JP2016508191A - 丸い外辺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及びマスク本体１２を含む、フィルタ式フェースピースレスピレータ１０。第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の両側に位置し、かつマスク本体１２の頂部１８を底部２０に連結する。第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂは、前方境界線２２から上方及び下方外辺区分２４ａ、２４ｂまで延びる。上方及び下方外辺区分２４ａ、２４ｂは、第１湾曲した部分３４ａと第２湾曲した部分３４ｂとの間にそれぞれ位置する、上方線状区分３２ａ及び下方線状区分３２ｂを有する。第１及び第２の湾曲した部分３４ａ、３４ｂはそれぞれ、各上方又は下方の線状区分３２ａ、３２ｂから第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂまで延びる。本発明は、マスク本体がより良い着用感を呈することを可能にする、マスク本体外辺部へのより丸い仕上げを提示する。【選択図】図６

Description

本発明は、マスク本体の頂部が底部に接する湾曲した外辺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。

レスピレータは、一般的に、以下の２つの一般的目的：（１）不純物又は汚染物が着用者の呼吸システムに入るのを防止するため、並びに（２）他の人又は他の物が、着用者によって吸引された病原体及び他の汚染物に暴露されることから守るため、のうちの少なくとも１つのために人の呼吸経路を覆うようにして着用される。第１の状況では、レスピレータは、空気が着用者に対して有害な粒子を含んでいる環境で、例えば自動車車体修理工場で着用される。第２の状況では、レスピレータは、他の人又は物に対して汚染の危険性がある環境で、例えば手術室又はクリーンルームにおいて着用される。

これらの目的のいずれか（又は両方）を満たすための様々なレスピレータが設計されてきた。これらレスピレータの一部は、マスク本体自体がフィルタ機構として機能するため、「フィルタ式フェースピース」として分類されてきた。取り付け可能なフィルタカートリッジ（例、米国再特許第３９，４９３号参照（Ｙｕｓｃｈａｋら））又はインサート成型されるフィルタ要素（例、米国特許第４，７９０，３０６号参照（Ｂｒａｕｎ））と共にゴム又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の据え付け又は交換の必要がないように、濾材がマスク本体全体の大半を覆うべく設計されている。これらフィルタ式フェースピースレスピレータは、一般に、２種類の構造、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一方の形式をとる。

成型フィルタ式フェースピースレスピレータは、マスク本体にカップ状の構造を与えるために、熱接着繊維の不織ウェブ又は透かし編目のプラスチックメッシュを通常含んできた。成型レスピレータは、使用中及び収納時の双方で同一の形状を維持する傾向がある。そのため、これらのレスピレータは、収納又は輸送のために折り畳むことはできない。成形された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には、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。それらはまた、使用の際にカップ状の構造に開くこともできる。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。

折り畳み式レスピレータは、それを輸送や収納のために平坦に折り畳むことができるという点において便利であるが、これらのレスピレータは、水平に畳まれるときに、マスク本体の外辺部の上部と下部が接するところに鋭い点又は明確な点を画定する傾向がある。この点は、レスピレータが長時間着用されるときに、着用者の頬を締め付けることがある。以下に記載される本発明は、マスク本体外辺部の頂部と下部が接するところに、より鋭く画定された領域を排除した新しい外辺部を有する、水平に畳むことが可能なレスピレータを提供することにより、この不快感を対処する。

本発明は、ハーネス及びマスク本体を含むフィルタ式フェースピースレスピレータに関する。マスク本体は、頂部、底部、上方外辺区分、下方外辺区分、前方境界線、並びに第１及び第２結合線を有する濾過構造体を含む。第１及び第２結合線は、マスク本体の対向する側部上に位置し、かつマスク本体の頂部を底部に接合する。第１及び第２結合線は、前方境界線から上方及び下方外辺区分まで延びる。マスク本体が平坦に置かれるとき、上方及び下方外辺区分は、上方及び下方外辺区分の対向する端部に位置する第１及び第２湾曲した部分の間にそれぞれ位置する上方線状区分及び下方線状区分を含む。各上方及び下方外辺区分の第１及び第２の湾曲した部分はそれぞれ、各上方又は下方線状区分から第１及び第２結合線まで延びる。

使用時構成のときに、第１及び第２の湾曲した部分が、マスク本体外辺部により丸い仕上げをもたらすことにより、マスク本体がより快適な着用感を呈することが可能になる。審美的観点から、マスク本体はまた、外辺部がより連続的な外観を有するので、側方から見た際により魅力的な外観を有する。

