KR20130142176A

KR20130142176A - 비산 유체 방지성 안면부 여과식 호흡기

Info

Publication number: KR20130142176A
Application number: KR1020137019660A
Authority: KR
Inventors: 엔핫 하 티 엔구옌; 존 제이 로저스
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-12-27
Also published as: EP2658611A1; WO2012091854A1; US8794238B2; EP2658611A4; JP2014501157A; BR112013016123A2; CN103249458A; US20120160246A1

Abstract

안면부 여과식 호흡기(10)는 마스크 본체(12) 및 마스크 본체(12)에 결합된 하니스(14)를 포함한다. 마스크 본체(12)는 필터 층(30) 및 부직 섬유상 커버 웨브(16)를 포함한다. 섬유상 커버 웨브(16)는 부분적으로 폐색되어 있으며, 필터 층(30)에 대체로 평행하게 필터 층으로부터 이격되어, 커버 웨브(16)를 통과한 공기가 커버 웨브(16)와 필터 층(30) 사이에서 자유롭게 이동할 수 있어서 필터 층 표면(32)에 걸쳐 본질적으로 임의의 이용가능한 지점에서 필터 층(30)으로 들어갈 수 있도록 한다. 본 발명의 호흡기는 매우 양호한 비산 유체 보호 및 공기 중 오염물 보호를 제공하면서 또한 호흡 동안에 마스크 본체를 가로질러 극히 낮은 압력 강하를 나타낼 수 있다는 점에서 유리하다.

Description

비산 유체 방지성 안면부 여과식 호흡기{SPLASH-FLUID RESISTANT FILTERING FACE-PIECE RESPIRATOR}

본 발명은 하부의 필터 층에 대해 소정의 공간적 관계로 배치되는 부분 폐색된 커버 웨브(partially occluded cover web)를 갖는 안면부 여과식 호흡기(filtering face-piece respirator)에 관한 것이다.

안면부 여과식 호흡기는 마스크 본체 자체가 여과 기구로서 기능한다는 점에서 다른 호흡기 마스크와는 구별된다. 부착가능한 필터 카트리지(예컨대, 유샤크(Yuschak) 등의 미국 특허 제RE39,493호 참조) 또는 삽입 성형된 필터 요소(예컨대, 브라운(Braun)의 미국 특허 제4,790,306호 참조)와 관련된 고무 또는 탄성중합체 마스크 본체를 사용하는 호흡기와는 달리, 안면부 여과식 호흡기는 필터 카트리지를 설치 또는 교체할 필요가 없도록 필터 매체가 전체 마스크 본체 표면의 대부분을 포함하도록 만들어진다. 이와 같이, 안면부 여과식 호흡기는 중량이 비교적 경량이며, 사용이 용이하고, 일회용이다. 안면부 여과식 호흡기의 예들이 하기의 미국 특허들: 크론저(Kronzer) 등의 제7,131,442호, 앙가드지반트(Angadjivand) 등의 제6,923,182호와 제6,041,782호, 보스톡(Bostock) 등의 제6,568,392호와 제6,484,722호, 첸(Chen)의 제6,394,090호, 디러드(Dyrud) 등의 제4,807,619호, 버그(Berg)의 제4,536,440호에, 그리고 마틴(Martin) 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0078265A1 호에 나타나 있다.

작업자들은 종종 그들 자신들을 공기 중 오염물을 흡입하는 것으로부터 보호하기 위하여 또는 다른 사람 또는 물체를 착용자에 의해 호기되는 병원균 및 다른 오염물에 노출되는 것으로부터 보호하기 위하여 안면부 여과식 호흡기를 착용한다. 예를 들어, 의사들은 통상적으로 환자를 감염으로부터 보호하기 위하여 수술실에서 호흡기를 착용한다. 공기 중 오염물을 흡기 및 호기의 공기 스트림들로부터 제거하는 것에 더하여, 안면부 여과식 호흡기는 또한 착용자를 비산 유체(splash fluid)로부터 보호하기 위하여 착용된다. 예를 들어, 응급실 근무자는 절단된 동맥으로부터 분출되는 혈액에 노출될 수 있다. 따라서, 몇몇 안면부 여과식 호흡기는 공기의 여과 및 비산 유체의 저지라는 이중 기능을 적절히 만족시켜야 한다. 그러나, 이들 이중 기능은 서로 상충될 수 있다. 신속하게 이동하는 액체 스트림의 저지는 일반적으로 유체 불투과성 표면을 필요로 하는 반면, 공기 여과는 낮은 압력 강하에서의 유체 투과성을 요구한다.

"압력 강하"는 필터 매체 또는 마스크 본체의 양측에서의 공기 압력의 차이를 말하는 용어이다. 착용자가 그의 신체 내로 공기 또는 산소를 들여보내기 위해서 힘들일 필요가 없도록 안면부 여과식 호흡기에서는 보다 낮은 압력 강하가 요구된다. 여과식 안면부를 통해 주위 공기를 끌어당기는 것은 착용자의 폐이므로, 더 적은 압력 강하가 있을 때, 착용자는 깨끗한 공기를 호흡하는 데 힘들일 필요가 없다. 낮은 압력 강하는 장기간에 걸쳐 안면부 여과식 호흡기를 착용하는 근무자들에 의해 특히 요구된다.

비산 유체의 저지 및 주위 공기로부터의 오염물 제거라는 이중 기능은 일반적으로 서로 상충되기 때문에, 연구원들에게는 압력 강하를 희생시키지 않으면서 비산 유체 보호 및 공기 여과 둘 모두를 부여할 수 있는 제품을 만듦에 있어서 딜레마가 주어졌다.

본 발명은 마스크 본체와, 마스크 본체에 결합된 하니스를 포함하는 안면부 여과식 호흡기를 제공한다. 마스크 본체는 필터 층 및 부직 섬유상 커버 웨브를 포함한다. 섬유상 웨브는 부분적으로 폐색되어 있으며 필터 층에 대체로 평행하게 필터 층으로부터 이격되어, 커버 웨브를 통과한 공기가 커버 웨브와 필터 층 사이에서 자유롭게 이동할 수 있어서 필터 층 표면에 걸쳐 본질적으로 임의의 이용가능한 지점에서 필터 층으로 들어갈 수 있도록 한다.

