JP6466341B2 - 折り畳みフランジを有するフィルタ式フェースピースレスピレータ - Google Patents

Description

本発明は、折り畳み外部フランジを有するフィルタ式フェースピースレスピレータに関し、このフランジは、マスク本体の周辺セグメントに整合する前縁部を有する。

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は、使用中に、それらのカップ状構成を維持することが、より困難になる傾向がある。それゆえ、平坦折り畳み式レスピレータは、それらのカップ状構成を使用中に維持するために役立つように、溶着線、継ぎ目、及び折り目を有して設計されている。補強部材もまた、マスク本体のパネル内に組み込まれている（米国特許出願公開第２００１／００６７７００号（Ｄｕｆｆｙら）、同第２０１０／０１５４８０５号（Ｄｕｆｆｙら）、及び米国意匠特許第６５９，８２１号（Ｓｐｏｏら）を参照）。平坦折り畳み式レスピレータは、それらが使用中に適切に適合するように、慎重に展開する必要がある。本発明は、以下で説明されるように、使用中の非成型フィルタ式フェースマスクの構造的一体性を改善する、更に別の方法を提供し、また、綺麗な外観を有し、その使用時の形態へと容易に配置される、呼吸用マスクも提供する。

本発明は、マスク本体及びハーネスを備える、新たな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、１つ以上の濾材層を含み、周辺部を有する、濾過構造体を備える。マスク本体はまた、マスク本体の対向する第１側部及び第２側部上に位置する、第１フランジ及び第２フランジも有する。第１フランジ及び第２フランジは、それぞれ前縁部を有し、各フランジは、マスク本体濾過構造体と接触して内向きに折り畳まれる。この接触は、マスク本体が使用時の形態にあるときに生じる。各フランジの前縁部は、それらのフランジが、濾過構造体と接触して内向きに折り畳まれるとき、マスク本体周辺部に整合するように構成される。

本発明は、マスク本体の対向側部上に位置するフランジが、内向きに折り畳まれて、その折り畳まれたフランジの前縁部が濾過構造体の周辺部に整合するように、濾過構造体に接触するという点で、既知のフィルタ式フェースピースレスピレータとは異なる。この内向きのフランジの折り畳みにより、並外れた構造的一体性を有するマスク本体を作り出すことが可能となる。このマスク本体は、優れた耐圧潰性を呈し、それゆえ、湿った暖かい空気への過度の露出にもかかわらず、その意図された構成を長期間にわたって維持することができる。マスク本体周辺部に対する、フランジの前縁部の整合は、結果として得られるレスピレータに対して、綺麗な仕上がりが達成されることを可能とし、その仕上がりは、審美的に好ましいものである。フランジとマスク本体との近接性はまた、使用時に、マスク本体が他の物体と衝突する機会も低減する。最終的に、この折り畳まれたフランジは、マスク本体に、成型マスク本体に近似する構造体を提供する。それゆえ、本発明のレスピレータは、着用者にとって身に着けることが容易である。また、マスク本体の上側部分が下側部分と接する場所に、曲線状又は円弧状の周辺部が提供される場合、マスク本体周辺部の全体の周りに、顔面に適合する滑らかな湾曲がもたらされる。

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、それが延びる部分に向けて、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びることを意味する。
「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。
「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。 開かれる前の構成での、図１に示すレスピレータ１０の底面図である。 図２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。 本発明によるレスピレータ１０の左側面図である。 マスク本体ブランク６７の底面図である。