用語
下記に説明する用語は以下に定義された意味を有するものとする。

「含む（又は、含んでいる）」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「備える」、「有する」、又は「含有する」と一般に同義であるオープンエンド型の用語である。「含む」、「備える」、「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、「本質的に〜からなる」等の、より狭義の用語を使用して適切に記載することもでき、これは、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体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」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。

「汚染物質」は、粒子（粉塵、ミスト及びフュームを含む）及び／又は一般には粒子とみなされない場合もあるが（例えば、有機蒸気等）、空気中に浮遊していることがある他の物質を意味する。

「横寸法」とは、レスピレータを前面から見たとき、側部から側部に向かってレスピレータを横方向に横断して延びる寸法のことである。

「カップ状の構造」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。

「湾曲した」は、まっすぐに延びていないことを意味する。

「外部気体空間」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。

「フィルタ式顔面装着具」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構成され、マスク本体にこの目的を達成するための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されたフィルタ要素が取り付けられている、又は成型されていないことを意味し、
「フィルタ」又は「濾過層」は、通気性材料の１つ以上の層を意味し、その層は、「フィルタ」又は「濾過層」を通り抜ける空気流から（粒子等の）汚染物質を除去するという主目的に適している。

「濾材」とは、それ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通気性の構造を意味する。

「濾過構造体」は、概して、空気を濾過する空気透過構造体を意味する。

「第１側部」は、マスク本体を横断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領域を意味する。

「フランジ」は、突出部を意味し、そのフランジが突出する本体に対し構造的一体性又は強度を与える。

「内側に折り畳まれた」とは、そこから延びる部分に向かって曲げ返されることを意味する。

「前方に」又は「前方の」は、レスピレータが着用されるときに、人の顔から離れて延びる方向に位置することを意味する。

「ハーネス」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。

「一体的（integral）」は、同時に一緒に製造されていること、即ち一部分として一緒に作製され、後に一緒に結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」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」は、取り付けられていない縁部。

「境界線」は、折り畳み、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。

「線状」は、ほぼまっすぐに延びていることを意味する。

「主要部分」は、マスク本体の濾過部分を意味する。

「マスク本体」は、人の口及び鼻を覆って適合し、外部気体空間から内部気体空間を分離して画定するのを補助する通気性の構造体（層及び部品を互いに接合させる継ぎ目及び結合部を含む）を意味する。

「ノーズクリップ」は、少なくとも着用者の鼻の周りの密封性を高めるために、マスク本体上で使用するように適合させた（ノーズフォーム以外の）機械的装置を意味する。

「周縁部」は、レスピレータが人により着用された際に、着用者の顔面にほぼ隣接して配置されるであろうマスク本体の外側端部を意味する。

「プリーツ」とは、それ自体の上に折り返しできるように設計された、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」はそれぞれ、１つ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分も含有してよい材料を意味する。

「複数」は、２つ以上を意味する。

「円弧状の」は、ほぼ一定の湾曲を有することを意味する。

「レスピレータ」は、人により着用されて、呼吸するのに清浄な空気を、着用者に提供する空気濾過装置を意味する。

「第２側部」は、マスク本体を横断寸法に対して垂直に２分する平面の一方の側に位置するマスク本体の領域を意味する（第２側部は第１側部に対向している）。

「ぴったりした適合」又は「ぴったりと整合する」は、本質的に気密（又は実質的にもれなし）な適合が（マスク本体及び着用者の顔の間に）提供されることを意味する。

「横断方向に延びる」は、ほぼ横断次元方向に延びることを意味する。

人の顔面に着用した状態での、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の前方斜視図である。 開かれていない構成の、図１に図示されるレスピレータ１０の平面図である。 開かれていない構成の、図１に図示されたレスピレータ１０の底面図である。 図２の線３−３に沿って取られた、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。 本発明に関して使用され得る、マスク本体１２の前方図である。 本発明によるマスク本体１２の右側面図である。

本発明を実践するに当たり、マスク本体の外辺区分の相対する端部上に第１及び第２湾曲した区分を有す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。この湾曲した区分は、丸い外辺部が、マスク本体の上方部分が下方部分に接する領域において形成されることを可能にする。丸い外辺部は、より快適な装着感に達することを可能にする。

図１は、着用者が呼吸するためのきれいな空気を提供するために。本発明に関連して使用され得るフィルタ式フェースピースレスピレータ１０の例を示す。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、吸気が着用者の呼吸器系に入る前に通過する必要がある濾過構造体１６を有する。濾過構造体１６は、着用者が清浄な空気を吸い込むことができるように、周辺環境から汚染物質を取り除く。マスク本体１２は、頂部１８及び底部２０を含む。頂部１８及び底部２０は、前方境界線２２により隔てられている。この特定の実施形態では、境界線２２は、側部から側部へとマスク本体の中央部分にわたって横方向に延びる結合線における前方の折り畳み部である。マスク本体１２はまた、上部区分２４ａ及び下部区分２４ｂを含む外辺部２４も含む。ハーネス１４は、外辺部２４ａに隣接するステープル２９によってマスク本体１２の頂部１８に固定された第１上方ストラップ２６を有する。ハーネス１４はまた、ステープル２９によってフランジ３０ａに固定された第２下方ストラップ２７を有する。

