KR20150105649A

KR20150105649A - 수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 안면부 여과식 호흡기

Info

Publication number: KR20150105649A
Application number: KR1020157021468A
Authority: KR
Inventors: 동선 노; 진호 이; 태섭 김
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2015-09-17
Also published as: JP2016508193A; BR112015016479A2; EP2943255B1; EP2943255A1; AU2014205538A1; RU2015127460A; US9408424B2; KR102163591B1; US20140190492A1; RU2626225C2; WO2014110075A1; JP6385367B2; AU2014205538A8; CN104884132B; AU2014205538B2; CN104884132A; EP2943255A4

Abstract

수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 형상화된 안면부 여과식 호흡기가 본 명세서에 개시되어 있다.

Description

수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 안면부 여과식 호흡기{FILTERING FACE-PIECE RESPIRATOR HAVING A FACE SEAL COMPRISING A WATER-VAPOR-BREATHABLE LAYER}

본 발명은 수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 안면부 여과식 호흡기에 관한 것이다.

호흡기가 작업장에서 종종 착용되어, 예를 들어 착용자의 호흡 시스템 내로 원하지 않는 입자가 들어올 가능성을 최소화한다.

본 발명은 수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 안면부 여과식 호흡기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

개괄적으로 요약하면, 수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 갖는 형상화된 안면부 여과식 호흡기가 본 명세서에 개시되어 있다. 본 발명의 이들 및 다른 태양은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 이러한 개괄적인 요약은 청구가능한 발명 요지를, 그러한 발명 요지가 최초 출원된 출원의 특허청구범위에 제시된 것이든 절차 중 보정되거나 달리 제시된 특허청구범위에 제시된 것이든 간에, 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 본 명세서에 개시된 바와 같은 예시적인 형상화된 안면부 여과식 호흡기의 부분 절개된 전방측 사시도이다.
도 2는 도 1의 호흡기의 후방측 사시도이다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 취한, 도 2의 호흡기의 일부의 개략 단면도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 바와 같은 예시적인 안면 시일의 일부의 개략 단면도이다.
다양한 도면의 유사한 도면 번호는 유사한 요소를 나타낸다. 달리 지시되지 않는 한, 본 문서 내의 모든 도면은 축척대로 그려진 것이 아니며 본 발명의 상이한 실시 형태들을 예시하는 목적을 위해 선택된다. 특히, 다양한 구성요소들의 치수는 단지 설명적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소들의 치수들 사이의 관계는 이렇게 지시되지 않는 한 도면으로부터 추론되어서는 안 된다. "상단", "하단", "상부", "하부", "아래", "위", "상방" 및 "하방", 그리고 "제1" 및 "제2"와 같은 용어들이 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 용어들은 다르게 명시되지 않았다면 상대적인 의미로서 사용된 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, (본 명세서에 개시된 호흡기가 착용자의 안면 상의 제위치에 착용되는 경우) "전방으로" 및 "전방"과 같은 용어는 착용자의 안면으로부터 대체로 떨어지는 방향을 나타내고 "후방으로" 및 "후방"과 같은 용어는 착용자의 안면을 대체로 향하는 방향을 나타낸다. "내향" 및 "내부"와 같은 용어는 호흡기의 주연부로부터 떨어져서 호흡기에 의해 한정되는 내부 공기 공간 내의 중심 위치(예를 들어, 기하학적 중심)를 대체로 향하는 방향을 나타낸다. "외향" 및 "외부"와 같은 용어는 그러한 기하학적 중심으로부터 떨어져서, 예를 들어 호흡기의 주연부를 향하여 그리고/또는 그를 지나는 방향을 나타낸다. 특성 또는 속성에 대한 수식어로서 본 명세서에 사용되는 바와 같은, 용어 "대체로"는 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 특성 또는 속성이 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 (예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 20% 이내) 당업자에 의해 용이하게 인식가능할 것이라는 것을 의미한다. 용어 "사실상"은, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 높은 정도의 근사(예컨대, 정량화가능한 특성에 대해 +/- 10% 이내)를 의미한다. 동일한, 같은, 균일한, 일정한, 엄밀하게 등과 같은 용어는, 절대적인 정밀도 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 환경에 적용가능한 통상의 공차 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해된다.

용어 해설

"순응성(conformable)"은 충분한 가요성 또는 변형성을 가져서 정상 사용 조건으로부터의 힘 또는 압력에 응답해 윤곽 형성된 세그먼트, 만곡된 세그먼트, 또는 편평한 세그먼트를 형성하도록 하는 유연한 구조체와 관련된다.

"일회용"은 사용된 호흡기에 부착되는 새 필터 카트리지 등을 갖고 그리고/또는 재사용되는 호흡기보다는 오히려, 적절한 사용 기간 후에 처분되는 호흡기를 나타낸다.

"외부 공기 공간"은 호기된 공기가 마스크 본체 및/또는 호기 밸브를 통해 이를 통과하여 지나간 후에 진입하는 주위의 대기 공기 공간을 의미한다.

"안면 시일"은 호흡기를 착용자가 착용한 경우 착용자의 안면의 윤곽에 적응되기에 충분히 순응성이고 입자의 내부 공기 공간 내로의 진입을 최소화하거나 방지하는 것을 돕는, 호흡기의 마스크 본체의 개방 단부의 주연부로부터 내향으로 연장된 시트형 구조체를 의미한다.

"안면부 여과식 호흡기"는 통과하는 공기를 여과하도록 설계된 마스크 본체를 갖는 호흡기를 나타낸다. 정의에 의하면, 이러한 목적을 달성하기 위하여 마스크 본체에 부착, 성형, 등이 된 별도로 인식가능한 필터 카트리지가 존재하지 않는다.

"하니스(harness)"는 마스크 본체를 착용자의 안면 상에 지지 및 유지하는 것을 보조하는 구조체 또는 부품들의 조합을 의미한다.

"일체형"은 해당 부품들이 후속하여 함께 결합되는 2개의 별개의 부품들이 아니라 단일 부품으로서 동시에 제조되었음을 의미한다.

"내부 공기 공간"은 마스크 본체와 사람의 안면 사이의 공간을 의미한다.

층과 관련하여 사용될 때의 "발수성"은 액체인 물(예를 들어, 땀)이 층을 침투(예를 들어, 위킹(wicking))하는 것을 만족스럽게 방지하는 것을 의미한다.

"마스크 본체"는, 사람의 코와 입 위에 착용되도록 설계되고 외부 공기 공간으로부터 분리된 내부 공기 공간을 형성하는 데 도움을 주는, 호흡기의 공기 투과성 구조체를 의미한다.

"마이크로공극"은 약 0.01 내지 약 20 마이크로미터 범위의 최단 치수를 포함하는, 중합체 층(예를 들어, 필름)의 공동을 의미한다.

"입자"는 호흡기의 내부 공기 공간으로부터 부분적으로 또는 완전히 배출하고자 하는 임의의 미립자 오염물을 의미하는 것으로, 넓게는 고체 또는 반고체 또는 집합체인 입자 및 액체 (에어로졸) 소적(droplet)인 입자를 포함한다.

"주연부"는 사람이 호흡기를 착용하고 있을 때 착용자의 안면에 대체로 근접하여 배치되는 마스크 본체의 외부 에지를 의미한다.

안면부 여과식 호흡기 및 그의 마스크 본체와 관련하여 사용될 때의 "형상화된"은 호흡기의 마스크 본체가 원하는 안면 맞춤 형상으로 영구적으로 형성되고 사용 중이 아닌 경우에 그 형상을 대체로 유지하는 것을 의미하는데, 상기 형상화된 호흡기는 사용 중이 아닌 경우에 편평하게 절첩되도록 설계된 호흡기와 구별되게 정의된다.

"소분자" 첨가제는 층(예를 들어, 중합체 필름 또는 부직 웨브)의 중합체 사슬 내로 공유 결합되지 않는 분자량이 5000 이하인 첨가제를 의미한다.

"수증기 통기성"은 38℃의 온도에서의 시험 시 400 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도(MVTR)를 갖고 발수성인 층을 의미한다.

도 1에는 예시적인 형상화된 안면부 여과식 호흡기(10)가, 호흡기(10)의 안면 시일(60)의 일부를 보여주도록 부분적으로 절개된 전방측 사시도로 도시되어 있다. 도 2는 예시적인 호흡기(10)를 후방측 (즉, 호흡기(10)의 개방 단부로부터의) 사시도로 도시한다. 호흡기(10)는 형상화된 마스크 본체(12) 및 하니스(14)를 포함하고, 상기 하니스(14)는 예를 들어 탄성 재료로 제조될 수 있는 하나 이상의 스트랩(16)을 포함할 수 있다. 마스크 본체(12)는, 예를 들어 콧대 위에서, 볼(cheek)을 가로질러서 그리고 그 주위에서, 그리고 턱 아래에서 착용자의 안면과 접촉하도록 형상화된 주연부(33)를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 주연부(33)의 대체로 전체는, 또는 사실상 전체는, 도 1 및 도 2의 예시적인 설계에서와 같이, 가상 평면 내에 놓일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 주연부(33)의 단지 일부만이 그러한 가상 평면 내에 놓일 수 있다. 마스크 본체(12)는 착용자의 코 및 입 주위에 폐쇄된 내부 공기 공간(30)을 형성하도록 형상화되어, 이 공간을 외부 공기 공간(31)으로부터 분리하도록, 예를 들어 외부 공기 공간(31)으로부터 내부 공기 공간(30) 내로 들어오는 어떠한 공기도 마스크 본체(12)의 여과 층을 통과해야만 하도록 한다. 많은 실시 형태에서, 마스크 본체(12)는 마스크 본체(12)의 주연부(33)로부터 전방으로(즉, 착용자의 안면으로부터 떨어지는 방향으로) 돌출된 둥글 납작한 부분(35)을 포함할 수 있다. 둥글 납작한 부분(35)은 종종 대체로 컵 형상이지만, 임의의 적합한 형상이 사용될 수 있다.

