KR20020064885A - 호흡 마스크에 사용되는 것과 같은 여과 재료에 부품요소를 부착하는 방법 - Google Patents

Abstract

부품은 부품이 바람직하게는 부품과 일체이며 부품의 기부로부터 연장되는 변형 가능한 연장 부재를 구비함으로써 여과 재료에 부착된다. 연장 부재는 여과 재료를 통해 제공된 개구를 통해 삽입된 후에 기부를 향해 후방으로 변형되어 여과 재료가 기부와 접촉하는 측면보다는 여과 재료의 다른 측면에 맞물리도록 한다. 변형된 연장 부재와 기부는 이리하여 부품을 제자리에 부착시키는 데 사용되는 기계적 클램핑을 제공하게 된다. 일부 실시예에서, 부품은 호흡 마스크의 호기 밸브와 같은 부착물이다.

Description

호흡 마스크에 사용되는 것과 같은 여과 재료에 부품 요소를 부착하는 방법{MANNER OF ATTACHING COMPONENT ELEMENTS TO FILTRATION MATERIAL SUCH　AS MAY BE UTILIZED IN　RESPIRATORY MASKS}

여과 재료는 임의의 개수의 다른 종류의 필터 내에 합체되거나, 여과 장치 내로 형성되거나 구성될 수 있다. 어떠한 경우에도, 여과 재료의 다른 요소와의 합체 또는 여과 재료를 여과 장치 내로 구성하는 것을 용이하게 하기 위해서는 부품 요소를 여과 재료에 부착하는 것이 바람직하다. 여과 재료 자체는 통상적으로 매체를 통한 유체 유동은 허용하지만 여과 매체를 통한 입자 물질 등의 통과를 제한하는 매체 내의 오리피스 또는 통로를 한정할 수 있는 매체를 포함한다. 이와같은 매체는 유체가 여과 매체를 통해 통과할 때 입자 제거(즉, 인력 또는 화학 작용에 의한)를 대신하여 또는 그에 덧붙여 유체의 임의의 구성 성분을 제거하도록 다르게 설계될 수 있다.

본 발명은 특히 사용자의 호흡기를 공기 중의 오염물 및/또는 기분 나쁜 혹은 불쾌한 기체로부터 보호하기 위한 다양한 응용예에 활용되는 호흡 마스크의 생산을 위해 개발되었다. 더욱이, 의료 서비스 제공자들은 이와 같은 호흡 마스크를 제공자에게 또는 제공자로부터 해로운 미생물이 퍼지는 것을 막기 위해 사용한다.

다양한 형태의 호흡 마스크가 사용되고 있으며, 일부는 비교적 단기간에 사용되도록 만들어져서 "일회용"으로 분류된다. 일회용이 아닌 다른 호흡 마스크는 재사용 가능하더라도 교환 가능한 필터를 포함한다. 일회용 마스크는 통상적으로 주로 공기 여과 재료로 형성되며 사람의 적어도 코와 입에 맞도록 성형되거나 구성될 수 있는 마스크 본체를 갖는다. 일회용이 아닌 마스크의 교환 필터는 통상적으로 필터가 재사용 가능한 마스크와 연결될 수 있게 하는 소정의 구조 부품에 덧붙여 공기 여과 재료층을 포함한다.

일회용 호흡 마스크는 일반적으로 몇 개의 카테고리로 분류될 수 있는데, 그 일부는 다음과 같다. 1) 때때로 접히거나 주름이 잡히며 사람의 코와 입 위에 비교적 편평하게 맞는 크기로 된 가요성 편평 마스크와, 2) 납작한 상태로 접힐 수 있으며 사람의 코와 입 위에 맞을 수 있는 컵 모양의 사용 가능한 상태로 펼쳐지는 절첩 가능한 마스크와, 3) 사용 가능한 상태로 미리 성형된 성형 마스크이다. 이들 중에서, 절첩-편평 마스크는 모두 납작하게 포장될 수 있으며 사용을 위해서 적당한 솔기(seams), 주름 및/또는 절첩선이 구비될 수 있다. 컵 모양의 상태로 펼쳐질 수 있는 절첩 가능한 타입의 마스크는 일반적으로 마스크가 대체로 컵 모양의 형태로 개방될 수 있게 하는 솔기, 주름 및/또는 절첩선에 의해 구획된 패널이 형성되어 있다. 한편, 성형 마스크는 안면에 맞는 소정의 형태로 미리 성형되며 일반적으로 사용 중에 그러한 형태를 유지한다. 절첩-편평 또는 성형 마스크를 사용할 때, 마스크 본체는 착용자의 적어도 코와 입 둘레에 어느 정도 호흡 구역을 형성한다. 착용자가 흡기 시에 공기가 공기 여과 재료를 통해 호흡 구역 내로 빨려 들어간다.

일회용 호흡 마스크는 일반적으로 여과 재료층에 또는 그를 통해 부착된 적어도 하나의 부착 부품 또는 여과 재료층을 갖는 복합 재료를 포함한다. 예를 들어, 거의 모든 이와 같은 마스크는 마스크가 사용자의 머리에 고정될 수 있게 하는 머리밴드, 끈 또는 다른 수단을 포함한다. 또한, 이러한 마스크는 밸브, 노즈 클립(nose clip) 및 안면 차폐부를 포함한 다른 부착물을 포함하는 것으로 알려져 있다.

이러한 요소를 부착시키는 데 종종 채용되는 일부 방법은 예를 들어 미국 특허 제5,325,893호에 기재된 바와 같은 열 용접 또는 초음파 용접을 사용하는 것에 기초한다. 이들 방법은 부품을 여과 재료에 효과적으로 밀봉시키는 방식으로 이러한 부품을 부착시키는 데 있어서는 유리하다. 즉, 부품 주위 전체에 용접이 수행되기 때문에, 섬유질 재료일 수 있는 여과 재료는 여과 재료 자체와 부품이 열가소적으로 용접될 수 있다. 이리하여, 부품은 여과 재료에 밀봉되어 여과 재료의 여과 효과가 부착 계면에서 손상되지 않을 수 있게 된다. 그러나, 용접 기술은 일반적으로 보다 고가이며, 초음파 또는 열 공정을 수행하기 위해서는 비교적 복잡한 장비의 제공이 요구되며 특히 섬유질 재료가 부품에 결합되는 지점에서는 양호한 부착 결과를 보장하기 위해 충분한 제어 시스템을 필요로 한다는 점에서 다른 방법에 비해 복잡하다.

이와는 다르게, 일부 부품이나 다른 형태의 호흡 장치용으로, 접착제 접합이 사용되는 것이 공지되어 있다. 접착제 접합의 이점은 용접과 마찬가지로 효과적인 부착이 보다 용이하게 제공될 수 있다는 점이다. 즉, 접착제가 여과 재료 및 부품과 호환성이 있으면, 접착제는 양호한 부착을 형성하도록 부품 주위 전체에 인가될 수 있다. 그러나 부착에 의해 형성된 밀봉은 접착제가 인가된 지점에서만 증진된다. 즉, 외부층(여과 재료 또는 다른 것일 수 있는)은 접착제에 의해 부품에 부착되어 밀봉될 수 있지만, 다른 층들은 상호 간에 밀봉되거나, 외부층 또는 부품에 밀봉될 수 없다. 이와 같이, 양호한 밀봉(즉, 보다 큰 입자들이 통과하는 것을 허용하지 않는 것과 같이 예를 들어 필터의 기능을 하는 것)이 손상될 수 있다. 여하튼 이러한 접착제 부착 기술은 접착 비용을 추가시키며 또한 접착제의 인가를 분배하거나 제어하는 수단의 구비를 필요로 한다. 이는 비용을 증가시키고 복잡하게 한다.

다른 경우에, 스테이플 또는 다른 클램핑 구조와 같은 체결구를 사용하는 것을 포함하는 기계적 클램핑 기술이 또한 공지되어 있다. 이러한 기계적 시스템은 열 및/또는 초음파 발생기 및 제어와 같은 복잡한 접합 장비 또는 접착제 분배 및인가 장치 및 제어를 필요로 하지 않는 점에서는 일반적인 이점이 있다. 그러나, 기계적 클램핑 시스템 자체는, 한편으로는, 대신에 복잡한 정렬 및 제어 기구를 요구한다. 기계적 부착 기술의 예가 미국 특허 제5,374,458호와 제5,080,094호에 개시되었으며 국제 특허 출원 WO 96/11594호와 WO 96/28217호에 공개되었다. 기계적인 체결구 또는 클램핑 시스템을 사용할 때에 가장 큰 문제는 효율적인 밀봉, 즉 부품이 부착된 여과 재료에 의해 차단되도록 된 임의의 오염물의 상당량이 통과하는 것을 허용하지 않는 밀봉을 생성하는 것이다. 이러한 문제는 예를 들어 부품이 마스크 상의 어느 지점(예를 들어, 측부로 벗어난 것과는 대조적으로 사용자의 코의 바로 정면과 같은)에 부착되었는지에 따라 달라질 수 있다. 더욱이, 어떤 기계적 클램핑 방법은 추가의 고정 부품의 구비만을 필요로 할 뿐만 아니라 추가의 정렬 및 체결구 또는 클램핑 조작 단계를 필요로 한다.

이들 부착 방법은 또한 부품을 유체 여과 재료에 고정시킬 필요가 있을 시에는 다른 분야, 예를 들어 진공 청소기 주머니와 같은 공기 필터 및 오일 필터의 제조에도 채용될 수 있다. 유체 여과 분야 외에 사용되는 기계적 클램핑 기술의 예는 (몇몇 경우에는 열 밀봉과 함께 사용되기도 하는) 기계적 클램핑이 주둥이를 액체 용기에 고정시키는 데에 사용된 미국 특허 제4,909,434호, 제5,125,886호 및 제5,199,635호에 개시되었다.

본 발명은 호흡 마스크를 제조하는 데 사용하기에 특히 적절한 형태의 재료를 포함하는 여과 재료에 하나 이상의 부품 요소를 부착시키는 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 여과 재료에 하나 이상의 부품을 부착시키는 방법에 관한 것으로서, 바람직한 방법은 고속 제조 시스템의 일부로서 자동화된 생산에도 적절한 방법이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 따라 서로 부착된 부품과 여과 재료의 결합체에 관한 것이다. 호흡 마스크에 부착되는 통상의 부품들은 예를 들어 밸브, 머리밴드 등을 포함한다.

도1은 본 발명에 따른 부품을 부착시키는 방법에 의해 여과 재료에 부착되는 과정 중에 있는 부품을 통해 취한 단면도이다.

도2는 여과 재료에 부착되는 과정 중에 있는 도1에 도시된 부품의 배면도이다.

도3은 본 발명에 따른 방법에 의해 여과 재료에 부착된 부품을 도시하는 도1과 유사한 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 방법에 의해 여과 재료에 부착된 부품을 도시하는 도2와 유사한 배면도이다.

도5a 내지 도5e는 본 발명에 따른 하나의 방법에 의해 여과 재료에 부착되는 과정 중에 있는 부품을 차례대로 도시한 개략적인 도면들로서, 도5a는 여과 재료층을 통해 제공된 개구 내에 위치되며, 또한 중심 개구 및 부품이 여과 재료에 부착되게 하는 중심 개구 주위의 연장 부재를 포함하는 부품과, 다이가 부품을 지지하고 부품의 중심 개구 내에서 연장되며 펀치가 부품의 연장 부재로부터 이격되어진 완전 개방 상태에 있는 성형 펀치 및 다이 장비를 도시하고, 도5b는 접촉하기 위해 펀치가 전진하여 부품의 연장 부재의 변형을 시작한 상태에서의 여과 재료를 통해 위치한 부품을 도시하고, 도5c는 다이의 멈춤부와 접촉하기 위해 펀치가 더욱 전진하고 부품의 연장 부재가 더욱 변형된 상태에서의 여과 재료를 통해 위치된 부품을도시하고, 도5d는 펀치가 다이와 접촉하고 펀치의 제2 부품이 연장 부재를 부품의 후방으로 굽히기 위해 더욱 전진해 있는 상태에서의 여과 재료를 통해 위치된 부품을 도시하고, 도5e는 펀치의 제2 부품이 더욱 전진함으로써 연장 부재가 부품을 향해 충분히 변형되어, 적어도 변형된 연장 부재의 표면부가 여과 재료에 부품의 기계적인 클램핑을 제공하도록 여과 재료에 대하여 맞닿은 여과 재료를 통해 위치되고 부착된 부품을 도시한다.

도6은 연장부가 부품의 측부로부터 그 팁(tip)을 향해 테이퍼 형성되며 여과 재료층과의 부착을 용이하게 하기 위한 돌기를 갖는 변형된 구성을 도시하는 도1 내지 도5의 부품의 연장 부재의 부분 확대 단면도이다.

도7은 연장부가 부품 측부로부터 그 팁을 향해 테이퍼 형성되며 부착 공정 중에 형성되게 될 굽힘부를 한정하게 되는 취약 구역을 제공하기 위해 한정된 홈을 포함하는 도6과 유사한 부분 확대 단면도이다.