図２は、水平平坦折り畳み式構成のレスピレータ１０図示する。レスピレータマスク本体１２の頂部１８は、上方外辺区分２４ａ、前方境界線２２、並びに第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂを有する。第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の対向する側部３１ａ、３１ｂ上に位置し、マスク本体１２の頂部１８を底部２０に接合する（図１）。第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂは、前方折り畳み部２２から上方外辺区分２４ａまで延びる。上方外辺区分２４ａは、マスク本体１２が平坦に置かれるとき、上方外辺区分３２ａの相対する端部に位置する第１湾曲した部分３４ａと第２湾曲した部分３４ｂとの間に位置する上方線状区分３２ａを有する。上方外辺区分２４ａの第１及び第２の湾曲した部分３４ａ、３４ｂは、対応する上方線状区分３２ａから第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂまで延びる。マスク本体１２はまた、マスク本体１２の対向する側部３１ａ、３１ｂ上にそれぞれ位置するフランジ３６ａ、３６ｂを有し得る。平面３８は、マスク本体１２を二等分し、第１及び第２側部３１ａ、３１ｂを画定する。フランジ３６ａ及び３６ｂは、それと接触する濾過構造体１６に向かって内側に折り畳まれ得る。それぞれのフランジは、典型的に約１〜１５ｃｍ２、より典型的には約２〜１２ｃｍ２、更により典型的には約５〜１０ｃｍ２の表面積を占める。一体的フランジは、フランジの剛性を高めるためにフランジ上に設けられる溶着部又は結合部３５を有し得る。あるいは、接着剤層を使用してフランジ剛性を高めてもよい。フランジは、フランジの主要面に沿って曲げた場合、少なくとも１０メガパスカル（ＭＰａ）、より典型的には少なくとも２０ＭＰａの曲げ弾性率を有し得る。上端部での曲げ弾性率は、典型的には１００ＭＰａ未満、より典型的には、６０ＭＰａ未満である。フランジ３６ａ、３６ｂはまた、典型的に、マスク本体１２上の結合線３０ａ、３０ｂから２ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には少なくとも５ｍｍ、及び更により典型的には少なくとも１〜２センチメートル（ｃｍ）離れるように延びる。フランジ３６ａ、３６ｂは、一体型に、又は非一体型に、マスク本体１２の主要部分に接続され得、並びにマスク本体濾過構造体１６を含む様々な層の１つ以上又は全てを含み得る。濾過構造体１６と異なり、フランジ３６ａ、３６ｂを含む層は、圧縮され得、それらをほとんど流体透過性にする。フランジ３６ａ、３６ｂは、マスク本体濾過構造体１６を作製するのに使用された材料の延長部であってもよく、又はそれらは剛性又は半剛性プラスチックなどの別個の材料から作製されてもよい。マスク本体外辺区分２４ａはまた、マスク本体１２の様々な層を一緒に接合するための一連の結合部、又は溶着部３７を有し得る。したがってこの外辺区分２４ａの流体透過性はそれほど高くない場合がある。頂部１８は、第１結合線３０ａから第２結合線３０ｂ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３は、下方外辺区分２４ｂはまた、様々な層を接合するための一連の結合部、又は溶着部３７を有し得る。外辺部から内側の濾過構造体１６の残り部分は、結合部、溶着部、又は折り畳み線がある領域の可能性を除いて、拡張された表面の大部分にわたって完全に流体透過性であり得る。マスク本体１２の底部２０は、第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂの間の下方外辺区分２４ｂを有する。下方外辺区分２４ｂは、マスク本体１２が平坦に置かれるとき、下方外辺区分３２ｂの対向する端部に位置する第１湾曲した部分３４ａと第２湾曲した３４ｂとの間に位置する下方線状区分３２ｂを有する。下方外辺区分２４ｂの第１及び第２の湾曲した部分３４ａ、３４ｂはそれぞれ、対応する下方線状区分３２ｂから第１及び第２結合線３０ａ、３０ｂまで延びる。湾曲した部分３４ａ、３４ｂは、様々な半径又はほぼ一定な半径を有する湾曲であり得る。一定の半径は、約１０〜７０ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には２０〜６０ｍｍ、及び更により典型的には３０〜５０ｍｍであり得る。円弧状区分は、白紙の状態のマスク本体から切り取られ得、外辺区分２４ａ、２４ｂ（図１）に沿って、結合線３０ａ、３０ｂにおいて、マスク本体１２の頂部１８が下方部分２０と接するところに設けられる。上方及び下方区分２４ａ、２４ｂは、長さ約１０〜２０ｃｍ、より典型的には長さ１３〜１９ｃｍ、及び更に典型的には長さ１５〜１８ｃｍであり得る。平滑な半径曲線は、レスピレータが着用されたときの顔との接触を改善し得る。湾曲した切断部はまた、前縁部３９が少なくとも実質的な部分に沿って外辺部に整合するのを可能にする。上方及び下方外辺区分２４ａ、２４ｂそれぞれの上の湾曲した部分３４ａ、３４ｂは、図２に示されるように蝶の形態で外辺区分２４ａ及び２４ｂが折り曲げられて互いに引き離されるのを可能にする。第１及び第２フランジ３６ａ、３６ｂは、結合線３０ａ、３０ｂにおいてマスク本体１２に接合され、これらの線とほぼ平行な軸を中心に回転され、折り畳まれ得る。フランジ３６ａ、３６ｂの前縁部３９は、結合線３０ａ、３０ｂが外辺部２４と接する場所において始まる。前縁部３９は、マスク本体１２を二等分する平面３８に向かう方向に動く外辺部２４に整合するように構成され得る。前縁部３９は、その合計長さの約１０〜５０％にわたって、外辺部２４に実質的に整合する。第１及び第２境界線３０ａ、３０ｂは、マスク本体を折り畳んだ状態で、上方又は下方から見た場合に、マスク本体１２の外辺部２４に対し垂直に延びる平面３８から角度αでオフセットしている。角度αは、０度〜約６０度、より典型的には約３０〜４５度であり得る。底部２０はまた、第１結合線３０ａから第２結合線３０ｂ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４は、本発明によるマスク本体１２のプリーツ状構造の一例を示す。図示されるように、レスピレータ本体１２の上部１８はまた、プリーツ４０及び４１、並びに前方境界線２２の半分を有する。マスク本体１２の下部又はパネル２０は、プリーツ４２及び４４、並びに境界線２２の半分を含み得る。境界線２２は、マスク本体１２の上方及び下方部分１８及び２０を分離する折り畳み線及び／又は結合線であり得る。マスク本体１２の下部２０は、上部１８と同じか、より大きいか、又はより小さい濾材表面積を含み得る。マスク本体１２はまた、外辺部に沿ってマスク本体に固定された外辺部ウェブを含み得る。外辺部ウェブは、外辺部２４でマスク本体の上に折り重ねられ得る。外辺部ウェブはまた、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長部であってもよい。ノーズクリップ５６（図１、２、６及び７）は、マスク本体の上部１８の中央で、濾過構造体１６と外辺部ウェブとの間の外辺部２４ａに隣接して配設され得る。ノーズクリップは、着用者の鼻の輪郭に適合するように着用者の手で適応させることが可能となる柔軟な金属又はプラスチックで作製され得る。