도 2는 예시적인 실시 형태에서 안면 시일(60)의 배면도를 도시한다. 안면 시일(60)은 호흡기(10)의 개방 (후방) 면 상에 구비되고 착용자의 안면에 대해 편안한 착용을 제공할 수 있는 한편, 입자의 내부 공기 공간(30) 내로의 진입을 최소화 또는 방지하는 것을 또한 돕는다. 따라서, 안면 시일(60)은, 마스크 본체(12)의 주연부(33)로부터 내향으로 연장되고, 예를 들어 기밀 시일을 달성하기 위하여, 호흡기(10)를 착용자가 착용할 때 착용자의 안면의 윤곽에 적응되기에 충분히 순응성인 시트형 재료이다. 많은 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)의 주연부(33)의 대체로 전체, 사실상 전체, 또는 일부로부터 내향으로 (마스크 본체 주연부(33)에 의해 형성되는 가상 평면과 대체로 정렬되는 방향으로) 연장되어, 착용자의 턱, 볼, 입 및 코의 적어도 일부를 받아들이고 수용하도록 구성된 개구를 형성하는 (즉, 둘러싸는) 주연부를 안면 시일(60)의 내부 에지(64)가 제공하게 할 수 있다. 호흡기(10)가 착용자에게 제공되는 경우, 안면 시일(60)이 마스크 본체(12)의 주연부(33)에 의해 수립되는 전술된 가상 평면과 종종 정렬될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 그러나, 착용자가 호흡기(10)를 착용할 때, 안면 시일(60)의 일부는, 착용자의 안면에 순응시, 예를 들어 앞서 언급된 기밀 시일을 유지하기 위하여 착용자의 안면에 대해 약간의 압력을 유지하도록 약간 전방으로 (즉, 마스크 본체(12)의 둥글 납작한 부분(35)을 향하여) 편향될 수 있다. 안면 시일(60)은 호흡기(10)가 예를 들어 착용자의 안면으로부터 일시적으로 제거되는 경우에도 전방으로 약간 편향된 채로 유지될 수 있다. (일부 그러한 약간의 전방 편향은 다수의 호흡기(10)가 선적 및 보관을 위하여 서로 적층되는 경우에 발생할 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.) 그러나, 전술된 바와 같이 시트형인 안면 시일(60)은 비시트형 형상을 갖는 구조체, 예를 들어 대체로 관형인 단면을 갖는 구조체(예를 들어, 미국 특허 제4,665,570호에 기술된 유형)와 구별된다는 것이 이해될 것이다.

따라서, 도 3에 더 상세히 도시된 바와 같이, 안면 시일(60)은 (외)주연부(62)를 포함할 것이고, 상기 주연부(62)는 마스크 본체(12)의 주연부(33)에 연결(예를 들어 결합)되는데, 여기서 안면 시일(60)은 내향으로 연장되어 안면 시일의 내부 에지(64)에서 종단된다. 많은 실시 형태에서, 내부 에지(64)는, 도 2의 예시적인 실시 형태에 도시된 바와 같이, 턱 수용부(66), 볼 수용부(68), 및 코 수용부(69)를 포함할 수 있지만, 이들 부분의 일부 또는 전부의 특정 형상 및 배열이 원하는 바와 같이 선택될 수 있다.

다양한 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)의 주연부(33)로부터 약 5, 10, 15, 20 또는 25 mm 이상의 거리만큼 내향으로 연장될 수 있다. 추가 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)의 주연부(33)로부터 약 50, 40, 30, 20 또는 10 mm 이하의 거리만큼 내향으로 연장될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그러한 거리는 턱 수용부(66) 또는 코 수용부(69)에서보다 볼 수용부(68)에서 (예를 들어, 1.5, 2, 또는 3배만큼) 더 클 수 있다. 일부 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체 주연부(33)에 연결된 (예를 들어, 그에 부착된) 앞서 언급된 안면 시일 주연부(62)를 제외한 안면 시일(60)의 어떠한 위치 또는 부분에서도 마스크 본체(12)와 접촉하지 않고 마스크 본체(12)에 의해 지지되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 (예를 들어, 안면 시일(60)의 전방 면과 접촉하는 지지 부재 또는 스트럿(strut)으로 구성된) 어떠한 유형의 지지프레임에 의해서도 지지되지 않는다.

안면 시일(60)은 임의의 원하는 부착 메커니즘 또는 방법에 의해 마스크 본체(12)에, 예를 들어 마스크 본체(12)의 주연부(33)에 부착될 수 있다. 그러한 방법은 예를 들어 초음파 접합, 열 접합, 고온 용융 접착제, 방사선 경화 접착제, 감압 접착제와 같은 접착제의 사용, 하나 이상의 스테이플, 클립과 같은 기계적 체결구의 사용, 등 및 그러한 방법들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다. 안면 시일(60)의 마스크 본체(12)에 대한 부착은 예를 들어 마스크 본체(12)의 주연부(33)의 전체 둘레에 사실상 연속하여 수행될 수 있거나; 단지 주연부(33)의 선택된 위치에서만 수행될 수 있다. 도 2의 예시된 실시 형태에서, 안면 시일(60)의 일부분들이 마스크 본체(12)의 하니스-부착 탭(34)을 따라서 외향 연장되지만; 원한다면, 안면 시일(60)은 그의 일부분들이 이러한 방식으로 탭(34)을 따라서 외향 연장되지 않도록 종단될 수 있다.

언급된 바와 같이, 안면 시일(60)은 (본 명세서에서 이후에 상세히 설명되는 바와 같이 일부 실시 형태에서 다층을 포함할 수 있는) 정합성 시트형 재료로 편리하게 제조될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 (전체) 두께가 약 2, 1, 0.5, 0.2, 또는 0.1 mm 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)와 일체형이 아니다. 즉, 그러한 실시 형태에서, 예를 들어 안면 시일을 형성하도록 마스크 본체의 주연부로부터 내향으로 말리거나 감겨 있는 마스크 본체(12)의 연장부에 의해 안면 시일(60)이 제공되지는 않는다. 이러한 유형의 추가 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)에 사용되는 것과 상이한 재료의 층들로 구성될 수 있다(예를 들어, 안면 시일(60)은 마스크 본체(12)의 여과 층(18)과 동일한 조성 및 특성의 여과 층을 포함하지 않을 수 있는데, 상기 여과 층(18)은 본 명세서에서 이후에 상세히 논의된다.) 이러한 유형의 특정 실시 형태에서, 안면 시일(60)은, 마스크 본체(12)의 여과 층(18)과 대조하여, (본 명세서에 정의된 바와 같이) 공기에 대해 불투과성일 수 있다.

안면 시일(60)의 탄성은 원하는 대로 선택될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 (전술된 바와 같이 여전히 순응성이지만) 어떠한 유의한 탄성도 나타내지 않을 수 있다(즉, 다양한 실시 형태에서, 안면 시일(60)의 파단에서의 연신율은 40, 20, 10, 또는 5% 미만일 수 있다). 다른 실시 형태에서, 안면 시일(60)은 (예를 들어 적어도 40, 80, 또는 120%의 파단에서의 연신율에 의해 나타나는 바와 같이) 유의한 탄성을 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같은 안면 시일은 적어도 수증기 통기성 층을 포함한다. 그러한 층은 (액체인 물이 시험된 층과 직접 접촉하는 "반전된(inverted)" 시험 구성과는 대조적으로) "직립된(upright)" 구성에서 대략 38℃의 온도에서 시험될 때, 예를 들어, 바이머(Weimer)의 미국 특허 제5,981,038호 및 홀름(Holm)의 미국 특허 출원 공개 제2011/0112458호(시험 방법 1A)에 개시된 바와 대체로 유사한 방식으로 시험될 때, 400 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도(본 명세서에서 MVTR로 약기됨)를 나타내는 것으로서 제1 부분에서 정의된다. 다양한 실시 형태에서, 개시된 안면 시일의 수증기 통기성 층은 그와 같이 시험될 때 적어도 약 1000, 2000, 4000, 5000, 8000, 10000, 또는 12000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 나타낼 수 있다. 안면 시일 내에 그러한 수증기 통기성 층을 포함함으로써, 적어도 대부분의 정상 조건에서, 호흡기 착용자의 피부에서 나오는 어떠한 땀도 (용인할 수 없는 방식으로 안면 시일과 피부 사이에 땀이 모이게 하는 것보다는 오히려) 피부를 만족스럽게 건조한 상태로 유지하기에 충분한 속도로 피부에서 수증기로서 떨어지게 이동될 수 있게 할 수 있다.

많은 기재(예를 들어, 중합체 필름 재료, 멤브레인, 등)가 개시된 안면 시일의 수증기 통기성 층으로서 사용하기에 적합할 수 있다. 그러한 기재는 2개의 일반 카테고리로 넓게 구분될 수 있다. 첫 번째 카테고리는 다수의 마이크로공극(즉, 비록 다른 크기의 공동이 또한 존재할 수 있더라도, 0.01 내지 20 마이크로미터의 일반적인 크기 범위의 미세 공동)을 기재 내에 포함시킴으로써 높은 MVTR을 달성하는 기재(예를 들어, 필름)를 포함한다. 두 번째 카테고리는 원하는 MVTR을 달성하기에 충분한 속도로 물 분자가 기재의 적어도 친수성 부분을 통해 투과(예를 들어, 확산)할 수 있도록 친수성 부분을 포함함으로써 높은 MVTR을 달성하는 기재(예를 들어, 비다공성 필름)를 포함한다. 이러한 일반 카테고리들은 본 명세서에서 이후에 상세히 다룰 것이다(일부 수증기 통기성 층이 이러한 일반적인 유형들 둘 모두의 특성을 포함할 수 있다는 것을 인식함).

수증기 통기성 층은 발수성인 것으로서 제2 부분에서 추가로 정의된다. 즉, 그러한 층은 대기압에서 층 상에 부딪친 액체인 물이 모세관 작용(위킹)에 의해 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면으로 층을 통하여 용인할 수 없게 침투하게 하지는 않을 것이다. 그러한 특성은 당업자에 의해 잘 인식될 것이다(그리고, 이는 예를 들어 바이머의 미국 특허 제5,981,038호 및 므로진스키(Mrozinski)의 미국 특허 제6,858,290호에서 설명되고 논의된다). 특정 실시 형태에서, 발수성 층은 액체인 땀이 모세관 작용에 의해 층을 통하여 유동하게 하지 않을 수 있다. 그러한 장벽 특성은 예를 들어 바이머의 미국 특허 제5,981,038호에 개시된 유형의 예컨대 땀 오염 저항 시험에 의해 특징지어질 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 수증기 통기성 층은 땀 오염 저항 시험에서 "합격" 등급을 달성할 수 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같은 안면 시일은 착용자의 피부와 안면 시일 사이의 공간을 통한 공기중 부유 입자의 용인할 수 없는 누설을 방지하기 위하여 착용자의 안면에 순응할 수 있다. 적어도 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 안면 시일은, 예를 들어 공기중 부유 입자에 대해 장벽인 층을 포함함으로써, 안면 시일 자체를 통한 공기중 부유 입자의 통과를 최소화 또는 방지할 수 있다. 그러한 공기중 부유 입자 장벽 층은 전술된 수증기 통기성 층 자체일 수 있거나, 또는 안면 시일 내에 존재하는 추가 층일 수 있다. 달성되더라도, 그러한 실시 형태에서, 안면 시일은 원하는 수증기의 통과 및 액체인 물의 차단을 허용할 수 있을 뿐만 아니라, 이는 또한 안면 시일이 사용되는 호흡기의 원하는 여과 성능이 획득되고 유지되는 공기중 부유 입자의 통과에 대한 충분한 장벽을 제공할 수 있다. 따라서, 안면 시일이 공기중 부유 입자에 대한 만족스러운 장벽 특성을 제공하는지 여부를 평가하기 위한 한 가지 방법은, 호흡기가 (착용자의 안면에 적절히 착용되는 경우) 원하는 성능 등급을 달성하는지 여부를 판단하기 위하여, 안면 시일을 포함하는 호흡기를 시험하는 것이다. 다양한 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 수증기 통기성 층을 포함하는 안면 시일을 포함하는 그러한 호흡기는, 워즈워드(Wadsworth)의 미국 특허 출원 공개 제2005/0079379호(단락 0022 및 0023)에서 설명된 절차와 대체로 유사한 방식으로 시험되고 2003년 8월에 시행되는 NIOSH 표준 42 CFR 파트 84 하에서 평가될 때, NIOSH 분류 시스템에 따라 N95, N99 또는 N100 등급을 달성할 수 있다. 그러나, 다른 스크린 방법이, 호흡기의 안면 시일 내로 반드시 포함될 필요 없이, 안면 시일에 사용하기 위한 후보인 공기중 부유 입자 장벽 층에 대해 수행될 수 있다.

