KR20100017288A - 파지 가능한 탭을 포함하는 유지보수 불필요 평탄 절첩식 호흡기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로를 향해 안으로 절첩될 수 있고 개방 사용 시의 형태로 전개될 수 있는 복수의 패널(16, 18, 20)을 갖는 마스크 본체(12)를 갖는 호흡기(10)에 관한 것이다. 패널의 적어도 하나는 마스크 본체(12)를 그의 절첩 형태로부터 그의 개방 사용 시의 형태로 개방하는 것을 돕는 탭(22)을 갖는다. 다중 패널형 마스크 본체(12)의 패널(들) 상에 탭(22)을 사용함으로써, 착용하고 벗는 것을 더욱 용이하게 하고 마스크가 사용자에 의해 개방될 때 오염물이 마스크 내부로 들어갈 기회를 감소시킨다.
절첩, 마스크, 호흡기, 착용, 탭, 패널, 오염물

Description

파지 가능한 탭을 포함하는 유지보수 불필요 평탄 절첩식 호흡기{MAINTENANCE-FREE FLAT-FOLD RESPIRATOR THAT INCLUDES A GRASPABLE TAB}
본 발명은 보관을 위해 평탄하게 절첩될 수 있고 사용 중에는 착용자의 코와 입 위에 걸쳐 컵 형상의 공기실을 형성할 수 있는 유지보수 불필요 평탄 절첩식 호흡기(maintenance-free, flat-fold respirator)에 관한 것이다. 마스크의 보관 형태로부터 마스크의 개방 사용 시의 형태로 마스크 개방을 보조하기 위해, 파지 가능한 탭이 마스크 본체 외주면을 따라 제공된다.
유지보수 불필요 호흡기(때때로, 필터식 안면 마스크 또는 필터식 안면 피스 로 언급됨)는 2가지 통상적인 목적, 즉 (1) 불순물 또는 오염물이 착용자의 호흡 경로로 진입하는 것을 방지하고, (2) 다른 사람 또는 물건이 착용자가 내쉬는 병원균 및 다른 오염물에 노출되는 것을 방지하기 위해, 사람의 호흡 경로에 걸쳐 착용된다. 첫 번째 상황에서, 호흡기는 예를 들어 자동차 정비소 내에서와 같이 공기가 착용자에게 유해한 입자를 함유하는 환경에서 착용된다. 두 번째 상황에서, 유지보수 불필요 호흡기는 예를 들어 수술실 또는 청정실 내에서와 같이 다른 사람 또는 물건에 대한 오염의 위험이 있는 환경에서 착용된다.
유지보수 불필요 호흡기는 마스크 본체 자체에 통합된 필터 매체를 갖는 경량의 생산품이다. 유지보수 불필요 호흡기는 부착식 필터 카트리지 또는 삽입 성 형된 필터 요소(예를 들어, 브라운(Braun)의 미국 특허 제4,790,306호 참조)를 사용하지 않는다. 그러한 것으로서, 유지보수 불필요 호흡기는 상대적으로 구성이 단순하고 사용하기 용이하다. 유지보수 불필요 호흡기는 통상 성형된 컵 형상 구조의 형태를 취한다(예를 들어, 크론저(Kronzer) 등의 미국 특허 제5,307,796호 및 앙가드지반트(Angadjivand) 등의 제6,041,782호, 제6,119,691호 및 제6,923,182호 참조). 하나의 특정 성형된 컵 형상 마스크는 파지를 용이하게 하기 위해 탭이 외측 표면 상에 위치된다(그리스바흐(Griesbach)의 미국 특허 제6,948,499호 참조).
다른 종류의 유지보수 불필요 호흡기에는 평탄 절첩식 호흡기가 있다. 이들 호흡기는 종종 호흡기 보관을 위해 대체로 평면인 배열로 절첩될 수 있는 복수의 패널을 포함한다. 평탄 절첩식 호흡기의 예들은 보스톡(Bostock) 등의 미국 특허 제6,886,563호 및 첸(Chen)의 미국 특허 제6,394,090호, D448,472호 및 D443,927호에 도시된다. 평탄 절첩식 호흡기를 착용하기 위해, 패널이 전개되어 착용자의 코와 입 위에 걸쳐 공기실을 생성하는 컵 형상의 형태를 생성한다. 성형된 유지보수 불필요 호흡기와 달리, 평탄 절첩식 호흡기는 개방 사용 시의 형태를 이루기 위해서 사용자가 그의 손가락으로 패널을 잡고 이를 당기는 것을 요구한다.
사용자가 평탄 절첩식 마스크를 개방할 때 그의 손가락으로 마스크 본체 내부를 만지면, 오염물이 마스크 내부에 위치될 수 있으며, 이에 따라 호흡기는 착용자가 사용하기에 안전하지 못하게 된다. 본 발명은 손가락이 마스크 본체의 내부와 접촉할 필요 없이, 호흡기 사용자가 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기를 절첩된 폐쇄 상태로부터 개방하는 것을 더욱 용이하게 할 필요성을 다루고 있다.