본 발명은 매우 양호한 비산 유체 보호를 제공하면서 또한 호흡 동안에 마스크 본체를 가로질러 극히 낮은 압력 강하를 나타낼 수 있다는 점에서 유리하다. 본 발명의 마스크 본체 구조는 비산 유체를 저지하면서 또한 주위 공기가 본질적으로 방해받지 않고서 - 즉, 마치 비산 유체 장벽이 존재하지 않은 것처럼 - 마스크 본체를 통과하게 할 수 있다. 개선된 결과는, 폐색된 표면을 갖는 커버 웨브를 필터 층으로부터 이격시켜 플리넘형(plenum-type) 효과가 2개의 층들 사이에 달성됨으로써 흡기된 공기가 커버 웨브와 필터 층 사이에서 자유롭게 이동하여 필터 층 표면에 걸쳐 본질적으로 이용가능한 임의의 지점에서 필터 층으로 들어갈 수 있도록 함으로써 달성된다.

용어

이하에 기술된 용어들은 다음의 의미를 가질 것이다:

"포함하다(또는 포함하는)"는 특허 용어에서 표준인 것과 같은 그의 정의를 의미하는데, "구비하다", "갖는", 또는 "함유하는"과 대체로 동의어인 개방형 용어이다. "포함하다", "구비하다", "갖는", "함유하는" 및 이의 변형이 통상적으로 사용되는 개방형 용어이지만, 본 발명은 또한 본 발명의 요지의 성능에 대해 악영향을 미치는 것 또는 요소만을 배제한다는 점에서 반개방형 용어인 "본질적으로 ~로 이루어진다"와 같은 더 좁은 용어를 사용하여 적합하게 설명될 수도 있다.

"깨끗한 공기"는 오염물을 감소시키기 위해 여과된 소정 체적의 대기 중의 주위 공기를 의미한다.

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

"커버 웨브"는 필터 층의 일 면 상에 놓이는 부직 섬유상 구조물을 의미한다.

"호기 밸브"는 호기된 공기로부터의 압력 또는 힘에 응답하여 단일 방향으로 개방되도록 호흡기 상에서 사용되기 위해 설계된 밸브를 의미한다.

"호기된 공기"는 호흡기 착용자에 의해 호기되는 공기를 의미한다.

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

"외부 표면"은 외부에 위치된 표면을 의미한다.

"안면부 여과식"은 마스크 본체 자체가 그를 통과하는 공기를 여과하도록 설계되어, 이러한 목적을 달성하기 위해 마스크 본체에 부착되거나 그 내에 성형되는 별도의 식별가능한 필터 카트리지 또는 삽입 성형된 필터 요소가 존재하지 않는 것을 의미한다.

"필터" 또는 "여과 층"은 공기 투과성 재료의 하나 이상의 층을 의미하며, 층(들)은 그를 통과하는 공기 스트림으로부터 (입자와 같은) 오염물을 감소시키는 주된 목적을 위해 구성된다.

"필터 매체"는 그를 통과하는 공기로부터 오염물을 제거하도록 설계된 공기 투과성 구조물을 의미한다.

"여과 구조물"은 주로 공기를 여과시키기 위해 설계되는 구성물을 의미한다.

"하니스"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 입 위에 맞게 설계되며 외부 기체 공간으로부터 분리된 내부 기체 공간을 형성하는 데 도움을 주는 공기 투과성 구조물을 의미한다.

"폐색된"은 이를 통한 유체의 통과를 방지하는 것을 의미한다.

"평행"은 동일한 거리로 떨어져 있음을 의미한다.

"부분적으로"는 완전하게가 아님을 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;

"주연부"는 사람이 호흡기를 착용할 때 착용자의 안면에 대체로 근접하여 배치될 마스크 본체의 외부 주연 부분을 의미한다.

"중합체" 및 "가소성"은 각각 주로 하나 이상의 중합체를 포함하고 또한 다른 성분을 함유할 수 있는 재료를 의미한다.

"복수의"는 2개 이상을 의미한다.

"호흡기"는 착용자에게 호흡할 청정한 공기를 제공하기 위해 사람이 착용하는 공기 여과 장치를 의미한다.

"이격되는"은 물리적으로 분리되거나 그 사이에 측정가능한 거리를 갖는 것을 의미한다.

"지지 구조물"은, 정상적인 취급 하에서 마스크를 의도된 3차원 형상으로 유지하기에 충분한 구조적 완전성을 갖도록, 그리고 그에 의해 지지되는 여과 구조물의 의도된 형상을 유지하는 데 도움을 주도록 설계되는 구성물을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 안면부 여과식 호흡기(10)의 사시도.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따른 마스크 본체(12)를 통해 취해진 확대 단면도.
도 3은 마스크 본체의 폐색 영역(20) 및 비폐색 영역(18)의 사진 단면.