도8은 여과 재료를 부품에 부착시키는 방법의 다른 형태를 도시하는 도3과 유사한 도면이다.

도9는 도3과 유사하지만 여과 재료를 부품에 부착시키는 방법의 또 다른 형태를 도시한 도면이다.

도10은 본 발명에 따른 호흡 마스크의 연결용으로 적합한 호기 밸브의 사시도이다.

도11은 도10의 호기 밸브의 배면도이다.

도12는 호흡 마스크에 부착되어 사용자의 안면 상에 위치되어 있는 도10 및도11의 호기 밸브를 도시한 도면이다.

도13은 절첩식 호흡 마스크로서 펼쳐진 상태로 도시된, 호기 밸브를 포함한 호흡 마스크의 배면도이다.

도14는 호흡 마스크가 접혀진 상태에서의 전방 측면으로부터의 도13의 호흡 마스크의 사시도이다.

도15는 호흡 마스크가 접혀진 상태에서의 후방 측면으로부터의 도13의 호흡 마스크의 사시도이다.

도16은 여과 재료층을 포함하는 복수개의 층으로부터 호흡 마스크를 생산하는 것과 일치하여 각각의 호흡 마스크에 부품, 즉 호기 밸브를 부착시키는 공정 단계들을 포함하는, 도12 내지 도15에 도시된 바와 같은 호흡 마스크를 제조하기 위한 인라인 과정의 개략도이다.

도17은 도16의 공정에 따라 구성되는 타입의 호흡 마스크를 제조하는 데에 적절한 여과 재료를 포함하는 복합 웨브 재료를 제조하는 데 있어서 순차적인 적층을 도시하는 부분 평면도이다.

도18은 절첩선을 형성하고 측부 모서리를 가열 밀봉시킨 후에 호흡 마스크가 부분적으로 형성된 상태에서 도16의 공정에 따라 호흡 마스크를 제조하는 중의 재료의 부분 평면도이다.

도19는 호흡 마스크가 실질적으로 형성되고 머리밴드 재료가 호흡 마스크 상에 위치되어 연결된 상태에서 도16의 공정에 따라 호흡 마스크를 제조하는 중의 재료의 부분 배면도이다.

도20은 도16의 공정에 따라 형성되어진 복수개의 호흡 마스크의 부분 배면도로서, 호흡 마스크들은 완전히 형성되었으나 여전히 서로 부착되어 있는 상태를 도시한 도면이다.

도21은 펀치 및 다이 장비와 본 발명에 따른 호흡 마스크 제조 공정에 일치하여 부품을 부착시키는 펀치 및 다이 장비의 제어 방식을 도시하는, 도16에 도시된 공정의 일부를 도시하는 개략도이다.

도22는 도21에 도시된 공정의 일부의 개략도로서 평면도이다.

도23은 본 발명에 따른 방법에 의한 성형 호흡 마스크에 부착되는 부품, 즉 호기 밸브와 결합된 성형 타입 호흡 마스크의 정면도이다.

도24는 본 발명에 따른 방법에 의해 필터 주머니에 부착될 수 있고 필터 주머니 재료의 개구를 통해 부착된 부품을 포함하는 진공청소기 내에 사용 가능한 타입의 필터 주머니를 도시한 도면이다.

도25는 본 발명에 다른 방법에 의해 공기 필터에 부착된 부품을 포함하는 호흡 마스크에 사용될 수 있는 공기 필터의 일 측면으로부터의 도면이다.

본 발명은 부품을 여과 재료에 부착시키고 여과 재료와 부품 사이에 효율적인 밀봉을 생성하는 데에 적절한 기계적 부착 기술을 제공함으로써 종래 기술의 결점 및 단점을 극복한다. 더욱이, 본 발명은 인라인(inline) 생산 시스템의 일부로서 성취될 수 있으며 특히 고속 생산 라인에서 사용 가능한 기술을 포함한다.

또한, 본 발명의 방법은 기부 측면과, 연장 부재를 여과 재료를 통해 통과시킴으로써 부품을 여과 재료에 고정시키는 데에 사용되며 적어도 일부가 여과 재료 또는 기부 측면으로부터 재료의 다른 측면 상에 여과 재료를 포함하는 복합 재료와 접촉하는 연장 부재를 가지며 여과 재료에 부착되는 부품을 사용한다. 바람직하게는, 연장 부재는 재료를 통해 제공된 개구 둘레의 전체를 따라 재료의 다른 측면과 접촉하며 개구를 통해 연장 부재가 통과하여 부품 주위에서 효율적인 밀봉이 완전하게 제공된다.

본 발명의 방법은 재료의 개구를 통해 부품의 연장 부재를 삽입하는 단계와 그 후에 부품과 재료 사이에 효율적인 밀봉을 만들기 위해 연장 부재를 변형시켜서 그 표면이 재료와 충분히 접촉하게 하는 변형 단계를 포함한다. 바람직하게는, 재료는 변형 단계 중에 변형된 표면과 부품의 기부 사이에서 적어도 부분적으로 압축되어 효율적인 밀봉이 증진되는데, 특히 여과 재료가 하나 이상의 층을 포함하는 복합 웨브인 경우에 (복수개의 층들이 상호간에 밀봉되어) 더욱 그러하다.

여과 재료에 부품을 부착시키는 이러한 기술 및 방법은 최소의 시스템 복잡도를 가지고 여과 재료와의 효율적인 밀봉을 제공하는 데에 효과적인 기계적 클램핑 장치에 의해 이러한 여과 재료에 부품이 비교적 용이하게 부착될 수 있는 점에서 특히 유리하다. 부품이 여과 재료에 위치됨과 동시에 연장 부재가 위치되므로 본 발명의 방법은 부품에 덧붙여 취급 및 위치되어야 하는 임의의 추가적인 부품의구비를 필요로 하지 않는다. 바람직하게는, 연장 부재는 부품과 일체로 제조된다. 변형 단계는 부품의 연장부가 제조된 재료에 따른 온도 도는 열 형성 공정의 일부로서, 또는 열을 부가하지 않고 냉간 성형 과정으로 수행될 수 있다. 본 발명의 방법은 비교적 고속으로 수행될 수 있는 인라인 생산 시스템의 일부로서 사용되기에 특히 적절하다.

보다 구체적으로, 본 발명은 부품, 예를 들어 호기 밸브(exhalation valve)를 호흡 마스크의 일부를 형성하는 여과 재료에 부착시키는 대안적인 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 전술한 이점들은, 부품은 제1 및 제2 주 표면과 구멍을 포함하는 웨브에 부착되며, 부품은 재료의 제1 주 표면에 대하여 위치되는 기부와, 기부로부터 구멍을 통해 연장되며 부품을 재료에 유체 밀봉 관계로 기계적으로 고정시키도록 유체 여과 재료의 제2 주 표면에 대하여 적어도 그 일부가 위치되면서 기부를 향해 후방으로 굽힌 변형부를 갖는 연장 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 및 여과 재료를 포함하는 웨브를 제공함으로써 달성된다. 바람직하게는, 부품과 웨브가 부착된 상태에서 여과 재료는 적어도 다소간 압축된다.

본 발명은 또한 여과 재료층을 포함하고 제1 및 제2 주 표면과 구멍을 갖는 웨브를 제공하는 단계와, 기부와 기부로부터 연장되는 변형 가능한 연장 부재를 포함하는 부품을 제공하는 단계와, 연장 부재가 구멍을 통해 연장된 상태에서 웨브의 제1 주 표면에 대하여 부품의 기부를 위치시키는 단계와, 연장 부재의 적어도 일부가 웨브의 제2 주 표면에 대하여 맞닿고 부품을 재료에 유체 밀봉 관계로 고정시키도록 연장 부재를 기부를 향해 다시 변형시키는 단계를 포함하는, 전술한 바와 같은 웨브와 부품의 조합을 제조하는 방법을 제공한다.

동일한 부품들은 여러 도면에 걸쳐서 동일한 참조 번호로서 표기된 도면을 참조하여, 소정 길이의 여과 재료(12)의 일부에 부품(10)을 부착시키는 방법이 도1 내지 도5에 도시되었다. 여과 재료(12)는 임의의 공지된 여과 재료를 나타내도록 도시되었으며, 그 목적은 유체가 여과 재료를 통과할 때 유체로부터 여과시키고자 하는 유체의 임의의 구성 부분을 제거하기 위한 것이며, 단 하나 또는 하나 이상의필터 층을 포함하는 여과 재료를 포함한다. 더욱이, 도시된 여과 재료(12)의 층은 여과 재료(하나 이상의 필터 층)를 다른 구조물에 합체시키거나 및/또는 필터 층이 아닌 추가적인 층들과 결합된 복합 웨브를 포함하는 것을 의미한다. 부품(10)은 여과 재료(12)와의 부착을 필요로 하는 임의의 부품일 수 있으며, 통상적으로 임의의 특정 장치에 따라 여과 재료에 특징부를 부가하는 요소를 포함한다. 예를 들어, 본 발명이 특별히 목적으로 하는 호흡 마스크의 경우에, 이러한 부품(10)은 호기 밸브, 장비, 눈 차폐부, 머리밴드 등, 또는 호흡 마스크를 제조하는 데에 사용되기에 적절한 여과 재료(12)에 고정되도록 된 이러한 임의의 부품의 일부를 포함한다. 다른 여과 재료(12)가 다른 장치에 적절할 수 있는 다른 부품(10)과 결합되는 임의의 많은 이러한 다른 장치에 실시될 수 있는데, 일부 다른 장치는 아래에 기재되었다. 본 발명은 이러한 부품(10)을 여과 재료(12)에 부착하는 방법과 이 부품(10)이 구비된 여과 재료(12)의 결과적인 조합체에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 부품(10)은 여과 재료(12)를 통해 제공된 개구를 통해 통과하도록 위치된다. 개구(14)의 형상은, 도2에 도시된 바와 같이, 원형이지만, 개구(14)의 형상은 임의의 형상일 수 있음을 알 수 있다. 바람직하게는, 개구(14)는 부품(10)의 변형 가능한 연장 부재(16)의 형상에 대응하는 형상을 가지며, 특히 연장 부재(16)가 여과 재료(12)의 개구(14)를 직접적으로 통과하는 지점에서는 더욱 그러하다. 도1에 도시된 바와 같이, 개구(14)는 부품(10)의 연장 부재(16)의 치수보다 약간 큰 치수를 가질 수 있다.

부품(10)은 또한 바람직하게는 부품(10)의 연장 부재(16)가 개구(14) 내에위치된 때 여과 재료(12)의 개구(14)를 적어도 부분적으로 둘러싸는, 그리고 바람직하게는 완전히 둘러싸는 기부(18)를 포함한다. 이리하여 기부(18)는 개구(14)에 바로 인접하여 여과 재료(12)의 제1 주 표면(22)의 일부에 대하여 놓여지는 표면 부분(12)을 제공한다. 여과 재료(12)의 제2 주 표면(24)은 또한 연장 부재가 후술된 바와 같이 부착 공정에 따라서 변형된 때 부품(10)의 연장 부재(16)의 적어도 일부와 접촉하는 데 사용되는 개구(14)를 둘러싸는 부분을 포함한다. 부품(10)은 도시된 바와 같이 중심 개구(26)와, 추가 부품의 장착을 용이하게 할 목적으로 기부(18)로부터 변형 가능한 연장 부재(16)로부터 멀리 연장되도록 제공되는 표면 특징부(28)를 포함한다. 즉, 표면 특징부(28)는 예를 들어 다른 부품 상에 제공된 연결 시스템의 다른 부분들과 협동하는 연결 시스템의 부분으로서 구비된다. 개구(26)는 도시된 경우에서 부품(10)에 의해 여과 재료(12)에 부가될 필요가 있는 기능적인 특징의 부분으로서 부품(10)을 통해 유체의 제어식 통과를 허용할 목적으로 구비된다. 개구(16)와 표면 특징부(28)는 완전히 특정한 장치에 좌우되며 부품(10)의 기능적인 특징은 임의의 특정한 장치에 좌우된다. 임의의 특정한 장치에 필요가 없다면 어느 것도 구비될 필요는 없다. 즉, 본 발명은 변형 가능한 연장 부재(16)와 기부(18)를 포함하는 임의의 부품(10)은 개구(14)를 갖는 임의의 형상의 물품 또는 임의의 길이의 여과 재료(12)에 부착될 수 있는 것을 특징으로 한다.

