JP2016507667A - プリーツ内に隠された溶着表示部を有するフィルタ式フェースピースレスピレータ - Google Patents

Abstract

ハーネス（１４）と、プリーツ（２１）を有するマスク本体（１２）とを備える、フィルタ式フェースピースレスピレータ（１０）。マスク本体（１２）は、プリーツ（２１）が折り畳まれている場合に、少なくとも部分的に不可視の場所でプリーツ（２１）内部に位置する、表示部（１９）を有する。表示部（１９）は、溶着パターンから作製され、プリーツ（２１）が展開されている場合に、完全に可視である。完全に可視の表示部（１９）は、着用者に対して、マスク本体がその適切な展開状態にあるという表示を提供する。表示部（１９）はまた、耐圧潰性を改善するために、プリーツを垂直に横断して延在する溶着線も含む。【選択図】図２ｂ

Description

本発明は、濾過構造体のプリーツ内に隠された溶着表示部を有する、フィルタ式フェースピースレスピレータに関する。この溶着表示部は、プリーツが、その使用時構成へと開かれる場合に、可視となる。

レスピレータは、一般に、（１）不純物又は汚染物質が、着用者の呼吸器系に入ることを防ぐため、並びに（２）他の人又は他の物が、着用者によって吐き出された病原体及び他の汚染物質に曝されることから守るための、２つの一般的目的のうちの少なくとも一方のために、人の呼吸経路を覆って着用されるものである。第１の状況では、レスピレータは、着用者に対して有害な粒子を空気が含む環境内で、例えば、自動車車体修理工場内で着用される第２の状況では、レスピレータは、他の人又は他の物に対する汚染のリスクが存在する環境内で、例えば、手術室又はクリーンルーム内で着用される。

これらの目的のいずれか（又は、双方）を満たすために、様々なレスピレータが設計されている。一部のレスピレータは、マスク本体自体が濾過機構として機能するため、「フィルタ式フェースピース」であるとして分類されている。取り付け可能なフィルタカートリッジ（例えば、米国再発行特許第３９，４９３号（Ｙｕｓｃｈａｋら）を参照）又はインサート成型フィルタ要素（例えば、米国特許第４，７９０，３０６号（Ｂｒａｕｎ）を参照）と共に、ゴム若しくはエラストマーのマスク本体を使用する、レスピレータとは異なり、フィルタ式フェースピースレスピレータは、フィルタカートリッジを装着又は交換する必要がないように、マスク本体全体の大部分を濾材で覆うように設計される。これらのフィルタ式フェースピースレスピレータは、一般に、２つの構成、すなわち、成型レスピレータ及び平坦折り畳み式レスピレータの構成うちの一方で提供される。

成型フィルタ式フェースピースレスピレータは、通常、マスク本体にそのカップ状構成を与えるために、熱結合繊維の不織布ウェブ、又は透かし編目のプラスチックメッシュを備えている。成型レスピレータは、使用中及び収納時の双方で、同じ形状を維持する傾向がある。それゆえ、これらのレスピレータは、収納及び輸送のために、平坦に折り畳むことはできない。成型フィルタ式フェースピースレスピレータを開示する特許の例としては、米国特許第７，１３１，４４２号（Ｋｒｏｎｚｅｒら）、同第６，９２３，１８２号、同第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第４，８０７，６１９号（Ｄｙｒｕｄら）、及び同第４，５３６，４４０号（Ｂｅｒｇ）が挙げられる。

平坦折り畳み式レスピレータは、その名が示すように、輸送及び収納のために、平坦に折り畳むことができる。それらのレスピレータはまた、使用するために、カップ状構成へと開くこともできる。平坦折り畳み式レスピレータの例は、米国特許第６，５６８，３９２号及び同第６，４８４，７２２号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）、並びに同第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎ）に示されている。

平坦折り畳み式レスピレータは、輸送及び収納のために、それらを平坦に折り畳むことができるという点で便利であるが、これらのレスピレータを使用する人は、マスク本体が、その使用時構成へと適切に開かれることを確実にするように、注意しなければならない。マスク本体が、そのように適切に開かれる場合、例えば、一部のプリーツが閉じたまま維持される場合には、レスピレータは、その利用可能な表面積を、濾過のために十分に活用することができない。そのような状況は、圧力低下の増大、又は製品サービス寿命の低下を引き起こす可能性がある。そのマスク本体はまた、着用者の顔面から完全には離間配置されないことにより、着用者の顔面にレスピレータを接触させ、快適性の問題を引き起こす恐れもある。

本発明は、ハーネスと、１つ以上のプリーツを含む濾過構造体を有するマスク本体とを備える、フィルタ式フェースピースレスピレータを提供する。マスク本体は、プリーツが折り畳まれている場合に、少なくとも部分的に不可視の場所でプリーツ内部に位置する、表示部を有する。この表示部は、溶着パターンから作製され、プリーツが展開されている場合に、完全に可視である。

本発明は、この完全に可視の表示部が、着用者に対して、マスク本体がその適切な展開状態にあるという表示を提供するという点で有益である。表示部が隠されているか、又は不可視である場合、着用者は、マスク本体が、その適切な使用のための開かれた構成にはないことを、実際に知らされる。次いで、着用者は、マスク本体の全表面積を、濾過のために利用可能とすることができるように、マスク本体を調節して、プリーツを完全に開かせることができる。この表示部はまた、プリーツ状の濾過構造体内に溶着されるため、拡張された後に、プリーツをその開かれた構成に保つ助けにもなる。この溶着パターンは、プリーツを開いたままに保つ助けとなる、プリーツを横断する梁式の作用を提供することができる。