본 발명의 실시에 있어서, 비산 방지를 개선하면서 또한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하를 희생시키지 않고 매우 양호한 공기 여과를 제공하는 신규한 여과식 안면 마스크가 제공된다. 따라서, 본 발명은 작업자의 안전성을 향상시키고 개인용 호흡기 보호 장치를 작용하는 작업자들 및 다른 이들에게 안전성 이점을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 여과식 안면 마스크(10)의 예를 도시한다. 여과식 안면 마스크(10)는 컵형 마스크 본체(12)를 갖는 하프 마스크(코와 입은 가리지만 눈은 가리지 않기 때문임)이다. 마스크 본체(12)는 착용자의 안면과 마스크 본체의 내부 표면 사이에 내부 기체 공간 또는 공극을 생성하도록 착용자의 안면에 대해 이격된 관계로 사람의 코 및 입 위에 밀착 착용되도록 구성된다. 도시된 마스크 본체(12)는 유체 투과성이며, 호기 밸브를 마스크 본체에 고정시키기 위한 개구를 구비할 수 있다. 호기 밸브는 통상적으로, 호기된 공기가 마스크 본체 자체를 통과할 필요 없이 밸브를 통해 내부 기체 공간을 빠져나가게 하는 데 사용된다. 마스크 본체 상의 개구의 바람직한 위치는 마스크가 착용된 때 착용자의 입이 있게 될 곳의 바로 앞이다. 도 1에 도시된 유형의 마스크 본체(12)의 경우, 본질적으로 마스크 본체(12)의 전체 노출 표면은 흡기되는 공기에 대해 유체 투과성이다. 안면 마스크를 착용자의 안면 상에 꼭 맞게 유지하기 위해, 마스크 본체는 스트랩(15), 타이 스트링(tie string), 또는 착용자의 안면 상에 마스크 본체(12)를 지지하기 위해 마스크 본체에 부착된 임의의 다른 적합한 수단 중 하나를 포함하는 하니스(14)를 가질 수 있다. 마스크 본체는 각각 폐색 영역(18) 및 비폐색 영역(20)을 포함하는 외부 커버 웨브(16)를 갖는다. 폐색 영역(18)은 플라스틱과 같은 유체 불투과성 재료를 포함하며, 본 실시예에서는 마스크 본체(12)의 제1 측부(22)로부터 제2 측부(24)로 연장되는 스트라이프로 도시되어 있다. 폐색 영역(18)은 또한, 점, 타원형, 직사각형, 삼각형 등과 같은 다른 형상을 포함할 수 있다. 전형적으로, 각각의 근접한 폐색 영역은 인접한 비폐색 영역으로부터 1.75 밀리미터(㎜) 이하, 더 전형적으로는 1.5 ㎜ 이하로 이격된다. 폐색 영역은 전형적으로 마스크 본체의 비폐색 영역에 대하여 최대 약 4.4:1.4 그리고 최소 2.6:3.8의 표면적비로 마스크 본체 상에 존재한다. 총 마스크 본체 두께는 전형적으로 약 2 내지 6 ㎜, 더 전형적으로는 3 내지 5 ㎜이다. 마스크 본체는 착용자의 안면으로부터 이격될 수 있거나, 그와 동일 평면에 또는 그에 근접하여 놓일 수 있다. 어느 경우에도, 마스크는 호기된 공기가 호기 밸브를 통해 마스크 내부를 떠나기 전에 통과하여 들어가는 내부 기체 공간을 한정하는 것을 돕는다. 마스크 본체는 또한 착용자가 적절한 밀착 착용이 확립되었는지를 쉽게 확인할 수 있도록 그의 주연부에서 감온변색 밀착 착용 표시 시일(seal) - 스프링겟(Springett) 등의 미국 특허 제5,617,849호 참조 - 을 가질 수 있다.

도 2는 마스크 본체(12)가 형상화 층(28) 및 필터 층(30)과 같은 다수의 층들을 포함하는 여과 구조물(26)을 포함한다는 것을 도시한다. 형상화 층(28)은 마스크 본체(12)에 대한 구조와 필터 층(30)을 위한 지지를 제공한다. 형상화 층(28)은 여과 층(30)의 내부 및/또는 외부에(또는 양 측에) 위치될 수 있으며, 예를 들어, 열접합가능한 섬유들의 부직 웨브로부터 컵형 구성으로 성형되어 제조될 수 있다 - 디러드 등의 미국 특허 제4,807,619호 및 버그의 미국 특허 제4,536,440호 참조. 이는 또한 스코브(Skov)의 미국 특허 제4,850,347호에 개시된 형상화 층과 유사하게 다공성 층 또는 가요성 플라스틱의 투각 "어망" 유형의 망상 조직(open work "fishnet" type network)으로부터 제조될 수 있다. 형상화 층은 크론저 등의 미국 특허 제5,307,796호에 기재된 것과 같은 공지된 절차에 따라 성형될 수 있다. 형상화 층(28)은 마스크에 구조를 제공하고 여과 층에 지지를 제공하는 것이 주된 목적으로 설계되지만, 형상화 층(28)은 또한 필터, 전형적으로 보다 큰 입자들을 포착하기 위한 필터로서 작용할 수 있다. 여과 구조물(26)의 외부 층 상에는 각각 폐색 영역(18) 및 비폐색 영역(20)을 포함하는 커버 웨브(16)가 있다. 필터 층(30)을 커버 웨브(16)로부터 분리시키는 스페이서 요소(32)가 구비된다. 스페이서 요소(32)는 폐색 영역(18)의 일체형 연장부일 수 있다. 전형적으로, 스페이서 요소는 약 0.5 내지 3 ㎜, 더 전형적으로는 1 내지 2.5 ㎜의 길이(L)를 갖는다. 스페이서 요소는 약 0.1 내지 1 제곱 밀리미터, 더 전형적으로는 0.15 내지 0.25 ㎟의 단면적을 갖는 작은 기둥의 형태일 수 있다. 폐색 영역의 길이를 따라, 전형적으로 센티미터(㎝) 당 약 5 내지 30개의 스페이서 요소들이 있다. 스페이서 요소는 단부(33)에서 필터 층(30)과 만난다. 단부(33)는 필터 층(30)에 접합되거나 인탱글링(entangling)될 수 있다. 중합체의 침착물이 스페이서 요소를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 단계는 외부 커버 웨브(16) 상에 중합체를 침착시침으로써 달성될 수 있다. 스페이서 요소(32)는 마스크 본체(12) 상에 충돌하는 액체(예: 혈액)의 운동 에너지를 감소시키는 저장조 공간을 생성한다. 스페이서 요소(32)는 또한, 공기를 필터 층 표면(34)을 가로질러 분포시키는 것을 돕기 위해 층들 사이에서의 공기 흐름을 가능하게 하거나 용이하게 한다. 중합체 스페이서는 프로파일 압출 다이 또는 스트랜드에 대하여 적당한 높이를 갖는 스트랜드 다이, 미국 특허 제6,942,894호에 기술된 중합체 인쇄 기술, 및 스크린 인쇄 옵션 또는 다른 공지의 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 중합체 스페이서 요소는 배열된 스페이서 요소들을 가로질러 공기가 유동하게 하는 하위 구조물, 예를 들어 핀(pin), 지주(post), 스템(stem) 및 다른 돌출부를 생성하도록 미세복제에 의해 향상될 수 있다. 스페이서 요소는, 외부 커버 웨브(16)를 제공할 때, 웨브 하류측으로 또는 웨브를 횡단하여 연속적으로 만들어지거나 불연속적인 부품으로서 만들어질 수 있다. 마스크 본체(12)는 또한, 마모력으로부터 필터 층(30)을 보호할 수 있으며 필터 층(30) 및/또는 형상화 층(28)으로부터 풀릴 수 있는 임의의 섬유를 보유할 수 있는 내부 커버 웨브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 외부 커버 웨브 상에 부분적으로 폐색된 영역들을 사용하는 마스크 본체는 폐색 영역을 갖지 않는 동일한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하와 동일하거나 보다 양호한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하를 나타낼 수 있다. 압력 강하는 폐색 영역을 갖지 않은 동일한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하보다 10% 더 작을 수 있다.

