤维网峰的表面上；以及任选地添加平坦的顶部稀松布，例如包含被喷到光滑辊收集器上的小纤维直径BMF的光滑BMF稀松布，如在授予Angdajivand等人的美国专利5,496,507中所述。
对于在实施例中使用的大颗粒，熔喷纤维由可以商品名Total Polypropylene3860X(可购自美国德克萨斯州休斯顿的道达尔石化公司(Total Petrochemicals USA，INC.Houston,TX))获得的100熔体流动聚丙烯形成，向其中加入3重量％的颜料(商品编号：CC10054018WE，可购自伊利诺伊州的埃尔克格罗夫普立万公司(PolyOne Corporation,ElkGrove,IL))作为着色剂。将该聚合物馈送至DAVIS STANDARDTM 20型2英寸(50.8mm)单螺杆挤出机(可购自康涅狄格州波卡塔克的克朗普顿诺尔斯公司的戴维斯标准部门(DavisStandard Division of Crompton&Knowles Corp,Pawcatuck,CT))。该挤出机具有20/1的长度/直径比和3/1的压缩比。采用Zenith熔融泵(10毫升/转)使聚合物定量流入50.8cm宽的钻孔喷丝孔熔喷模头中。将每个第9个喷丝孔钻成0.6mm来对模头(其最初包含直径为0.3mm的喷丝孔)进行改造，从而使较小尺寸孔与较大尺寸孔的数量比为9:1，并且较大孔尺寸与较小孔尺寸比为2:1。该模头设计起到递送较大直径的纤维挤出物总量与较小直径的纤维挤出物总量的标称体积比为大约60/40的作用。喷丝孔的行具有10孔/厘米的孔距。受热的空气用于在模头顶端处使纤维细化。将气刀定位在离模头顶端为0.5mm的负缩进处，并设置0.76mm的气隙。在纤维网形成的点处，没有适度的真空被牵拉穿过中等网孔的收集器筛网。来自挤出机的聚合物的输出速率为约0.18千克/厘米/小时，DCD(模头到收集器的距离)为约53cm，并且根据需要调节气压。通过调节工艺制备具有以下特性的纤维网。使用32lpm的流速来测量压降并计算EFD(有效纤维直径)和密实度。所得的微颗粒具有以下特征：DP＝0.36mm H2O；基重＝1.04g/51/4”圆(74gsm)；EFD＝21微米；厚度＝39密耳(0.99mm)；并且密实度＝8.3％。
然后，启动短纤维添加单元并形成组合纤维网，组合纤维网包含根据上述条件制成的熔喷纤维并还包含引入熔喷纤维流中的短纤维。短纤维包括以商品名STEIN 15D BICO(购自美国南卡罗来纳州斯帕坦堡的斯坦因纤维有限公司(Stein Fiber Ltd,Spartanburg,South Carolina))获得的15旦尼尔的聚酯Bico纤维产品，并且引入该短纤维，以形成包括约50重量％的熔喷纤维和约50重量％的短纤维的双峰式纤维混合物纤维网。添加短纤维后的组合纤维网的特性如下：DP＝0.20mm H2O；基重＝2.14g/13.34cm圆(153gsm)；EFD＝28微米；厚度＝200密耳(5.1mm)；并且密实度＝3.0％。
实施例1
根据授予Angdajivand等人的美国专利5,496,507中所述的技术，使用100MFI聚丙烯制备吹塑微纤维(BMF)纤维网。BMF纤维网和充气室纤维网(具有50％的bico-PET短纤维和50％的PET短纤维的梳理纤维网)穿过波纹装置(例如，类似于图7的装置700)，其中每线性厘米具有1.18个峰并且每线性厘米波纹图案具有0.29个峰。将由Total 5571聚丙烯(可购自美国德克萨斯州休斯顿的道达尔石化公司(Total Petrochemicals USA，INC.Houston,TX))制成的聚合物细丝在纤维网横向维度上以每厘米1.6根细丝的密度加入到该构造中。最终波纹状过滤结构中的细丝直径为0.4mm-0.5mm。波纹状过滤结构在细丝和过滤结构之间每厘米具有0.78个粘结点。
使用TSI 8130(可购自明尼苏达州肖维尤的TSI有限公司(TSI Inc.,Shoreview,MN))在85lpm下用2％的NaCl测试波纹状过滤结构。使用具有不同有效纤维直径(EFD)(4.7微米和8微米)的两种BMF纤维网。根据Davies,C.N.的The Separation of Airborne Dustand Particles,Institution of Mechanical Engineers,London,Proceedings 1B,1952.(气载粉尘和颗粒的分离，伦敦机械工程师学会，论文集1B，1952年)中所述的技术评估纤维网的EFD。除非另有说明，否则测试以14cm/sec的面速度进行。结果在下表1中列出：
表1
扁平过滤器与波纹状过滤器的性能
2％NaCl测试，85lpm
从表1可以看出，当4.7和8EFD BMF过滤器两者与充气室纤维网层合时，在加工成波纹之后，压降和渗透提高近2倍。
压降和渗透百分比可使用含NaCl或DOP颗粒、以95升/分钟或85升/分钟的流量(除非另外指明)递送的测试用气溶胶进行测定，并且使用TSITM 8130型高速自动过滤器检测器(可购自明尼苏达州肖维尤的TSI有限公司(TSI Inc.,Shoreview,MN))进行评价。可采用MKS压力换能器(可购自马萨诸塞州安多弗的MKS仪器公司(MKS Instruments,Andover,MA))来测量通过过滤器的压降(ΔP,mm H2O)。对于在95升/分钟下进行的NaCl测试，可从1％的NaCl溶液产生颗粒，并且自动化过滤器测试机可在加热器和颗粒中和器两者均工作时操作。对于在85升/分钟下进行并使用直径为0.075μm的颗粒的NaCl测试，可从2％的NaCl溶液产生颗粒，以提供包含气载浓度约16-23mg/m3的颗粒的气溶胶，并且自动化过滤器测试机可在加热器和颗粒中和器两者均工作时操作。对于DOP测试，气溶胶可含有直径为约0.185μm且浓度为约100mg/m3的颗粒，并且自动过滤器检测器可在加热器和颗粒中和器两者均关闭时操作。可将这些样品加载至最大NaCl或DOP粒子渗透率，并且可在过滤器入口和出口处采用经校准的光度计来测量粒子浓度以及穿过该过滤器的粒子渗透百分比。
实施例2
在该实施例中，将4.7EFD BMF层合到充气室和大颗粒纤维网，并且如实施例1中所述将层合纤维网加工成波纹状，使得它们每厘米波纹包括0.78或1.18个粘合点。初始压降和渗透测试结果示于表2中，并且负载结果示于图8中。
表2
扁平过滤器与波纹状过滤器的性能
2％NaCl测试，85lpm
13.34cm圆形样品
在图8中，曲线802和808表示层合至充气室的每厘米波纹状过滤结构有0.78个粘结点，曲线804和810表示层合至大颗粒的每厘米波纹状过滤结构有1.18个粘结点，并且曲线806和812表示层合至充气室的扁平状纤维网。曲线802、804和806示出了使用9-氯化钠暴露试验的渗透百分比。此外，曲线808、810和812示出了压降，以毫米H2O为单位。通过使用AFT Tester 8130型(可购自明尼苏达州肖维尤的TSI公司(TSI Incorporated,Shoreview,Minnesota))来测定各个样品的渗透和压降。使用浓度为20毫克/立方米(mg/m3)的氯化钠(NaCl)作为测试用气溶胶。以13.8厘米/秒(cm/s)的面速度(对应于85升/分钟的流率)递送测试用气溶胶。在渗透测试期间测量样品(13.34cm直径圆形样品)上的压降，以毫米水柱(mm H2O)为单位记录。特别报告在填充30mg盐的情况下的压降。
