个人呼吸防护装置的制造方法
个人呼吸防护装置的制造方法
【专利说明】个人呼吸防护装置
【背景技术】
[0001] 个人呼吸防护装置，也被称为呼吸器或面部面罩，用在各种需要保护人的呼吸系 统免受空气传播颗粒或有害气体或难闻气体侵害的应用中。一般来讲，此类呼吸器呈模制 的杯形诸如在US 4,827,924中所讨论的那些，或呈平折式形式诸如在EP 814 871中所讨论 的那些。
[0002] 模制的杯形面罩通常包括由内部支撑壳体和/或外部支撑壳体支撑的至少一层过 滤介质。围绕杯形的内边缘提供垫圈，W确保良好贴靠在佩戴者的面部上。垫圈通常由柔性 材料形成，使得其围绕佩戴者的面部特征结构进行模制，从而在面罩与佩戴者的面部之间 提供密封和良好的接合。此类呼吸器的贴合质量应当高，因为在使用中尽可能多的空气穿 过过滤介质而不是围绕呼吸器的边缘穿过是重要的。此类呼吸器也可设置有阀口 W有助于 呼吸。
[0003] 因此，垫圈本身是实现呼吸器的可再现的、可靠的贴合的关键因素。考虑到佩戴者 面部特征结构的变化，垫圈需要为足够柔性的并且尺寸相应地设定成围绕许多不同的轮廓 贴合。一个问题区域为围绕佩戴者鼻部的区域，其中呼吸器需要紧密且牢固地贴靠在皮肤 上，W确保呼吸器在使用期间的最小限度移动W及气密贴合。为了有助于贴合，呼吸器通常 设置有鼻夹，诸如金属带，该鼻夹设置在呼吸器的外表面上并且被设计成围绕佩戴者的鼻 部弯折，W将呼吸器保持在适当的位置。提供鼻夹的一种替代形式是使用在适当位置发泡 的垫圈，该垫圈填充围绕佩戴者鼻部边缘的间隙，因此提供改善的贴合。此类解决方案在 EPl 614 361中进行讨论，在其中围绕呼吸器的边缘模制橡胶状边缘卷边，其中可变形凸缘 被包括在鼻腔区域中。
[0004] 然而，随着鼻夹或其他垫圈的使用，仍可出现各种问题:第一，包括鼻夹可产生附 加的制造成本;第二，由于面部特征结构和尺寸在佩戴者群体中变化极大，所W鼻夹可使一 些佩戴者不舒服；W及第=，在垫圈与佩戴者皮肤之间没有此类紧密接触的情况下，不使用 鼻夹时实现的贴合通常较差。另外，在贴合不理想的情况下，还需要护目镜诸如安全护目镜 或处方护目镜来执行任务的佩戴者遇到附加的问题。例如，如果镜片的基座或框架碰撞到 呼吸器或垫圈的上边缘上，则可难W将安全眼镜佩戴在正确或舒服的位置中。即使佩戴在 正确的位置中，不良贴合的垫圈也促使潮湿的呼气逸出呼吸器并且在护目镜的框架或镜片 下方行进，从而导致护目镜起雾。
【发明内容】
[0005] 因此，可期望能够通过W与当前产品相比的最小限度的成本增加，或者理想地，W 较低的制造成本提供一种针对所有面部类型和尺寸提供最优贴合的垫圈来处理所有运些 问题。
[0006] 本发明旨在通过提供供佩戴者使用的个人呼吸防护装置来解决运些问题中的至 少一些，该个人呼吸防护装置包括:具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介 质形成呼吸器主体的至少一部分，所述垫圈位于周边处并且沿周边的长度的至少一部分延 伸，其中垫圈由柔性弹性体材料形成并且具有轮廓，该轮廓包括远离周边突出的脊部和设 置在脊部上的弯曲点，垫圈适于围绕该弯曲点弯曲。
[0007] 垫圈的柔性和轮廓线产生与佩戴者的面部特征结构容易且完全贴合的能适应的 结构。脊部使垫圈能够准确定位在鼻部和觀骨上，从而在使用期间防止空气向内泄露。通过 围绕单个点弯曲，垫圈的贴合得W优化。
[0008] 优选地，脊部设置有凹口，并且该凹口形成弯曲点。优选地，凹口适于容纳佩戴者 的鼻部。
[0009] 该装置还可包括头带部件W将个人呼吸装置固定于佩戴者，使得垫圈弯曲并且与 佩戴者的面部特征结构贴合。优选地，头带部件为能够调节的，使得当调节可调节的头带部 件时，垫圈弯曲并且与佩戴者的面部特征结构贴合。
[0010] 优选地，脊部为能够变形的，使得垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部和面颊 上。
[001 U 优选地，垫圈沿基本上整个周边延伸。
[0012] 优选地，垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部、面颊和下己上。
[0013] 优选地，脊部由弹性体材料厚度的局部增加而形成。优选地，弯曲点由弹性体材料 厚度的局部减少而形成。脊部优选地形成于垫圈的在使用期间接触佩戴者鼻部的区域中。