도 3은 본 발명의 마스크 본체를 통해 취해진 폐색 영역 및 비폐색 영역의 확대된 사진 단면도를 도시한다. 호흡기 사용 동안에, 공기는 비폐색 구역(20)을 통과하여 호흡기 마스크 본체의 내부 기체 공간으로 들어간다. 폐색 영역(18)은 긴 폐색 영역(18)의 폭을 가로질러 연장되는 2개 이상의 스페이서 요소(예컨대, 2, 3, 4 또는 5개)를 포함할 수 있다. 긴 폐색 영역(18)은 제1 측부로부터 제2 측부로 마스크 본체를 가로질러 연장되는 스트라이프 형태일 수 있다. 따라서, 일련의 스트라이프들이 도 2에 도시된 바와 같은 스트라이프 외관을 부여하도록 마스크 본체를 가로질러 연장될 수 있다. 스페이서 요소의 높이 또는 길이(L)는 요소(32)가 폐색 구역(18)의 기부(35)로부터 수직으로 돌출한 거리로서 나타나 있다.

마스크 본체

마스크 본체는 도 1에 도시된 바와 같이 만곡된 반구형 형상을 갖도록 만들어질 수 있거나(또한 디러드 등의 미국 특허 제4,807,619호 참조), 또는 원하는 대로 다른 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 마스크 본체는 자펀티치(Japuntich)의 미국 특허 제4,827,924호에 개시되어 있는 안면 마스크와 같은 구성을 갖는 컵형 마스크일 수 있다. 마스크는 또한 사용 중이 아닌 경우에는 납작하게 절첩될 수 있지만, 착용될 때에는 컵형 구성으로 펼쳐질 수 있는 3겹 구성을 가질 수 있을 것이다 - 보스톡 등의 미국 특허 제6,484,722B2호와 제6,123,077호, 헨더슨(Henderson) 등의 미국 의장 특허 제431,647호, 및 브라이언트(Bryant) 등의 의장 특허 제424,688호 참조. 본 발명의 안면 마스크는 또한 첸의 미국 의장 특허 제448,472S호 및 제443,927S호에 개시된 평탄형 2겹 마스크와 같은 많은 다른 구성을 취할 수 있다.

여과 구조물

여과 구조물은 주위 공기로부터 오염물을 제거하고 또한 액체 비산물이 마스크 내부로 들어가는 것을 막는 장벽 층으로서도 작용할 수 있다. 부분적으로 폐색된 외부 커버 웨브는 어떠한 액체 비산물도 저지하거나 느리게 하는 작용을 하며, 이때 내부 여과 구조물은 외부 커버 웨브를 통과한 침투가 있다면 이를 수용할 수 있다. 여과 구조물은 입자 포획 또는 기체 및 증기 유형 필터의 것일 수 있다. 여과 구조물은 응용이 요구하는 바대로 유사한 또는 유사하지 않은 필터 매체 및 하나 이상의 커버 웨브로 된 복수의 층을 포함할 수 있다.

여과 층

본 발명의 층상 마스크 본체에 유리하게 채용될 수 있는 필터는 마스크 착용자의 호흡 작업을 최소화하기 위해 압력 강하가 대체로 낮다(예를 들어, 초당 13.8 센티미터의 면속도에서 약 195 내지 295 파스칼 미만). 추가적으로, 여과 층은 가요성을 갖고, 이들 여과 층이 예상되는 사용 조건 하에서 그 구조를 대체적으로 유지하기에 충분한 전단 강도를 갖는다. 입자 포획 필터의 예에는 미세 무기 섬유(예를 들어, 섬유 유리) 또는 중합체 합성 섬유의 하나 이상의 웨브가 포함된다. 합성 섬유 웨브는 멜트블로잉(meltblowing)과 같은 공정으로부터 제조되는 일렉트릿 대전된 중합체 마이크로섬유(electret-charged polymeric microfiber)를 포함할 수 있다. 전기 대전된 폴리프로필렌으로부터 형성된 폴리올레핀 마이크로섬유는 미립자 포획 응용에 대한 특정한 유용성을 제공한다.

