TW201103597A - Filter cartridge having cone of visibility for end-of-service-life-indicator (ESLI) - Google Patents

Description

201103597 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有一窗之過濾匣，透過該窗可觀察 一ESLI。該窗提供一可見錐使得觀察者無法自可能提供一 錯誤讀取之一角度看見該ESLI。 【先前技術】 過濾匣通常附接至呼吸器面罩主體以在呼吸器配戴者吸 入空氣之前過濾空氣。在下列美國專利中顯示呼吸器過濾 E之實例：Mittelstadt等人之第7,32〇,722B2號、Greer等人 之第 7,419,526 5虎及 Holmquist-Brown 等人之第 6,277 178 號。 一些過濾匣具有一使用到期指示器或ESLI，其提供一可 視色彩變化信號至呼吸器配戴者《此可視信號（有時稱為 「回應信號」）指示過濾匣何時到其有用壽命期限。在下 列美國專利中描述使用ESLI之匣之實例：第6,497,756號、 第4,530,706號、第4,326,514號及第4,154,586號。在此等 產品之每一者中’過濾匣具有一透明側壁或一殼，透過其 可觀察ESLI。ESLI比色感測器通常取決於該感測器被觀看 之角度而呈現不同的色彩。當一人未垂直於ESLI在過濾匣 上的定位觀察ESLI時，對於觀察者存在誤讀指示器的一機 會。一誤讀指示器可導致呼吸器的配戴者過早或過遲更換 過濾匣。已知過濾匣已容許觀察者自大約18〇。之角度觀察 ESLI並因此並未解決潛在誤讀指示器的問題。 【發明内容】 148438.doc 201103597 本發明提供一種新穎過濾匣，其包括：一過濾材料； (b)-使用到期指示器⑽u);⑷一匣外殼，該過濾材料及 ESLI經安置於其中；（d)一窗，透過該窗可觀察該ESU , 該窗係經構形使得該ESLI僅可在由2〇度至6〇度之一角度㊀ 界定的一錐内透過該窗才可被看見。 如上文所指示，已知過濾匣已使用透過該匣外殼側壁可 看見之感測器。然而，此等過濾匣亦未提供經構形僅可自

一經選擇角度範圍觀察之一窗。本發明認識到由含有ESLI 之已知過濾匣呈現的該問題並提供一解決方案。該解決方 案涉及提供一窗，其經構形使得該ESU僅可透過由2〇。至 60。之一角度範圍界定之一可見錐被觀察。在此可見範圍 外，該觀察者無法觀察到該ESLI且因此無法觀察到除了當 垂直於該感測器的平坦構形觀察該感測器時所要觀察的色 彩以外之一色彩。 詞彙表 在此文獻中： 「清潔空氣」意指已經過濾以移除污染物之大氣環境空 氣之一容積； 「污染物」意指氣體、蒸氣及微粒（包含灰塵、霧氣及 煙霧）及/或大體上不可被認為氣體、蒸氣、或微粒但可存 在於空氣中並對一人有害之其他物質； 「使用到期指示器」或「ESLI」意指一種可為—人提供 關於何時一過濾器由於過濾能力的部分衰蝎或全部衰竭而 不再適用之資訊之裝置； 148438.doc 201103597 延伸」意'#纟有顯著增加超過一典型才冓形的尺寸之狀 態； 「外部氣體空間」意指呼出氣體在穿過並超過該面罩主 體及/或呼氣閥之後所進入之環境大氣氣體空間； 「過渡匿」意指一種主要經設計以容置一過濾材料或過 濾介質並經調適用於連接至一個人呼吸保護裝置之一面罩 主體之結構； 「過濾材料」或「過濾介質」意指一種經調適以提供純 淨空氣的結構或零件或元件之組合； 「外威」意指一種經形成用於含有另一項目之結構或零 件之組合； 「一體成形」意指被討論的該等零件被同時製造在一起 而並非隨後合在一起的兩分離零件； 「内部軋體空間」意指一面罩主體與一人的臉之間之該 空間； 「並排配置」或「並列」意指以—般並排關係放置但 未必互相接觸； 「遮蔽」（當非指一「面罩主體」時）意指具有限制在該 面罩的相對侧上觀察一物體之能力； 「不透明j意指相較於透明的某物更顯著限制可見光之 通過； 「窗玻璃」意指可透空氣或不可透空氣之一窗之一平坦 透明區域； 「配準位置」意指該窗提供一適當回應信號之該所要位 148438.doc -5- 201103597 置； 厂回應信號」意指告知觀察者已到更換該過濾匣的時間 之可觀察指示； 「吸附劑」意指一種可經由吸收、吸附、化學吸附、分 解、反應、催化作用或其他合適方法而捕獲、吸留、或改 變污染物之材料； 「透明」意指可見光可充分穿過透明以在由詞語「透 明」修飾的該結構之該相對側上見到所要影像；及 「窗」意指一種為一使用者提供看穿能力之結構。 