[0014] 轮廓可为大致V形的。
[001引优选地，垫圈包括热塑性弹性体(TPE)。垫圈可利用注射成型法制成。
[0016] 过滤介质可W为覆盖物的形式，并且呼吸器主体可包括内部杯形支撑件，并且过 滤介质叠置在内部杯形支撑件上。覆盖物和内部杯形支撑件可在呼吸器主体的周边处接 合。呼吸器主体可包括至少两个面板。
[0017] 优选地，垫圈沿呼吸器主体的整个周边延伸。
[0018] 优选地，该装置为免维护呼吸器装置。
[0019] 优选地，垫圈包括片状弹性体材料。
[0020] 垫圈可设置有适于容纳佩戴者鼻部和口部的孔。
【附图说明】
[0021] 现在将仅W举例的方式并参考附图来描述本发明，在附图中：
[0022] 图1为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的透视图；
[0023] 图2为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的侧视图；
[0024] 图3为指示多个横截面的垫圈的平面图；
[0025] 图4a为沿图3中的A-A '的横截面；
[0026] 图4b为沿图3中的B-B'的横截面；
[0027] 图4c为沿图3中的C-C'的横截面；
[0028] 图4d为沿图3中的D-D'的横截面；
[0029] 图4e为沿图3中的E-E'的横截面；
[0030] 图4f为沿图3中的F-F'的横截面；
[0031] 图4g为沿图3中的G-G '的横截面;并且
[0032] 图4h为沿图3中的H-H'的横截面。
【具体实施方式】
[0033] 为了在不使用鼻夹的情况下产生改善的贴合，并且为了避免由不良贴合造成的问 题，诸如护目镜的雾化，本发明采用了由柔性弹性体材料形成的具有轮廓的垫圈。垫圈附接 到个人呼吸装置的周边，并且沿周边的长度的至少一部分延伸。轮廓包括远离周边突出的 脊部和设置在脊部上的弯曲点，垫圈适于围绕该弯曲点弯曲。运种柔性使垫圈能够围绕佩 戴者的鼻部、面颊和下己变形，从而确保在沿垫圈的所有点处W及因此围绕其中该垫圈延 伸的装置的周边与皮肤接触。优选地，垫圈沿整个周边延伸，因此无论佩戴者的面部特征结 构的形状和尺寸如何均产生极其良好的贴合。
[0034] 图1为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的透视图。个人呼吸装置1大体为杯 形，其中吸气器主体2具有周边3，并且该个人呼吸装置包括内部杯形支撑件4和为外部覆盖 物5形式的过滤介质，过滤介质叠置在内部杯形支撑件4上，从而形成呼吸器主体2的至少一 部分。垫圈6在装置1的周边3处提供，并且在该实施例中围绕装置1的整个周边3延伸。垫圈6 由柔性弹性体材料形成。垫圈6具有轮廓，如成轮廓的区域所示，其中该轮廓包括远离周边3 突出的脊部7。轮廓为大致V形的。脊部7形成于垫圈6的在使用期间接触佩戴者鼻部的区域 中，并且由垫圈6的弹性体材料的厚度的局部增加而形成。垫圈6形成基本上为楠圆形状的 中屯、孔8,用于接收佩戴者的口鼻区域，使得垫圈6接触佩戴者的鼻部、面颊和下己。在使用 中垫圈6接触佩戴者鼻梁的最高点处，垫圈6设置有凹口 9。凹口 9适于容纳佩戴者的鼻部。弯 曲点10设置在脊部7上，与凹口 9的位置大体对应，使得凹口 9形成弯曲点10。弯曲点10由垫 圈6的弹性体材料厚度的局部减少而形成。垫圈6适于围绕该弯曲点10弯曲。
[0035] 提供头带部件Ila至IldW将装置1固定于佩戴者，使得垫圈6弯曲并且与佩戴者的 面部特征结构贴合。使用超声焊接将头带部件Ila至Ild在周边3处固定到装置1。如果需要， 可在周边3处提供附加唇缘，该附加唇缘围绕周边的至少一部分，优选地围绕周边的全部延 伸，从而形成头带部件Ila至Ild可附接到其上的基座。优选地，头带部件Ila至Ild使用超声 焊接被焊接到周边3,但可使用其他合适并且等效的技术。头带部件Ila至Ild为能够调节 的，使得当调节它们时，垫圈6弯曲并且与佩戴者的面部特征结构贴合。当可调节的头带部 件Ila至Ild拉紧时，垫圈6围绕弯曲点10朝向佩戴者的面部弯曲，从而牵拉凹口 9与鼻部接 触。头带部件Ila至Ild各自包括塑料带扣，一定长度的弹性材料穿过塑料带扣，并且可被牵 拉通过该塑料带扣W根据需要伸长和缩短。两个头带(未示出）连接两个带扣中的每个，所 述头带由弹性材料的宽度形成。带扣的结构防止在一个方向上的容易的移动，因此将弹性 材料紧紧保持在适当位置中。另选地，可使用不可调节的头带部件，诸如编织弹性带，其可 粘合、焊接或钉到周边3。