언급된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 안면 시일의 공기중 부유 입자 장벽 특성은 수증기 통기성 층 자체에 의해 제공될 수 있다. 일부 수증기 통기성 기재(예를 들어, 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면으로 기재를 통한 공기 흐름을 어떤 유의한 정도로 허용하는 상호연결된 마이크로공극을 포함하지 않는 것들, 예를 들어 비다공성 필름)는 공기중 부유 입자에 대한 적절한 장벽 특성을 제공하도록 용이하게 결정될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 자신을 통한 공기 유동을 거의 또는 전혀 허용하지 않지만 충분히 높은 MVTR을 나타내는 기재가 추가 시험 없이 적합한 것으로 판단될 수 있다. 그러나, 다른 수증기 통기성 기재는 다양한 크기의 공기중 부유 입자가 기재를 침투할 수 있는 또는 침투할 수 없는 정도를 판단하기 위하여 스크린될 수 있다. 즉, 기재의 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면으로 연장된 연결된 관통 통로를 형성하도록 배열된 마이크로공극을 갖는 그러한 기재도, 충분히 작거나 충분히 굴곡지거나 또는 이들의 일부 조합인 통로들을 가질 수 있는데, 이들은 기재를 통한 공기중 부유 입자의 통로를 여전히 만족스럽게 제한할 수 있다. 그러한 기재가 스크린될 수 있는 한 가지 간단한 방법은, (예를 들어 므로진스키의 미국 특허 제6,858,290호에 설명된 바와 같이) 공기의 특정 부피가 특정 힘 하에서 기재의 특정 영역을 통하여 지나가게 되는 시간이 측정되는, 공기 투과성 덴소미터(densometer)(예컨대 미국 뉴욕주 트로이 소재의 걸리 프리시전 인스트루먼츠(Gurley Precision Instruments)로부터 입수가능한 덴소미터)의 사용에 의한 것이다. 기재가 적절한 덴소미터 시간을 찾는 충분히 낮은 다공도 및/또는 충분히 작은 기공 크기의 조합을 갖는 경우, 기재는 사용하기 우수한 후보일 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 적합한 수증기 통기성 기재는 약 5 초, 10 초, 20 초, 50 초, 또는 100 초 이상의 100-cc 덴소미터 시간을 나타낼 수 있다. 추가 실시 형태에서, 적합한 공기 투과성인 수증기 통기성 기재는 약 1000 초, 500 초, 200 초, 100 초, 또는 500 초 이하의 100-cc 덴소미터 시간을 나타낼 수 있다. 예를 들어 기재를 통한 상호연결된 관통 통로가 사실상 없는 기재의 경우, 그러한 덴소미터 시간이, 이러한 논의를 목적으로 공기 투과성인 기재와 공기 불투과성인 기재 사이의 컷오프(cut-off)로서 정의될, 예를 들어 1000 초 초과일 수 있다는 것은 이해될 것이다. (많은 그러한 공기 불투과성 기재의 경우, 그러한 덴소미터 시간은 무한대로 접근할 것이다.) 수증기 통기성 층에 좌우되어 공기중 부유 입자의 통과를 방지하기보다는 오히려 별도의 공기중 부유 입자 장벽 층이 사용되는 경우에, 앞서 제시된 덴소미터 시간 기준이 또한 그러한 별도의 층의 적합성을 판단하는 데 사용될 수 있다는 것은 이해될 것이다.

잠재적으로 적합한 공기중 부유 입자 장벽 층(예를 들어, 필름)이 식별될 수 있는 다른 방법은 호흡기 등에 대한 여과 층의 성능을 특징짓기 위하여 종종 사용되는 공지된 파라미터인 품질 계수를 판정하는 것에 의한다. 그러한 품질 계수는 예를 들어 0.075 μm 염화나트륨 에어로졸 소적을 포함하는 공기 스트림에 기재를 노출시키고 에어로졸 소적의 얼마의 비율이 기재를 통하여 침투할 수 있는지를 판정함으로써 결정될 수 있는데, 예를 들어 이는 안가드지반드(Angadjivand)의 미국 특허 제7,858,163호에서 논의된 바와 같다. 다양한 실시 형태에서, 적합한 공기중 부유 입자 장벽 기재(이는 수증기 통기성 기재일 수 있거나 또는 아닐 수 있음)는 13.8 cm/sec의 면 속도로 (또는, 속도가 시험의 만족스러운 수행에 적합한 한, 공기가 기재를 통과할 수 있는 어떠한 속도로) 유동하는 0.075 μm 염화나트륨 에어로졸에 노출될 때 적어도 약 0.4, 0.6, 0.8, 또는 1.0 mm^-1 H₂O의 품질 계수를 나타낼 수 있다. 이러한 점에서, 그러한 품질 계수 시험이 관통형 다공성을 거의 또는 전혀 갖지 않는 기재에 적합하지 않을 수 있지만; 그러나, 많은 그러한 기재가 (예를 들어, 앞서 언급한 기준들 중 하나 이상에 기초하여) 품질 계수 시험에 대한 필요 없이 적절한 입자-차단 특성을 갖는 것으로 당업자에 의해 판단될 수 있기 때문에 그러한 시험이 필요하지 않을 수 있다는 것이 인정된다.

따라서, 요약하면, 안면 시일의 수증기 통기성 층으로서 역할을 하기에 적합한 기재(예를 들어, 임의의 조성, 유형 또는 구조의 필름)는 기재를 통한 수증기 분자의 통과를 허용하기에 충분히 높은 능력 및 기재를 통한 액체인 물의 위킹에 대한 충분히 높은 저항의 조합을 적어도 포함할 것이다. 일부 실시 형태에서, 그러한 기재는 전술된 바와 같이 충분히 높은 공기중 부유 입자 장벽 특성을 또한 가질 수 있다. 일부 다른 실시 형태에서, 별도의 공기중 부유 입자 장벽 층이 안면 시일 내에 포함될 수 있다. 여전히 다른 실시 형태에서, 안면 시일의 설계는, 공기중 부유 입자가 안면 시일 자체를 통하여 침투하는 것을 방지하도록 하는 안면 시일의 능력이 (예컨대, 예를 들어 마스크 본체의 표면적과 비교하여, 안면 시일의 매우 작은 표면적이 외부 공기 공간에 노출된 경우에) 문제되지 않을 수 있어서 그러한 공기중 부유 입자 장벽 특성이 필요하지 않을 수 있도록 될 수 있다.

앞서 언급된 바와 같이, 수증기 통기성 층으로서의 사용에 적합할 수 있는 기재의 하나의 일반 카테고리는 많은 마이크로공극을 포함하는 필름/멤브레인을 포함한다. 그러한 마이크로공극은, 필름의 고체 "골격"을 형성하는 중합체 재료가 물 분자의 투과에 대해 비교적 불투과성일 수 있더라도, 물 분자가 주로 마이크로공극에 의해 필름을 통해 전파될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 점에서, 인접한 마이크로공극들 사이의 (그리고/또는 필름의 주 표면에서의) 임의의 고체 재료가 물 분자의 확산에 대한 용인할 수 없는 장벽이 존재하지 않도록 충분히 얇은 한, 마이크로공극은 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면으로 필름을 통하여 일관하는 연속된 통로를 형성하도록 반드시 서로 연결될 필요는 없을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 정의된 바와 같이, 마이크로공극은 다른 크기의 공동이 또한 존재할 수 있지만 0.01 내지 20 마이크로미터 범위의 최단 치수를 갖는 미세 공동을 의미한다(세장형 형상을 포함하는 공동의 경우, 그러한 최단 치수가 공동의 긴 길이를 따라 임의의 위치에서 측정될 수 있다는 것에 또한 유의하여야 함).

앞서 언급된 바와 같이, 인접한 마이크로공극들 사이의 임의의 고체 재료가 물 분자의 확산에 대한 용인할 수 없는 장벽이 존재하지 않도록 충분히 얇은 한, 마이크로공극은 필름을 통한 연속적인 통로를 형성하도록 반드시 서로 연결될 필요는 없을 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 그러한 필름은 공기 유동에 대해 불투과성일 수 있고, 이는 필름이 1000 초 초과의 100-cc 덴소미터 시간을 나타낸다는 것을 의미하는 것으로 본 명세서에서 구체적으로 정의된다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 앞서 논의된 바와 같이, 그러한 필름은, 예를 들어 1000 초 미만(종종 사실상 미만)의 덴소미터 시간에 의해 특징지어지는 바와 같이, 그를 통한 적어도 일부 공기 유동을 허용할 수 있다.