【實施方式】 圖1顯示一呼吸器10，其具有可固定至該面罩主體14的 相對側之過濾匣12。該面罩主體I4係經形成以緊貼地配合 於一配戴者的臉上。為此目的，該呼吸器10包含用於牵拉 該面罩主體14朝向該配戴者的臉之一扣帶μ。該扣帶16可 包含用於此目的之一個或多個帶18。該等帶18可連結至該 面罩主體14並可透過使用帶扣20調整長度。該等過濾匣12 可由卡扣附接件21、螺紋構件、或用於將該匣12固定至該 面罩主體14之任何其他合適構件附接至該面罩主體14。該 等過濾匣12具有一外殼22及一罩蓋24，並含有用於過濾經 由該過濾匣12吸入該面罩内部内之環境空氣之一過濾介 質。該使用者呼出之空氣自該内部氣體空間經由該呼氣閥 25流動至該外部氣體空間。 圖2至圖4繪示該等過濾匣12可包含一外殼22，其具有自 一第一周邊28延伸至一第二周邊30之一側壁26❶該罩蓋24 148438.doc -6- 201103597 可包含一空氣流通表面32及經定位沿著該罩蓋24之一周圍 的一固定凸緣34。該罩蓋24可在外殼周邊28處被固定至該 側壁26。該罩蓋24可進一步包含一不透明延伸部36，其包 含位於其中的一窗38。該窗38容許自其可看見一使用到期 才曰不器（ESLI)40 »該窗38可具有一不透明框架39，其經定 位繞著該窗以吸引注意至該窗及促進ESU 9〇度觀察該指 不益。該延伸部36可藉由選擇組成該罩蓋之材料（舉例而 δ塑膠樹脂或染料選擇）或藉由印刷一不透明介質於該延 伸4 36之5玄内表面或外表面上而製成為不透明。該延伸部 36並不一定要全部為不透明才算該延伸部％被認為不透 明。舉例而言，僅需要用以界定該窗之一部分為不透明便 足夠。因此，該延伸部36之至少某部分為不透明；其他部 可為透明。言亥延伸部36可延伸離開該罩蓋24的言玄固定凸緣 34使得該延伸部36佔據於該整個外殼側壁^的深度之一大 邛刀另一選擇為，該延伸部36可自該固定凸緣34並在該 凸緣34的僅-個或兩個片段37上延伸。因，匕，第一延伸部 及第二延伸部可設於該外殼側壁26的相對部分41、41，（圖 4)上。該延伸部36可經構形為大約3厘米㈣以厘米㈣ 長大約1 cm至2 cm寬（深度）。在於該外殼侧壁26 _提供一 ®玻璃巾1¾側壁在其整個纟面之大部分或僅在該 4〇附近為透明使得看穿該窗38之—人並^會具有該顧 4〇之-受㈣察。該廳可經並列抵著料㈣壁％之一 内表面。因此該窗38可具有位於該不透明延伸部％内的一 第一窗玻璃及位於該外殼側壁26内的—第二窗玻璃。該第 148438.doc 201103597 一囪玻璃可係容許空氣傳送 一 泛之一開啟窗玻璃，然而該第二 窗玻璃可係氣體不可穿透值i ^ 寻送之一實心窗玻璃。另外，複 數個窗38可用於一個或多個 1固延伸部以容許亦使用複數個 ESLI ’藉此各個ESLI解決_ τ m 、 不同污染物，諸如酸性氣體、 氨、甲酿及有機蒸氣或一不同有機蒸氣污染物漠度—見與 此專利中請案同日中請之題為「㈣蜂…/州· 的美國專利申請案第6^0,492號（代理人 標案編號65359USGG2)。當垂直觀察該（等）窗玻璃時該（等） ®玻璃可呈現除圓形之外的各種形狀，舉例而言矩形、糖 圆形一角形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形等等。 在過渡H使用期間’環境空氣行進穿過位於該空氣流通 表面32内的-系列吸人σ 43。接著此空氣穿過該過滤材料 42，其中存在於環境空氣中的污染物經移除。在穿過該過 濾材料42中，空氣首先在第一主表面衫處進入該過濾材料 42並在第二主表面47處離開該過濾材料42。在穿過該過濾 材料42之後’空氣可進入經並排配置抵著該過濾匣12的底 座46的一氣室44。接著存在於該氣室44内的空氣穿過過濾 Ε出口 48。