本発明の実施では、フィルタ式フェースピースレスピレータが提供され、このレスピレータは、マスク本体の対向する第１側部及び第２側部上にそれぞれ配置された、第１フランジ及び第２フランジを有する。第１フランジ及び第２フランジは、マスク本体に改善された構造的一体性をもたらし、使用中に、そのマスク本体を着用者の口から離間配置されたカップ状構成に保つ点で、有益であることが見出されている。平坦折り畳み式レスピレータは、恒久的な顔面適合形状に成型されるものではないため、それらのレスピレータは、長期間にわたって着用された後、それらの所望の顔面適合構成を喪失する傾向を有し得る。例えば、着用者は、マスク本体を、使用中に外部の物体に不用意に衝突させる恐れがある。暖かい呼気中の湿気、及び周囲環境中の湿気が、マスクの剛性の喪失の一因となる場合もあり、このことにより、着用者の顔面にマスク本体内部が接触することを許容する恐れがある。内向きに折り畳まれてマスク本体の主要部分に接触する、第１フランジ及び第２フランジを提供することは、所望の、顔面から離れたカップ状顔面構成を維持する助けとなる。これらのフランジはまた、マスク本体の主要部分と接触してフランジが折り畳まれる場合に、少なくともその一部分に沿ってマスク本体周辺部に整合するように構成された、前縁部も有する。この曲線状周辺部に対する曲線状フランジの前縁部の整合により、審美性を改善する綺麗な外見がもたらされ、また、より着用者に快適となり得る、より丸みを帯びた顔面適合周辺部も作製される。

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。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、周辺部２４ａに隣接するステープル２９によって、マスク本体１２の上部１８に固定される、第１の上側ストラップ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に固定される、第２の下側ストラップ２７も有する。

図２は、レスピレータ１０が、マスク本体１２の対向する側部３１ａ及び側部３１ｂにそれぞれ位置する、第１フランジ３０ａ及び第２フランジ３０ｂを有することを示す。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。第２ストラップ２７は、各フランジ３０ａ及びフランジ３０ｂにステープル留めされる。フランジ３０ａ及びフランジ３０ｂは、濾過構造体１６に向けて内向きに、濾過構造体１６と接触して折り畳まれる。フランジ３０ａ及びフランジ３０ｂは、ブラケット状区域３４の範囲内で、マスク本体周辺部の下側セグメント２４ｂに整合する、前縁部３３をそれぞれ有する。各フランジは、典型的には、約１〜１５平方センチメートル、より典型的には約２〜１２平方センチメートル、更により典型的には約５〜１０平方センチメートルの表面積を占める。一体的フランジは、フランジの剛性を高めるために、そ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。あるいは、接着剤層を使用して、フランジの剛性を高めることもできる。これらのフランジは、フランジの主表面に沿って屈曲させた場合、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。上端部では、この曲げ弾性率は、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３０ａ、３０ｂはまた、典型的には、マスク本体１２上の境界線３６ａ、３６ｂから離れる方向に、少なくとも２ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には少なくとも５ｍｍ、更により典型的には少なくとも１〜２センチメートル（ｃｍ）延びる。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。濾過構造体１６とは異なり、フランジ３０ａ、３０ｂを構成する層は、圧縮することにより、それらの層をほぼ流体不透過性にすることができる。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体濾過構造体１６を作製するために使用される材料の延出部分とすることができ、又は、硬質プラスチック若しくは半硬質プラスチックなどの別個の材料から作製することもできる。これらのフランジはまた、ブラケット状区域３７の範囲内で、マスク本体周辺部２４から内向きに延びることもできる。マスク本体周辺セグメント２４ｂもまた、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を有し得る。それゆえ、この周辺セグメント２４ｂは、流体透過性がそれほど高くはない場合がある。周辺セグメント２４ａ（図１、図３、及び図５）もまた、様々な層を一体に接合するための、またノーズクリップの位置を維持するための、一連の結合部又は溶着部を有し得る。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。前縁部３３は、境界線３６ａ、３６ｂが周辺部２４と接する場所で開始する。前縁部３３は、マスク本体１２を二分する平面に向けた方向に移動して、周辺部２４に整合する。前縁部３３は、その全長の約１０〜５０％にわたって、周辺部２４に実質的に整合する。第１境界線３６ａ及び第２境界線３６ｂは、折り畳まれた状態で上面図又は底面図からマスク本体を見た場合に、マスク本体１２の周辺部２４ａに対して垂直に延びる平面３２から、角度αでオフセットしている。角度αは、０〜約６０度、より典型的には約３０〜４５度とすることができる。底部２０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もまた、プリーツ２２、３８、及びプリーツ４０を含み得る。マスク本体１２の下側部分又はパネル２０は、プリーツ２２、４２、４４、４６、４８、５０、及びプリーツ５２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と同じか、又はより大きい濾材表面積を含み得る。マスク本体１２は、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５４を含み得る。周辺ウェブ５４は、周辺セグメント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５４はまた、周辺セグメント２４ａ及び周辺セグメント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５８の延出部分とすることもできる。ノーズクリップ５６は、濾過構造体１６と周辺ウェブ５４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。この濾過構造体はまた、層５８、６０、又は層６２のうちの少なくとも１つ以上に対して、典型的には、外側カバーウェブ６０の外側表面に対して並置された、構造的な網若しくはメッシュも有し得る。そのようなメッシュの使用は、米国特許出願公開第２０１０／０１５４８０６（Ａ１）号で説明されている。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、半径方向内向きに延び得る。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、使用時の形態でのマスク本体１２を示す。使用中、フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体１２の第１側部及び第２側部と接触して配置される。フランジ３０ａ、３０ｂは、マスク本体に向けて内向きに折り畳むことができる。必要に応じて、マスク本体１２、及び／又はフランジ３０ａ、３０ｂの接触側は、各フランジ３０ａ、３０ｂが、フランジの内側主表面６４（図３）上でマスク本体１２に固定されることを可能にする、固定手段を有し得る。そのような固定手段としては、接着剤、フックアンドループ型の締結具、ストラップ２６を固定するステープル２９（図１）、又は任意の他の好適な化学的、物理的、若しくは機械式の締結具を挙げることができる。フランジが、恒久的な方式で、マスク本体１２の主要部分に物理的に固定される場合、レスピレータ１０は、平坦折り畳み式レスピレータとしてよりも、成型レスピレータとして挙動する。すなわち、このレスピレータは、使用中にプリーツが展開されるにつれて拡張することが可能な、ある程度恒久的なカップ状構成を呈する。それゆえ、マスク本体に固定されたフランジ３０ａ、３０ｂを有する、本発明のレスピレータは、ある意味で、成型レスピレータと平坦折り畳み式レスピレータとの混成物である。

