JP2016533821A - 個人用呼吸保護装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、個人用呼吸保護装置に関し、具体的には、かかる装置は、周辺部を有するレスピレータ本体と、レスピレータ本体の少なくとも一部分を形成するフィルター媒体と、周辺部に位置付けられ、かつその長さの少なくとも一部に沿って延在する、ガスケットとを備える。【選択図】図１

Description

レスピレータ又はフェースマスクとしても知られる個人用呼吸保護装置は、空気中に浮遊する微粒子、又は有毒若しくは不快なガスからヒトの呼吸系を保護することが所望される多種多様な用途で使用される。一般的にかかるレスピレータは、米国特許第４，８２７，９２４号に考察されるものなどの成形されたカップ形状、又は欧州特許第８１４ ８７１号で考察されるものなどのフラットフォールド構成のいずれかである。

成形されたカップ形状のマスクは、典型的には、内側及び／又は外側の支持シェルのいずれかによって支持される少なくとも１つのフィルター媒体の層を備える。着用者の顔に対する良好な嵌合を確実にするために、カップ形状の内縁部の周囲にガスケットが提供される。このガスケットは、着用者の顔の造作の周囲に成形され、着用者のマスクと顔との間に密封及び良好な係合を提供するように、通常、可撓性材料から形成される。使用時に、可能な限り多くの空気が、レスピレータの縁部の周囲ではなく、フィルター媒体を通過することが必要不可欠なので、かかるレスピレータの嵌合の質は高くなければならない。かかるレスピレータは、呼吸を補助するためのバルブを有する場合もある。

したがって、ガスケット自体が、レスピレータの再現可能な、信頼性のある嵌合を達成するための重要な因子である。着用者の顔の造作の変動を考慮すると、ガスケットは、多くの異なる輪郭の周囲に嵌合するように、十分に可撓性であり、かつ適宜に寸法設定される必要がある。１つの問題となる区域は、着用者の鼻の周囲であり、この区域では、レスピレータは、使用中にレスピレータの移動を最小限にするように皮膚に対して緊密かつ堅固に嵌合し、並びに気密の嵌合を必要とする。レスピレータは典型的には、嵌合を補助するために、レスピレータの外側表面上に提供され、かつ着用者の鼻の周囲で曲げられるように設計される、レスピレータを定位置に保持するための、金属のストリップなどの鼻クリップを有する。鼻クリップを提供するための１つの代替案は、着用者の鼻の縁部の周囲の間隙を充填し、ひいては嵌合の改善を提供する、成形されたガスケットを代わりに使用することである。かかる解決策は、鼻領域内に含まれる変形可能なフランジを有してゴム様の縁部ビードがレスピレータの縁部の周囲に成形される、欧州特許第１ ６１４ ３６１号で考察されている。

しかしながら、それでもなお、鼻クリップ又は他のガスケットの使用に伴い、様々な問題が起こる場合がある。第１に、鼻クリップを含むことによって追加の製造コストが発生する場合がある。第２に、顔の造作及びサイズは着用者人口にわたって大幅に変動するので、鼻クリップが、一部の着用者にとって不快なものである場合がある。そして第３に、鼻クリップを使用しないときに達成される嵌合は、一般的に、ガスケットと着用者の皮膚との間のかかる緊密な接触がなければより劣る場合がある。更に、嵌合が理想より劣る場合、業務を遂行するために安全メガネ又は処方されたメガネなどの眼鏡類も必要とする着用者は、追加的な問題に直面する。例えば、レンズ又はフレームの基部がレスピレータ又はガスケットの上方の縁部に当たる場合、安全メガネを適正又は快適な位置に着用するのが困難である場合がある。適正な位置に着用した場合でさえも、嵌合が不良なガスケットは、湿気を含んだ呼吸がレスピレータから漏れ出し、眼鏡類のフレーム又はレンズの下を移動して、眼鏡類への曇りの発生を助長する。

