CN108135298B - 具有呼气阀的可折叠面罩呼吸器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可折叠过滤面罩呼吸器。所述呼吸器包括面罩主体，所述面罩主体具有将所述面罩主体分成第一部分和第二部分的分界线。所述呼吸器还包括定位于所述分界线上和所述面罩主体的中心区域中的呼气阀，使得所述呼气阀在使用期间实质上定位于佩戴者的口部之上。所述分界线在所述阀的位置处不连续。

Description

具有呼气阀的可折叠面罩呼吸器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月30日提交的名称为“具有呼气阀的可折叠面罩呼吸器”(FOLDABLE FACE-PIECE RESPIRATOR WITH EXHALATION VALVE)的俄罗斯申请No.2015141569的优先权，该申请以引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及包括呼气阀的可折叠过滤面罩呼吸器。
背景技术
呼吸器通常佩戴在人们的呼吸通道之上，以用于两个通用目的中的至少一个：(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸道；(2)防止其他人或物暴露于由佩戴者呼出的病原体和其他污染物。在第一种情况下，在空气中含有对佩戴者有害的粒子的环境中佩戴呼吸器，例如汽车车身修理店中。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“过滤面罩”，因为面罩主体本身用作过滤机构。与结合可附接过滤器滤筒(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过滤器滤筒。过滤面罩呼吸器常常具有以下两种构型中的一种：模制呼吸器和平折呼吸器。
模制的过滤面罩呼吸器通常包含热粘结纤维非织造纤维网或网孔塑料网目，以向面罩主体提供其杯形构型。模制呼吸器在使用和储存期间均趋于保持相同的形状。公开模制的过滤面罩呼吸器的专利的示例包括以下美国专利：7,131,442(授予Kronzer等人)、6,923,182和6,041,782(授予Angadjivand等人)、4,850,347(授予Skov)、4,807,619(授予Dyrud等人)、4,536,440(授予Berg)以及Des.285,374(授予Huber等人)。
平折呼吸器可被折叠成更紧凑的形式以用于运输和储存，并且在用作呼吸器期间被折叠成杯形形式。平折呼吸器的示例在以下专利中示出：授予Bostock等人的美国专利6,568,392和6,484,722、授予Chen的美国专利6,394,090以及授予Spoo等人的EP 2298419。此类面罩主体通常包含若干面板，通常为一个中央面板、一个上部面板和一个下部面板。上部面板和下部面板通过折叠线接合到中心部分并且可被折叠到中央面板中以进行储存。其它类型的平折呼吸器包含可折叠中央面板。
在使用期间，过滤面罩呼吸器应保持其预期的杯形构型。在被佩戴多次并且经受了大量来自佩戴者呼气的湿气后，结合佩戴在人面部上时将面罩撞到其他物体上的情况，已知的面罩可能易于塌缩或具有压入外壳的压痕。佩戴者可通过将面罩从面部取下并从面罩内部按压该凹痕以移除该凹痕。然而，需要将面罩从面部取下以移除所述凹痕是不期望的并且还可能造成健康风险。
为了改善温暖、潮湿的呼出空气从面罩的内部空间排出，制造商通常会安装呼气阀。呼气阀是单向阀。它们允许温暖、潮湿的呼气空气从面罩内部快速清除，但当佩戴者吸气时处于关闭定位。
然而，给平折呼吸器增加呼气阀会进一步增加结构不稳定性并且使呼吸器更容易塌缩，尤其是当阀在使用期间直接或邻近地定位于佩戴者口部时。因此，需要提供对佩戴者具有良好的舒适性并且降低呼吸阻力的平折呼吸器。有利的是，这种面罩向佩戴者提供改善的舒适性的同时具有可接受的或甚至改善的抗塌缩性。
发明内容
下文提供了一种可折叠过滤面罩呼吸器，该呼吸器包括面罩主体，该面罩主体具有将面罩主体分成两个实质上相等部分的分界线，该呼吸器还具有定位于分界线上和面罩主体的中心定位中的呼气阀，使得呼气阀在使用期间实质上位于佩戴者的口部之上，并且其中分界线在阀的定位处不连续。
在另一个方面，提供了一种制作可折叠过滤面罩呼吸器的方法，包括：(a)提供包括面罩主体的可折叠过滤面罩呼吸器，该面罩主体具有将面罩主体分成两个实质上相等部分的分界线；(b)在该面罩主体的中心定位处穿过分界线制造用于放置呼气阀的孔口，使得呼气阀在使用期间实质上定位于佩戴者口部之上；(c)将呼气阀附接到该面罩主体。
在另一方面，本公开提供了一种可折叠过滤面罩呼吸器，包括：面罩主体，该面罩主体包括由分界线分开的第一部分和第二部分，其中分界线包括面罩主体折叠线；以及连接到该面罩主体的束具。该呼吸器还包括设置在分界线和面罩主体的中心区域的呼气阀，其中呼气阀包括基部和附接到基部的盖；以及连接到呼气阀基部并且从该基部的周边延伸的支撑元件，其中当面罩主体呈杯形构型时该支撑元件与面罩主体接触。
在另一方面，本公开提供了制作过滤面罩呼吸器的方法，该方法包括形成面罩主体；以及在该面罩主体中形成将该面罩主体分为第一部分和第二部分的面罩主体折叠线，其中第一部分和第二部分适于围绕该面罩主体折叠线旋转。该方法还包括将呼气阀连接到主体折叠线上的该面罩主体的中心区域，使得连接到呼气阀的基部并从基部的周边延伸的支撑元件与面罩主体接触。
相比于阀定位高于或低于分界线的相同呼吸器，根据本公开的呼吸器为佩戴者提供更好的舒适性。该呼吸器与没有阀的相同呼吸器相比提供更低呼吸阻力。该呼吸器还可提供更高或至少相似的抗塌缩性。本呼吸器的另一个优点是它可以更容易并且更快地展开成杯形形式，尤其是在能见度较差的条件下，因为阀定位在分界线上，该面罩主体两个部分的至少一部分沿着该分界线展开成杯形形式。居中布置在分界线上的阀也可在展开后有助于使该呼吸器保持其杯形形式。
术语表
下面陈述的术语将具有如下所定义的含义：
“包含(或包括)”意指其如专利术语中的标准的定义，是通常与“涵盖”、“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“实质上由…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；
“中心区域”意指在佩戴面罩时位于佩戴者口部前方的呼吸器的面罩主体的区域；
“污染物”意指粒子(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或一般来讲不会被视为粒子但可能悬浮在空气中的其它物质(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；
“杯形构型”意指能够充分覆盖人的鼻部和口部的任何容器形状；
“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；
“过滤空气”意指已被滤除或清洁以去除或减少污染物的一定体积的大气环境空气；
“过滤面罩”是指面罩主体自身被设计成过滤穿过它的空气；不存在附接到面罩主体上或模制成面罩主体来实现此目的的可独立识别的滤筒或嵌件成型滤芯；
“过滤器”或“过滤层”意指一个或多个透气材料层，该一个或多个透气材料层适于从穿过它的空气流中除去污染物(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”意指包括过滤介质或过滤层的构造；
“第一侧面”意指位于垂直于横跨维度等分面罩主体的平面一侧的面罩主体区域；
“装配”意指戴上、脱下或调节面罩主体中的任何一种行为或它们的组合；
