CN110101148B - 具有鼻部缓冲构件的过滤式面罩呼吸器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过滤式面罩呼吸器(10)，其包括带具(14)和具有多层过滤结构(16)的面罩主体(12)。该呼吸器包括紧邻面罩主体(12)的鼻部区域定位的缓冲构件(64)，该缓冲构件(64)通过过滤结构(16)的层包封。缓冲构件(64)是可压缩材料并且可为弹性的。缓冲构件(64)可被定位成与鼻夹(56)直接相对。

Description

具有鼻部缓冲构件的过滤式面罩呼吸器

本申请是基于申请人3M创新有限公司的申请日为2014年8月14日、国家申请号为CN2014800467229(国际申请号为PCT/US2014/051081)、发明名称为“具有鼻部缓冲构件的过滤式面罩呼吸器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种过滤式面罩呼吸器，该呼吸器包括紧邻呼吸器的鼻部区域的缓冲构件，该缓冲构件被定位在过滤结构内。

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之上：(1)防止杂质或污染物进入佩戴者的呼吸系统；和(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形构型。模制的呼吸器在使用和储存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)。

如下所述，本发明提供了一种贴合性改善的、舒适的呼吸器。

发明内容

本发明提供了一种过滤式面罩呼吸器，其包括面罩主体和紧邻面罩主体的鼻部区域的缓冲构件。面罩主体包括过滤结构，该过滤结构包含被夹在外覆盖纤维网和内覆盖纤维网之间的一个或多个过滤介质层。缓冲构件被定位在外覆盖纤维网和内覆盖纤维网之间。在一些实施例中，鼻夹也紧邻鼻部区域存在于面罩主体中，其中鼻夹被定位在外覆盖纤维网和内覆盖纤维网之间。在这些实施例中，缓冲构件被定位在鼻夹和内覆盖纤维网之间，有时在鼻夹和缓冲构件之间具有中间层诸如过滤介质层。

通过具有这种缓冲构件，增强了呼吸器对佩戴者面部的舒适度和密封性。当缓冲构件被定位在鼻夹和佩戴者面部之间时，缓冲构件降低了鼻夹对佩戴者鼻部和/或上颧骨的压力。通过将缓冲构件保持在过滤结构的各层内或其间，消除了对可放出气味和/或VOC的粘合剂的需要。另外，一些佩戴者可能对某些粘合剂具有过敏症。此外，因为一些佩戴者可能对某些泡沫材料具有过敏症，所以将缓冲构件保持在过滤结构的各层内或其间使得缓冲构件的表面不暴露。

术语表

下文所示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，是通常与“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)；

“横跨尺寸”为当从正面观察呼吸器时，跨呼吸器从一侧到另一侧侧向延伸的尺寸；

“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；

“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”意指过滤空气的一般透气构造；

“向内折叠”意指朝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”意指面罩主体与人面部之间的空间；

“内部表面”意指在面罩主体位于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”意指透气结构，该透气结构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”意指人佩戴的空气过滤装置，用以向佩戴者提供清洁的呼吸空气；