여과 층은 전형적으로 요구되는 여과 효과를 달성하도록 선택된다. 여과 층은 일반적으로 여과 층을 통과하는 기체 스트림으로부터 입자 및/또는 다른 오염물을 높은 비율로 제거할 것이다. 섬유상 필터 층의 경우, 선택된 섬유는 여과될 물질의 종류에 따르며, 전형적으로 이들 섬유가 제조 작업 동안에 서로 접합되지 않도록 선택된다. 지시된 바와 같이, 여과 층은 다양한 형상 및 형태로 형성될 수 있고, 전형적으로 약 0.2 밀리미터(㎜) 내지 1 센티미터(㎝), 더 전형적으로는 약 0.3 ㎜ 내지 0.5 ㎝의 두께를 가지며, 대체로 평면인 웨브일 수 있거나, 확장된 표면적을 제공하도록 물결 모양으로 주름질 수 있다 - 예를 들어, 브라운 등의 미국 특허 제5,804,295호 및 제5,656,368호 참조. 여과 층은 또한 접착제 또는 임의의 다른 수단에 의해 함께 결합되는 다수의 여과 층을 포함할 수 있다. 여과 층을 형성하기 위해 공지된(또는 이후 개발될) 임의의 적합한 재료가 본질적으로 여과 재료로서 사용될 수 있다. 문헌[Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, 48 Indus. Engn. Chem., 1342 et seq. (1956)]에 교시된 것과 같은 멜트-블로운 섬유의 웨브가 특히 지속적인 전기 대전된(일렉트릿) 형태일 때 특히 유용하다(예를 들어, 큐빅(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"를 BMF로 지칭함). 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 이들의 조합물로부터 형성된 섬유를 함유하는 BMF 웨브가 특히 바람직하다. 반 턴하우트(van Turnhout)의 미국 특허 제RE31,285호에 교시된 바와 같은 전기 대전된 피브릴화-필름 섬유뿐만 아니라 로진-울(rosin-wool) 섬유상 웨브, 및 특히 마이크로섬유 형태의 용액-블로운 또는 정전기적으로 분사된 섬유 또는 유리 섬유의 웨브가 또한 적합할 수 있다. 에이츠만(Eitzman) 등의 미국 특허 제6,824,718호, 앙가드지반트 등의 제6,783,574호, 인슬리(Insley) 등의 제6,743,464호, 에이츠만 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 부가될 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 바와 같은 트라이보대전(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 필터 층 내에서 섬유의 표면에 배치될 수 있다 - 존스(Jones) 등의 미국 특허 제6,398,847 B1호, 제6,397,458 B1호 및 제6,409,806 B1호 참조. 일렉트릿 BMF 여과 층에 대한 전형적인 평량은 제곱미터당 약 10 내지 100 그램(g/㎡)이다. 예를 들어, 앙가드지반트 등의 '507 특허에 설명된 기술에 따라 전기 대전될 때, 그리고 존스 등의 특허에 언급된 것과 같이 불소 원자를 포함할 때, 평량은 각각 약 20 내지 40 g/㎡ 및 약 10 내지 30 g/㎡일 수 있다.

커버 웨브 (들)

커버 웨브는 또한 전형적으로 거의 필터 층만큼 양호하지는 않지만 여과 능력을 가질 수 있고/있거나 마스크를 착용하기에 보다 편안하게 만드는 역할을 할 수 있다. 커버 웨브는, 예를 들어 폴리올레핀 및 폴리에스테르를 함유하는 스펀본디드 섬유와 같은 부직 섬유상 재료로 제조될 수 있다 - 예를 들어, 앙가드지반트 등의 미국 특허 제6,041,782호, 디러드 등의 제4,807,619호 및 버그의 제4,536,440호 참조. 착용자가 흡기할 때, 공기는 마스크 본체를 통해 흡입되고, 부유 입자는 섬유들, 특히 필터 층 내의 섬유들 사이의 간극 내에 포집된다.

내부 커버 웨브는 착용자의 안면과 접촉하기 위한 매끄러운 표면을 제공하는 데 사용될 수 있으며, 비산 유체 보호를 제공하는 것에 더하여 외부 커버 웨브는 마스크 본체 내의 풀린 섬유들을 포집하기 위해 그리고 심미적인 이유 때문에 사용될 수 있다. 커버 웨브는 전형적으로 여과 구조물에 임의의 실질적인 여과 효과를 제공하지 않지만, 여과 층의 외부(또는 상류)에 배치될 때 프리필터(pre-filter)로서 작용할 수 있다. 적합한 정도의 편안함을 얻기 위해, 내부 커버 웨브는 바람직하게는 비교적으로 낮은 평량을 가지며, 비교적 미세한 섬유로 형성된다. 더 구체적으로, 커버 웨브는 약 5 내지 50 g/㎡(전형적으로 10 내지 30 g/㎡)의 평량을 갖도록 형성될 수 있으며, 섬유는 3.5 데니어 미만(전형적으로 2 데니어 미만, 그리고 더 전형적으로는 1 데니어 미만이지만 0.1을 초과함)일 수 있다. 커버 웨브에 사용되는 섬유는 종종 약 5 내지 24 마이크로미터, 전형적으로는 약 7 내지 18 마이크로미터, 그리고 더 전형적으로는 약 8 내지 12 마이크로미터의 평균 섬유 직경을 갖는다. 커버 웨브 재료는 일정 정도의 탄성도(반드시 그렇지는 않지만, 전형적으로, 100 내지 200%의 파단 탄성도)를 가질 수 있고, 소성 변형가능할 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)일 수 있다. 커버 웨브용 BMF 재료를 제조하기에 적합한 공정이 사비(Sabee) 등의 미국 특허 제4,013,816호에 기술되어 있다. 웨브는 매끄러운 표면, 전형적으로 매끄러운 표면의 드럼 또는 회전 수집기 상에 섬유를 수집함으로써 형성될 수 있다 - 베리건(Berrigan) 등의 미국 특허 제6,492,286호 참조. 스펀-본드 섬유가 또한 사용될 수 있다.

전형적인 커버 웨브는 폴리프로필렌 또는 50 중량% 이상의 폴리프로필렌을 함유하는 폴리프로필렌/폴리올레핀 블렌드로부터 제조될 수 있다. 이들 재료는 착용자에게 고도의 부드러움과 편안함을 제공하고 또한 필터 재료가 폴리프로필렌 BMF 재료일 때 층들 사이에 접착제를 필요로 하지 않고서 필터 재료에 고정되어 유지되는 것으로 밝혀졌다. 커버 웨브에 사용하기 적합한 폴리올레핀 재료는, 예를 들어 단일 폴리프로필렌, 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 일례는 약 25 g/㎡의 평량을 제공하고 0.2 내지 3.1 범위의 섬유 데니어(100개의 섬유에 대한 평균이 약 0.8로 측정됨)를 갖는, 엑손 코포레이션(Exxon Corporation)으로부터의 폴리프로필렌 수지 "에스코린(Escorene) 3505G"로부터 제조되는 폴리프로필렌 BMF이다. 다른 적합한 섬유는 약 25 g/㎡ 의 평량을 제공하며 약 0.8의 평균 섬유 데니어를 갖는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 BMF("에스코린 3505G" 수지 85%와 또한 엑손 코포레이션으로부터의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 "이그잭트(Exact) 4023" 15%를 포함하는 혼합물로부터 생성됨)이다. 적합한 스펀본드 재료는 독일 파이네 소재의 코로빈 게엠바하(Corovin GmbH)로부터 상표명 "코로소프트 플러스(Corosoft Plus) 20", "코포소프트 클래식(Corosoft Classic) 20" 및 "코로빈 PP-S-14"로 입수가능하며, 카디드 폴리프로필렌/비스코스 재료는 핀란드 나킬라 소재의 제이.더블유. 수오미넨 오와이(Suominen OY)로부터 상표명 "370/15"로 입수가능하다.