많은 마이크로공극 포함 필름 기재가 이용가능하고, 본 명세서에서는 마이크로다공성 필름의 일반적인 용어로 칭해질 것이다. 다양한 실시 형태에서, 이는 전구체 필름을 연신하여 제조된 마이크로다공성 필름(예를 들어, 스리니바스(Srinivas)의 미국 특허 제6,444,302호 및 고어(Gore)의 미국 특허 제3,953,566호에 기술된 바와 같음), 특히 조핵제, 무기질 충전재, 예컨대 탄산칼슘, 등을 함유하는 전구체 필름(예를 들어 코빌리브커(Kobylivker)의 미국 특허 제6072005호, 헤인(Heyn)의 미국 특허 제6,106,956호, 및 에드먼드선(Edmundson)의 미국 특허 제6,569,225호에 기술된 바와 같음)을 포함한다. 그러한 마이크로다공성 필름은 용매 상 전환(solvent phase-inversion) 공정에 의해 제조된 것들(예를 들어 켈리(Kelly)의 미국 특허 제6,413,070호에 기술된 바와 같음), 열 상 전환(thermal phase-inversion) 공정에 의해 제조된 것들(예를 들어 심프만(Shipman)의 미국 특허 제4,539,256호 및 므로진스키의 미국 특허 제4,726,989호에 기술된 바와 같음), 전구체 필름으로부터 물질을 추출(예를 들어, 침출)함으로써 제조된 것들(예를 들어 도이(Doi)의 미국 특허 제4,210,709호에 기술된 바와 같음), 등을 또한 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적합한 마이크로다공성 필름은 플래시 방사 공정(예를 들어 롤린 주니어(Rollin, Jr.)의 미국 특허 제7,338,916호에 기술된 바와 같음)에 의해 제조될 수 있다. 그러한 방법들은 조합하여 사용될 수 있다(예를 들어, 전구체 필름은, 예컨대 야코비(Jacoby)의 미국 특허 제5,176,953호에 기술된 바와 같이, 연신되고 또한 그로부터 추출된 물질을 가질 수 있다.) 또 다른 실시 형태에서, 소위 트랙 에칭(track-etch) 멤브레인(필름)이, 멤브레인의 기공 크기 및 기공 밀도가 조합하여 물 분자의 통로를 만족스럽게 허용하는 능력 및 그를 통한 액체인 물의 위킹을 허용하지 않는 능력의 필요한 조합을 제공하도록 설계되는 한, 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적합한 마이크로다공성 필름(또는 필름들)은 다층 구조체의 일부로서 제공될 수 있다(예를 들어 포르테(Forte)의 미국 특허 제6,929,853호에 기술된 바와 같음). 이들 다양한 유형의 마이크로다공성 필름은, 예를 들어 미국 노스캐롤라이나주 샬로트 소재의 셀가드(Celgard)로부터의 상표명 셀가드, 미국 버지니아주 리치몬드 소재의 트레디거(Tredegar)로부터의 상표명 EXXAIRE, 미국 조지아주 롬 소재의 알케이더블유(RKW)로부터의 상표명 APTRA, 및 미국 뉴저지주 피스카타웨이 소재의 지이 헬스케어/화트만(GE Healthcare/Whatman)으로부터의 상표명 뉴클포어(NUCLEPORE)로 입수가능한 소정 필름에 의해 예시된 바와 같이, 폭 넓게 이용가능하다. 상기 기술 내용 및 목록은 잠재적으로 적합한 재료의 예시적이고 비제한적인 예라는 것이 강조된다.

일부 실시 형태에서, 마이크로공극들은 필름의 단면 전체를 통하여 (즉, 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면까지) 사실상 균일하게 분포될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 마이크로공극 크기의 변화는, 예를 들어 마이크로공극 크기가 필름의 단면을 가로질러 점진적으로 작아지는 소정의 용매-상 전환 멤브레인에 의해 예시되는 바와 같이, 필름의 단면을 가로질러 존재할 수 있다(예를 들어 데니슨(Dennison)의 미국 특허 제5,006,247호 참조). 일부 특정 실시 형태에서, 필름은 필름의 제1 주 면에 대해 개방된 공극(기공)을 갖는 제1 주 표면, 및 필름의 제2 주 면에 대해 개방된 공극을 포함하지 않도록 표면 피부를 포함하는 제2 주 표면을 포함할 수 있다(용매 상 전환 공정에 의해 제조될 수 있는 소정의 표면-피부형 멤브레인에 의해 예시되는 바와 같음).

임의의 전술된 유형의 마이크로다공성 필름은 임의의 적합한 재료, 예를 들어 합성 중합체 재료, 천연 유래 중합체 재료, 또는 임의의 적합한 중합체들의 물리적 블렌드 또는 공중합체로 제조될 수 있다. 잠재적으로 적합한 재료에는 예를 들어 폴리아미드, 폴리에스테르, 셀룰로오스성 중합체 및 유도체, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리카르보네이트, 아크릴 중합체, 비닐 중합체, 등이 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그러한 마이크로다공성 필름은 비교적 소수성인 재료(예를 들어, 중합체 재료 예컨대 폴리프로필렌, 불소-함유 중합체, 등)로 제조될 수 있고, 그리고/또는 첨가제에 의한 코팅, 표면-처리 등이 될 수 있어서, 재료의 표면 에너지를 감소시켜 액체인 물이 재료의 기공을 통하여 투과할 수 있을 가능성을 더 적게 만든다.

앞서 언급된 바와 같이, 안면 시일의 수증기 통기성 층으로서 사용하기에 적합할 수 있는 높은 MVTR 기재의 다른 일반 카테고리는 물 분자가 필름의 적어도 친수성 부분을 통해 충분한 속도로 확산할 수 있도록 필름 내에 친수성 부분을 가짐으로써 높은 MVTR을 달성하는 필름 기재이다. 따라서, 그러한 필름은 수증기 통기성 층의 앞서 논의된 2 부분의 정의 중 제1 부분(높은 MVTR)을 이러한 방식으로 달성할 수 있다. 많은 그러한 필름들(특히 이들에게 상호연결된 마이크로공극이 없는; 예를 들어, 적어도 사실상 비다공성인 경우)이 액체인 물의 그를 통한 위킹을 만족스럽게 방지할 수 있고 따라서 본 명세서에서 정의된 바와 같이 발수성일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 많은 그러한 필름들(특히, 이들에게 상호연결된 마이크로공극이 없는 (예를 들어, 이들이 적어도 사실상 비다공성인) 경우)은 공기중 부유 입자가 그를 통과하는 것을 만족스럽게 방지할 수 있다는 것을 추가로 이해할 것이다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 그러한 필름은 본 명세서에서 정의된 바와 같이 공기 불투과성일 수 있다.

예를 들어 주쇄 세그먼트, 측쇄 세그먼트, 그래프트 측쇄(grafted side chain), 등 어느 형태의 친수성 기들이든, 충분한 양의 친수성 기들을 포함하는 임의의 적합한 중합체 재료를 필름 내에 포함시킴으로써 그리고/또는 친수성 첨가제(입자, 중합체 사슬, 소분자 첨가제 예컨대 친수성 가소제, 왁스, 오일 등 어느 형태이든) 등을 포함시킴으로써, 필름 내의 친수성 부분이 제공될 수 있다. 종종, 그러한 친수성 기들은 그들이 필름의 친수성 부분을 형성하도록 함께 그룹화 또는 클러스터화되는 방식으로 제공될 수 있다.

이러한 일반 카테고리의 적합한 재료의 예에는 예를 들어 하이네케(Heinecke)의 미국 특허 제5,849,325호 및 포터(Potter)의 미국 특허 제4,595,001호에 기술된 바와 같은 친수성 열가소성 우레탄 및 친수성 열가소성 폴리에테르-아미드 블록 공중합체가 포함될 수 있다. 다른 적합한 재료에는 예를 들어, 예컨대 슐체(Schultze)의 미국 특허 제6,001,464호에 기술된 바와 같은 친수성 폴리에테르-에스테르 블록 공중합체가 포함될 수 있다. 또 다른 적합한 재료에는, 특히 비교적 친수성 (메트)아크릴 모이어티(moiety)(예를 들어, 아크릴산 등)를 포함하는 아크릴 및/또는 메타크릴 단량체 및 공중합체를 포함하는 중합체 필름이 포함될 수 있다. 이러한 일반적인 유형의 필름은 예를 들어 라크로익스(Lacroix)의 미국 특허 제8,029,892호에 기술되어 있다(라크로익스는 또한 앞서 언급된 친수성 폴리올 등의 사용에 대해서도 논의하고 있음에 유의해야 함). 이들 다양한 유형의 필름은, 예를 들어 미국 오하이오주 위클리프 소재의 루브리졸(Lubrizol)로부터의 상표명 이스탄(ESTANE), 프랑스 콜롬벡스 소재의 아르케마(Arkema)로부터의 상표명 페백스(PEBAX), 미국 인디아나주 에반스빌 소재의 디세스엠(DSM)으로부터의 상표명 아니텔(ARNITEL) VT, 및 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰(DuPont)으로부터의 상표명 하이트렐(HYTREL)로 입수가능한 소정 필름에 의해 예시되는 바와 같이, 폭 넓게 이용가능하다. 상기 기술 내용 및 목록은 잠재적으로 적합한 재료의 예시적이고 비제한적인 예라는 것이 강조된다.

임의의 그러한 재료의 혼합물, 공중합체 및 블렌드 및/또는 첨가제가 원하는 바와 같이 사용될 수 있다. 그러한 친수성 기, 첨가제, 등의 조성 및/또는 양은 원하는 바와 같이 조절되어, 예를 들어 수팽창에 용인할 수 없게 민감하게 하도록 그러한 많은 양의 물을 흡수하는 그러한 친수성으로 필름을 제조하지 않고서도 원하는 MVTR을 제공할 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄에 의해, 친수성은 비교적 친수성인 (생성된 폴리우레탄의 소위 연성 세그먼트를 대체로 형성하는) 폴리올을 사용함으로써; 예를 들어, 예컨대 폴리(테트라메틸렌 글리콜)과 비교하여, 높은 백분율의 예를 들어 폴리(에틸렌 글리콜)을 사용함으로써 증가될 수 있다. 향상된 MVTR을 제공하기에 충분한 친수성 세그먼트 등을 포함하는 그러한 폴리우레탄이 예를 들어 시게마츠(Shigematsu)의 미국 특허 제7,086,400호에 개시된 바와 같은 특정되지 않은 조성을 갖는 (그리고 가스 투과성을 갖지 않도록 요구되는 것으로 추가로 언급될 수 있는) 폴리우레탄과 구별되어야만 한다는 것에 유의하여야 한다. 일부 실시 형태에서, 높은 MVTR 기재의 제1 및 제2 일반 카테고리의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로공극의 일부 또는 전부가 친수성 재료로 충전된 마이크로공극 포함 재료(예를 들어, 마이크로다공성 멤브레인)가 사용될 수 있고, 이는 예를 들어 버얼리(Burleigh)의 미국 특허 제4,613,544호에 기술된 바와 같다.

다양한 실시 형태에서, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 수증기 통기성 층은 약 1.0, 0.5, 0.2, 또는 0.1 mm 미만의 두께를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 수증기 통기성 층은 개방형 셀 중합체 폼도 아니고 폐쇄형 셀 중합체 폼도 아니다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 제1 및 제2 일반 카테고리의 높은 MVTR 필름, 특히 두께가 예를 들어 0.5 mm 미만인 것이, 예를 들어 통상의 개방형 셀 중합체 폼 기재(그의 개방형 셀 특성에 의해, 특히 그러한 작은 두께로 제공되는 경우, 액체인 물 장벽 특성 및/또는 공기중 부유 입자 장벽 특성을 반드시 제공하는 것이 아닐 수 있음)와 구별될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 제1 및 제2 일반 카테고리의 높은 MVTR 필름, 특히 그러한 작은 두께의 것이, 예를 들어 종래의 폐쇄형 셀 중합체 폼 기재(그의 생산 공정 및 폐쇄형 셀 특성에 의해 그러한 작은 두께에서 반드시 이용가능한 것이 아닐 수 있고 그리고/또는 수증기에 대한 요구되는 투과성을 가질 수 없음)와 구별될 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다.