본 발명은 (a) 서로를 향해 안으로 절첩될 수 있고 개방 사용 시의 형태로 전개될 수 있는 복수의 패널을 포함하는 마스크 본체와; (b) 패널(들) 중 적어도 하나의 표준 외주면으로부터 연장되어 마스크 본체를 개방 사용 준비 형태로 개방하기 위해 사용자가 패널(들)을 절첩된 상태로부터 잡아당기는 것을 돕는 파지 가능한 탭을 포함하는 신규한 유지보수 불필요 평탄 절첩식 호흡기를 제공한다.
본 발명의 평탄 절첩식 호흡기는 호흡기 패널의 표준 외주면으로부터 연장되는 파지 가능한 탭을 포함한다는 점에서 이러한 종류의 공지된 호흡기와 상이하다. 공지된 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기는 이러한 탭을 포함하지 않아서, 안전하게 개방하는 것이 더욱 어려웠다. 따라서, 본 발명은 호흡기가 사용자에 의해 착용될 때 오염물이 마스크 본체 내부로 들어갈 기회를 감소시킨다. 본 발명은 또한 오염의 위험을 최소화하면서 착용자가 마스크 본체를 착용자의 안면에 보다 용이하게 재위치시키도록 할 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명의 이들 및 다른 이점은 동일한 도면 부호가 동일한 부분을 나타내도록 사용되는 본 발명의 상세한 설명 및 도면에서 더욱 완전하게 설명 및 도시된다. 그러나, 도면 및 설명은 예시의 목적만을 가지며 본 발명의 범주를 부당하게 제한하는 방식으로 읽혀져서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.
용어
본 명세서에 사용된 바와 같이, 다음의 용어들은 이하에서 기술되는 바와 같이 정의된다.
"중심으로"는 평면이 부분을 본질적으로 대칭으로 양분하도록 위치되는 것을 의미한다.
"중심 패널"은 상부 및 하부 패널 사이에 위치되는 패널을 의미한다.
"중심 평면"은 마스크의 가로방향 치수에 대해 수직으로 마스크를 양분하는 평면을 의미한다.
"깨끗한 공기"는 오염물을 제거하기 위해 여과된 소정 체적의 대기 중의 주위 공기를 의미한다.
"포함하다 (또는 포함하는)"는 특허 용어에서 표준인 것과 같은 그의 정의를 의미하는데, "포함하다", "갖는", 또는 "함유하는"과 대체로 동의어인 개방형 용어이다. "포함하다", "구비하다", "갖는", "함유하는" 및 이의 변형이 일반적으로 사용되는 개방형 용어이지만, 본 발명은 또한 유지보수 불필요 호흡기의 의도된 기능을 제공하는 데 있어서의 성능에 대해 악영향을 미치는 것 또는 요소만을 배제한다는 점에서 반개방형 용어인 "본질적으로 ~로 이루어진"과 같은 더 좁은 용어를 사용하여 적합하게 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(먼지, 안개 및 연무를 포함함) 및/또는 다른 물질을 의미한다.
"가로방향 치수"(crosswise dimension)는 호흡기가 착용된 때 착용자의 코를 가로질러 연장하는 치수이며,
"외부 기체 공간"은 호기된 기체가 마스크 본체 및/또는 호기 밸브를 통해 이를 지나 통과한 후에 들어가는 주위 대기 기체 공간을 의미한다.
"안면 접촉 주연부"는 호흡기를 착용할 때, 착용자의 안면과 접촉하게 될 주연부를 의미한다.
"여과층"은 하나 이상의 재료 층을 의미하며, 층(들)은 그를 통과하는 공기 스트림으로부터 (입자와 같은) 오염물을 주로 제거하기 위하여 구성된다.
"필터 매체"는 그를 통과하는 공기로부터 오염물을 제거하도록 설계된 공기 투과성 구조물을 의미한다.
"평탄 절첩"은 호흡기가 적어도 하나의 경계선을 갖는 것을 의미하는 것으로, 이 경계선을 중심으로 단순한 손의 압력에 응하여 호흡기가 일반적으로 절첩되거나 절곡된다.
"파지 가능한"은 부분이 사람의 손가락에 의해 파지되도록 특별히 설계된 것을 의미한다.
"하니스(harness)"는 마스크 본체를 착용자의 안면 상에 지지하는 것을 보조하는 구조물 또는 부품들의 조합을 의미한다.
"일체형"은 전체 패널 또는 마스크 본체의 일부이고 이에 부착되는 별도의 편부는 아닌 것을 의미한다.
"내부 기체 공간"은 마스크 본체와 사람의 안면 사이의 공간을 의미한다;
"경계선"은 절첩부, 시임(seam), 용접선, 접합선, 봉제선, 힌지선 및/또는 이들의 임의의 조합을 의미한다.
"하부 패널"은 사람이 호흡기를 착용할 때 착용자의 턱 아래로 연장되거나 턱과 접촉하는 패널을 의미한다.
"유지보수 불필요"는 마스크 본체 자체가 공기 투과성이고, 이를 통과하는 공기를 여과하도록 설계되어, 이러한 목적을 위해 마스크 본체에 부착되거나 그에 성형되는 필터 카트리지 또는 삽입 성형된 필터 요소가 존재하지 않는 것을 의미한다.
"마스크 본체"는 적어도 사람의 코와 입 위에 걸쳐 착용될 수 있으며 외부 기체 공간으로부터 분리된 내부 기체 공간을 형성하는 데 도움을 주는 공기 투과성 구조물을 의미한다.
