KR20080041215A

KR20080041215A - 예하중 코 클립을 갖는 호흡기

Info

Publication number: KR20080041215A
Application number: KR1020087004243A
Authority: KR
Inventors: 토마스 제이. 슈; 요나스 제브레울드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-05-09
Also published as: TW200716228A; PL1924329T3; DE602006019447D1; CN101247858A; WO2007024865A1; ATE494045T1; US8171933B2; EP1924329B1; BRPI0617048A2; KR101319081B1; EP1924329A1; JP2009505734A; US20070044803A1; CN101247858B

Abstract

호흡기는 마스크 본체 및 코 클립을 포함한다. 마스크 본체는 사람의 코와 입에 걸쳐 결합하도록 되어 있고, 코 클립은 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하도록 마스크 본체 상에 위치된다. 코 클립은 제1 및 제2 날개를 포함하는 미리 한정된 형상을 갖는다. 이들 날개는 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 각각의 측면 상에 내측으로 탄성적으로 힘을 가한다. 본 발명은 착용자가 코 클립을 착용자의 코에 대해 개별적으로 성형할 필요성을 제거한다.

호흡기, 코 클립, 마스크, 중합체, 탄성, 예비 성형체

Description

예하중 코 클립을 갖는 호흡기{RESPIRATOR HAVING PRELOADED NOSE CLIP}

본 발명은 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 대향 측면들 상에 압축력을 가하도록 마스크 본체 상에 위치된 코 클립을 갖는 호흡 마스크에 관한 것이다. 힘은 코 클립에 제공된 미리 한정된 형상의 결과로서 발생한다.

호흡기(때때로, "여과식 안면 마스크"(filtering face mask) 또는 "여과식 안면 피스"(filtering face piece)로 불림)는 하기의 2가지의 공통적인 목적을 위해 사람의 호흡 경로에 걸쳐 착용된다: (1) 불순물 또는 오염물이 착용자의 호흡 경로로 들어가는 것을 방지하기 위함; 및 (2) 다른 사람 또는 물건이 착용자에 의해 호기되는 병원체 및 다른 오염물에 노출되는 것을 보호하기 위함. 첫번째 상황에서, 호흡기는 예를 들어 자동차 정비소 내에서와 같이 공기가 착용자에게 유해한 입자를 함유하는 환경에서 착용된다. 두 번째 상황에서, 호흡기는 예를 들어 수술실 또는 청정실 내에서와 같이 다른 사람 또는 물건에 대한 오염의 위험이 있는 환경에서 착용된다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 호흡기는 착용자의 안면 상에 위치될 때 밀착 결합(snug fit)을 유지할 수 있어야 한다. 공지된 호흡기는 대부분 볼과 턱에 걸쳐 사람의 안면의 윤곽과 정합할 수 있다. 그러나, 코 영역에서, 윤곽의 급격한 변화가 있고, 이는 착용자의 안면의 그러한 부분에 걸쳐 밀착 결합을 달성하는 것을 어렵게 만든다. 밀착 결합을 얻는 것의 실패는 공기가 필터 매체를 통과하지 않고서 호흡기 내부로 들어가고 나오는 것을 허용한다. 이러한 상황에서, 오염물은 착용자의 호흡 경로로 들어갈 수 있고, 다른 사람 또는 물건이 착용자에 의해 호기되는 오염물에 노출될 수 있다. 또한, 착용자의 안경에는 호기물이 마스크의 코 영역에 걸쳐 호흡기 내부로부터 나올 때 김이 서릴 수 있다. 물론, 김이 서린 안경은 착용자에 대해 가시성을 더욱 불편하게 만들고, 사용자 및 타인에 대한 불안전한 상태를 생성한다.

코 클립이 착용자의 코에 걸쳐 밀착 결합을 달성하기 위해 호흡기에서 일반적으로 사용된다. 종래의 코 클립은 알루미늄의 가단성(malleable) 선형 스트립의 형태이다 -- 예를 들어, 미국 특허 제5,307,796호, 제4,600,002호, 제3,603,315호와; 영국 특허 출원 제2,103,491 A호 참조. 보다 최근의 제품은 코 영역에서 결합을 개선하기 위해 가단성 금속의 "M"형 밴드를 사용한다 - 카스티글리온(Castiglione)의 미국 특허 제5,558,089호 및 의장 제412,573호 참조. 금속 코 클립이 착용자의 코에 걸쳐 밀착 결합을 제공하지만, 이는 각각의 사용자의 코의 형상에 개별적으로 맞춰져야 한다. 적절한 결합을 달성하기 위해, 사용자는 적절한 결합이 달성되는 것을 보장하기 위해 종종 사용 설명서 및/또는 훈련을 필요로 한다. 사용 중에, 코 클립이 그의 맞춰진 형상으로부터 변하면, 사용자는 이를 인식하여, 사용 중에 착용자의 코 주위에서 ("블로바이(blowby)"로도 공지된) 누출이 없도록 코 클립의 형상을 다시 맞출 필요가 있다.

발명의 개요

본 발명은 (a) 필터 매체 층을 포함하는 마스크 본체; 및 (b) 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하도록 마스크 본체 상에 배치된 코 클립을 포함하는 신규한 호흡기를 제공한다. 코 클립은 제1 및 제2 날개 부분을 포함하는 탄성적인 미리 한정된 형상을 가지며, 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 각각의 측면 상에 힘을 가한다. 힘은 제1 및 제2 날개 부분에서 적어도 착용자의 코를 향해 내측으로 가해진다.

본 발명은 또한 호흡기를 제조하는 신규한 방법을 제공하는데, 본 방법은 (a) 마스크 본체를 제공하는 단계; (b) 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하도록 코 클립을 마스크 본체 상에 위치시키는 단계; 및 (c) 반강성(semi-rigid)의 탄성 특징을 갖는 미리 한정된 형상을 코 클립에 제공하는 단계를 포함한다. 이 단계들은 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계(b)가 단계(c) 이전에 발생할 수 있거나, 단계(c)가 단계(b) 이전에 발생할 수 있거나, 이 단계들이 모두 본질적으로 동시에 발생할 수 있다.

공지된 호흡기와 달리, 본 발명의 호흡기는 그의 코 클립이 적절한 결합을 달성하기 위해 각각의 사용자에 의해 개별적으로 성형되는 것을 요구하지 않는다. 코 클립이 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 각각의 측면 상에 힘이 가해질 수 있게 하는 미리 한정된 형상을 갖기 때문에, 사용자는 양호한 밀봉을 달성하기 위해 코 클립의 형상을 맞출 필요가 없다. 아울러, 미리 한정된 형상과, 제1 및 제2 날개 부분에 의해 코의 각각의 측면 상에서 내측으로 가해지는 힘은 코 클립이 의도 된 형상으로부터 변하는 것을 방지하고, 그러므로 클립은 누출을 방지하기 위해 그의 형상을 다시 맞추기 위한 어떠한 필요성도 요구하지 않는다. 따라서, 본 발명은 양호한 결합을 달성하기 위한 착용자에 의한 노력 및 관리를 덜 요구한다. 본 발명의 다른 이점은 호흡기가 그의 사용 수명의 마지막에 이르렀을 때 코 클립이 마스크 본체와 함께 쉽게 소각될 수 있는 공지된 플라스틱 재료로부터 쉽게 제작될 수 있는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 이점은 유사한 도면 부호가 유사한 부분을 대체로 나타내도록 사용되는 도면 및 본 발명의 상세한 설명에서 더욱 완전하게 도시되고 설명된다. 그러나, 도면 및 설명은 예시의 목적만을 가지며 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 읽혀져서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.