図６もまた、マスク本体１２の濾過構造体１６の底部２０と接触して下向きに折り畳まれた、フランジ３０ａを示す。線３６ａに沿ったフランジ延出部分、及び、そのフランジ延出部分が濾過構造体１６の底部２０と接触して配置されることは、図示のカップ状構成に寄与する。マスク本体１２は、長時間の湿潤環境内での使用の間、圧潰のリスクを伴うことなく、この所望の形状を維持することができる。図示のように、フランジ３０ａの前縁部３３は、セグメント６６内で、周辺セグメント２４ｂの輪郭に整合する。典型的には、前縁部３３は、少なくとも１ｃｍの距離にわたって、より典型的には、少なくとも２ｃｍ、かつ最大で約３〜４ｃｍの距離にわたって、マスク本体周辺部２４に整合することになる。

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２０〜４０ｇ／ｍ^２及び約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、プレフィルタとしての役割を果たすことができる。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「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ３５０５Ｇ」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 Ｐｌｕｓ２０」、「Ｃｏｒｏｓｏｆｔ Ｃｌａｓｓｉｃ２０」、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タブまで延びる場合があり、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。あるいは、ストラップは、着用者の耳の周りに配置されるループを形成することができる（例えば、米国特許第６，３９４，０９０号（Ｃｈｅｎら）を参照）。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。