"코 클립"은 적어도 착용자의 코 주위에서 밀봉을 개선하기 위해 마스크 본체 상에 사용하도록 구성된 장치로서, (코 발포체와는 상이한) 기계적 장치를 의미한다.
"코 발포체"는 호흡기를 착용할 때 코 위에 걸쳐서 착용자의 편안함 및/또는 착용감을 개선하기 위해 마스크 본체의 내부에 배치되도록 구성된 발포체 유형의 재료를 의미한다.
"코 영역"은 호흡기를 착용할 때 사람의 코 위에 걸쳐 존재하는 부분을 의미한다.
"패널"은 제1 및 제2 치수가 제3 치수보다 실질적으로 더 큰 3-차원 부품 또는 부분을 의미한다.
"주연부"는 외부 에지를 의미한다.
"외주면"은 외부 표면을 의미한다.
"중합체"는 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열된, 반복되는 화학 단위를 함유하는 재료를 의미한다;
"중합체의" 및 "가소성의"는 각각 주로 하나 이상의 중합체를 포함하고 또한 다른 성분을 포함할 수 있는 재료를 의미한다.
"표준 내부"는 탭을 제외한 마스크 본체의 내부 표면을 의미한다.
"표준 주연부"는 탭이 주연부를 따라 존재하지 않는 경우 주연부가 따르게 될 경로를 의미한다.
"표준 외주면"은 탭이 마스크 본체 상에 존재하지 않는 경우 마스크 본체가 갖게 될 외주면을 의미한다.
"호흡기"는 사람의 호흡 계통으로 공기가 진입하기 전에 공기를 여과하기 위해 사람에 의해 착용되는 기구를 의미한다.
"탭"은 사람의 손가락에 의해 잡아당겨지기에 충분히 크게 의도적으로 크기가 설정되는 호기 밸브 또는 하니스를 제외한 돌출부 또는 플랩을 의미한다.
"상부 패널"은 호흡기를 착용할 때 코 영역 위와 착용자의 눈 아래에 걸쳐 연장되는 패널을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 배면 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 마스크 본체(12)의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 배면도.
도 4는 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 저면도.
도 5는 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 측면도.
도 6은 사람의 안면에 배치된 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 측면도.
도 7은 절첩된 상태인 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 배면도.
도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 취해진 본 발명에 따른 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 단면도.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 8로부터 취해진 중심 및 상부 패널(18, 16)의 확대 단면도.
본 발명의 실시에 있어서, 오염물이 마스크 내부에 위치될 위험이 보다 적으면서, 착용하고 벗는 것을 보다 용이하게 하는 신규한 평탄 절첩식 호흡기가 제공되었다. 마스크 본체의 "표준 외주면"으로부터 연장되는 "파지 가능한 탭"이 구비됨으로써, 평탄 절첩식 호흡기를 개방할 때 그리고 호흡기를 착용할 때, 사용자는 패널을 용이하게 파지할 수 있게 된다. 파지 가능한 탭이 표준 외주면으로부터 연장됨으로써, 착용자는 절첩 상태로부터 마스크를 전개할 때, 마스크 본체의 표준 내부를 파지할 필요가 없다.
도 1 내지 도 8은 공기로 운반되는 오염물을 흡입하는 것을 방지하고자 하는 사람에 의해 착용될 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)의 일 예를 도시한다. 평탄 절첩식 호흡기는 사람이 코와 입 위에 걸쳐 착용하기 위해 원하는 컵 형상 형태로 완전히 성형되지 않는다. 마스크 본체는 오히려 절첩 상태로부터 컵 형상 형태로 개방된다. 도시된 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기(10)는 호흡하기에 깨끗한 공기의 공급원을 착용자에게 제공할 수 있다. 호흡기(10)는 마스크 본체(12) 및 하니스(14)를 포함하며, 마스크 본체(12)는 상부 패널(16), 중심 패널(18) 및 하부 패널(20)을 포함하는 복수의 패널을 갖는다. 마스크 본체(12)는, 마스크를 착용할 때 착용자의 안면에 인접하여 위치될 주연부, 특히 안면 접촉 주연부(21)를 포함하는 외주면을 갖는다. 파지 가능한 탭(22)은 도 1 내지 도 4의 점선(23)에 의해 표시된 바와 같이, 표준 외주면, 특히 표준 주연부(23)로부터 연장된다. 도시된 실시예에서, 탭(22)은 하부 패널(20)로부터 중심으로 연장된다. 마스크 본체를 도 1 내지 도 5에 도시된 사용 준비 형태로 개방하기 위해, 사용자는 탭(22)을 인접하거나 대향하는 패널로부터 멀어지는 방향으로 잡아당긴다.