본 발명에 사용되는 커버 웨브는 바람직하게는 처리 후에 웨브 표면으로부터 돌출하는 아주 적은 수의 섬유를 가지며, 따라서 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 개시되어 있다.

형상화 층

형상화 층(들)은 열을 사용하여 원하는 형상으로 성형될 수 있고 냉각된 때 그 형상을 유지하는 적어도 하나의 섬유상 재료의 층으로부터 형성될 수 있다. 형상 유지는 전형적으로, 섬유가 예를 들어 융합 또는 용접에 의해 이들 사이의 접촉점에서 서로에 접합되도록 함으로써 달성된다. 직접 성형된 호흡기 마스크의 형상 유지 층을 제조하기 위한 공지된 임의의 적합한 재료는, 예를 들어 바람직하게는 주름진 합성 스테이플 섬유와 2성분 스테이플 섬유의 혼합물을 포함하는 마스크 쉘을 형성하도록 사용될 수 있다. 2성분 섬유는 섬유상 재료의 2개 이상의 별개 영역, 전형적으로 중합체 재료의 별개의 영역을 포함하는 섬유이다. 전형적인 2성분 섬유는 결합제 성분 및 구조적 성분을 포함한다. 결합제 성분은 형상 유지 쉘의 섬유가 가열 및 냉각 시 섬유 교차점에서 함께 접합될 수 있도록 한다. 가열 중에, 결합제 성분은 유동하여 인접한 섬유와 접촉한다. 형상 유지 층은, 예를 들어 0/100 내지 75/25의 범위일 수 있는 중량% 비로 스테이플 섬유와 2성분 섬유를 포함하는 섬유 혼합물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 재료는 보다 많은 개수의 교차 접합 지점들을 생성하도록 적어도 50 중량%의 2성분 섬유를 포함하는데, 이는 이어서 쉘의 탄성 및 형상 보유력을 증가시킨다.

형상화 층에 사용될 수 있는 적합한 2성분 섬유는, 예를 들어 나란한 형태, 동심형 시스 코어(sheath-core) 형태 및 타원형 시스 코어 형태를 포함한다. 하나의 적합한 2성분 섬유는 미국 노스캐롤라이나주 샬롯 소재의 코사(Kosa)로부터 상표명 "코사 T254"(12 데니어, 길이 38 ㎜)로 입수가능한 폴리에스테르 2성분 섬유이며, 이는 예를 들어 코사로부터 상표명 "T259"(3 데니어, 길이 38 ㎜)로 입수가능한 폴리에스테르 스테이플 섬유 및 가능한 경우 또한 예를 들어 코사로부터 상표명 "T295"(15 데니어, 길이 32 ㎜)로 입수가능한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유의 조합으로 사용될 수 있다. 대안적으로, 2성분 섬유는 아이소프탈레이트 및 테레프탈레이트 에스테르 단량체로부터 형성되는 중합체의 시스에 의해 둘러싸이는 결정 PET의 코어를 갖는 대체로 동심인 시스 코어 구성을 포함할 수 있다. 후자의 중합체는 코어 재료보다 낮은 온도에서 열 연화성을 갖는다. 폴리에스테르는, 마스크 복원력에 기여할 수 있고 다른 섬유보다 수분을 적게 흡수할 수 있다는 점에서 이점을 갖는다.

대안적으로, 형상화 층은 2성분 섬유 없이 제조될 수 있다. 예를 들어, 열 유동성 폴리에스테르 섬유는, 웨브 재료의 가열 시 결합제 섬유가 용융되고 웨브 재료가 질량체(mass)를 형성하는 섬유 교차점으로 유동할 수 있도록 형상화 층 내에 스테이플, 바람직하게는 주름진, 섬유와 함께 포함될 수 있는데, 질량체는 결합제 재료의 냉각 시 교차점에서 접합부를 생성한다. 중합체 스트랜드의 메시 또는 네트가 또한 열 접합식 섬유 대신 사용될 수 있다. 이러한 유형의 구조물의 일례가 스코브의 미국 특허 제4,850,347호에 기술되어 있다.

섬유상 웨브가 형상 유지 쉘용 재료로서 사용될 때, 웨브는 "란도 웨버(Rando Webber)" 에어 레잉 기계(미국 뉴욕주 마세돈 소재의 란도 머신 코포레이션(Rando Machine Corporation)으로부터 입수가능함) 또는 카딩 기계로 편리하게 제조될 수 있다. 웨브는 이러한 설비에 적합한 종래의 스테이플 길이로 2성분 섬유 또는 다른 섬유로 형성될 수 있다. 원하는 복원력 및 형상 유지력을 갖는 형상 유지 층을 얻기 위해, 비록 더욱 낮은 평량도 가능하지만, 층은 바람직하게는 적어도 약 100 g/㎡의 평량을 갖는다. 예를 들어, 대략 150 또는 200 g/㎡ 초과의 더 높은 평량은 변형에 대하여 보다 높은 저항 및 보다 큰 탄성을 제공할 수 있으며, 마스크 본체가 호기 밸브를 지지하는 데 사용된다면 보다 적합할 수 있다. 이들 최소 평량과 함께, 형상화 층은 전형적으로 마스크의 중심 영역에 걸쳐 약 0.2 g/㎠의 최대 밀도를 갖는다. 전형적으로, 형상화 층은 약 0.3 내지 2.0, 더 전형적으로는 약 0.4 내지 0.8 ㎜의 두께를 가질 것이다. 본 발명에 사용하기에 적합한 형상화 층의 예는 하기의 특허들에 기술되어 있다: 크론저 등의 미국 특허 제5,307,796호, 디러드 등의 미국 특허 제4,807,619호, 및 버그의 미국 특허 제4,536,440호.