도2에 도시된 바와 같이, 연장 부재(16)는 여과 재료(12)의 제2 주 표면(24)으로부터 연장되도록 여과 재료(12)의 개구(14)를 통해 통과한다. 기부(18) 그리고 특히 그 표면부(20)는 여과 재료(12)의 제1 주 표면(22)에 대하여 놓여진다. 기부(18)의 형상은 부품(10)의 중심 개구(16) 주위에 제공된 직사각형의 양호한 형상으로 도시되었다. 개구(14)의 형상 및/또는 연장 부재(16)의 형상에 의해, 기부(18)는 특정 장치를 고려하여 임의의 소정 형상을 취할 수 있다. 후술된 부착 방법에 따라 부품(10)이 여과 재료(12)에 양호하게 기계적으로 연결되도록 기부(18)의 크기와 형상이 정해지는 것 바람직하다. 전술한 바와 같이, 기부(18)는 연장 부재(16) 주위에서 완전하게 연장될 필요는 없으나, 후술된 부착 방법을 충분히 보조하도록 연장 부재(16) 주위에서 연장되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기부(18)는 대신에 방사상으로 배열되고 연장 부재(16)로부터 연장되는 하나 이상의 탭을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 연장 부재(16)는 도1에 도시된 상태로부터 부품(10)의 기부(18)에 의해 여과 재료(12)에 기계적으로 고정되는 상태로 변형된다. 이러한 일 변형은, 연장 부재(1)의 팁(32)을 기부(17)를 향해 (부품(10)을 통해 제공된 개구(26)의 축방향으로) 다시 굽힘으로써 역 굽힘부(reverse bend)가 연장 부재(16)에 형성되고, 팁(32)을 더욱 반경 방향으로 굽힘으로써 반경 방향 연장부(32)가 연장 부재(16) 내에 형성된 도3에 도시되었다. 이러한 구성에 의해, 부착면(36)이 부품(10)의 연장 부재(16)의 외부면의 일부에 의해 제공된다. 여과 재료(12)의 제1 및 제2 주 표면(22, 24) 모두에서 개구(14)를 직접 에워싸는 여과 재료(12)의 일부는 이리하여 연장 부재(16)의 부착면(22)과 기부(18)의 표면부(20) 사이에 개재된다. 그 효과는 여과 재료(12)의 개구(14) 내에 제공된 바와 같이 부품(10)의 여과 재료(12)와의 효율적인 기계적 고정이다. 바람직하게는, "유밀(fluid tight)" 연결이 부품(10)과, 여과 재료(12) 사이에 제공되어, 바람직하게는 여과 재료와 부품(10)의 임의의 표면 사이에는 여과되지 않은 유체의 상당량이 여과 재료의 일 주 표면으로부터 여과 재료의 다른 주 표면으로 통과하는 것을 허용하는 경로가 없다는 것을 의미한다. 상당량의 유체는 여과시키고자 하는 유체로부터 여과된 유체의 성분을 제거하는 데 있어서 여과 재료의 소기의 기능을 손상시키는 것이다.

유밀식 밀봉을 증진시키기 위해, 부품(10)의 표면(20)과 표면(36) 사이에 개재된 여과 재료(12)는 부품(10)의 연장 부재(16)의 성형 또는 굽힘 공정 중에 적어도 다소간 실제로 압착 또는 붕괴되는 것이 바람직하다. 이러한 압착 또는 붕괴는 보다 양호한 유밀식 밀봉을 생성하는 것을 도와서, 부품의 표면(20)과 표면(36)이 여과 재료(12)와 더욱 밀접하게 접촉하게 된다. 여과 재료(12)가 추가의 층을 갖는 웨브를 포함하거나 그러한 웨브의 일부라면, 층은 또한 상호간에 보다 양호한 관계로 유지된다. 더욱이, 밀봉제 또는 접착제가 여과 재료(12)의 제1 주 표면(22)과 기부(18)의 표면부(20) 사이와 여과 재료(12)의 제2 주 표면(24)과 연장 부재(16)의 표면(36) 사이의 계면 중 하나 또는 모두에 제공될 수 있다. 접착제 또는 밀봉제는 필요하다면 층간에도 인가될 수 있다. 부품(10) 및 여과 재료(12)의 재료와 상용 가능한 임의의 종래의 공지 또는 개발된 밀봉제 또는 접착제가 실시된다. 또한, 부품(10)이 여과 재료(12)에 대하여 회전하는 것을 방지하도록 부품(10)은 여과 재료(12)에 고정된다. 이와 같이 하는 방법 중 하나는 간단히 부품(10)의 변형 가능한 연장 부재(16)와 여과 재료(12)의 개구(14)를 원형이 아닌 형상으로 구성하는 것이다. 이와는 다르게, 파지하여 이러한 상대 회전 운동을 막기 위해 여과 재료(12)의 두께 속으로 연장되는 부품(10)의 부착면(36)과 표면부(20) 중 하나 또는 모두로부터 연장되는 파지부(도시되지 않음)가 구비될 수 있다. 파지부는 표면(36, 20) 중 하나 또는 모두로부터 연장되는 예를 들어 하나 이상의 스파이크 또는 리브를 포함할 수 있다. 물론, 접착제나 파지부가 함께 사용될 수도 있다.

도4에 있어서, 부품(10)은 여과 재료(12)에 효율적으로 연결되어진 후에 도시되었다. 즉, 연장 부재(16)에 형성된 역 굽힘부(30)는 환형이며 부품(10)의 중심 개구(26)와 동심인 것으로 보인다. 굽힘부(30)가 환형인 것이 바람직한데, 그것이 최소의 문제로 후술된 성형 공정을 보조함으로써 형성을 용이하게 하기 때문이다. 그러나 다른 형상이 이상에서 언급한 바와 같이 사용될 수 있으며, 다른 형상은 역 굽힘부가 형성되는 것을 허용하기 위해서 다른 보정 단계 또는 특징을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 직사각형의 연장 부재(16)(평면도에서 보았을 때)의 경우에는, 각 측벽이 그 위에 역으로 굽히도록 하기 위해서는 그 코너에 슬릿을 제공할 필요가 있을 수 있다. 추가로, 연장 부재(16)에 의해 만들어지는 방사상 연장부(34)는 또한 도4에 환형면으로서 도시되었다. 이러한 방사상 부분(34)도 그것이 형성되는 연장 부재(16)의 형상에 좌우된다. 연장 부재(16)의 다른 형상은 방사상 연장부(34)의 형상도 결정하게 된다.

본 발명에 따라 부품(10)을 여과 재료(12)에 효율적으로 연결시키기 위해 부품(10)의 연장 부재(16)를 변형시키는 데 사용될 수 있는 하나의 구체적인 방법이 도5a 내지 도5e에 차례대로 개략적으로 도시되었다. 일반적으로, 연장 부재(16) 상에 다시 이러한 연장 부재를 굽힐 수 있는 이러한 변형 공정은 물체(10)의 재료, 특히 물체의 연장 부재의 재료와 요구되는 변형 정도에 따라 냉간 성형 공정 또는 열간 성형 공정으로 간주될 수 있다. 냉간 성형 공정은 변경 단계 중에 연장 부재(16)에 열을 도입할 필요 없이 변형이 수행될 수 있는 임의의 공정으로 간주된다. 열간 성형 공정은 연장 부재(16)를 변형시키는 능력을 촉진시키기 위해 열이 도입되는 공정이다. 열간 성형 공정은 물체(10)와 그 연장 부재(16)가 열간 성형 공정이 아니면 변형 공정 중에 파괴될 수 있는 열가소성 재료(폴리스티렌 또는 스티렌 부타디엔 공중합체와 같은 비교적 단단한 중합체 재료)를 포함한다. 냉간 성형 공정은 물체(10)의 재료가 제어식(그러나 가열되지는 않은) 성형 공정 중에 가소적으로 항복하지만 파괴되지는 않는 충분히 변형 가능한 재료(폴리프로필렌과 같이 비교적 연성의 중합체 재료와 같은)인 경우에 수행될 수 있다. 도5a 내지 도5e에 도시된 방법에 대한 다음의 설명은 바람직하게는 물체(10)의 연장 부재(16)가 그 위에 다시 굽혀질 수 있어서 환형 굽힘부(30)와 방사상 연장부(34)를 제공할 수 있는 냉간 성형 공정에 관한 것이다. 열간 성형 공정은 비슷하겠으나, 굽힘부(30)와 방사상 연장부(34)를 형성하기 위해 연장 부재(16)의 성형 또는 재형성을 허용하도록 적어도 항복 지점에서는 충분히 높은 열의 도입을 포함할 것이다.

도5a를 참조하면, 물체(10)는 다이(40)의 수용부(38) 내에 위치된다. 다이(40)는 또한 물체(10)의 중심 개구(26) 내에 끼워지며 그 말단부에 멈춤면(55)을 형성하는 중심부(42)를 포함한다. 물체(10)에 중심 개구가 구비되지 않으면, 다이(40)는 이러한 중심부(42)를 포함할 필요가 없으며 멈춤면은 다른 방법으로 구비될 수 있다. 다이(40)는 또한 기부(18)가 안착될 수 있는 모루면(anvil surface; 46)을 제공한다. 모루면(46)은 바람직하게는 환형 기부(18)를 지지할 목적으로 환형이나, 기부(18)와 같은 너비로 연장될(coextensive) 필요는 없다. 즉, 기부(18)의 연장부보다 반경 방향으로 크거나 좁게 연장될 수 있으며 다이(40) 둘레 전체를 따라 연장될 필요는 없다. 물체(10)가 다이(40)에 의해 지지된 상태에서, 물체(10)의 연장 부재(16)는 여과 재료(12)의 개구(14)를 통해 삽입된다. 펀치 조립체(48)는 다이(40)와 축방향으로 정렬되어 위치되며 펀치 조립체(48)를 축방향으로 이동시키기 위한 왕복 구동 장치 또는 시스템(도시되지 않음)에 작동식으로 연결된다. 임의의 공지된 또는 개발된 왕복 구동 장치 또는 시스템이 사용된다. 더욱이, 펀치 조립체(48)와 다이(40)가 기존에 알려진 바와 같이 모두 구동되거나 다이(40)가 고정된 펀치 조립체(48)에 대하여 왕복 구동될 수 있다. 또한, 펀치 조립체(48) 및/또는 다이(4)는 선형으로 이동하도록 구동되거나, 설명하거나 및/또는 아래에 제시된 바와 같은 상대 운동 및 변형 공정이 수행될 수만 있다면 이와는 다르게도 구동될 수 있다. 펀치 조립체(48)는 바람직하게는 아래에 설명한 목적을 위해 서로에 대하여 독립적으로 이동 가능한 제1 내부 펀치(50)와 제2 외부 펀치(52)를 포함한다. 이 경우에, 내부 펀치(50)와 외부 펀치(52)는 바람직하게는 소정의 운동을 제공하도록 적절한 구동 장치 또는 시스템에 독립적으로 연결된다. 바람직하게는, 외부 펀치(52)는 내부 펀치(50)에 의해 구동될 수 있으나,내부 펀치(50)가 정지된 후에도 더욱 연장되도록 추가로 구동될 수 있다. 이러한 견지에서, 내부 펀치(50)는 멈춤면(54)을 포함할 수 있다.

도5b에 있어서, 펀치 조립체(48)는 내부 펀치(50)의 성형면(56)이 물체(10)의 연장 부재(16)의 내부와 접촉해 있는 전진 위치에서 도시되었다. 보다 구체적으로, 펀치(50)의 성형면(56)은 제1 펀치(50)가 전진한 때 연장 부재(16)의 원형 팁(32)의 내부와 접촉하도록 펀치(50) 주위로 환형으로 연장되는 테이퍼가 형성된 표면을 포함한다. 초기 접촉 후에 내부 펀치(50)를 전진시키는 것은 대체로 성형면(56)의 경사를 따라서 연장 부재(16)를 변형시킨다. 제1 내부 펀치(50)는 도5c에 도시된 바와 같이 멈춤면(54)이 다이(40)의 멈춤면(44)과 접촉할 때까지 전진한다. 이러한 전진 중에, 물체(10)의 연장 부재(16)는 성형면(56)과 외부 펀치(52)의 단부에 제공된 테이퍼가 형성된 성형면(58)의 안내 하에서 계속적으로 변형된다. 전술한 바와 같이, 내부 펀치(50)의 이동은 바람직하게는 외부 펀치(52)와 동일 거리로 이동시킨다.

일단 내부 펀치(50)가 다이(40)에 대하여 멈추면, 외부 펀치(52)는 외부 펀치(52)가 내부 펀치(50)에 대하여 상대 운동하도록 구동될 수 있다. 외부 펀치(52)의 계속되는 전진은 도5d에 도시된 바와 같이 물체(10)의 연장 부재(16)의 추가적인 변형을 일으킨다. 이 시점에서, 연장 부재(16)의 팁(32)은 물체(10)의 기부(18)를 향해 다시 굽혀지기 시작한다. 더욱이, 연장 부재(16) 내에 형성된 굽힘부(30)는 연장 부재(16)가 제1 펀치(50)의 성형면(56)과 맞닿는 지점에 명확하게 형성되기 시작한다. 외부 펀치(52)의 추가적인 전진은 연장 부재가 완전히 연장부재 자체 위에 다시 굽혀지게 하여 굽힘부(30)가 완전하게 형성되게 한다. 그런 후에, 연장 부재(16)의 단부, 여과 재료의 개구(14)를 둘러싸는 여과 재료(12)의 부분 및 기부(18)는 바람직하게는 외부 펀치(52)의 테이퍼면(58)의 내측 팁과 다이(40)의 모루면(46) 사이에 끼이게 된다. 이리하여, 굽힘부(30)는 완전하게 형성되고 방사상 연장부(34)가 완성된다. 연장 부재(16)의 방사상 연장부(34)의 부착면(36)은 여과 재료(12)의 제2 주 표면(24)에 대하여 위치되고 여과 재료의 제1 주 표면(22)이 기부(18)의 표면(20)에 대하여 위치된다. 전술한 바와 같이, 바람직하게는, 제2 외부 펀치(52)에 의해 제공되는 힘은 방사상 연장부(34)와 기부(18) 사이에 위치된 여과 재료(12)를 적어도 부분적으로 압축시키기에 충분하다. 일단 굽힘부와 방사상 연장부(34)가 완전히 형성되면, 내측 및 외부 펀치(50, 52)는 후퇴되어 변형된 부품(10)이 다이(40)에 의해 지지되어 있는 위치로부터 제거될 수 있다. 즉, 변형된 부품(10)은 이제 여과 재료(12)에 효율적으로 연결된다. 동일한 순서의 작업들이 다른 여과 재료(12)에 연결시키고자 하는 다음 부품(10) 또는 특정 공정 또는 특별한 장치에 따라서 동일한 여과 재료(12)에 수행될 수 있다.