“凸缘”意指具有足以被人抓握的表面积的突起部分；
“正面地”意指当面罩主体处于折叠状况时远离该面罩主体周边而延伸；
“带具”意指有助于将面罩主体支承在佩戴者面部上的结构或部件组合；
“标记”意指识别标志、图案、图像、开口中的任何一种或它们的组合；
“成一体”意指同时一起制造；即作为一个部件制成，而不是随后接合在一起的两个独立制造的部件；
“内部气体空间”意指面罩主体与人面部之间的空间；
“横向地”意指当面罩主体处于折叠状况时远离垂直于横跨维度等分面罩主体的平面而延伸；
“分界线”意指折痕、接缝、焊线、粘结线、缝合线、铰合线和/或它们的任何组合；
“纵向轴线”意指垂直于横跨维度等分面罩主体的线；
“面罩主体”意指透气结构，该透气结构被设计成贴合在人的鼻部和口部之上，并且有助于限定与外部气体空间分离的内部气体空间(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，该外边缘通常会靠近佩戴者的面部设置；
“褶皱”意指被设计为或折叠在自身上的部分；
“聚合物的”和“塑料的”各自意指主要包含一种或多种聚合物并且也可以包含其它成分的材料；
“多个”意指两个或更多个；
“优选的”和“优选地”是指在某些情况下，可以提供某些有益效果的本公开实施方案；然而，在相同的情况或其它情况下，其它实施方案也可是优选的。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；
“呼吸器”意指人佩戴的用以向佩戴者提供过滤的空气以供呼吸的空气过滤装置；
“第二侧面”意指位于垂直于横跨维度等分面罩主体的平面一侧的面罩主体区域(第二侧面与第一侧面相对)；
“紧密的贴合性”或“紧密地贴合”意指(在面罩主体与佩戴者面部之间)提供实质上气密的(或大体上不漏的)贴合；
“突片”意指显示具有用于附接另一个部件的足够表面积的部件；以及
“横向延伸”意指大体上在横跨尺寸上延伸。
附图说明
图1为根据本公开的可折叠过滤面罩呼吸器10的示意性透视图。
图2为图1所示呼吸器10的示意性前视图。
图3为图1的面罩呼吸器10处于折叠状况时的示意性前视图。
图4为包含结构图案的可折叠过滤面罩呼吸器10的示意性透视图。
图5为过滤结构16的横截面。
图6为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性前平面图。
图7为图6的呼吸器的呼气阀的示意性前平面图。
图8为图7的呼气阀的示意性横截面图。
图9为图7的呼气阀的阀盖的示意性透视图。
图10为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性前平面图。
图11为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性前平面图。
图12为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性前平面图。
图13为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性前平面图。
图14为可折叠过滤面罩呼吸器的另一实施方案的示意性后平面图。
图15为制作过滤面罩呼吸器的方法的一个实施方案的示意性平面图。
具体实施方式
本公开提供了可折叠过滤面罩呼吸器构造的各种实施方案。该呼吸器可被折叠成杯形形式用于使用并且以更紧凑的形式用于储存或运输。该呼吸器包括面罩主体。该面罩主体包含将该面罩主体分成两个实质上相等部分的分界线。这意味着各部分可具有相等的尺寸并且分界线等分面罩主体，或这些部分可具有相似的尺寸，其中一个部分可具有最高达另一部分两倍的尺寸，或其中一个部分具有最高达且包括另一部分1.5倍、或最高达且包括另一部分1.1倍的尺寸。
分界线可以是折痕、接缝、或焊线并且可支撑该面罩主体的抗塌缩性。在一个或多个实施方案中，分界线允许该面罩主体两个部分的至少一部分沿分界线被折叠。在一个具体的实施方案中分界线是折痕。
从正面观察时，呼气阀放置于面罩主体的中心区域，使得被佩戴时呼气阀实质上定位于佩戴者口部之上。实质上定位在佩戴者的口部之上意指它被定位在佩戴者口部之上或邻近佩戴者的口部，即佩戴该呼吸器时位于佩戴者的鼻部和颔部之间的区域。此外，阀放置在分界线上。分界线不连续。它在呼气阀的位置被中断以允许阀作为呼气阀发挥作用。
本公开的面罩主体还可包括通过可折叠连接，例如褶皱或折叠线接合到面罩主体上的第一附加面板和第二附加面板。在这种情况下该面罩主体形成中央面板并且包含呼气阀所定位的分界线。
分界线可横向延伸并将面罩主体分成上部部分和下部部分。此类面罩主体还可包括通过可折叠连接，例如褶皱或折叠线，接合到该面罩主体上部部分的上部附加面板，使得该附加面板可被折叠到该面罩主体上部部分的至少一部分中。此类面罩主体还可或另外包括通过可折叠连接，例如褶皱或折叠线，接合到该面罩主体下部部分的下部附加面板，使得该附加面板可被折叠到该面罩主体下部部分的至少一部分中。
该面罩主体的两个部分中的至少一个可包含一个或多个结构线。此类结构线为该面罩主体提供额外的稳定性。此类线包括焊线和接缝。焊线通常将过滤结构中的纤维压紧，使得它们绝大部分硬化成无孔实心型粘结。结构线可为约1mm至7mm厚，更普遍地为约4mm至5mm厚。如果过滤结构包括一个或多个层，则这些层实质上在焊线的基部处合并在一起。
结构线或多个结构线可相对于分界线以平行、对角、或正交方向排列。在一个优选的实施方案中，结构线被布置成形成结构图案，优选地，靠近呼气阀或连接到呼气阀。优选地，该面罩主体的两个部分包含结构图案。阀可位于结构图案内或在若干结构图案之间，优选地连接这些图案。在一个优选的实施方案中，该面罩主体的两个部分包含若干结构图案，并且呼气阀被放置在两个或更多个结构图案的结合处。
在另一个实施方案中，根据本公开的呼吸器不包含任何结构图案因为分界线提供了足够的结构稳定性，或分界线和一个或两个或更多个额外的线提供了足够的结构稳定性。此类线可被布置成平行于彼此或不平行于彼此。
相比于阀定位高于或低于分界线的相同呼吸器，根据本公开的呼吸器可为佩戴者提供更好的舒适性。该呼吸器与没有阀的相同呼吸器相比提供更低的呼吸阻力。相对于阀定位高于或低于分界线的相同呼吸器，该呼吸器还可提供更高或至少相似的抗塌缩性，以及更高的舒适性。本呼吸器的另一个优点是可以更容易并且更快地将面罩主体展开成杯形形式，尤其是在能见度较差的条件下，因为阀定位在分界线上，该面罩主体两个部分的至少一部分沿着该分界线展开成杯形形式。通过抓住通常是呼吸器最显著的特征并因此易于发现的阀，并且抓住至少两个部分，即可展开呼吸器。居中布置在分界线上的阀也可在展开后有助于使该呼吸器保持其杯形形式。
此外，对提供抗塌缩性能的额外的层或更重的层的需求可减少。使用附加层可导致呼吸阻力增大和产品成本増加。因此本公开提供了保留面罩预期使用形状以及改进的佩戴者舒适性的优点，并且没有因额外的或更重的层带来的额外成本。
现在将通过参考附图而不旨在将本公开局限于附图以及附图中所示的特征的组合的方式，更详细地描述本公开。并非附图中所示的所有特征或特征的组合都是实施本公开不可避免的必要特征。
图1示出在佩戴者的面部处于打开状况的可折叠过滤面罩呼吸器10的示例。呼吸器10可根据本公开用于为佩戴者提供过滤的呼吸空气。如图所示，过滤面罩呼吸器10包括面罩主体12和任选束具14。束具14具有附接(此处为钉)到凸缘28a的条带26。凸缘可如，例如在PCT专利申请No.WO2010/080201中所述。