일부 실시 형태에서, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 수증기 통기성 층이 다른 층의 존재 없이 자체로 사용될 때 안면 시일로서 역할을 할 수 있다(이는 그러한 역할을 수행하도록 만족스러운 물리적 강도, 순응성, 등을 갖는 한 그러하다). 다른 실시 형태에서, 물 통기성 층이 다층 안면 시일의 층으로서 제공될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 임의의 적합한 추가 층 또는 층이 어떤 목적을 위해, 예를 들어 장식을 목적으로 수증기 통기성 층의 강도 또는 내마모성을 향상시키기 위해, 안면 시일의 후방 면 상의 높은 피부-상용성 층을 제공하기 위해, 등을 위해, 제공될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 공기중 부유 입자에 대한 장벽으로서 역할을 하는 추가 층이 안면 시일 내에 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추가 층이, 예를 들어 착용자의 안면 상에서 안면 시일의 편안함을 향상시킬 수 있는 탄성 완충 층으로서 역할을 할 수 있다. 임의의 적합한 탄성 기재, 예를 들어 부직 재료, 개방형 셀 폼, 등이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.

그러한 추가 층 또는 층들이 대체로 또는 사실상 수증기 통기성 층과 인접하도록 제공될 수 있거나; 또는, 그러한 층 또는 층들이 수증기 통기성 층보다 작은 또는 큰 영역을 차지할 수 있다. 예를 들어, 그러한 층은 안면 시일의 내주연부 영역을 따라서, 또는 안면 시일의 외부 경계 영역을 따라서 제공될 수 있고, 그리고/또는 안면 시일의 다양한 영역에서 (예를 들어, 아일랜드와 같이) 불연속적으로 제공될 수 있다. 그러한 추가 층 또는 층들은 수증기 통기성 층의 어느 면 상에 제공될 수 있다. 그러나, 추가 층(들)이 착용자의 안면으로부터 떨어지게 수증기를 이동시킬 수 있는 수증기 통기성 층의 능력과 용인할 수 없게 간섭되어서는 안된다는 것은 이해될 것이다. 즉, 본 명세서에 개시된 바와 같은 안면 시일은, 피부를 건조한 상태로 유지하도록 하는 수증기 통기성 층의 능력을 용인할 수 없게 감소시킬 수 있도록, 충분히 낮은 (예를 들어, 400 그램/제곱미터/24시간 미만의) MVTR를 나타내는 그리고 수증기 통기성 층의 그러한 큰 영역을 덮는 (막는) 어떠한 추가 층 또는 층들도 포함하지 않을 것이다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, 수증기 통기성 층의 영역의 약 40, 20, 10, 또는 5% 미만이 낮은 MVTR 층에 의해 (또는 다수의 낮은 MVTR 층들의 조합된 영역에 의해) 덮일 수 있다.

특정 예로서, (예를 들어, 약 1 그램/제곱미터/24시간 미만의 MVTR을 갖는) 수증기에 대해 매우 불투과성이고 수증기 통기성 층의 사실상 전체를 덮는 구멍이 없는 필름의 형태인 추가 층은 적합하지 않을 것이다. 그에 반해서, 적절히 높은 MVTR의 임의의 층이 (특히 수증기 통기성 층의 일부만을 덮는 경우) 적합할 수 있다. 적합한 추가 층이 예를 들어 섬유질 기재 예컨대 부직 웨브, 직조 천, 편직 천, 네팅(netting)(예를 들어, 확장된-메시 또는 소섬유 중합체 기재), 등의 형태로 제공될 수 있다. 많은 그러한 섬유질 기재가 매우 개방된 구조를 포함할 수 있어서 수증기 통기성 층에 의해 달성되는 MVTR에 상당한 영향을 주지 않을 수 있다는 것은 이해될 것이다.

추가 층이 직조 웨브를 포함하는 특정 실시 형태에서, 그러한 웨브는 임의의 적합한 직조 패턴(예를 들어, 섬유 크기, 섬유들 사이의 간격, 등)을 가질 수 있고, 임의의 적합한 천연 또는 합성 중합체, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 섬유질 중합체 및 그의 유도체, 아크릴 중합체, 등으로 구성될 수 있다. 추가 층이 부직 웨브를 포함하는 특정 실시 형태에서, 그러한 부직 웨브는 멜트 블로운(melt-blown) 웨브(예를 들어, 소위 블로운 마이크로섬유(BMF) 웨브), 스펀 본드(spun-bond) 웨브, 스펀 레이스드(spun-laced)(예를 들어, 하이드로인탱글드(hydroentangled)) 웨브, 카디드(carded) 웨브, 에어 레이드(air-laid) 웨브, 웨트 레이드(wet-laid) 웨브, 등일 수 있다. 다수 섬유 유형들(예를 들어, 스테이플 섬유와 멜트 블로운 섬유)의 혼합물이 상이한 섬유 유형들의 다수 층(예를 들어, 스펀본드 섬유의 2개 층들 사이에 개재된 멜트 블로운 섬유의 내부 층을 포함하는 소위 SMS 라미네이트) 등으로서 사용될 수 있다. 그러한 부직 웨브의 섬유는 임의의 적합한 방법, 예를 들어 하이드로인탱글링, 니들 펀칭, 열 접합, 바인더의 사용, 등에 의해 응집성 웨브를 형성하도록 접합되거나 또는 달리 배열될 수 있다.

일반적으로, 그러한 추가 층의 스트랜드 또는 섬유는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 셀룰로오스 유도체, 등으로 구성될 수 있다. 천연 유도된 섬유(예를 들어, 재생 셀룰로오스, 폴리-락트산 등을 포함하는 셀룰로오스 물질)가 그러한 층에 존재할 수 있다. 그러한 추가 층 또는 층들은 다층 라미네이트를 형성하기 위하여 수증기 통기성 층(80)에 편리하게 부착될 수 있는데, 이어서 상기 다층 라미네이트는 본 명세서에서 초기에 논의된 바와 같이 마스크 본체(12)에 부착될 수 있다. 그러한 추가 층의 부착은, 부착이 수증기 통기성 층의 앞서 논의된 기능과 용인할 수 없게 간섭하지 않는 한, 임의의 적합한 방법 또는 메커니즘에 의해 달성될 수 있다. 부착의 예시적인 방법에는, 예를 들어 접착제 접합, 열 접합, 기계적 부착 등이 포함될 수 있다. 그러한 부착은 수증기 통기성 층 및 추가 층의 영역의 일부, 대체로 전부, 또는 사실상 전부에 걸쳐 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그러한 부착은, 예를 들어 열 점 접합, 접착제의 선택된 위치 상으로의 침착, 선택된 위치에서의 기계적 체결구의 배치, 등에 의해 달성되는 바와 같이, 층들의 선택된 위치에서의 점 접합을 포함할 수 있다. 접착제(예를 들어, 감압 접착제 및/또는 고온 용융 접착제)가 사용되는 경우, (접착제가 차지하는 영역의 크기뿐만 아니라) 접착제 조성은 수증기 통기성 층의 앞서 논의된 기능이 만족스럽게 유지되는 것을 보장하도록 선택될 수 있다.

특정 실시 형태에서, 도 4의 예시적인 도면에 도시된 바와 같이, 안면 시일(60)은 전술된 바와 같이 수증기 통기성 층(80)을 포함할 수 있고, 수증기 통기성 층(80)의 후방(예를 들어, 최후방) 면 상에 추가 층(82)을 포함할 수 있는데, 상기 층(82)은 안면 시일(60)의 앞서 언급된 안면 접촉 표면(65)을 제공할 수 있는 후방 주 표면(83)을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추가 층(82)은 중간 정도의 친수성을 포함하는 임의의 적합한 부직 웨브, 직조 천, 편직 천, 또는 일반적으로는 임의의 유형의 섬유질 기재를 포함하는 위킹 층일 수 있다. 중간 정도의 친수성의 위킹 층은, 액체인 물을 분산시켜 그가 수증기 통기성 층(80)을 통해 수증기로서 더욱 신속히 제거될 수 있게 하도록 층(82)이 액체인 물(예를 들어, 착용자의 피부로부터 층(82)으로 이송되는 액체인 땀)을 층(82)의 주 평면을 따라서 위킹할 수 있을 만큼 충분히 친수성인 것을 의미한다. 추가로, 중간 정도의 친수성은 층(82)이 원하는 위킹을 촉진시키기에 충분히 친수성이지만 액체인 물을 용인할 수 없게 보유(예를 들어, 흡수)하는 정도의 그러한 친수성은 아니라는 것을 의미한다. 다시 말하면, 중간 정도의 친수성의 섬유질 층은 그가 물 위킹 능력을 거의 또는 전혀 나타내지 못하도록 그렇게 완전히, 사실상 소수성인 중합체(예를 들어, 폴리에틸렌 등)로 구성되어서는 안된다. 그러나, 중간 정도의 친수성인 섬유질 층은 그가 액체인 물을 너무 강하게 흡수 및 보유하도록 그렇게 완전히, 사실상 친수성인 중합체(예를 들어, 고흡수력 중합체 등)로 구성되어서는 안된다. 다시 말해서, 적합한 위킹 층은 높은 MVTR 층을 통하여 물을 (수증기로서) 멀리 이송시키는 것을 용이하게 하도록 어떠한 액체인 물도 더 넓은 영역에 걸쳐 퍼지게 하여야 하지만, 위킹 층은 물이 피부로부터 제거되도록 높은 MVTR 층 내로 (예를 들어, 증발에 의해) 이송되도록 하는 것보다 오히려 위킹 층이 피부 근처에 물을 보유하게 하는 그러한 물 흡수성이 아니어야 한다. 따라서, 그러한 위킹 층이 착용자의 안면과 수증기 통기성 층 사이에 사용되는 경우에 유리하도록 소수성-친수성 특성의 균형을 찾아야 한다. 일부 실시 형태에서, 안면 시일은 다른 층의 존재 없이 수증기 통기성 층 및 위킹 층(수증기 통기성 층의 적어도 일부의 후방 면 상에 위치됨)으로만 이루어질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 다른 층이 안면 시일에 존재할 수 있다.