したがって、すべての顔のタイプ及びサイズに対して最適な嵌合を与えるガスケットを提供することによって、現在の製品と比較して最小限のコスト上昇で、又は理想的にはより低い製造コストで、これらのすべての問題に取り組むことができるのが望ましいであろう。

本発明は、着用者による使用のための個人用呼吸保護装置を提供することによって、少なくともこれらの問題のうちのいくつかに対処することを目的とする。この個人用呼吸保護装置は、周辺部を有するレスピレータ本体と、レスピレータ本体の少なくとも一部分を形成するフィルター媒体と、周辺部に位置付けられ、かつその長さの少なくとも一部に沿って延在するガスケットと、を備え、このガスケットは、シート様の可撓性エラストマー材料を含み、かつ輪郭成形され、この輪郭は、周辺部から離れる方向に突出する隆起部を備える。

ガスケットの可撓性及び輪郭成形は、着用者の顔の造作に容易かつ完全に適合する、適合可能な構造を生成する。隆起部は、鼻及び頬骨にわたるガスケットの正確な位置決めを可能にし、使用中に内側への空気の漏れを防止する。

好ましくは、隆起部は変形可能である。好ましくは、隆起部は、可撓性エラストマー材料の厚さが増加した領域を含む。

好ましくは、隆起部は、ガスケットのための緩衝手段を形成する。

好ましくは、ガスケットは、隆起部上に配置されたくぼみ部を含み、くぼみ部は、着用者の鼻を収容するように適合される。

好ましくは、ガスケットが屈曲して、着用者の顔の造作に適合するように、装置は、個人用呼吸装置を着用者に固定するヘッドバンド手段を更に備える。より好ましくは、ヘッドバンド手段は調節可能であり、そのため、調節可能なヘッドバンド手段が調節されたときに、ガスケットが屈曲して、着用者の顔の造作に適合する。

好ましくは、ガスケットは、着用者の鼻及び頬に対して実質的にじかに嵌合する。

好ましくは、ガスケットは、レスピレータ本体の周辺部の全体に沿って延在する。好ましくは、隆起部は、ガスケットの一部のみに沿って延在する。

好ましくは、ガスケットは、着用者の鼻、頬、及び顎に対して実質的にじかに嵌合する。

好ましくは、隆起部は、使用中に着用者の鼻に接触するガスケットの領域内に形成される。

輪郭は、実質的にＶ字型であってもよい。

好ましくは、隆起部は、エラストマー材料の厚さの局所的な増加によって形成される。隆起部は、その長さに沿って厚さが変動する場合がある。

好ましくは、隆起部は、エラストマー材料の折り目によって形成される。

好ましくは、ガスケットは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）を含む。ガスケットは、射出成形されてもよい。

フィルター媒体はカバーの形態であってもよく、レスピレータ本体は、内側カップ形状の支持部備えていてもよく、フィルター媒体は内側カップ形状の支持部の上に重なる。好ましくは、カバー及び内側カップ形状の支持部は、レスピレータ本体の周辺部で接合される。レスピレータ本体は、少なくとも２つのパネルを含む場合がある。

好ましくは、ガスケットは、レスピレータ本体の周辺部の全体に沿って延在する。

好ましくは、装置は、メンテナンスフリーのレスピレータ装置である。

ガスケットは、着用者の鼻及び口を収容するように適合される開口部を有する場合がある。

ここでは本発明は単なる例として、また添付図面を参照して記述される。
本発明によるガスケットを備える個人用呼吸装置の斜視図である。 本発明によるガスケットを備える個人用呼吸装置の側面図である。 いくつかの断面を示すガスケットの平面図である。 図３のＡ−Ａ’に沿った断面図である。 図３のＢ−Ｂ’に沿った断面図である。 図３のＣ−Ｃ’に沿った断面図である。 図３のＤ−Ｄ’に沿った断面図である。 図３のＥ−Ｅ’に沿った断面図である。 図３のＦ−Ｆ’に沿った断面図である。 図３のＧ−Ｇ’に沿った断面図である。 図３のＨ−Ｈ’に沿った断面図である。