同样，当与表2中的扁平纤维网样品进行比较时，在两种情况下都可以看到渗透和压降的下降。
本文中所引用的所有参考文献及出版物全文以引用方式明确地并入本文中，但可能与本公开直接冲突的内容除外。讨论了本公开的例示性实施方案，并提及了本公开范围内的可能的变型。在不偏离本公开范围的前提下，对于本领域的技术人员来说，本公开的这些和其它变型和修改将显而易见，而且应当理解，本公开不受限于本文所提供的例示性实施方案。因此，本公开仅受下面提供的权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种包括面罩主体和附接到所述面罩主体的带具的过滤式面罩呼吸器，其中所述面罩主体包括：
包括由谷隔开的峰的波纹状过滤结构；和
与所述波纹状过滤结构的内表面和外表面中的至少一者不连续接触的弹性桥接细丝，其中所述弹性桥接细丝附接到所述峰中的至少一些峰。
2.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝的多个部分熔融粘结到所述峰中的至少一些峰。
3.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述峰沿着峰轴线延伸，并且进一步地其中所述弹性桥接细丝中的至少一些弹性桥接细丝基本上垂直于所述峰轴线。
4.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝的平均细丝间距大于0mm且不大于51mm。
5.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构包括具有有机聚合物纤维的非织造纤维网。
6.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构的所述峰和所述谷包括至少2mm的平均曲率半径。
7.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构包括大于0个峰/厘米且不大于3个峰/厘米的峰频率。
8.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构包括大于0mm且不大于20mm的平均峰高度。
9.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述面罩主体不包括与所述波纹状过滤结构一起呈波纹状以便与所述波纹状过滤结构大致连续接触的任何能够永久变形的层或构件。
10.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝设置在所述波纹状过滤结构的所述外表面上。
11.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构包括带静电物质。
12.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝粘结到所述波纹状过滤结构，使得所述面罩主体在所述弹性桥接细丝和所述波纹状过滤结构之间包括至少0.5个粘结点/厘米。
13.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝包括选自聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、SEBS、SEPS、SBPS、茂金属、KRATON、碳以及它们的组合的材料。
14.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝包括至少0.25mm且不大于2.00mm的平均直径。
15.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述波纹状过滤结构的所述峰沿着峰轴线延伸，并且其中所述弹性桥接细丝中的至少一些弹性桥接细丝以与所述峰轴线成约45度的角度设置。
16.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中碳涂层设置在所述弹性桥接细丝的至少一些弹性桥接细丝上。
17.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝设置在所述波纹状过滤结构的所述外表面和所述内表面两者上。
18.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述弹性桥接细丝包括第一组细丝和第二组细丝，其中所述弹性桥接细丝设置在所述波纹状过滤结构上，使得所述第一组细丝与所述第二组细丝交替横跨所述过滤结构，其中所述第一组细丝包括第一平均直径，并且所述第二组细丝包括第二平均直径，并且进一步地其中所述第一平均直径大于所述第二平均直径。
19.一种制备包括面罩主体的呼吸器的方法，所述方法包括：
形成过滤结构；
将所述过滤结构加工成波纹状过滤结构，使得所述波纹状过滤结构包括由谷隔开的峰；
将所述波纹状过滤结构形成为杯状构型以形成所述面罩主体；
将弹性桥接细丝附接到所述波纹状过滤结构的所述峰的至少一些峰，使得所述弹性桥接细丝与所述波纹状过滤结构的内表面和外表面中的至少一者不连续接触；以及
将带具附接到所述面罩主体。
20.根据权利要求19所述的方法，其中附接弹性桥接细丝包括：
将所述弹性桥接细丝挤出作为熔融挤出物；以及
将所述熔融挤出物沉积到所述波纹状过滤结构的所述内表面和所述外表面中的至少一者上。
CN201580057089.8A 2014-10-31 2015-10-21 具有波纹状过滤结构的呼吸器 Pending CN107072341A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462073067P 2014-10-31 2014-10-31
US62/073,067 2014-10-31
PCT/US2015/056594 WO2016069342A1 (en) 2014-10-31 2015-10-21 Respirator having corrugated filtering structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107072341A true CN107072341A (zh) 2017-08-18

Family

ID=54542507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580057089.8A Pending CN107072341A (zh) 2014-10-31 2015-10-21 具有波纹状过滤结构的呼吸器

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20170252590A1 (zh)
EP (1) EP3212018A1 (zh)
JP (1) JP2018500467A (zh)
KR (1) KR20170078717A (zh)
CN (1) CN107072341A (zh)