스트랩이 접착제, 용접, 및 스테이플과 같은 체결구를 사용하여 마스크 본체에 고정될 수 있다 - 캐스티글리온(Castiglione)의 미국 특허 제6,705,317호 참조. 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 마스크 하니스의 예가 브로스트롬(Brostrom) 등의 미국 특허 제6,457,473B1호, 제6,062,221호, 및 제5,394,568호, 쉐(Xue) 등의 미국 특허 제6,332,465B1호, 바이람(Byram)의 미국 특허 제6,119,692호 및 제5,464,010호, 및 디러드 등의 미국 특허 제6,095,143호 및 제5,819,731호에 나타나 있다.

호흡기 구성요소

지적한 바와 같이, 내부 기체 공간으로부터 호기된 공기를 정화시키는 것을 용이하게 하기 위해 호기 밸브가 마스크 본체에 부착될 수 있다. 호기 밸브의 사용은 마스크 내부로부터 덥고 습한 호기된 공기를 신속하게 제거함으로써 착용자의 편안함을 개선할 수 있다. 예를 들어, 마틴 등의 미국 특허 제7,188,622호, 제7,028,689호 및 제7,013,895호; 자펀티치 등의 제7,428,903호, 제7,311,104호, 제7,117,868호, 제6,854,463호, 제6,843,248호, 및 제5,325,892호; 미텔슈타트(Mittelstadt)의 제6,883,518호; 및 바우어스(Bowers)의 미국 특허 제RE37,974호 참조. 호기된 공기를 내부 기체 공간으로부터 외부 기체 공간으로 신속하게 전달하기 위해, 적합한 압력 강하를 제공하고 마스크 본체에 적절하게 고정될 수 있는 본질적으로 임의의 호기 밸브가 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 또한, 코 위와 눈 아래에서 착용자 밀착 착용을 향상시키기 위해 코 클립이 마스크 본체에 부착될 수 있다. 코 클립은 알루미늄 캔과 같은 금속의 유연성 극연질 밴드(pliable dead soft band)를 포함할 수 있어, 안면 마스크를 착용자의 코 위에서 그리고 코가 볼과 만나는 곳에서 요구되는 밀착 착용 관계로 유지하도록 코 클립이 형상화되게 할 수 있다. 적합한 코 클립의 예가 캐스티글리온의 미국 특허 제5,558,089호 및 의장 특허 제412,573호에 나타나 있다.

하니스에 사용되는 스트랩(들)은 다양한 재료, 예컨대 열경화성 고무, 열가소성 탄성중합체, 편조된(braided) 또는 편직된(knitted) 얀(yarn)/고무 조합, 비탄성의 편조된 구성요소 등으로부터 제조될 수 있다. 스트랩(들)은 탄성 재료, 예컨대 탄성의 편조된 재료로부터 제조될 수 있다. 스트랩은 바람직하게는 그의 총 길이의 2배 초과로 확장될 수 있으며, 그의 이완된 상태로 복원될 수 있다. 스트랩은 또한 가능하게는 그의 이완된 상태의 길이의 3배 또는 4배로 늘어날 수 있으며, 장력이 제거될 때 그에 대한 어떠한 손상도 없이 그의 원래의 상태로 복원될 수 있다. 따라서, 탄성 한계는 그의 이완된 상태일 때의 스트랩의 길이의 2배, 3배 또는 4배 이상인 것이 바람직하다. 전형적으로, 스트랩(들)은 길이가 약 20 내지 30 ㎝이고, 폭이 3 내지 10 ㎜이며, 두께가 약 0.9 내지 1.5 ㎜이다. 스트랩(들)은 연속적인 스트랩으로서 제1 탭으로부터 제2 탭으로 연장될 수 있으며, 또는 스트랩은 추가의 체결구 또는 버클에 의해 함께 결합될 수 있는 복수의 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 스트랩은 체결구에 의해 함께 결합될 수 있으며 마스크 본체를 안면으로부터 제거할 때 착용자에 의해 신속하게 분리될 수 있는 제1 및 제2 부분들을 가질 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 스트랩의 일례가 쉐 등의 미국 특허 제6,332,465호에 나타나 있다. 스트랩의 하나 이상의 부분을 함께 결합하는 데 사용될 수 있는 체결 및 죔(clasping) 기구의 예는, 예컨대 하기의 특허, 즉 브로스트롬 등의 미국 특허 제6,062,221호, 세팔라(Seppala)의 제5,237,986호, 및 치엔(Chien)의 유럽 특허 공개 제1,495,785A1호에 나타나 있다.

실시예

스페이서 요소 제조:

중합체 스페이서 요소를 다음과 같이 만들었다. 부직 기재를 캐스팅 롤(casting roll)로 공급하였다. 성형가능한 폴리프로필렌 단일중합체 토탈(Total) 3868(미국 77267 텍사스주 휴스톤 사서함 674411 소재의 토탈 페트로케미칼 컴퍼니(Total Petrochemical Co.))을 46 ㎝(18 인치) 폭의 현수된 다이(hung die) 및 6.4 ㎝(2.5 인치)의 단일 스크루 압출기로 이송하여 압출하였다. 중합체를 압축 하에서 이송하였고, 데이비스 스탠다드(Davis Standard)(미국 06379 코네티컷주 포캐턱 익스트루젼 드라이브 1)에 의해 제조된 파인애플 믹서 압출기를 사용하였다. 용융된 중합체를 미세복제 공구를 사용하는 캐스팅 롤 상에 침착시켜 기재 상으로 지주/스템을 전사하였다. 웨브를 냉각 롤을 사용하여 냉각시켰으며 롤 형태로 권취하였다. 스페이서 요소 구성들은 다음과 같았다:

마스크 본체 조립체:

스페이서 요소/외부 커버 웨브 층을 형상화 층과 필터 층으로 구성된 여과 구조물에 결합시켜 도 2에 도시된 바와 같은 조립체를 제공하였다. 스페이서 요소 기둥들을 여과 매체 층을 향하도록 배향시켰다. 이 층들을 브랜슨 울트라소닉 웰더(Branson Ultrasonic Welder)(미국 코네티컷주 댄버리 소재의 브랜슨 울트라소닉스(Branson Ultrasonics)) 모델 2000ae와 사인파 앤빌을 사용하여 용접 및 트리밍하였다.