図５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、及びフィルタ層６２などの１つ以上の層を含み得ることを図示している。内側及び外側カバーウェブ５８及び６０は、フィルタ層６２を保護し、フィルタ層６２からの繊維が緩んでマスク内側に入り込むのを防ぐために設けられてよい。レスピレータの使用中、空気はマスク内側に入り込む前に層６０、６２、及び５８を順次通過する。マスク本体の内部気体空間内に配設された空気は、その後、着用者により吸引され得る。着用者が息を吐くと、空気は逆方向に層５８、６２、及び６０を順次通過する。あるいは、吐き出された空気が濾過構造体１６を通過せずに、内部気体空間から急速に排除され外部気体空間に入ることを可能にする呼気弁（図示せず）をマスク本体に備えてもよい。典型的には、カバーウェブ５８及び６０は、濾過構造体の、特に着用者の顔面と接触する側で、心地よい感覚をもたらす不織布材を選択肢として作製されている。本発明の支持構造に使用可能な様々なフィルタ層及びカバーウェブの構成体の詳細を下に記述する。濾過構造体はまた、少なくとも１つ以上の層５８、６０、又は６２に対して、典型的には外側カバーウェブ６０の外側表面に対して、構造的な網又はメッシュを並置してもよい。そのようなメッシュの使用は、「Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｆａｃｅ Ｍａｓｋ ｗｉｔｈ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｎｅｔｔｉｎｇ」と題される米国特許公開第２０１０／０１５４８０６（Ａ１）号に記載されている。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材を、濾過構造体１６の外辺部に固定することができる。そのような顔面シールは、レスピレータがつけられている際に、着用者の顔面と接触するよう半径方向内側に延びていてもよい。顔面シールの例は、Ｂｏｓｔｏｃｋらの米国特許第６，５６８，３９２号、Ｓｐｒｉｎｇｅｔｔらの同第５，６１７，８４９号、及びＭａｒｙｙａｎｅｋらの同第４，６００，００２号、並びにＹａｒｄのカナダ特許第１，２９６，４８７号に記載される。マスク本体外辺部２４はまた、ぴったりとした適合を達成するために鼻領域内のそれ自体上に折り畳まれ得、米国特許公開第２０１１／０３１５１４４Ａ１を参照のこと。