“紧密的贴合性”或“紧密地贴合”意指(在面罩主体和佩戴者的面部之间)提供基本上气密的(或大体上不漏的)贴合；并且

“横向延伸”意指大体上在横跨尺寸上延伸。

附图说明

图1为平折过滤式面罩呼吸器10被佩戴在人面部上时的前透视图；

图2为图1的呼吸器10的面罩主体12的前视图；

图3a为面罩主体12的后视图，面罩主体12具有缓冲构件64；

图3b为面罩主体12的后视图，该图示出了缓冲构件64的另选实施例；

图4为适用于图2的面罩主体12的过滤结构16的剖视图；

图5a为沿图2的线5-5截取的过滤结构16、鼻夹56和缓冲构件64的第一实施例的剖视图；

图5b为沿图2的线5-5截取的过滤结构16、鼻夹56和缓冲构件64的第二实施例的剖视图；

图5c为沿图2的线5-5截取的过滤结构16、鼻夹56和缓冲构件64的第三实施例的剖视图；

图6a为过滤结构16、鼻夹56和缓冲构件64的第四实施例的替代性剖视图；

图6b为类似于图5c的视图的过滤结构16、鼻夹56和缓冲构件64的第五实施例的另一个替代性剖视图；并且

图7为用于形成具有鼻夹56和缓冲构件64的平折过滤式面罩呼吸器10的示意性过程。

具体实施方式

在实践本发明的过程中，提供具有缓冲构件的过滤式面罩呼吸器，当面罩被戴在佩戴者面部上时，该缓冲构件是在该呼吸器的紧邻佩戴者的鼻部和任选地上颧骨的区域处。缓冲构件增强了呼吸器对佩戴者面部的舒适度和密封性。

在以下的说明中，参考了形成本文一部分的附图，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情况下可设想并实施其它实施例。因此，以下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示出了过滤式面罩呼吸器10的实例，该呼吸器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。为简单起见，图2、图3a和图3b示出了没有带具14的面罩主体12。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，使得佩戴者呼吸清洁的空气。过滤结构16可呈现多种不同形状和构型，并且通常被调节成使得其适当地贴合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还包括具有在顶部部分18处的上区段24a和在底部部分20处的下区段24b的周边24。

带具14(图1)具有通过钉29固定到面罩主体12的顶部部分18、相邻于周边上区段24a的第一上带26。带具14还具有在该实施例中通过钉29固定到凸缘30a的第二下带27。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、编织或针织的纱和/或橡胶组合、非弹性编织部件等等。带26、27优选地可伸长到大于其总长度的两倍且可恢复其松弛状态。带26、27的长度也可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。

图2示出了具有第一凸缘30a和第二凸缘30b的面罩主体12，第一凸缘30a和第二凸缘30b位于面罩主体12的相反的侧上。第二带27的端部被钉到每个凸缘30a、30b。凸缘30a和30b朝与其接触的过滤结构16向内折叠。关于呼吸器10和面罩主体12的凸缘30a和30b以及其它特征部的其它细节可见于在2012年12月27日提交的标题为“Filtering Face-PieceRespirator 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。

鼻夹56(图2)相邻于周边区段24a设置在面罩主体的顶部部分18上，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周围的适当贴合。鼻夹56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56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。

鼻部缓冲构件64(图3a、图3b)也设置在面罩主体12的顶部部分18上，缓冲构件64比鼻夹56更靠近由面罩主体限定的内部表面或内部气体空间。即，缓冲构件64被定位在鼻夹56和面罩主体12的内部表面以及佩戴者面部之间。

缓冲构件64被成型并设定尺寸以在佩戴面罩时增强鼻夹56的舒适度。优选地，缓冲构件64至少与鼻夹56一样长和一样宽，从而与鼻夹56的整个区域重叠，然而在一些实施例中，取决于缓冲构件64的厚度，缓冲构件64可比鼻夹56更短和/或更窄。在图3a中，缓冲构件64具有基本上与鼻夹56(在图3a中未示出)相同的长度，其中在图3b中，缓冲构件64比鼻夹56(在图3b中未示出)更长并且延伸上周边区段24a的整个长度。

缓冲构件64存在于过滤结构16的各层内，使得过滤结构16的至少一部分被定位在缓冲构件64和面罩主体的内部表面之间。

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采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。

图4示出了具有多个层诸如内覆盖纤维网58、外覆盖纤维网60和过滤层62的示例性过滤结构16；当面罩在佩戴者面部上时，内覆盖纤维网58最靠近佩戴者的面部并且最靠近面罩主体12的内部气体空间。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)。

