JP5654815B2 - 構造溶着パターンを有する平坦折り畳み式フィルタ式顔面装着呼吸マスク - Google Patents
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Description
以下に記載される用語は、定義されるような意味を持つ。
呼吸マスクの濾過構造体は、3層の不織布材及び他の呼吸マスク構成要素から形成した。本発明のマスクを、予備成形品製造工程、及びマスク仕上げ工程の2つの作業工程で組み立てた。予備成形品製造の段階には、不織繊維ウェブの積層及び固定工程、プリーツ折り目線形成工程、並びに周辺ウェブ材料及びノーズクリップ取り付け工程が含まれていた。マスク仕上げ工程の作業には、エンボス加工された折り目線に沿ってプリーツを折る工程、マスク側縁部及び補強されたフランジ材料の双方を融着する工程、最終形態に切り出す工程、及びヘッドバンドを取り付ける工程が含まれていた。
予備成形品製造の段階では、3層の不織布材を向かい合わせの配向で重ね合わせた。本実施例では、層を形成する個々の材料を以下の順序で組み立てた。
1.外側スクリム
2.フィルタ材料
3.内側カバーウェブ
マスク仕上げ工程の作業では、図5に示すように、折り目線に沿ってプリーツが折られた。マスクの中央の折り目より上に位置するプリーツは、マスクを開くと折り目の外側が下方に向くように折られたが、これは着用時にマスクの折り目にごみ等が溜まることを防ぐ助けとなるために行った。予備成形品に適正なプリーツ処理をして中央の折り目を中心に折り、マスクの側縁部を融着するため、そして補強フランジ(図3の28a及び28b)の結合層を作り出すために、予備成形品を超音波溶着した。超音波溶着は、Branson,Danbury,Connecticutから入手の超音波溶着装置2000ae型を使用し、ホーン振幅、周波数、及び加圧保持時間をそれぞれ、100%、20kHz、及び2.0秒としてラム圧483kPaで操作して行った。ホ−ンは接触面積22.4平方センチメートルでアンビルに対して動作し、結果的に1.5MPaの接触圧で予備成形品の材料を結合した。フランジ材料を結合するためのアンビルの接触区域は、平頂角型ペグで構成されており、それらペグは1.6平方ミリメートルの個々のフェース面積を有し、それらの平坦側面から1.27ミリメートルの間隔を置いて配列され、その結果として得られた結合パターンは図1のタブ28aで示される。マスクの側縁部の結合を形成するアンビルのバーは、長さ95.25ミリメートル、幅9.525ミリメートルであり、結果として得られた結合パターンは図1の28aで示される。アンビルの傾斜バー要素がマスクの側縁部を封止し、ピン溶着表面がフランジ材料を融着させて堅固化した。マスク仕上げ作業の最終工程として、この補強フランジを所望の形状に切り出し、ヘッドバンドをタブにステープル留めした。フランジは幅1.0cm、長さ5.0cmで、ヘッドバンドを取り付けるタブ部分に位置決めされる0.5cmのアールが付いたヘッド部を備えていた。ヘッドバンドは、Stanley Bostitch,East Greenwich,Rhode Islandから入手の手持ちホチキスP6C−8型、及び亜鉛めっきのホッチキス針No.STH5019 0.635cm(1/4インチ)を使用してタブのアールが付いたヘッド部に取り付けた。
さまざまな人体計測学の着用者範囲に対して最適に適合しかつ快適度の最も高い平坦折り畳み式呼吸マスクの設計は、模擬呼吸負荷を受けた呼吸マスクの圧潰を測定するように適合されたヘッドフォームを使用して増強され得る。この方法は、呼吸マスクとヘッドフォームとの間の相互作用をシミュレーションした。ヘッドストラップの抵抗力、ヘッドフォームの形状、マスクの位置、呼吸の周期換気量及び回数は、平坦折り畳み式呼吸マスクの耐圧潰性能の判定に影響を及ぼす。