그러한 위킹 층을 제공하는 몇몇 일반적인 접근법이 있는데, 상기 접근법이 비제한적인 방식으로 본 명세서에서 설명될 것이다. 일 접근법에서, 섬유질 위킹 층(예를 들어, 부직 웨브, 직조 또는 편직 천, 등)은 "중간 정도의" 친수성을 갖는 섬유로 (예를 들어, 대체로, 사실상, 또는 완전히) 구성될 수 있다. 그러한 섬유에 적합할 수 있는 재료에는 예를 들어 소정 나일론, 폴리에스테르, 셀룰로오스 아세테이트, 등이 포함된다. 다른 접근법에서, 섬유질 위킹 층은 비교적 소수성 섬유(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 천연 고무, 등)로 구성될 수 있는데, 다만 웨브가 비교적 친수성 섬유(예를 들어, 셀룰로오스성 섬유, 유의한 양의 친수성 공단량체를 포함하는 아크릴 섬유, 등)의 일부 부분을 포함한다. 즉, 소수성 섬유 및 친수성 섬유의 임의의 적합한 블렌드가 특성의 최적 균형에 도달하도록 사용될 수 있다. 그러한 접근법의 변형으로, 섬유질 위킹 층이 비교적 소수성인 섬유로 구성될 수 있지만 임의의 적합한 조성의 친수성 입자(예를 들어 하이드로콜로이드, 목재 펄프, 전분 입자, 등)를 추가로 포함할 수 있다. 반대로, 섬유질 위킹 층은 비교적 친수성 섬유로 구성될 수 있고, 다만 임의의 적합한 조성의 소수성 입자를 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 접근법에서, 섬유질 위킹 층은 비교적 소수성 섬유로 구성될 수 있지만, (예를 들어, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 계면활성제 또는 임의의 다른 친수성 코팅으로의 코팅, 그에 친수성 표면 기 또는 측쇄가 그래프트되게 하는 것, 등에 의해) 더 친수성이도록 처리될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 섬유질 위킹 층은 비교적 친수성 섬유로 구성될 수 있지만, (예를 들어, 비교적 소수성 코팅으로의 코팅, 그에 소수성 표면 기 또는 측쇄가 그래프트되게 하는 것, 등에 의해) 더 소수성이도록 처리될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 섬유질 위킹 층은 친수성 및 소수성 성분들 및 영역들의 균형을 갖는 다성분 섬유들로 구성될 수 있다. 그리고, 위킹 층은, 예를 들어 상이한 조성 및 특성의 다수의 하부 층들로 구성될 수 있다.

많은 그러한 접근법들은 다양한 접근법들 사이에 반드시 존재하는 확실한 분리선이 없이 존재한다는 것이 강조되어야 한다. 일반적으로, 소수성 및 친수성 섬유들의 임의의 조합, 소수성 및 친수성 미립자 첨가제들의 임의의 조합, 소수성 및 친수성 첨가제들, 코팅들, 결합제들, 등의 임의의 조합, 표면 에너지 상승 및 표면 에너지 하강 처리들의 임의의 조합, 등이 특성들의 최적 균형을 갖는 적합한 위킹 층에 도달하도록 어떠한 조합으로도 사용될 수 있다. 일부 예시된 예에서, (예를 들어, 플라즈마 또는 코로나에 의해) 적절히 표면 처리된 폴리프로필렌 및/또는 폴리에틸렌 섬유를 포함하는 섬유질 층, 비교적 덜 친수성인 섬유 및 비교적 더 친수성인 섬유의 적절한 블렌드(예를 들어, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰으로부터의 상표명 손타라(SONTARA)로 입수가능한 소정 부직 웨브에 의해 예시되는 바와 같은, 폴리에스테르 섬유 및 재생 셀룰로오스 섬유의 블렌드)를 포함하는 섬유질 층, 적절하게 중간 정도의 친수성을 본질적으로 갖는 섬유(예를 들어, 소정 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 또는 셀룰로오스 아세테이트 섬유)로 사실상 구성된 섬유질 층, 적절한 백분율의 친수성 단량체 단위를 갖는 아크릴 섬유를 포함하는 섬유질 층, 및 적절한 소수성 표면 코팅 또는 처리가 된 셀룰로오스 섬유를 포함하는 섬유질 층이 안면 시일의 위킹 층으로서 사용하기에 적합할 수 있다.

그러한 위킹 층(예를 들어, 기재) 내의 높은 친수성 성분들의 존재가 반드시 제외되는 것은 아니고; 오히려, 존재한다면 이들은, 다만 액체인 물을 흡수하고 보유하는 용인할 수 없게 높은 능력을 층이 나타내게 하지 않고서, 층의 위킹 능력을 향상시킬 수 있는, (예를 들어 층의 총 중량의 일정 백분율로서) 충분히 낮은 양으로 존재하여야 한다는 것이 강조된다. 적어도 일부 실시 형태에서, 임의의 그러한 친수성 성분을 포함하는 재료가 비교적 높은 표면 에너지를 가져서 재료의 표면이 액체인 물에 의해 습윤되도록 하여 액체인 물이 그에 의해 위킹될 수 있게 하는 것이 유리할 수 있지만 액체인 물을 재료의 내부로 흡수하는 너무 큰 용량을 갖는 것이 반드시 유리하지는 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, 위킹 기재에 (예를 들어, 기재의 총 중량의 5 중량% 초과로) 존재하는 임의의 그러한 친수성 섬유 또는 입자는 ASTM 시험 방법 D2404에 따라 일반적으로 시험될 때 약 20%, 10%, 또는 5% 미만의 물 보유 값을 가질 수 있다(일반적으로 말하면, 이러한 시험이 기재의 전체 물 보유 용량의 시험이기보다는 오히려 개별 섬유에 적용가능할 것이라는 것에 유의하여야 함).

일부 실시 형태에서, 잠재적으로 적합한 위킹 층(예를 들어, 섬유질 기재)의 전체 친수성은 기재의 수분율 값(Moisture Regain Value)(즉, ASTM 표준 D1909-04, 상업상 수분율의 표준 표, 및 ASTM 시험 방법 D2654(직물 내의 수분에 대한 시험 방법)를 참조하여, 사전에 건조된 기재가 물에 노출되었을 때 얼마나 많은 물이 회복되는가)에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 그러한 기재는 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 8% 이상의 수분율 값을 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 그러한 기재는 약 15, 12, 또는 8% 이하의 수분율 값을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 액체인 물을 보유하는 기재의 전체적인 성향은 (리델(Riedel)의 미국 특허 제4,957,795호에 기술된 바와 같이) ASTM 시험 방법 D-1117에서 개략적으로 서술된 절차에 따라서 대체로 얻어지는 액체 물 흡수성 값에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 섬유질 위킹 층에 적합할 수 있는 기재는 약 2, 4, 8, 또는 16% 이상의 액체 물 흡수성 값을 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 그러한 기재는 약 50, 25, 10, 또는 5 중량% 이하의 액체 물 흡수성 값을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 기재의 위킹 능력은 (리델의 미국 특허 제4,957,795호에 기술된 바와 같이) INDA 시험 절차 10.3-70 에서 개략적으로 서술된 절차에 따라서 대체로 수행되는 위킹 속도 시험에 의해 특징지어질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 섬유질 위킹 층에 적합할 수 있는 기재는 약 0.2, 0.5, 1.0, 또는 2.0 cm 이상의 위킹 속도(그와 같이 시험된 경우)를 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 그러한 기재는 약 10, 5, 또는 2 cm 이하의 위킹 속도를 포함할 수 있다.

마스크 본체(12)는, 도 18의 예시적인 실시 형태에서 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 여과 층(18)을 포함할 것이다. 그러한 여과 층은 외부 공기 공간 내에 잠재적으로 존재하는 입자를 제거하기에 적합한 필터 매체의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 즉, 유사하거나 유사하지 않은 필터 매체의 다수 층이 여과 층(18)을 구성하는 데 사용될 수 있다. 여과 층(18)은 편리하게는, 마스크 착용자의 호흡 작용을 최소화하기 위해, 압력 강하가, 예를 들어, 초당 13.8 센티미터의 면 속도에서 약 20 내지 30 mm H₂O 미만으로, 대체로 낮을 수 있다. 여과 층(18)은 미세 무기 섬유(예컨대 유리 섬유) 또는 중합체 합성 섬유의 하나 이상의 웨브로 구성될 수 있다. 합성 중합체 섬유 웨브는 멜트 블로잉과 같은 공정들로부터 생산되는 일렉트릿 대전된 중합체 마이크로섬유(electret charged polymeric microfiber)를 포함할 수 있다. 무극성 포획 전하를 생성하도록 표면 플루오르화된 그리고/또는 일렉트릿 대전되고 폴리프로필렌으로 형성된 폴리올레핀 마이크로섬유가 입자 여과 응용을 위해 유리한 유용성을 제공할 수 있다. 여과 층(18)의 층(예를 들어, 그의 하부 층), 또는 별도의 여과 층(18)이 호흡 공기로부터 원하지 않거나 냄새 나는 가스 또는 증기 분자를 제거하기 위한 흡수흡착 기능을 제공할 수 있다. 임의의 적합한 흡수흡착제(이 용어는 흡수제 및 흡착제 둘 모두를 넓게 포함함)가 사용될 수 있고, 접착제, 결합제, 또는 섬유질 구조체에 의해 여과 층 내에 보유되는, 예를 들어, 분말 또는 과립으로서 제공될 수 있다. 흡수흡착 재료, 예컨대 화학적으로 처리되거나 그렇지 않은 활성탄, 다공성 알루미나-실리카 촉매 기재, 및 알루미나 입자가 소정 응용에서 유용할 수 있는 흡수흡착제의 예들이다.

본질적으로 임의의 적합한 재료가 층(18)의 여과 재료로서 사용될 수 있다. 문헌[Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, 48 Indus. Eng. Chem., 1342 et seq. (1956)]에 교시된 것들과 같은 멜트-블로운 섬유의 웨브는, 특히 지속적인 전기 대전된(일렉트릿) 형태인 경우에 특히 유용하다. 그러한 멜트 블로운 섬유는 예를 들어, 유효 섬유 직경이 약 20 마이크로미터(μm) 미만, 전형적으로 약 1 내지 12 μm인 마이크로섬유("블로운 마이크로섬유"를 BMF라 통상 칭함)일 수 있다. 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸-1-펜텐), 및 이들의 조합으로 형성된 섬유를 포함하는 BMF 웨브가 특히 선호될 수 있다. 특히 마이크로섬유 형태의 로진-울 섬유질 웨브 및 유리 섬유의 웨브 또는 용액-블로운이나 정전기로 분무된 섬유뿐만 아니라, 전기 대전된 미소섬유형 필름(fibrillated-film) 섬유가 또한 적합할 수 있다. 나노섬유 함유 웨브가 여과 층으로서 또한 사용될 수 있다.