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。过滤结构16去除来自周围环境的污染物，以使得佩戴者呼吸过滤的空气。面罩主体12包括将该面罩主体分成第一部分18(此处示出为顶部部分)和第二部分20(此处示出为底部部分)的分界线22。图1所示的分界线22横向延伸跨过面罩主体12的中心区域19。呼气阀10放置于面罩主体12的中心区域19的分界线22上。分界线22在阀100的位置处中断或充分不连续，使得空气可通过阀从内部气体空间传递到外部。面罩主体12还包括具有上区段24a和下区段24b的周边23。
任选的鼻夹30可放置在面罩主体12上，例如该面罩主体12外表面的第一部分18或覆盖织物下方。
面罩主体12的第一部分18和/或第二部分20，可分别连接到附加上部面板161和附加下部面板162。上部面板161和下部面板162可以以可折叠的方式连接到该面罩主体的中央面板(由下部部分18和上部部分20构成)。另选地或除此之外，褶皱可连接到该面罩主体的第一部分18和第二部分20或者连接到上部附加面板161和下部附加面板162。
面罩主体12的下部部分20可比上部部分18包括更多的过滤介质表面区域。面罩主体12也可包括沿面罩主体周边23固定到面罩主体的周边纤维网(未示出)。周边纤维网可在周边23处被折叠到面罩主体之上。周边纤维网也可是围绕周边23的边缘折叠并固定的内覆盖纤维网58(图5)的延伸。鼻夹30可设置在面罩主体中心的上部部分18上，居中邻近过滤结构16和周边纤维网54之间的上区段24a。鼻夹30可以由柔韧的极软金属或塑料制成，以便佩戴者能够手动调节至贴合其鼻部轮廓。鼻夹30可由铝制成并且可以是线性的，或者当从顶部观察时可以是采用其他形状，例如授予Castiglione的美国专利5,558,089和Des.412,573中示出的m形鼻夹。
图2从正面示出了图1的呼吸器10，图3示出了处于塌缩或折叠状况的该呼吸器，这种状况对于运输和离开面部的储存而言是尤其有益的。
图4示出了本公开中图1所示呼吸器10的一个实施方案，其中面罩主体另外具有结构图案31。结构图案31可由线，例如接缝、或焊线构成。通常，该线为1mm至7mm厚，更普遍地为约4mm至5mm厚。优选地，结构图案31为焊接图案。图4所示的结构图案31由一组形成三角形的线构成。优选地，结构图案不横穿分界线22。图4所示的结构图案31包括优选为焊接图案的第一结构图案32a和第二结构图案32c，这些结构图案设置在面罩主体的第一部分18并且不横穿分界线22。该结构图案包含在纵向轴线34的每一侧的第一焊接图案32a和第二焊接图案32c。图4所示面罩主体12还具有位于面罩主体12的下部部分20且在纵向轴线34的每一侧的第三结构图案32b和第四结构图案32d。第三焊接图案32b和第四焊接图案32d设置在下部并且不跨过分界线22(第四图案32d在图4中不可见)。每个焊接图案可表现出桁架式几何结构，该几何结构包括，例如，具有圆形拐角并且具有位于其中的一对三角形的较大三角形。这一对三角形中的每一者可嵌套在较大三角形内使得每个三角形的两条边也形成每个三角形的局部边。优选地，如图4所示，焊接图案32a至32d设置在面罩主体12上使得在分界线22的每侧对称，并且优选地也在垂直于分界线的轴线的每侧对称，该轴线在图4所示的实施方案中为纵向轴线34。尽管结构图案31已在本附图中作为三角形图案示出，但二维封闭图案可采用焊接或缝合到面罩主体上的其他桁架式，包括四边形如矩形、梯形、菱形等。该结构图案31可以是封闭图案或者也可以是非封闭图案。可选的图案包括但不限于平行和/或正交于分界线22的多个直线或曲线。
就二维封闭焊接图案的结构图案而言，该图案可占约5平方厘米至30平方厘米(cm2)，更普遍地为约10cm2至16cm2的表面积。
图4所示呼吸器具有与图2所示呼吸器类似的前视图并且可如图3所示塌缩或折叠。
图5示出，根据本公开，呼吸器的过滤结构16可包括一个或多个层，例如内覆盖纤维网58、外覆盖纤维网60和过滤层62。内覆盖纤维网58和外覆盖纤维网60可以提供用于保护过滤层62并防止来自过滤层62的纤维出现松散和进入面罩内部。在使用呼吸器期间，空气在进入面罩内部之前依次穿过层60、62和58。然后，佩戴者可以吸入面罩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58、62和60。作为另外一种选择，可在面罩主体上设置呼气阀(未示出)以允许呼出空气从内部气体空间快速清除以进入外部气体空间，而不穿过过滤结构16。通常，覆盖纤维网58和60由一组精选的非织造材料制成，这些材料尤其是在过滤结构上与佩戴者面部接触的侧面上提供舒适感。可结合本发明的支撑结构使用的多种过滤层和覆盖纤维网的构造在下文中有更详细的描述。为了提高佩戴者贴合性和舒适度，可将弹性体面部密封件固定到过滤结构16的周边23。佩戴呼吸器时，此类面部密封件可以径向向内延伸以接触佩戴者的面部。面部密封件的实例在授予Bostock等人的美国专利6,568,392、授予Springett等人的美国专利5,617,849和授予Maryyanek等人的美国专利4,600,002，以及授予Yard的加拿大专利1,296,487中有所描述。过滤结构16还可具有紧贴层58、60或62中的至少一个或多个并置，通常紧贴外覆盖纤维网60的外表面并置的结构结网或网目。此类网目的用途在2008年12月18日提交的名称为“具有强化结网的可扩展面罩”(Expandable Face Mask with Reinforcing Netting)的美国专利申请序列No.12/338,091中有所描述。
结合本公开使用的面罩主体可采用多种不同的形状和构型。一般来讲，过滤结构的形状和构型对应于面罩主体的大致形状。尽管示出的过滤结构具有包括过滤层和两个覆盖纤维网的多个层，但过滤结构可以只是包括过滤层或过滤层的组合。例如，可在精细度和选择性更大的下游过滤层的上游设置预过滤器。另外，可在包括过滤结构的纤维和/或多个层之间设置吸附性材料诸如活性炭。另外，可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。过滤结构可以包括一个或多个有助于提供这种杯形构型的加强层。过滤结构也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。
本公开的面罩主体中所用的过滤结构可为颗粒捕集型过滤器或气体和蒸气型过滤器。过滤结构也可为抑制液体从过滤层的一侧转移到另一侧的阻挡层，以抑制例如液体气溶胶或液体飞溅(如血液)渗透所述过滤层。根据应用需求，可使用多层类似或相异的过滤介质来构造本公开的过滤结构。可以有利地用于本发明的分层面罩主体中的过滤器一般具有低压降(例如在13.8厘米/秒的面速度下小于约195帕斯卡至295帕斯卡)，以使面罩佩戴者的呼吸工作量最小化。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工艺诸如熔吹法制备的驻极体充电的聚合物微纤维。由已充电的聚丙烯形成的聚烯烃微纤维对于微粒捕集应用提供特定效用。另选的过滤层可包括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、粘结剂或纤维结构而粘结在过滤层中的粉末或颗粒物。参见授予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以形成薄的粘附层来形成。吸附剂材料可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。适合多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。