用語

下記の用語は、以下に定義されるような意味を有するものとする。

「備える（又は、備えている）」は、特許専門用語で標準であるような、その定義を意味し、「含む」、「有する」、又は「含有する」と概ね同義であるオープンエンド型の用語である。「備える」、「含む」、「有する」、及び「含有する」、並びにこれらの変形は、一般的に使用されるオープンエンド型の用語であるが、本発明はまた、「本質的に〜からなる」などの、より狭義の用語を使用して好適に説明することもでき、この用語は、本発明のレスピレータがその意図される機能を果たす際の性能に対して悪影響を及ぼすであろう物事又は要素のみを除外するという点で、オープンエンド型の用語に準ずる用語である。

「清浄な空気」とは、汚染物質を除去するために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。

「汚染物質」とは、（粉塵、ミスト、及びフュームを含む）粒子、及び／又は、一般には粒子と見なし得ないが（例えば、有機蒸気など）、空気中に浮遊し得る他の物質を意味する。

「横断方向寸法」とは、レスピレータを正面から見た場合に、レスピレータを左右に横切って、横方向に延びる寸法である。

「カップ状構成」とは、人の鼻及び口を適切に覆うことが可能な、任意の容器型の形状を意味する。

「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、それらを越えた後に入る、周囲大気中の気体空間を意味する。

「フィルタ式フェースピース」とは、マスク本体自体が、マスク本体を通過する空気を濾過するように設計され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられるか若しくはマスク本体内に成型された、別個の識別可能なフィルタカートリッジ又はインサート成型フィルタ要素が存在しないことを意味する。

「フィルタ」又は「濾過層」とは、通気性材料の１つ以上の層を意味し、これらの層は、その層を通過する空気流から、（粒子などの）汚染物質を除去する主目的に関して適応される。

「濾材」とは、通気性の構造体を意味し、その構造体を通過する空気から汚染物質を除去するように設計されたものである。

「濾過構造体」とは、空気を濾過する、概ね通気性の構成体を意味する。

「第１側部」とは、マスク本体を横断方向寸法に対して垂直に二分する平面の一方の側に位置する、マスク本体の区域を意味する。

「フランジ」とは、突出部を意味し、そのフランジが突出する本体に対して、構造的一体性又は強度を付与するものである。

「内向きに折り畳まれる」とは、それが延出する部分に向けて、曲げ戻されることを意味する。

「正面向きに」とは、マスク本体周辺部から離れる方向に延出することを意味する。

「ハーネス」とは、着用者の顔面上にマスク本体を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。

「隠された」とは、不可視であるか、又は部分的にのみ可視であることを意味する。

「一体的」とは、同時に一体に製造されること、すなわち、１つの部分として一体に作製されることであって、後に一体に接合される別個に製造された２つの部分ではないことを意味する。

「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。

「前縁部」とは、非取り付け縁部を意味する。

「境界線」とは、折り目、継ぎ目、溶着線、結合線、ステッチ線、ヒンジ線、及び／又はこれらの任意の組み合わせを意味する。

「主要部分」とは、マスク本体のカップ状部分を意味する。

「マスク本体」とは、人の鼻及び口を覆って適合するように設計され、外部気体空間から隔てられた内部気体空間を画定するために役立つ、通気性の構造体（その構造体の層及び部品を一体に接合する継ぎ目及び結合部を含む）を意味する。

「整合する」とは、同様の経路を実質的に辿ることを意味する。

「ノーズクリップ」とは、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を改善するように、マスク本体上での使用に関して適応される（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。

「周辺部」とは、マスク本体の外縁部を意味し、この外縁部は、レスピレータが人によって身に着けられている場合、一般に着用者の顔面の近位に配置される。

「プリーツ」とは、それ自体の上に折り返されるように設計されるか、又は折り返されている部分を意味する。

「ポリマー」及び「プラスチック」とは、それぞれ、主として１種以上のポリマーを含み、他の成分も同様に含有し得る材料を意味する。

「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ることにより、その着用者に、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側部」とは、マスク本体を横断方向寸法に対して垂直に二分する平面の一方の側に位置する、マスク本体の区域を意味する（第２側部は、第１側部に対向する）。

「密着適合」又は「密着して適合する」とは、本質的に気密な（又は、実質的に漏れのない）適合が、（マスク本体と着用者の顔面との間に）もたらされることを意味する。

「タブ」とは、別の構成要素の取り付けのための、十分な表面積を呈する部分を意味する。

「横方向に延びる」とは、概ね横断方向寸法に延びることを意味する。

人の顔面上に着用されている、本発明による平坦折り畳み式フィルタ式フェースピースレスピレータ１０の正面斜視図である。 折り畳まれた状態での上側プリーツ１９を示す、図１のレスピレータ１０の上面図である。 開かれた構成の上側プリーツ１９を示す、図１に示すレスピレータ１０の上面図である。 図２ａの線３−３に沿った、マスク本体１２の断面図である。 図３の線４−４に沿った、濾過構造体１６の断面図である。 本発明に関連して使用することが可能な、マスク本体１２の正面図である。