부품(10)을 통한 중심 개구(26)가 없는 경우에, 다이(40)는 부품(10)을 통해 연장되는 중심부(42)를 포함하지 않을 것이다. 더욱이, 멈춤면(44)도 구비되지 않을 것이다. 부품(10)은 전술한 방법과 동일한 방법으로 변형될 수 있는 본 발명에 따른 연장 부재(16)를 여전히 포함할 것이다. 연장 부재(16)는 관형일 수 있으며, 그 평면 형상은 원형, 직사각형 등과 같은 임의의 형상일 수 있다. 내부 펀치(50)의 운동은 구동 장치 또는 시스템(도시되지 않음)을 제어함으로써 간단히 전진 범위를 제어하는 것과 같은 임의의 다른 종래의 수단에 의해 제어될 수 있다.

부품(10)을 통한 중심 개구(26)가 십자형 브레이스 또는 다른 요소와 같은 다른 구조 부품을 포함하는 경우에, 다이(40)는 여전히 부품(10)을 통해 연장되며 정지면(44)을 제공하기 위한 중심부(42)를 포함할 수 있다. 그러나 중심부(42)가 부품(10)의 중심 개구(26)의 하나 이상의 부분 내에 및 이를 통해 충분히 통과할 수 있도록 하나 이상의 릴리프 영역(즉, 홈 또는 절결부)을 제공할 필요가 있다. 혹은, 중심부(42)에 이러한 릴리프 영역이 구비되어도, 펀치와 다이의 운동은 전술한 바와 같이 제한될 수 있다.

내측 및 외부 펀치(50, 52)를 개별적으로 구동하기 위해서, 공지되거나 개발된 임의의 적절한 구동 기구가 사용될 수 있다. 각 펀치는 독립적으로 구동될 수 있으며 바람직하게는 동기 또는 공통 구동 기구가 펀치들을 함께 이동시킬 수 있으며 외부 펀치(52)를 더욱 신장시킨다. 예를 들어, 공통 구동 장치는 펀치 조립체(48)와 작동식으로 연결된 공기식, 유압식, 전기식 또는 기계식으로 구동될 수 있는 단일 작동기를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 작동기는 외부 펀치가 전체 운동 범위에 걸쳐서 이동할 수 있도록 외부 펀치(52)에 연결될 수 있으며, 내부 펀치(50)는 미끄럼(slip) 또는 유격(play) 허용 수단에 의해서 외부 펀치(52)에 작동식으로 연결될 수 있다. 외부 펀치(50)의 운동이 내부 펀치(50)가 정지할 때까지 내부 펀치(50)의 직접 운동으로 전달될 수 있도록 충분히 단단한 스프링(도시되지 않음)이 내부 펀치(50)와 외부 펀치(52) 사이에 구비될 수 있다. 이리하여, 내부 펀치(50)의 멈춤면(54)이 다이(40)의 멈춤면(44)에 접촉하면, 그 운동은 멈추게 된다. 그러나, 외부 펀치(52)는 스프링 또는 임의의 다른 미끄럼 또는 유격 수단에 의해 흡수된 내부 펀치(50)에 대한 상대 운동에 의해 부착 작동기의 구동 하에서 계속 전진할 수 있다.

도5a 내지 도5e에 개략적으로 도시된 변형 작업은 단일 펀치에 의해서도 수행될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 단일 펀치에는 단일 펀치가 완전히 전진한 후에 단일 펀치 자체가 연장부의 소정 형상을 형성할 수 있는 성형면이 구비될 수 있다. 이상 설명한 예에서와 같이, 연장부(16)의 재료가 충분히 항복된 때 연장부가 자체 위해 굽혀지도록 펀치가 전진될 수 있다. 추가의 전진은 또한 방사상 연장부(34)를 형성할 수 있다.

도1 내지 도5의 연장 부재(16)의 대안적인 구성이 도6과 도7에 도시되었다. 도시된 도면은 부품의 연장 부재를 형성하는 벽과 기부의 일부를 통한 단면을 도시하는 부분 단면도들이다. 특히, 도6에 있어서, 연장 부재(60)는 외측 팁(62)과 내측 주춧대(64)를 갖는 것으로 도시되었다. 주춧대(64)로부터 방사상 외측으로 연장되며 부분적으로 기부(68)의 상부에 있는 돌기(66)가 또한 바람직하게는 구비된다. 외부 팁(62)과 주춧대(64) 사이에, 연장 부재(6)의 변형 가능한 부분(63)이 구획되었는데, 이는 바람직하게는 그 외부면에서 주춧대(64)로부터 외부 팁(62)을 향해 테이퍼가 형성된다. 외부 팁(62)을 향해 테이퍼가 형성된 변형 가능한 부분(63)을 만듦으로써, 연장 부재(60)는 외부 팁(62)을 향해 점차적으로 더욱 용이하게 변형 가능하다. 추가로, 테이퍼가 형성된 변형 가능한 부분(63)은 유리하게는 사출 성형과 같은 성형 공정에 의해 부품을 형성하는 능력을 용이하게 한다.이러한 구성은 부품을 여과 재료에 고정시키기 위해 전술한 바와 같은 방식과 같이 연장 부재(60)를 다시 굽히는 일을 용이하게 한다. 주춧대(64)는 변형이 완료된 후에 부품에서 변형되지 않은 직립 부분을 제공하도록 연장 부재(60)에 대체로 강성인 부분을 제공한다. 바람직하게는 돌기(66)는 여과 재료를 기부에 대하여 제자리에 보유하는 것을 보조하기 위해 구비된다. 또한, 돌기(66)는 여과 재료를 통한 개구(14)를 형성하는 여과 재료의 내측 에지와 그에 부착되는 부품 사이에 유밀식 밀봉을 형성하는 것을 향상시킨다. 이상과 같이, 바람직하게는 연장 부재(60)와, 그 변형 가능한 부분(63), 주춧대(64) 및 돌기(66)는 일반적으로 연장 부재(60)의 횡단면에서 대체로 원형이다.

도7에 있어서, 연장 부재(70)는 외부 팁(72), 변형 가능한 부분(73) 및 주춧대(74)를 갖는 것으로 도시되었다. 도6의 실시예에서와 같이, 변형 가능한 부분(73)은 바람직하게는 여과 재료의 개구 내로의 삽입, 그 제조 및 기부(78)를 향한 변형을 용이하게 하기 위해 주춧대(74)로부터 팁(72)을 향해 외부면을 따라 테이퍼가 형성된다. 외부 팁(72)으로부터 부분적으로 내측으로 이격되고 변형 가능한 부분(73)의 내벽을 따른 지점에, 전술한 바와 같은 부착 공정에서 연장 부재(70)의 굽힘을 더욱 용이하게 하는 홈(76)이 구비될 수 있다. 또한 연장 부재(70)의 굽힘을 용이하게 하기 위해 주춧대(74)와 연결되는 지점에 인접하여 변형 가능한 부분(73)의 외벽 상에 제2 홈(77)이 구비될 수 있다. 즉, 부착 공정 중에 연장 부재(70)가 굽혀지게 될 지점을 형성하도록 홈(76, 77)에 의해 생성된 얇은 영역은 그 영역에 인접한 영역에 비해 보다 용이하게 항복하게 될 것이다. 전술한 처음의 예에 있어서, 홈(77)은 굽힘부(30)의 구획을 더욱 촉진할 것이며 홈(76)은 홈에 인접하여 형성되는 절첩선을 구획함으로써 방사상 연장부(34)의 형성을 촉진할 것이다. 주춧대(74)는 변형이 완료된 후에 부품의 변형되지 않은 직립 부분을 생성할 것이다. 또 다시, 연장 부재(70)와, 그 변형 가능한 부분(73), 주춧대(74) 및 홈(76, 77)은 바람직하게는 횡단면을 통해 본 바와 같이 대체로 원형으로 연장된다. 도6과 도7에 도시된 변형은 선택적으로 또는 조합적으로 서로 함께 사용될 수 있음도 알 수 있다.

부품과 여과 재료 사이의 다른 부착 구성이 도8과 도9에 도시되었다. 도8에 있어서, 부품(80)이 여과 재료(12)에 연결되어 도시되었다. 연장 부재(82)는 여과 재료(12)의 개구를 통해 제공되지만, 여과 재료(12)를 통한 개구는 연장 부재(82)의 외경보다 작은 크기를 갖는다. 즉, 여과 재료의 개구에 바로 인접한 여과 재료(12)의 외주부는, 물체(80)가 여과 재료(1)의 개구를 삽입된 때와 같이, 연장 부재(82)의 외벽을 따라 위로 굽혀진다. 이와 같이 여과 재료가 위로 굽혀지는 것은 여과 재료(12)의 고유의 가요성에 의해 촉진되거나 개구 에지에 릴리프 또는 절결부를 필요로 할 수 있다. 어느 경우에도, 연장 부재(82)가 부품(80)의 기부(84)를 향해 다시 굽혀져 굽힘부(86)를 형성한 경우에, 여과 재료(12)의 외주부(85)는 방사상 연장부(89)와 기부(84)의 사이에 구비되는 것에 덧붙여 연장 부재(82)의 수직부(87, 88)들 사이에 개재된다. 이상과 같이, 외주부(85)를 포함한 여과 재료(12)는 복수개의 층들이 관련된 경우에도 기밀 부착 구성을 제공하도록 적어도 다소간 압축되는 것이 바람직하다. 이러한 대안적인 구성들은 변형 작업 전에 여과 부재(12)의 외주부(85)를 약간 연장 부재(82)의 외벽을 따라서 수직으로 굽히는 단계를 추가한 것을 제외하고는 도5a 내지 도5e를 참조하여 이상에서 설명한 방법과 동일한 방법에 따라 생산될 수 있다.

당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 충분히 이해하는 바와 같이, 펀치와 다이 형태는 서로에 대한 간격 및 서로에 대한 상대 운동 범위를 변형시킴으로써 여러 가지로 유사하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 전술한 외부 펀치(52)의 내측 팁 에지는 외부 펀치(52)가 완전히 전진하였을 때, 형성된 굽힘부의 측부 상의 수직부가 서로에 대하여 근접하게 제공되도록 부품의 연장 부재가 처음으로 내부 펀치(50)의 성형면(56)을 가격하는 지점에 보다 근접하게 구비될 수 있다. 이는 여과 재료 외주부(85) 사이에서 압축 또는 붕괴가 더 많이 이루어지게 하는 데에 사용될 수 있다. 이상과 같이, 굽힘부(86), 수직부(88) 및 방사상 연장부(89)의 형성은 재료가 정상 온도에서 충분한 전성을 갖는다면(즉, 파단되지 않으면서 가소적으로 변형될 수 있는 능력을 가지면) 연장 부재(82)를 냉간 성형함으로써 수행되거나 혹은 열을 추가함으로써 열에 의해 성형될 수 있다.

도9에 있어서, 연장 부재(92)를 갖는 부품(90)은 도8을 참조하여 이상에서 설명한 것과 유사한 방식으로 여과 재료(12)의 개구 내에 삽입된다. 그 결과, 여과 재료(12)의 부분(99)은 굽힘부(96)에 의해 분리된 수직부들(97, 98) 사이에 개재된다. 그러나 이러한 형태는 방사상 연장 부재가 형성되지 않는 점에서 다르다. 대신에, 연장 부재(92)의 팁(93)의 단부면은 부품(90)을 여과 재료(12)에 효율적으로 보유하도록 여과 재료(12)의 제2 주 표면(24)으로 향해 있다. 또 다시, 이러한형태는 도5a 내지 도5e를 참조하여 이상에서 설명한 방법에 따라 생성될 수 있다. 이 경우에, 연장 부재(92)의 초기 길이는 굽힘부(96)를 생성하였을 때, 전술한 방식으로 외부 펀치(52)를 더욱 이동시킴으로써 팁(93)이 여과 재료(12) 내로 안내되도록 선택된다.

도8과 도9에 개시된 변형들은 여러 가지 방식의 변형으로 사용될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 도9와 유사한 형태는 수직부들(97, 98)들 사이에 제공된 여과 재료의 부분(99)이 없이도 생성될 수 있다. 이러한 부품의 기부가 여과 재료의 제1 주 표면과 적어도 부분적으로 접촉해 있으면서 임의의 부품의 연장 부재의 적어도 일부가 여과 재료의 제2 주 표면과 접촉해 있는 다른 형태들도 생각해 볼 수 있다.