鼻クリップを使用せずに改善された嵌合を生成し、かつ眼鏡類の曇りなどの嵌合の不良により生じる問題を避けるために、本発明は、可撓性エラストマー材料から形成される輪郭成形されたガスケットを採用する。このガスケットは、個人用呼吸装置の周辺部に取り付けられ、かつその長さの少なくとも一部に沿って延在する。輪郭は、周辺部から離れるように突出する隆起部を備える。この隆起部は、ガスケットが着用者の鼻、頬、及び顎の周囲で変形し、ガスケットに沿ったすべての点において、したがってガスケットが延在する装置の周辺部の周囲で皮膚と確実に接触するようにするのを可能にする。好ましくは、ガスケットは周辺部の全体に沿って延在し、ひいては、着用者の顔の造作の形状及びサイズにかかわらず極めて良好な嵌合を生成する。

図１は、本発明によるガスケットを備える個人用呼吸装置の斜視図である。個人用呼吸装置１は、概してカップ形状であり、周辺部３を有するレスピレータ本体２を有し、かつ内側カップ形状の支持部４、及び外側カバー５の形態のフィルター媒体を含み、フィルター媒体は、内側カップ形状の支持部４上に重なり、レスピレータ本体２の少なくとも一部を形成する。ガスケット６は、装置１の周辺部３において提供され、この実施形態では、装置１の周辺部３の全体の周囲に延在する。ガスケット６は、可撓性エラストマー材料から形成される。ガスケット６は、図示されるように、周辺部３から離れる方向に突出する隆起部７を含む輪郭を有して、輪郭成形された領域によって輪郭成形される。隆起部は、変形可能であり、かつ好ましくは、ガスケット６に対する緩衝手段を形成する。輪郭は、実質的にＶ字型である。隆起部７は、使用中に着用者の鼻に接触するガスケット６の領域内に形成され、かつガスケット６の可撓性材料の厚さの局所的な増加によって形成される。ガスケット６は、ガスケット６が着用者の鼻、頬、及び顎と接触するように、着用者の口鼻の領域を受容するための実質的に長円形形状の中央開口部８を形成する。使用時にガスケット６が着用者の鼻梁に接触する一番上の点において、ガスケット６はくぼみ部９を有する。くぼみ部９は、着用者の鼻を収容するように適合される。くぼみ部９が屈曲点１０を形成するように、屈曲点１０は、概してくぼみ部９の位置に対応して隆起部７上に配置される。屈曲点１０は、ガスケット６の可撓性材料の厚さの局所的な減少によって形成される。ガスケット６は、この屈曲点１０を中心として屈曲するように適合される。

ガスケット６が屈曲して、着用者の顔の造作に適合するように、装置１を着用者に固定するヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄが提供される。ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄは、超音波溶接の手段によって周辺部３において装置１に固定される。追加的なリップが、周辺部の少なくとも一部、好ましくはすべての周囲に延在する周辺部３において提供され、所望する場合、ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄが取り付けられ得る基部を形成してもよい。好ましくは、ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄは、超音波溶接の手段によって周辺部３に溶接されるが、他の好適な技法及び均等の技法が使用されてもよい。ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄは、調節可能であり、そのため、ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄが調節されたときに、ガスケット６が屈曲して、着用者の顔の造作に適合する。調節可能なヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄがきつく引かれたとき、ガスケット６は、着用者の顔に向かって、屈曲点１０を中心として屈曲し、鼻と接触するようにくぼみ部９を引き込む。ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄは各々、弾性材料の長さが通されるプラスチックバックルを含み、所望により引っ張って長くすることができ、また短くすることができる。２つのヘッドバンド（図示せず）が２つのバックルのそれぞれに結合し、ヘッドバンドは、弾性材料の幅によって形成される。バックルの構造は、一方向では、容易な移動を防止し、ひいては弾性材料を緊密に定位置に保持する。代替的には、周辺部３に接着、溶接、又はステープル止めされてもよい、編組した弾性のストリップなどの調節不可能なヘッドバンド手段が使用されてもよい。