接著經過濾空氣可進入該面罩主體14的該内部 氣體空間’其中經過濾空氣可由該呼吸器配戴者吸入。當 空氣行進穿過該過濾匣時，存在於空氣中之污染物與該 ESLI相互作用。一旦足夠濃度污染物已與該ESLI相互作 用’該ESLI將改變色彩。色彩變化可呈一梯度之形式，且 因此最好遮蔽不需要見到之色彩變化。因此，為此目的提 供的該窗38必須沿著該外殼22的該側壁26適當定位。該窗 148438.doc 201103597 38之定位可視使用之該特別ESLI、活性微粒、該ESLI及活 性微粒在該過濾匣12内之位置及政府（例如NIOSH)規定而 定。該窗配準位置可在該匣的y維度轴向安置於該過濾材 料42之該等第一主表面與第二主表面45、47之間。在一些 實施例中’該配準位置可大約位於該過濾材料42之該等第 一主表面與第二主表面45、47之間之中途，然而在其他實 施例中該配準位置可經軸向安置相較於該第二主表面45較 接近於該第一主表面47。 當未自該指示器90度觀察時一些esli看起來具有一不同 色彩。為排除自此非垂直觀察之判讀錯誤及容許該指示器 之充为可見度’該窗如圖5所示較佳係經構形使得僅可透 過由大約2〇度至70度，通常為大約3〇度至6〇度，且更通常 為45度至55度之一角度範圍0界定的一可見錐觀察該 ESLI。角度Θ係自該窗垂直延伸之一線51至自此線51橫向 偏移至透過該窗38不再可看見該ESLI的地點之一線53之間 之該角度。該窗通常將具有大約2毫米（mm)至1〇毫米 (mm) ’更通常為大約3 mm至5 mm之一直徑d。該窗之厚度 t可自大約1_2 mm至12 mm，更通常為大約3 mm至6 mm。 窗厚度t對窗直徑d之比率（縱橫比）通常係大約〇1至6，更 通常為0.5至3 ’且仍更通常為大約⑴5。該窗之該表面 或開啟區域係大約3 mm2至1〇〇〇 mm2，更通常為7 至 20 mm2。該罩蓋延伸部36較佳係一體成形至該罩蓋24使得 在製造該罩蓋24同時可提供該遮罩特徵部。具有與該不透 明延伸部36上的該窗玻璃形狀類似之一形狀之一參考指示 148438.doc -9- 201103597 器52可經放置於該延伸部36上並鄰近於該窗38使得該配戴 者可識別該特別色彩、色調及/或該ESLI的反射率，這指 示需要更換該過濾匣。 在製造與本發明有關之一過濾匣中，該過濾匣外殼、過 濾介質及罩蓋可使用當前已知或未來發展技術製造。該過 濾匣外殼及罩蓋可使用一射出成型操作製成。一第一網格 布54可在引入該過濾材料42之前經定位於該氣室44的頂部 處。該過濾材料42可係移除氣體污染物或蒸氣污染物並包 括可吸附一種或多種非所需污染物的活性微粒之一過渡材 料。該吸附性介質可包含各種活性微粒，諸如活性碳及氧 化鋁。舉例而言’ Brey等人之美國專利第7,309,513號、 Senkus等人之美國專利第5,696，199號、Abler等人之美國 專利第5,496,785號及Braun等人之美國專利第5,078,132號 描述可針對本發明使用之各種類型活性微粒。活性微粒可 呈一填充床（packed bed)或接合床之形式-舉例而言見Braun 等人之美國專利第5,〇33,465號及Senkus等人之美國專利第 6,3 91，429號。該ESLI 40可在活性微粒引進之前經放置抵 著該外殼側壁26之該内表面。該ESLI需要相對於該y維度 適當定位使得當過濾使用壽命到期時透過該窗38可看見適 當色彩變化。沿著該y軸定位之小偏差可引起該回應信號 之大差異。一第二網格布56可經放置於該過濾材料42之上 游表面45上。該上游網格布56可包括一合適纖維質介質， 其幫助將活性微粒固定於適當位置並提供橫越該網格布56 之一低壓力降並充分幫助分佈穿過該網格布56之空 148438.doc •10· 201103597 ;可用於,,同格布54及S6之材料實例包含不織布聚醋及不 織布聚丙冑It如紡黏布片。在該過濾材料42及網格布54 及56已適s &位於該g外殼内之後，該㊣罩蓋μ可固 定至該外殼側壁26。可舉例而言藉由機械方法化學方法 或包3熔接或黏合劑接合之物理方法或任何其他合適方法 而在凸緣34處達成固定。當該罩蓋24係經定位於該外殼 上使得。