용어

이하에 기술되는 용어는 다음과 같이 정의된 의미를 가질 것이다.

"에어로졸"은 고체 및/또는 액체 형태의 현탁 입자를 포함하는 기체를 의미한다;

"깨끗한 공기"는 오염물을 제거하기 위해 여과된 소정 체적의 대기 중의 주위 공기를 의미한다;

"포함하다 (또는 포함하는)"은 특허 용어에서 표준인 것과 같은 그의 정의를 의미하는데, "포함하다", "갖는", 또는 "함유하는"과 대체로 동의어인 개방형 용어이다. "포함하다", "구비하다", "갖는" 및 "함유하는"이 일반적으로 사용되는 개방형 용어이지만, 본 발명은 또한 코 클립의 그의 의도된 기능을 제공하는 데 있어 서의 성능에 대해 악영향을 미치는 것 또는 요소만을 배제한다는 점에서 반개방형 용어인 "본질적으로 ~로 이루어진"과 같은 더 좁은 용어를 사용하여 설명될 수도 있다;

"오염물"은 대체로 입자(예를 들어, 유기 증기 등)인 것으로 여겨지지 않을 수 있지만 호기 유동 스트림 내의 공기를 포함한 공기 내에 현탁될 수 있는 입자 및/또는 다른 물질을 의미한다;

"유효 반경"은 정의된 중심으로부터 한정된 형상과 외접하는 원형 선까지의 거리를 의미한다;

"호기 밸브"는 호기된 공기로부터의 압력에 응답하여 단일 방향으로 개방되도록 호흡기 상에서의 사용을 위해 설계된 밸브를 의미한다;

"호기된 공기"는 호흡기 착용자에 의해 호기되는 공기이다;

"외부 기체 공간"은 호기된 기체가 마스크 본체 및/또는 호기 밸브를 통해 이를 지나 통과한 후에 들어가는 주위 대기 기체 공간을 의미한다;

"필터 매체"는 그를 통과하는 공기로부터 오염물을 제거할 수 있는 공기 투과성 구조물을 의미한다;

"하니스"(harness)는 마스크 본체를 착용자의 안면 상에 지지하는 것을 보조하는 구조물 또는 부품들의 조합을 의미한다;

"내부 기체 공간"은 마스크 본체와 사람의 안면 사이의 공간을 의미한다;

"마스크 본체"는 사람의 코와 입에 걸쳐 결합하여, 외부 기체 공간으로부터 분리된 내부 기체 공간을 한정하는 것을 돕는 구조물을 의미한다;

"중간 섹션"은 착용자 코의 콧마루 또는 그 상부에 걸쳐 연장하여 각각의 측면의 적어도 일 부분에서 아래로 연장하는 코 클립의 중심부이다;

"코 클립"은 적어도 착용자의 코 주위에서 밀봉을 개선하기 위해 여과식 안면 마스크 상에서 사용하도록 구성된 (코 발포체(foam) 이외의) 기계적 장치를 의미한다;

"코 발포체"는 코에 걸쳐서 결합 및/또는 편안함을 개선하기 위해 마스크 본체의 내부 상에 위치되도록 구성된 압축가능한 다공성 재료를 의미한다;

"입자"는 공기 중에 현탁될 수 있는 임의의 액체 및/또는 고체 물질, 예를 들어 먼지, 분무, 연기, 병원체, 박테리아, 바이러스, 점액, 타액, 혈액 등을 의미한다;

"중합체"는 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열된, 반복되는 화학 단위를 함유하는 재료를 의미한다;

"중합체성 및 플라스틱"은 재료가 하나 이상의 중합체를 주로 함유하며 다른 원료를 또한 함유할 수도 있음을 의미한다;

"다공성 구조물"은 소정 체적의 고체 재료 및 소정 체적의 공극의 혼합체를 의미하는데, 이 혼합체는 기체가 통과할 수 있는 간극형의 구불구불한 채널의 3차원 시스템을 형성한다;

"부분"은 보다 큰 것의 일부를 의미한다;

"미리 한정된" 및 "미리 한정된 형상"은 외력을 받지 않았을 때의, 제조자에 의해 제공된 의도된 형상을 의미한다;

"예비 성형체"(preform)는 미리 한정된 형상을 취하기 전의 원하는 크기의 코 클립 재료의 블랭크를 의미한다;

"탄성"은 힘이 인가되면 구부러지고 그 다음 힘이 해제되면 그의 원래의 형상으로 복원할 수 있는 것을 의미하고; 탄성 재료가 인가된 힘에 응답하여 구부러지는 동안에, 이는 또한 그의 원래의 위치로 복귀하기를 시도하면서 인가된 힘에 대항하여 되밀친다 (이러한 정의를 사용할 때, 언급된 "힘"의 양은 보통의 호흡기 용도와 일치하는 양 - 즉, (마스크를 착용할 때의 통상의 손의 압력 또는 호흡기 하니스 스트랩으로부터와 같은) 보통의 사용 중에 착용자의 코 영역에 대해 호흡기를 효과적을 밀봉하기 위해 요구되는 힘의 양이고, 그러한 사용과 조화되지 않는 과도한 힘을 포함하지 않는다);

"호흡기"는 착용자의 적어도 코와 입을 덮고, 착용자에게 깨끗한 공기를 공급할 수 있는 마스크를 의미한다;

"반강성"은 코 클립이 중력에 대항하여 그의 형상을 유지하기에 충분히 강성이지만, 코 클립이 안면 마스크 상에서 사용될 때 전형적으로 직면하게 될 힘에 응답하여 구부러질 수 있는 것을 의미한다;

"밀착 결합" 또는 "밀착 결합하다"는 본질적으로 기밀 상태의 결합이 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 제공되는 것을 의미한다;

"날개"는 중간 섹션으로부터 멀리 연장하는 코 클립의 요소이다.

도 1은 종래 기술의 호흡 마스크(10)의 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 호흡기(20)의 정면도.

도 3은 코 클립(22)의 편향을 점선으로 또한 도시하는, 본 발명에 따른 미리 한정된 형상을 갖는 코 클립(22)의 측면도.

도 3a 내지 도 3d는 지점(37, 39) 또는 직선 섹션(40, 41)에 의해 분리된, 볼록 및 오목 섹션(32; 33, 35)을 각각 갖는 코 클립의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 호흡기(20)의 제2 실시 형태의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 호흡기(20)의 제3 실시 형태의 평면도.

도 6은 도 2의 선 6-6을 따라 취한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 코 클립(54, 도 5)을 제작하는 데 사용하기에 적합한 예비 성형체(70)의 평면도.

도 8은 본 발명에 따른 코 클립(49, 도 4)을 제작하기에 적합한 다른 예비 성형체(72)의 평면도.

도 9는 예비 성형체를 본 발명의 코 클립으로 변형시키는 데 사용하기에 적합한 공구(74)의 정면도.

도 10은 예비 성형체를 본 발명의 코 클립으로 변형시키는 데 사용하기에 적합한 공구(76)의 정면도.