マスク圧縮強靭性試験
マスク圧縮強靭性試験を使用して、漸進的な圧砕荷重下での、マスクの耐圧潰性を判定した。楕円形プラットフォームに取り付けたマスク本体の周辺部で、試験を遂行した。このプラットフォームは、身に着けたレスピレータの周辺部と接触する際の、着用者の顔面の２次元平面をシミュレートするものとした。この固定具上にマスクを装着した状態で、その組立体を、圧縮試験装置内で垂直に位置合わせした。次いで、プラットフォームに平行に、かつマスク本体の中心軸に沿って位置合わせした、ロードセルに取り付けられたプレートを通じて、マスク本体に圧縮荷重を徐々に加えた。このプレートは、マスク本体への完全な接触が、圧縮サイクルの全体を通して維持されるように、マスク本体を、その周辺部全体の周りで限界を超えて拡張するように構成されるものとした。使用する試験装置は、Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｓｃａｒｓｄａｌｅ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）より入手可能な、ＴＡ−ＸＴ ｐｌｕｓテクスチャーアナライザーとした。楕円形のマスク装着固定具は、１４０ｍｍの長径の長さ、及び７５ｍｍの短径の長さ、並びに３ｍｍの厚さを有するものとした。この固定具の周辺部に、マスク本体周辺部を固定した。プレートにマスク本体を固定した状態で、その組立体を試験装置内に強固に装着し、圧縮サイクルを開始した。圧縮プレートのクロスヘッド速度は５ｍｍ毎秒とし、圧縮荷重を、マスク本体との接触点から、２５ｍｍの圧砕点まで、重量グラム（ｇ_ｆ）で記録した。圧縮サイクル全体にわたる点で圧砕力を記録し、これらの点によって表される曲線下面積を算出して、力−変位曲線下面積として得た。この面積の値は、試験マスクの耐圧砕性又は圧砕強靭性の視点を与えるものであり、ｍｍ−ｇ_ｆの単位で与えられる。

（実施例１）
レスピレータの組み立て
レスピレータの濾過構造体を、３層の不織布材料及び他のレスピレータ構成要素から形成した。本発明のマスクを、予備成形品作製及びマスク仕上げの、２つの作業工程で組み立てた。予備成形品作製の段階は、（ａ）不織布繊維ウェブの積層及び固定、（ｂ）プリーツ折り目線の形成、並びに（ｃ）周辺ウェブ材料及びノーズクリップの組み立ての工程を含むものとした。マスク仕上げの作業工程は、エンボス加工された折り目線に沿ったプリーツの折り畳み、マスク側縁部及び補強されたフランジ材料の双方の融着、最終形態の切り出し、並びにヘッドバンドの取り付けを含むものとした。

予備成形品作製の段階では、３層の不織布材料を、向かい合わせの向きで重ね合わせた。本実施例では、これらの層を形成する個々の材料を、以下の順序で組み立てた。
１．外側の網／スクリム
２．フィルタ材料
３．内側カバーウェブ