通常对过滤层进行挑选以实现所需的过滤效果。一般来讲，过滤层将从穿过它的气流中除去高百分比的颗粒和/或其它污染物。对于纤维过滤层，根据将要过滤的物质种类选择纤维，并且通常要对纤维进行挑选，从而模制操作期间纤维不会变得粘合在一起。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)，更通常约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。过滤层还可以包括由粘合剂或任何其他方式接合在一起的多个过滤层。已知的(或后来开发的)用于形成过滤层的实质上任何合适的材料都可以用作过滤材料。熔喷纤维网，特别是以永久带电(驻极体)的形式存在时是特别可用的(参见(例如)授予Kubik等人的美国专利No.4,215,682)。这些熔喷纤维可以是有效纤维直径小于约20微米(μm)的微纤维(称为“吹塑微纤维”，简称BMF)，通常为约1μm至12μm的微纤维。可根据Davies,C.N.，《气载尘埃和粒子的分离》(The Separation ofAirborne Dust andParticles)，英国机械工程师学会，伦敦，论文集1B，1952年，测定有效纤维直径。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BMF纤维网是特别优选的。带电荷的原纤化膜的纤维、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的纤维网、或静电喷涂纤维的纤维网(特别是以微薄膜的形式)也可为合适的。可通过使纤维与水接触来对纤维施加电荷，例如以下美国专利中所公开：授予Eitzman等人的6,824,718；授予Angadjivand等人的6,783,574；授予Insley等人的6,743,464；授予Eitzman等人的6,454,986和6,406,657；以及授予Angadjivand等人的6,375,886和5,496,507。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。此外，可以将添加剂包含在纤维中，以增强通过水充电法制备的纤维织物的过滤性能(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表面处，以改善油雾环境中的过滤性能。参见授予Jones等人的美国专利6,398,847B1、6,397,458B1和6,409,806B1。
可使用内覆盖纤维网，从而得到用于接触佩戴者的面部的平滑表面，并且可使用外覆盖纤维网，以收集面罩主体中的松散纤维或获得美观效果。虽然覆盖纤维网通常不为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外部(或上游)时，其可充当预过滤器。为了获得适当程度的舒适性，内覆盖纤维网优选地具有相对较低的基重，并由较精细的纤维形成。更具体地讲，可以将覆盖纤维网制成具有约5g/m2至50g/m2(通常为10g/m2至30g/m2)的基重，并且纤维可以小于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的平均纤维直径经常为约5微米至24微米，通常为约7微米至18微米，并且更通常为约8微米至12微米。覆盖纤维网的材料可以具有一定程度的弹性(断裂弹性通常，但并非不可避免地为100％至200％)并且可以塑性变形。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，并且还包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。用于制备覆盖纤维网的BMF材料的合适工艺在授予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平滑表面上而形成，通常是平滑表面的筒或旋转收集器。参见授予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“Escorene3505G”制成的聚丙烯BMF，其提供约25g/m2的基重，并且纤维纤度在0.2至3.1范围内(在100根纤维上测量的平均值约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“Escorene3505G”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)，其基重为约25g/m2，并且平均纤维旦尼尔为约0.8。合适的纺粘材料以商品名“Corosoft Plus 20”、“Corosoft Classic 20”和“Corovin PP-S-14”得自德国派纳的Corovin GmbH公司(Corovin GmbH,Peine,Germany)，以及梳理成网的聚丙烯/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,Nakila,Finland)。
本公开中所用的覆盖纤维网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。可以在本公开中使用的覆盖纤维网的示例公开于(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和授予Bostock等人的国际专利96/28216A中。
束具中所用的条带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/橡胶组合、非弹性编织成分等等。条带可以由弹性材料制成，诸如弹性编织材料。条带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。条带的长度也可能增加到其松弛状态长度的三倍或四倍，并且当移除张力时带可恢复到其初始状态而不会对其有任何损坏。因此，弹性极限优选地不小于条带松弛状态长度的二倍、三倍或四倍。通常，条带长约20cm至30cm、宽3mm至10mm、厚约0.9mm至1.5mm。条带可作为连续的条带从第一突片延伸至第二突片，或条带可以具有多个部分，这些部分可用其他扣件或扣环进一步接合在一起。例如，该条带可具有由紧固件接合在一起的第一部分和第二部分，当从面部移除面罩主体时，佩戴者可快速解开紧固件。可结合本公开使用的条带的示例示于授予Xue等人的美国专利6,332,465中。可用于将条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5,237,986以及在授予Chien的EP1,495,785A1中示出。
如本文所述，过滤面罩呼吸器可包括任何合适的呼气阀。例如，图6至图9是可折叠过滤面罩呼吸器200的一个实施方案的各种视图。该呼吸器200包括面罩主体212、呼气阀270、以及连接到呼气阀基部272的支撑元件276。与图1至图5的呼吸器10有关的所有设计考虑和可能性同样适用于图6至图9的呼吸器200。虽然未示出，但该呼吸器200还可包括利用任何合适的技术或技术组合在任何合适的位置连接到面罩主体212上的束具。
如图6所示，该面罩主体212包括通过分界线222分开的第一部分218和第二部分220。分界线222可以是任何合适的分界线。在一个或多个实施方案中，分界线222包括面罩主体折叠线。
如图6所示，分界线222可横向延伸穿过面罩主体212使得第一部分218包括该面罩主体的上部部分并且第二部分220包括该面罩主体的下部部分。在一个或多个实施方案中，如本文进一步所述，分界线222可从顶部周边区段向底部周边区段竖直延伸。