도 11은 후술하는 기계적 시험 절차에 따라 수행될 때의 코 클립의 편향의 일례를 도시하는 도면.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명함에 있어서, 명확함을 위하여 특정 용어가 사용된다. 그러나, 본 발명은 이와 같이 선택된 특정 용어로 제한하고자 하는 것은 아니며, 이와 같이 선택된 각각의 용어는 유사하게 작동하는 모든 기술적 균등물을 포함한다는 것을 이해하여야 한다.

도 1은 마스크 본체(14) 상에 배치된 코 클립(12)을 갖는 종래 기술의 호흡 마스크(10)의 정면도를 도시한다. 변형되기 전에, 코 클립(12)은 전형적으로, 본질적으로 임의의 예상되는 착용자의 코만큼 넓거나 (또는 더 넓은) 형상을 갖도록 미리 한정된다. 종래 기술의 코 클립(12)은 전형적으로 손가락 압력만으로도 맞춰질 수 있는, 알루미늄과 같은 가단성 금속으로부터 형성된다. 사용되는 금속은 착용자에 의해 재조정되거나 변경될 때까지 그의 맞춰진 위치를 유지하기 때문에, 일반적으로 "완전 연질"(dead soft)로 불린다. 공지된 호흡 마스크는 착용자의 안면에 대한 밀착 결합을 제공하는 것을 보조하기 위해 착용자의 머리 후방을 지나는 크기로 된 스트랩(16)과 같은 하니스를 또한 포함한다. 스트랩(16)은 길이가 조정될 수 있고, 호흡기(10)가 착용된 때 마스크 본체의 주연부(17)를 착용자의 안면을 향해 당기는 탄성 특징을 가질 수 있다.

도 2는 미리 한정된 형상의 코 클립(22)을 갖는 본 발명의 호흡 마스크(20)를 도시한다. 마스크(20)가 착용된 때, 코 클립(22)은 착용자의 코의 각각의 측면 상에 약간의 압축력을 가할 수 있어, 여과식 안면 마스크(20)가 착용자의 안면의 그러한 영역에서 밀착 결합을 이루도록 보장한다. 코 클립(22)이 배치된 새로운 마스크(20)는 도 1에 도시된 종래 기술의 마스크 본체(14)와 비교할 때, 코 영역에서 다른 형상을 취한다. 종래 기술의 마스크(10)는 미리 한정된 형상을 갖는 코 클립을 사용하지 않고, 따라서 도 2에 도시된 마스크(20)와 같은 더욱 급격한 오목한 하향 윤곽을 포함하지 않는다. 도 1에 도시된 종래 기술의 마스크와 달리, 본 발명의 마스크는 본질적으로 임의의 예상되는 착용자의 코보다 더 작은 형상을 갖도록 미리 한정된 코 클립을 갖는다. 도 1에 도시된 공지된 호흡기(10)를 도 2의 본 발명의 호흡기(20)와 비교하면, 본 발명의 마스크(20)의 주연부(25)는 코 영역에서 마스크(10)의 주연부(17)와 비교할 때, 동일한 영역에 걸쳐 더 현저하거나 급격하게 만곡된 경로를 따른다. 보다 급격한 곡선은 마스크의 코 영역에서 코 클립(22)의 미리 한정된 형상을 취하는 마스크 본체(24)의 결과이다. 즉, 코 클립(22)의 미리 한정된 형상은 그의 반강성의 탄성 특징과 결합하여, 코 영역에서 마스크 본체(24)의 형상을 결정하거나 한정할 수 있다. 보다 급격한, 미리 한정된 곡률은 코 클립(22)이 코 영역에서 컵 형상의 마스크 본체(24)를 대체로 "죄게 한다"(pinch). 이는 코 영역에서의 마스크 본체의 대향하는 내측 표면들이 서로 더 가까이 이동하게 한다. 착용자가 마스크 본체(24)를 착용한 때, 하니스(26)는 착용자의 머리 후방에 위치되어, 마스크 본체(24)의 주연부(25)를 착용자의 안면에 대해 당긴다. 이러한 당김력의 결과는 제1 및 제2 날개 부분(28, 30)들이 대체로 서로로부터 멀리 이동하면서 착용자의 코의 대향 측면들 상에 약간의 압축력을 가하는 것이다. 본 발명의 호흡 마스크에서, 미리 한정된 코 클립 형상은 마스크 본체가 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 더 좁아지게 한다. 대체로, 코 클립은 마스크 본체가 본질적으로 임의의 예상되는 사용자의 코의 폭보다 더 좁아지도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 코 클립은 다양한 콧마루의 폭을 수용하기 위해, 다양한 크기, 예를 들어 소형(S), 중형(M), 또는 대형(L)을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 코 클립(22)의 미리 한정된 형상은 착용자의 코의 각각의 측면 상의 힘이 착용자의 안면의 그러한 영역에서 밀착 결합을 제공하게 한다. 본 발명은 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 각각의 측면 상에 힘을 가하기 때문에, 코 클립을 사용자의 코의 형상에 맞출 필요가 없고; 코 클립을 의도된 형상으로 재형성할 필요도 없다.

호흡기 본체(24)는 도 2에 도시된 바와 같은 만곡된 반구형의 컵 형상의 것일 수 있다 - 베르그(Berg)의 미국 특허 제4,536,440호 및 다이루드(Dyrud) 등의 미국 특허 제4,807,619호 참조. 호흡기 본체는 또한 원하는 대로 다른 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 마스크 본체는 자펀티치(Japuntich)의 미국 특허 제4,827,924호에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 컵형 마스크일 수 있다. 마스크 본체는 또한 보스톡(Bostock)의 미국 특허 제6,722,366호 및 제6,715,489호, 쿠란(Curran) 등의 의장 제459,471호 및 의장 제458,364호, 첸(Chen)의 의장 제448,472호 및 의장 제443,927호에 개시된 바와 같은 편평하게 접힌 제품일 수 있다. 또한, 미국 특허 제4,419,993호, 제4,419,994호, 제4,300,549호, 제4,802,473호, 및 재발행 특허 제28,102호 참조. 마스크 본체는 하나의 이상의 필터 매체 층을 포함할 수 있다. 일반적으로, 대전된 미세 섬유(microfiber), 즉 약 25 마이크로미터(㎛) 이하(전형적으로, 약 1 내지 15 ㎛)의 유효 직경을 갖는 섬유의 부직포 웨브가 필터 매체 층으로서 사용된다. 필터 매체는 안가드지반드(Angadjivand) 등의 미국 특허 제6,119,691호에 따라 대전될 수 있다. 호흡기는 또한 자펀티치 등의 미국 특허 제6,854,463호 또는 바우어즈(Bowers)의 미국 재발행 특허 제37,974호에 개시된 단방향 유체 밸브와 같은 호기 밸브가 상부에 위치될 수 있다. 공기 투과성이며 필터 매체 층을 포함하는 본질적으로 임의의 현재 공지된 (또는 이후에 개발될) 마스크 본체가 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.