亥過濾匣12係經適當裝配時，該窗38將在其適當配 準位置目此本發明容許使用工業中為普遍且可一致性地 重複定位該窗之製造技術來達成此配準。 可針對本發明使用之ESU較佳係吸收或吸附需要自空氣 過濾之氣體蒸氣之被動感測器。該ESU基本上可係任何已 知或未來發展襄置（被動裝置或主動裝置），其可提供該滤 态已到其有用壽命期限之該適當指示至該呼吸器配戴者。 在Rakow等人之美國專利公開案第2〇〇8/〇〇63575ai號及第 2008/0063874A1號中已描述被動使用到期指示器之實例。 可使用之ESLI包含回應於有機蒸氣、反應性氣體諸如酸性 氣體（舉例而言S02、Cl2、HC1、HCN、HF、H2S及氮的氧 化物）及驗性氣體（舉例而言氨、甲胺）及氣化氰及甲路之此 等ESLI。 如圖6所示，此等使用到期指示器60可包括一薄膜多層 構造，其可吸附自該呼吸器過濾匣之該氣體入口流動至該 氣體出口之受關注的蒸氣。此等被動以!^通常含有一多孔 侦測層62、一半反射層64及一反射層66。該多孔偵測層62 具有在存在一特別蒸氣時將變化之一厚度。該半反射層64 148438.doc •Π · 201103597 係可自該ESLI外側觀察並大體上未透蒸氣。該反射層66大 體上係蒸氣可穿透並足夠接近於該過濾介質使得蒸氣可穿 過該反射層進入該偵測層62内並充分改變該偵測層光學厚 度以導致當透過該半反射層64觀察時該指示器外觀之一視 覺可辨別變化。 針對本發明使用之一 ESU可係剛性的或撓性的。該Esu 可由各種方法’諸如黏合劑、物理技術、填充技術、或機 械接合而固定至該外殼匣内部。撓性指示器最好為可充分 彎曲而不破裂使得該等指示器可使用一個或多個輥壓處理 步驟而製成。 該ESLI可包含可在一個或多個報壓處理步驟中處理之一 可選用基板68’諸如玻璃或一撓性塑膠膜。該基板最好具 有足夠低蒸氣滲透性使得受關注的該（等）蒸氣不可傳輸進 入或離開該ESLI偵測層。一多孔基板可經放置於該反射層 與該吸附劑介質之間。舉例而言，可容許受關注的蒸氣自 該吸附劑介質穿過該可透基板及反射層並自此進入該债測 層。該ESLI(排除一基板）之總體厚度可係大約〇5微米（μηι) 至2微米（μηι)。 該等半反射層及反射層每一者可由提供漫射或較佳鏡面 光反射且當適當隔開以提供一容易視覺可感知指示器外觀 ‘化時可協作之各種材料製成。合適半反射層材料及反射 層材料包含金屬，諸如銘、絡、金、锦、石夕、銀、纪、 翻、鈦及含有此等金屬之合金；金屬氧化物，諸如氧化 絡、氧化鈦及氧化鋁；及在美國專利第5,699，188號 148438.doc -12· 201103597 (Gilbert等人）、美國專利第5,882,774號（J〇nza等人）及美國 專利第6,049,419號（Wheatley等人）及pct公開申請案第WO 97/01778號（〇11(^4丨让等人）中描述的多層光學膜（包含雙折 射多層光學膜）。該等半反射層及反射層可為相同或不 同。金屬奈米微粒塗層（例如金屬奈米微粒墨水）可用以形 成s亥反射層’如美國專利申請公開案第Mog/ooewMAi號 中所述。 該半反射層相較於該反射層具較低反射性並透射一些入 射光。该半反射層可舉例而言具有大約2奈米（nm)至大約 50奈米（nm)之一實體厚度、在5〇〇 nm下大約2〇%至大約 8〇0/。之光透射率及在5〇〇 nm下大約8〇%至2〇%之反射率。 該半反射層自身可係蒸氣不可穿透（且若此則最好為連續） 並視情況經塗覆於一合適基板上或者鄰近於該合適基板。 該半反射層亦可係蒸氣可穿透（且若此則舉例而言可為不 連續或半連續）並經塗覆於一合適蒸氣不可穿透基板上或 者鄰近於該合適蒸氣不可穿透基板。該半反射層鄰近該偵 測層之面最好係平的以在大約± 1〇 ηιη内。 δ玄反射層可舉例而言具有大約1 nm至大約500 nm之一實 體厚度、在500 nm下大約〇%至大約8〇%之光透射率及在 500 nm下大約10〇%至2〇%之反射率。該反射層較佳為多 孔、圖案化、不連續、半連續或者充分可穿透使得蒸氣可 自該吸附劑介質穿過該反射層進入該偵測層。 該偵測層混合物可係均質的或異質的’並可舉例而言由 .…機、’.伤之/昆合物、有機組份之一混合物、或無機組份 148438.doc 201103597 . 