BR (1) BR112017008761A2 (zh)
CA (1) CA2966012A1 (zh)
MX (1) MX2017005339A (zh)
RU (1) RU2017114935A (zh)
SG (1) SG11201703267TA (zh)
WO (1) WO2016069342A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746262B (zh) * 2020-11-12 2021-11-11 薩摩亞商織創流行科技控股有限公司 以針織物製成的口罩
CN114130117A (zh) * 2020-09-02 2022-03-04 杭州科百特科技有限公司 一种过滤介质
CN114504147A (zh) * 2020-11-16 2022-05-17 织创流行科技控股有限公司 以针织物制成的口罩

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6728140B2 (ja) 2014-08-25 2020-07-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 均一に拡張可能なエアフィルタ
CN111132575B (zh) 2017-09-22 2022-12-30 3M创新有限公司 具有可调节的空气供应的防护头戴护具
EP3810304A1 (en) * 2018-06-25 2021-04-28 Zephyros, Inc. Functional insert for nonwoven materials
KR101951300B1 (ko) * 2018-08-30 2019-05-21 배경호 마스크 어셈블리
CN110179190B (zh) * 2019-06-11 2020-03-10 葛北羽 防雾霾口罩及其制作方法
DE102020110587A1 (de) 2020-04-17 2021-10-21 Druckhaus Waiblingen Remstal-Bote Gesellschaft mit beschränkter Haftung Maske für das Abdecken eines Teilbereichs eines Gesichts
US20220047978A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Mann+Hummel Life Sciences & Environment Holding Singapore Pte. Ltd. Anti-microbial, anti-allergenic bio-functional air filter medium for residential air filtration and air filter element
WO2022047072A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Solved Inc. Wearable items formed from water-dissolvable material
US20220096975A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Uchicago Argonne, Llc Nanofiber Filter Medium for Reusable Facemask and Filtering Facepiece Respirator
DE102020132707A1 (de) * 2020-12-08 2022-06-09 Sandler Ag Vliesstoffmaterial zur Herstellung einer Atemschutzmaske sowie Atemschutzmaske
TWI821822B (zh) 2021-01-28 2023-11-11 日商花王股份有限公司 衛生口罩用片材
USD1011516S1 (en) * 2021-03-31 2024-01-16 Honeywell International Inc. Face mask
USD1031015S1 (en) * 2021-03-31 2024-06-11 Honeywell International Inc. Face mask
USD1031016S1 (en) * 2021-03-31 2024-06-11 Honeywell International Inc. Face mask
WO2022235472A1 (en) 2021-05-06 2022-11-10 3M Innovative Properties Company Systems and methods for improved respiratory protection devices
US20230173215A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-08 Ambu A/S Medical airway device
WO2023128901A1 (en) * 2021-12-27 2023-07-06 Ustaoğlu Teksti̇l Sanayi̇ Ve Ti̇caret Li̇mi̇ted Şi̇rketi̇ Method for manufacturing multiple layer mask fabric with high filtering property

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664335A (en) * 1970-02-24 1972-05-23 Int Paper Co Surgical face mask
US5804295A (en) * 1992-08-04 1998-09-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fibrous filtration face mask having corrugated polymeric microfiber filter layer
US6468630B1 (en) * 1999-06-30 2002-10-22 Uni-Charm Corporation Elastically stretchable sheet
US20060005517A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-12 Sundet Douglas C Self-supporting pleated filter media
CN204393418U (zh) * 2014-12-28 2015-06-17 大庆元子科技开发有限公司 带缓冲腔的低阻均压口罩

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971373A (en) 1974-01-21 1976-07-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particle-loaded microfiber sheet product and respirators made therefrom