本発明の実施では、表示部が、溶着パターンから作製され、プリーツが展開された場合に完全に可視となる、フィルタ式フェースピースレスピレータが提供される。完全に可視のプリーツは、着用者に対して、マスク本体が、着用者の鼻及び口を覆う、その使用のための適切な展開状態にあるという表示を提供する。この溶着表示部は、使用中に、プリーツ状マスク本体を、その拡張された形状に保つために役立つ点で、更に有益である。

図１は、着用者が呼吸する清浄な空気を提供するための、本発明に関連して使用することが可能なフィルタ式フェースピースレスピレータ１０の実施例を示す。フィルタ式フェースピースレスピレータ１０は、マスク本体１２及びハーネス１４を含む。マスク本体１２は、吸入された空気が、着用者の呼吸器系に入る前に通過しなければならない、濾過構造体１６を有する。濾過構造体１６は、着用者が清浄な空気を呼吸するように、周囲環境から汚染物質を除去する。マスク本体１２は、上部１８及び底部２０を含む。溶着表示部パターン１９（この実例では、大文字「Ａ」を含む）は、マスク本体が使用時構成で開かれている場合に、上部１８上に見える。表示部１９は、プリーツ２１（図２ａ及び図２ｂ）が展開される場合に、可視となる。上部１８及び底部２０は、境界線２２によって隔てられる。この特定の実施形態では、境界線２２は、マスク本体の中心部分を左右に横断して横方向に延びる、折り目又はプリーツである。マスク本体１２はまた、上側セグメント２４ａ及び下側セグメント２４ｂを含む、周辺部２４も含む。ハーネス１４は、第１フランジ３０ａに固定される、第１ストラップ２６及び第２ストラップ２７も有する。ハーネスのストラップ２６、２７は、レスピレータが身に着けられているときに、第１ストラップ２６が、着用者の耳の上方の経路を辿る第１セグメントを有し、第２ストラップ２７が、着用者の耳の下方の経路を辿る第２セグメントを有するような、離間配置された関係性で第１フランジ３０ａに固定された、第１端部２９ａ及び第２端部２９ｂをそれぞれ有する。ストラップ２６、２７は、レスピレータが身に着けられているときに、それぞれ引張状態に配置され、そのような張力、特にストラップ２７上の張力が、レスピレータの使用中に、フラップ３０ａを、マスク本体１２の主要部分２８と接触するように下向きに折り畳ませる。

図２ａは、プリーツ２１が折り畳まれることにより、視界から表示部１９（図１、２ｂ）が隠されている状態の、マスク本体１２を示す。第２フランジ３０ｂが、マスク本体１２の、側部３１ａと対向する側部３１ｂ上に示される。平面３２は、マスク本体１２を二分して、第１側部３１ａ及び第２側部３１ｂを画定する。フランジ３０ａ、３０ｂは、フランジの剛性を高めるために、それらのフランジ上に提供された溶着部又は結合部３５を有し得る。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の主要部分に、一体的又は非一体的に接続することができ、マスク本体濾過構造体１６を構成する様々な層のうちの、１つ以上又は全てを含み得る。マスク本体周辺部２４ａはまた、マスク本体１２の様々な層を一体に接合するための、一連の結合部又は溶着部３５も有し得る。それゆえ、この周辺部は、流体透過性がそれほど高くはない場合がある。濾過構造体１６の（周辺部から内側の）残部は、その拡張表面の大部分にわたって、完全な流体透過性とすることができるが、結合部、溶着部、又は折り目が存在する区域は、例外とされる可能性がある。マスク本体１２はまた、マスク本体１２の第１側部及び第２側部上に位置する、第１境界線３６ａ及び第２境界線３６ｂも含む。第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂは、それぞれ、第１境界線３６ａ及び第２境界線３６ｂでマスク本体１２に接合され、これらの境界線に概して平行な軸を中心として、回転させるか又は折り畳むことができる。マスク本体１２の上部１８は、第１境界線３６ａから第２境界線３６ｂまで横方向に延びる、１つ以上のプリーツ線を含み得る。

図２ｂは、プリーツ２１が、その中に位置する表示部１９「Ａ１」を見ることができるように、開かれていることを示す。マスクが非使用状態にあるとき、表示部１９は、外部からは不可視な、折り畳まれたプリーツ３１内部に位置する。しかしながら、プリーツ２１が開かれると、表示部１９は、マスク本体１２の正面から可視となる。表示部１９が見えていることにより、着用者は、マスク本体１２の上側部分１８が適切に開かれ、使用する準備が整っていることを確認することができる。上側部分１８及び下側部分２０の他のプリーツ内で、同様の表示部若しくは他の表示部を使用することにより、同様に、それらのプリーツが完全に開かれた位置にあるという表示を提供することもできる。

図３は、本発明による、マスク本体１２のプリーツ状構成の実施例を示す。図示のように、マスク本体１２の上側部分又はパネル１８はまた、プリーツ２１が折り畳まれた場合に、表示部１９が中に隠される、内側プリーツ２１も含み得る。上側パネル１８はまた、外側プリーツ３８、及び、上側部分１８を下側部分２０から隔てる外側折り目２２の半分も有する。マスク本体１２の下側部分又はパネル２０は、プリーツ４２及びプリーツ４４、並びにプリーツ２２の半分を含み得る。プリーツ２２は、マスク本体１２の上側部分１８と下側部分２０とを隔てる。マスク本体１２の下側部分２０は、上側部分１８よりも少ないか、多いか、又は同じ量の、濾材表面積を含み得る。マスク本体１２はまた、その周辺部に沿ってマスク本体に固定される、周辺ウェブも含み得る。この周辺ウェブは、周辺部２４ａ、２４ｂで、マスク本体を覆って折り畳むことができる。周辺ウェブはまた、２４ａ及び２４ｂの縁部の周りに折り畳まれて固定される、内側カバーウェブの延出部分とすることもできる。ノーズクリップ５６（図５）は、濾過構造体１６と周辺ウェブとの間に、周辺部に隣接して、マスク本体の上側部分１８の中央に配置することができる。ノーズクリップ５６は、着用者の鼻の輪郭に適合するように、着用者によって手作業で適応させることが可能な、柔軟な金属又はプラスチックから作製することができる。

