JP2013542834A - 濾過構造体に射出成形された支持構造体を有する濾過フェイスピースレスピレータ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
以下に記載する用語は、次に定義する意味を有する。
「結合」及びその変形は、共に接合されることを意味する。
「中央で離間された」とは、正面から見たときに、マスク本体を垂直に二分する線又は平面に沿って互いに分離されていることを意味する。
「化学結合」、「化学的接着」、「化学的に接着された」、及び「化学的に結合された」は、原子と分子との間の引力相互作用に関与する接着の物理的過程を言及し、共有結合及びイオン結合(並びに水素結合及びファンデルワールス結合)を含み、結合される表面の前処理を必要としないように、結合される表面で利用可能な官能基、及びそれらと表面に接合されるように選択された材料との反応度にしばしば左右され得る。
「清浄な空気」とは、汚染物質を取り除くために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。
「含む(又は、含んでいる)」とは、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、他のオープンエンド型の用語「包含する」、「有する」、及び「含有する」などとほぼ同義であるオープンエンド型の用語である。
「汚染物質」とは、粒子(粉塵、ミスト、及び煙気を含む)、及び/又は、一般的には粒子と見なされないことがあるが(例えば、有機蒸気等)、呼気流中の空気を含む、空気中に懸濁されていることがある他の物質を意味する。
「横断方向の寸法」は、レスピレータを正面から見たとき、レスピレータを左右に横切って横方向に伸長する寸法である。
「異なる材料」は、異なる物理的性質を有する材料を指す。
「外部気体空間」とは、吐き出された気体がマスク本体及び/又は呼気弁を通過した後に入る周囲大気中の気体空間を意味する。
「濾過フェイスピース」とは、マスク本体自体が、そこを通過する空気を濾過するように設計されることを意味する。この目的を達成するために、マスク本体に取り付けられた又は成形された別個に識別できるフィルタカートリッジ又はインサート成形されたフィルタ要素は存在しない。
「フィルタ」又は「濾過層」とは、透気性材料の1つ以上の層を意味し、その層(単数又は複数)は、通過する空気流から汚染物質(粒子など)を除去することを主な目的として適合される。
「濾過構造体」とは、主に空気を濾過するために設計される構造体を意味する。
「第1の側」とは、レスピレータを垂直に二分する平面から横方向に離れており、レスピレータが着用されるときに着用者の頬及び/又は顎の区域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「ハーネス」とは、マスク本体を着用者の顔面上で支持する助けとなる構造体又は部品の組み合わせを意味する。
「射出成形」とは、液体プラスチックを金型キャビティに押し込んで冷却させて、固体部品を製造することを意味する。
「一体化」とは、同様の材料で同時に製造されることを意味する。
「内部気体空間」とは、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
「相互透過(interpenetration)」は、液体物質が個体物質の空隙又は空間に透過し、次に固体化する過程を指す。
「分界線」とは、折り目、継ぎ目、溶接線、結合線、縫い目線、及び/又はそれらの任意の組み合わせ(単数又は複数)を意味する。
「マスク本体」とは、人の鼻及び口を覆って装着されるよう設計され、かつ外部気体空間から分離された内部気体空間を画定するのを助ける透気性構造体を意味する。
「部材」とは、支持フレーム構造体に関係して用いられるとき、支持フレーム構造体の全体的な構造及び形態に有意に寄与するような大きさの、個別かつ容易に識別可能な固体部品を意味する。
「外周」とは、レスピレータが人によって着用されるとき、外側部分が着用者の顔面に概ね近位に配置されるマスク本体の外側周辺部分を意味する。
「ポリマー」及び「プラスチック」とはそれぞれ、1つ又はそれ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分を含有してもよい材料を意味する。
「複数」とは、2つ以上を意味する。
「レスピレータ」とは、人によって着用され、着用者に呼吸するための清浄な空気を提供する空気濾過装置を意味する。
「第2の側」とは、マスクを垂直に二分する平面線から離れており(第2の側は第1の側の反対側に位置する)、かつレスピレータを装着したときに着用者の頬及び/又は顎の領域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「離間された」とは、物理的に分離されたか、又はその間に測定可能な距離を有することを意味する。
「支持フレーム構造体」とは、マスク本体が意図された三次元の形状を保つように、それ自体が十分な構造健全性を有するように設計される構造を意味する。
「横方向に伸長する」とは、概ね横方向次元で伸長することを意味する。
図5に示すレスピレータの濾過構造体のプリフォームは、米国特許出願第2009/0078261号(Martinら)で説明される方法と同様のやり方で調整されてもよい。成形前のレスピレータの濾過要素又は構造体は、1平方メートル当たり50グラム(gsm)の白色不織布スパンボンドの外層と22gsmの白色不織布スパンボンド材料の内層との間の、幅254ミリメートル(mm)の標準3M 8511 N95レスピレータエレクトレットの2つの層から形成された、トリミングされていないプリフォームである。スパンボンドカバーウェブの双方の層は、ポリプロピレンで作られており、Fiberweb Washougal Inc.(3720 Grant Street,Washougal,WA 98671)から供給された。
レスピレータの支持構造体の試料を、標準射出成形プロセスを使用して濾過構造体の上に射出成形した。図1に示す支持構造体と類似する幾何学形状を有した、単一キャビティの雄型半片及び雌型半片を形成した。金型の形態は、濾過構造体を金型の雄型部分に被せて置き、成形前に適所に保つことを可能にした。金型設計は、金型の雄型部分と雌型部分との間に隙間を更に含み、濾過構造体の厚さを補う。