可使用内覆盖纤维网58，以提供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60，以收集面罩主体中的松散纤维或获得美观效果。覆盖纤维网58、60均保护过滤层62。覆盖纤维网58、60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60可充当过滤层62的预过滤器。为了获得适当程度的舒适性，内覆盖纤维网58优选地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60的那些纤维更细的纤维形成。可将覆盖纤维网58、60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纤度(典型小于2纤度，并且更典型小于1纤度)但大于0.1。在覆盖纤维网58、60中使用的纤维的平均纤维直径通常为约5至24微米，典型约7至18微米，并且更典型约8至12微米。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58、60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58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，并且还包括聚丙烯和聚乙烯的共混物)。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。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58、60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62进行挑选以实现期望的过滤效果。一般来讲，过滤层62将从穿过其的气流中移除高百分比的颗粒和/或其它污染物。对于纤维过滤层，所选的纤维取决于将要被过滤的物质种类。

过滤层62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。过滤层还可以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。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。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4中被示出具有一个过滤层62和两个覆盖纤维网58、60，但是过滤结构16可包括多个过滤层62或过滤层62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。还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。

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60、62和58。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58、62和60。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。通过快速去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。

图5a、图5b和图5c示出了鼻夹56和缓冲构件64在过滤结构16内放置的另选实施例。在所有实施例中，缓冲构件64均定位在鼻夹56和内覆盖纤维网58之间，或者换句话讲，内覆盖纤维网58存在于缓冲构件64和鼻夹56之间。

在图5a中，缓冲构件64被定位在鼻夹56和过滤层62之间，其中在构件64和鼻夹56之间没有中间层。在图5b中，过滤层62被定位在缓冲构件64和鼻夹56之间。在这两个实施例中，内覆盖纤维网58和外覆盖纤维网60围绕、包封或以其它方式存在于缓冲构件64和鼻夹56的两侧上。在图5c中，内覆盖纤维网58已被包覆或折叠在构造的周围，从而在鼻夹56和构造的外表面之间提供了内覆盖纤维网58’的第二层。在该实施例中，鼻夹56存在于内覆盖纤维网58’和外覆盖纤维网60之间。

图6a和6b示出了其中多层过滤结构16被折叠以形成凹部66的构造，缓冲构件64被定位在凹部66中；应注意，过滤结构16和缓冲构件64可被拉延成它们的适当的相对标度。在这些构造中，纤维网58、60和过滤层62被折回在自身上以形成凹部66。另外，在这些示出的构造中，内覆盖纤维网58还被折回在折线上和折线周围以形成凹部68，鼻夹56被定位在凹部68中。在这些实施例中，过滤结构的至少一个层(即，纤维网58、60和过滤层62中的至少一个)存在于凹部66和凹部68之间；在一些实施例中，凹部66和凹部68可以是其中具有鼻夹56和缓冲构件64两者的单个凹部。

在图6a中，内覆盖纤维网58、外覆盖纤维网60和过滤层62全部被定位在鼻夹56和缓冲构件64之间，而在图6b中，外覆盖纤维网60和过滤层62被定位在鼻夹56和缓冲构件64之间。在另选实施例中，内覆盖纤维网58可以不覆盖鼻夹56，而是鼻夹56保持暴露在面罩主体的表面上，即在外覆盖纤维网60上。

如图5a、图5b、图5c、图6a、图6b以及其变形中的每一个中，通过将缓冲构件64保持在覆盖纤维网58、60内或其间，相较于附着到面罩主体的内表面(例如附着到内覆盖纤维网58)的常规泡沫，获得了多种益处。例如，通过将缓冲构件64固定地保持或包封在覆盖纤维网58、60内，消除了对可放出气味和/或VOC的粘合剂的需要。另外，一些佩戴者可能对某些粘合剂诸如丙烯酸酯具有过敏症。将缓冲构件64包封在覆盖纤维网58、60内的另一个益处是包封的缓冲构件64没有暴露的表面；一些佩戴者可能对某些泡沫材料诸如胶乳具有过敏症。此外，当暴露于UV光时，包封的缓冲构件64不会像泡沫那样掉色或碎裂。