図４は、濾過構造体１６が、内側カバーウェブ５８、外側カバーウェブ６０、及び濾過層６２などの、１つ以上の層を含み得ることを示す。内側カバーウェブ５８及び外側カバーウェブ６０は、濾過層６２を保護するため、及び濾過層６２からの繊維が遊離してマスク内部に入り込むことを防止するために提供することができる。レスピレータの使用中、空気は、マスク内部に入り込む前に、層６０、６２、及び層５８を順次通過する。マスク本体の内部気体空間内に配置された空気は、次いで、着用者によって吸入することができる。この空気は、着用者が吐き出すと、逆方向に、層５８、６２、及び層６０を順次通過する。あるいは、呼気が、濾過構造体１６を通過することなく、内部気体空間から迅速に排除されて外部気体空間に入ることを可能にするために、マスク本体上に呼気弁（図示せず）を提供することもできる。典型的には、カバーウェブ５８及びカバーウェブ６０は、濾過構造体の、特に着用者の顔面と接触する側で快適な感触をもたらす、不織布材料の選択肢から作製される。本発明の支持構造体に関連して使用することが可能な、様々なフィルタ層及びカバーウェブの構成体を、以下でより詳細に説明する。着用者への適合及び快適性を向上させるために、エラストマーのフェースシールを、濾過構造体１６の周辺部に固定することができる。そのようなフェースシールは、レスピレータが身に着けられているとき、着用者の顔面に接触するように、マスク本体周辺部から半径方向内向きに延出し得る。フェースシールの例は、米国特許第６，５６８，３９２号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）、同第５，６１７，８４９号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら）、及び同第４，６００，００２号（Ｍａｒｙｙａｎｅｋら）、並びにカナダ特許第１，２９６，４８７号（Ｙａｒｄ）で説明されている。マスク本体周辺部２４はまた、密着適合を達成するために、鼻領域内で、それ自体の上に折り畳むことができる（米国特許出願公開第２０１１／０３１５１４４（Ａ１）号を参照）。

図５は、使用時構成でのマスク本体１２を示す。使用中、マスク本体１２の主要部分２８上のプリーツ１９が開かれているため、マスク本体１２を正面から見て、表示部「Ａ１」は、完全に可視である。表示部１９は、数字及び／又は文字の組み合わせ、あるいは、プリーツ１９が開かれた場合に人に対して可視とするために好適な、任意の他の記号を含み得る。表示部１９はまた、レスピレータの製造元のブランド名標などの、商標とすることもできる。それゆえ、表示部１９は、例えば、本発明のレスピレータを作製する会社を表す、商標「３Ｍ」とすることができる。表示部１９は、マスク本体１２の主要部分２８上に配置される、溶着パターンから作製される。この溶着パターンは、濾過構造体１６を構成する様々な層を溶着することによって、作製することができる。この溶着は、例えば、濾過層及びカバーウェブ内のポリマー材料を溶融させて互いに結合させる、超音波溶着装置を使用して達成することができる。溶着線は、「プランジ式」又は「ロータリー式」溶着プロセスのいずれかで、超音波溶着を使用して作り出すことができる。一般に、超音波溶着装置上の振動ホーンが、濾過構造体１６を、溶着線パターンを含むアンビルに接触する領域内で圧縮して、溶融させ、次いで凝固させる。このプロセスは、元の厚さＡを有する濾過構造体１６を取得して、ホーンとアンビルとの接触領域内で、その濾過構造体を、厚さＣ（厚さＣは厚さＡよりも小さい）へと一体に結合することができる。プランジ式溶着では、ホーン及びアンビルは、典型的には、それらの部品の間に濾過構造体１６を有して、上下運動で接触し、その一方で、ロータリー式溶着では、濾過構造体１６は、ホーンとアンビルとの間に、ロータリー方式で連続的に送り込まれる。適切な工具で熱及び圧力を使用するような、他の手段により、濾過構造体１６を溶着線へと結合することが可能である。この表示部、周辺溶着部、及び他の溶着線を作製するために好適な超音波溶着装置としては、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎにより、Ｂｒａｎｓｏｎ（商標）ブランドで販売されている超音波溶着装置が挙げられる。表示部は、プリーツの折り目６６を横断して延在する、少なくとも１つの線６４を含む。プリーツ２１の折り目６６を横断して延在する、この少なくとも１つの線６４は、その折り目に対して垂直（又は、少なくとも概して垂直）であることにより、マスク本体１２の耐圧潰性を改善することができる。プリーツの折り目を垂直に横断して延在する、この少なくとも１つの線は、少なくとも長さ１ｃｍ、より典型的には、少なくとも長さ２ｃｍである。表示部を構成する記号は、単一の実線のタイプものとすることができ、又は、米国特許出願第２０１１／００９４５１５（Ａ１）号（Ｄｕｆｆｙ）で開示される線のような、平行線の構成のものとすることもできる。この平行線は、約０．５〜５ミリメートル（ｍｍ）の距離で離間配置することができる。より好ましくは、この平行な溶着線は、約１〜４ｍｍ離間して配置され、更により好ましくは、約１．５〜３ｍｍ離間して配置される。典型的には、この離間配置された平行な溶着線は、少なくとも長さ０．５ｃｍ、より典型的には、長さ１ｃｍ超である。この表示部は、高さ約０．５〜２センチメートル（ｃｍ）×最大幅約０．５〜４センチメートル（ｃｍ）とすることができる。より典型的には、表示部１９は、高さ約１〜２ｃｍ×幅２〜３ｃｍである。溶着線は、濾過構造体の様々な層が、溶着線内で一体に融着することにより、それらの層を堅固化するように作り出すことができる。３つ以上の平行な溶着線もまた、それらの溶着線の間に、２つ以上の実質的な連続領域を作り出すために、離間配置された関係性で使用することもできる。表示部を構成する溶着線はまた、プリーツを、その使用のための展開状態に保ち、レスピレータのマスク本体の耐圧潰性を向上させることを、支援することもできる。溶着線内、及び閉鎖された溶着区域間に配置された領域内での、高密度化の増大により、梁剛性を、またそれゆえマスク本体１２の主要部分２８の耐圧潰性を、改善することができる。溶着線のそれぞれの間の領域は、それらの溶着線間の不織布材料の複数の層の厚さが、溶着線の外側のそれらの層の厚さよりも小さくなるように、高密度化することができる。濾過構造体１６を構成する不織布繊維媒体の層の厚さは、典型的には、約０．３ｍｍ〜５ｍｍ、より典型的には約０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、更により典型的には約０．７５ｍｍ〜１．５ｍｍの厚さを有する。平行な溶着線が使用される場合には、その平行セット内の各個別の溶着線は、幅約０．５〜２ｍｍ、より一般的には幅約０．７５〜１．５ｍｍとすることができる、幅寸法を有し得る。単一の溶着線又は平行な溶着線の（組み合わせて取得される）全幅は、典型的には、約１．５ｍｍ〜７．０ｍｍ、より典型的には約２．０ｍｍ〜５ｍｍ、更により典型的には約２．５ｍｍ〜４．０ｍｍである。