시험 방법:

ASTM-1862-07 "합성 혈액에 의한 침투에 대한 의료용 안면 마스크의 저항성에 대한 표준 시험 방법(기지의 속도로의 일정 체적의 수평 발사)(Standard Test Method for Resistance of Medical Face Masks to Penetration by Synthetic Blood (Horizontal Projection of Fixed Volume at a Known Velocity))" 프로토콜에 따라 호흡기들을 시험하였다. 압력 강하를 85 리터/분, 순간 압력 강하에 대해 2% 세일(sale)로 NIOSH 42 CFR 표준에 따라 측정하였다. 그 결과가 하기의 표 2에 기재되어 있다.

비교예:

이들은 유사한 재료들을 사용하지만 본 발명에서와 같은 스페이서 요소와 폐색 및 비폐색 영역들 없이 제조된 대조군 샘플들이었다.

데이터는 본 발명에 따라 이격되고 폐색된 웨브를 사용하여 최고 수준의 향상된 유체 저항을 보여준다. 시험된 32개의 샘플들 중에서, 본 발명의 샘플들 중 어느 것도 불합격되지 않았다. 또한, 마스크 본체를 가로지른 압력 강하는 대체로 본 발명의 시제품들에서 더 낮았다.

본 발명은 그 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경을 취할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 것에 의해 제한되는 것이 아니라, 하기의 특허청구범위 및 이의 임의의 균등물에 기술된 한계에 의해 좌우되어야 한다.

본 발명은 또한 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소가 없을 경우에도 적합하게 실시될 수 있다.

배경기술 단락에 인용된 것을 비롯하여 상기 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에서 참고로 포함된다. 상기 명세서와 그러한 포함된 문헌의 개시 내용 간의 상충 또는 모순이 존재하는 경우에는, 상기 명세서가 우선할 것이다.

Claims

안면부 여과식 호흡기(filtering face-piece respirator)로서,
(a) (i) 필터 층, 및
(ii) 부직 섬유상 커버 웨브(nonwoven fibrous cover web) - 상기 부직 섬유상 커버 웨브는 부분 폐색부(partial occlusion)들을 가지며 필터 층에 대체로 평행하게 필터 층으로부터 이격되어, 커버 웨브를 통과한 공기가 커버 웨브와 필터 층 사이에서 자유롭게 이동할 수 있어서 필터 층 표면에 걸쳐 본질적으로 임의의 이용가능한 지점에서 필터 층으로 들어갈 수 있도록 함 - 를 포함하는 마스크 본체; 및
(b) 마스크 본체에 결합된 하니스(harness)를 포함하는, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 부분 폐색부들은 커버 웨브의 외부 표면을 가로질러 연장되는 스트라이프(stripe)들의 형태인, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 커버 웨브는 폐색 영역들 및 비폐색 영역들을 포함하는 외부 커버 웨브인, 안면부 여과식 호흡기.
제3항에 있어서, 폐색 영역들은 유체 불투과성 플라스틱 재료를 포함하는, 안면부 여과식 호흡기.
제4항에 있어서, 폐색 영역들은 마스크 본체의 제1 측부로부터 제2 측부로 연장되는 스트라이프들을 포함하는, 안면부 여과식 호흡기.
제4항에 있어서, 폐색 영역들은 점, 타원, 직사각형 또는 삼각형을 포함하는, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 부분 폐색부들은 외부 커버 웨브 상에서 폐색 영역들 및 비폐색 영역들을 포함하고, 각각의 폐색 영역은 인접한 비폐색 영역으로부터 1.75 ㎜ 이하로 이격되는, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 부직 섬유상 커버 웨브는 폐색 영역들 및 비폐색 영역들을 갖는 외부 커버 웨브이며, 폐색 영역들은 전형적으로 마스크 본체의 비폐색 영역들에 대하여 약 4.4:1.4의 최대 표면적비 및 약 2.6:3.8의 최소 표면적비로 마스크 본체 상에 존재하는, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 마스크 본체는 부직 섬유상 커버 웨브를 필터 층으로부터 분리시키는 스페이서(spacer) 요소들을 포함하는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 스페이서 요소들은 약 0.5 내지 3 ㎜의 길이를 갖는, 안면부 여과식 호흡기.
제10항에 있어서, 스페이서 요소들은 약 1 내지 2.5 ㎜의 길이를 갖는, 안면부 여과식 호흡기.
제11항에 있어서, 스페이서 요소들은 약 0.1 내지 1 ㎟의 단면적을 갖는, 안면부 여과식 호흡기.
제12항에 있어서, 스페이서 요소들은 약 0.15 내지 0.25 ㎟의 단면적을 갖는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 센티미터 당 약 5 내지 30개의 스페이서 요소들이 있는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 스페이서 요소들은 필터 층에서 접합되거나 인탱글링(entangling)될 수 있는 단부들을 갖는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 스페이서 요소들은 충돌하는 유체의 운동 에너지를 감소시키는 저장조 공간(reservoir space)을 생성하는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 스페이서 요소들은 공기를 필터 층의 표면을 가로질러 분포시키는 것을 돕도록 부직 섬유상 커버 웨브와 필터 층 사이에서의 공기 유동을 촉진시키는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 스페이서 요소들은 미세복제에 의해 제조되는, 안면부 여과식 호흡기.
제1항에 있어서, 마스크 본체는 부분 폐색부가 없는 동일한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하보다 작은 압력 강하를 나타내는, 안면부 여과식 호흡기.
제3항에 있어서, 마스크 본체는 폐색 영역이 없는 동일한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하와 동일하거나 그보다 작은 압력 강하를 나타내는, 안면부 여과식 호흡기.
제3항에 있어서, 마스크 본체는 폐색 영역을 포함하지 않는 유사한 마스크 본체를 가로지른 압력 강하보다 10% 더 작은 압력 강하를 나타내는, 안면부 여과식 호흡기.
제9항에 있어서, 긴 폐색 영역의 폭을 가로질러 연장되는 2개 이상의 스페이서 요소들이 있는, 안면부 여과식 호흡기.