外側カバーウェブは、Ｌｅｇｇｅｔｔ ａｎｄ Ｐｌａｔｔ−Ｈａｎｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｃａｒｔｈａｇｅ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）製の１７グラム／平方メートル（ｇｍｓ）のＥｌｉｔｅ ０５０スクリムに結合された、Ｔｈｅｒｍａｎｅｔ ５１０３網（Ｃｏｎｗｅｄ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）より入手可能）の積層体とした。この（図４の６０として示される）外側カバーウェブは、熱及び圧縮を使用して、スクリム上に網のストランドを溶融結合する、熱接着工程で形成した。この外側カバーウェブは、０．１２ｍｍの全厚を有し、スクリムの厚さを０．１０ｍｍとした。予備成形品内で使用される（図４の６２として示される）フィルタ材料は、３５ｇｍｓの坪量、８％の硬度、及び４．７５マイクロメートルの有効繊維サイズを有する、エレクトレット帯電ブローンマイクロファイバーポリプロピレンのウェブとした。内側カバーウェブ（図４の５８）は、ＢＢＡ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）より入手可能な、１７ｇｍｓのスパンボンドポリプロピレンのスクリムとした。予備成形品は、各材料の層を所望の順序で重ね合わせ、次いで、それらの層を２０ｃｍ×３３ｃｍのシートに切り出し、点結合のパターンを使用して、一体に超音波溶着することによって作製した。１．６平方ミリメートルの個々のフェース面積を有し、約１ｃｍのペグ中心間の間隔で格子状に配置構成された、平頂角型ペグを備えるアンビルに対して操作し、溶着装置の平坦なフェースのホーンを、約６ＭＰａの接触圧力で、このアンビルに対して作動させた。これらの不織布の層を固定した状態で、プリーツの場所を画定する折り目線を、固定した不織布の層上にエンボス加工した。この折り目線のエンボス加工は、ＵＳＭ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｈａｖｅｒｈｉｌｌ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）製のダイ打抜き機、Ｈｙｔｒｏｎｉｃ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ Ｂを、１５トン（１３，６０８キログラムキログラム（kilograms kilograms））の力で、ルールダイと共に使用して行なった。このダイは、予備成形品の長さを横断する、円弧状縁部を有する９本のバーを有し、予備成形品にプレスすると、不織布層内に線を作り出すものとした。これらのエンボス加工された線は、接触点でウェブを一体に圧縮したが、その材料を融着又は貫通することはなかった。予備成形品作製作業の最終工程として、５１ｇｍｓスパンボンドポリプロピレンのスクリムであるＢＢＡ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓの、幅４ｃｍ及び長さ３６ｃｍの周辺ウェブの帯を、予備成形品の上縁部及び底縁部に巻き付けて、所定の場所に超音波溶着した。４．１ｃｍ^２の接触表面積を有するアンビルに対して、指定のラム圧力及びホーン条件を使用して操作することにより、８．５ＭＰａの接触圧力を生じさせて、予備成形品の材料を結合した。周辺ウェブ材料を結合するために使用されるアンビルの区域は、図７に示す溶着パターン３５で配置構成された、１．６平方ミリメートルの個々のフェース面積を有する平頂角型ペグで構成されるものとした。溶着装置の平坦なフェースのホーンを、アンビルに対して作動させ、周辺ウェブを予備成形品に固定した。このプロセスを使用して、予備成形品の上部にノーズクリップを取り付け、予備成形品と周辺ウェブとの間にノーズクリップを封入した。ノーズクリップは、図１に示す形状を有する、可鍛性の、可塑的に変形可能なアルミニウムの帯（長さ９ｃｍ×幅０．５ｃｍ×厚さ１ｍｍ）とした。