くぼみ部９における、及びくぼみ部９に近接するガスケット６の領域は、着用者の鼻及び頬に密接に接触し、良好な嵌合を生成する。これは、ガスケット６が着用者の鼻及び頬に対して実質的にじかに嵌合するように、変形可能である隆起部７によって補助される。隆起部７は、使用時に、顔の造作が周辺部３に対して緩衝されるように、着用者の顔に対して隆起部が変形し、緩衝効果を生成する、ガスケット６のための緩衝手段を形成する。以下で考察するように、装置１の構成要素が一緒に溶接されるので、調節不可能なヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄがきつく引っ張られて、使用中の装置のために気密な嵌合を生成するとき、周辺部３は着用者の顔に対して硬いように感じられて、不快である場合がある。変形可能な隆起部７をガスケット６上に提供することによって、これを効果的に防止し、そのため、着用者の顔の造作のサイズ及び形状にかかわらず、装置が快適で、かつ着用者に良好に嵌合しているように感じられる。この例では、ガスケット６が着用者の鼻、頬、及び顎に対して実質的にじかに嵌合するように、ガスケット６は、周辺部３の実質的に全体に延在する。

内側カップ形状の支持部４は、好ましくは熱的に接合されたポリエステル不織エアレイドステープルファイバー材料から形成されるが、所望によりポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロース、又はこれらの繊維材料の組み合わせであってもよい。外側カバーウェブ５は、好ましくはスパンボンドポリプロピレン２構成成分ファイバー不織材料から形成される。内側のカバーウェブ（図示せず）が、所望により外側カバーウェブ５と内側カップ形状の支持部４との間に提供される場合があり、これもまた好ましくは、スパンボンドポリプロピレン２構成成分ファイバー不織材料から形成される。内側カップ形状の支持部４、外側カバーウェブ５、及びガスケット６は、周辺部３において一緒に溶接される。好ましくは、超音波溶接が使用されるが、熱溶接及び他の溶接技法も均等に好適である。

図２は、本発明によるガスケットを備える個人用呼吸装置の側面図である。これは、輪郭の形状をより詳細に図示する。この輪郭は、実質的にＶ字型であり、「Ｖ」字の頂点が隆起部７に対応する。ヘッドバンド手段１１ａ〜１１ｄを矢印Ａ、Ａ’の方向にきつく引いたとき、ガスケット６は屈曲点において下向きに屈曲して、屈曲点１０及びくぼみ部９の両側の領域１２ａ、１２ｂを着用者の頬骨に対して押しつける。周辺部３におけるガスケット６のくぼみ部９と反対側の部分は、着用者の顎に対して同時にきつく引っ張られる。これは、装置１の周辺部３全体の周囲に気密の嵌合を生成する。

ガスケット６は、可撓性エラストマー材料、好ましくは熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）から形成される。好適な材料としては、両方ともＡｌｐｈａＧａｒｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ（Ｂｅｌｅｒ Ｗａｙ、Ｌｅｉｃｅｓｔｅｒ Ｒｏａｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅ、Ｍｅｌｔｏｎ Ｍｏｗｂｒａｙ、Ｌｅｉｃｅｓｔｅｒｓｈｉｒｅ ＬＥ１３ ０ＤＧ、ＵＫ）から入手可能な、Ｅｖｏｐｒｅｎｅ（登録商標）Ｇ ９６７及びＧ ９５３が挙げられる。好ましくは、ガスケット６を作製するために、この熱可塑性エラストマー材料は射出成形される。２分割金型は、好ましくは金型面上の少なくとも１つの射出ポイントから圧縮充填され、結果として少なくとも１つの射出ポイントを縁部ではなく表面上に有する最終的なガスケット６をもたらす。金型の縁部内ではなく、面上に射出すると、完成したガスケット６の優れた引き裂き抵抗及び機械的強度をもたらす。