예를 들어 세바스찬(Sebastian)의 미국 특허 제7,765,698호, 아이츠만(Eitzman)의 미국 특허 제6,824,718호, 및 앙가드지반트(Angadjivand)의 미국 특허 제6,783,574호에 개시된 바와 같이 섬유를 물과 접촉시킴으로써 여과 층(18)의 섬유의 적어도 일부에 전하가 부여될 수 있다. 전하는 또한 클라세(Klasse)의 미국 특허 제4,588,537호에 개시된 바와 같은 코로나 대전에 의해 또는 브라운(Brown)의 미국 특허 제4,798,850호에 개시된 바와 같은 트라이보대전(tribocharging)에 의해 섬유에 부여될 수 있다. 그러한 방법들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 원하는 경우, 전하를 얻어서 유지하는 섬유 재료의 능력을 향상시키기 위하여 첨가제가 섬유 내에 포함될 수 있다. 원하는 경우, 불소 원자가 필터 층 내의 섬유 표면에 배치되어 유성 미스트(oily mist) 환경에서 여과 성능을 향상시킬 수 있다.

일부 실시 형태에서, 마스크 본체(12)는 추가 층, 예를 들어 하나 이상의 외측 또는 내측 커버 층, 형상화 층, 예비-필터 층, 장식 층, 등을 추가로 포함할 수 있다. 임의의 또는 모든 그러한 층은, 예를 들어 마스크 본체(12)의 주연부(33)의 선택된 위치, 또는 사실상 전부를 따라서, 또는 마스크 본체(12)의 둥글 납작한 부분(35)의 선택된 위치에, 또는 둥글 납작한 부분(35)의 전체 영역을 대체로 완전히 통하여 (그러한 접합이 마스크 본체(12)를 통과하는 공기의 능력과 용인할 수 없게 간섭하지 않는 한) 여과 층에 결합(예를 들어, 초음파 접합, 접착제 접합, 열 접합, 등)될 수 있다. 그러한 접합 위치들의 임의의 조합이 사용될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 여과 층(18)의 전방에 위치된 추가 층이 외부 공기 공간 내에 존재할 수 있는 큰 물체(예를 들어, 모발, 큰 먼지 입자, 등)를 제거하기 위한 예비필터로서 작용할 수 있고, 그리고/또는 여과 층(18)을 마모로부터 그리고/또는 외부 공기 공간 내에 존재할 수 있는 과도한 오염물, 티끌 및 그을음에 대한 노출로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추가 층(예를 들어, 외측 커버 층)이 마스크 본체(12)의 최전방 층으로서 제공될 수 있다. 그러한 층은 예를 들어 장식 층으로서 역할을 할 수 있고, 그리고/또는 상기 예비 여과 또는 보호 기능 중 하나 또는 둘 모두를 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 추가 층(예를 들어, 내측 커버 층)은 여과 층(18)의 후방을 향하여 (내부 공기 공간(30)을 향하여) 제공될 수 있다. 그러한 층은 여과 층의 후방 면을 보호할 수 있고, 착용자의 피부와 접촉하는 경우 편안한 표면을 제공할 수 있는, 등을 할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 형상화 층 또는 층들은 마스크 본체 내에 포함되어, 예를 들어 컵 형상의 구성을 생성 및 유지하는 것을 도울 수 있는데, 상기 형상화 층(들)은 여과 층의 편리한 대로 어느 면 상에 제공될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 발수성 층이 마스크 본체(12) 내에 포함될 수 있다(대안적으로, 여과 층(18)이 발수성이도록 설계될 수 있다). 그러한 특성은, 예를 들어 임의의 조성 또는 종류의 액체인 물(예를 들어, 혈액, 땀, 등)이 마스크 본체(12)의 표면 상으로 떨어지거나 또는 달리 충돌되는 경우, 마스크 본체(12)를 통하여 (예를 들어, 모세관 작용에 의해) 액체인 물이 유동할 가능성을 최소화 할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 안면부 여과식 호흡기의 마스크 본체(예를 들어 타예비(Tayebi)의 미국 특허 제5,673,690호에 기술된 바와 같음)는, 그가 발수성인 것으로 특정되지 않는다면 또는 마스크 본체의 조성이 본 명세서에서 정의된 바와 같은 발수성 특성으로 이어질 것이라는 것을 당업자에게 명백하게 할 수 있는 용어로 그러한 조성이 설명되지 않는다면, 발수성인 것으로 간주되지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다.

일부 실시 형태에서, 도 2의 예시적인 실시 형태에서 도시된 바와 같이, 코 클립(19)(예를 들어 알루미늄 또는 임의의 적합한 가단성 금속으로 제조됨)이 그의 상부 에지에 중심에서 인접한 마스크 본체(12)의 내부 또는 외부 면 상에 고정될 수 있어, 마스크가 특정 착용자의 코 위에 적절히 착용되도록 이러한 영역에서 변형되거나 형상화되게 할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폼 스트립(어느 도면에도 도시되어 있지 않음)이 마스크 본체(12)의 내부 면에 고정되어 마스크의 코에 대한 착용 및/또는 마스크가 코 위에 안착될 때의 편안함을 향상시킬 수 있다. 하나 이상의 호기 밸브(예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 예시적인 밸브(15))가 마스크 본체(12)에 부착되어 호기된 공기를 내부 공기 공간(30)으로부터 제거하는 것을 용이하게 할 수 있다. 호기 밸브는 착용자의 편안함을 개선시켜 온난하고 습한 호기된 공기가 내부 공기 공간(30)을 신속하게 떠나게 할 수 있다. 본질적으로, 적합한 압력 강하를 제공하고 마스크 본체에 적절히 고정될 수 있는 임의의 호기 밸브가 사용될 수 있고, 임의의 적합한 기법을 이용하여 마스크 본체에 부착될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 그러한 호기 밸브는 존재하지 않아도 된다. 일부 실시 형태에서, 예를 들어 마스크 본체를 대체로 컵 형상인 구성으로 유지시키는 것을 돕도록 지지 구조체가 제공될 수 있다. 그러한 지지 구조체는, 예를 들어 제브레올드(Gebrewold)의 미국 특허 출원 공개 제2012/0125341호에 기술된 바와 같이, 예를 들어 하나 이상의 지지 부재, 프레임 부재, 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 그러한 지지 구조체가 존재하지 않는다.

예를 들어 탄성 재료로 제조된 임의의 적합한 스트랩 또는 스트랩들이 하니스(14)를 제공하도록 사용될 수 있다. 그러한 스트랩(예를 들어, 본 명세서에서 도시된 바와 같은 스트랩(16))은 접착제 수단, 접합 수단, 또는 기계적 수단을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 마스크 본체(12)에 고정될 수 있다. 스트랩(16)은, 예를 들어, 마스크 본체(12)에 초음파 용접될 수 있거나 또는 스테이플과 같은 다른 수단에 의해 기계적으로 부착될 수 있다. 스트랩(16)의 길이가 조절되도록 허용하기 위해 조절가능 버클이 하니스(14) 상에 제공될 수 있다. 호흡기(10)를 사람의 안면으로부터 제거할 때 하니스(14)가 해체될 수 있게 하기 위해 그리고 호흡기(10)를 사람의 안면 상에 착용할 때 재조립될 수 있게 하기 위해 체결 또는 파지(clasping) 메커니즘들이 또한 스트랩들(16)에 부착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 단일 스트랩(크론저(Kronzer)의 미국 특허 제7,131,442호의 도면에 도시된 각각의 스트랩(14)의 일반적인 방식으로, 제1 단부가 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 연결되고 제2 단부가 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 연결됨)이 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 2개의 스트랩(예를 들어, 다시 크론저에 의해 도시되는 바와 같이, 상부 스트랩 및 하부 스트랩), 또는 더 많은 스트랩들이 사용될 수 있다. 일부 그러한 다수 스트랩의 실시 형태에서, (다시, 크론저에 도시된 바와 같이) 제1 스트랩이 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 연결된 제1 단부 및 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 연결된 제2 단부를 가질 수 있고; 제2 스트랩이 유사하게 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 연결된 제1 단부 및 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 연결된 제2 단부를 가질 수 있다. 다른 다수 스트랩의 실시 형태에서는, 본 명세서에서 도 1 및 도 2의 예시적인 실시 형태에 도시된 스트랩(16)과 마찬가지로, 제1 스트랩이 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 둘 모두가 연결된 제1 및 제2 단부를 가질 수 있고, 제2 스트랩이 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 둘 모두가 연결된 제1 및 제2 단부를 가질 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 착용자의 안면에 대해 호흡기의 단단한 유지를 향상시키기 위하여, 착용자의 머리 뒤에서 2개 스트랩의 부분들을 서로 연결하는 데 사용될 수 있는 연결 장치(예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 후크(17))를 제공하는 것이 편리할 수 있다. 그러한 배열은, 착용자의 안면에 대한 밀착 착용을 이루고 유지하는 안면 시일의 능력을 향상시키기 위하여, 본 명세서에 개시된 안면 시일과 조합하여 사용될 때 특히 도움이 되는 것을 알게 되었다. 특정 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2의 후크(17)에 의해 예시되는 바와 같이, 그러한 연결 장치(예를 들어, 후크(17))는 제1 스트랩에 영구적으로 연결될 수 있고(연결 장치가 호흡기(10)의 일상적인 사용 중에 제1 스트랩으로부터 제거되도록 설계되지 않음을 의미함) 제2 스트랩에 제거가능하게 연결가능하다. 하니스(14)의 특정 설계와 무관하게, 이는 호흡기(10)가 착용자에 의해 일단 착용되고 이어서 제거되도록 하거나, 또는 착용되고, 제거되고, 다시 착용되고, 다시 제거되는, 등과 같이 되도록 하는 데, 이는 그러한 호흡기의 일상적인 사용에 대응한다. (언급된 바와 같이, 적어도 일부 실시 형태에서, 호흡기(10)는 일회용일 수 있고, 이는 일상적인 사용 시 적절한 사용 기간 후에는, 그러한 사용 기간이 하나의 연속적인 사건 중에 일어나든 사실상 간헐적인 것이든 간에, 처분되는 것을 의미한다.)

본 명세서에 개시된 바와 같은 안면 시일(60)을 포함하는 호흡기(10)는 임의의 적합한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 임의의 추가 층들을, 모든 그러한 층(예를 들어, 섬유질 웨브)이 편평한 상태에 있는 동안, 여과 층(18)에 부착하고 이어서 층 모두를 다층 스택으로서 예를 들어 컵 형상의 구성으로 변형시키는 것이 편리할 수 있다. 공정 중의 임의의 적합한 단계에서 안면 시일(60)이 부착될 수 있지만, 임의의 적합한 방식으로, 마스크 본체(12)를 원하는 형상으로 형성한 다음에 안면 시일(60)을 그에 부착하는 것이 가장 편리할 수 있다. 마찬가지로, 다른 구성요소(예를 들어, 하니스(14), 코 클립(19), 호기 밸브(15), 등)는, 임의의 편리한 시간에, 임의의 종래 방법을 이용하여 마스크 본체(12)에 부착될 수 있다. 도 1 및 도 2의 예시적인 실시 형태에서, 스트랩(16)이 마스크 본체(12)의 주연부(33)를 지나 외향으로 연장된 탭(34)에 연결된 것으로 도시되어 있지만, 대체로 그러한 스트랩은 (마스크 본체(12)의 주연부(33) 또는 다른 부분에 대한 직접 부착을 비롯하여) 마스크 본체(12)의 임의의 부분 또는 구성요소에 부착될 수 있다는 것에 또한 유의하여야 한다. 더욱이, 그러한 외향 연장된 탭(그리고 일반적으로는, 임의의 그러한 외향 연장된 돌기)은 마스크 본체(12)의 주연부(33)를 형성하기 위하여 무시될 수 있다.