マスク仕上げの作業工程では、図３に示すように、折り目線に沿ってプリーツを折り畳んだ。マスクの中央の折り目よりも上方に位置するプリーツは、マスクを開いた状態で、外部の折り目が下方を向くように折り畳まれたが、これは、着用時に、マスクの折り目内に不快な物が蓄積することを防ぐ助けとなるように、行われたものである。予備成形品が適切にプリーツ処理され、中央の折り目の周りで折り畳まれた状態で、マスク本体の側縁部（図２の３６ａ及び３６ｂ）を融着するため、及び補強フランジ（図２の３０ａ及び３０ｂ）の結合層を作り出すために、その予備成形品を超音波溶着した。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、それらのペグは、図７に示す結合パターンを作り出すように、それらの平坦側面から１．２７ミリメートル離間して配置された、１．６平方ミリメートルの個々のフェース面積を有するものとした。マスクの側縁結合部を形成するアンビルバーは、長さ９５．２５ミリメートル、及び幅９．５２５ミリメートルとした。平坦なフェースの溶着装置のホーンを、このアンビルに対して作動させることにより、溶着パターン結合されたフランジ層の形成を生じさせた。アンビルの傾斜バー要素が、マスク本体の側縁部を封止し、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、図７に示すように、補強フランジを、マスク本体ブランク６７から所望の形状に切り出した。マスク本体の両側の、フランジの前縁部３３の切断線は、開かれたマスクの本体上にフランジが折り返された場合に、それらのフランジの輪郭とマスクの周辺セグメント２４ａとが、縁部間で位置合わせされるように構成されるものとした。更には、周辺部２４のセグメント７０は、マスク本体が使用のために開かれる場合に、周辺部２４に丸みを帯びた仕上げを提供する、円弧状の切断部（半径３０〜５０ｍｍ）を有するものとした。マスク本体１２の上部１８が、境界線３６ａ、３６ｂで下側部分２０と接する場所の、周辺セグメント２４ａ及び周辺セグメント２４ｂ（図１）に沿って、円弧状の切断部を提供した。この滑らかな円弧状曲線は、マスクを身に着けた際の顔面接触を改善するものであった。この円弧状の切断部はまた、前縁部が、少なくともその実質的な部分に沿って、周辺部に整合することも可能にした。マスクの前側７２から後側７４に向けて、輪郭線に沿ってフランジを切り出し、図７に示すような前縁部３３を画定した。部分７６と部分７８との間の、フランジの切断縁部の輪郭部分は、約４０ミリメートル（ｍｍ）の曲率半径を有するものとした。これらのフランジは、溶着線（図２の３６ａ、３６ｂ）に垂直に測定される、その最も遠い範囲で幅２ｃｍ、及び溶着線３６ｂの全長に延びる長さ６ｃｍのものとし、１．８ｍｍの公称厚さを有するものとした。角度αは、３８度とした。これらのフランジは、マスク本体への取り付け線に平行な軸を中心に回転することが可能であり、使用中にマスク本体に向けて内向きに折り畳まれた場合に、より剛性のマスク本体を提供するものであった。

上述のように構築されたマスクの、改善された圧砕強靭性を実証するために、２つの条件、すなわち、支持フランジがマスク本体から自由である第１の条件、及び支持フランジがマスク本体に固定された第２の条件で、マスク圧縮強靭性試験を使用して、マスク本体を試験した。ステープル、接着剤、又は溶着で使用中（第２の条件）であるように、フランジが固定されたマスクをシミュレートするために、図６に示す場所と同様の場所で、マスク本体にフランジをステープル留めした。マスク本体からフランジが自由である、マスクの圧縮強靭性は、２３０２ｍｍ−ｇ_ｆであると判定され、一方で、マスク本体に固定されたフランジを有する、同じマスクは、４６７５ｍｍ−ｇ_ｆの圧縮強靭性、１０３％の改善を達成した。この２倍を超える圧縮強靭性の増大は、本発明の折り畳みフランジマスクで達成される効果を、明白に実証するものである。

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ができる。

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 (2)

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）マスク本体と、を備え、
   前記マスク本体は、
   マスク本体の周辺部と、
   前記マスク本体の第１側部に位置する第１境界線、及び前記マスク本体の第２側部に位置する第２境界線と、
   上部及び下部であって、第１境界線及び第２境界線の各々で接する上部及び下部と、
   濾材の１つ以上の層を含む濾過構造体と、
   前記第１境界線で前記マスク本体と接合された第１フランジと、
   前記第２境界線で前記マスク本体と接合された第２フランジと、を備え、
   前記第１フランジ及び前記第２フランジが、それぞれ前縁部を有し、前記マスク本体が使用時の形態にあるときに、前記フランジのそれぞれが内向きに折り畳まれて、前記濾過構造体の底部と接触し、各フランジの前記前縁部が、前記フランジが前記濾過構造体と接触するように内向きに折り畳まれるときに、前記マスク本体の前記周辺部に整合するように構成される、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. 前記周辺部が、上側セグメント及び底部セグメントを含み、各セグメントが、前記セグメントが互いに接する場所で曲線状であり、前記上側及び下側セグメントは、互いに前記第１境界線及び前記第２境界線で接する、マスク本体と、を備える、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。

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