濾過構造体
本発明に関連して使用される濾過構造体は、多種多様な形状及び構成を呈し得る。濾過構造体は、典型的には、支持構造体に対して、又は支持構造体内部に、適切に適合するように適応される。一般に、濾過構造体の形状及び構成は、マスク本体の全般的形状に対応する。濾過構造体は、濾過層及び２つのカバーウェブを含む、複数の層を有して示されているが、濾過構造体は、単に、濾過層又は濾過層の組み合わせのみを備える場合もある。例えば、プレフィルタを、より微細かつ選択的な下流の濾過層に対して上流に配置することができる。更には、濾過構造体を構成する繊維及び／又は様々な層の間に、活性炭などの吸着材料を配置することができる。更には、別個の微粒子濾過層を、吸着層と共に使用して、微粒子及び蒸気の双方に関する濾過を提供することができる。濾過構造体は、カップ状構成を提供する助けとなる、１つ以上の補強層を含み得る。濾過構造体はまた、その構造的一体性に寄与する、１つ以上の水平の境界線及び／又は垂直の境界線を有することも可能である。しかしながら、第１フランジ及び第２フランジは、本発明に従って使用する場合、そのような補強層及び境界線に対する必要性を、不要なものにすることができる。

本発明のマスク本体内で使用される濾過構造体は、粒子捕捉フィルタ、あるいは気体及び蒸気型フィルタのものとすることができる。濾過構造体はまた、フィルタ層の一方の側から他方への液体の移動を防止する、バリア層とすることにより、例えば、液体エアロゾル又は液体の飛沫（例えば、血液）が、フィルタ層を貫通することを防ぐこともできる。用途に応じて、同種の濾材又は異種の濾材の、複数の層を使用して、本発明の濾過構造体を構築することができる。本発明の積層マスク本体内で有益に採用することが可能なフィルタは、マスク着用者の呼吸労力を最小限に抑えるために、一般に、圧力低下が少ない（例えば、１３．８ｃｍ毎秒の面速度で、約１９５〜２９５パスカル未満）。濾過層は、更に可撓性とすることができ、予期される使用条件下でそれらの構造を概ね保持するように、十分な剪断強度を有し得る。粒子捕捉フィルタの例としては、微細無機繊維（ガラス繊維など）又はポリマー合成繊維の、１つ以上のウェブが挙げられる。合成繊維ウェブとしては、メルトブローン法などのプロセスから製造される、エレクトレット帯電ポリマーマイクロファイバーを挙げることができる。帯電したポリプロピレンから形成されたポリオレフィンマイクロファイバーは、粒子捕捉用途に関して、特定の有用性を提供する。代替のフィルタ層は、呼吸空気から有害な気体又は悪臭のある気体を除去するための、吸着剤成分を含み得る。吸着剤は、接着剤、結合剤、若しくは繊維状構造体によってフィルタ層内に拘束される、粉末又は顆粒を含み得る（米国特許第６，３３４，６７１号（Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔら）及び同第３，９７１，３７３号（Ｂｒａｕｎ）を参照）。吸着剤層は、繊維状発泡体又は網状発泡体などの基材をコーティングして、薄い凝集性層を形成することによって形成することができる。吸着剤材料としては、化学処理された活性炭若しくは未処理の活性炭、多孔質アルミナ−シリカ触媒基材、及びアルミナ粒子を挙げることができる。様々な構成に適合させることが可能な吸着濾過構造体の例は、米国特許第６，３９１，４２９号（Ｓｅｎｋｕｓら）で説明されている。