図６は、使用時構造のマスク本体１２を示す。使用中、フランジ３６ａ、３６ｂは、マスク本体１２の主要部分６３の第１及び第２側部に接触するように配置される。フランジ３６ａ及び３６ｂは、マスク本体に向かって内側に折り畳まれ得る。フランジがマスク本体１２の主要部分６３に向かって引っ張られるとき、レスピレータは、折り畳み式レスピレータではなく、成形されたレスピレータとして振る舞う。すなわち、レスピレータは、使用中その形状をよりよく維持し得る構造的なカップ形状の構成をとる。したがって、フランジがマスク本体１２の主要部分６３に向かって引っ張られる、フランジ３６ａ、３６ｂを有する本発明のレスピレータは、ある意味、成形されたレスピレータと折り畳み式レスピレータとの間のハイブリッドである。

図７はまた、使用時構造のマスク本体１２を示す。マスク本体１２は、マスク本体の上方及び下方区分２４ａ、２４ｂが接する外辺領域６４において丸い構造を有するように図示される。この丸い構造体は、レスピレータ１０が着用されるときに、マスク本体１２が着用者の頬を締め付けるか、ないしは別の形で不快感を与えるのを防止する。

濾過構造体
本発明に関して使用される濾過構造体は、様々な異なる形状及び構造を呈してもよい。濾過構造は、典型的には支持構造に対して又は支持構造内に適切に嵌るよう適合される。通常、濾過構造体の形状及び構造は、マスク本体の全般的形状に対応する。濾過構造は、フィルタ層及び２つのカバーウェブを含む多層にて図示されているが、濾過構造はフィルタ層又はフィルタ層の組み合わせのみから構成されてもよい。例えば、プレフィルタはより精製され、選択された下流のフィルタ層の上流に配置してもよい。加えて、活性炭等の吸着材料を、濾過構造体を構成する繊維及び／又は様々な層の間に配置してもよい。更に、別個の微粒子濾過層を吸着層と共に使用して、微粒子と蒸気の両方の濾過を提供してもよい。濾過構造体は、カップ状の構造を提供する補助となる１つ以上の補強層を含んでもよい。濾過構造体はまた、その構造的一体性に貢献する１つ以上の水平及び／又は垂直の境界線を有する場合もある。しかしながら、本発明による第１及び第２フランジの使用により、そうした補強層及び境界線に対する必要性を解消することができる。

本発明のマスク本体に使用される濾過構造は、粒子捕捉型又は気体及び蒸気型のフィルタであってもよい。濾過構造体はまた、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のを防ぐために、フィルタ層の一方の側から他方へと液体が移動するのを防止するバリア層であってもよい。用途に応じて、本発明の濾過構造体の構築には、類似の又は異なるフィルタ媒体の複数の層を使用することができる。本発明の層状マスク本体に有効に使用できるフィルタは、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、面速度１３．８ｃｍ／秒で約１９５〜２９５パスカル未満）。濾過層は更に可撓性であり得、予想される使用条件においてそれらの構造を概して維持するよう、十分な剪断強さを有することができる。粒子捕捉フィルタの例としては、（ガラス繊維等の）微細無機繊維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。合成繊維ウェブには、メルトブローン法等のプロセスによって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が含まれ得る。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、粒子捕捉用途に特に有用である。別のフィルタ層は、呼吸空気中の有害な又は悪臭のある気体を除去するための吸着剤成分を含んでもよい。吸着剤は、接着剤、結合剤、又は線維構造によりフィルタ層内に拘束される粉末又は顆粒を含んでもよい（米国特許第６，３３４，６７１号（プリンゲット（Springett）ら）、及び米国特許第３，９７１，３７３号（ブラウン（Braun））を参照のこと）。吸着層は、繊維質又は網状発泡体のような基材をコーティングし、薄い凝集性層を形成することにより、形成できる。吸着剤材料としては、活性炭（化学処理済み、又は未処理）、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。様々な構造に適合し得る吸着剤フィルタ構造の例は、センカス（Senkus）ら所有の米国特許第６，３９１，４２９号に記載されている。