呼气阀270设置在分界线222的任何合适位置上。在一个或多个实施方案中，呼气阀270设置在分界线222上和面罩主体212的中心区域202中。如本文所用，术语“中心区域”是指佩戴者佩戴呼吸器200时直接或邻近地设置在佩戴者口部的面罩主体212的一部分。呼气阀270可为本文所述的任何合适的呼气阀。在图6所示的实施方案中，该呼气阀270包括基部272(图7)和附接到基部的盖274(图9)。该呼气阀270也可包括阀瓣280(图8)。
如图7至图8所示，呼气阀270的基部272包括阀座，该阀座具有从基部延伸的密封表面282和同样从基部延伸的阀瓣保持表面286。该基部272还包括接合面290，该接合面适于接合阀盖274，从而将阀盖连接到基部。接合面290可包括任何合适的形状或形状的组合，使得阀盖274保持附接到基部272但可在需要时，例如接合面与阀盖形成摩擦配合时被移除。
阀瓣280在关闭时停留在密封表面282上，并且还以悬臂方式被支撑于阀座273的阀瓣保持表面286上。呼气过程中，当呼吸器200的内部气体空间达到有效的压力时，阀瓣280的自由端281从密封表面282抬起。密封表面282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，该密封表面282可适于当从侧立面观察(图8)时，通常在凹形横截面中沿纵向维度弯曲，并且可不对齐并相对于阀瓣保持表面286来相对定位，以允许阀瓣在中性条件下，即当佩带者不吸气也不呼气时，偏斜或压向密封表面。密封表面282可位于密封脊289的最末端。阀瓣280还可具有在其上形成的横向弯曲，如Bowers的美国专利No.5,687,767(再公告为Re 37974)中所述。
当呼吸器200的佩戴者呼气时，呼出的气体通常要通过面罩主体212和呼气阀270这两者。当最高百分比的呼出空气通过呼气阀270，而不是面罩主体中的过滤介质和/或成形层和覆盖层时，将获得最佳的舒适度。通过呼出空气将阀瓣280从密封表面282抬起，呼出空气通过阀270中的孔292从内部气体空间排出。在呼气过程中，和阀瓣固定或静止部分285相关联的阀瓣280的周向或周边边缘保持实质上静止，而阀瓣的其余自由周部边缘在呼气过程中从密封表面282抬起。
阀瓣280的静止部分285被固定在阀座273的阀瓣固定表面286上，相对于孔292，表面为非中心设置的，并可具有销轴287以帮助将阀瓣安装和定位在阀座上。阀瓣280可以用诸如声波焊接、粘合剂和机械夹紧等方法固定到表面286上。
图8示出了置于停留在密封表面282的处于关闭定位的阀瓣280，并且用虚线288画出了处于打开定位的阀瓣。流体沿箭头204所示的总体方向通过阀270。如果阀270用于过滤面罩呼吸器以从呼吸器内部清除呼出空气，则流体流204将表示呼出气流。如果阀270用作吸气阀，则流体流204将表示吸入气流。通过孔292的流体对阀瓣280施加力，导致阀瓣的自由端283从密封表面282上抬起，将阀置于打开定位。当阀270用作呼气阀时，该阀在呼吸器200上的取向使得当呼吸器如图6所示直立定位时，阀瓣280的自由端283位于固定端下方。这能使呼出的空气向下偏转，以防止湿气凝结在佩戴者的眼镜上。
图7从正面示出了基部272，并且为清楚起见，移除了阀瓣280。阀孔292从密封表面282径向向内设置，并可具有稳定密封表面并最终稳定阀270的十字形构件284。十字形构件284还能防止阀瓣280在吸气时进到孔292中。十字形构件284上积聚的水分可妨碍阀瓣280的打开；因此，从侧立面看(图8)，十字形构件284面朝阀瓣的表面稍稍凹陷在密封表面282以下，从而不阻碍阀打开。
密封表面282限制或包围孔292，以避免不希望的污染物从该孔通过。从前面看时，密封表面282和阀孔292实质上可以呈任意形状。例如，密封表面282和孔292可为正方形、长方形、圆形、椭圆形等。密封表面282的形状不必对应于孔292的形状，反之亦然。例如，孔292可以为圆形，而密封表面282可以为长方形。然而，当对着流体流的方向观察时，密封表面282和孔292可具有圆形横截面。
基部272可包括任何合适的材料或材料的组合。在一个或多个实施方案中，基部272可包括模制成整体的一体式主体的相对轻的塑料。基部272可利用注塑成型技术来制造。与阀瓣280接触的密封表面282被形成为基本上均匀的平滑表面，以确保可形成良好的密封，该密封表面可存在于密封脊的顶部。在一个或多个实施方案中，密封表面282具有足够的宽度来与阀瓣282形成密封，但是不能宽到让由凝结的水分产生粘合力使得阀瓣明显难以打开。在一个或多个实施方案中，密封表面280的宽度可为至少0.2mm，并且不超过0.5mm。图7至图8中所示的阀270及其基部272在例如授予Japuntich等人的美国专利5,509,436和5,325,892中有更详细的描述。
图9示出了可适用于与其他附图7至图8中示出的呼气阀一起使用的阀盖274。阀盖274限定了内室，在该内室中阀瓣280可从其关闭定位移动到其打开定位。阀盖274可保护阀瓣280不受损坏，并可有助于使呼出的气体向下而远离佩戴者的眼镜。如图所示，阀盖274可包括一个或多个开口275，以允许呼出的空气从阀盖限定的内室中逸出。通过开口275离开内室的空气以大致向下的方向进入外部气体空间，并远离佩戴者的眼镜。
如本文所述，呼气阀270包括连接到阀基部272并且从基部的周边271延伸的支撑元件276。如图6中所示，当面罩主体212呈杯形构型时支撑元件276与面罩主体接触。在一个或多个实施方案中，当佩戴者使用呼吸器时，支撑元件276可帮助呼吸器的面罩主体212保持杯形构型。在一个或多个实施方案中，当佩戴者使用呼吸器270时，支撑元件276可帮助防止面罩主体212塌缩。
支撑元件276可采用任何合适的形状或形状的组合并具有任何合适的尺寸。支撑元件276可从基部272的整个周边271延伸使得支撑元件完全包围基部。例如，如图7所示，支撑元件276完全包围呼气阀270的基部272。在一个或多个实施方案中，支撑元件276可从基部272的周边271的一部分或多个部分延伸，如本文进一步所述。
面罩主体212可包括本文所述的任何合适的面罩主体。在一个或多个实施方案中，面罩主体212可包括内覆盖纤维网、外覆盖纤维网，以及设置在内覆盖纤维网和外覆盖纤维网之间的过滤介质。在一个或多个实施方案中，支撑构件276可设置在面罩主体212的过滤介质与内覆盖纤维网之间。在一个或多个实施方案中，支撑构件276可设置在面罩主体212的过滤介质与外覆盖纤维网之间。另外，在一个或多个实施方案中，支撑构件276可设置在面罩主体212的外覆盖纤维网的外表面上。此外，在一个或多个实施方案中，支撑构件276可设置在面罩主体212的内覆盖纤维网的内表面上。
另外，支撑元件276可具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施方案中，支撑元件276可从基部272的周边271延伸至少5mm且不超过50mm的距离201。
在一个或多个实施方案中，支撑元件276与基部272成一体。在一个或多个实施方案中，支撑元件276独立制造，并使用任何合适的技术或技术的组合连接到基部272。
支撑元件276可以包括任何合适的材料或材料的组合。在一个或多个实施方案中，支撑元件276包括与用于形成基部272的材料相同的材料。在一个或多个实施方案中，支撑元件276可包括与用于形成基部272的材料不同的材料或组合材料。