도 1 내지 도 5는 모두 사람의 안면에 위치할 준비가 된 개방 형태의 마스크 본체를 도시하며, 도 6은 사람이 착용하고 있는 호흡기(10)를 도시한다. 사람이 호흡기(10)를 착용하지 않을 때, 호흡기는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 보관을 위해 평탄하게 절첩될 수 있다. 이들 도면 각각에 도시된 바와 같이, 중심 패널(18)은 제1 및 제2 경계선(24, 26)에 의해 상부 패널(16) 및 하부 패널(20)로부터 분리된다. 상부 및 하부 패널(16, 20)은 각각, 마스크가 보관을 위해 평탄 절첩될 때 중심 패널(18)의 배면 또는 내부 표면(28)을 향해 내측으로 절첩될 수 있으며(도 7 및 도 8), 착용자의 안면 상에 위치하도록 외측으로 개방될 수 있다(도 6). 마스크 본체(12)가 그의 개방 형태로부터 그의 폐쇄 형태로 또는 그 반대로 취해질 때, 상부 및 하부 패널(16, 20)은 각각 제1 및 제2 경계선(24, 26)을 중심으로 회전한다. 이러한 점에서, 제1 및 제2 경계선(24, 26)은 각각 상부 및 하부 패널(16, 20)에 대한 제1 및 제2 힌지 또는 축으로서 작용한다. 따라서, 탭(22)은 마스크 본체를 개방 사용 준비(또는 사용 시) 형태로 개방하기 위해 절첩 상태로부터 사용자가 패널(20)을 잡아당기는 것을 보조한다.
특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 탭(22)은 전형적으로 약 30 내지 75 밀리미터(㎜), 더욱 전형적으로는 약 40 내지 60 ㎜의 길이(L)를 갖는다. 탭(22)은 또한 전형적으로 약 5 내지 15 ㎜, 더욱 전형적으로는 약 8 내지 12 ㎜의 폭(W)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 폭과 길이는 가장 넓거나 큰 지점에서 구해진다. 비록, 탭이 사다리꼴 형태인 것으로 도시되어 있지만, 이는 직사각형, 반원형, 반타원형, 삼각형 등과 같은 다른 다양한 형태일 수 있다. 복수의 탭이 또한 마스크 본체의 표준 외주면 또는 표준 주연부로부터 연장될 수 있다. 바람직하게는, 마스크 본체가 더욱 대칭적으로 개방되어 사용자에 의해 용이하게 위치될 수 있도록 탭은 중심에 위치된다. 바람직하게는, 탭은 마스크 본체의 표준 주연부로부터 연장되고, 호흡기를 착용할 때, 착용자의 턱 아래에 위치될 것이다. 탭(22)은 마스크 본체의 일체형 부분일 수 있거나, 별도의 특징부로서 부착될 수 있다.
유지보수 불필요 호흡기(10)에는 또한 스트랩 또는 탄성 밴드(34)를 포함할 수 있는 하니스(14)의 고정을 위한 영역을 제공하는 제1 및 제2 측면 탭 또는 플랜지(30, 32)가 제공될 수 있다. 스트랩 또는 밴드(34)는 마스크를 착용할 때 착용 자의 안면에 대해 마스크 본체(12)를 유지하도록 각각의 대향 측면에서 마스크 본체(12)에 스테이플(35)로 고정된다. 헨더슨(Henderson) 등의 미국 특허 D449,377호는 스트랩 고정 영역으로서 사용될 수 있는 탭 또는 플랜지의 일 예를 도시한다. 하니스는 또한 부착, 접착, 용접 등에 의해 마스크 본체에 고정될 수 있다. 초음파 용접을 이용하여 하니스를 마스크 본체에 고정하는데 사용될 수 있는 가압 요소의 일 예가 카스티글리원(Castiglione)의 미국 특허 제6,729,332호 및 제6,705,317호에서 설명된다. 밴드는 또한 별도의 부착 요소를 사용하지 않고 마스크 본체에 직접 용접될 수 있다(휴(Xue) 등의 미국 특허 제6,332,465호 참조). 가능하게는 본 발명과 함께 사용될 수 있는 하니스의 예들이 브로스트롬(Brostrom) 등의 미국 특허 제5,394,568호 및 세팔라(Seppala) 등의 제5,237,986호, 및 브로스트롬 등의 EP 608684A호에서 설명된다. 상부 패널(16)은 보안경류의 김서림 방지를 돕기 위해 공기 유동에 대한 저항을 증가시키도록 변형된 구조를 가질 수 있다(본 명세서와 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "유지보수 불필요 김서림 방지 호흡기"(Maintenance-Free Anti-Fog Respirator)인 공계류 중인 미국 특허 출원 제11/743,716호 참조).
마스크 본체(12)의 상부 패널(16)은 또한 알루미늄과 같은 금속의 가단성 스트립으로 제조되는 코 클립(36)을 포함할 수 있으며, 금속 스트립은 호흡기를 코 영역에서 착용자 안면의 형태에 맞도록 손가락의 힘만으로 정합될 수 있다. 적합한 코 클립의 일 예가 카스티글리원의 미국 특허 제5,558,089호 및 Des.412,573호에 도시 및 설명된다. 다른 예들이 미국 특허 공개 제2007/0044803A1호 및 미국 특 허 출원 제11/236,283호에 도시된다.