하니스 스트랩(26)은 마스크 본체(24)가 착용자의 안면 상에 약간의 압력을 가하게 하는 탄성 재료로 제작될 수 있다. 많은 다양한 재료가 스트랩(26)으로서 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 스트랩(26)은 호흡기 본체에 초음파 용접되는 열가소성 탄성중합체로부터 형성될 수 있다. 또한, 꼬인 탄성 밴드(braided elastic band), 고무 코드(cord), 또는 스트랜드(예를 들어, 폴리아이소프렌 고무), 및 비탄성의 조정 가능한 스트랩이 또한 마스크 하니스를 생성하는 데 사용될 수 있다 - 예를 들어, 카스티글리온의 미국 특허 제6,705,317호 및 슈(Xue) 등의 미국 특허 제6,332,465호 참조. 또한, 귀-루프(ear-loop) 스트랩이 사용될 수 있다 -다이루드 등의 미국 특허 제6,095,143호 참조. 본질적으로 착용자의 머리 상에서 호흡기 안면 피스를 지지하는 데 사용하기 위해 구성된 (현재 공지되거나 이후에 개발될) 임의의 스트랩 시스템이 본 발명과 관련하여 하니스로서 사용될 수 있다. 하니스는 또한 마스크를 지지하기 위해 하나 이상의 스트랩과 함께 헤드 크레이들(head cradle)을 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 코 클립(22)은 대향 단부(34, 36)들 사이의 중심에 위치된 만곡되고 볼록한 중간 섹션(32)을 갖는다. 중간 섹션(32)의 볼록한 곡률은 도 3에 도시된 바와 같이 측면도에서 코 클립(22)을 보았을 때 가장 잘 관찰된다. 코 클립(22)의 측면 곡률은 또한 2개의 오목 섹션(33, 35)을 나타낸다. 중심 볼록 섹션의 대향 측면들 상에서 미리 한정된 대칭으로 배치된 오목 섹션들의 이러한 조합은 코 클립(22)이 본 발명의 마스크와 착용자의 코 사이에서 밀착 결합을 제공하게 하는 것을 보조한다. 중심 볼록 섹션(32)은 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 마스크를 맞추고, 오목 섹션(33, 35)들은 착용자의 코의 측면들 상에서, 충분히 길다면 코의 측면과 볼 사이의 연접부에서, 그리고 길이가 훨씬 더 길다면 안와(eye socket) 아래의 광대뼈 상에서, 착용자의 안면에 마스크를 맞춘다. 전술한 바와 같이, 코 클립은 반강성이면서 또한 탄성적일 수 있다. 따라서, 코 클립은 그의 원래의 형상을 유지하는 경향이 있고, 변형에 저항하며, 그를 확장된 구성으로 강제하는 힘이 제거되면 원래의 배열로 복귀한다. 탄성 특징 때문에, 코 클립은 그의 원래의 길이로부터 적어도 10%, 바람직하게는 20%, 더욱 바람직하게는 30% 내지 40% 또는 50%만큼 확장될 수 있고(예를 들어, 도 11 참조), 여전히 그의 원래의 형상으로 복귀할 수 있다.

코 클립의 볼록 중심 섹션(32)은 단일 지점 또는 직선 세그먼트에 의해 2개의 오목 섹션(33, 35)으로부터 분리될 수 있다. 특히 도 3a에 도시된 바와 같이, 코 클립(22)의 곡률은 오목 섹션(33, 35)들이 지점(37, 39)에 의해 볼록 섹션(32)으로부터 분리되도록 연속적일 수 있다. 대안적으로, 직선 세그먼트(40, 41)가 도 3b에 도시된 바와 같이 그들 사이에 위치될 수 있다. 도 3c 및 도 3d는 유효 곡률 반경(r)이 코 클립의 중심 볼록 부분(32)과 외접하는 반원의 반경으로서 정의될 수 있다는 것을 보여준다. 반경(r)은 정의된 중심(42)으로부터 연장한다. 변곡점(37, 39)에 의해 오목 섹션(33, 35)으로부터 분리된 중심 볼록 부분(32)을 갖는 코 클립에 대해, 지점(42)은 도 3c에 도시된 바와 같이 변곡점(37, 39)들을 연결하는 선 세그먼트의 중간점으로서 정의된다. 직선 섹션(40, 41)에 의해 오목 섹션(33, 35)으로부터 분리된 중심 볼록 부분(32)을 갖는 코 클립에 대해, 지점(42)은 도 3d에 도시된 바와 같이, 직선 섹션(40, 41)들의 중간점들을 연결하는 선 세그먼트의 중간점으로서 정의된다. 대체로, 본 발명의 마스크(20)는 코의 콧마루에 걸쳐 약 0.3 내지 1.2 센티미터(㎝), 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 0.9 ㎝의 유효 반경(r)을 갖는 코 클립(22)을 구비한다.

다시 도 3을 참조하면, 코 클립(22)은 대체로 중간점(38)을 중심으로 볼록 중간 섹션(32)에서 180°대칭 만곡부(turn)를 취한다. 측면에서 보았을 때, 코 클립은 대체로 3개의 현저한 만곡부를 이룬다: 제1 만곡부는 제1 오목 섹션(33)에서 시작하여 대체로 섹션(33)이 중간 섹션(32)과 만나는 곳에 종료하고, 제2 만곡부는 주로 중간 섹션(32)에서의 중간점(38)의 대향 측면들 상에서 발생하고, 제3 만곡부는 중간 섹션(32)이 제2 오목 부분(35)과 만나는 곳에서 발생한다. 제1 및 제3 곡선은 도 3에 도시된 바와 같이 측면에서 보았을 때, 대체로 90° 미만의 만곡부, 전형적으로 약 30 내지 80°만곡부, 더욱 전형적으로 약 45°내지 75°만곡부이다. 사용 시에, 코 클립(22)은 도 3에서 실선으로 표시된 제1 위치로부터 점선으로 도시된 제2 위치로 편향된다. 이러한 편향이 발생할 때, 각도(α)는 도 3에 도시된 바와 같이 크기가 증가한다. 그의 미편향 위치에서, 각도(α)는 대체로 약 15° 내지 75°, 바람직하게는 약 30° 내지 60°이다. 편향 상태에서, 각도(α)는 그의 미편향 상태보다 대체로 약 15°내지 30°더 크다. 도시된 바와 같이, 각도(α)는 중심선(44)과 각각 제1 또는 제3 곡선(46, 48)에 대한 접선 사이의 각도로서 정의된다. 선들은 정의된 중심점(42)에서 교차한다. 제1 및 제2 날개(28, 30)가 도 3에 도시된 바와 같이 편향될 때, 이들은 실선으로 표시된 바와 같이 날개가 그들의 미리 한정된 위치로 복귀하도록 허용하는 방향으로 반작용력을 가한다. 중간 섹션(32) 또한 착용자의 코를 향해 내측으로 가해지는 힘에 기여할 수 있다. 제1 및 제2 날개 부분(28, 30)들은 중간 섹션(32)과 "일체로" 형성될 수도 있다. "일체로"라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때, 단일 부품으로서 동시에 형성되는 것을 의미한다. 이러한 의미에서, 전체 코 클립은 성형된 중합체 재료로부터 제작된 하나의 일체형 완전체로서 형성될 수 있다.

도 4는 코 클립(49)의 다른 실시 형태를 도시한다. 이러한 실시 형태에서, 제1 및 제2 날개(28, 30)는 그로부터 연장하는 제1 및 제2 발부(feet; 50, 52)를 갖는다. 발부(50, 52)는 마스크가 착용된 때, 코 클립(49)이 착용자의 눈 아래로 멀리, 착용자의 볼을 향해 연장하도록 허용한다. 이러한 특징은 각각의 눈 아래의 착용자의 볼 상에서 추가의 보호 및 개선된 결합을 제공할 수 있다. 도 2에 도시된 실시 형태와 달리, 코 클립(49)은 대체로 일정한 폭을 갖는다.