濾過層は、典型的には、所望の濾過効果を達成するように選択される。濾過層は、一般に、その濾過層を通過する気体流から、粒子及び／又は他の汚染物質を高い割合で除去する。繊維状フィルタ層に関しては、選択される繊維は、濾過される物質の種類に応じて決定され、典型的には、それらの繊維が成型作業工程中に一体に結合することがないように選択される。前述のように、濾過層は、様々な形状及び形態で提供することができ、典型的には、約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜１センチメートル（ｃｍ）、より典型的には約０．３ｍｍ〜０．５ｃｍの厚さを有し、また概して平面的なウェブとすることが可能であり、又は、拡張された表面積を提供するように、波形化することも可能である（例えば、米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号（Ｂｒａｕｎら）を参照）、濾過層はまた、接着剤又は任意の他の手段によって一体に接合された、複数の濾過層も含み得る。本質的には、濾過層を形成するための、既知の（又は、後に開発される）任意の好適な材料を、濾過材料として使用することができる。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ Ａ．の「Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ」（４８ ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．１３４２以下参照（１９５６））で教示されているものなどの、メルトブローン繊維のウェブは、特に持続的帯電（エレクトレット）形態にある場合に、特に有用である（例えば、米国特許第４，２１５，６８２号（Ｋｕｂｉｋら）を参照）。これらのメルトブローン繊維は、約２０マイクロメートル（μｍ）未満、典型的には約１〜１２μｍの有効繊維直径を有する、マイクロファイバーとすることができる（「ブローンマイクロファイバー」を表すＢＭＦと称される）。有効繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．の「Ｔｈｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｄｕｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ １Ｂ，１９５２）に従って判定することができる。特に好ましいものは、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、及びこれらの組み合わせから形成された繊維を含有する、ＢＭＦウェブである。米国再発行特許第３１，２８５号（ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）で教示されているような帯電小繊維化フィルム繊維もまた、ロジン−ウール繊維ウェブ、及びガラス繊維若しくは溶液ブローンのウェブ、又は、特にマイクロフィルム形態の静電吹付け繊維と同様に、好適とすることができる。電荷は、米国特許第６，８２４，７１８号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、同第６，７８３，５７４号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）、同第６，７４３，４６４号（Ｉｎｓｌｅｙら）、同第６，４５４，９８６号及び同第６，４０６，６５７号（Ｅｉｔｚｍａｎら）、並びに同第６，３７５，８８６号及び同第５，４９６，５０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）で開示されているように、繊維を水と接触させることによって、繊維に付与することができる。電荷はまた、米国特許第４，５８８，５３７号（Ｋｌａｓｓｅら）で開示されているようなコロナ帯電によって、又は、同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）で開示されているような摩擦帯電によっても、繊維に付与することができる。また、ハイドロ帯電プロセスを通じて製造されたウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維内に含めることができる（米国特許第５，９０８，５９８号（Ｒｏｕｓｓｅａｕら）を参照）。具体的には、フッ素原子を、フィルタ層内の繊維の表面に配置することにより、油性ミスト環境での濾過性能を改善することができる（米国特許第６，３９８，８４７（Ｂ１）号、同第６，３９７，４５８（Ｂ１）号、及び同第６，４０９，８０６（Ｂ１）号（Ｊｏｎｅｓら）を参照）。エレクトレットＢＭＦ濾過層に関する典型的な坪量は、約１０〜１００グラム毎平方メートルである。例えば、第’５０７号特許（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄら）で説明されている技術に従って帯電させる場合、及びＪｏｎｅｓらの特許で言及されるようにフッ素原子を含める場合、坪量は、それぞれ、約０．２〜０．４Ｐａ（２０〜４０ｇ／ｍ^２）及び約０．１〜０．３Ｐａ（１０〜３０ｇ／ｍ^２）とすることができる。

内側カバーウェブは、着用者の顔面に接触するための、滑らかな表面を提供するために使用することができ、外側カバーウェブは、マスク本体内に遊離繊維を封入するために、又は審美的理由から使用することができる。カバーウェブは、典型的には、実質的な濾過効果を濾過構造体に全く提供しないが、濾過層の外部（又は、上流）に配置される場合好適な程度の快適性を得るために、内側カバーウェブは、好ましくは比較的低い坪量を有し、比較的細い繊維から形成される。より具体的には、カバーウェブは、約０．０５〜０．５Ｐａ（典型的には０．１〜０．３Ｐａ（５〜５０ｇ／ｍ^２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ^２））の坪量を有するように作り上げることができ、それらの繊維は、３．５デニール未満（典型的には２デニール未満、より典型的には１デニール未満、ただし０．１デニール超）とすることができる。カバーウェブ内で使用される繊維は、多くの場合、約５〜２４マイクロメートルの、典型的には約７〜１８マイクロメートルの、より典型的には約８〜１２マイクロメートルの平均繊維直径を有する。カバーウェブ材料は、ある程度（典型的には、必須ではないが、破断時で１００〜２００％）の弾性を有し得るものであり、可塑的に変形可能とすることができる。