도 1 및 도 3은 특히 호흡기(10)가 상부 패널(16)의 내측 주연부를 따라 내향 배치되는 코 발포체(37)를 또한 포함할 수 있음을 도시한다. 발포체는 또한 마스크 본체의 전체 주연부 둘레에 연장될 수 있으며, 마스크 착용시 착용자의 안면과 접촉하는 감온변색 착용 표시 재료(thermochromic fit-indicating material)를 포함할 수 있다. 안면 접촉으로 인한 열은 감온변색 재료가 변색을 일으켜 착용자로 하여금 적합한 착용이 이루어졌는지를 판단할 수 있도록 한다(스프링게트(Springett) 등의 미국 특허 제5,617,749호 참조). 적합한 코 발포체의 예들이 미국 특허출원 제11/553,082호 및 제11/459,949호에 개시된다. 마스크 본체의 주연부는 보안경류와의 착용 양립성을 개선하기 위해 상부 패널(16)을 따라 조각 형성될 수 있다(본 명세서와 동일자로 출원된 발명의 명칭이 "마스크 상단 섹션의 대향 측면 상에 오목부를 갖는 유지보수 불필요 호흡기(Maintenance-Free Respirator That Has Concave Portions On Opposing Sides Of Mask Top Section)"인 미국 특허출원 제11/743,734호 참조).
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 마스크 본체(12)는 보관을 위해 절첩될 수 있다. 절첩된 상태로 위치될 때, 상단 및 하단 패널(16, 20)은 중심 패널(18)의 배면(내부 표면)(39)을 향해 내향 절첩된다. 전형적으로, 하단 패널(20)이 상단 패널(16)에 앞서 내향 절첩된다. 하부 패널(20)은 또한 도 8에 도시된 바와 같이 자체에 다시 절첩되어, 마스크 본체를 그의 절첩 상태로부터 개방할 때, 더욱 용이하게 파지될 수 있다. 각각의 패널은 추가적인 절첩부, 주름부, 리브 등을 추 가로 포함할 수 있어 마스크에 구조물 및/또는 특유의 외관을 제공하는데 일조할 수 있다. 개방 시 컵 형상 마스크를 제공하고 폐쇄 또는 평탄하게 절첩 시 평탄 절첩식 마스크를 제공하는 복수의 패널로 이루어진 호흡기의 예에 대해, 첸 등의 미국 특허 제6,394,090호, 보스톡 등의 제6,123,077호, 헨더슨 등의 Des.431,647호, 및 브란이언트(Bryant) 등의 Des.424,688호를 참조하라.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 마스크 본체는 복수의 층을 포함할 수 있다. 이들 층은 내부 커버 웨브(38), 강화층(40), 여과층(42) 및 외부 커버 웨브(44)를 포함할 수 있다. 층들은 접착제 접합 및 초음파 용접을 포함하는 다양한 기술을 사용하여 주연부에서 함께 결합될 수 있다. 주연부 접합 패턴의 예들이 헨더슨 등의 미국 특허 D416,323호에 도시된다. 이들 다양한 층들에 대한 설명 및 이들의 구성 방식이 이하에서 개시된다.
강화층
마스크 본체는 선택적으로 하나 이상의 마스크 패널 내에 강화층을 포함할 수 있다. 강화층의 목적은, 그 명칭에서 유추되는 바와 같이, 마스크 본체의 다른 패널 또는 부품에 대해 상대적으로 패널(들)의 강성을 증가시키기 위한 것이다. 보다 강성인 패널(들)은 사용자 안면에서 마스크 본체를 지지하는 것을 도울 수 있다. 강화층은 임의의 패널 조합 내에 위치될 수 있으나, 바람직하게는 마스크 본체의 중심 패널에 위치된다. 마스크의 중심을 지지하는 것은 사용 시 착용자의 안면 밀봉을 돕도록 상단 및 하단 패널이 상대적으로 순응하는 상태로 두면서 마스크 본체가 사용자의 코와 입 위로 접히는 것을 방지하는데 일조한다. 강화층은 패널 의 적층 구성 내의 임의의 지점에 위치될 수 있으며, 전형적으로 외부 커버 웨브 상에 또는 그에 인접하여 위치된다.
강화층은 임의의 개수의 웨브 기반 재료로 형성될 수 있다. 이들 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 같은 통상 입수 가능한 임의의 개수의 중합체로 제조되는 개방 메시형 구조물을 포함할 수 있다. 강화층은 또한 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 다시 제조되는 스펀본드(spun bond) 웨브 기반 재료로부터 얻을 수 있다. 강화층의 두드러진 특성은 마스크 본체 내의 다른 층에 비해 상대적으로 그 강성이 크다는 점이다.