이상에서 언급한 바와 같이, 부품(10)은 유체 여과 재료(12)에 부착되는 임의의 부품일 수 있다. 더욱이, 부품(10)은 부품의 연장 부재가 전술한 바와 같이 변형 가능하다면 임의의 적절한 재료(들)로 형성될 수 있는데, 이러한 변형은 냉간 공정 또는 열간 성형 공정으로 수행될 수 있다. 바람직한 재료로는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르와 같은 항복 가능한 열가소성 중합체를 포함한다. 이들 공중합체는 이들이 냉간 성형 공정에 의해서 변형될 수 있는 점에서 바람직하다. 폴리스티렌을 포함한 다른 보다 취성인 열가소성 공중합체와 스티렌-부타디엔과 같은 공중합체 또한 사용 가능하지만, 이들은 열간 성형 공정의 일부로서 가열을 필요로 할 수 있다.

호흡 마스크에 있어서, 본 출원의 배경 기술 부분에서 논의한 바와 같이, 부품(10)은 호흡기 호기 밸브의 기부 또는 호흡기 장비 또는 눈 차폐부의 부착 부재일 수 있다. 호흡 마스크를 제조함에 있어서, 여과 재료(12)는 통상적으로 호흡기(가요성 및 절첩식 또는 미리 성형된 방식)의 본체를 제공하며, 부품은 기본 마스크 구조에 특징부를 부가한다. 이는 많은 다른 종류의 필터, 예를 들어, 진공청소기와의 연결을 위해 필터 주머니에 부착되는 유체 유입부/유출부를 포함하는 진공청소기 주머니에서도 마찬가지이다. 이러한 점을 염두에 두고, 이상에서 설명하고 제안한 부착 방법들이 채용될 수 있는 광범위한 경우를 예시하기 위해 부품(10)과 여과 재료(12)를 위한 다양한 가능한 형태가 아래에 설명되었다.

도10과 도11에는, 호흡 마스크, 예를 들어, 도12에 도시된 절첩식 및 가요성 호흡 마스크(102) 또는 도23에 도시된 미리 성형된 호흡 마스크(104)에 본 발명에 따른 방식으로 고정될 수 있는 호기 밸브(100)가 도시되었다. 도10과 도11에 도시된 밸브는 바람직하게는 호기 밸브(100)의 외주 주위 전체에 연장되는 기부(107)를 포함하는 밸브 본체(106)를 포함한다. 기부(107)는 전술한 기부(18)와 유사한 기능을 수행하며, 호흡 마스크(102)의 외부면에 대해 놓이는 표면(108)을 포함한다. 밸브 커버(110)는 밸브 본체(106)에 영구적으로 또는 제거 가능하게 부착될 수 있으며 공기가 통과할 수 있는 개구(112)를 제공한다. 영구적인 부착은 예를 들어 접착제의 인가 또는 초음파 용접과 같은 용접 기술에 의해 달성될 수 있다. 제거 가능한 부착은 예를 들어, 탄성 클립을 사용함으로써 달성될 수 있다. 밸브 본체(106)는 플랩 밸브가 호기 중에 개구(118)를 개방하는 일방 밸브로서 기능하도록 밸브 개구(118)를 에워싸는 안착면(도시되지 않음)에 대하여 놓여지는 부착식플랩형 밸브(114)(도23에 도시됨)를 포함할 수 있다. 이러한 밸브는 공지되었으며 상업적으로 입수 가능하고 미국 특허 제5,325,892호에 기재되어 있다. 밸브 본체(106)와 밸브 커버(110)는 바람직하게는 통상 폴리프로필렌 재료로 형성되는 열가소성 성형 부품들이다.

밸브 본체(106)는 또한, 본 발명에 따르면, 밸브 본체(106)로부터 호흡 마스크(102)에 대하여 놓여지게 될 그 표면(108)으로부터 멀리 연장되는 연장 부재(116)를 포함한다. 연장 부재(116)가 밸브 본체(106)에 구조적으로 연결되는 방식이 중요하지는 않지만, 연장 부재(116)가 구조적 강도를 위해 밸브 본체(106)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 연장 부재(116)는 중심 개구(118)가 호기 밸브(100)를 통한 유체 유동 통로도 형성하도록 중심 개구(118)(즉, 원형, 관형 및 중공인) 주위에 위치되는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이, 밸브 본체(106)의 구조적 견고성을 위해 그리고 플랩형 밸브(114)가 중심 개구(118) 내로 뒤로 흡인될 가능성을 막기 위해 중심 개구(118)를 가로질러 연결되는 구조적 십자 부재(120)가 구비된다.

밸브 안착면(108)과 연장 부재(116)를 구비한 결과, 호기 밸브(100)는 도5a 내지 도5e를 참조하여 이상 설명한 방식으로 호흡 마스크(102 또는 104)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 연장 부재(116)는 호흡 마스크(102 또는 104)에 제공된 개구를 통해 삽입되어지며, 그런 후에 연장 부재(116)는 이상에서 설명 또는 제안된 어느 방법으로도 변형될 수 있다. 또한, 호기 밸브(100)는 마스크 자체가 형성된 후에 또는 전에 호흡 마스크(102 또는 104)에 부착될 수 있다. 또한, 부착 작업은선택적으로 또는 인라인 제조 작업의 일부로 수행될 수 있음을 알 수 있다. 인라인 부착 작업은 호흡 마스크의 제조 중에 웨브에 충분히 접근할 수 있는 지점이라면 제조 라인의 어느 지점에서도 수행될 수 있다.

절첩식 호흡 마스크(102)가 도12, 도13, 도14 및 도15에 도시되었다. 기본적으로, 이러한 호흡 마스크(102)는 대체로 타원형 중심 패널(122)과 상부 및 하부 패널(124, 126)을 갖도록 형성된 여과 재료를 포함한다. 호기 밸브(100)는 바람직하기로는 중심 패널(122) 내에 제공된 개구(128)를 통해 부착된다. 또 다시, 밸브 본체(106)는 도13에서 볼 수 있는 바와 같이 호기 밸브(100)가 중심 패널(122)에 고정되도록 밸브 본체(106)의 표면(108)에 작용하도록 변형되는 연장 부재(116)를 포함한다. 호흡 마스크(102)는 패널들(122, 124, 126)이 마스크가 팽창되도록 형태를 바꾼 때, 대체로 컵 모양의 챔버가 착용자의 코와 입 위에 맞게 형성되도록 설계된다. 머리밴드(130)가 더욱 바람직하게는 중심 패널(122)의 대향한 종방향 단부들 부근에 부착되어 제공되며, 도시된 바와 같이, 머리밴드는 바람직하게는 각각의 부분이 일정 길이의 탄성 재료를 포함하는 2부품 머리밴드를 포함한다. 머리밴드(130)는 열 밀봉 또는 접착제 등에 의해 중심 패널(122)과 같은 패널들을 형성하는 여과 재료에 기존의 방식에 의해 고정될 수 있다.

호흡 마스크(102)의 이점은 상부 및 하부 패널들(124, 126)을 중심 패널(122) 뒤로 접음으로써 보관을 위해 납작하게 접혀질 수 있다는 점이다. 접혀진 호흡 마스크(102)가 도14와 도15에 도시되었다. 호흡 마스크(102)의 각각의 패널(122, 124, 126)은 통상적으로 내부와 외부 커버 웨브들 사이에 위치되는 적어도한 층의 여과 재료(즉, 여과 재료를 통해 통과하는 공기로부터 오염물을 제거할 수 있는 여과 재료층)를 포함한다. 중심 패널(122)은 또한 유리하게는 보강 재료의 층을 포함하고, 상부 패널(124)은 또한 포옴(foam) 재료의 층을 포함한다. 도12 내지 도15에 도시된 것과 유사한 호흡 마스크가 국제 공개 특허 출원 WO 96/28217호와 WO 97/32494호에 기재되었다.

도16에는, 절첩식 호흡 마스크를 제조하기 위한 성형 공정이 개략적으로 도시되었다. 각 제조 단계는 바람직하게는 서로 일치하여 수행되어 고속 인라인 공정을 형성한다. 본 발명에 따르면, 이러한 고속 인라인 공정은 또한 유리하게는 다른 공정 단계들과 일치하여 동일한 빠른 작업 속도로 호기 밸브와 같은 부품을 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 예시된 방법에 따르면, 마스크 제조 공정은 바람직하게는 롤 형태로 된 외부 커버 웨브 재료(200)의 공급으로 시작된다. 외부 커버 웨브 재료(200)가 시스템의 기계 방향으로 이동하면서, 함께 적층되는 다른 여러 부품들과 조립되어 종국에는 적재된 적층 재료로부터 절단되는 마스크들을 생산한다. 외부 커버 웨브(200) 상에 추가되는 첫번째 양호한 재료는 202에서 절단 및 인가 스테이션(204)에 공급된다. 재료(202)는 바람직하게는 호흡 마스크에 구비되는 변형 가능한 노즈 클립을 제조하는 데 있어서 부분(206)들로 절단될 수 있는 금속 스트립과 같은 변형 가능한 재료를 포함한다. 이렇게 하기 위해서, 재료(202)의 이산된 부분들(206)은 이격된 지점들에서 외부 커버 웨브(200)를 따라 웨브 에지 부근에서 인가되는데, 각 호흡 마스크에 대하여 하나의 부분(206)이 생산된다. 다음으로, 보강 재료(208)는 바람직하게는 커버 웨브(200)의 중심부를 덮는 층을 제공하도록 연속 방식으로 공급된다. 상부에 노즈 클립 재료의 이격된 부분들(206)과 보강 재료(208)가 외부 커버 웨브(200)의 상부에 있는 상태에서, 충분한 폭의 여과 재료(210) 층과 연속적으로 내부 커버 웨브 재료(212)가 제공된다. 이 시점에서, 호흡 마스크로 변환되는 다층 복합 웨브(214)가 적층된다. 절단, 인가 및 다양한 재료를 서로 위에 적층하는 다양한 작업들은 본 발명의 중요한 특징이 아니며, 임의의 기존 또는 개발된 기술 또는 공정이 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 알 수 있다. 이들 작업들은 고속 제조 공정이 이루어지도록 인라인으로 수행되는 것이 바람직하다.

복합 웨브(214)가 형성된 후에, 용접 스테이션(216), 바람직하게는 열 밀봉 작업은 호흡 마스크의 안면 맞춤 에지가 되는 외측 에지(218, 220)(도18에 도시됨)를 구획하는 열 밀봉선을 제공한다. 다음으로, 포옴 스트립 재료(222)는 바람직하게는 복합 웨브 재료(214) 상에, 특히 변형 가능한 노즈 클립 재료의 부분들(206) 상에 연속적인 재료로서 제공된다. 도17에는, 웨브 재료(214)와 포옴 스트립(222)의 순차적인 배치가 복합 웨브 재료(214)의 평면도에서 화살표(A)에 의해 표시된 기계 방향으로 도시되었다. 도시된 웨브 재료의 선단 에지에서(도17의 하부), 내부 커버 재료(212)는 일부를 덮는 연속 층으로서 포옴 층(222)을 포함한다. 도면의 중간 부분에, 내부 커버 재료(212)의 인가 전의 여과 재료(210)가 도시되었으며, 이는 추미 에지에서 도시된 바와 같이 중심에 위치된 보강 재료(208)와 노즈 클립 재료의 부분(206)이 상부에 있는 외부 커버 층(210)을 덮는다. 이 시점에서, 포옴 스트립(222) 및/또는 노즈 클립 재료의 부분(206)은 이와는 다르게 내부 커버웨브 재료(212) 또는 외부 커버 웨브(200)의 외부면 상에 위치되거나, 혹은 포옴 스트립(222)이 복합 웨브 재료(214)의 구조 내에 위치될 수 있음을 알 수 있다. 더욱이, 임의의 개수의 여과 재료(210) 층이 도시된 바와 같은 단일 층 대신에 구비될 수 있다.