フィルタ層は、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。フィルタ層は、通常、粒子及び／又はその他の汚染物質を、フィルタ層を通過する気体流から高い割合で除去する。繊維質フィルタ層では、選択される繊維は濾過される物質の種類に依存し、典型的には、それらが成形操作中に共に結合しないように選択される。指摘したように、フィルタ層は様々な形状及び構成で提供されることができ、一般に約０．２ミリメートル（ｍｍ）〜１センチメートル（ｃｍ）、より一般的には約０．３ｍｍ〜０．５ｃｍの厚さを有し、またほぼ平面状のウェブであっても、又は波形を付けて、拡張された表面積を提供してもよく、これは例えば、ブロウン（Braun）ら所有の米国特許第５，８０４，２９５号及び同第５，６５６，３６８号を参照されたい。フィルタ層はまた、接着剤又は任意の他の手段により一緒に結合された複数のフィルタ層を含んでもよい。基本的に、濾過層の形成用として知られている（又は後に開発される）好適な任意の材料を、濾過材料として使用することができる。Ｗｅｎｔｅ，Ｖａｎ Ａ．，Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ Ｔｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ，４８ ｉｎｄｕｓ．Ｅｎｇｎ．Ｃｈｅｍ．，１３４２ ｅｔ ｓｅｑ．（１９５６）において教示されているもの等のメルトブローン繊維のウェブは、特に持続性帯電（エレクトレット）形である場合、特に有用である（例えば、Ｋｕｂｉｋら所有の米国特許第４，２１５，６８２号を参照）。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（「ブローンマイクロファイバー」をＢＭＦと称する）、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であってもよい。有効な繊維直径は、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｄｕｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ １Ｂ，１９５２に従って決定されてもよい。特に好ましいのは、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る繊維を含有するＢＭＦウェブである。米国特許第Ｒｅ３１，２８５号（ｖａｎ Ｔｕｒｎｈｏｕｔ）で教示されているような帯電解繊（electrically charged fibrillated-film）繊維、並びに、樹脂ウール（rosin-wool）繊維ウェブ及びガラス繊維ウェブ、もしくは、特にマイクロフィルムの形の原液ブロー（solution-blown）又は静電噴霧繊維も適切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）に開示されているように、繊維を水と接触させることにより、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）に開示されているようなコロナ帯電により、又は、同第４，７９８，８５０号（Ｂｒｏｗｎ）に開示されているような摩擦帯電（ｔｒｉｂｏｃｈａｒｇｉｎｇ）により、繊維に付与されてもよい。また、ハイドロチャージプロセスを通して作製されるウェブの濾過性能を高めるために、添加剤を繊維に含めることができる（Ｒｏｕｓｓｅａｕらの米国特許第５，９０８，５９８号を参照のこと）。特に、フッ素原子はフィルタ層の繊維表面に配置され得、油性ミスト環境での濾過性能を改善することができる（Ｊｏｎｅｓらの米国特許第６，３９８，８４７Ｂ１号、同第６，３９７，４５８Ｂ１号、同第６，４０９，８０６Ｂ１号を参照）。エレクトレットＢＭＦフィルタ層の典型的な坪量は、１平方メートルあたり約１０〜１００グラムである。例えば、’５０７号特許（アンガドジバンドら）に記載されている技法によって帯電させた場合、また、ジョーンズらの特許に記載されるようにフッ素原子を含む場合、坪量はそれぞれ、約２０〜４０ｇ／ｍ^２及び約１０〜３０ｇ／ｍ^２となる。

内側のカバーウェブは、着用者の顔に接触するために滑らかな表面を提供するために用いることができ、また外側のカバーウェブは、マスク本体内の遊離繊維を封入するため、又は審美的理由から用いることができる。カバーウェブは、一般に濾過構造体に濾過効果を全く提供しないが、フィルタ層の外部（又は上流）に配置された際に、プレフィルタとして作用させることができる。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基本重量を有し、比較的細い繊維から形成される。より具体的には、カバーウェブの坪量は約５〜５０ｇ／ｍ^２（典型的には１０〜３０ｇ／ｍ^２、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デニール未満であるが０．１デニールを超える）であるように作られ得る。カバーウェブに用いられる繊維は、平均繊維直径が約５〜２４マイクロメートル、典型的には約７〜１８マイクロメートル、より典型的には約８〜１２マイクロメートルであることが多い。カバーウェブ材料は、ある程度の弾性を有してもよく（典型的には、破断点にて１００〜２００％であるが、必ずしもこれでなくてもよい）、可塑的に変形可能であってもよい。