カバーウェブに関して好適な材料は、ブローンマイクロファイバー（ＢＭＦ）材料、特にポリオレフィンＢＭＦ材料、例えば、ポリプロピレンＢＭＦ材料（ポリプロピレンブレンド、及びポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドも含む）とすることができる。カバーウェブ用のＢＭＦ材料を製造するための好適なプロセスは、米国特許第４，０１３，８１６号（Ｓａｂｅｅら）で説明されている。このウェブは、滑らかな表面、典型的には滑らかな表面のドラム又は回転しているコレクタ上に、繊維を収集することによって形成することができる（米国特許第６，４９２，２８６号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）を参照）。スパンボンド繊維もまた、使用することができる。

典型的なカバーウェブは、ポリプロピレン、又は５０重量％以上のポリプロピレンを含有するポリプロピレン／ポリオレフィンブレンドから作製することができる。これらの材料は、高い程度の柔軟性及び快適性を着用者に提供し、また、フィルタ材料がポリプロピレンＢＭＦ材料である場合、層間に接着剤を必要とすることなく、フィルタ材料に固定されたまま維持されることが見出されている。カバーウェブ内で使用するために好適なポリオレフィン材料としては、例えば、単一のポリプロピレン、２種のポリプロピレンのブレンド、並びにポリプロピレンとポリエチレンとのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）とのブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレンとのブレンドを挙げることができる。カバーウェブ用の繊維の一例は、Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレン樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」から作製され、約０．２５Ｐａ（２５ｇ／ｍ^２）の坪量を提供し、０．２〜３．１の範囲の（繊維１００本超で測定された、約０．８の平均を有する）繊維デニールを有する、ポリプロピレンＢＭＦである。別の好適な繊維は、約０．２５Ｐａ（２５ｇ／ｍ^２）の坪量を提供し、約０．８の平均繊維デニールを有する、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦである（８５パーセントの樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」及び１５パーセントのエチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ ４０２３」（同じくＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を含む混合物から製造される）。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ ＧｍｂＨ（Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）より「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｐｌｕｓ ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｃｌａｓｓｉｃ ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ ＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で入手可能なもの、並びに、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）より商品名「３７０／１５」で入手可能な、カード処理ポリプロピレン／ビスコース材料である。

本発明で使用されるカバーウェブは、好ましくは、加工処理後にウェブ表面から突出する繊維が極めて少なく、それゆえ、滑らかな外側表面を有する。本発明で使用することが可能なカバーウェブの例は、例えば、米国特許第６，０４１，７８２号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ）、同第６，１２３，０７７号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）、及び国際公開第９６／２８２１６（Ａ）号（Ｂｏｓｔｏｃｋら）で開示されている。

レスピレータ構成要素
ハーネスで使用されるストラップは、熱硬化性ゴム、熱可塑性エラストマー、編組み又は編込みされた織糸／ゴムの組み合わせ、非弾性の編組み構成要素などの、様々な材料から作製することができる。ストラップは、弾性の編組み材料などの、弾性材料から作製することができる。ストラップは、好ましくは、その全長の２倍を超えて拡張することができ、その弛緩状態に戻すことができる。ストラップはまた、恐らくは、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで延びることも可能であり、張力が取り除かれると、全く損傷を受けることなく、その元の状態に戻ることができる。それゆえ、弾性限度は、好ましくは、弛緩状態時のストラップの長さの２倍、３倍、又は４倍以上である。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、及び厚さ約０．９〜１．５ｍｍである。ストラップは、連続ストラップとして第１タブから第２タブまで延在する場合があり、又は、ストラップは、更なる締結具若しくはバックルによって一体に接合することが可能な、複数の部分を有する場合もある。例えば、ストラップは、締結具によって一体に接合される、第１及び第２の部分を有する場合があり、この締結具は、マスク本体を顔面から取り外す際に、着用者によって素早く分離することが可能である。本発明に関連して使用することが可能なストラップの例は、米国特許第６，３３２，４６５号（Ｘｕｅら）に示されている。ストラップの１つ以上の部分を一体に接合するために使用することが可能な、締結機構又は留め金機構の例は、例えば以下の米国特許第６，０６２，２２１号（Ｂｒｏｓｔｒｏｍら）、同第５，２３７，９８６号（Ｓｅｐｐａｌａ）、及び欧州特許第１，４９５，７８５（Ａ１）号（Ｃｈｉｅｎ）に示されている。ハーネスはまた、周辺部の内側表面上に提供される、再利用可能キャリッジ（carriage）又は接着剤層の形態とすることもできる。

前述のように、内部気体空間から呼気を排除することを容易にするために、マスク本体に呼気弁を取り付けることができる。呼気弁の使用は、マスク内部からの暖かい湿った呼気を迅速に除去することによって、着用者の快適性を改善することができる。例えば、米国特許第７，１８８，６２２号、同第７，０２８，６８９号、及び同第７，０１３，８９５号（Ｍａｒｔｉｎら）、同第７，４２８，９０３号、同第７，３１１，１０４号、同第７，１１７，８６８号、同第６，８５４，４６３号、同第６，８４３，２４８号、及び同第５，３２５，８９２号（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈら）、同第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔら）、及び同再発行特許第３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照されたい。本質的には、好適な圧力低下を提供し、かつマスク本体に適切に固定することが可能な任意の呼気弁を、本発明に関連して使用することにより、内部気体空間から外部気体空間へと呼気を迅速に送達することができる。