[0036] 在凹口 9处并且与凹口 9相邻的垫圈6的区域紧密接触佩戴者的鼻部和面颊，从而 产生良好的贴合。通过可变形的脊部7有助于上述过程，使得垫圈6基本上平坦地贴靠在佩 戴者的鼻部和面颊上。在该示例中，垫圈6基本上延伸整个周边3,使得垫圈6基本上平坦地 贴靠在佩戴者的鼻部、面颊和下己上。
[0037] 内部杯形支撑件4优选地由热 粘合聚醋非织造气流成网短纤维材料形成，但可任 选地为聚締控、聚碳酸醋、聚氨醋、纤维素或它们的纤维材料的组合。外部覆盖纤维网5优选 地由纺粘聚丙締双组分纤维非织造材料形成。可在外部覆盖纤维网5与内部杯形支撑件4之 间任选地提供内部覆盖纤维网（未示出），并且内部覆盖纤维网也优选地由纺粘聚丙締双组 分纤维非织造材料形成。内部杯形支撑件4、外部覆盖纤维网5和垫圈6在周边3处焊接在一 起。优选地使用超声焊接，然而，热焊接和其他焊接技术同样合适。尽管在本发明的该实施 例中使用了内部杯形支撑件，但可优选地使用不同类型的支撑件或者完全没有支撑件。例 如，可使用具有内部过滤层的外部杯形支撑件，从而形成呼吸器主体2。
[0038] 图2为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的侧视图。该图更详细地说明了轮 廓的形状。轮廓为大致V形的，其中"V"的顶点对应于脊部7。当头带部件Ila至Ild在箭头A、 A'的方向上拉紧时，垫圈6在弯曲点处向下弯曲，从而抵靠佩戴者的觀骨牵拉弯曲点10的任 一侧上的区域12a，12bW及凹口 9。垫圈6的位于周边3处与切口 9相对的部分抵靠佩戴者的 下己同时拉紧。运围绕装置1的整个周边3产生气密贴合。
[0039] 垫圈6由柔性弹性体材料，优选地为热塑性弹性体（TPE)形成。合适的材料包括 Evoprene'hG 967和G 953，运两者均可购自英国莱斯特郡梅尔顿莫布雷的莱斯特路工业 区BeIer路的AlphaGary有限公司，LEl30DG(AlphaGaiT Limited,BeIer Way ,Leicester Road Industrial Estate,Melton Mowbray,Leicestershire LE130DG,UK)。优选地，热塑 性弹性体材料利用注射成型法W产生垫圈6。两部分模具优选地从模具面部上的至少一个 注射点被压力填充，从而导致最终的垫圈6,最终垫圈6在表面上而不是在边缘上具有至少 一个注射点。注射到模具的面部上而不是注射到边缘中导致成品垫圈6的优异抗撕裂性和 机械强度。
[0040] 图3为指示多个横截面的垫圈的平面图。运些横截面更详细地示出轮廓和脊部7。 图3示出垫圈6的一半，并且应当理解，在未示出的一半上的轮廓线为在横截面A-A'至H-H' 中的轮廓线的镜像。图4a为沿图3中的A-A'的横截面，并且示出垫圈6在凹口9的区域和弯曲 点10处的厚度。尽管下面给出了标称厚度，但运些厚度应被理解为在由±0.2mm的制造公差 确定的范围内的优选值。另外，标称值和公差两者可随着用于制造垫圈6的TPE材料的等级 和组合物而改变。
[0041] 垫圈6在脊部7的区域中具有1.67mm的标称厚度，在周边3处具有0.80mm的标称厚 度，并且在垫圈6的其余部分处具有0.65mm的标称厚度。因此，脊部7通过弹性体材料的厚度 的局部增加而形成。图4b为沿图3中的B-B'的横截面，并且图4c为沿图3中的C-C'的横截面。 在此，垫圈6在脊部7处的标称厚度分别为2.04mm和1.73mm，从而指示弯曲点由弹性体材料 的厚度的局部减少而形成。形成脊部7的材料的厚度随着移动远离凹口 9而减小，如图4d (1.50mm)和图4e (1.14mm)所指出的那样。如图4巧日图4g所示，在脊部7在截面F-F '和G-G '处 朝向周边8成角度的情况下，厚度稍微增力日(分别为1.34mm和1.67mm)，其中垫圈6围绕口部 边缘接触佩戴者的飄骨。最后，如在图4h中的截面H-H'处所示，贴合在佩戴者下己上的垫圈 6的部分具有与远离脊部7和周边3的垫圈的其余部分相同的标称厚度，即0.65mm。尤其是从 图4b和图4c可W看到垫圈6的厚度变化如何允许其变形并且接触佩戴者的鼻部和面颊，但 在脊部7处保持足够的结构性W形成气密密封。与现有技术的装置不同，垫圈包括片状弹性 体材料，其中性能特征由材料的厚度和通过注射成型法制成的轮廓的变化确定。