支撑元件276可为单一部件。在一个或多个实施方案中，支撑元件276可包括设置穿过该支撑元件的一个或多个空气通道或开口，该通道或开口在呼吸器200内部气体空间与外部气体空间之间提供流体通道。这样的一个或多个空气通道可适于引导在支撑构件276上进入的空气穿过面罩主体212。例如，在一个或多个实施方案中，支撑构件276可包括透气支撑构件。可利用任何合适的技术或技术的组合来形成透气支撑构件。例如，在一个或多个实施方案中，一个或多个开口可穿过支撑构件276形成使得构件可透气。在一个或多个实施方案中，透气支撑构件276可包括网孔结构。此外，在一个或多个实施方案中，透气支撑构件276可包括网目。
如本文所述，过滤面罩呼吸器的一个或多个实施方案可包括从该呼吸器的面罩主体的顶部周边区段延伸至底部周边区段的竖直分界线。例如，图10是过滤面罩呼吸器300的另一个实施方案的示意性透视图。有关图6至图9的过滤面罩呼吸器200的所有设计考虑和可能性同样适用于图10的过滤面罩呼吸器300。
呼吸器300包括面罩主体312，该面罩主体包括由竖直分界线322分成的第一部分318和第二部分320。分界线322包括面罩主体折叠线。呼吸器300还包括连接到面罩主体312的具有一个或多个条带326的束具314。呼气阀370设置在面罩主体313的中心区域302的分界线322上。分界线322竖直地从面罩主体周边301的顶部周边区段304延伸至底部周边区段306。因此，第一部分318包括面罩主体312的右侧部分并且第二部分320包括面罩主体的左侧部分。呼气阀370可包括任何合适的呼气阀，例如图6至图9的呼气阀270。呼气阀370包括基部372和附接到基部的盖374。
呼吸器300还包括连接到基部372并且从该基部的周边371延伸的支撑元件376。如图10中所示，当面罩主体312呈杯形构型时支撑元件376与该面罩主体接触。
如本文所述，呼气阀的一个或多个实施方案的支撑元件可包括一个或多个开口，在佩戴者呼气时该一个或多个开口可允许流体流过支撑元件。例如，图11是呼吸器400的另一个实施方案的示意性透视图。有关图6至图9的呼吸器200的所有设计考虑和可能性同样适用于图11的呼吸器400。呼吸器400和呼吸器200之间的一个差别在于呼吸器400包括支撑元件476，该支撑元件包括网目并且连接到呼吸器阀470的基部472上并且设置在面罩主体412的外表面413上。
呼吸器400和呼吸器200之间的另一个差别在于支撑构件476可设置在或塞入该呼吸器面罩主体412的侧突片414的内部。通过将支撑元件476塞入侧突片414中，该支撑元件可増强侧突片并且向呼吸器的面罩主体412提供附加支撑。
如本文所述，支撑构件可采用任何合适的形状或形状的组合。此外支撑构件可向呼吸器提供附加的功能。例如，图12是呼吸器500的另一个实施方案的示意性透视图。有关图6至图9的呼吸器200的所有设计考虑和可能性同样适用于图12的呼吸器500。呼吸器500包括具有基部572和与基部连接的盖574的呼气阀570。呼吸器500还包括连接到阀570的基部572上并且设置在面罩主体512的外表面513上的支撑元件576。支撑构件576包括允许空气或流体在呼吸器500的面罩主体512的内部气体空间和外部气体空间之间穿过的开口577。支撑元件576还包括适于将呼气阀570连接到束具514的上环502和下环504。可使用任何合适的技术或技术的组合将束具514的条带进给穿过环502,504并附接到支撑元件576。
本文所述的呼吸器可包括设置在呼吸器面罩主体上的一条或多条分界线。例如，图13是过滤面罩呼吸器600的另一个实施方案的示意性透视图。有关图6至图9的呼吸器200的所有设计考虑和可能性同样适用于图13的呼吸器600。呼吸器600和呼吸器200之间的一个差别在于呼吸器600的面罩主体612包括第一分界线622、第二分界线621和第三分界线623，该第一分界线提供面罩主体折叠线。分界线621,622,623中的每条线横向延伸跨过面罩主体612。呼吸器600还包括设置在面罩主体612的中心区域602的第一分界线622上的呼气阀670。在一个或多个实施方案中，呼气阀670还可设置在第二分界线621和第三分界线623中的一者或二者上。此外，第二分界线621延伸到侧突片614内并且可形成可向面罩主体612提供附加的抗塌缩性的双桁架结构。
呼吸器600和呼吸器200之间的另一个差别在于呼气阀670不包括支撑元件。相反，在所示的实施方案中，分界线621,622,623可提供对面罩主体612的支撑。在一个或多个实施方案中，该呼吸器可包括如本文所述的一个或多个支撑元件。
如本文所述，连接到呼气阀基部的支撑元件可完全包围基部。在一个或多个实施方案中，该支撑元件可包括从基部的周边延伸以向呼吸器面罩主体提供附加支撑的两个或多个元件或部分。例如，图14是过滤面罩呼吸器700的另一个实施方案的示意性后透视图。有关图6至图9的呼吸器200的所有设计考虑和可能性同样适用于图14的呼吸器700。呼吸器700包括面罩主体712，该面罩主体包括分界线722。在图14所示的实施方案中，分界线722是竖直分界线。呼吸器700还包括设置在面罩主体712的中心区域702的分界线722上的呼气阀770。呼气阀770包括基部772和附接到基部的盖(未示出)。呼吸器700还包括连接到呼气阀770的基部772并且从该基部的周边771延伸的支撑元件776。呼吸器700还包括也连接到呼气阀770的基部772并且从该基部的周边771延伸的第二支撑元件777。支撑元件776在第一枢转点778处连接到基部772，并且第二支撑元件777在第二枢转点779处连接到该基部。虽然示出为包括两个支撑元件，但呼吸器700可包括连接到呼气阀270基部772的任何合适数量的支撑元件。
在一个或多个实施方案中，如图14所示，支撑元件776和第二支撑元件777中的一者或两者适于围绕相应的枢转点778,779枢转，使得当面罩主体712呈杯形构型时这些支撑元件可设置在与该面罩主体接触的位置。因此，支撑元件776,777可围绕枢转点778,779枢转，使得当呼吸器700处于储存构型(即折叠平坦以用于储存)时，这些支撑元件基本上设置在基部772之上。当此类支撑元件776,777从基部772的周边771延伸时可向面罩主体712提供附加的支撑。
根据本公开的呼吸器可使用任何合适的技术或技术的组合来制作。具有结构化图案的呼吸器可如例如EP2298419 A1(Spoo等人)中所述来制作。然后将呼气阀附接到面罩主体。有利于清除来自内部气体空间的呼出空气并且可适当地固定到面罩主体的实质上任何呼气阀都可以结合本公开使用，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。一般来讲，呼气阀包含阀座。该阀座通常包含带有柔性阀瓣的孔。该孔通常为圆形或椭圆形。该阀瓣被设计成当呼吸面罩的佩戴者吸气时密封抵靠阀座并关闭孔并且当呼吸面罩的佩戴者呼气时抬离阀座并打开孔。因此吸入空气通过面罩的过滤介质进入面罩，而呼出空气通过面罩中的呼气孔、阀座上的孔、最后通过阀盖中的开口排出。该阀盖或阀壳放置在面罩的外侧(使用期间背离佩戴者的侧面)。该阀壳可具有约1厘米至约6厘米的最长轴或直径。其可具有任何合适的形状，通常为矩形、圆形或椭圆形。其可通过阀座与面罩主体相连。在其他实施方案中，阀壳不附接到阀座而只是附接到面罩主体。可使用已知的呼气阀。参见例如授予Martin等人的美国专利7,188,622、7,028,689和7,013,895；授予Japuntich等人的7,428,903、7,311,104、7,117,868、6,854,463、6,843,248和5,325,892；授予Mittelstadt等人的6,883,518；以及授予Bowers的RE37,974。呼气阀(或其外壳和阀座)可通过已知的方法附接到呼吸面罩，例如通过超声焊接或通过使用粘合剂，如例如WO99/24119中所述。在将阀附接到面罩之前，可在面罩主体上形成用于接纳阀座或呼气阀的阀瓣/隔膜的孔，例如圆形孔。阀座可附接在面罩主体的内侧上，而阀壳可附接在相对的面罩主体的外侧。可通过例如穿过分界线打孔在分界线上制造孔口。另选地，呼吸器的面罩主体可被构造和装配成使得呼吸器的面罩主体在所需的位置处提供孔，从而不需要打孔步骤。