本発明で使用されるノーズクリップは、着用者の鼻を覆う適合を改善する助けとなる、本質的に任意の追加的部分とすることができる。着用者の顔面は、この鼻領域で提示されるため、ノーズクリップを使用して、この場所での適切な適合の達成を、より良好に支援することができる。ノーズクリップは、例えば、着用者の鼻の上、及び鼻が頬に接する場所で、所望の適合関係にマスクを保持するように成形することが可能な、アルミニウムなどの柔軟で極軟質の金属の帯を含み得る。好適なノーズクリップの例は、米国特許第５，５５８，０８９号及び同意匠特許第４１２，５７３号（Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ）に示されている。他のノーズクリップが、米国特許出願第１２／２３８，７３７号（２００８年９月２６日出願）、米国公開第２００７−００４４８０３（Ａ１）号（２００５年８月２５日出願）、及び同第２００７−００６８５２９（Ａ１）号（２００５年９月２７日出願）で説明されている。

本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を採用することができる。したがって、本発明は、上記の説明に限定されるものではなく、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる等価物に記載される制約によって規制されるものとする。

本発明はまた、本明細書で具体的に開示されていない任意の要素の非存在下でも、好適に実施することできる。

上記で引用した全ての特許及び特許出願は、「背景技術」のセクションのものを含めて、全体として参照により本文書に組み込まれる。そのように組み込まれる文書での開示と、上記の明細書との間に、不一致又は矛盾が存在する限りにおいて、上記の明細書が優先されるものとする。

Claims (16)

1. フィルタ式フェースピースレスピレータであって、
   （ａ）ハーネスと、
   （ｂ）１つ以上のプリーツを含む濾過構造体を有する、マスク本体であって、溶着表示部が、前記プリーツが折り畳まれている場合に、少なくとも部分的に不可視の場所で前記プリーツ内部に位置し、前記表示部が、前記プリーツが展開されている場合に、完全に可視である、マスク本体と、を備える、フィルタ式フェースピースレスピレータ。
2. 前記表示部が、前記プリーツの折り目を横断して延在する、少なくとも１つの線を含む、請求項１に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
3. 前記プリーツの前記折り目を横断して延在する、前記少なくとも１つの線が、前記折り目に対して垂直である、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
4. 前記プリーツの前記折り目を垂直に横断して延在する、前記少なくとも１つの線が、少なくとも長さ１ｃｍである、請求項３に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
5. 前記プリーツの前記折り目を垂直に横断して延在する、前記少なくとも１つの線が、少なくとも長さ２ｃｍである、請求項４に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
6. 前記プリーツの前記折り目を垂直に横断して延在する、前記少なくとも１つの線が、少なくとも２つの近接して離間配置された平行な溶着線を含む、請求項５に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
7. 前記表示部が、前記レスピレータの製造元の商標を含む、請求項６に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
8. 前記表示部が、数字、文字、又はそれらの組み合わせを含む、請求項５に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
9. 前記濾過構造体が、濾過層並びに第１カバーウェブ及び第２カバーウェブを含む、複数の層を備え、前記表示部が、前記濾過構造体を構成する前記複数の層を、一体に溶着することによって作製される、溶着パターンである、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
10. 前記表示部が、約０．５〜５ミリメートル（ｍｍ）の距離で離間配置される、近接して離間配置された平行線を含み、前記離間配置された平行な溶着線が、少なくとも長さ１ｃｍであり、前記表示部が、高さ０．５〜２センチメートル（ｃｍ）×最大幅約０．５〜４センチメートル（ｃｍ）である、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
11. 単一の溶着線又は溶着線の平行セットの全幅が、１．５ｍｍ〜７．０ｍｍである、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
12. 前記表示部が、前記濾過構造体内に超音波溶着され、前記表示部が、高さ１〜２ｃｍ×幅２〜３ｃｍである、請求項５に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
13. 前記平行な溶着線間の不織布材料の前記複数の層の厚さが、前記溶着線の外側のそれらの層の厚さよりも小さくなるように、前記溶着線のそれぞれの間の領域を高密度化することができる、請求項６に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
14. 前記マスク本体が、複数の横方向に延びるプリーツを備え、前記複数のプリーツ内に表示部が存在する、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
15. 前記表示部が、第１側部から第２側部まで前記マスク本体を横断して横方向に延びるプリーツ内に位置する、請求項２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。
16. フィルタ式フェースピースレスピレータであって、
    （ａ）ハーネスと、
    （ｂ）複数の層を備える濾過構造体を有する、マスク本体であって、前記複数の層が、濾過層並びに第１カバーウェブ及び第２カバーウェブを含み、前記濾過構造体がまた、１つ以上の横方向に延びるプリーツも含み、溶着表示部が、前記プリーツが折り畳まれている場合に、少なくとも部分的に不可視の場所で前記プリーツ内部に位置し、前記表示部が、前記プリーツが展開されている場合に、完全に可視であり、前記溶着表示部が、前記濾過構造体を構成する前記複数の層を、一体に溶着することによって作製され、前記表示部が、少なくとも長さ１ｃｍであり、かつ前記プリーツに対して垂直に横断して延在する線を少なくとも含む、マスク本体と、を備える、フィルタ式フェースピースレスピレータ。

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