[0042] 实例
[0043] ^定垫圈的有效性，进行了测量所述装置的总向内泄露率(TIL)的测试。该测试 是测试由于与佩戴者面部的不良密封所致的空气从外部环境到装置中的泄露的情况，并且 是装置的贴合质量的测量。针对FFP3类装置(过滤半面罩），在EN149: 2001+Al: 2009的条款 7.9.1中列出了关于总向内泄露率的性能要求。为测试总向内泄露率，测试受试者穿上该装 置并且相应地调整贴合W最佳贴合他们的面部特征结构，并且在佩戴该装置的同时在包含 颗粒悬浮物的大气中执行各种任务(面罩内部的盐浓度与面罩外部的盐浓度的比率， 表示KTIL通过在装置使用后存在于该装置内部的颗粒量来确定，作为围绕垫圈的泄露W 及与佩戴者面部的密封的测量。为满足EN149:2001+A1:2009的准则，使用具有各种面部尺 寸的一个测试小组的人，其中标准要求10个测试受试者中的仅4个测试受试者应超过5%的 最大允许TIL值，并且每个测试受试者的所有活动的平均TIL值不应超过2%。测试活动包 括:行走，左右移动头部，上下移动头部，讲话W及第二次行走。在所测试的10个受试者中， 没有人超过5 %最大值或2 %平均值，使得根据本发明的装置满足标准要求。
[0044]在W上实例中，装置1为杯形，其中垫圈6沿呼吸器主体2的整个周边3延伸。然而， 可期望在不是杯形的装置上包括垫圈。例如，呼吸器主体2可包括至少两个面板，因此形成 平折式呼吸器装置。在任一种情况下，装置1还可包括阀口 15。优选地，装置1为免维护呼吸 器装置。另选地，该装置可W为可重复使用的呼吸器。
【主权项】
1. 一种供佩戴者使用的个人呼吸防护装置，包括： 具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介质形成所述呼吸器主体的至少 一部分，所述垫圈位于所述周边处并且沿所述周边的长度的至少一部分延伸， 其中所述垫圈由柔性弹性体材料形成并且具有轮廓，所述轮廓包括远离所述周边突出 的脊部和设置在所述脊部上的弯曲点，所述垫圈适于围绕所述弯曲点弯曲。2. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部设置有凹口，并且所述凹口 形成所述弯曲点。3. 根据权利要求2所述的个人呼吸防护装置，其中所述凹口适于容纳佩戴者的鼻部。4. 根据权利要求1、2或3所述的个人呼吸防护装置，还包括头带部件以将所述个人呼吸 防护装置固定于佩戴者，使得所述垫圈弯曲并且与所述佩戴者的面部特征结构贴合。5. 根据权利要求4所述的个人呼吸防护装置，其中所述头带部件为能够调节的，使得当 调节所述可调节的头带部件时，所述垫圈弯曲并且与所述佩戴者的所述面部特征结构贴 合。6. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部为能够变形 的，使得所述垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部和面颊上。7. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈沿基本上整个 所述周边延伸。8. 根据权利要求7所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴 者的鼻部、面颊和下巴上。9. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部由弹性体材料的厚度的局 部增加而形成。10. 根据权利要求1或9所述的个人呼吸防护装置，其中所述弯曲点由弹性体材料的厚 度的局部减少而形成。11. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部形成于所述垫圈的在使用 期间接触佩戴者的鼻部的区域中。12. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述轮廓为大致V形的。13. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈包括热塑性 弹性体(TPE)。14. 根据权利要求13所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈利用注射成型法制成。15. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述过滤介质为覆盖 物的形式，并且所述呼吸器主体包括内部杯形支撑件，并且所述过滤介质叠置在所述内部 杯形支撑件上。16. 根据权利要求15所述的个人呼吸防护装置，其中所述覆盖物和所述内部杯形支撑 件在所述呼吸器主体的所述周边处接合。17. 根据权利要求1至14中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述呼吸器主体包括 至少两个面板。18. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈沿所述呼吸 器主体的整个所述周边延伸。19. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述个人呼吸防护装 置为免维护呼吸器装置。20. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈包括片状弹 性体材料。21. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈设置有适于 容纳佩戴者的鼻部和口部的孔。
【专利摘要】本发明涉及一种个人呼吸防护装置，具体地，此类装置包括具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介质形成呼吸器主体的至少一部分，所述垫圈位于周边处并且沿周边的长度的至少一部分延伸。
【IPC分类】A62B23/02, A41D13/11
【公开号】CN105492083
【申请号】CN201480045964
【发明人】加里·J·沃克
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月13日
【公告号】CA2921550A1, EP3036014A1, US20160193486, WO2015026593A1
【专利说明】个人呼吸防护装置
【背景技术】
[0001] 个人呼吸防护装置，也被称为呼吸器或面部面罩，用在各种需要保护人的呼吸系 统免受空气传播颗粒或有害气体或难闻气体侵害的应用中。一般来讲，此类呼吸器呈模制 的杯形诸如在US 4,827,924中所讨论的那些，或呈平折式形式诸如在EP 814 871中所讨论 的那些。
[0002] 模制的杯形面罩通常包括由内部支撑壳体和/或外部支撑壳体支撑的至少一层过 滤介质。围绕杯形的内边缘提供垫圈，W确保良好贴靠在佩戴者的面部上。垫圈通常由柔性 材料形成，使得其围绕佩戴者的面部特征结构进行模制，从而在面罩与佩戴者的面部之间 提供密封和良好的接合。此类呼吸器的贴合质量应当高，因为在使用中尽可能多的空气穿 过过滤介质而不是围绕呼吸器的边缘穿过是重要的。此类呼吸器也可设置有阀口 W有助于 呼吸。
[0003] 因此，垫圈本身是实现呼吸器的可再现的、可靠的贴合的关键因素。考虑到佩戴者 面部特征结构的变化，垫圈需要为足够柔性的并且尺寸相应地设定成围绕许多不同的轮廓 贴合。一个问题区域为围绕佩戴者鼻部的区域，其中呼吸器需要紧密且牢固地贴靠在皮肤 上，W确保呼吸器在使用期间的最小限度移动W及气密贴合。为了有助于贴合，呼吸器通常 设置有鼻夹，诸如金属带，该鼻夹设置在呼吸器的外表面上并且被设计成围绕佩戴者的鼻 部弯折，W将呼吸器保持在适当的位置。提供鼻夹的一种替代形式是使用在适当位置发泡 的垫圈，该垫圈填充围绕佩戴者鼻部边缘的间隙，因此提供改善的贴合。此类解决方案在 EPl 614 361中进行讨论，在其中围绕呼吸器的边缘模制橡胶状边缘卷边，其中可变形凸缘 被包括在鼻腔区域中。
[0004] 然而，随着鼻夹或其他垫圈的使用，仍可出现各种问题:第一，包括鼻夹可产生附 加的制造成本;第二，由于面部特征结构和尺寸在佩戴者群体中变化极大，所W鼻夹可使一 些佩戴者不舒服；W及第=，在垫圈与佩戴者皮肤之间没有此类紧密接触的情况下，不使用 鼻夹时实现的贴合通常较差。另外，在贴合不理想的情况下，还需要护目镜诸如安全护目镜 或处方护目镜来执行任务的佩戴者遇到附加的问题。例如，如果镜片的基座或框架碰撞到 呼吸器或垫圈的上边缘上，则可难W将安全眼镜佩戴在正确或舒服的位置中。即使佩戴在 正确的位置中，不良贴合的垫圈也促使潮湿的呼气逸出呼吸器并且在护目镜的框架或镜片 下方行进，从而导致护目镜起雾。
【发明内容】