여과층
본 발명의 마스크 본체에 사용되는 여과층은 입자 포획 또는 기체 및 증기 유형일 수 있다. 여과층은, 예를 들어 액상 에어로졸 또는 액상 파편(splash)이 여과층을 통과하는 것을 방지하기 위해, 여과층의 일 측면으로부터 타 측면으로의 액체의 전달을 방지하는 장벽층일 수도 있다. 유사하거나 유사하지 않은 필터 유형의 다중층이 본 출원이 요구하는 바와 같은 본 발명의 여과층을 구성하도록 사용될 수 있다. 본 발명의 적층식 마스크 본체에 유익하게 채용되는 필터는 마스크 착용자의 호흡을 최소화하기 위해 압력 강하가 대체로 낮다(예를 들어, 초당 13.8센티미터의 면속도에서 약 196 내지 294 Pa(20 내지 30 ㎜H2O) 미만). 추가적으로, 여과층은 가요성을 갖고, 이들 여과층이 예상되는 사용 조건하에서 그 구조를 대체적으로 유지하기에 충분한 전단 강도를 갖는다. 입자 포획 필터의 예에는 미세 무 기 섬유(예를 들어, 섬유 유리) 또는 중합체 합성 섬유의 하나 이상의 웨브가 포함된다. 합성 섬유 웨브는 멜트블로잉(meltblowing)과 같은 공정으로 생산되는 일렉트릿 대전형 중합체 마이크로섬유(electret charged polymeric microfiber)를 포함할 수 있다. 표면 플루오르화되고 일렉트릿 대전된 폴리프로필렌으로 형성된 폴리올레핀 마이크로섬유는 미립자 포획 적용예에 대한 특정 용도를 제공한다. 여과층은 또한 호흡 공기로부터 유해하거나 냄새나는 기체를 제거하기 위한 흡착제 성분을 포함할 수 있다. 흡착제는 접착제, 결합제 또는 섬유질 구조물에 의해 여과층에 구속되어 있는 분말 또는 미립자를 포함할 수 있다(브라운의 미국 특허 제3,971,373호 참조). 흡착제 층은 얇은 밀착층을 형성하기 위해, 섬유질 또는 망상의 발포체와 같은 기재를 코팅함으로써 형성될 수 있다. 화학적으로 처리되거나 또는 그렇지 않은 활성탄, 다공성 알루미나-실리카 촉매 기재 및 알루미나 입자와 같은 흡착제 재료가 유용할 수 있는 흡착제의 예이다.
여과층은 전형적으로 요구되는 여과 효과를 달성하도록 선택되며, 일반적으로, 여과층을 통과하는 기체 스트림으로부터 입자 또는 다른 오염물의 높은 비율을 제거한다. 섬유질 여과층에 대해, 선택된 섬유는 여과될 물질의 종류에 따르며, 전형적으로 이들 섬유가 성형 작업 동안 서로 접합되지 않도록 선택된다. 지적된 바와 같이, 여과층은 다양한 형상 및 형태일 수 있다. 여과층은 전형적으로 약 0.2 밀리미터(㎜) 내지 1 센티미터(㎝), 더욱 전형적으로는 약 0.3 밀리미터 내지 0.5 ㎝의 두께를 가지며, 형상화 또는 강화층과 동일 공간에 걸치는 평면 웨브일 수 있거나, 형상화 층에 대해 상대적으로 확장된 표면적을 갖는 주름진 웨브일 수 있다(예를 들어, 브라운 등의 미국 특허 제5,804,295호 및 제5,656,368호 참조). 여과층은 또한 접착제 성분에 의해 함께 결합되는 다중층의 필터 매체를 포함할 수 있다. 직접 성형된 호흡기 마스크의 여과층을 형성하기 위해 공지된 임의의 적합한 재료가 본질적으로 마스크 여과 재료에 대해 사용될 수 있다. 문헌[Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, 48 Indus. Engn. Chem., 1342 et seq.(1956)]에 교시된 바와 같은 멜트 블로운 섬유의 웨브가 특히 지속적으로 대전된(일렉트릿) 형태인 경우에 특히 유용하다(예를 들어, 쿠빅(Kubik) 등의 미국 특허 제4,215,682호 참조). 이들 멜트 블로운 섬유는 약 20 마이크로미터(㎛) 미만, 전형적으로 약 1 내지 12 ㎛의 유효 섬유 직경을 갖는 마이크로섬유일 수 있다("블로운 마이크로섬유"는 BMF라 함). 유효 섬유 직경은 문헌[Davies, C.N., The Separation Of Airborne Dust Particles, Institution Of Mechanical Engineers, London, Proceedings 1B, 1952]에 따라 결정될 수 있다. 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 및 이의 조합으로 형성된 섬유를 함유하는 BMF 웨브가 특히 바람직하다. 특히 마이크로필름 형태의 로진-울 섬유질 웨브 및 유리 섬유의 웨브 또는 용액 블로운이나 정전기로 분무된 섬유뿐만 아니라, 반 턴하우트(van Turnhout)의 미국 특허 Re. 31,285호에 교시된 바와 같은 전기 대전된 가는 섬유형 필름 섬유도 또한 적합할 수 있다. 아이츠만(Eitzman) 등의 미국 특허 제6,824,718호, 앙가드지반트 등의 제6,783,574호, 인슬리(Insley) 등의 제6,743,464호, 아이츠만 등의 제6,454,986호 및 제6,406,657호, 및 앙가드지반트 등의 제6,375,886호 및 제5,496,507호에 개시된 것과 같이 섬유를 물과 접촉시킴으로써 전하가 섬유에 부가 될 수 있다. 전하는 또한 클라쎄(Klasse) 등의 미국 특허 제4,588,537호에 개시된 바와 같은 코로나 대전 또는 브라운의 미국 특허 제4,798,850호에 개시된 것과 같은 트라이보 대전(tribocharging)에 의해 섬유에 부가될 수 있다. 또한, 하이드로 대전(hydro-charging) 공정을 통해 생성되는 웨브의 여과 성능을 향상시키기 위해 첨가제가 섬유에 포함될 수 있다(루쏘(Rousseau) 등의 미국 특허 제5,908,598호 참조). 특히, 불소 원자는 유성 안개(oily mist) 환경에서의 여과 성능을 개선하기 위해 여과층 내에서 섬유의 표면에 배치될 수 있다(존스(Jones) 등의 미국 특허 제6,398,847B1호, 제6,397,458B1호 및 제6,409,806B1호 참조). 일렉트릿 BMF 여과층에 대한 전형적인 평량(basis weight)은 평방 미터당 약 15 내지 100 그램이다. 예를 들어, '507 특허에 설명된 기술에 따라 전기적으로 대전되는 경우, 평량은 각각 약 20 내지 40 g/㎡ 및 약 10 내지 30 g/㎡ 일 수 있다.