及有機組份之一混合物製成.由若干組份之一混合物所製 成的偵測層可提供分析物群組之改良偵測。該偵測層最好 具有經選擇的-孔尺寸範圍或一表面積以提供類似該吸附 劑介質的此等蒸氣吸附特性之蒸氣吸附特性。合適多孔性 可使用多孔材料，諸如由高内相乳液製成的發泡體諸如 在美國專利第6,573,305 B1號（Thunhorst等人）中描述的此 等發泡體而獲得。多孔性亦可經由二氧化碳發泡以建立一 微多孔材料（見「MaCr〇m〇lecuies」，2〇〇1，v〇1 34, pp 8792 8801)、或藉由聚合物摻和物之奈米相分離（見 "Science"，1999, v〇l. 283, Ρ· 520)而獲得。一般而言，該等 孔直徑較佳係小於所需指示器著色之峰波長。奈米尺寸化 孔較佳係例如具有大約〇.5 nm至大約2〇 nm、大約〇 5⑴力至 大約10 nm或大約〇·5 nm至大約5 nm之平均孔尺寸。 代表性無機偵測層材料包含多孔二氧化石夕、金屬氧化 物、金屬氮化物、金屬氮氧化物及可形成為具有適當厚度 的透明且多孔層之其他無機材料以用於由光學干涉產製色 彩或一比色變化。舉例而言，該等無機偵測層材料可以係 氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氮化鈦、 氮氧化鈦、氧化錫、氧化鍅、沸石或其等之組合。多孔二 氧化矽歸因於其在濕式蝕刻處理下的穩健性及相容性係一 尤其可取無機偵測層材料。 在 Ogawa 等人的 Chem. Commun· pp. 1149-1 150(1996) 中在 Kresge 等人的 Nature，Vol. 359，ρρ· 710-712(1992) 中、在 Jia等人的 Chemistry Letters，Vol. 33(2)，pp. 202-203 148438.doc -14- 201103597 (2004)中及在美國專利第5,858,457號（Brinker等人）中描述 代表性多孔二氧化矽材料《各種有機分子亦可作為有機模 板使用。舉例而言，諸如葡萄糖及甘露糖之糠可用作有機 模板以產生多孔矽酸鹽，見Wei等人的Adv. Mater. 1998, Vol. 10, p. 313 (1998)。 代表性有機偵測層材料包含自包括疏水性丙烯酸酯及曱 基丙烯酸酯、二官能單體、乙烯單體、烴單體（烯烴）、矽 烷單體、經氟化的單體、經羥基化的單體、丙烯醯胺、酸 針、經搭官能化的單體、經胺或胺鹽官能化的單體、經酸 官能化的單體、經環氧官能化的單體及其等混合物或組合 之各類單體製得之聚合物、共聚物（包含嵌段共聚物）及其 等混合物。美國專利申請公開案第US 2004/0184948 A1號 含有此等單體之一擴充清單。具有固有微多孔性（PIM)之 該等上文提到的聚合物提供尤其可取的偵測層。PIM通常 係形成微多孔固體之非網狀聚合物。歸因於PIM通常為極 剛硬及扭曲分子結構，PIM不可有效填充空間，因此提供 該揭示的微多孔結構。合適PIM包含（但不限於）在Chem. Commun·，2004，pp. 230-231 Budd 等人的「Polymers of intrinsic microporosity (PIMs): robust, solution-processable, organic microporous materials」中揭示的聚合物。在 Budd 等人的 J. Mater. Chem.，2005，15，ρρ· 15*77-1986 中、在 McKeown等人的 Chem. Eur. J. 2005，11, No. 9, 2610-2620 中及在公開的PCT申請案第WO 2005/012397 A2號 (McKeown等人）中揭示額外PIM。 148438.doc -15- 201103597 该偵測層的厚度亦可經圖案化，舉例而言如美國專利第 6眞751號（Shaw等人）中所述。該圖案可叫舉例而言 备一㈣部膨脹至與—較厚部相同之厚度時）或出現（舉例 而言當一部縮至小於—鄰近部之一厚度時）。當提供容許 该配戴者容易識別何時到達跳脫點之一參考指示器時，♦亥 偵測層厚度可更改以達成相同於細u之跳脫點之一夕； 觀。