예시적인 실시 형태의 목록

실시 형태 1. 형상화된 안면부 여과식 호흡기로서, 적어도 하나의 여과 층을 포함하고 주연부를 갖는 후방 개방 단부를 포함하는 형상화된 마스크 본체; 및 마스크 본체의 주연부에 연결되고 마스크 본체의 주연부로부터 내향으로 연장되어 안면 시일의 내부 에지에서 종단되는 안면 시일을 포함하고, 안면 시일은, 또한 발수성인 적어도 하나의 수증기 통기성 층을 포함하는, 호흡기.

실시 형태 2. 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 1000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 실시 형태 1의 호흡기.

실시 형태 3. 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 2000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 실시 형태 1의 호흡기.

실시 형태 4. 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 4000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 실시 형태 1의 호흡기.

실시 형태 5. 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 8000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 실시 형태 1의 호흡기.

실시 형태 6. 수증기 통기성 층은 공기 투과성 기재를 포함하는, 실시 형태 1의 호흡기.

실시 형태 7. 수증기 통기성인 공기 투과성 기재는 약 10 초 내지 약 100 초의 100-cc 덴소미터 시간(densometer time)을 포함하는, 실시 형태 6의 호흡기.

실시 형태 8. 수증기 통기성 층은 공기 불투과성 필름을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 9. 수증기 통기성 층은 또한 공기중 부유 입자 장벽 층으로서 역할을 하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 10. 수증기 통기성 층은 마이크로공극을 포함하는 다공성 중합체 기재를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 11. 다공성 중합체 기재는, 전구체 필름의 주 평면을 따라 전구체 필름의 연신에 의해 형성된 마이크로다공성 필름, 전구체 필름으로부터 물질의 추출에 의해 형성된 마이크로다공성 필름, 용매 상 전환(solvent phase-inversion)에 의해 형성된 마이크로다공성 필름, 열 상 전환(thermal phase-inversion)에 의해 형성된 마이크로다공성 필름, 및 트랙 에칭된(track-etched) 멤브레인으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 실시 형태 10의 호흡기.

실시 형태 12. 수증기 통기성 층은 친수성 부분을 포함하는 중합체 필름을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 13. 중합체 필름은 친수성 부분이 주쇄 세그먼트, 측쇄 세그먼트, 또는 그래프트 측쇄, 또는 이들의 임의의 조합의 친수성 기에 의해 제공되는 비다공성 필름인, 실시 형태 12의 호흡기.

실시 형태 14. 중합체 필름은 친수성 열가소성 폴리우레탄, 친수성 열가소성 폴리에테르-아미드 블록 공중합체, 친수성 폴리에테르-에스테르 블록 공중합체, 적어도 일부의 친수성 아크릴 및/또는 메타크릴 단량체 단위를 포함하는 친수성 재료, 및 이들 중 임의의 재료의 혼합물, 공중합체 및 블렌드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 실시 형태 13의 호흡기.

실시 형태 15. 중합체 필름의 친수성 부분은 친수성 미립자 첨가제 및 친수성 소분자 첨가제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 친수성 첨가제에 의해 적어도 부분적으로 제공되는, 실시 형태 12의 호흡기.

실시 형태 16. 수증기 통기성 층은 다층 안면 시일의 층인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 17. 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 부직 웨브, 직조 또는 편직 천, 및 중합체 네팅으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 실시 형태 16의 호흡기.

실시 형태 18. 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 공기중 부유 입자 장벽 층인, 실시 형태 16의 호흡기.

실시 형태 19. 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 수증기 통기성 층의 후방에 위치된 위킹 층이고, 위킹 층은 다층 안면 시일의 안면 접촉 표면으로서 역할을 하는 후방 주 표면을 포함하는, 실시 형태 16의 호흡기.

실시 형태 20. 위킹 층은 직조 천을 포함하는 실시 형태 19의 호흡기.

실시 형태 21. 다층 안면 시일의 적어도 다른 추가 층이 위킹 층의 전방에 위치된 탄성 완충 층인, 실시 형태 19의 호흡기.

실시 형태 22. 호흡기는 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 모두 연결되는 제1 및 제2 단부를 갖는 제1 스트랩, 및 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 모두 연결되는 제1 및 제2 단부를 갖는 제2 스트랩을 포함하고, 호흡기는 착용자의 머리 뒤에서 제1 스트랩의 일부를 제2 스트랩의 일부와 연결하도록 구성된 적어도 하나의 연결 장치를 추가로 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 21 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 23. 연결 장치는 제1 스트랩에 영구적으로 연결되고 제2 스트랩에 제거가능하게 연결가능한, 실시 형태 22의 호흡기.

실시 형태 24. 안면 시일은 마스크 본체와 일체가 아닌, 실시 형태 1 내지 실시 형태 23 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 25. 안면 시일의 부분은, 마스크 본체의 주연부에 연결된 안면 시일의 외주연부 이외의 마스크 본체의 어떠한 부분과도 연결되지 않는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 24 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

실시 형태 26. 여과 층은 일렉트릿 섬유를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 호흡기.

본 명세서에 개시된 예시적인 특정 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시 형태에서 변형 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변형과 조합은 단지 예시적인 설명의 역할을 하도록 선택된 그들 대표적인 설계가 아니라 구상된 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기재된 예시적인 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 오히려 적어도 특허청구범위의 표현에 의해 설명되는 구성 및 이들 구성의 등가물로 연장되어야 한다. 서면으로 된 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함되는 임의의 문헌의 개시 내용 간에 상충 또는 모순이 있는 경우에는, 서면으로 된 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims

형상화된 안면부 여과식 호흡기로서,
적어도 하나의 여과 층을 포함하고 주연부를 갖는 후방 개방 단부를 포함하는 형상화된 마스크 본체; 및
상기 마스크 본체의 주연부에 연결되고 상기 마스크 본체의 주연부로부터 내향으로 연장되어 상기 안면 시일의 내부 에지에서 종단되는 안면 시일을 포함하고,
상기 안면 시일은, 또한 발수성인 적어도 하나의 수증기 통기성 층을 포함하는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 1000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 38℃의 온도에서의 시험 시 5000 내지 20000 그램/제곱미터/24시간의 투습도를 보이는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 공기 투과성 기재를 포함하는, 호흡기.
제4항에 있어서, 상기 수증기 통기성인 공기 투과성 기재는 약 10 초 내지 약 100 초의 100-cc 덴소미터 시간(densometer time)을 포함하는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 공기 불투과성 필름을 포함하는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 또한 공기중 부유 입자 장벽 층으로서 역할을 하는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 마이크로공극을 포함하는 다공성 중합체 기재를 포함하는, 호흡기.
제8항에 있어서, 상기 다공성 중합체 기재는,
전구체 필름의 주 평면을 따라 상기 전구체 필름의 연신에 의해 형성된 마이크로다공성 필름,
전구체 필름으로부터 물질의 추출에 의해 형성된 마이크로다공성 필름,
용매 상 전환(solvent phase-inversion)에 의해 형성된 마이크로다공성 필름,
열 상 전환(thermal phase-inversion)에 의해 형성된 마이크로다공성 필름, 및
트랙 에칭된(track-etched) 멤브레인으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 친수성 부분을 포함하는 중합체 필름을 포함하는, 호흡기.
제10항에 있어서, 상기 중합체 필름은 상기 친수성 부분이 주쇄 세그먼트, 측쇄 세그먼트, 또는 그래프트 측쇄, 또는 이들의 임의의 조합의 친수성 기에 의해 제공되는 비다공성 필름인, 호흡기.
제11항에 있어서, 상기 중합체 필름은 친수성 열가소성 폴리우레탄, 친수성 열가소성 폴리에테르-아미드 블록 공중합체, 친수성 폴리에테르-에스테르 블록 공중합체, 적어도 일부의 친수성 아크릴 및/또는 메타크릴 단량체 단위를 포함하는 친수성 재료, 및 이들 중 임의의 재료의 혼합물, 공중합체 및 블렌드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는, 호흡기.
제10항에 있어서, 상기 중합체 필름의 친수성 부분은 친수성 미립자 첨가제 및 친수성 소분자 첨가제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 친수성 첨가제에 의해 적어도 부분적으로 제공되는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 수증기 통기성 층은 다층 안면 시일의 층인, 호흡기.
제14항에 있어서, 상기 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 부직 웨브, 직조 또는 편직 천, 및 중합체 네팅(netting)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 호흡기.
제14항에 있어서, 상기 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 공기중 부유 입자 장벽 층인, 호흡기.
제14항에 있어서, 상기 다층 안면 시일의 적어도 하나의 추가 층이 상기 수증기 통기성 층의 후방에 위치된 위킹 층(wicking layer)이고, 상기 위킹 층은 상기 다층 안면 시일의 안면 접촉 표면으로서 역할을 하는 후방 주 표면을 포함하는, 호흡기.
제17항에 있어서, 상기 다층 안면 시일의 적어도 다른 추가 층이 상기 위킹 층의 전방에 위치된 탄성 완충 층인, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 여과 층은 일렉트릿 섬유(electret fiber)를 포함하는, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 호흡기는 상기 마스크 본체의 제1 측방향 에지에 모두 연결되는 제1 및 제2 단부를 갖는 제1 스트랩, 및 상기 마스크 본체의 제2 측방향 에지에 모두 연결되는 제1 및 제2 단부를 갖는 제2 스트랩을 포함하고, 상기 호흡기는 착용자의 머리 뒤에서 상기 제1 스트랩의 일부를 상기 제2 스트랩의 일부와 연결하도록 구성된 적어도 하나의 연결 장치를 추가로 포함하는, 호흡기.
제20항에 있어서, 상기 연결 장치는 상기 제1 스트랩에 영구적으로 연결되고 상기 제2 스트랩에 제거가능하게 연결가능한, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 안면 시일은 상기 마스크 본체와 일체가 아닌, 호흡기.
제1항에 있어서, 상기 안면 시일의 부분은, 상기 마스크 본체의 주연부에 연결된 상기 안면 시일의 외주연부 이외의 상기 마스크 본체의 어떠한 부분과도 연결되지 않는, 호흡기.