커버 웨브
내부 커버 웨브는 착용자의 안면과 접촉하는 매끄러운 표면을 제공하도록 사용될 수 있으며, 외부 커버 웨브는 여과층 및 강화층으로부터 성긴 섬유를 잡기 위해 또는 심미적인 이유로 사용될 수 있다. 커버 웨브는 전형적으로 마스크 본체에 대한 임의의 상당한 형상 보유력을 제공하지 않는다. 적합한 정도의 편안함을 얻기 위해, 내부 커버 웨브는 바람직하게는 비교적으로 낮은 평량을 가지며, 비교적 미세한 섬유로 형성된다. 보다 구체적으로, 커버 웨브는 약 5 내지 50g/㎡ (전형적으로 10 내지 30 g/㎡)의 평량을 가지며, 섬유는 3.5 데니어 미만(전형적으로 2 데니어 미만, 그리고 더욱 전형적으로는 1 데니어 미만)이다. 커버 웨브에 사용된 섬유는 종종 약 5 내지 24 마이크로미터(㎛), 전형적으로 약 7 내지 18 ㎛, 그리고 더욱 전형적으로는 약 8 내지 12 ㎛의 평균 섬유 직경을 갖는다.
커버 웨브 재료는 마스크 본체가 형성되는 성형 공정에 사용하기에 적합할 수 있으며, 그 때문에 유리하게는 (본질적으로 그런 것은 아니나, 전형적으로 파단시의 100 내지 200%의) 탄성도(degree of elasticity)를 갖거나 가소성 있게 변형할 수 있다.
커버 웨브용으로 적합한 재료는 블로운 마이크로섬유(BMF) 재료, 특히 폴리올레핀 BMF 재료, 예를 들어 폴리프로필렌 BMF 재료(폴리프로필렌 블렌드 및 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 블렌드 또한 포함)이다. 커버 웨브용 BMF 재료를 생산하기에 적합한 공정이 사비(Sabee) 등의 미국 특허 제4,013,816호에 개시된다. 웨브는 매끄러운 표면, 전형적으로 매끄러운 표면의 드럼 상에 섬유를 수집함으로써 형성될 수 있다.
전형적인 커버 웨브는 폴리프로필렌 또는 50 중량% 이상의 폴리프로필렌을 함유하는 폴리프로필렌/폴리올레핀 블렌드로 제조될 수 있다. 이들 재료는 착용자에게 고도의 부드러움과 편안함을 제공하고, 또한 필터 재료가 폴리프로필렌 BMF 재료인 경우, 층들 사이에 접착제를 필요로 하지 않고 성형 작업 후에 필터 재료에 고정 유지된다고 알려져 있다. 커버 웨브를 위한 전형적인 재료는 평방 미터당 약 15 내지 35 그램(15 내지 35 (g/㎡))의 평량 및 약 0.1 내지 3.5의 섬유 데니어를 갖는 폴리올레핀 BMF 재료이며, '816 특허에 기술된 것과 유사한 공정에 의해 제조된다. 커버 웨브에 사용하기 적합한 폴리올레핀 재료는, 예를 들어 단일 폴리프로 필렌, 2개의 폴리프로필렌의 블렌드, 및 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 블렌드, 폴리프로필렌과 폴리(4-메틸-1-펜텐)의 블렌드, 및/또는 폴리프로필렌과 폴리부틸렌의 블렌드를 포함할 수 있다. 커버 웨브용 섬유의 일 예는, 엑손 코포레이션(Exxon Corporation)의 에스코린(Escorene) 3505G 폴리프로필렌 수지로 제조되고 약 25 g/㎡의 평량 및 0.2 내지 3.1 범위의 섬유 데니어(100개의 섬유에 대한 평균이 약 0.8로 측정됨)를 갖는 폴리프로필렌 BMF이다. 다른 적합한 섬유는 25 g/㎡ 의 평량 및 약 0.8의 평균 섬유 데니어를 갖는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 BMF(역시 엑손 코포레이션의 85%의 에스코린 3505G 수지 및 15%의 이그젝트(Exact) 4023 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 혼합물로 생산됨)이다. 다른 적합한 재료는 독일 파이네 소재의 코로빈 게엠베하(Corovin GmbH)로부터 상표명 코로소프트 플러스 20(Corosoft Plus 20) , 코로소프트 클래식 20(Corosoft Classic 20) 및 코로빈 PP-S-14 로 입수 가능한 스펀본드 재료, 및 핀란드 나킬라 소재의 제이.더블유. 수오미넨 오와이(J.W. Suominen OY)로부터 상표명 370/15 로 입수 가능한 카딩된 폴리프로필렌/비스코스 재료를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용되는 커버 웨브는 바람직하게는 처리 후에 웨브의 표면으로부터 돌출하는 섬유가 매우 드물며, 이로써 매끄러운 외부 표면을 갖는다. 본 발명에 사용될 수 있는 커버 웨브의 예들은, 예를 들어 앙가드지반트의 미국 특허 제6,041,782호, 보스톡 등의 미국 특허 제6,123,077호 및 보스톡 등의 국제 출원 공개 WO 96/28216A호에 개시된다.