도 5는 코 클립(54)의 제3 실시 형태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이러한 코 클립은 더 넓으며, 상부에서 보았을 때 제1, 제2, 및 제3 변곡부(56, 58, 60)를 제공하도록 대체로 m-형상을 갖는다. 이러한 형상을 갖는 코 클립은 카스티글리온의 미국 특허 제5,558,089호에 개시된 바와 같이 결합에 대해 유리할 수 있다.

도 6은 코 클립(22)이 상부에 위치되어 있는 마스크 본체(24)의 단면을 도시한다. 마스크 본체(24)는 3개의 층을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 제1 층(62)은 필터 매체(64)의 제2 층(들)을 보호하는 외측 커버 웨브일 수 있다. 필터 매체는 미세 섬유와 같은 대전된 섬유의 하나 이상의 층일 수 있다 - 아이츠만(Eitzman) 등의 미국 특허 제6,824,718호 및 제6,454,986호, 안가드지반드 등의 제6,783,574호, 제6,375,886호, 및 제6,119,691호 참조. 제3 층(66)은 마스크 본체를 포함하는 다층 구조물에 구조적 형상 및 완전성을 제공하는 내측 성형 층일 수 있다 - 크론저(Kronzer) 등의 미국 특허 제5,307,796호 참조. 그러나, 성형 층은 여과 층의 내부 및/또는 외부 상에 위치될 수 있고, 예를 들어 컵형 구성으로 성형된 열접합성 섬유의 부직포 웨브로부터 제작될 수 있다. 내측 커버 웨브는 또한 착용자의 안면에 대한 부드럽고 편안한 결합을 마스크에 제공하도록 사용될 수 있다. 안가드지반드 등의 미국 특허 제6,041,782호 참조. 코 영역에서, 착용자의 안면의 이러한 영역에서 편안함 및 결합을 개선하도록 코 발포체(68)가 또한 제공될 수 있다.

코 클립은 바람직하게는 중합체 재료, 특히 약 -30℃ 내지 35℃, 바람직하게는 -50℃ 내지 50℃의 온도에서 반강성의 탄성 고체 물질인 중합체 재료의 얇은 스트립으로부터 형성되는 것이 바람직하다. 열가소성 중합체 재료가 사용되면, 중합체는 바람직하게는 적어도 35℃, 바람직하게는 적어도 50℃의 유리 전이 온도(T_g)를 갖는다. T_g는 바람직하게는 호흡 마스크의 작동 환경의 사용 온도보다 실질적으로 더 높고, 90℃ 내지 250℃의 연화 온도를 갖는다. 대안적으로, 열경화성 중합체가 경화 후에 미리 성형된 코 클립을 형성하여 탄성적으로 유지될 수 있는 한 사용될 수 있는데, 이 중합체는 약 90℃ 내지 약 250℃의 열성형 온도를 갖는다. 코 클립을 형성하는 데 사용될 수 있는 중합체의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), (폴리아미드 6 및 폴리아미드 66과 같은) 폴리아미드, 및 이들의 적절한 공중합체, 혼합물, 및 조합을 들 수 있다. 하나 이상의 중합체 이외에, 중합체 코 클립은 안료, 염료, 및 열 및 광 안정화제와 같은 다른 성분을 함유할 수 있다. 또한, 컬러 코팅이 코 클립에, 특히 그의 외측의 보이는 표면 상에 적용될 수 있다. 설명된 바와 같이, 코 클립은 바람직하게는 탄성 또는 반강성인 미리 한정된 형상을 갖는다. 고무 밴드형 재료는 너무 흐늘흐늘한 경향이 있고, 종래의 금속 코 클립은 너무 가단성인 반면에, 본 발명의 코 클립은 정상 사용 중에 편향될 수 있지만 인가된 변형력에 대해 저항하면서 그렇게 된다. 바람직하게는, 1.5 뉴턴(N) 이하, 더욱 바람직하게는 1 N 이하, 훨씬 더 바람직하게는 0.1 N 내지 0.6 N의 하중이 코 클립에 인가되면, 후술하는 기계적 시험 절차에 따라 시험될 때 30% 변형 또는 스트레인이 생성된다. 이러한 하중 값은 대체로 종래의 가단성 알루미늄 코 클립을 착용을 위해 의도된 형상으로 변형시키는 데 필요한 것보다 더 작다. 따라서, 본 발명의 코 클립은 본 발명의 호흡기의 자동 결합 특징을 만족시키기 위해 더 큰 가요성을 가질 수 있다. 코 클립은 바람직하게는 0.5 내지 25 기가 파스칼(GPa), 더욱 바람직하게는 1 내지 15 ㎬의 탄성 계수(영률)를 갖는 재료로 구성된다. 중합체 재료 대신에, 코 클립은 또한 탄성적인 반강성 재료로부터 제작될 수 있다.

코 클립은 재료의 단일 시트일 수 있거나, 복수의 동일하거나 다른 재료들의 라미네이트일 수 있다. 코 클립은 매끄러운 표면을 가질 수 있거나, 하나 또는 2개의 패터닝된 표면(즉, 노출 표면 또는 마스크 본체와 대면하는 표면)을 가질 수 있다. 패터닝은 성형 단계 중에 얻어질 수 있거나, 코 클립을 형성하기 전에 시트 상에 존재할 수도 있다. 코 클립은 그의 외측 표면 상에서, 바람직하게는 광이 착용자의 시야 내로 실질적으로 반사되지 않도록 편평한 비반사성(non-reflective) 표면을 갖는다. 모델 번호 또는 제조자 상표와 같은 표시가 코 클립 상에 인쇄될 수도 있다. 염료 및 안료가 코 클립에 원하는 색상을 주기 위해 첨가될 수 있고, 안정화제(예를 들어, 자외선에 대한 안정화제)가 코 클립에 그의 사용 수명을 개선하기 위해 첨가될 수 있다.

전술한 바와 같이, 코 클립은 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하는 영역에서 미리 한정된 곡선을 갖는다. 코 클립은 콧마루에서 가장 넓고 단부들을 향해 테이퍼지는 폭(폭은 착용자의 코의 길이와 실질적으로 동일한 방향으로의 치수인 반면에, 코 클립의 길이는 전형적으로 그의 가장 긴 치수이며, 호흡기가 착용된 때 마스크 본체를 가로질러 착용자의 코를 횡단하도록 연장한다)을 가질 수 있다 (예를 들어, 도 2 참조). 다른 실시 형태에서, 폭은 선택적으로 둥글게 된 코너를 갖는 상태로 실질적으로 일정할 수 있다. 몇몇 바람직한 실시 형태에서, 코 클립은 약 0.5 내지 2 센티미터(㎝)의 그의 길이의 적어도 약 70%에 걸친 폭을 갖는다. 몇몇 실시 형태에서, 코 클립을 형성하는 재료는 바람직하게는 약 3 밀리미터(㎜) 이하, 더욱 바람직하게는 약 2 ㎜ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 약 1 ㎜ 미만의 두께를 갖는다. 하단부에서, 코 클립은 두께가 전형적으로 약 0.2 ㎜를 초과한다. 몇몇 실시 형태에서, 코 클립은 3 ㎝ 이하 (더욱 바람직하게는 2 ㎝ 이하)의 경로 거리에 걸쳐 적어도 약 130°(바람직하게는 약 150°)만큼 방향이 변하는 (마스크 본체와 대면하는 표면을 따라 측정된) 원주를 갖는 비교적 좁은 곡률을 갖는데, 여기서 경로 거리의 중간점은 도 3에 도시된 바와 같이 코 클립을 양분하는 선(44)이다. "곡률"이라는 용어는 코 클립이 다른 형상 - 예를 들어, 일련의 3개의 60° 각도 - 을 가질 수 있기 때문에, 반원형 형상 또는 매끄러운 곡선을 반드시 의미하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 제1 및 제2 날개 부분(28, 30)(도 2 및 도 3)은 양호한 밀봉을 형성하는 것을 돕고, 각각의 날개 부분은 바람직하게는 약 0.5 내지 3 ㎝, 몇몇 실시 형태에서는 1 내지 2 ㎝의 길이를 갖는다.