[0005] 因此，可期望能够通过W与当前产品相比的最小限度的成本增加，或者理想地，W 较低的制造成本提供一种针对所有面部类型和尺寸提供最优贴合的垫圈来处理所有运些 问题。
[0006] 本发明旨在通过提供供佩戴者使用的个人呼吸防护装置来解决运些问题中的至 少一些，该个人呼吸防护装置包括:具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介 质形成呼吸器主体的至少一部分，所述垫圈位于周边处并且沿周边的长度的至少一部分延 伸，其中垫圈由柔性弹性体材料形成并且具有轮廓，该轮廓包括远离周边突出的脊部和设 置在脊部上的弯曲点，垫圈适于围绕该弯曲点弯曲。
[0007] 垫圈的柔性和轮廓线产生与佩戴者的面部特征结构容易且完全贴合的能适应的 结构。脊部使垫圈能够准确定位在鼻部和觀骨上，从而在使用期间防止空气向内泄露。通过 围绕单个点弯曲，垫圈的贴合得W优化。
[0008] 优选地，脊部设置有凹口，并且该凹口形成弯曲点。优选地，凹口适于容纳佩戴者 的鼻部。
[0009] 该装置还可包括头带部件W将个人呼吸装置固定于佩戴者，使得垫圈弯曲并且与 佩戴者的面部特征结构贴合。优选地，头带部件为能够调节的，使得当调节可调节的头带部 件时，垫圈弯曲并且与佩戴者的面部特征结构贴合。
[0010] 优选地，脊部为能够变形的，使得垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部和面颊 上。
[001 U 优选地，垫圈沿基本上整个周边延伸。
[0012] 优选地，垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部、面颊和下己上。
[0013] 优选地，脊部由弹性体材料厚度的局部增加而形成。优选地，弯曲点由弹性体材料 厚度的局部减少而形成。脊部优选地形成于垫圈的在使用期间接触佩戴者鼻部的区域中。
[0014] 轮廓可为大致V形的。
[001引优选地，垫圈包括热塑性弹性体(TPE)。垫圈可利用注射成型法制成。
[0016] 过滤介质可W为覆盖物的形式，并且呼吸器主体可包括内部杯形支撑件，并且过 滤介质叠置在内部杯形支撑件上。覆盖物和内部杯形支撑件可在呼吸器主体的周边处接 合。呼吸器主体可包括至少两个面板。
[0017] 优选地，垫圈沿呼吸器主体的整个周边延伸。
[0018] 优选地，该装置为免维护呼吸器装置。
[0019] 优选地，垫圈包括片状弹性体材料。
[0020] 垫圈可设置有适于容纳佩戴者鼻部和口部的孔。
【附图说明】
[0021] 现在将仅W举例的方式并参考附图来描述本发明，在附图中：
[0022] 图1为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的透视图；
[0023] 图2为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的侧视图；
[0024] 图3为指示多个横截面的垫圈的平面图；
[0025] 图4a为沿图3中的A-A '的横截面；
[0026] 图4b为沿图3中的B-B'的横截面；
[0027] 图4c为沿图3中的C-C'的横截面；
[0028] 图4d为沿图3中的D-D'的横截面；
[0029] 图4e为沿图3中的E-E'的横截面；
[0030] 图4f为沿图3中的F-F'的横截面；
[0031] 图4g为沿图3中的G-G '的横截面;并且
[0032] 图4h为沿图3中的H-H'的横截面。
【具体实施方式】
[0033] 为了在不使用鼻夹的情况下产生改善的贴合，并且为了避免由不良贴合造成的问 题，诸如护目镜的雾化，本发明采用了由柔性弹性体材料形成的具有轮廓的垫圈。垫圈附接 到个人呼吸装置的周边，并且沿周边的长度的至少一部分延伸。轮廓包括远离周边突出的 脊部和设置在脊部上的弯曲点，垫圈适于围绕该弯曲点弯曲。运种柔性使垫圈能够围绕佩 戴者的鼻部、面颊和下己变形，从而确保在沿垫圈的所有点处W及因此围绕其中该垫圈延 伸的装置的周边与皮肤接触。优选地，垫圈沿整个周边延伸，因此无论佩戴者的面部特征结 构的形状和尺寸如何均产生极其良好的贴合。