Warwick Technology Limited(Warwick,United Kingdom)のDynamic Breathing Machineを、前述のヘッドフォームと共に使用して、人間の呼吸が呼吸マスクに届けられるように人間の呼吸をシュミレーションした。試験装置は、長さ30cm、内径2.54cmのホースを介して空気が人工呼吸器からヘッドフォームの後部に供給されるように構成された。人工呼吸器は呼吸の正弦波波形をもたらし、リットル/分(L/min)で示された流量は、試験の持続時間にわたって変化した。人工呼吸器は、呼吸頻度20サイクル/分で操作され、1回換気量は1リットル、室内条件は25℃及び相対湿度は50%であった。
General Mask Making Procedureに詳述された手順により、概ね図2及び図3に32a、32b、32c、及び32dとして描かれているような、大きな三角形の等しい長さの辺の反対側のコーナーに位置付けられた2つの入れ子になった二等辺三角形を有する二等辺三角形の形状の強化溶着パターンを用いて、呼吸マスクを構成した。小さな三角形のそれぞれと大きな三角形とは、等しい長さの辺及び残りの辺を共有した。大きな三角形の等しい長さの辺は52mm、入れ子になった三角形の等しい長さの辺は17mmであった。呼吸マスクの面上の、横方向に延びる境界線と縦軸とによって画定された4つの四分円内に、パターンを配置した。横方向に延びる境界線は、マスクの上部から93.5mm下方に位置付けられ、縦軸はマスクの中央線に沿って位置付けられた。四分円1、2、3、及び4はそれぞれ、時計回りの位置、即ち、9:00〜12:00、12:00〜3:00、3:00〜6:00、及び6:00〜9:00によって画定された。大きな三角形の幾何学的重心は各四分円と心合わせされ、横方向に延びる境界線と縦軸の交点から放射状の直線に沿って44mmに置かれた。四分円1及び2の中の大きな三角形の頂点はマスクの上部の方向に向き、底辺は横方向に延びる境界線と平行であった。四分円3及び4の中の大きな三角形の頂点はマスクの底部の方向に向き、底辺は横方向に延びる境界線と平行であった。強化パターンの溶着幅は3mmであり、各四分円に対して651平方mmを占めた。溶着は全層を通じて予備成形品を融合させた。
強化パターンを使用しなかったことを除いては、実施例1に記載の通りにマスクを形成して試験した。結果を表2に示す。
Shandong Kangjie Nonwovens Co.Ltd.(Jinan,China)から入手可能なポリプロピレンスパンボンド不織布製の、34gsmの内側カバーウェブ及び外側スクリムを予備成形品製造の段階で使用したことを除いては、実施例1に記載の通りにマスクを形成して試験した。結果を表2に示す。
34gsmの内側カバーウェブ及び外側スクリムを予備成形品製造の段階で使用したことを除いては、比較例1に記載の通りにマスクを形成して試験した。結果を表2に示す。
模擬呼吸装置及び耐圧潰性試験プロトコルに従ってマスクを試験した。試験結果及び試験パラメータを表2に示す。
Claims (2)
- 平坦折り畳み式フィルタ式顔面装着呼吸マスクであって、
(a)横方向に延びる境界線と、縦軸と、上方で前記境界線を横切らないように前記縦軸の両側にそれぞれ配置された第1及び第2の溶着パターンと、下方で前記境界線を越えないように前記縦軸の両側にそれぞれ配置された第3及び第4の溶着パターンと、を有し、前記第1、第2、第3、及び第4の溶着パターンのそれぞれが複数の溶着線で画定された二次元の閉鎖パターンである、マスク本体と、
(b)前記マスク本体に固定されたハーネスと、
を備える、平坦折り畳み式フィルタ式顔面装着呼吸マスク。 - 各溶着パターンがトラス型形状を有する、請求項1に記載の平坦折り畳み式フィルタ式顔面装着呼吸マスク。
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