코 클립은 원하는 형상으로 성형된 다음 마스크 본체에 인가될 수 있다. 대안적으로, 중합체 재료가 마스크 본체 상으로 적용되어, 마스크 본체 상에 있는 동안에 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 코 클립은 주형 내에서 열가소성 중합체 시트를 가열 및 가압함으로써 원하는 형상으로 성형될 수 있다 (예를 들어, 도 9의 앤빌 참조). 성형은 시트만에 대해 또는 다른 구성요소를 갖는 시트에 대해 수행될 수 있고, 열가소성 또는 열경화성 수지를 마스크 본체와 함께 성형하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 마스크 본체가 성형되고, 그 다음 중합체 재료가 성형된 마스크 본체에 적용될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 중합체 재료는 중합체 재료가 (예를 들어, 예비 성형체로서 또는 분사에 의해) 마스크 본체에 적용될 때까지 성형되지 않을 수 있다. 코 클립은 접착 또는 용접, 예를 들어 초음파 용접 또는 가열에 의해 마스크 본체에 부착될 수 있다. 코 클립 및 마스크 본체 중 하나 또는 둘 모두가 중합체를 포함하므로, 용융 또는 연화된 재료가 양호한 접합을 형성할 수 있다. 코 클립은 단부에서, 중간 섹션에서, 다양한 선택된 위치에서, 또는 그의 전체 길이를 따라, 마스크 본체에 접합될 수 있다. 고체 예비 성형체 이외에, 코 클립 재료는 액체 형태로 적용되어 이후에 경화될 수 있다.

코 클립을 형성하도록 이후에 성형되는 예비 성형체는 직선의 얇은 시트일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 예비 성형체는 만곡되거나 각도를 이룬 편평하고 얇은 스트립일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어 예비 성형체(70)는 직선 중심 부분(L2) 및 각도를 이룬 단부 부분(β)을 가질 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 중심 부분(L2)은 바람직하게는 4 내지 8 ㎝ 길이이고, 각도를 이룬 단부 부분(β)은 외측 모서리를 따라 측정될 때 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎝ 길이이다. 도 8에 도시된 실시 형태에서, 예비 성형체(72)는 각도를 이룬 중간 부분에 의해 분리된 평행한, 중심 및 단부 부분들을 가질 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 중심 부분(L4)은 바람직하게는 3 내지 7 ㎝ 길이이고, 각도를 이룬 중간 부분은 외측 모서리를 따라 측정될 때 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎝ 길이(Δ)이고, 단부 부분(34, 36)은 외측 모서리를 따라 측정될 때 바람직하게는 0.4 내지 2 ㎝ 길이(도 8의 ∑)이다.

하기의 실시예들은 단지 본 발명의 특징, 이점 및 기타 상세 사항을 추가로 설명하기 위하여 선택되었다. 실시예들이 이러한 목적을 달성하지만, 사용되는 특정 성분 및 양과, 다른 조건 및 세부 사항은 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 해석되지 않아야 한다.

일반적인 코 클립 제작

예비 성형체를 재료의 시트로부터 원하는 형태로 절단함으로써 본 발명의 코 클립을 제작하였다. 본 발명의 실시예는 캐나다 몬트리올 소재의 라베르뉴 그룹(Lavergne Group)의 펙토 디비전(Pecto Division)으로부터 입수가능한 P-1202형의 0.76 ㎜ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 사용했다. 원하는 형태의 외형을 갖는 다이 스탬프(die-stamp)를 사용하여 필름으로부터 예비 성형체를 절단하였다. 2개의 예비 성형체 형태, 도 7 및 도 8에 각각 도시된 바와 같은 예비 성형체 A 또는 예비 성형체 B를 사용했다. 예비 성형체 A는 81.4 ㎜, 63 ㎜, 13 ㎜, 9 ㎜, 및 45°와 각각 동일한 L1, L2, β, σ, 및 θ 에 대한 치수 값을 가졌고, 예비 성형체 B는 89 ㎜, 56 ㎜, 11 ㎜, 7 ㎜, 9 ㎜, 및 60°와 각각 동일한 L3, L4, Δ,∑, Φ, 및 λ 에 대한 치수 값을 가졌다. 실시예에서 사용된 호흡기 마스크는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)에 의해 제조된 특정 유형의 구매가능한 호흡기였다. 호흡기에 대한 유일한 변형은 원래의 코 클립이 제거된 것이었다.

예비 성형체를 원래 공급된 코 클립 대신에 마스크 상에 위치시키고, 접착제 또는 초음파 용접과 같은 열접합 방법을 사용하여 규정된 지점에서 부착시켰다. 초음파 용접이 사용된 때, 미국 코네티컷주 댄버리 소재의 브랜슨(Branson)으로부 터의 E-150형 초음파 용접 유닛이 채용되었다. 용접기는 의도된 부착 지점 아래에서, 마스크 내부에 위치된 핀으로 고정된 앤빌로 에너지를 유도하는 편평 표면 혼(horn)을 갖추었다. 휴대형 용접기를 각각 80%, 20 N 힘, 및 1 초의 출력, 근사 압력, 및 지속 시간으로 작동시켰다. 결과적인 용접 영역은 예비 성형체의 모서리에서 (예를 들어, 도 8의 종방향으로의) 중심선 상에서 대략 8 ㎜ x 8 ㎜였다. 개별 실시예에서 표시되는 바와 같이, 예비 성형체는 마스크 상에서 형성되거나, 개별적으로 성형되고 나서 추가의 단계에서 마스크에 부착되었다.

예비 성형체의 성형은 원하는 마무리된 코 클립 곡률을 부여하기 위해, 수형 및 암형 클램핑 부품을 갖는 성형 공구를 사용하여 행해졌다. 2개의 성형 공구들 중 하나, 도 9 및 도 10에 각각 도시된 바와 같은, (수형 및 암형 부품(78, 80)을 각각 갖는) 공구 A(74) 또는 공구 B(76)를 예비 성형체의 성형 시에 사용하였다. 예비 성형체의 성형은 예비 성형체를 호흡기 마스크에 고정시키기 전에, 또는 대안적으로 예비 성형체를 마스크에 부착시킨 후에, 행해질 수 있었다. 성형은 규정된 지속 시간 동안 열 및 압력 하에서 행해졌다. 결과적인 코 클립은 그의 윤곽을 확립하기 위해 원하는 형상으로 유지되면서 냉각되었다. 이러한 지정된 절차를 따라, 본 발명의 코 클립은 개별 실시예에서 아래에서 주어지는 보다 많은 세부 사항 및 특성을 가지고 제작되었다.