[0034] 图1为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的透视图。个人呼吸装置1大体为杯 形，其中吸气器主体2具有周边3，并且该个人呼吸装置包括内部杯形支撑件4和为外部覆盖 物5形式的过滤介质，过滤介质叠置在内部杯形支撑件4上，从而形成呼吸器主体2的至少一 部分。垫圈6在装置1的周边3处提供，并且在该实施例中围绕装置1的整个周边3延伸。垫圈6 由柔性弹性体材料形成。垫圈6具有轮廓，如成轮廓的区域所示，其中该轮廓包括远离周边3 突出的脊部7。轮廓为大致V形的。脊部7形成于垫圈6的在使用期间接触佩戴者鼻部的区域 中，并且由垫圈6的弹性体材料的厚度的局部增加而形成。垫圈6形成基本上为楠圆形状的 中屯、孔8,用于接收佩戴者的口鼻区域，使得垫圈6接触佩戴者的鼻部、面颊和下己。在使用 中垫圈6接触佩戴者鼻梁的最高点处，垫圈6设置有凹口 9。凹口 9适于容纳佩戴者的鼻部。弯 曲点10设置在脊部7上，与凹口 9的位置大体对应，使得凹口 9形成弯曲点10。弯曲点10由垫 圈6的弹性体材料厚度的局部减少而形成。垫圈6适于围绕该弯曲点10弯曲。
[0035] 提供头带部件Ila至IldW将装置1固定于佩戴者，使得垫圈6弯曲并且与佩戴者的 面部特征结构贴合。使用超声焊接将头带部件Ila至Ild在周边3处固定到装置1。如果需要， 可在周边3处提供附加唇缘，该附加唇缘围绕周边的至少一部分，优选地围绕周边的全部延 伸，从而形成头带部件Ila至Ild可附接到其上的基座。优选地，头带部件Ila至Ild使用超声 焊接被焊接到周边3,但可使用其他合适并且等效的技术。头带部件Ila至Ild为能够调节 的，使得当调节它们时，垫圈6弯曲并且与佩戴者的面部特征结构贴合。当可调节的头带部 件Ila至Ild拉紧时，垫圈6围绕弯曲点10朝向佩戴者的面部弯曲，从而牵拉凹口 9与鼻部接 触。头带部件Ila至Ild各自包括塑料带扣，一定长度的弹性材料穿过塑料带扣，并且可被牵 拉通过该塑料带扣W根据需要伸长和缩短。两个头带(未示出）连接两个带扣中的每个，所 述头带由弹性材料的宽度形成。带扣的结构防止在一个方向上的容易的移动，因此将弹性 材料紧紧保持在适当位置中。另选地，可使用不可调节的头带部件，诸如编织弹性带，其可 粘合、焊接或钉到周边3。
[0036] 在凹口 9处并且与凹口 9相邻的垫圈6的区域紧密接触佩戴者的鼻部和面颊，从而 产生良好的贴合。通过可变形的脊部7有助于上述过程，使得垫圈6基本上平坦地贴靠在佩 戴者的鼻部和面颊上。在该示例中，垫圈6基本上延伸整个周边3,使得垫圈6基本上平坦地 贴靠在佩戴者的鼻部、面颊和下己上。
[0037] 内部杯形支撑件4优选地由热 粘合聚醋非织造气流成网短纤维材料形成，但可任 选地为聚締控、聚碳酸醋、聚氨醋、纤维素或它们的纤维材料的组合。外部覆盖纤维网5优选 地由纺粘聚丙締双组分纤维非织造材料形成。可在外部覆盖纤维网5与内部杯形支撑件4之 间任选地提供内部覆盖纤维网（未示出），并且内部覆盖纤维网也优选地由纺粘聚丙締双组 分纤维非织造材料形成。内部杯形支撑件4、外部覆盖纤维网5和垫圈6在周边3处焊接在一 起。优选地使用超声焊接，然而，热焊接和其他焊接技术同样合适。尽管在本发明的该实施 例中使用了内部杯形支撑件，但可优选地使用不同类型的支撑件或者完全没有支撑件。例 如，可使用具有内部过滤层的外部杯形支撑件，从而形成呼吸器主体2。
[0038] 图2为根据本发明的包括垫圈的个人呼吸装置的侧视图。该图更详细地说明了轮 廓的形状。轮廓为大致V形的，其中"V"的顶点对应于脊部7。当头带部件Ila至Ild在箭头A、 A'的方向上拉紧时，垫圈6在弯曲点处向下弯曲，从而抵靠佩戴者的觀骨牵拉弯曲点10的任 一侧上的区域12a，12bW及凹口 9。垫圈6的位于周边3处与切口 9相对的部分抵靠佩戴者的 下己同时拉紧。运围绕装置1的整个周边3产生气密贴合。
[0039] 垫圈6由柔性弹性体材料，优选地为热塑性弹性体（TPE)形成。合适的材料包括 Evoprene'hG 967和G 953，运两者均可购自英国莱斯特郡梅尔顿莫布雷的莱斯特路工业 区BeIer路的AlphaGary有限公司，LEl30DG(AlphaGaiT Limited,BeIer Way ,Leicester Road Industrial Estate,Melton Mowbray,Leicestershire LE130DG,UK)。优选地，热塑 性弹性体材料利用注射成型法W产生垫圈6。两部分模具优选地从模具面部上的至少一个 注射点被压力填充，从而导致最终的垫圈6,最终垫圈6在表面上而不是在边缘上具有至少 一个注射点。注射到模具的面部上而不是注射到边缘中导致成品垫圈6的优异抗撕裂性和 机械强度。