カバーウェブに好適な材料としては、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）が挙げられる。カバーウェブ用のＢＭＦ材料の好適な製造プロセスは、米国特許第４，０１３，８１６号（サビーら）に記載されている。ウェブは、繊維を滑らかな表面、典型的には滑らかな表面のドラム又は回転型コレクタの上に収集して形成してもよい（米国特許第６，４９２，２８６号（ベリガンら）を参照のこと）。スパンボンド繊維もまた使用することもできる。

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してもよい。これらの材料は、着用者に程度の高い柔らかさ及び心地よさを提供し、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、フィルタ材料を固定された状態に保つことが見出されている。カバーウェブで使用するの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、ポリプロピレンとポリエチレンのブレンド、ポリプロピレンとポリ（４−メチル−１−ペンテン）のブレンド、及び／又はポリプロピレンとポリブチレン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としては、ポリプロピレン樹脂から作製されたＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンＢＭＦ「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」があり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ^２を提供し、及び繊維デニールは０．２〜３．１の範囲である（約０．８の繊維１００本超で測定の平均）。他の適した繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンＢＭＦ（樹脂「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ３５０５Ｇ」８５％と、エチレン／α−オレフィンコポリマー「Ｅｘａｃｔ ４０２３」（これもＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）１５％を含む混合物から製造される）であり、これは坪量が約２５ｇ／ｍ^２であり、平均繊維デニールが約０．８である。好適なスパンボンド材料は、Ｃｏｒｏｖｉｎ ＧｍｂＨ（Ｐｅｉｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｐｌｕｓ ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｃｌａｓｓｉｃ ２０」、及び「Ｃｏｒｏｖｉｎ ＰＰ−Ｓ−１４」の商品名で入手可能であり、カードポリプロピレン／ビスコース材料は、Ｊ．Ｗ．Ｓｕｏｍｉｎｅｎ ＯＹ（Ｎａｋｉｌａ，Ｆｉｎｌａｎｄ）から商品名「３７０／１５」で入手可能である。

本発明で使用されるカバーウェブは、好ましくは、プロセス後に非常に僅かな繊維がウェブ表面から突出し、それ故滑らかな外側表面を有している。本発明において使用することが可能な被覆ウェブの例は、例えばアンガジバンドに付与された米国特許第６，０４１，７８２号、ボストックらに付与された米国特許第６，１２３，０７７号、及びボストックらに付与された国際特許出願公開第９６／２８２１６Ａ号に開示されている。

レスピレータ構成要素
ハーネスに使用されるストラップは、様々な材料、例えば熱硬化性ゴム、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等から作製されてもよい。ストラップは弾性材料、例えば、弾性の編組み材料から作製されてもよい。ストラップは、その全長の２倍より大きく拡張することができ、その弛緩状態に戻すことができることが好ましい。ストラップはまた、その弛緩状態の長さの３倍又は４倍まで伸びることが可能であり、張力が取り除かれると、なんら損傷を受けずにその元の状態に戻ることができる。したがって、弾性限度は、ストラップのリラックス状態における長さの２倍、３倍、又は４倍以上であるのが好ましい。典型的には、ストラップは、長さ約２０〜３０ｃｍ、幅３〜１０ｍｍ、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タブまで延びてもよく、又はストラップは、更なる締結具又はバックルにより互いに接合され得る複数の部品を有してもよい。例えば、ストラップは、マスク本体を顔面から取る際に、着用者により迅速に分離され得る締結具により共に接合された第１及び第２の部分を有してもよい。あるいは、ストラップは、着用者の耳周辺に配置されるループを形成し得、米国特許第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎら）を参照のこと。本発明に関して使用することができるストラップの例が、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つ以上の部品を接合するのに使用することができる締結又は留め金機構の例は、例えば次の、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、再利用可能なキャリッジ又は外辺部の内側表面上に提供された接着剤層の形態であり得る。

指摘したように、内部気体空間から呼気を排除し易くするために、マスク本体に呼気弁を取り付けてもよい。呼気弁を使用することで、マスク内部からの暖かい湿った呼気を急速に除去することにより、着用者の心地よさを改善し得る。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（Ｊａｐｕｎｔｉｃｈら）、同第６，８８３，５１８号（Ｍｉｔｔｅｌｓｔａｄｔら）、及び同再特許第ＲＥ３７，９７４号（Ｂｏｗｅｒｓ）を参照。本質的に、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できる任意の呼気弁を、呼気を内部気体空間から外部気体空間へと迅速に送るために、本発明に関連して使用してもよい。