호흡기는 또한 사용자에 의한 용이한 호기 작용을 허용하는 선택적 호기 밸브를 포함할 수 있다. 호기 작용 동안 현저하게 낮은 압력 강하를 나타내는 호기 밸브가 마틴(Martin) 등의 미국 특허 제7,188,622호, 제7,028,689호 및 제7,013,895호; 자푼티치 등의 제7,117,868호, 제6,854,463호, 제6,843,248호 및 제5,325,892호; 및 미텔스타트(Mittelstadt) 등의 제6,883,518호에서 설명된다. 호기 밸브는 음파 용접, 접착 접합, 기계적 클램핑 등을 포함하는 다양한 수단에 의해, 중심 패널에, 바람직하게는 중심 패널의 중심 근처에 고정될 수 있다(예를 들어, 쿠란(Curran) 등의 미국 특허 제7,069,931호, 제7,007,695호, 제6,959,709호 및 제6,604,524호와 윌리암스(Williams) 등의 EP1,030,721호 참조).
본 발명의 평탄 절첩식 유지보수 불필요 호흡기는 보스톡 등의 미국 특허 제6,123,077호, 제6,484,722호, 제6,536,434호, 제6,568,392호, 제6,715,489호, 제6,722,366호, 제6,886,563호, 제7,069,930호, 및 미국 특허 공개 US2006/0180152A1호 및 EP0814871B1호에 기술된 공정에 따라 제조될 수 있다.
본 발명은 그 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경을 취할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 것에 제한되는 것이 아니라, 하기의 청구의 범위 및 이의 임의의 균등물에 기술된 한계에 의해 좌우되어야 한다.
본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소가 없을 경우에 적합하게 실시될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
배경기술 섹션에 인용된 것을 비롯하여 상기 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함된다. 이와 같이 포함된 문헌과 본 명세 서 사이에 모순이 있는 경우에는, 본 명세서의 설명이 제한할 것이다.

Claims (12)

  1. (a) 서로를 향해 안으로 절첩될 수 있고 개방 사용 시의 형태로 전개될 수 있는 복수의 패널을 포함하고, 패널 중 적어도 하나의 표준 외주면으로부터 연장되어 마스크 본체를 절첩 형태로부터 개방 사용 준비 형태로 개방하기 위해 사용자가 패널(들)을 절첩된 상태로부터 잡아당기는 것을 돕는 파지 가능한 탭을 추가로 포함하는 마스크 본체와;
    (b) 마스크 본체에 고정되는 하니스(harness)를 포함하는 유지보수 불필요 평탄 절첩식 호흡기.
  2. 제1항에 있어서, 탭은 마스크 본체의 안면 접촉 주연부로부터 연장되는 유지보수 불필요 호흡기.
  3. 제2항에 있어서, 탭은 마스크 본체의 안면 접촉 주연부를 따라 중심에 배치되는 유지보수 불필요 호흡기.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 패널은 하부 패널을 포함하고, 파지 가능한 탭은 마스크 본체의 하부 패널의 표준 주연부로부터 중심으로 연장하는 유지보수 불필요 호흡기.
  5. 제4항에 있어서, 마스크 본체는 상부 패널 및 중심 패널을 추가로 포함하는 유지보수 불필요 호흡기.
  6. 제1항에 있어서, 탭은 약 30 내지 75 밀리미터의 길이(L)를 갖고, 약 5 내지 15 밀리미터의 폭(W)을 갖는 유지보수 불필요 호흡기.
  7. 제1항에 있어서, 탭은 약 40 내지 60 밀리미터의 길이(L)를 갖고, 약 8 내지 12 밀리미터의 폭(W)을 갖는 유지보수 불필요 호흡기.
  8. 제8항에 있어서, 탭은 사다리꼴 형상을 갖는 유지보수 불필요 호흡기.
  9. 제1항에 있어서, 탭은 마스크 본체의 표준 주연부로부터 연장되고 중심에 위치된 유지보수 불필요 호흡기.
  10. 제1항에 있어서, 탭은 마스크 본체의 표준 주연부로부터 연장되고 호흡기를 사람이 착용할 때 턱 아래에 위치되는 유지보수 불필요 호흡기.
  11. 제1항에 있어서, 탭은 형태가 사다리꼴인 유지보수 불필요 호흡기.
  12. 서로를 향해 안으로 절첩될 수 있고 개방 사용 시의 형태로 전개될 수 있는 복수의 패널을 포함하고, 패널 중 적어도 하나의 표준 외주면으로부터 연장되어 마스크 본체를 절첩 형태로부터 개방 사용 준비 형태로 개방하기 위해 사용자가 패널(들)을 절첩된 상태로부터 잡아당기는 것을 돕는 파지 가능한 탭을 추가로 포함하는 마스크 본체.
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