另-選擇為，結構上相同於透過本發明的該窗可看見 之該觀之-ESU參考可被迫使至其回應信號並在此條件 y保存。或者該谓測層可經製成較厚使得該參考esu顯示 摘要回應4號。此保存的Esu可經放置於該過遽匿的該 外部上以作為—參考指w使得在其與透過該窗所見的該 〜像之間可作出—比較。當透過該窗見到該esu看起來與 該參考指示器相料，該配戴者瞭解該m已到其使用 壽命期限。亦可能使用一適當染料或顏料印刷匹配或近似 該感測器的期限狀態之一參考色彩。 該ESLI視需要可包含額外層或元件。舉例而言，載有吸 附劑複合物之一多孔層(例如，諸如該上文提到的美國專 利第4,208，194號所述之安置於原纖化pTFE的一基體内的 活性碳微粒之一布片)可經放置於該反射層與該吸附劑介 質之間以均貝化透入該指示器之蒸氣或者回應於該吸附劑 介質中的條件緩和該指*器。冑鮮犯改變至指示該過渡 匣應更換之色彩或色調時，此外觀變化反映要求該過濾匣 之更換之一指定等級吸附劑耗盡。換言之，該過濾匠的製 造商可調整該特別ESLI之選擇及該窗在其配準位置内之定 148438.doc -16 - 201103597 位使得可達成吸附劑耗盡之該特別等級。吸附劑耗盡等級 之選擇可視各種因素，包含當該過渡匡被識別為需要更換 時提供一足夠緩衝使得該吸附劑未1〇〇%耗盡而定。吸附 劑耗盡等級可舉例而言經識別以提供一個小時至三個小時 的額外使用使得該配戴者具有充分時間以注意該ESLI已經 歷指示S亥回應信號之滿意或匣更換需求之色彩變化。 S玄過濾匣亦可包含經形成用於移除微粒的過濾介質之一 個或多個層。在活性微粒上游或下游可使用纖維質微粒濾 器以自環境空氣移除微粒污染物。各種纖維質布片可適用 於作為微粒濾器使用。此等布片通常係可由諸如氣流交織 法、濕式交織法、水力纏結、紡黏法及熔喷法（諸如Van A. Wente, Superfine Thermoplastic Fibers, 48 INDUS. ENGN. CHEM. 1342-46 中及 Report No_ 4364 of the Naval Research Laboratories，published May 25, 1954, Van A. Wente等人的 為「Manufacture of Super Fine Organic Fibers」中所述） 之技術製成之不織布纖維質結構。該等纖維質布片可使用 此等技術之組合及此等纖維之組合而製成。微纖維（尤其 係熔喷微纖維）尤其適用於在用作濾器之纖維質布片中使 用。如此文獻中所使用，「微纖維」意指具有大約35微米 或更小的一有效直徑之纖維。有效纖維直徑可使用Davies， C.N., The Separation of Airborne Dust and Particles, INST. MECH. ENGN.，LONDON PROC. IB (1952)中第 12個方程 式計算。對於過濾應用，該等微纖維通常具有小於大約30 微米，更通常為大約1微米至15微米之一有效纖維直徑。 I48438.doc -17· 201103597 亦可使用由原纖化膜製成的纖維-見舉例而言Van Turnout 之美國專利第RE3〇,782號、美國專利第RE32，m號、美國 專利第3,998,916號及美國專利第4，178，157號^由本發明之 方法製成的不織布布片可展現超過2、2」、2 2及2 3之品 質因數QF。 短纖維亦可與該等微纖維組合以改善布片膨鬆性，亦 即，減少其密度。減少網密度可降低橫越該布片之壓力 降使二氣更谷易穿過該濾器。在個人呼吸器保護裝置中 較低壓力降係尤其可取因為較低壓力降可使該呼吸器 配戴更舒it s 5亥壓力降較小時，需要較少能量以牵拉空 氣穿過該濾器。戴著—負壓面罩(亦即需要來自該配戴者 的肺之負壓以牵拉空氣穿過該濾器之一呼吸器）之一呼吸 器配戴者不必用力呼吸經過濾空氣。較小能量要求亦可供 電過濾系統中有益於減少與供電風扇相關聯的成本並延長 -電池供電系統中之一電池的使用壽命。在一典型不織布 纖維質濾、器t，存在不大於大㈣重量百分比，更通常為 不大於大約70重量百分比之短纖維。通常’該等纖維之剩 餘部分係微纖維。sHauser之美國專利第4，ιΐ8,53ι號中揭 示含有短纖維之布片之實例。 雖然已使用罩蓋該配戴者的鼻、嘴及眼之一全臉呼吸器 面罩說明本發明，但本發明亦可針對僅罩蓋該配戴者的鼻 及嘴之半Φ罩使用。此外’針對本發明使用之該等過隸 可永久或可移除地附接至該面罩主體。另外，該呼吸器可 或多個過濾匣。該扣帶亦 具有可附接至該面罩主體之一個 148438.doc 201103597 可呈各種構形並可包含諸如 配戴者的頭上支揮該呼吸器 該過滤匣内的使用到期指示 各種實施例。 一頂冠部件之額外零件以在一 。因此，當提供具有經安置於 盗之呼吸器面罩時本發明預期 實例 ESLI製備 在一 2.0升（L)三頸圓底燒瓶中，將33 4357克（g)3 3 3,，3，_ 四甲基-U，-螺旋聯口引口朵-5,5，，6,6，_四醇及198〇16克四敦對 苯二腈（TFTN)溶於_毫升無水N，N•二甲基甲醯胺（dmf) 中。該溶液由一機械攪拌器攪拌，且氮經由該溶液起泡一 小時。81.4491 g碳酸鉀係增加至此溶液。該燒瓶係經放置 於68°C下的油浴中。該混合物係在此高溫下並在氮氛圍下 撥拌65小時。該聚合混合物倒入9.〇 L水。形成的沉澱物係 由真空過渡隔離並使用600 mL MeOH洗務。該經隔離材料 展開於一平皿中並容許通宵風乾。固體係經放置於一廣口 瓶内並在68°C之真空下乾燥4小時。所得黃色粉末溶於45〇 mL THF。此溶液慢慢倒入9.0 L甲醇。形成的沉澱物係由 真空過滤隔離。該經隔離材料展開於一平皿中並容許通宵 風乾。固體係經放置於一廣口瓶内並在68。(：之真空下乾燥 4小時。再一次執行甲醇甲之沉澱。所得乾燥亮黃色聚合 物重42.80 g。由GPC使用光散射偵測分析該聚合物顯示該 材料具有大約30,900之Mn。 一金屬化聚對苯二曱酸乙二酯（PET)基板係由蒸發地沈 積一 10 nm厚Ni金屬層於Melinex ST505乾淨PET上而製 148438.doc -19· 201103597 備。製備一 4°/。重量比TFTN-ΡΙΜ氯苯溶液且由旋塗沈積溶 液至該經Ni塗覆PET至大約600 nm之一厚度。利用藉由1〇〇 g 1-曱氧基-2-丙醇稀釋之100 g原料奈米銀懸浮液（來自韓 國 Advanced Nanoproducts之DGP-40LT-15C，40重量 ％銀甲 醇溶液）將銀奈米微粒層沉積於TFTN-PIM層上。將銀懸浮 液旋轉塗覆於PIM層上。在沈積之後，在15〇攝氏度下加熱 該總體感測器構造1小時以燒結該等銀奈米微粒。當透過 該乾淨PET基板垂直觀察時該所得薄膜指示器具有一綠色 外觀。 匣裝配 一過;慮厘外殼係由乾淨苯乙稀（來自Chevron-Phillips之 K-Resin)模製。由Remay™紡黏聚酯（可購自Fiberweb 〇f London，United Kingdom)製成的一網格布係經，熔接於該外 殼底部中之適當位置。一光傳遞黏合劑（來自3m Company 之 3M Optically Clear Adhesive 8172)用於藉由在該 PET 與 該匣側壁之間製造一接合點而黏附該指示器至該外殼之該 透明内壁。接著剩餘過據匣體積由4 5 · 8 g活性碳吸附劑（來 自Kuraray Corp.並在12X20網格尺寸下之GG carb〇n)填充。 一匣入口罩蓋具有如圖1至圖3所示的一延伸部並使用一 快速成型ABS塑膠製成。亦由ReniayTM紡黏聚酯製成的一 第二網格布膠黏至該罩蓋的該内表面。接著該罩蓋-網格 布總成音速地熔接至該外殼’在製程中壓縮碳。該窗具有 大約5 mm之一厚度t、大約4·2 min之一直徑d、大約13.9 mm2之一表面積及大約5〇度之一可見錐角度θ。該 148438.doc •20· 201103597 所得的匣展現在任何曝光之前當透過該窗見到時呈現為綠 色之一 ESLI。當匣傾斜使得觀察者的視線超出角度0時看 不見該指示器。 本發明可採取各種修改及替代而不背離其精神及範圍。 因此，本發明並不限於上文所述但受下列申請專利範圍及 其任何均等物申闡述的限制所控制。 本發明亦可在不存在本文中未具體揭示的任何元件下合 適地實踐。 上文列舉的所有專利及專利申請案（包含在先前技術部 分中的此等專利及專利申請案）係以引用方式全文併入此 文獻中。此外，存在此併入文獻中的該揭示内容與上文說 明書之間之一衝突或矛盾時，將以上文說明書為準。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之一呼吸器1 〇之一透視圖。 圖2係根據本發明之一過濾g丨2之一透視圖。 圖3係沿著線3-3取得之圖2中顯示的該過濾匣12之一截 面圖。 圖4係圖1至圖3中顯示的該過濾匣丨2之一後視圖。 圖5係s亥外殼22及該罩蓋延伸部36之一放大截面圖。 圖6係一 ESLI 60之一截面圖。 【主要元件符號說明】 10 呼吸器 12 過濾匣 14 面罩主體 148438.doc •21· 201103597 16 扣帶 18 帶 20 帶扣 21 卡扣附接件 22 外殼 24 罩蓋 25 呼氣閥 26 側壁 28 第一周邊 30 第二周邊 32 空氣流通表面 34 固定凸緣 36 延伸部 37 片段 38 窗 39 不透明框架 40 使用到期指示器（ESLI) 41 部分 4Γ 部分 42 過遽材料 43 吸入口 44 氣室 45 第一主表面 46 底座 148438.doc -22- 第二主表面 出口 線 參考指示器 線 第一網格布 第二網格布 使用到期指示器（ESLI) 多孔偵測層 半反射層 反射層 可選用基板 •23·

Claims (1)

1. 201103597 七、申請專利範圍： 1. 一種過滤s ,其包括： (a) 一過濾材料； (b) —使用到期指示器（ESLI” 一匣外殼，該過濾材料及ESLI經安置於其中； (d)—窗，透過該窗可觀察該ESLI，該窗係經構形使得 該ESLI僅可在由20度至70度之一角度Θ界定的一錐内透 過該窗才可被看見。 2. 如請求項1之過濾昆，其中角度Θ係30度至60度。 3. 如請求項1之過濾匣，其中角度㊀係“度至55度。 4. 如明求項1之過濾匣，其中該窗為圓形並具有2爪爪至1〇 mm之一直徑。 5. 如請求項1之過濾匣，其中該窗為圓形並具有3 至$ mm之一直徑。 6. 如請求項1之過濾匣，其中該窗具有丨2爪爪至12爪爪之一 厚度t。 7. 如請求項1之過濾匣’其中該窗具有3 mm至6 mm之一厚 度t。 8. 如請求項1之過濾匣，其中該窗具有丨比6之一縱橫比。 9. 如睛求項1之過濾匣，其中該窗具有〇 5比3之一縱橫比。 1〇·如請求項1之過濾匣，其中該窗具有丨比丨5之一縱橫比。 11. 如請求項1之過濾匣’其中該窗具有大約3 mm2至i 〇〇 mm2之一表面積。 12. 如請求項1之過濾£，其中該窗具有大約7 〇11112至2〇 my 148438.doc 201103597 之一表面積。 13. 如請求項丨之過濾匣，其中該窗具有經定位繞著一窗玻 璃的一樞架。 14. 如請求項13之過遽g ’其中該匠外殼具有鄰近該窗且為 透明之一側壁。 15. 2請求項14之過濾匿，其中該窗具有第一窗玻璃及第二 窗玻璃，該第一窗玻璃經安置於該外殼側壁内且該第二 ®玻璃經安置於附接至該匣外殼之一罩蓋之一延伸部 中。 16. 如請求項15之過濾匣，其中經安置於該匣外殼側壁中之 5亥曲玻璃為流體不可穿透，且其中經安置於該罩蓋延伸 部中之該窗玻璃為流體可穿透。 17. 如請求項1之過濾匣’其中該窗包括經定位繞著一窗破 璃的一框架。 18. 種面罩主體’其經調適以至少配合於一人的鼻及口上 且包括可附接至其上之如請求項丨之一個或多個過濾 S。 19. 一種呼吸器，其包括如請求項18之該面罩主體。 20. —種呼吸器’其包括一面罩主體；附接至一面罩主體的 一扣帶；一個或多個過濾匣，其可附接至該面罩主體； 該等匣包括一外殼，一過濾材料及一 ESLI經安置於該外 殼内，該過濾材料經安置於其中之一外殼，該外殼具有 一側壁，該ESLI經並排配置抵靠在該側壁上，該外殼進 一步包含一罩蓋，空氣可在由該過濾材料過濾之前穿過 148438.doc -2- 201103597 該罩蓋，一窗經定位鄰近於該ESLI使得透過該窗可看見 該ESLI，該窗經調適以為一觀察者提供由20度至70度之 一角度Θ界定之一可見錐，該窗進一步具有0.5比3之一縱 橫比、1·2 mm至12 mm之一厚度及7 mm2至20 mm2之一 表面積。 148438.doc