図３は、いくつかの断面を示すガスケットの平面図である。これらの断面は、輪郭及び隆起部７をより詳細に示す。図３は、ガスケット６の半分を示し、示されていない半分の輪郭形成は、断面Ａ−Ａ’からＨ−Ｈ’における鏡面対称であることを理解するべきである。図４ａは、図３のＡ−Ａ’に沿った断面であり、くぼみ部９及び屈曲点１０の領域におけるガスケット６の厚さを示す。本発明のこの実施形態では、内部カップ形状の支持部が使用されるが、異なるタイプの支持部を使用するか、又は支持としてはともに欠如しているのが好ましい場合がある。例えば、外部カップ形状の支持部が、レスピレータ本体２を形成する内部フィルター層とともに使用されてもよい。

ガスケット６は、隆起部７の領域において１．６７ｍｍ、周辺部３では０．８０ｍｍ、ガスケット６の残りの部分では０．６５ｍｍの公称厚さを有する。したがって、隆起部７は、可撓性材料の厚さの局所的な増加によって形成される。図４ｂは、図３のＢ−Ｂ’に沿った断面であり、図４ｃは、図３のＣ−Ｃ’に沿った断面である。ここで、隆起部７におけるガスケット６の公称厚さは、それぞれ２．０４ｍｍ及び１．７３ｍｍであり、可撓性材料の厚さの局所的な減少によって屈曲点が形成されることを示している。くぼみ部９から離れる方向に移動すると、図４ｄ（１．５０ｍｍ）及び図４ｅ（１．１４ｍｍ）に示されるように、隆起部７を形成する材料の厚さが低減する。図４ｆ及び図４ｇに示すように、断面Ｆ−Ｆ’及び断面Ｇ−Ｇ’において、隆起部７は周辺部８に向かって角度をなしており、厚さはわずかに増加し（それぞれ１．３４ｍｍ及び１．６７ｍｍ）、ガスケット６は着用者の口の縁部の周囲で顎骨に接触する。最後に、図４ｈの断面Ｈ−Ｈ’に示すように、着用者の顎にわたって嵌合するガスケット６の部分は、隆起部７及び周辺部３から離れる方向のガスケットの残りの部分とほぼ同一の公称厚さを有し、これは０．６５ｍｍである。特に図４ｂ及び図４ｃから、ガスケット６の厚さの変動が、どのようにガスケット６を変形させて、着用者の鼻及び頬に接触するのか、それでも隆起部７において、気密の密封を形成するのに構造的に十分なままであることを見ることができる。先行技術の装置とは異なり、ガスケットは、射出成形によって形成された材料の厚さの変動及び輪郭によって決定される性能特性を有する、シート様の可撓性材料を含む。

ガスケットの有効性を判定するために、装置の全漏れ率（ＴＩＬ）を測定するための試験が実行された。これは、着用者の顔との不良な密封に起因する外側の周囲から装置内への空気の漏れを試験するものであり、これは装置の嵌合の質の尺度である。全漏れ率に関する性能要件は、クラスＦＦＰ３の装置（フィルタリングハーフマスク）に対するＥＮ１４９：２００１＋Ａ１：２００９の７．９．１項に説明されている。全漏れ率を試験するためには、被験者は装置を着用し、彼らの顔の造作に最良に嵌合するように嵌合を適宜に調節し、かつ装置を着用しながら、微粒子の懸濁を含有する雰囲気中で様々な課題を実行する（マスクの外側の塩濃度に対するマスク内側の塩濃度比を％として）。ＴＩＬは、使用後に装置の中に存在する粒子の量によって、ガスケット周囲の漏れ及び着用者の顔との密封の尺度として判定される。ＥＮ１４９：２００１＋Ａ１：２００９の判定基準に適合するためには、様々な顔のサイズを有する人のテストパネルが使用され、１０人の被験者のうちの４人の被検者のみが５％の最大許容ＴＩＬ値を超え、かつあらゆる被験者に対してすべての活動にわたる平均ＴＩＬ値が２％を超えないという標準的な要件を有する。試験活動としては、歩くこと、頭を左右に動かすこと、頭を上げ下げすること、しゃべること、及び第２の歩くことが挙げられる。試験された１０人の被験者のうち、いずれも５％の最大値又は２％の平均値を超えず、そのため、本発明による装置は、標準の要件に適合した。