图15是制作包括呼气阀的过滤面罩呼吸器的方法800的一个实施方案的示意性透视图。虽然参考图6至图9的过滤面罩呼吸器200进行描述，但方法800可用于形成任何合适的包括呼气阀的过滤面罩呼吸器。方法800包括在802处提供面罩主体坯件213。面罩主体坯件213可包括任何合适的材料或材料的组合。方法800还包括在804处由面罩主体坯件213形成面罩主体212。可使用任何合适的技术或技术的组合在面罩主体212上形成开口或孔口201，例如该开口可通过模切形成。在806处，可使用任何合适的技术或技术的组合形成面罩主体折叠线222。如图所示，面罩主体折叠线222通过折叠面罩主体212而形成，使得面罩主体折叠线将面罩主体212分成第一部分218和第二部分220。第一部分218和第二部分220可适于围绕面罩主体折叠线222旋转。此外，在一个或多个实施方案中，可在形成面罩主体实线222之前在面罩主体212的中心区域202中形成开口201，在该中心区域中面罩主体折叠线与开口201相交。
在806处，可向呼吸器200提供附加的功能，例如可在面罩主体212中形成附加的焊线，并且可将束具连接到面罩主体。在一个或多个实施方案中，如参考图12的呼吸器500所述，可通过将束具的一条或多条条带连接到支撑元件272来将束具连接到面罩主体212。
在808处，可使用任何合适的技术或技术的组合打开面罩主体212使得该面罩主体呈杯形构型。在810处，呼气阀270可连接到面罩主体212，使得该呼气阀设置在折叠线222之上的中心区域202中并且使得支撑元件272连接到呼气阀的基部274并从该基部的周边延伸并且与面罩主体212接触。呼气阀270可使用任何合适的技术或技术的组合连接到面罩主体212。在一个或多个实施方案中，呼气阀270可通过将呼气阀设置在开口201之上，使得该呼气阀基本上覆盖开口而连接到面罩主体212的中心区域202。在一个或多个实施方案中，呼气阀270完全覆盖开口201。
实施例
一种用于接纳呼气阀的圆孔穿过中心面板的折叠并且在以商品名VFLEX得自美国3M公司的市售平折过滤面罩呼吸器的四个焊线图案接口处打孔。呼气阀(购自3M公司的CPC阀)通过超声焊接焊接到面罩主体。该面罩与没有呼气阀的相同面罩相比显示出较低的呼吸阻力。将具有阀的面罩与除了呼气阀布置在中心褶皱上方或下方的以相同方式制备的面罩进行比较，并由25个成人组成的测试专家小组进行测试。专家小组的绝大部分(25人中的15人)将阀在褶皱上的面罩评为舒适度最佳。

Claims (43)

1.一种可折叠过滤面罩呼吸器，所述可折叠过滤面罩呼吸器包括面罩主体，所述面罩主体具有将所述面罩主体分成第一部分和第二部分的分界线，其中所述面罩主体包括中央面板，所述中央面板包括将所述中央面板分为所述第一部分和所述第二部分的所述分界线，所述呼吸器还具有定位于所述分界线上和所述面罩主体的中心区域中的呼气阀，使得所述呼气阀在使用期间实质上位于佩戴者的口部之上，其中所述分界线在所述呼气阀的位置处不连续，其中所述面罩主体还包括结构图案，所述结构图案包括表现为桁架式几何结构的焊接图案，其中所述呼气阀包括连接到所述呼气阀的基部的支撑元件，所述支撑元件完全包围所述呼气阀的所述基部的整个周边并纵向延伸跨过所述分界线，并且
其中所述结构图案设置在所述面罩主体的所述中央面板中，并且所述呼气阀位于所述结构图案内，其中所述桁架式几何结构包括较大的三角形，所述较大的三角形具有圆形拐角以及位于所述较大的三角形内的一对较小的三角形，并且所述一对较小的三角形中的每一个嵌套在所述较大的三角形内使得所述一对较小的三角形中的每一个的两条边也形成所述较大的三角形的局部边，并且其中所述结构图案关于所述分界线对称。
2.根据权利要求1所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述分界线等分所述面罩主体。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述分界线包括焊线、接缝或折痕。
4.根据权利要求3所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述分界线允许所述面罩主体的所述第一部分和所述第二部分的至少部分沿所述分界线被折叠。
5.根据权利要求1或2所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述面罩主体还包括接合到所述中央面板的所述第一部分的第一面板，使得所述第一面板能够被折叠到所述中央面板中，并且其中所述面罩主体包括接合到所述中央面板的所述第二部分的第二面板，使得所述第二面板能够被折叠到所述中央面板中。
6.根据权利要求1或2所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述分界线横向延伸，使得所述面罩主体的所述第一部分形成所述面罩主体的上部部分并且所述第二部分形成所述面罩主体的下部部分。
7.根据权利要求6所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述面罩主体包括接合到所述中央面板的所述上部部分的第一面板，使得所述第一面板能够被折叠到所述中央面板中，并且其中所述面罩主体包括接合到所述中央面板的所述下部部分的第二面板，使得所述第二面板能够被折叠到所述中央面板中。
8.根据权利要求1所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述结构图案占据5cm2至30cm2的面积。
9.根据权利要求1所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述呼气阀定位在所述结构图案内。
10.根据权利要求8所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述呼气阀定位在所述结构图案内。
11.根据权利要求1所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述结构图案包括线，所述线包括焊线、接缝和缝合线中的至少一种，并且其中每条线为2mm至7mm厚。
12.根据权利要求8所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述结构图案包括线，所述线包括焊线、接缝和缝合线中的至少一种，并且其中每条线为2mm至7mm厚。
13.根据权利要求1所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述结构图案包括第一焊接图案和第二焊接图案，其中所述第一焊接图案和所述第二焊接图案设置在所述面罩主体的所述第一部分和所述第二部分中的一者或两者中但不会横穿所述分界线。
14.根据权利要求13所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述第一焊接图案和所述第二焊接图案中的每一者包括一个或多个三角形。
15.根据权利要求13所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述呼气阀定位在所述第一焊接图案和所述第二焊接图案之间。
16.根据权利要求14所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述呼气阀定位在所述第一焊接图案和所述第二焊接图案之间。