缓冲构件64具有伸长的形状，并且可具有任何合适的横截面形状诸如正方形、矩形、圆形、椭圆形或其它长方形等。缓冲构件64可具有实心的横截面，或者可以是中空的诸如管。在一些实施例中，如图3a中缓冲构件64具有与鼻夹56相同的长度和宽度，而在其它实施例中，如图3b中缓冲构件64具有比鼻夹56更长的长度和/或更宽的宽度。在一些实施例中，如图3b中所示，缓冲构件64从面罩主体12的一侧延伸到另一侧(即，整个横向宽度)。此类连续的缓冲构件64可在佩戴者面部的整个上脸颊区上提供缓冲和/或改善的安置效果和/或密封性。

例如，如果鼻夹56具有约5mm的宽度和约8.5cm的长度，那么合适的缓冲构件64具有约5mm的直径和约9.5cm的长度，该缓冲构件64为任选地在其周围具有护套的弹性绳。又如，作为闭孔泡沫插入件的合适缓冲构件64具有约3mm的厚度、约6mm的宽度和约9cm的长度，其中厚度是缓冲构件在从鼻夹56到内覆盖纤维网的方向上的维度。另一个示例是类似地被设定尺寸和成型的缓冲构件64，但是该缓冲构件64由开孔泡沫形成。

缓冲构件64的厚度为至少1mm且不超过1cm。在一些实施例中，缓冲构件64的厚度在2mm至5mm的范围内。缓冲构件64的厚度为至少2mm且不超过20mm，通常不超过10mm。

缓冲构件64为可压缩材料，通常可从初始厚度或松弛厚度压缩到比初始厚度小至少10％或至少25％的厚度，通常比初始厚度小至少50％的厚度。在一些实施例中，缓冲构件64从其初始状态压缩到比初始厚度小至少75％的厚度。例如，具有1cm的松弛厚度的缓冲构件64当被压缩了75％时具有0.25cm或2.5mm的压缩厚度。在大多数实施例中，缓冲构件64压缩比初始厚度小不超过90％；例如，具有1cm的松弛厚度的缓冲构件64当被压缩了90％时具有1mm的压缩厚度。在从缓冲构件64移除任何压缩力之后，缓冲构件恢复到其初始厚度的至少50％或更多，优选至少70％。

用于缓冲构件64的合适材料的示例包括聚氨酯和丙烯酸胶乳。在一些实施例中，橡胶可以是用于缓冲构件64的合适材料。对于其中缓冲构件64是泡沫材料或发泡材料的实施例，材料可以是开孔泡沫或闭孔泡沫。在一些实施例中，发泡材料可以原位形成，例如在施用时膨胀的材料。缓冲构件64可以是复合材料。例如，绳状缓冲构件可具有由尼龙或其它护套环绕的泡沫芯材。用于缓冲构件64的合适材料的另一个示例是软弹性聚合物，诸如热塑性弹性体。此类材料也可原位形成，在结合到面罩主体之前立即形成(例如，挤出)。任何一个缓冲构件64均可包括加强特征结构诸如内部交叉撑条，以调整构件的压缩特性。

在一些实施例中，缓冲构件64在至少其纵向方向上具有弹性性质。合适的弹性范围包括大于松弛状态的5％至100％伸长率，以及25％至50％伸长率。

如上文所示，鼻夹56由半刚性、有延展性的材料诸如金属形成，并且被构造成贴靠面罩佩戴者的鼻部和上脸颊安置。缓冲构件64改善了呼吸器面罩的舒适度并且还改善了面罩贴靠佩戴者面部的密封性和紧密贴合性。

图7示出了用于形成具有鼻夹56和缓冲构件64(诸如图1、图2和图3a、图3b中所示的鼻夹和缓冲构件)的平折过滤式面罩呼吸器10的示例性方法。呼吸器10在两个操作(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)层合和固定非织造纤维网，(b)插入延伸长度的缓冲材料，(c)插入鼻夹，(d)形成褶绉折痕线，(e)沿压印的折痕线折叠褶绉，(f)密封横向面罩边缘，以及(g)切割最终形成物，这些阶段可以任何顺序或组合来完成。面罩修整操作可包括形成杯形结构和将凸缘连接到杯形结构、以及附接带具(例如，带或头带)。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，面罩主体可通过在纵向方向上连续的工艺来制备。另外，可作为连续工艺插入缓冲构件，无论缓冲构件是伸长构件(如图3b中)还是被切割成期望的尺寸(如图3a中)。