上記の実施例では、装置１は、レスピレータ本体２の周辺部３の全体に沿ってガスケット６が延在する、カップ形状である。しかしながら、カップ形状でない装置上にガスケットを含むのが望ましい場合がある。例えば、レスピレータ本体２は、少なくとも２つのパネルを含み、ひいては平らな折り曲げたレスピレータ装置を形成する場合がある。好ましくは、装置１は、メンテナンスフリーのレスピレータ装置である。いずれの場合でも、装置は、バルブ１５も含んでもよい。代替的には、装置は、最利用可能なレスピレータであってもよい。

Claims (23)

1. 着用者による使用のための個人用呼吸保護装置であって、
   周辺部を有するレスピレータ本体と、前記レスピレータ本体の少なくとも一部分を形成するフィルター媒体と、前記周辺部に位置付けられ、かつその長さの少なくとも一部に沿って延在するガスケットと、を備え、
   前記ガスケットが、シート様の可撓性エラストマー材料を含み、かつ輪郭成形され、前記輪郭は、前記周辺部から離れる方向に突出する隆起部を含む、装置。
2. 前記隆起部が、変形可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記隆起部が、前記可撓性エラストマー材料の厚さが増加した領域を含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記隆起部が、前記ガスケットのための緩衝手段を形成する、請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記ガスケットが、前記隆起部上に配置されたくぼみ部を含み、前記くぼみ部が、前記着用者の鼻を収容するように適合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ガスケットが屈曲して、着用者の顔の造作に適合するように、前記個人用呼吸装置を前記着用者に固定するヘッドバンド手段を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ヘッドバンド手段が調節可能であり、そのため、前記調節可能なヘッドバンド手段が調節されたときに、前記ガスケットが屈曲して、前記着用者の前記顔の造作に適合する、請求項６に記載の装置。
8. 前記ガスケットが、前記着用者の鼻及び頬に対して実質的にじかに嵌合する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記ガスケットが、前記レスピレータ本体の前記周辺部の全体に沿って延在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記隆起部が、前記ガスケットの一部のみに沿って延在する、請求項９に記載の装置。
11. 前記ガスケットが、前記着用者の鼻、頬、及び顎に対して実質的にじかに嵌合する、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記隆起部が、使用中に前記着用者の鼻に接触する前記ガスケットの前記領域内に形成される、請求項１に記載の装置。
13. 前記輪郭が、実質的にＶ字型である、請求項１に記載の装置。
14. 前記隆起部が、エラストマー材料の厚さの局所的な増加によって形成される、請求項１に記載の装置。
15. 前記隆起部の長さに沿って前記隆起部の厚さが変動する、請求項１２に記載の装置。
16. 前記隆起部が、前記エラストマー材料内の折り目によって形成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
17. 前記ガスケットが、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記ガスケットが、射出成形される、請求項１７に記載の装置。
19. 前記フィルター媒体がカバーの形態であり、前記レスピレータ本体が、内側カップ形状の支持部を含み、前記フィルター媒体が前記内側カップ形状の支持部の上に重なる、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記カバー及び前記内側カップ形状の支持部が、前記レスピレータ本体の前記周辺部で接合される、請求項１９に記載の装置。
21. 前記レスピレータ本体が、少なくとも２つのパネルを含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記装置が、メンテナンスフリーのレスピレータ装置である、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 前記ガスケットが、前記着用者の鼻及び口を収容するように適合される開口部を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置。

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