US4013816A (en) 1975-11-20 1977-03-22 Draper Products, Inc. Stretchable spun-bonded polyolefin web
NL181632C (nl) 1976-12-23 1987-10-01 Minnesota Mining & Mfg Electreetfilter en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
US4215682A (en) 1978-02-06 1980-08-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Melt-blown fibrous electrets
US4588537A (en) 1983-02-04 1986-05-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for manufacturing an electret filter medium
US4536440A (en) 1984-03-27 1985-08-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Molded fibrous filtration products
US5237986A (en) 1984-09-13 1993-08-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Respirator harness assembly
US4807619A (en) 1986-04-07 1989-02-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Resilient shape-retaining fibrous filtration face mask
GB8612070D0 (en) 1986-05-19 1986-06-25 Brown R C Blended-fibre filter material
US4790306A (en) 1987-09-25 1988-12-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Respiratory mask having a rigid or semi-rigid, insert-molded filtration element and method of making
US5256231A (en) 1988-05-13 1993-10-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making a sheet of loop material
US5307796A (en) 1990-12-20 1994-05-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of forming fibrous filtration face masks
US5240479A (en) * 1991-05-17 1993-08-31 Donaldson Company, Inc. Pleated filter media having a continuous bead of adhesive between layers of filtering material
DE69435251D1 (de) 1993-08-17 2009-12-31 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zur aufladung elektretfiltermedien
US5464010A (en) 1993-09-15 1995-11-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Convenient "drop-down" respirator harness structure and method of use
CZ296061B6 (cs) 1994-10-13 2006-01-11 Respirátor
USD412573S (en) 1994-10-14 1999-08-03 3M Innovative Properties Company Nose clip for a filtering face mask
US5579761A (en) 1995-01-20 1996-12-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Respirator having snap-fit filter cartridge
US6277178B1 (en) 1995-01-20 2001-08-21 3M Innovative Properties Company Respirator and filter cartridge
US6568392B1 (en) 1995-09-11 2003-05-27 3M Innovative Properties Company Flat-folded personal respiratory protection devices and processes for preparing same
EP0814871B1 (en) 1995-03-09 2002-01-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Flat-folded personal respiratory protection devices and processes for preparing same
WO1996028216A1 (en) 1995-03-09 1996-09-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fold flat respirators and processes for preparing same
US5591335A (en) * 1995-05-02 1997-01-07 Memtec America Corporation Filter cartridges having nonwoven melt blown filtration media with integral co-located support and filtration
US5908598A (en) 1995-08-14 1999-06-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fibrous webs having enhanced electret properties