将三个单独的材料片，即内覆盖纤维网58、外覆盖纤维网60和过滤层62放置在一起并且以面对面的取向将其与延伸长度的缓冲绳材料合股在一起，该缓冲绳材料将形成缓冲构件64。将缓冲绳材料馈送在过滤层62和内覆盖纤维网58之间。然后，例如通过粘合剂、热焊接、或超声焊接将这些材料层合在一起以形成过滤结构16并且被切割成期望的尺寸，其中缓冲绳材料存在于层58、60、62中的两个之间。在另选实施例中，将缓冲材料施用在层合纤维网的表面上(例如，在内覆盖纤维网58的表面上)，并且将层合的过滤结构16折叠以形成围绕缓冲材料的凹部。

鼻夹56被附接到设定尺寸的层合过滤结构16，在一些实施例中被附接在外覆盖纤维网60上，在其它实施例中被附接在形成于外覆盖纤维网60和过滤层62之间的凹部中，并且在另外其他实施例中被附接在形成于外覆盖纤维网60和内覆盖纤维网58之间的凹部中，内覆盖纤维网58已被折叠。然后，将所得的具有缓冲构件64和鼻夹56的层合体折叠和/或打褶，并且制备各个密封点和结合点，包括分界线22。然后将折叠的层合材料进一步折叠并且制备另外的密封点，以在扁平状面罩主体上形成各个特征结构诸如凸缘30a、30b。

添加带26、27并且扁平状面罩可被展开成杯形，从而得到具有将顶部部分18与底部部分20分开的分界线22并且具有沿上周边区段24a延伸的缓冲构件64的过滤式面罩呼吸器10。

在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和更改。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形式所示限制的约束。

例如，本发明的缓冲构件可结合到“扁平状”面罩诸如医疗界中通常使用的那些面罩中。又如，本发明的缓冲构件可被定位在除了紧邻鼻部件之外的区域中。例如，在一些实施例中，可能期望将缓冲构件定位成紧邻面罩的下颚区域处，例如在下周边区段24b处。

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 (12)

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；

面罩主体，所述面罩主体包括内部表面且还包括过滤结构，所述过滤结构包括外覆盖纤维网、过滤层和限定所述内部表面的至少一部分的内覆盖纤维网，其中通过折叠所述过滤结构来形成至少一个凹部；

鼻夹；和

缓冲构件，所述缓冲构件定位在所述过滤结构的所述凹部内，使得所述内覆盖纤维网、所述外覆盖纤维网和所述过滤层定位在所述鼻夹和所述缓冲构件之间，并且进一步地其中所述缓冲构件具有在松弛状态下至少1mm的厚度。

2.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述面罩主体具有外部表面，并且所述鼻夹被定位在所述外部表面上。

3.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述鼻夹存在于所述凹部内。

4.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包括由所述过滤结构形成的第二凹部，其中所述鼻夹存在于所述第二凹部内。

5.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述缓冲构件包括泡沫。

6.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述缓冲构件包括在其周围具有护套的泡沫。

7.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述缓冲构件具有至少2mm的厚度。

8.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述缓冲构件具有在压缩状态下的厚度，在压缩状态下的厚度小于在松弛状态下的厚度的90％。

9.根据权利要求8所述的过滤式面罩呼吸器，其中在压缩状态下的厚度为在松弛状态下的厚度的至少50％或更小。

10.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述面罩主体具有第一侧和相反的第二侧，并且所述缓冲构件从所述第一侧延伸到所述第二侧。

11.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述缓冲构件是弹性的。

12.根据权利要求1所述的过滤式面罩呼吸器，其中所述过滤层包括多个过滤层。

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