17.根据权利要求1或2所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述面罩主体还包括过滤结构，所述过滤结构包括过滤层和一个或多个覆盖纤维网层。
18.根据权利要求1或2所述的可折叠过滤面罩呼吸器，其中所述呼气阀在所述面罩主体的外侧具有阀壳，所述阀壳为长方形或球形并且具有大于1cm且小于6cm的最长轴。
19.根据权利要求1或2所述的可折叠过滤面罩呼吸器，还包括固定到所述面罩主体的束具。
20.一种形成可折叠过滤面罩呼吸器的方法，包括：
提供包括面罩主体的可折叠过滤面罩呼吸器，所述面罩主体包括将所述面罩主体分成第一部分和第二部分的分界线，所述面罩主体还包括结构图案，所述结构图案包括表现为桁架式几何结构的焊接图案；
在所述面罩主体的中心区域处穿过所述分界线形成用于放置呼气阀的孔口，使得所述呼气阀能够在使用期间实质上定位在佩戴者的口部之上；以及
将所述呼气阀附接到所述面罩主体，
其中所述呼气阀包括连接到所述呼气阀的基部的支撑元件，所述支撑元件完全包围所述呼气阀的所述基部的整个周边并纵向延伸跨过所述分界线，
其中所述结构图案设置在所述面罩主体的中央面板中，并且所述呼气阀位于所述结构图案内，其中所述桁架式几何结构包括较大的三角形，所述较大的三角形具有圆形拐角以及位于所述较大的三角形内的一对较小的三角形，并且所述一对较小的三角形中的每一个嵌套在所述较大的三角形内使得所述一对较小的三角形中的每一个的两条边也形成所述较大的三角形的局部边，并且其中所述结构图案关于所述分界线对称。
21.一种可折叠过滤面罩呼吸器，包括：
面罩主体，所述面罩主体包括由分界线分开的第一部分和第二部分，其中所述分界线包括面罩主体折叠线；
束具，所述束具连接到所述面罩主体；
呼气阀，所述呼气阀设置在所述分界线上和所述面罩主体的中心区域中，其中所述呼气阀包括基部和附接到所述基部的盖；和
支撑构件，所述支撑构件连接到所述呼气阀的所述基部并且从所述基部的周边延伸，其中所述支撑构件完全包围所述呼气阀的所述基部的整个周边并纵向延伸跨过所述分界线，并且进一步地其中当所述面罩主体呈杯形构型时所述支撑构件与所述面罩主体接触，
其中所述面罩主体还包括结构图案，所述结构图案包括表现为桁架式几何结构的焊接图案，其中所述结构图案设置在所述面罩主体的中央面板中，并且所述呼气阀位于所述结构图案内，其中所述桁架式几何结构包括较大的三角形，所述较大的三角形具有圆形拐角以及位于所述较大的三角形内的一对较小的三角形，并且所述一对较小的三角形中的每一个嵌套在所述较大的三角形内使得所述一对较小的三角形中的每一个的两条边也形成所述较大的三角形的局部边，并且其中所述结构图案关于所述分界线对称。
22.根据权利要求21所述的呼吸器，其中所述支撑构件与所述呼气阀的所述基部成一体。
23.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述呼吸器包括第二支撑构件，所述第二支撑构件连接到所述呼气阀的所述基部并且从所述基部的所述周边延伸，其中所述支撑构件从所述基部的所述周边沿第一方向延伸并且所述第二支撑构件从所述基部的所述周边沿第二方向延伸。
24.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述分界线等分所述面罩主体。
25.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述分界线横向延伸跨过所述面罩主体，其中所述第一部分包括所述面罩主体的上部部分并且所述第二部分包括所述面罩主体的下部部分。
26.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述分界线从所述面罩主体的周边的顶部周边区段竖直地延伸至底部周边区段，其中所述第一部分包括所述面罩主体的右侧部分并且所述第二部分包括所述面罩主体的左侧部分。
27.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述支撑构件包括透气支撑构件。
28.根据权利要求27所述的呼吸器，其中所述透气支撑构件包括网孔结构。
29.根据权利要求27所述的呼吸器，其中所述透气支撑构件包括网目。
30.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述支撑构件包括一个或多个空气通道，所述一个或多个空气通道适于引导在所述支撑构件上进入的空气穿过所述面罩主体。
31.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述支撑构件枢转地附接到所述基部。
32.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述支撑构件的一部分设置在所述面罩主体和与所述面罩主体的周边连接的突片之间。
33.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述束具连接到所述支撑构件。
34.根据权利要求21至22中任一项所述的呼吸器，其中所述面罩主体还包括内覆盖纤维网、外覆盖纤维网以及设置在所述内覆盖纤维网和所述外覆盖纤维网之间的过滤介质。
35.根据权利要求34所述的呼吸器，其中所述支撑构件设置在所述面罩主体的所述过滤介质与所述内覆盖纤维网之间。
36.根据权利要求34所述的呼吸器，其中所述支撑构件设置在所述面罩主体的所述过滤介质与所述外覆盖纤维网之间。
37.一种制备过滤面罩呼吸器的方法，包括：
形成面罩主体，所述面罩主体包括结构图案，所述结构图案包括表现为桁架式几何结构的焊接图案；
在所述面罩主体中形成将所述面罩主体分成第一部分和第二部分的面罩主体折叠线，其中所述第一部分和所述第二部分适于围绕所述面罩主体折叠线旋转；以及
将呼气阀连接到所述面罩主体折叠线上的所述面罩主体的中心区域，使得连接到所述呼气阀的基部并从所述基部的周边延伸的支撑元件与所述面罩主体接触，其中所述支撑元件完全包围所述呼气阀的所述基部的整个周边并纵向延伸跨过所述面罩主体折叠线，
其中所述结构图案设置在所述面罩主体的中央面板中，并且所述呼气阀位于所述结构图案内，其中所述桁架式几何结构包括较大的三角形，所述较大的三角形具有圆形拐角以及位于所述较大的三角形内的一对较小的三角形，并且所述一对较小的三角形中的每一个嵌套在所述较大的三角形内使得所述一对较小的三角形中的每一个的两条边也形成所述较大的三角形的局部边，并且其中所述结构图案关于所述面罩主体折叠线对称。
38.根据权利要求37所述的方法，还包括在将所述呼气阀连接到所述面罩主体的所述中心区域之前在所述面罩主体的所述中心区域中形成开口，其中连接所述呼气阀包括将所述呼气阀设置在所述开口之上，使得所述呼气阀覆盖所述开口。
39.根据权利要求38所述的方法，其中在形成所述面罩主体折叠线之前形成所述面罩主体的所述中心区域中的所述开口，其中所述面罩主体折叠线与所述开口相交。
40.根据权利要求37至38中任一项所述的方法，其中形成所述面罩主体折叠线包括折叠所述面罩主体。
41.根据权利要求40所述的方法，还包括在将所述呼气阀连接到所述主体折叠线上的所述面罩主体的所述中心区域之前展开所述面罩主体。
42.根据权利要求37至38中任一项所述的方法，还包括将束具附接到所述面罩主体。
43.根据权利要求42所述的方法，其中将所述束具附接到所述面罩主体包括将所述束具附接到所述支撑元件。
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