US5696199A (en) 1995-12-07 1997-12-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Pressure-sensitive adhesive polyacrylate polymer and method of making
US6221467B1 (en) 1997-06-03 2001-04-24 Scimed Life Systems, Inc. Coating gradient for lubricious coatings on balloon catheters
US6041782A (en) 1997-06-24 2000-03-28 3M Innovative Properties Company Respiratory mask having comfortable inner cover web
US6732733B1 (en) 1997-10-03 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Half-mask respirator with head harness assembly
US6062221A (en) 1997-10-03 2000-05-16 3M Innovative Properties Company Drop-down face mask assembly
US6432175B1 (en) 1998-07-02 2002-08-13 3M Innovative Properties Company Fluorinated electret
US6139308A (en) 1998-10-28 2000-10-31 3M Innovative Properties Company Uniform meltblown fibrous web and methods and apparatus for manufacturing
US6394090B1 (en) 1999-02-17 2002-05-28 3M Innovative Properties Company Flat-folded personal respiratory protection devices and processes for preparing same
JP3327246B2 (ja) 1999-03-25 2002-09-24 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
US6454986B1 (en) 1999-10-08 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Method of making a fibrous electret web using a nonaqueous polar liquid
US6406657B1 (en) 1999-10-08 2002-06-18 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for making a fibrous electret web using a wetting liquid and an aqueous polar liquid
US6375886B1 (en) 1999-10-08 2002-04-23 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for making a nonwoven fibrous electret web from free-fiber and polar liquid
US6743464B1 (en) 2000-04-13 2004-06-01 3M Innovative Properties Company Method of making electrets through vapor condensation
USD467656S1 (en) 2001-06-25 2002-12-24 3M Innovative Properties Company Respirator facemask
USD471627S1 (en) 2001-06-25 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Respirator facemask assembly
US6923182B2 (en) 2002-07-18 2005-08-02 3M Innovative Properties Company Crush resistant filtering face mask
US6874499B2 (en) 2002-09-23 2005-04-05 3M Innovative Properties Company Filter element that has a thermo-formed housing around filter material
US7052565B2 (en) 2003-01-27 2006-05-30 3M Innovative Properties Company Web constructions with severed elongate strands
EP1495785A1 (en) 2003-07-09 2005-01-12 Cheng-Yuan Chien Respirator mask
USD518571S1 (en) 2003-11-07 2006-04-04 3M Innovative Properties Company Face mask carriage
US8171933B2 (en) 2005-08-25 2012-05-08 3M Innovative Properties Company Respirator having preloaded nose clip
US20070068529A1 (en) 2005-09-27 2007-03-29 Suresh Kalatoor Respirator that uses a polymeric nose clip
US7989371B2 (en) * 2007-06-22 2011-08-02 3M Innovative Properties Company Meltblown fiber web with staple fibers
USD613850S1 (en) 2007-07-31 2010-04-13 3M Innovative Properties Company Respirator mask body
JP5208215B2 (ja) 2007-10-09 2013-06-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー マスク本体に成型されたノーズクリップを有する濾過フェイスピースレスピレータ
US11083916B2 (en) 2008-12-18 2021-08-10 3M Innovative Properties Company Flat fold respirator having flanges disposed on the mask body