시험 절차

기계적 시험 절차

본 발명의 기계적 시험은 100 N 로드 셀을 갖춘, 미국 매사추세츠주 캔톤 소 재의 인스트론(Instron)으로부터 입수가능한 모델 554302, 타입 4302의 인장 시험기를 사용하여 수행되었다. 시험 중에 코 클립의 원치 않는 휨을 최소화하기 위해, 2개의 가요성 코드를 호흡기 마스크에 대한 부착 지점을 근사화한 지점에서 코 클립에 부착하였다. 사용된 가요성 코드는 미국 미네소타주 세인트 폴의 쓰리엠 컴퍼니에 의해 제조된 스카치 브랜드 필라멘트 테이프(Scotch Brand Filament Tape), 타입 893의 150 ㎜ 길이 x 2 ㎜ 폭의 섹션이었다. 각각의 코드를 각각의 단부로부터 대략 4 밀리미터(㎜) 떨어져서 폭을 가로질러 중간인 위치에서 코 클립의 단부에 부착하였다. 코 클립에 부착된 코드를 코드의 동일한 30 ㎜ 길이가 코 클립과 각각의 조오(jaw) 사이에서 연장하도록 시험 장치의 조오 내에 위치시켰다. 그리고 나서, 샘플을 원하는 신장이 도달될 때까지 50 ㎜/min의 크로스헤드 속도로 당겼다. 코 클립에 미리 하중을 가하지 않도록 주의를 기울였다. 하중이 가해지지 않은 코 클립의 원래 길이의 30% 신장에서의 하중을 기록하였다. 도 11은 기계적 시험 중에 길이가 신장된 코 클립의 일례를 도시한다.

결합 시험

결합 시험은 안면 시일(seal)을 통한 에어로졸의 누출을 평가한다. 결합 시험을 미국 연방 규정 코드, 제29편, 부록 A 내지 § 1910.134: 결합 시험 절차(필수 항목), 파트 I, C, 2에 개괄된 절차에 의해 설명된 바와 같이 수행하였다. 시험 결과를 결합 계수로서 보고한다. 결합 계수는 마스크 외부의 시험 에어로졸 농도 대 마스크 내부의 그 농도의 비이다. 결합 계수 수치가 높을수록 더 양호한 결합을 표시한다.

총 내부 누출

총 내부 누출 시험은 필터 마스크 및 안면 시일을 통한 에어로졸 투과의 총 백분율을 측정한다. 코 클립이 호흡기 상에 설치되어 개인에게 결합된 상태에서, 본 발명의 실시예의 총 내부 누출(TIL) 시험을 일본 후생성, 1988년 3월 30일자 제19호 고시, 제7조, 제3.2항에 의해 개괄된 절차를 사용하여 수행하였다. 시험 결과를 NaCl 입자 침투의 백분율로서 보고한다. 주어진 호흡기 설계에 대해 TIL 수치가 낮을수록 더 양호한 성능, 즉 더 적은 누출을 표시한다.

실시예 1

본 발명의 코 클립을 전술한 코 클립 제작 절차 섹션에서 개괄된 바와 같이 형성하였다. 도 7의 형태를 갖는 예비 성형체를 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름으로부터 절단하였다. 예비 성형체를 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한, 스카치 300LSE 하이 스트렝쓰(Scotch 300LSE High Strength)인 감압성 테이프(pressure sensitive tape)를 사용하여 (표준 금속 코 클립이 없는) 3M 8210™ 호흡기 마스크 본체에 부착하였다. 예비 성형체를 마스크에 고정시키기 위해 테이프를 예비 성형체의 전체 저면에 적용하였다. 예비 성형체를 마스크에 부착한 후에, 이를 마스크 본체에 장착된 채로 그의 미리 한정된 형상으로 성형하였다. 예비 성형체를 코 클립으로 성형하기 위해 도 9에 도시된 성형 공구를 사용하였다. 예비 성형체를 약 5 내지 6초 동안 대략 10 뉴턴의 클램핑력을 인가하면서, 대략 88℃의 온도에서 성형하였다. 공구 상에서 형성되는 동안, 코 클립을 5 내지 6분 동안 대략 60℃의 온도로 냉각시켰다. 20개의 마스크를 이 러한 방식으로 생성하였다. 이들 마스크 중 10개를 결합 시험하였다. 평균 결합 계수는 154였다.

실시예 2

본 발명의 코 클립을 전술한 코 클립 제작 절차 섹션에서 개괄된 바와 같이 형성하였다. 도 7의 형상을 가진 예비 성형체를 PET 필름으로부터 절단하였다. 예비 성형체를 초음파 용접을 사용하여 3M 8511™ 호흡기 마스크 본체에 부착하였다. 예비 성형체를 도 7에 도시된 바와 같이, 단부(34, 36)로부터 β 치수를 따라 내측으로 연장하는 지점들에서 마스크에 용접하였다. 예비 성형체를 마스크에 부착한 후에, 이를 도 9에 도시된 성형 공구(74)를 사용하여 그의 미리 한정된 형상으로 성형하였다. 성형을 5 내지 6초 동안 약 10 뉴턴의 클램핑력을 사용하여 대략 88℃의 온도에서 수행하였다. 공구 내에 있는 동안에, 코 클립을 5 내지 6분 동안 대략 60℃의 온도로 냉각시켰다. TIL을 이러한 방식으로 제작된 3개의 마스크 대해 평가하였다. 결과적인 TIL은 3명의 개인에게 결합된 3개의 마스크에 대해 1.6%, 0.2%, 및 6.6%였다.

실시예 3

본 발명의 코 클립을 전술한 코 클립 제작 절차 섹션에서 개괄된 바와 같이 형성하였다. 도 10에 도시된 형태를 갖는 예비 성형체를 PET 필름으로부터 절단하였다. 예비 성형체를 초음파 용접을 사용하여 (표준 금속 코 클립이 없는) 3M 8511™ 호흡기 마스크 본체에 부착하였다. 예비 성형체를 도 8에 도시된 바와 같이, 단부(34, 36)로부터 ∑치수를 따라 내측으로 연장하는 지점들에서 마스크에 용 접하였다. 예비 성형체를 마스크에 부착한 후에, 이를 대략 93℃의 온도, 약 10 뉴턴의 클램핑력, 및 3 내지 4초의 지속 시간에서, 도 10의 성형 공구(76)를 사용하여 마스크 상에서 성형하였다. 공구 내에 있는 동안에, 코 클립을 5 내지 6분 동안 대략 60℃의 온도로 냉각시켰다. 본 실시예의 마스크는 양호한 안면 결합 특성을 가졌다.