다음 변환 단계는 스코링 휠(scoring wheels)이 이격된 평행한 절첩선(226)을 형성하는 스코링 스테이션(224)(도18에도 도시됨)을 포함할 수 있는데, 이것의 목적은 연속적으로 생산되는 호흡 마스크를 중심 패널(228)과 측부 패널(230, 232)로 나누는 것이다. 스코링 스테이션(224) 후에, 절단선(238, 240)에서 열 밀봉선(218, 220) 바로 외측에서 웨브 재료를 각각 절단함으로써 측부 에지 자투리 스트립(236)을 잘라내기 위한 절단 스테이션(234)이 구비된다(도18 참조). 개구(235)는 또한 바람직하게는 절단 스테이션(234)에서 각 마스크에 대한 소정 위치에 대응하는 지점에 웨브 재료를 통해 절단된다. 이 시점에서의 결과는 각각 개구(235)를 가지며 일련으로 서로 연결된 수많은 개수의 호흡 마스크 블랭크(237)이다. 다음에 도시된 스테이션은 바람직하게는 밸브 조립 스테이션(242)을 포함하는데, 여기서 호기 밸브(245)가 다른 제조 작업들과 일치하여 각 호흡 마스크 블랭크(237)에 연속적으로 부착된다. 이러한 밸브 조립 스테이션(242)에 의해 호기 밸브(245)를 부착하는 방식은 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

다음은, 밸브(245)가 구비된 연속적으로 연결된 호흡 마스크 블랭크(237)는 절첩 스테이션(244)으로 진행되는데, 이로써 측부 패널들(230, 232)은 각각의 절첩선(226)에서 내측으로 접혀서 접혀진 상태의 연속적으로 연결된 호흡 마스크 블랭크(237)를 형성하게 된다. 측부 패널(230)의 상부 상에 접힌 제1 측부 패널(232) 상에 접힌 측부 패널(230)이 구비된 마스크 블랭크(237)의 평면도가 도19에 도시되었다(도19에 도시되었으며 다음에서 논의되고 있는 다른 특징들은 당분간 무시함).

접혀진 호흡 마스크 블랭크(270)는 그리고 나서 다른 용접 스테이션(246)으로 진행되는데, 이는 스테이션(216)과 같이, 바람직하게는 열 밀봉 스테이션을 포함한다. 용접 스테이션(246)에서, 마스크 블랭크(270)는 접힌 상태로 있는 동안에 선들(248, 250)을 따라서 용접된다. 이 단계는 웨브(214)의 중심 패널(228)이 측부 패널들(230, 232)의 에지들(218, 220)로부터 각각 이격되고 대체로 이들에 대응하는 호형 부분들 내에 있는 상태에서 접힌 측부들(230, 232)의 웨브 재료를 용접한다. 이러한 작업에 의해, 도14의 마스크에 의해 도시된 바와 같은 형상(즉, 측부 탭이 구비된 긴 타원형)을 갖는 마스크 전방 패널이 형성되며, 이러한 형상의 전방 패널은 사용 가능한 컵 모양의 상태로 펼져질 수 있는 호흡 마스크를 생산하도록 측부 패널(230, 232)에 연결된다.

다음으로, 각각의 접혀진 호흡 마스크(270)(여전히 일련으로 연결된)는 머리밴드 부착 스테이션(252)으로 진행되는데, 여기서 머리밴드 재료(254)가 인가되어 각 마스크(270)에 부착된다. 구체적으로, 머리밴드 재료(254)는 도19에도 도시된 바와 같이 일련의 지역들(256, 158)에서 각 마스크(270)에 부착되어, 개별 머리밴드들이 각 마스크(270)에 연결된다. 이러한 부착 작업은 각 지역(256, 258)에서 용접 작업에 의해, 접착제 인가에 의해, 혹은 그 밖의 기계적 연결을 제공함으로써 수행될 수 있다. 그런 다음, 최종 절단 스테이션(260)에서 접혀진 호흡마스크(270)의 스트립을 구획하는 용접선(248, 250) 외측으로부터 잉여 재료(262)(도19 참조)를 잘라낸다.

또한, 절단 스테이션(260)에서, 마스크(270)는 바람직하게는 머리밴드 재료(254)가 마스크(270)에 부착되는 지역들(256, 258) 사이의 에지(264)에서 적어도 부분적으로 서로 분리된다. 도16에 도시된 바와 같이, 각 마스크(270)는 에지(264)에서 완전히 분리되어 각 마스크(270)가 잉여 재료(262)로부터 완전하게 절단될 수 있다. 이와는 다르게, 마스크(270)는 관통 구멍의 선을 절단함으로써 또는 다르게는 마스크(270)들 사이에 취약선을 형성함으로써 에지(264)에서 부분적으로 연결된 상태로 남겨질 수 있다(도20 참조). 그런 다음 마스크(270)는 사용을 위해 쉽게 분리될 수 있다. 마스크들(270)을 서로 연결된 상태로 남겨 두는 것의 이점은 이들이 롤 형태로 포장될 수 있다는 점이다. 또한, 머리밴드 부착 지역들(256, 258) 사이의 머리밴드 재료(254)의 부분은 절단 또는 관통 공정 중에 제거되어, 도20에 도시된 바와 같이, 머리밴드들의 에지들이 서로 이격되어 있게 할 수 있다. 이와는 다르게, 머리밴드가 에지(264)에서 마무리될 수도 있다.

임의의 다양한 재료가, 즉, 필터 층(210), 외부 커버 웨브 재료(200), 내부 커버 웨브 재료(212), 포옴 재료(222), 보강 재료(208), 노즈 클립 재료(202) 및 머리밴드 재료(254)로서 도16에 도시된 공정에 채용될 수 있다. 이러한 호흡 마스크를 제조하기에 적절한 일부 구체적인 재료가 국제 공개 특허 출원 WO 96/28217호에 기재되었는데, 그 전체 명세서는 본문에 참고로 수록되었다. 이와는 다르게, 머리밴드 재료(254)는 국제 공개 특허 출원 WO 97/32493호 또는 미국 특허제5,724,677호에 개시된 것일 수 있는데, 그 전체 명세서들도 본문에 참고로 수록되었다. 그러나, 예를 들어, 스테이플에 의해 마스크에 고정되는 2개의 밴드를 포함하는 머리밴드를 포함한 많은 다른 머리밴드 구성 및 디자인과 부착 기술도 가능하다.

호흡 마스크에 공통적인 여과 재료층은 도12 내지 도15에 도시된 마스크(102)와 같이, 종종 전기적으로 대전된 용융 송풍된 미세 섬유(melt-blown microfiber; BMF)의 인탱글드 웨브(entangled web)를 포함한다. BMF 섬유는 통상적으로 약 10 마이크로미터(㎛) 미만의 평균 섬유 직경을 갖는다. 웨브로 무작위로 얽힌 경우, 이는 매트로서 취급되기에 충분한 일체성을 갖는다. 마스크 본체 내의 필터로서 사용될 수 있는 섬유질 재료의 예가 미국 특허 제5,706,804호와, 제5,472,481호와, 제5,411,576호와, 제4,419,993호에 개시되었다. 섬유질 재료는 미국 특허 제5,025,052호와 제5,099,026호에 기재된 접착제와 같이 여과 성능을 증진시키는 접착제를 포함할 수 있으며, 또한 성능을 향상시키는 낮은 수준의 추출 가능한 탄화 수소를 가질 수 있다. 섬유질 웨브는 또한 미국 특허 제4,874,399호에 도시된 바와 같이 높은 유성 연무 저항(oily mist resistance)을 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,496,507호와 제4,592,815호와 제4,215,682호에 기재된 기술을 사용하여 전하가 부직포(non-woven) 섬유질 웨브에 전달될 수 있다. 중심 및 측부 패널(도12 내지 도15에 도시된 마스크(102)의 122, 124 및 126에 표시된 바와 같은)들의 외부 및 내부 웨브는 여과 재료층을 연마력으로부터 보호하고 여과 재료 층으로부터 느슨해진 임의의 섬유들을 보유한다. 커버 웨브는또한 비록 통상적으로 여과 재료층의 것만큼은 양호하지 않지만, 여과력을 갖는다. 커버 웨브는 예를 들어 미국 특허 제4,807,619호와 제4,536,440호에 기재된 바와 같이 폴리올레핀 및 폴리에스테르를 함유하는 부직포 섬유질 재료로 만들어질 수 있다.

다음은 일련으로 연결된 호흡 마스크 블랭크(237)에 개구(235)를 통해 밸브(245)를 부착시킬 수 있는 방법에 대해 도21과 도22를 참조하여 설명하기로 한다. 다음의 설명은 호흡 마스크가 멈추지 않고 기계 방향으로 이동되는 동안에 밸브(245)가 각 호흡 마스크에 부착될 수 있는 방식에 관한 것이다. 즉, 부착 방법은 밸브 조립 작업을 수행하기 위해 호흡 마스크의 이동을 멈출 필요가 없는 인라인 작업을 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 밸브 조립 작업은 대신에 일련의 호흡 마스크들이 정지된 동안에 수행될 수도 있음을 알 수 있다. 더욱이, 이상에서 언급한 바와 같이, 밸브 조립 작업은 이러한 호흡 마스크 또는 개별적으로 또는 제조 라인의 일부로서 여과 장치로 변환되는 여과 재료에 수행될 수 있다. 멈추지 않고 밸브(245)가 호흡 마스크 블랭크(237)에 부착될 수 있는 방법은 고속으로 부착 작업 및 호흡 마스크의 제조 작업이 수행될 수 있는 점에서 바람직하다.

일련으로 연결된 호흡 마스크 블랭크(237)가 도16에 도시된 밸브 조립 스테이션(242)에 도입될 때, 블랭크에는 절단 스테이션(234)에서 호기 밸브 부착 개구(235)가 제공되어 있다. 그렇지 않으면, 개별 절단 스테이션이 각 마스크 블랭크(237) 내에 개구(235)를 절단하기 위해 밸브 조립 스테이션(242) 내에 제공될 수 있다. 이상에서 논의된 밸브 조립 방식과 같이, 절단 작업은 마스크블랭크(237)가 계속 이동하는 동안에 수행되는 것이 바람직하다. 다이 절단 기구는 이러한 제조 작업 중에 이러한 인라인 기능을 고속으로 수행하는 것으로 주지되어 있다. 임의의 적당한 절단 기구가 특정 시스템 및 장치에 따라 그리고 여과 재료가 이동하거나 이동하지 않는 동안에 절단 작업이 수행되는지에 따라서 실시된다.

일단 호기 밸브 부착 개구(235)가 제공되면, 호흡 마스크 블랭크(237)는 도22에 도시된 바와 같이 안내 시스템(304), 펀치 및 다이 조립체(306), 밸브 픽업 스테이션(308) 및 밸브 공급기(310)를 포함하는 밸브 부착 스테이션(302)에 인접하여 이동하도록 진행된다. 도21에 개략적으로 도시된 바와 같이, 안내 시스템(304)은 종래의 구성을 가질 수 있으며 바람직하게는 부동 안내 트랙 및 부동 안내 트랙을 따라서 이동하는 전달 기구(도시되지 않음)를 포함하는 상부 안내 트랙(312)을 포함한다. 이러한 전달 기구는 종래에 공지된 임의의 방식으로 구동될 수 있는 벨트, 체인 등을 포함하는 종래의 또는 개발되어 있는 임의의 기구를 포함할 수 있다. 안내 시스템(304)은 또한 상부 캠 트랙(314)을 포함하는데, 이것의 목적은 이하에서 설명하기로 한다. 또한 개략적으로 설명된 바와 같이, 안내 시스템(304)은 또한 바람직하게는 상부 안내 트랙(312) 및 상부 캠 트랙(314)과 유사한 구성을 갖는 하부 안내 트랙(316) 및 하부 캠 트랙(318)을 갖는 것이 바람직하다.

상부 안내 트랙(312)의 전달 기구부는 도5a 내지 도5e를 참조하여 이상에 논의된 것과 유사한 구성으로 된 내부 펀치(322)와 외부 펀치(324)를 바람직하게는 자체적으로 포함하는 펀치 조립체(320)에 연결된다. 이로써, 펀치 조립체(320)는상부 안내 트랙(312)을 따라 전달 기구의 속도로 이동될 수 있다. 더욱이, 상부 캠 트랙(314)은 호흡 마스크 블랭크(237)가 기계 방향으로 이동하는 동안에 펀치 조립체(320)를 호흡 마스크 블랭크(237)로 및 그로부터 이동시킨다. 구체적으로, 상부 캠 트랙(314)은 캠 종동부(326)가 주행하는 표면을 제공한다. 캠 종동부(326)는 예를 들어 캠 트랙(314)의 통과를 용이하게 하고 펀치 조립체가 전달 기구에 의해 이동되는 동안에 롤러가 트랙을 따라 주행하도록 하기 위해 자체적으로 구성되고 펀치 조립체(320)의 단부에 회전식으로 장착된 롤러를 포함할 수 있다. 도21에서 알 수 있는 바와 같이, 상부 캠 트랙(314)은 캠 종동부(326)와 펀치 조립체(320)가 호흡 마스크 블랭크(237)를 향해 그리고 그로부터 이동하게 하는 캠부(315)를 포함한다. 이러한 이동은 도5a 내지 도5e를 참조하여 설명한 방식으로 호기 밸브(245)를 변형시키고 호흡 마스크 블랭크(237)에 부착시키는 일에 활용된다. 이러한 이동은 또한 상부 안내 트랙(312)의 전달 기구에 미끄럼 이동 가능하게 장착된 펀치 조립체(320)에 이해 촉진된다.

하부 안내 트랙(316)의 전달 기구부는 부착 작업 전에 밸브 부품을 지지하기 위해서 그리고 또한 펀치 조립체(320)와 협동하여 부착 기능을 수행하기 위해서 다이부를 포함하는 다이 조립체(328)에 연결된다. 다이 조립체(328)는 또한 하부 캠 트랙(318)의 표면을 따라 주행하는 캠 종동부(332)를 포함하는 반면, 다이 조립체(328)는 전달 기구(도시되지 않음)에 의해 하부 안내 트랙(316)을 따라 이동된다. 상부 캠 트랙(314)과 마찬가지로, 하부 캠 트랙(318)은 다이 조립체(328)가 연결된 호흡 마스크 블랭크(237)를 향해 그리고 그로부터 멀리 이동하게 하는캠부(319)를 포함하는데, 이러한 운동도 호기 밸브(245)를 변형시키고 호흡 마스크 블랭크(237)에 부착시키는 일에 활용된다. 또한, 다이 조립체(328)는 하부 안내 트랙(316)의 전달 기구에 미끄럼 이동 가능하게 연결된다. 부착 작업을 효율적으로 수행하기 위해, 펀치 조립체(320)와 다이 조립체(328)는 바람직하게는 서로 동기화되었으며 비슷한 속도로 구동되고, 상부 및 하부 캠 트랙(314, 318)의 캠부(315, 319)는 각각 부착 작업을 수행하도록 상대적으로 위치된다. 예를 들어, 캠부(319)는 캠부(315)에 의해 안내되면서 펀치 조립체(320)가 성형 위치를 향해 이동하는 것보다 먼저 다이 조립체(328)는 그 성형 위치로 이동하기 시작하게 하고, 캠부(315)는 캠부(319)에 의해 안내되면서 다이 조립체가 수축하는 것보다 빨리 펀치 조립체(320)가 수축하게 한다. 이렇게 하기 위해서, 캠부(319)는 캠부(315)보다 길어야 하고 캠부(315)의 양 측면 상으로 더 멀리까지 연장되도록 위치되어야 한다. 물론, 특정 성형 작업에 따라서, 캠부(315, 319)는 서로에 대해 다르게 정렬되거나 위치되어 성형 기구의 어느 측면도 다른 쪽보다 먼저 전진할 수 있거나 양 측면이 동시에 전진할 수 있게 할 수 있다. 더욱이, 캠부(315, 319)에 의한 이동 범위는 바람직하게는 호기 밸브(245)의 변형 작업 및 마스크 블랭크(237)에의 부착을 수행하기에 충분한 운동 및 힘을 제공하도록 한정된다. 이상과 같이, 바람직하게는 충분한 힘은 기밀 연결의 형성을 증진시키기 위해 호흡 마스크 블랭크(237)를 구성하는 일부 재료를 적어도 부분적으로 압착 또는 붕괴시키도록 제공된다. 도5a 내지 도5e를 참조하여 이상에서 설명한 펀치 조립체와 같이, 내부 펀치(322)는 바람직하게는 스프링(도시되지 않음)과 같은 미끄럼 또는 유격 수단에 의해 외부 펀치(324)에 작동식으로 연결되어, 내부 펀치(322)의 운동을 다이(330)에 의해서와 같이 보다 작은 운동으로 제한할 수 있는 동안에 외부 펀치(324)가 캠 종동부(326)에 구동식으로 연결될 수 있게 된다.

도22에 도시된 바와 같이, 안내 시스템(304)은 곡선부에 의해 연결되는 직선부를 제공하기 위해 긴 타원형으로 제공될 수 있다. 원하는 특정 기능을 수행할 수만 있다면 다른 형상도 가능하다. 제1 직선부(334)에서, 밸브 픽업 스테이션(308)이 바람직하게는 구비되는데, 이것의 목적은 다이가 안내 시스템(304) 주위에서 이동하는 동안에 다이(330) 상에 밸브 부품을 적재하기 위한 것이다. 밸브 픽업 스테이션(308)과 관련하여, 공급기(10)는 바람직하게는 연속적인 부품의 양을 밸브 픽업 스테이션(308)에 공급한다. 밸브 픽업 스테이션(308)과 공급기(310)로서 활용되는 구체적인 기구는 본 발명의 구체적인 부분을 형성하지는 않으며, 임의의 종래 또는 개발되어 있는 적재 및 공급 시스템과 기구가 본 발명에 따라서 활용될 수 있음을 알 수 있다. 다른 직선부(336)는 바람직하게는 호흡 마스크 블랭크(237)의 기계 방향과 정렬되어 부착 작업이 블랭크의 이동과 일치하여 수행될 수 있다. 또한, 마스크 블랭크(237)의 기계 속도는 안내 시스템(304)의 전달 기구의 속도와 동기 및 일치하여 다이 조립체(328)가 밸브 부품을 각 마스크 블랭크(237)의 개구(235)에 정렬하여 제공하여야 하며 변형 단계 및 부착 작업이 멈추지 않고 직선부를 따라 완전히 수행될 수 있어야 한다. 더욱이, 상부 및 하부 안내 트랙(312, 316)을 따라 각각 공통으로 구동되어, 하나 이상의 부착 작업이 안내 시스템(304)의 직선부(336)를 따라서 동시에 진행될 수 있는 복수의 펀치 및 다이 조립체(즉, 동기화된 다이 조립체(328)가 구비된 펀치 조립체(20)의 조합)가 구비될 수 있다. 이를 촉진하기 위해서, 직선부(336)는 적당한 크기로 될 수 있다.

호흡 마스크 블랭크(237)의 개구(235)를 통해 호기 밸브(245)를 부착시키기 위한 전술한 바와 같은 방법은 특히 바람직한데, 그 이유는 연속적으로 그리고 고속으로 수행될 수 있기 때문이다. 부착 속도는 마스크 제조 공정의 기계 속도와 쉽게 동기될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 여과 재료 또는 여과 재료를 포함하는 웨브 복합 구성이 기밀 방식으로 부품에 효율적으로 부착될 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 이러한 부품은 다듬어지지 않은 에지나 용접선이 보이지 않기 때문에 부품이 통과하는 개구 주위의 부품의 내부가 깔끔한 외관을 갖도록 부착될 수 있다. 즉, 변형 공정은 개구 에지를 덮는다. 추가로, 부품과 개구 사이의 약간의 오정렬이 감춰지며 연결이 재료의 양 측면 상에 형성하는 효과적인 밀봉을 손상시키지 않는다. 또 다른 이점은 이러한 부착 공정에 기인하는 기계적인 클램핑은 웨브 재료를 함께 보유하도록 작용하게 된다는 점이다. 이는 웨브 재료가 복수개의 층을 포함하거나 웨브 재료가 내부에 매립된 입자 물질을 포함하는 경우(탄소 적재 웨브가 채용된 경우와 같이)에, 부품 부착이 복수개의 층들을 보유하고 및/또는 입자 손실의 가능성을 감소시키게 되어 특히 유리하다. 이러한 작용은 또한 층간의 유밀식 밀봉을 촉진한다.

호기 밸브를 호흡 마스크에 부착하기 위한 전술한 바에 따른 방법의 효율성을 평가하기 위해서, 도12 내지 도15에 도시된 종류의 마스크가 여러 개 도16에 도시된 공정에 따라서 생산되었다. 밸브 부품의 기부와 연장 부재는 폴리프로필렌재료로 형성되었으며, 호흡 마스크의 중심 패널은 폴리프로필렌 스펀본드 부직포 재료(spun-bond non-woven material)로 구성되는 내부와 외부 커버 웨브 사이에 구비되는 BMF 재료의 층으로 구성되었다. 부품과 각 마스크의 중심 패널 사이의 밀봉의 질은 호기 밸브 자체가 폐쇄 위치로 밀봉되었을 때 호흡 마스크의 일 측면으로부터 다른 측면으로 통과할 수 있었던 지시 유체의 양을 측정함으로써 검사하였다. 검사한 호기 밸브는 도10과 도11에 도시된 종류의 것으로 구성되었는데, 여기서 플랩형 밸브는 각 검사에서 폐쇄 상태로 유지되었다. 유체 유동 측정은 미국 미네소타주 쇼어뷰에 소재한 TSI 인코포레이티드로부터 상품 지정 "서티테스트(CertiTest)" 모델 8130으로 입수 가능한 타입의 자동 필터 검사기를 사용하여 수행되었다. 이 기구에 의해, 검사한 마스크와 밸브는 호기 밸브가 초음파 용접에 의해 웨브 재료에 부착된 유사한 마스크에 필적하는 것을 알 수 있었다.

이상에 언급된 바와 같이, 재료 또는 마스크가 완전히 형성된 후에 본 발명에 따른 임의의 부착 방법은 임의의 부품을 임의의 여과 재료 또는 호흡 마스크에 부착시키는 데에 사용할 수 있음을 알 수 있다. 도23에 도시된 성형 호흡 마스크에서와 같이, 예를 들어, 호기 밸브(100)는 착용자의 입과 코를 덮게 사용하도록 컵 형상의 본체로 미리 성형된 후에 호흡 마스크(104)에 부착될 수 있다. 이러한 미리 성형된 마스크는 공지되었으며 예를 들어 미국 특허 제5,307,796호에 기재되었다. 통상적으로, 마스크 본체는 적어도 한 층의 여과 재료와, 마스크 본체에 지지 구조를 제공하고 필터 층을 지지하기 위해 형체 층(shaping layer)을 포함한다. 형체 층은 종래의 과정을 사용하여 컵 모양의 형태로 성형되는 임의의 적절한 재료, 예컨대 열 접합 가능한 섬유의 부직포 웨브로 제조될 수 있다. 통상의 특징부는 도시된 머리밴드 스트랩과 노즈 클립을 포함한다. 어느 경우에도, 호기 구멍(도시되지 않음)은 성형 공정 전이나 후에 제공되어 호기 밸브(100)가 성형 공정 전이나 후에 본 발명에 따른 방법을 사용하여 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 임의의 방법은 또한 다른 부품들을 호흡 마스크가 아닌 다른 분야에 사용하기 위한 여과 재료에 고정시키는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도24에는, 진공청소기에 사용하기 위한 필터 주머니(350)로 형성된 공기 여과 재료가 도시되었다. 이러한 필터 주머니는 주지되어 있으며 종이 또는 공기 유동을 통과시키는 다른 재료로 형성될 수 있다. 다층 섬유도 주지되어 있다. 도시된 바와 같이, 필터 주머니(350)는 섬유지지 층(354, 356) 사이에 제공된 여과 재료 층(352)을 포함한다. 필터 주머니(350)가 종래의 방식으로 진공청소기의 유출부에 부착될 수 있게 하는 부품(360)을 포함하는 필터 주머니(350)를 통해 유입부(358)가 형성되어 있다. 부품은 본 발명에 따른 임의의 방법에 의해 유리하게 제위치에 고정될 수 있으며, 이러한 목적으로, 부품(360)에는 전술한 연장 부재(16)와 같이 부착 작업에 활용되는 일체의 변형 가능한 연장 부재(도시되지 않음)가 구비된다. 부품(360)은 생산 방식에 따라 여과 재료가 주머니로 형성되기 전이나 후에 여과 재료에 고정될 수 있다.

필터에 연결된 부착 부품(372)을 갖는 필터(370)를 포함하는 또 다른 필터 장치가 도25에 도시되었다. 도시된 필터(370)는 재사용 가능한 호흡 마스크에 해제 가능하게 부착되도록 된 일회용 필터를 포함한다. 필터(370)는 디스크형이며그 원주 주위에서 바람직하게는 용접에 의해 봉합된 다층 웨브 재료의 원형 단편을 포함한다. 이러한 웨브 재료는 통상적으로 스펀본드 재료의 층들 사이에 위치되는 미세 섬유 층을 포함하는데, 스펀본드 재료의 층은 필터(370)의 외부면을 형성한다. 도25에 도시된 일반적인 종류의 필터가 공지되었으며, 이러한 일 예는 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴퍼니로부터 상품 지정 "2040 고효율 필터(High Efficiency Filter)"로 상업적으로 입수 가능하다. 따라서, 부착 부품(372)은 내부 미세 섬유 층과 결합되기 전에 외부층들 중 하나에 연결되는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로, 도25에 도시된 바와 같이, 스펀본드 층(374)은 부착 부품(372)이 부착되는 중심 개구를 포함한다. 미세 섬유(376)는 스펀본드 층(374)과 부착 부품(372)의 개구의 내부에서 모두 볼 수 있다. 본 발명에 따르면, 부착 부품(372)은 스펀본드 층(374)의 개구를 통해 위치될 수 있으며 그 이면에 대하여 변형 가능한 연장 부재를 포함한다. 부착 부품(372) 자체는 다르게는 호흡 마스크 또는 다른 물품에 해제 가능하게 연결 가능할 필요가 있을 때는 언제나 추가의 특징부를 포함할 것이다.

부품을 여과 재료 또는 이러한 여과 재료를 갖는 임의의 복합 웨브에 부착시킬 필요가 있는 경우에는 임의의 다양한 여과 장치 및 재료가 사용될 수 있다. 이상과 같이, 여과 재료를 포함하는 것은 부품이 제자리에 고정되고 필터 목적에 해로운 영향을 미치지 않도록 효율적인 밀봉을 제공하는 방식으로 부착되는 것을 필요로 한다. 즉, 부착은 이를 통해 상당한 오염물이 통과하는 것을 허용하지 않음으로써 유체 여과가 손상되지 않도록 해야 한다. 여과 재료를 포함하는 웨브의 일측면 상에 제공되는 변형 가능한 부분을 포함하는 임의의 부품을 부착하고 변형 가능한 부분은 웨브의 다른 측면 상에 제공된 기부와 협동하여 사용되어 기계적 클램핑 부착 결과를 낳을 수 있도록 하기 위한 다른 부착 방법도 본 발명에 따라 예견할 수 있다.

Claims (43)

1. 자체에 여과 재료층을 구비하고 제1 및 제2 주 표면과 개구를 갖는 웨브 재료 및 상기 웨브 재료에 부착되는 적어도 하나의 부품을 포함하는 여과 장치에 있어서, 상기 부품은,

   웨브 재료의 제1 주 표면에 대하여 맞닿는 표면을 갖는 부품 기부와,

   부품 기부로부터 연장되어 웨브 재료의 개구를 통과하는 연장 부재를 구비하고,

   상기 연장 부재는 또한 부품 기부를 향해 후방으로 접힌 변형부를 가지며 부품을 웨브 재료에 유밀 관계로 클램핑하도록 웨브 재료의 제2 주 표면에 대하여 위치되는 적어도 표면부를 갖는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 변형부의 표면부는 부품과 웨브 재료 사이에 밀봉식 부착을 효과적으로 생성하도록 웨브 재료를 통해 제공된 개구 주위 전체에서 제2 주 표면에 대하여 맞닿는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 연장 부재는 부품 기부로부터 연장되는 부분과 변형부를 포함하고, 상기 변형부는 부품 기부를 향해 재연장되며 웨브 재료의 제2 주 표면의 외주 구역 상에 위치되는 단부를 갖는 제1 부분을 포함하고, 웨브 재료의 제2 주 표면에 대하여 맞닿는 변형부의 표면부가 변형부의 제1 부분의 단부 상에 제공되어, 웨브 재료의 외주 구역이 제1 부분의 단부와 부품 기부 사이에 압축되어 클램핑되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 연장 부재는 부품 기부로부터 연장되는 연장 부재의 부분을 통해 취한 횡단면에서 보았을 때 둥근 것을 특징으로 하는 여과 장치.
5. 제4항에 있어서, 웨브 재료에 대한 부품의 회전을 제한하는 수단을 더 포함하고, 상기 수단은 웨브 재료와, 기부와 웨브 재료의 제2 주 표면에 맞닿는 변형부의 표면부의 계면들 중 하나 사이에서 작용하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 회전 제한 수단은 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 웨브 재료의 외주 구역의 일부는 부품 기부로부터 연장되는 연장 부재의 부분과 변형부의 제1 부분 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 변형부는 제1 부분의 단부에 구비되며 웨브 재료의 제2 주 표면의 외주 구역에 걸쳐 제1 부분으로부터 소정 거리만큼 연장되는 제2 부분과, 상기 변형부의 제2 부분 상에 제공된 상기 웨브 재료의 제2 주표면에 대해 인접한 상기 변형부의 표면부를 더 포함하며, 웨브 재료의 외주 구역은 제2 부분과 부품 기부 사이에 압축되어 클램핑되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 웨브 재료의 외주 구역의 일부는 부품 기부로부터 연장되는 연장 부재의 부분과 변형부의 제1 부분 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 부품 기부로부터 연장되는 연장 부재의 부분은 변형부보다 그 횡단면에서 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 여과 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 부품 기부로부터 연장되는 연장 부재의 부분은 연장 부재를 따라 연장되며 웨브 재료의 외주 구역과 맞물리는 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 변형부는 단부를 향해 연장되면서 그 횡단면에서 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 변형부는 내부에 제공된 굽힘부의 위치에서 변형부를 따라 연장되는 얇은 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 변형부는, 연장 부재의 변형부가 부품 기부를 향해 다시 굽혀지는 지점에 제공되는 굽힘부의 위치에 있는 제1 얇은 영역과, 변형부의 제1 및 제2 부분들 사이의 굽힘부의 위치에 있는 제2 얇은 지역을 포함하는, 변형부를 따라 연장되는 복수의 얇은 지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 웨브 재료는 적어도 하나의 여과 재료층을 구비한 복수개의 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 웨브 재료는 호흡 마스크의 마스크 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 부품은 연장 부재를 통해 제공된 개구를 구비한 호기 밸브의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 웨브 재료는 제1 주 표면을 형성하는 제1층이 스펀본드 재료인 복수개의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 스펀본드 재료는 폴리프로필렌 스펀본드 재료이며, 부품 기부 및 그 연장 부재는 폴리프로필렌으로 형성되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
20. 제16항에 있어서, 상기 마스크 본체는 마스크 본체가 보관을 위해 접혀질 수 있고, 사용 중에는, 착용자의 입과 코 상에 컵 모양 구역을 형성할 수 있도록 하기 위해 구조적으로 한정된 절첩선을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
21. 여과 재료를 구비한 웨브 재료에 부품을 부착하는 방법에 있어서,

    여과 재료층을 구비하고, 제1 및 제2 주 표면과 이를 통해 제공된 개구를 갖는 웨브를 제공하는 단계와,

    부품 기부와, 기부로부터 팁으로 연장되는 변형 가능한 연장 부재를 구비한 부품을 제공하는 단계와,

    우선 연장 부재 팁을 웨브 재료 내의 개구를 통해 삽입하고, 연장 부재가 개구를 통해 연장된 상태에서 부품 기부의 표면을 웨브 재료의 제1 주 표면에 대해 접촉시키는 단계와,

    적어도 연장 부재의 표면이 웨브 재료의 제2 주 표면에 대하여 맞닿고, 부품 기부의 표면과 웨브 재료의 제1 주 표면의 접촉과 함께, 부품을 웨브 재료에 유밀 관계로 클램핑하도록 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 웨브 재료를 제공하는 단계는 적어도 하나의 여과 재료층을 구비한 다층 웨브 재료의 공급을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제21항에 있어서, 상기 부품을 제공하는 단계는 협동하는 펀치와 다이 시스템의 다이 상에 부품을 적재하는 단계와, 부품 기부의 적어도 일부를 다이의 모루부에 의해 지지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 웨브 재료의 개구를 통해 부품의 연장 부재를 삽입하는 단계는 부품이 다이 상에 적재된 후에 수행되며, 부품 기부의 표면이 웨브 재료의 제1 주 표면에 맞닿을 때까지 웨브 재료와 다이를 서로에 대하여 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 부품의 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 부품이 제위치에 삽입된 후에 펀치 조립체를 웨브 재료에 대하여 전진시키는 단계와, 전진하는 펀치 조립체와 연장 부재의 접촉에 의해 연장 부재를 변형시키는 단계를 포함하며, 연장 부재의 팁이 웨브 재료의 제2 주 표면에 보다 근접하게 이동하도록 펀치 조립체가 연장 부재의 변형부를 연장 부재의 변형되지 않은 부분에 대하여 굽히는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 부품의 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 연장 부재의 변형부를 웨브 재료와 웨브 재료의 제2 표면 상에서 소정 거리만큼 연장되는 변형부의 제2 부분을 향해 연장된 제1 부분으로 굽히는 제2 변형 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제25항에 있어서, 상기 부품의 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 펀치 조립체의 내부 및 외부 펀치를 선택적으로 전진시킴으로써 수행되어 연장 부재의 팁이 웨브 재료의 제2 주 표면을 향해 이동하는 동안에 연장 부재의 변형된 부분과 변형되지 않은 부분 사이에 제1 굽힘부를 형성하도록 내부 펀치를 전진시킴으로써 초기 변형이 수행되며, 웨브 재료의 제2 주 표면에 근접하게 연장 부재의 팁을 이동시키고 웨브 재료의 제2 주 표면에 대하여 연장 부재의 표면을 맞닿게 하도록 초기 변형 후 정지 내부 펀치에 대해 외부 펀치를 전진시킴으로써 제2 변형이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 제2 변형은 또한 웨브 재료를 향해 연장된 변형부의 제1 부분과 웨브 재료의 제2 표면에 걸쳐 소정 거리만큼 연장된 변형부의 제2 부분 사이에 제2 굽힘부를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제21항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 웨브 재료의 제2 주 표면에 대해 맞닿는 연장 부재의 표면과 웨브 재료의 제1 주 표면과 접촉하는 부품 기부의 표면이 웨브 재료의 두께보다 서로 근접하여 웨브 재료를 압축시킴으로써 부품을 유밀 관계로 웨브 재료에 클램핑시키도록 변형을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제21항에 있어서, 상기 웨브 재료에 대한 부품의 유밀 관계를 촉진하기 위해 연장 부재의 표면과 웨브 재료의 제2 주 표면 사이의 계면과, 부품 기부의 표면과 웨브 재료의 제1 주 표면 사이의 계면 중 적어도 하나의 사이에 밀봉 보강 물질을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제21항에 있어서, 상기 웨브 재료는 호흡 마스크의 마스크 본체를 포함하고, 개구는 마스크 본체를 통해 제공되며, 부품은 마스크 본체에 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제21항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 행해 후방으로 변형시키는 단계는 냉간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제21항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 상당량의 열을 도입하지 않으면 변형 단계를 수행하기에는 적절하지 않을 수 있는 공정 조건 하에서 연장 부재가 변형되도록 변형 단계 전에 부품의 연장 부재에 상당량의 열을 도입하는 단계를 포함하는 열간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 부품이 마스크 본체에 부착된, 호흡 마스크를 제조하는 방법에 있어서,

    여과 재료층을 구비하고, 제1 및 제2 주 표면과 이를 통해 제공된 개구를 갖는 마스크 본체를 제공하는 단계와,

    부품 기부와 기부로부터 팁으로 연장되는 변형 가능한 연장 부재를 구비한 부품을 제공하는 단계와,

    우선 연장 부재 팁을 마스크 본체 내의 개구를 통해 삽입하고 연장 부재가 개구를 통해 연장된 상태에서 부품 기부의 표면을 마스크 본체의 제1 주 표면에 대하여 접촉시키는 단계와,

    적어도 연장 부재의 표면이 마스크 본체의 제2 주 표면에 대하여 맞닿고, 부품 기부의 표면 및 마스크 본체의 제1 주 표면의 접촉과 함께, 부품이 마스크 본체에 유밀 관계로 클램핑되도록 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 여과 재료층을 구비한 일편의 웨브 재료를 착용자의 안면의 적어도 일부에서 개방된 체적부를 생성하게 될 형상을 갖는 호흡 마스크의 성형된 마스크 본체로 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제35항에 있어서, 상기 성형 단계는 부품을 마스크 본체에 부착시키기 전에수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제35항에 있어서, 상기 부품은 성형된 마스크 본체에 부착된 호기 밸브의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
38. 제34항에 있어서, 적어도 하나의 여과 재료층을 구비한 웨브 재료를, 납작한 상태로 접히고 착용자의 안면의 적어도 일부에서 개방된 체적부를 형성하게 될 형상을 형성하도록 펼쳐질 수 있는 절첩식 호흡 마스크로 변환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
39. 제34항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 냉간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
40. 제34항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 변형 단계를 수행하기에 적절하지 않을 수 있는 공정 조건 하에서 연장 부재가 변형되도록 변형 단계 전에 부품의 연장 부재에 상당량의 열을 도입하는 단계를 포함하는 열간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
41. 납작한 상태로 접힐 수 있고 착용자의 안면의 적어도 일부에서 개방된 체적부를 생성하게 될 형상을 형성하도록 펼쳐질 수 있는 복수개의 절첩식 호흡 마스크를 제조하는 인라인 방법으로서,

    여과 재료층을 구비한 웨브 재료를 제공하는 단계와, 웨브 재료를 일련의 절첩식 호흡 마스크로 변환시키기 위한 다수의 순차 성형 작업을 수행하는 단계와, 부품을 각 호흡 마스크에 부착하는 단계를 포함하며, 복수개의 호흡 마스크들에 복수개의 부품들 각각을 부착하는 상기 부착 방법은,

    제1 주 표면으로부터 제2 주 표면으로 마스크 본체를 통해 개구를 제공하는 단계와,

    부품 기부와 기부로부터 팁으로 연장되는 변형 가능한 연장 부재를 구비한 부품을 제공하는 단계와,

    우선 부품의 연장 부재의 팁을 마스크 본체 내의 개구를 통해 삽입하고 연장 부재가 개구를 통해 연장된 상태에서 부품 기부의 표면을 마스크 본체의 제1 주 표면에 접촉시키는 단계와,

    상기 연장 부재의 적어도 일 표면이 마스크 본체의 제2 주 표면에 대하여 맞닿고, 부품 기부의 표면과 마스크 본체의 제1 주 표면의 접촉과 함께, 부품을 마스크 본체에 유밀 관계로 클램핑하도록 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
42. 제41항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 냉간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
43. 제42항에 있어서, 상기 연장 부재를 부품 기부를 향해 후방으로 변형시키는 단계는 연장 부재에 상당량의 열을 도입하지 않으면 변형 단계를 수행하기에 적절하지 않을 수 있는 공정 조건 하에서 연장 부재가 변형되도록 변형 단계 전에 부품의 연장 부재에 상당량의 열을 도입하는 단계를 포함하는 열간 성형 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.