US20100154816A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Lorri Goddard-Clark Method for Testing and Practicing Application of Highlights to Hair
WO2011017352A2 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Donaldson Company, Inc. Method and apparatus for forming fluted filtration media having tapered flutes
EP2283901B1 (de) * 2009-08-14 2013-01-02 Moldex-Metric AG & Co. KG Filtermaterial und Atemschutzmaske
USD659821S1 (en) 2009-09-18 2012-05-15 3M Innovative Properties Company Triangular bond pattern on a personal respiratory protection mask
USD652507S1 (en) 2010-03-10 2012-01-17 3M Innovative Properties Company Respirator mask body
JP5475541B2 (ja) * 2010-05-07 2014-04-16 日本バイリーン株式会社 帯電フィルタ及びマスク

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664335A (en) * 1970-02-24 1972-05-23 Int Paper Co Surgical face mask
US5804295A (en) * 1992-08-04 1998-09-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fibrous filtration face mask having corrugated polymeric microfiber filter layer
US6468630B1 (en) * 1999-06-30 2002-10-22 Uni-Charm Corporation Elastically stretchable sheet
US20060005517A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-12 Sundet Douglas C Self-supporting pleated filter media
CN204393418U (zh) * 2014-12-28 2015-06-17 大庆元子科技开发有限公司 带缓冲腔的低阻均压口罩

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114130117A (zh) * 2020-09-02 2022-03-04 杭州科百特科技有限公司 一种过滤介质
TWI746262B (zh) * 2020-11-12 2021-11-11 薩摩亞商織創流行科技控股有限公司 以針織物製成的口罩
CN114504147A (zh) * 2020-11-16 2022-05-17 织创流行科技控股有限公司 以针织物制成的口罩

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018500467A (ja) 2018-01-11
RU2017114935A3 (zh) 2018-12-04
BR112017008761A2 (pt) 2017-12-19
KR20170078717A (ko) 2017-07-07
EP3212018A1 (en) 2017-09-06
CA2966012A1 (en) 2016-05-06
MX2017005339A (es) 2017-08-15
US20170252590A1 (en) 2017-09-07
RU2017114935A (ru) 2018-12-04
SG11201703267TA (en) 2017-05-30
WO2016069342A1 (en) 2016-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107072341A (zh) 具有波纹状过滤结构的呼吸器
US11904191B2 (en) Anti-fog respirator
CN108348790B (zh) 形状保持平折式呼吸器
JP5754900B2 (ja) 発泡体成形層を有するろ過面体マスク
CN101801464B (zh) 具有用于支承呼气阀的框架的过滤式面罩呼吸器
RU2460556C2 (ru) Складной респиратор с закраинами у маски
CN105611849B (zh) 具有增大的摩擦周边的过滤式面罩呼吸器
CN101835511B (zh) 具有活动枢纽的过滤式面罩呼吸器支承结构
JP5739664B2 (ja) マスク本体支持構造と一体化したバックルを有するフィルタ式顔面装着呼吸マスク
US9027554B2 (en) Respirator having foam shaping layer with recessed regions surrounding air passageways
US11033763B2 (en) Respirator including polymeric netting and method of forming same
CN104884131B (zh) 具有被隐藏在褶绉中的焊接的标记的过滤面罩呼吸器
CN107206260A (zh) 过滤式面罩呼吸器及其形成方法
CN107072337A (zh) 平折式呼吸器及其制作方法
CN107073304A (zh) 平折式呼吸器及其制作方法
KR20120098939A (ko) 마스크 본체 내에 팽창 메시를 갖는 안면부 여과식 호흡기
CN101827633A (zh) 具有动态支承结构和褶状过滤结构的呼吸器
CN102018299A (zh) 具有结构性焊接图案的平折过滤式面罩呼吸器
WO2011062843A2 (en) Reinforced filter media
US20220047015A1 (en) Respirator including adjustable strap and method of forming same
CN109922868A (zh) 包括加强元件的呼吸器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170818

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication