[0001] 本发明涉及免维护呼吸器，其具有固有地内置到面罩主体凹陷区域的防雾特性。

[0002] 免维护呼吸器(有时称为“过滤面罩”或“过滤面具”)以覆盖使用者呼吸通道的方式佩戴，以抑制杂质或污染物被佩戴者吸入。免维护呼吸器通常具有面罩主体和带具，并具有渗入到面罩主体本身中的过滤材料‑而不是具有可附接的滤筒或嵌件成型滤芯(参见如授予Braun的美国专利 4,790,306)，以从环境空气中移除污染物。

[0003] 为了确保污染物不会不透过滤介质而误入面罩内部，已经将免维护呼吸器设计成紧密贴合佩戴者的面部。常规的免维护呼吸器在面部和下巴上可以大部分地匹配人面部的轮廓。然而，在鼻部区域中有复杂的轮廓变化，这使得要实现紧密的贴合性更具有挑战性。未能实现紧密的贴合性可以让空气不经过滤介质而进入或退出呼吸器内部。在这种情况下，污染物可能进入佩戴者的呼吸道，并且其他人员或事物可能暴露于佩戴者呼出的污染物。佩戴者的眼镜还可能会变得模糊不清，这当然使佩戴者更难以看见，并对使用者和其他人员还产生不安全的情况。

[0004] 在免维护呼吸器上常常使用鼻夹，以抑制佩戴者的眼镜起雾。常规的鼻夹为延展性、线性铝带的形式。参见(例如)美国专利5,307,796、 4,600,002、3,603,315；还可参见英国专利申请GB 2,103,491 A。最近的产品使用“M”形展性金属带，以提高鼻部的贴合性，参见授予 Castiglione的美国专利5,558,089和Des.(外观设计专利)412,573，或弹簧支承和可变形的塑料，参见美国专利公布2007/0044803A1和专利申请 No.11/236,283。鼻部泡沫另外在面罩顶部段上正式使用，以提高贴合性并抑制眼镜起雾，参见美国专利申请No.11/553,082和No.11/459,949。虽然鼻夹和鼻部泡沫可以有助于紧密贴合覆盖佩戴者的鼻部，以排除眼镜起雾问题，但仍然存在佩戴者的眼镜可能由于透过面罩主体离开面罩内部的空气而起雾风险。也就是说，尽管面罩在鼻部区域中适当地贴合佩戴者的面部，但眼镜还是可以被在凹陷区域中强迫通过面罩主体的温暖、潮湿的呼出空气而起雾。

[0005] 因此，在研制免维护呼吸器的领域中的技术人员已采取其他措施，以排除由理应通过面罩主体从面罩内部吹出的空气造成的眼镜起雾。这些研制项目中的某些的实例在以下日本专利出版物中公开：2005‑13492、92‑ 39050、2003‑236000、2001‑161843、2001‑204833、2003‑236000、2005‑ 13492、2001‑161843、平9‑239050、以及在美国专利6,520,181中公开。在这些研制项目中(如上述鼻夹和鼻部泡沫特征物)，将额外物项添加到面罩主体的凹陷区域，以抑制呼出的空气通过呼吸器的这一部分。虽然现有技术处理了排除眼镜起雾的需要，但并没有以这样的方式完成，即利用现有面罩主体部件来解决这个问题。

[0006] 本发明提供一种新型免维护呼吸器，其包括：(a)带具；和(b)面罩主体，其包括凹陷区域和一次过滤区域，并且包括至少一个非织造纤维网。非织造纤维网包括过滤层，并且面罩主体凹陷区域使其固有结构具有改变，以显著增加在其整个上的压降。压降的增加是在没有对在凹陷区域中的面罩主体添加额外的材料或物项的条件下，通过对非织造纤维网的固有结构进行改变实现的。

[0007] 本发明与常规的免维护呼吸器的不同之处在于，它依赖于在面罩主体凹陷区域中的非织造纤维层中的至少一个的固有结构的改变，而不是在本区域中的面罩主体上添加其他材料或物项来完成防雾的目的。发明人发现，通过改变在凹陷区域中的面罩主体的固有结构，可能会发生气流阻力增加，这就促使空气透过一次过滤区域、而不是透过凹陷区域来退出面罩主体。当呼出的空气透过一次过滤区域退出面罩时，佩戴者的眼镜起雾的机会较少。

[0008] 在本发明的附图和具体实施方式中将更加全面地示出和描述本发明的这些优点及其他优点，其中相似的附图标记用来表示相似的部件。然而应该理解，附图和描述只是处于说明的目的，而不应理解为是对本发明范围的不当限制。

[0009] 术语表

[0010] 在本文中，下列术语将具有如所述的定义：

[0011] “改变固有结构”是指改变部件的布置和/或相互关系的基本性质或构型，如，网、纤维、原丝、或面罩主体中的股线，从一种形式改变成另一种形式，但不包括与在其周边处将面罩主体的各种层连接在一起有关的这种改变，或者说是改变层，以适应呼气阀、鼻部泡沫，或带具的附连；

[0012] “中心片”是指位于上片和下片之间的片；

[0013] “中心平面”是指平分正交于其横跨维度的面罩的平面；

[0014] “洁净空气”是指已滤除了污染物的一定体积的大气环境空气；

[0015] “包含”是指其在专利术语中的标准定义，是一个通常与“包括”、“具有”或“含有”的意义大致相同的无明确界限的术语。虽然“包括”、“含有”、“具有”、和“包含”及其变型形式均为常用的、无明确界限的术语，但本发明也可以适当地使用例如“大致由…组成”的较狭义的术语进行描述，其为半明确界限的术语之处在于它仅排除那些在服务其预期功能的性能方面应当具有有害影响的事物或元素；

[0016] “污染物”是指颗粒(包括粉尘、薄雾和烟雾)和/或通常不会被视为颗粒但可悬浮在空气(包括呼出气流中的气体)中的其他物质(如有机蒸气等)；

[0017] “横跨维度”为戴上呼吸器时横跨佩戴者鼻部延伸的维度；

[0018] “眼部区域”是指在佩戴呼吸器时在佩戴者的每一只眼睛下面存在的部分；

[0019] “过滤层”是指一个或多个材料层，该层适应用于从穿过它的气流移除污染物(例如颗粒)的主要目的；

[0020] “带具”表示辅助将面罩主体支承在佩戴者面部上的结构或零件组合；

[0021] “整体”表示它是整体的一部分，从而它不是其上所附的单独的一块；

[0022] “物项”是指制品或装置；

[0023] “分界线”是指折叠、接缝、焊接线、粘结线、缝合线、铰合线、和/ 或其任何组合；

[0024] “下片”是指当人们佩戴呼吸器时，在佩戴者下巴的下面延伸或与佩戴者下巴接触的片；

[0025] “面罩主体”是指透气的结构，其可以至少贴合覆盖人的鼻部和口部，并有助于限定与外部气体空间隔开的内部气体空间；

[0026] “材料”是指一种物质或物件；

[0027] “非织造纤维网”是指未编织在一起，但仍然可以加工在一起作为整体的纤维；

[0028] “鼻夹”是指适合在面罩主体上使用的机械装置(除鼻部泡沫之外)，用来改善至少佩戴者鼻部周围的密封性；

[0029] “鼻部泡沫”是指类似泡沫的材料，以适应在面罩主体内部上设置，以当佩戴呼吸器时提高佩戴者在鼻部上的贴合性和/或舒适性；

[0030] “鼻部区域”是指在佩戴呼吸器时覆盖人的鼻部的部分；

[0031] “周边”是指面罩主体的边缘；

[0032] “聚合物”表示包含以规则或不规则方式排列的重复化学单元的材料；

[0033] “聚合物的”和“塑料的”均是指材料主要包括一种或多种聚合物，并且也可以包含其他成分；

[0034] “一次过滤区域”是指呈现出较低压降并包含过滤层的面罩主体的一部分；

[0035] “呼吸器”是指由人佩戴的一种装置，以便在空气进入人的呼吸系统前对空气进行过滤；

[0036] “显著增加”是指增加是可测量的，并且超过测量误差；

[0037] “凹陷区域”是指佩戴呼吸器时的鼻部区域和面罩主体区域的位于佩戴者的眼睛和/或眼眶下方的部分，并且在下面参照图1、图4和图5进行进一步详细说明；以及[0038] “上片”是指当佩戴呼吸器时，延伸至覆盖鼻部区域和延伸至佩戴者的眼睛的下面的片。

[0039] 图1为根据本发明的免维护呼吸器10的透视图；

[0040] 图2为根据本发明的免维护呼吸器10的前视图；

[0041] 图3为根据本发明的面罩主体12的后视图；

[0042] 图4为根据本发明的面罩主体12的俯视图；

[0043] 图5为根据本发明的面罩主体12的右侧视图；

[0044] 图6为根据本发明示出的在人面部上的免维护呼吸器10的侧视图；

[0045] 图7为根据本发明示出的处于折叠状况的免维护呼吸器10的后视图；

[0046] 图8为沿图7的线条8‑8截取的免维护呼吸器10的横截面图；

[0047] 图9a及图9b示出从图8的区域9a及区域9b分别截取的中心片18和上片16的放大的横截面图；以及

[0048] 图10a‑10d示出可在根据本发明的面罩主体12的凹陷区域40中使用的各种焊接模式。

[0049] 在本发明的实践中，提供了在呼吸器构造方面的改进，这些改进有利于抑制呼吸器佩戴者的眼镜起雾。本发明的新式免维护呼吸器包括面罩主体，其适于贴合覆盖人的鼻部和口部。在面罩主体的凹陷区域中，各种层的固有结构被改变，以显著增加压降。在凹陷区域中的压降增加促使呼出物通过面罩主体的其他区域退出内部气体空间。由于呼出的空气通过凹陷区域的趋势较弱，在眼镜上形成的冷凝的呼出物可以相应减少。

[0050] 图1和图2示出平折呼吸器10的实例，其包括面罩主体12和带具 14。面罩主体12具有多个片，包括上片16、中心片18、和下片20。面罩主体12适于在面部接触周边21处接合佩戴者的面部。通常，可以具有面罩主体12的各种层通过焊接、粘结、粘合剂、缝合、或任何其他适当方式在周边21处被接合在一起。

[0051] 图3‑5特别示出面罩主体12及其多片的构造。中心片18由第一分界线24和第二分界线26与上片16和下片20分开。在面罩被平折以用于储存时，上片16和下片20每一个都可以朝着中心片18的背侧或内表面28 向内折叠，并且可以向外打开以放置在佩戴者的面部上(图6)。当面罩主体12被从其开口构型取为封闭构型(或反之亦然)时，上片16和下片 20分别在第一分界线24和第二分界线26的周围旋转。从这个意义上讲，第一分界线24和第二分界线26分别作为用于上片16和下片20的第一铰链(或轴)和第二铰链(或轴)起作用。面罩主体12也可以具有第一调整片30和第二调整片32，其提供用于固定带具14(其可以包括带子或弹性带34)的区域。这种调整片的一个实例在授予Henderson等人的美国专利 D449,377中示出。带子或带34被钩环固定、焊接、粘结、或以其他方式在每一个相对侧调整片30、
32处固定到面罩主体12，以在佩戴面罩时保持面罩主体12紧靠佩戴者的面部。可以采用超声焊接将带具紧固到面罩主体的压缩元件的实例在授予Castiglione的美国专利6,729,
332和 6,705,317中有所描述。也可以无需使用单独的附件元件，将带直接焊接到面罩主体，参见授予Xue等人的美国专利6,332,465。可能会使用的其他带具的实例在授予Brostrom等人的美国专利5,394,568、以及授予 Seppala等人的美国专利5,237,986、以及授予Brostrom等人的美国专利 EP 608684A中有所描述。上片16还可以包括鼻夹36，其可以包括延展性的金属(例如铝)带，该金属带仅通过手指压力便可适形，以使呼吸器适应到佩戴者在鼻部区域中的面部构型。合适的鼻夹36的实例在授予 Castiglione的美国专利5,
558,089和Des.(外观设计专利)412,573中示出并描述。其他的实例在美国专利公布2007/
0044803A1和专利申请 No.11/236,283中示出。为了提高在鼻部和在眼睛下方的贴合性，面罩主体可沿着在上片上的周边加以造形，如在与本文同日提交、名称为 Maintenance‑free Respirator that has Concave Portions on Opposing Sides of Mask Top Section(在面罩顶部段反向侧上具有凹型部分的免维护呼吸器)的共同待审的美国专利申请11/743,
734中所述。如图3所示，呼吸器10还可以包括鼻部泡沫38，其沿着上片16的内周边向内设置。鼻部泡沫38可在面罩主体的整个周长周围延伸，并且可包括佩戴面罩时接触佩戴者面部的热致变色贴合指示材料。来自面部接触的热量导致热致变色材料改变颜色，以允许佩戴者确定是否已经建立正确的贴合，参见授予Springett等人的美国专利5,617,749。合适的鼻部泡沫的实例在美国专利申请序列No.11/553,082和No.11/459,949中示出。面罩主体 
11在佩戴者的鼻部和口部周围形成封闭的空间，并且可以呈现与佩戴者的面部以间距关系存在的弯曲的、投影的形状。本发明的平折免维护呼吸器可根据在美国专利6,123,077、6,
484,722、6,536,434、6,568,392、 6,715,489、6,722,366、6,886,563、7,069,930、和授予Bostock等人的美国专利公布No.US2006/0180152A1和EP0814871B1中所述的工艺进行制造。本发明的平折免维护呼吸器还可以包括一个或多个调整片，其可以有助于将面罩主体从其折叠的状况打开，参见与本文同日提交、名称为 Maintenance‑Free Flat‑Fold Respirator That Includes A Graspable Tab(包括可抓式调整片的免维护平折呼吸器)的美国专利申请 11/743,723。

[0052] 虽然图中示出的面罩主体为平折免维护型，免维护呼吸器也可使用模制的面罩主体或可以各种其他形状和构型提供。其他面罩主体形状的实例在授予Kronzer等人的美国专利5,307,796、授予Chen的D448,472和 D443,927、授予Bowers的RE37,974、和授予Japuntich的4,827,924中示出。模制的面罩主体在授予Kronzer等人的美国专利7,131,442、授予 Springett等人的美国专利6,827,764、授予Angadjivand等人的美国专利 6,
923,182、授予Skov的美国专利4,850,347、授予Dyrud等人的美国专利4,807,619、和授予Breg的美国专利4,536,440中有所描述。模制的面罩主体通常包括模制的成型层，以用于支承过滤层。

[0053] 图1‑7每一个示出位于上片16上的凹陷区域40。如图所示，上片16 已使其固有结构在凹陷区域40中得到改变。固有结构改变可以通过(例如)粘接或焊接面罩主体结构实现。在一个实施例中，点焊42的预期图案可以被放置在凹陷区域40中并贯穿凹陷区域40。点焊42可以延长通过组成上片16的各种层。也就是说，该焊接可以引起组成上片16的各个层和纤维成为熔凝在一起。凡是各个层和纤维被熔凝在一起的点处，空气通过具有面罩主体12的非织造纤维网和/或其他材料的机会较少。作为对固有结构进行这种改变的结果，在面罩主体12的凹陷区域40中的压降增加，并优选变成大于在整个一次过滤区域44的压降。在凹陷区域中的压降通常可以从约 10％增加到约100％。由于呼出的空气遵循阻力最小的通道，它将有更大的倾向通过在一次过滤区域44处的面罩主体12，而不是通过凹陷区域40。因此，佩戴者的眼镜从内部气体空间传递到外部气体空间的呼出物造成的变成起雾的机会较少。点焊42的预期图案可通过(例如)超声焊接和/或任何其他合适的技术(例如，粘结剂粘结)以用于将各个层熔凝或接合在一起来实现。

[0054] 图1、图4和图5进一步示出面罩主体的凹陷区域40及其特定的范围。在凹陷区域的限定中，首先定位鼻部区域的顶点45。凹陷区域的外末端的定位方法是：通过沿着面罩主体12的周边21，在顶点45的每一侧上移动9cm，直到点47被定位。因此，如果线丝被放在周边21上，使得它伴随周边直到达到点47，该线丝在点45的每一侧上的长度应当为9cm，得出总长度为18cm。另外，第四点49沿着平分面罩主体的线条远离周边21 有5cm。该凹陷区域为位于周边21和连接点47和点49的直线之间的面罩主体的表面积。可以被固有地改变的区域可以包括约1％至100％的凹陷区域的总表面积，通常约2％至50％的凹陷区域的总表面积，更通常约6％至10％的凹陷区域的总表面积。对凹陷区域的固有结构的改变并不需要完全在横跨维度中的整个凹陷区域延伸，但优选在鼻部区域的大部分、并且优选至少部分地在佩戴者眼睛中的每一个的下方(眼部区域)延伸。可能仅需要改变凹陷区域的部分，以实现压降的显著增加。另外可以超出凹陷区域面罩主体的固有结构进行改变，尽管这样可能不是所需的，因为这将减少可用于过滤的表面积并可能增加在整个面罩主体上的总压降。

[0055] 图8为示出处于折叠状况的面罩主体的剖视图。如图所示，顶部末端底片16和20可以在粘结、接缝、和/或折叠线24和26的周围朝中心片 18的内表面28折叠。可以进一步将下片20在其自身上折叠，从而可以很容易地抓握它以用于打开的目的。片中的每一个在结构方面都可以是不同的，如以下参照放大区域9a及放大区域9b所述。

[0056] 如图9a及图9b所示，面罩主体可以具有多个层，包括内覆盖纤维网 46、加强层48、过滤层50、和外覆盖纤维网52。在片的周边处，使用各种技术，包括粘结剂粘结和超声焊接，可以将层结合在一起。合适的周边粘结图案的实例在授予Henderson等人的美国专利D416,323中示出。这些各种层以及它们可以如何构造的说明在以下示出。

[0057] 图10a至图10d示出可以设置到凹陷区域上的不同的图案。该图案可以焊接到面罩主体的凹陷区域中，并可以具有相同或不同尺寸的一系列重复点焊、商标或一系列重复商标。该图案另外可能是相对于平分面罩主体的平面的对称设计。

[0058] 加强层

[0059] 在面罩片中的一个或多个中可任选地包括面罩主体。顾名思义，加强层的目的是相对于面罩主体的其他片或部分增加片的硬度。加强层可以帮助支承面罩主体离开佩戴者的面部。加强层可以位于片的任何组合中，但优选位于面罩主体的中心片中。向面罩主体的中心给予支承有助于防止其收缩到使用者的鼻部和口部上，同时使顶片和底片保持相对适形，以有助于密封到佩戴者的面部。加强层可以设置在片的分层结构内的任何点处，并且最通常为设置在外覆盖纤维网上或靠近外覆盖纤维网。

[0060] 加强层可由任何数量的基于纤维网的材料形成。这些材料可以包括由任何数量的通常可用的聚合物(包括聚丙烯、聚乙烯等等)制成的类似开孔网片的结构。加强层另外可衍生自再次由聚丙烯或聚乙烯制成的基于纺粘结网的材料。加强层的显著特性是其硬度相对于面罩主体内的其他层为更大。

[0061] 过滤层

[0062] 在发明的面罩主体中使用的过滤层可为颗粒捕集或气体和蒸气型过滤层。过滤层另外可以包括防止液体从过滤层的一侧转移到另一侧的阻挡层，以防止(例如)液体气溶胶或液体飞溅渗透过滤层。类似或相异过滤器类型的多层另外可以用来根据某些应用构造本发明的过滤层。在本发明的分层面罩主体中有力地利用的过滤器一般来讲具有低压降(例如在13.8 厘米每秒的面速度下小于约20mm H2O至30mm H2O)，以最小化面罩佩戴者的呼吸工作量。另外，过滤层为柔性的和具有足够的抗剪强度，从而它们在预期使用条件下不会剥离。一般来说，抗剪强度要么小于粘合剂层的抗剪强度、要么小于成形层的抗剪强度。颗粒捕集过滤器的实例包括一个或多个细小无机纤维(例如玻璃纤维)网或聚合物型合成纤维网。合成纤维网可以包括由例如熔吹的处理制成的驻极体充电的聚合物型微纤维。聚烯烃微纤维由被驻极体充电的聚丙烯形成，从而得到某些实用性以用于颗粒捕集应用。过滤层另外可以具有用于从呼吸空气中移除危害性或有味气体的吸附剂组分。吸附剂可以包括在过滤层中由粘接剂、粘合剂、或纤维结构界定的粉末或颗粒，参见授予Braun的美国专利3,971,373。吸附剂层可通过涂布基底(例如纤维或网状泡沫)形成，以形成薄的连贯层。经过或没有经过化学处理的吸附剂材料(例如活性炭)、多孔氧化铝‑二氧化硅催化剂基底、和氧化铝是在本发明应用中有用的吸附剂的实例。

[0063] 过滤层通常经过选择以实现所需的过滤效果，并且一般来讲，从由其穿过的气流中移除高比例的颗粒或其他污染物。对于纤维过滤层而言，选择的纤维取决于要过滤的物质种类，并且通常经过选择，从而它们在模铸过程中不会被粘合在一起。如所指出的那样，过滤层可以有各种形状和形式。它的厚度通常为约0.2毫米至1厘米、更通常为约0.3毫米至0.5厘米，并且它可能是与成形或加强层共同扩张的平面网，或者它可能是相对于成形层具有膨胀表面积的波纹网，参见(例如)授予Braun等人的美国专利5,804,295和5,656,368。过滤层还可以包括由粘合剂组分接合在一起的多层过滤介质。已知用于形成直接模制的呼吸面罩的过滤层的大致任何合适的材料，都可以用于面罩过滤材料。熔吹纤维网，例如在Wente、 Van A.的Superfine Thermoplastic Fibers，48 Indus.Engn.Chem. (超细热塑性纤维，48工业与工程化学)，第1342页及后续页等等 (1956年)中所述，特别是以永久带电(驻极体)的形式存在时是特别可用的(参见(例如)授予Kubik等人的美国专利No.4,215,
682)。这些熔吹纤维可以是有效直径小于约20微米(mm)的微纤维(称为“吹塑微纤维”，简称BMF)，通常约1m至12mm。有效纤维直径可以根据Davies， C.N.的The Separation Of Airborne Dust Particles，Institution Of Mechanical Engineers，London，Proceedings 1B，1952(气载尘粒的分离，机械工程师学会，伦敦，第1B项，1952年)确定。特别优选的是包含由聚丙烯、聚(4‑甲基‑1‑戊烯)、或它们的组合形成的纤维的BMF网。如在van Turnhout的美国专利Re.31,285中所教导，带电荷的原纤化薄膜纤维也可以为合适的，以及松香‑羊毛纤维网和玻璃纤维网或溶液吹塑网、或静电喷涂纤维网，特别是以微缩胶卷的形式。如在以下美国专利中所公开的，通过使纤维与水接触，可将电荷赋予给纤维：授予Eitzman等人的6,824,718、授予Angadjivand等人的6,783,574、授予Insley等人的6,743,
464、授予Eitzman等人的6,454,986和6,406,657、以及授予 Angadjivand等人的6,375,886和5,496,507。如在授予Klasse等人的美国专利4,588,537中所公开的通过电晕充电、或如在授予Brown的美国专利4,798,850中所公开的通过摩擦充电，另外可以将电荷赋予给纤维。另外，纤维中可以包括添加剂，以提高通过液压充电过程制备的网的过滤性能(参见授予Rousseau等人的美国专利5,908,598)。特别是氟原子可以设置在过滤层中的纤维表面处，以提高油性雾环境中年的过滤性能，参见授予Jones等人的美国专利6,398,847 B1、6,
397,458 B1、以及 6,409,806 B1。用于驻极体BMF过滤层的通常的基重为约15克每平方米至 100克每平方米。当根据(例如)’507专利中所述的技术进行充电时，基重可以分别为约
2 2 2 2
20g/m至40g/m以及约10g/m至30g/m。

[0064] 覆盖纤维网

[0065] 可以使用内覆盖纤维网，从而得到接触佩戴者的面部的平滑表面，并且可以使用外覆盖纤维网，以收集外成形层中的松散纤维或获得美观效果。覆盖纤维网通常不会为面罩主体提供任何大量的形状保持。为了获得适当的舒适度，内覆盖纤维网通常具有比较轻2 2
的基重，并且由比较细的纤维组成。更具体地讲，覆盖纤维网具有约5g/m 至50g/m (通常
2 2
10g/m 至 30g/m)的基重，并且纤维小于3.5纤度(通常小于2纤度、更通常小于1 纤度)。在覆盖纤维网中使用的纤维通常具有大约5微米至24微米的平均纤维直径，通常约7微米至18微米，更通常约8微米至12微米。

[0066] 覆盖纤维网材料可以在由其形成面罩主体的模制工序中适用，并且就此而言，有利地具有一定程度的弹性(通常(但不是实质上)在断裂处为 100％至200％)，或为可塑性变形的。

[0067] 适用于覆盖纤维网的材料可以包括吹塑微纤维(BMF)材料，特别是聚烯烃BMF材料，例如聚丙烯BMF材料(包括聚丙烯共混物而且包括聚丙烯和聚乙烯共混物)。用于生产覆盖纤维网的BMF材料的合适的工艺在授予 Sabee等人的美国专利4,013,816中有所描述。可以通过收集平滑表面 (通常是平滑表面处理的筒)上的纤维来形成纤维网。

[0068] 通常的覆盖纤维网可以由聚丙烯或含有50重量％或更多聚丙烯的聚丙烯/聚烯烃共混物制成。已发现这些材料向佩戴者提供高度的柔软性和舒适性，而且当过滤材料是聚丙烯BMF材料时，在模铸操作之后保持固定到过滤材料，而在层之间不需要粘合剂。用于覆2 2
盖纤维网的通常的材料是聚烯烃BMF材料，其具有约15克每平方米(g/m)至35g/m ，以及约
0.1纤度至 3.5纤度，并且由类似于在’816专利中所述的工艺制备。在覆盖纤维网中适用的聚烯烃材料可以包括(例如)单个聚丙烯、两种聚丙烯共混物、聚丙烯和聚乙烯共混物、聚丙烯和聚(4‑甲基‑1‑戊烯)共混物、和/或聚丙烯和聚丁烯共混物。用于覆盖纤维网的纤维的一个实例是由得自Exxon Corporation的聚丙烯树脂“Escorene 3505G ”制成的聚丙烯
2
BMF，并且具有约25g/m的基重和在0.2至3.1范围内的纤度(在100根纤维上测量的平均值约0.8)。另一种合适的纤维是聚丙烯/聚乙烯BMF(由另外得自 Exxon Corporation的包括
85％的树脂的“Escorene 3505G”和15％的乙烯 /α‑烯烃共聚物“Exact 4023”的混合物制
2
成)，其具有25g/m 的基重和约0.8的平均纤度。其它合适的材料可以包括可以商品名“Corosoft Plus 20”、“Corosoft Classic 20”和“Corovin PP‑S‑14”得自Corovin GmbH(Peine，Germany)的纺粘材料，以及可以商品名“370/15”得自J.W. Suominen OY(Nakila，Finland)的梳理成网的聚丙烯/粘胶纤维材料。

[0069] 本发明中所使用的覆盖纤维网在处理之后通常具有很少的从表面突出的纤维，因此具有平滑的外表面。在本发明中可以使用的覆盖纤维网的实例在(例如)授予Angadjivand的美国专利6,041,782、授予Bostock等人的美国专利6,123,077以及授予Bostock等人的WO 96/28216A中公开。

[0070] 成形层

[0071] 如果面罩本主体呈现模制的杯成形构型、而不是图示的平折构型的话，面罩主体可以具有支承在其内侧或外侧上的过滤层的成形层。与第一成形层具有相同的一般形状的第二成形层也可在过滤层的每一侧上使用。成形层的功能主要是为了保持面罩主体的形状和支承过滤层。虽然外成形层也可起到用于吸入面罩的空气的粗略的初始过滤器的功能，但呼吸器的主要过滤作用由过滤介质提供。

[0072] 成形层可以由至少一个纤维材料层形成，其可以使用热能模制成所需的形状，并当冷却时保持其形状。形状保持通常通过致使纤维在其之间的接触点处相互粘结(例如通过融合或焊接)来实现。用于制备直接模制的呼吸面罩的形状保持层的任何合适的材料可以用来形成面罩外壳，包括 (例如)合成原料纤维的混合物，优选卷曲的、和双组分短纤维。双组分纤维为包括两个或更多个不同区域的纤维材料、通常不同区域的聚合物材料的纤维。通常的双组分纤维包括粘结剂组分和结构组分。粘结剂组分允许形状保持外壳的纤维在被加热和被冷却时在纤维交叉点处被粘合在一起。在加热期间，粘结剂组分流动与邻近的纤维接触。形状保持层可由纤维混合物制成，其包括可以在(例如)0/100重量％至约75/
25重量％的范围内的短纤维和双组分纤维。通常，材料包括至少50重量％的双组分纤维，以产生更大数量的交叉粘合点，这些交叉粘合点又增加外壳的弹性和形状保持能力。

[0073] 可以在成形层中使用的合适的双组分纤维包括(例如)并列型构型、同心皮芯型构型、和椭圆皮芯型构型。一种合适的双组分纤维为可以商品名“KOSA T254”(12纤度、38mm长度)得自Kosa(Charlotte，North Carolina，U.S.A.)的聚酯双组分纤维，其可以与(例如)可以商品名“T259”(3纤度、38mm长度)得自Kosa的聚酯短纤维以及另外可能与 (例如)可以商品名“T295”(15纤度、32mm长度)得自Kosa的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维联合使用。一般来讲，双组分纤维还可以包括同心皮芯型构型，同心皮芯型构型具有结晶PET的芯，结晶PET的芯被间苯二酸酯和对苯二酸酯基单体形成的聚合物的外皮所包围。后一种聚合物在低于芯材料的温度下为可加热软化的。聚酯的优点在于它可有助于面罩的回弹力，并且可吸收比其他纤维更少的水分。

[0074] 成形层另外可在没有双组分纤维的条件下制备。例如，可热流动的聚酯纤维可与短纤维、优选卷曲的纤维一起包括在成形层中，从而在加热纤维网材料时，粘结剂纤维可熔融并流到纤维交点，其在纤维交点处形成整体，在粘结剂材料冷却时，在交点处产生粘结。聚合物型网片或绞合线网另外可代替可热粘合的纤维使用。该型结构的实例在授予Skov的美国专利 4,850,347中有所描述。

[0075] 当纤维网作为用于形状保持外壳的材料使用时，该纤维网可在“Rando Webber”气流成网机(可得自Rando Machine Corporation(Macedon， New York))或粗梳机上便利地进行制备。该纤维网可由双组分纤维或适用于这种设备的其他常规长度的短纤维形成。要2
获得具有所需的回弹力和形状保持能力的形状保持层，该层通常具有至少约100g/m的基
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重，但较低基重是可以的。较重的基重(例如大约150g/m或大于200g/m)可以提供更大的抗
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变形能力。与这些最小基重一起，成形层在面罩的整个中心区域通常具有约0.2g/cm的最大密度。通常，成形层的厚度为约0.3毫米(mm)至 2.0mm，更通常约0.4mm至0.8mm。使用成形层的模制的免维护呼吸器在授予Kronzer等人的美国专利7,131,442、授予Angadjivand等人的 6,293,182、授予Skov的4,850,347、授予Dyrud等人的4,807,619、和授予Berg的4,
536,440中有所描述。

[0076] 模制的免维护呼吸器另外可以在不使用单独的成形层以支承过滤层的条件下进行制备。在这些呼吸器中，过滤层另外起到成形层的作用，参见授予Springett等人的美国专利6,827,764和授予Krueger等人的美国专利6,057,256。

[0077] 呼吸器另外可以包括允许使用者容易呼出移置空气的任选的呼气阀。在呼气期间呈现格外低压降的呼气阀在以下美国专利中有所描述：授予 Martin等人的7,188,622、7,028,689、和7,013,895；授予Japuntich等人的7,117,868、6,854,463、6,843,248、和5,325,
892；和授予Mittelstadt等人的6,883,518。可以通过多种手段(包括声波焊接、粘结剂粘结、机械夹持等等)将呼气阀优选固定到中心片、优选靠近中心片的中间‑参见(例如)授予Curran等人的美国专利7,069,931、 7,007,695、6,959,709、和6,604,524以及授予Williams等人的美国专利 EP1,030,721。

[0078] 压降测定

[0079] 测定的目的是测量免维护呼吸器面罩主体的改变的凹陷和未改变的凹陷区域、以及改变的凹陷区域和一次过滤区域之间的压降差。

[0080] 为了测量这些压降差，从凹陷区域和一次过滤区域均采集直径为40mm 的圆形样本。使用冲切工具切割这些圆形样本。

[0081] 为了进行压降测量，使用连接到模拟各种流量的气流钻机的机械夹头将直径为40mm的圆形样本独立地固定在气动载荷下。该气流钻机在 EN149：2001第7.16节(呼吸阻力测定方法)中有详细描述。

[0082] 被测量的样本被设置在夹头中并被夹紧到那里。在样本的每一侧上布置封闭的气隙。第一空域具有用于接纳空气流的输入端，第二领空具有与周围空域连接的退出管以允许空气逸出。探针位于材料的每一侧上以测量压力。通过使用连接到探针的数字压力计来确定压差(压降)。

[0083] 空气在25升/分钟(1pm)的流量下被供应到第一空域。

[0084] 选择以下实例仅为进一步地说明本发明的特征、优点、及其它细节。然而，应当明确理解的是，尽管这些实例用于此目的，但其具体成分和用量以及其他条件和细节不应被理解为是对本发明的范围的不当限制。

[0085] 实例

[0086] 实例1：

[0087] 修改可得自3M公司(St.Paul，Minnesota)的3M的9322型免维护呼吸器，以在凹陷区域中产生类似图1‑7所示的粘结图案。该呼吸器具有约 4，750平方毫米的凹陷总面积。粘结图案按如下方法产生：

[0088] 粘结图案是利用具有图案化的砧的超声焊接横向进给压机进行处理。凹陷区域的片的构型位于整个图案化的砧上，并使用六个定位销固定就位。然后，启动横向进给压机，并降低焊头以在砧和焊头之间压实凹陷区域的片。以这种方式将粘结图案应用到凹陷区域。焊接周期通过将焊接时间设置为400毫秒(ms)来控制，以优化在凹陷区域中所得的粘结图案。通过超声焊接改变可用来被粘合的总凹陷区域的百分之三(3％)的固有结构。

[0089] 实例2‑3：

[0090] 按照上述实例1中所述方式制备这些实例，但增加被实际焊接的总面积的百分比，使得实例2以可用总表面积的5％被焊接，并且实例3以这个面积的9％被焊接。

[0091] 实例1C：

[0092] 使用未经修改的3M的9322型呼吸器。

[0093] 对实例1‑3和实例1C进行上述压降测定。结果在下表1中示出。

[0094] 表1

[0095]

[0096] 表1示出的数据表明，当面罩主体的固有结构在那里被改变时，在整个凹陷区域上的压降增加。实例1C(未修改的凹陷区域)示出14.9mmH2O 的压降度数。该值随粘结图案覆盖面积的增加而增加。在实例3中，在整个凹陷区域的压降增加到凹陷区域的压降大于一次过滤区域的压降的程度。压降增加促使呼出的空气通过一次过滤区域，因此可以减少眼镜镜片的起雾量。

[0097] 在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对其进行各种修改和更改。因此，应当理解，本发明并不应受限于上述方案，但其应受在权利要求书及其任何等同物中提及的限制的约束。

[0098] 另外应当理解，本发明可以在不存在本文未具体描述的任何元件的情况下适当地实施。

[0099] 以上引用的所有专利和专利申请，包括在发明背景技术部分中的那些专利和专利申请，均以引用的方式全文并入本文。当本文件和以引用的方式并入的文件之间存在冲突时，将以本文件中的说明为准。