本発明で使用されるノーズクリップは、着用者の鼻を覆う着用感を改善するのを助ける本質的に任意の追加的部分であり得る。着用者の顔が鼻領域内に位置するので、ノーズクリップは、この場所において適切な着用感を達成するのにより役立つように使用され得る。例えばノーズクリップは、マスク本体が、着用者の鼻の上及び鼻と頬との間の領域に対して所望の適合関係に保持されるべく成形することができるアルミニウムなどの柔軟で軟らかい帯状の金属を含んでもよい。適したノーズクリップの一例は、米国特許第５，５５８，０８９号及び同第Ｄｅｓ．４１２，５７３号（Ｃａｓｔｉｇｌｉｏｎｅ）に示される。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）、同公開第２００７−００４４８０３Ａ１号（２００５年８月２５日出願）、及び同第２００７−００６８５２９Ａ１号（２００５年９月２７日出願）に記載されている。

本発明には、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができる。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。

更に本発明は、ここに具体的に開示されていない要素がなくとも適切に実施される場合がある。

「背景技術」の項において引用したものを含めて、上記に引用した全ての特許及び特許出願は、参照によりその全容が本文書に組み込まれる。そのような組み込まれる文献の開示と上記明細書との間に不一致又は矛盾がある限りにおいては、上記明細書が優先する。

Claims (13)

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）頂部、底部、上方外辺区分、下方外辺区分、前方境界線、並びに第１及び第２結合線を有する濾過構造体を含むマスク本体であって、
   前記第１及び第２の結合線は、前記マスク本体の対向する第１側部及び第２側部上に位置し、かつ前記マスク本体の前記頂部を前記底部に接合し、
   前記第１及び第２結合線は、前記前方境界線から前記上方及び下方外辺区分まで延び、
   前記上方及び下方外辺区分は、前記マスク本体が平坦に置かれたとき、上方及び下方線状区分の対向する端部に位置する前記第１及び第２の湾曲した部分の間にそれぞれ位置する前記上方線状区分及び下方線状区分を含み、
   前記上方及び下方外辺区分のそれぞれの前記第１及び第２の湾曲した部分は、前記対応する上方又は下方線状区分から前記第１及び第２結合線までそれぞれ延びる、マスク本体と、を含む、フィルタ式フェースピースレスピレータ。
2. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、ほぼ一定の曲率を有する、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. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、約１０〜７０ｍｍの半径を有する、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。
4. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、約２０〜６０ｍｍの半径を有する、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. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、約３０〜５０ｍｍの半径を有する、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。
6. 前記上方及び下方外辺区分は、蝶の形態で折り曲げて互いに引き離すことができる、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。
7. 水平平坦折り畳み式レスピレータである、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。
8. 前記上方及び下方区分はそれぞれ、長さ１０〜２０ｃｍである、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。
9. 前記上方及び下方区分はそれぞれ、長さ１３〜１９ｃｍである、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。
10. 前記上方及び下方区分はそれぞれ、長さ１５〜１８ｃｍである、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。
11. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、様々な半径を有する、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。
12. 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）頂部、底部、上方外辺区分、下方外辺区分、前方境界線、並びに第１及び第２結合線を有する水平折り畳み式濾過構造体を含むマスク本体であって、
    前記第１及び第２の結合線は、前記マスク本体の対向する側部上に位置し、かつ前記マスク本体の前記頂部を前記底部に接合し、
    前記第１及び第２結合線は、前記前方境界線から前記上方及び下方外辺区分まで延び、
    前記上方及び下方外辺区分は、前記マスク本体が平坦に置かれたとき、前記上方及び下方線状区分の対向する端部に位置する前記第１及び第２の湾曲した部分の間にそれぞれ位置する前記上方線状区分及び前記下方線状区分を含み、
    前記上方及び下方線状区分が、長さ約１３〜１９ｃｍであり、前記上方及び下方外辺区分のそれぞれの前記第１及び第２の湾曲した部分はそれぞれ、１０〜７０ｍｍの曲率半径を有し、前記対応する上方又は下方線状区分から前記第１及び第２結合線までそれぞれ延び、
    前記上方及び下方外辺区分は、前記レスピレータが平坦に折り畳まれた状態で定置されるときに、蝶の形態で折り曲げて互いに引き離すことができる、マスク本体と、を含む、フィルタ式フェースピースレスピレータ。
13. 前記第１及び第２の湾曲した部分は、約２０〜６０ｍｍの半径を有し、前記上方及び下方区分はそれぞれ、長さ１５〜１８ｃｍである、請求項１２に記載のフィルタ式フェースピースレスピレータ。

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