2.50% Monoprene 1249D及び50% Monoprene 1337A、Teknor Apex(Pawtucket,Rhode Island)製、
3.50% Elastocon 2825及び50% Elastocon 2810、Elastocon TPE Technologies(Rochester,IL)製、
4.100% Polypropylene 7823、Total Petrochemicals,USA,Inc.(Houston,TX)製。
Claims (20)
- 濾過フェイスピースレスピレータであって、
a)ハーネスと、
b)マスク本体であって、
(i)濾過構造体と、
(ii)前記濾過構造体が結合されるように、前記濾過構造体の上に射出成形された支持フレーム構造体と、を含む、マスク本体と、を備える、濾過フェイスピースレスピレータ。 - 前記射出成形された支持フレーム構造体及び前記濾過構造体は、機械的な相互浸透及び化学的接着のうちの少なくとも1つによって結合される、請求項1に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記射出成形された支持フレーム構造体は、前記フレーム構造体が前記濾過構造体に結合される、対向する第2の主表面から見えるように、前記濾過構造体の第1の主表面に浸透しない、請求項1に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記射出成形された支持フレーム構造体と前記濾過構造体との間の境界面で連続的な結合が存在する、請求項3に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記濾過構造体は、前記支持フレーム構造体が射出成形されることによって前記連続的な結合にて圧縮される、請求項4に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記支持フレーム構造体は、2〜12平方ミリメートルの横断面積を有する部材を含む骨格の形態を有する、請求項1に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記機械的な相互浸透の深さは、少なくとも部分的に前記濾過構造体の厚さの部分の全体にわたる、請求項2に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記濾過構造体は、第1のカバー層及び第2のカバー層と、前記第1のカバー層と前記第2のカバー層との間に配置された少なくとも1つの濾過層とを含み、前記少なくとも1つの濾過層は、前記射出成形された支持フレーム構造体によって機械的に相互浸透されている、請求項2に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記第1のカバー層及び前記第2のカバー層のうちの少なくとも1つは、前記射出成形された支持フレーム構造体の対応する部分と化学的に結合されている、請求項8に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記支持フレーム構造体は、外周部分と、前記支持構造体の支持部分を画定する概ね横方向に伸長する1つ以上の部材とを含む、請求項1に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 前記濾過構造体は、少なくとも1つのカバーウェブが外側カバーウェブである1つ以上のカバーウェブと、1つ以上の濾過層とを含み、前記マスク本体は、前記外側カバーウェブに結合され、かつ前記濾過層の少なくとも1つに結合される少なくとも1つの横方向に伸長する部材を含む、請求項1に記載の濾過フェイスピースレスピレータ。
- 濾過フェイスピースレスピレータの製造方法であって、
(a)濾過構造体を提供する工程と、
(b)前記濾過構造体に結合されるように、支持フレーム構造体を前記濾過構造体の上に射出成形する工程と、を含む、方法。 - 前記射出成形工程は、前記支持フレーム構造体と前記濾過構造体との間の境界面で連続的に結合した継ぎ目を形成する、請求項12に記載の方法。
- 前記支持フレーム構造体を前記濾過構造体に射出成形する前記工程は、機械的な相互浸透及び化学的接着のうちの少なくとも1つによる結合を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記濾過構造体は複数の層を含む濾材を含み、前記支持構造体は前記層の少なくとも1つに結合される、請求項12に記載の方法。
- 前記支持フレーム構造体の前記射出成形工程は、前記濾材のすべての層を通って概ね浸透しないように実行される、請求項12に記載の方法。
- 濾過フェイスピースレスピレータの製造方法であって、
外側カバーウェブ及び濾過層を含む濾過構造体の上に、少なくとも部分的に前記マスク本体を横切って伸長する少なくとも1つの部材を含む支持フレーム構造体を射出成形する工程を含み、前記射出成形工程は、前記部材を前記外側カバーウェブに結合させ、かつ前記濾過層の少なくとも一部分に結合させる、方法。 - 前記部材は、前記濾過構造体に連続的に結合される横方向に伸長する部材である、請求項17に記載の方法。
- 金型クランプ力は、少なくとも50トン(498kN)の圧力で実行される、請求項17に記載の方法。
- 濾過フェイスピースレスピレータであって、
a)1つ以上のストラップを含むハーネスと、
b)前記ハーネスが接合されるマスク本体であって、
(i)帯電した不織布繊維材料の1つ以上の層と、高分子繊維をぞれぞれ含む1つ以上のカバーウェブとを含む濾過構造体と、
(ii)プラスチックの支持フレーム構造体であって、前記マスク本体を横切って伸長する少なくとも1つの部材を含み、前記支持構造体部材の前記プラスチックを少なくとも前記カバーウェブに浸透させ、かつ少なくとも前記1つの濾過層に浸透させることによって、前記少なくとも1つの部材が前記濾過構造体に結合されるように、前記濾過構造体の上に射出成形された、プラスチックの支持フレーム構造体と、を含む、マスク本体と、を備える、濾過フェイスピースレスピレータ。
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