실시예 4

본 발명의 코 클립을, 마스크가 사용되지 않은 점을 제외하고는, 전술한 코 클립 제작 절차 섹션에서 개괄된 바와 같이 형성하였다. 도 8의 형태를 갖는 예비 성형체를 PET 필름으로부터 절단하였다. 예비 성형체를 도 10의 공구를 사용하여 성형하였다. 성형을 대략 93℃의 온도, 약 1 뉴턴의 클램핑력, 및 약 3 내지 4초의 지속 시간에서 수행하였다. 그리고 나서, 성형된 예비 성형체를 도 10의 형태를 갖는 제2 미가열 공구로 전달하였다. 1 뉴턴의 클램핑력을 인가하였고, 클립이 1 내지 2분 동안 대략 60℃의 온도로 냉각되게 하였다. 코 클립을 기계적 시험 절차에 따라 시험하였다. 코 클립은 30% 신장에서 0.53 N 힘을 보였다. 2개의 다른 코 클립을 유사하게 시험했고, 하기의 표가 결과를 요약한다:

실시예 5

본 발명의 코 클립을 전술한 코 클립 제작 절차 섹션에서 개괄된 바와 같이 형성하였다. 도 8의 형태를 갖는 예비 성형체를 PET 필름으로부터 절단하였다. 예비 성형체 성형을 대략 93℃의 온도에서의 성형을 사용하여 행하였다. 약 10 뉴턴의 클램핑력을 약 3 내지 4초 동안 인가하였다. 예비 성형체를 성형한 후에, 이를 약 10 N의 힘으로 클램핑된, 도 10의 형태를 갖는 제2의 미가열 공구로 전달하였고, 약 1 내지 2분 동안 대략 60℃의 온도로 냉각시켰다. 결과적인 코 클립을 초음파 용접을 사용하여 3M 8511™ 호흡기 마스크 본체에 부착하였다. 코 클립을 Σ치수를 따라 내측으로, 단부(34, 36)에서 마스크에 용접하였다(도 8). 용접 가능한 헤드 밴드를 슈 등의 미국 특허 제6,332,465B1호에 설명된 바와 같이 부착하였다. 마스크는 양호한 안면 결합 특성을 가졌다.

실시예 6

도 10에 도시된 형상을 갖는 공구를 사용하여 플라스틱 코 클립을 주조하였다. 에폭시 수지(쓰리엠 스카치 웰드(3M Scotch Weld) 1838-L, A 및 B)를 주형 내로 부어 성형된 코 클립을 주조하였다. 에폭시 출발 재료 성분을 플라스틱 샘플 칭량기에서 각각 약 2 g으로 측정하여 완전히 혼합하였다. 공구 부품들을 경화 후의 용이한 이형을 제공하기 위해, 플라스틱 필름으로 감쌌다. 주형들 사이의 간극을 1.6 ㎜로 설정하였고, 주형들을 에폭시 혼합물을 붓기 전에 60℃로 미리 가온시켰다. 혼합물을 부은 후에, 주형들을 완전한 경화를 위해 실온에서 하룻밤(12시간 초과) 방치했다. 경화 후에, 주형 및 플라스틱 라이너를 제거했다. 12 ㎜의 폭을 갖는 (그러나, 발부(46, 48)는 갖지 않는) 도 4에 도시된 형상을 대체로 갖는 코 클립을 얻었다. 쓰리엠 스카치 브랜드 양면 테이프를 사용하여, 원래의 알루미늄 코 클립이 제거된 3M 8511™ 호흡기 마스크 본체 상으로 코 클립을 부착하였다. 그리고 나서, 비금속의 미리 응력을 받은 코 클립을 갖는 호흡기를 얻었다.

본 발명은 그 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경을 취할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 것으로 한정되는 것이 아니라, 하기의 청구의 범위에 기재된 한정 사항 및 이의 임의의 균등물에 의해 좌우된다.

본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다.

배경기술에 인용된 것을 비롯하여 상기 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함된다.

Claims

(a) 필터 매체 층을 포함하는 마스크 본체; 및

(b) 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하도록 마스크 본체 상에 배치된 코 클립을 포함하며,

코 클립은 제1 및 제2 날개 부분을 포함하는 탄성적인 미리 한정된 형상을 가지고, 호흡기가 착용된 때 착용자의 코의 각각의 측면 상에 힘을 가하며,

상기 힘은 적어도 제1 및 제2 날개 부분에서 착용자의 코를 향해 내측으로 가해지는 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 힘은 호흡기가 착용된 때 착용자의 눈 아래의 착용자의 안면의 볼에 또한 가해지는 호흡기.
제1항에 있어서, 하니스를 추가로 포함하는 호흡기.
제1항에 있어서, 코 클립은 코의 콧마루에 걸쳐 약 0.3 내지 1.2 센티미터의 미리 한정된 반경을 갖는 호흡기.
제1항에 있어서, 코 클립은 코의 콧마루에 걸쳐 약 0.5 내지 0.9 센티미터의 미리 한정된 반경을 갖는 호흡기.
제1항에 있어서, 코 클립은 약 1 내지 15 GPa의 탄성 계수를 갖는 일체로 성형된 중합체 재료를 포함하는 호흡기.
제1항에 있어서, 기계적 시험 절차에서 설명된 바와 같이 코 클립에 인가되는 1 N 이하의 하중이 30% 스트레인을 생성하는 호흡기.
제2항에 있어서, 코 클립은 2 ㎜ 이하의 두께를 갖는 호흡기.
제8항에 있어서, 호흡기는 제1 및 제2 날개 부분에 대해 중심에 위치된 중간 섹션을 갖고, 제1 및 제2 날개 부분은 중간 섹션으로부터 연장하며 각각이 약 0.5 내지 3 ㎝의 길이를 갖는 호흡기.
제9항에 있어서, 코 클립은 3 ㎝ 이하의 경로 거리에 걸쳐 적어도 130°만큼 방향이 변하고, 여기서 경로 길이의 중간점이 코 클립을 양분하는 선인 호흡기.
제1항에 있어서, 코 클립은 측면에서 보았을 때, 제1 및 제2 오목 섹션들 사이의 중심에 위치된 볼록한 중간 섹션을 갖고, 중간 섹션은 또한 내향력을 가하는 데 기여하는 호흡기.
제11항에 있어서, 코 클립 길이는 기계적 시험 절차 하에서 힘에 노출된 때, 적어도 30%만큼 신장될 수 있고, 힘이 제거된 직후에 그의 원래의 형상으로 복귀할 수 있는 호흡기.
제11항에 있어서, 코 클립은 측면에서 보았을 때, 코 클립을 양분하는 선을 중심으로 오목한 중간 섹션에서 180°대칭 만곡부를 대체로 취하는 호흡기.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 날개 부분은 15°이상만큼 그들의 미리 한정된 위치로부터 탄성적으로 편향될 수 있는 호흡기.
(a) 마스크 본체 및 중합체 코 클립을 제공하는 단계,

(b) 마스크가 착용된 때 착용자의 코의 콧마루에 걸쳐 연장하도록 코 클립을 마스크 본체 상에 위치시키는 단계; 및

(c) 반강성의 탄성 특징을 갖는 미리 한정된 형상을 코 클립에 제공하는 단계

를 포함하는 호흡기 제조 방법.
제15항에 있어서, 단계 (b)는 단계 (c) 이전에 발생하는 방법.
제15항에 있어서, 단계 (c)는 단계 (b) 이전에 발생하는 방법.
제15항에 있어서, 코 클립은 본질적으로 중합체로 이루어지는 방법.
제16항에 있어서, 코 클립은 적어도 초음파 용접 단계에 의해 마스크 본체 상에 위치되는 방법.
제17항에 있어서, 코 클립은 열가소성 중합체를 포함하고, 상기 방법은 열가소성 중합체를 마스크 본체 상에 위치되기 전에, 약 90℃ 내지 약 250℃ 범위 내의 온도에서 미리 한정된 형상으로 성형하는 단계를 추가로 포함하는 방법.