[0040] 图3为指示多个横截面的垫圈的平面图。运些横截面更详细地示出轮廓和脊部7。 图3示出垫圈6的一半，并且应当理解，在未示出的一半上的轮廓线为在横截面A-A'至H-H' 中的轮廓线的镜像。图4a为沿图3中的A-A'的横截面，并且示出垫圈6在凹口9的区域和弯曲 点10处的厚度。尽管下面给出了标称厚度，但运些厚度应被理解为在由±0.2mm的制造公差 确定的范围内的优选值。另外，标称值和公差两者可随着用于制造垫圈6的TPE材料的等级 和组合物而改变。
[0041] 垫圈6在脊部7的区域中具有1.67mm的标称厚度，在周边3处具有0.80mm的标称厚 度，并且在垫圈6的其余部分处具有0.65mm的标称厚度。因此，脊部7通过弹性体材料的厚度 的局部增加而形成。图4b为沿图3中的B-B'的横截面，并且图4c为沿图3中的C-C'的横截面。 在此，垫圈6在脊部7处的标称厚度分别为2.04mm和1.73mm，从而指示弯曲点由弹性体材料 的厚度的局部减少而形成。形成脊部7的材料的厚度随着移动远离凹口 9而减小，如图4d (1.50mm)和图4e (1.14mm)所指出的那样。如图4巧日图4g所示，在脊部7在截面F-F '和G-G '处 朝向周边8成角度的情况下，厚度稍微增力日(分别为1.34mm和1.67mm)，其中垫圈6围绕口部 边缘接触佩戴者的飄骨。最后，如在图4h中的截面H-H'处所示，贴合在佩戴者下己上的垫圈 6的部分具有与远离脊部7和周边3的垫圈的其余部分相同的标称厚度，即0.65mm。尤其是从 图4b和图4c可W看到垫圈6的厚度变化如何允许其变形并且接触佩戴者的鼻部和面颊，但 在脊部7处保持足够的结构性W形成气密密封。与现有技术的装置不同，垫圈包括片状弹性 体材料，其中性能特征由材料的厚度和通过注射成型法制成的轮廓的变化确定。
[0042] 实例
[0043] ^定垫圈的有效性，进行了测量所述装置的总向内泄露率(TIL)的测试。该测试 是测试由于与佩戴者面部的不良密封所致的空气从外部环境到装置中的泄露的情况，并且 是装置的贴合质量的测量。针对FFP3类装置(过滤半面罩），在EN149: 2001+Al: 2009的条款 7.9.1中列出了关于总向内泄露率的性能要求。为测试总向内泄露率，测试受试者穿上该装 置并且相应地调整贴合W最佳贴合他们的面部特征结构，并且在佩戴该装置的同时在包含 颗粒悬浮物的大气中执行各种任务(面罩内部的盐浓度与面罩外部的盐浓度的比率， 表示KTIL通过在装置使用后存在于该装置内部的颗粒量来确定，作为围绕垫圈的泄露W 及与佩戴者面部的密封的测量。为满足EN149:2001+A1:2009的准则，使用具有各种面部尺 寸的一个测试小组的人，其中标准要求10个测试受试者中的仅4个测试受试者应超过5%的 最大允许TIL值，并且每个测试受试者的所有活动的平均TIL值不应超过2%。测试活动包 括:行走，左右移动头部，上下移动头部，讲话W及第二次行走。在所测试的10个受试者中， 没有人超过5 %最大值或2 %平均值，使得根据本发明的装置满足标准要求。
[0044]在W上实例中，装置1为杯形，其中垫圈6沿呼吸器主体2的整个周边3延伸。然而， 可期望在不是杯形的装置上包括垫圈。例如，呼吸器主体2可包括至少两个面板，因此形成 平折式呼吸器装置。在任一种情况下，装置1还可包括阀口 15。优选地，装置1为免维护呼吸 器装置。另选地，该装置可W为可重复使用的呼吸器。
【主权项】
1. 一种供佩戴者使用的个人呼吸防护装置，包括： 具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介质形成所述呼吸器主体的至少 一部分，所述垫圈位于所述周边处并且沿所述周边的长度的至少一部分延伸， 其中所述垫圈由柔性弹性体材料形成并且具有轮廓，所述轮廓包括远离所述周边突出 的脊部和设置在所述脊部上的弯曲点，所述垫圈适于围绕所述弯曲点弯曲。2. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部设置有凹口，并且所述凹口 形成所述弯曲点。3. 根据权利要求2所述的个人呼吸防护装置，其中所述凹口适于容纳佩戴者的鼻部。4. 根据权利要求1、2或3所述的个人呼吸防护装置，还包括头带部件以将所述个人呼吸 防护装置固定于佩戴者，使得所述垫圈弯曲并且与所述佩戴者的面部特征结构贴合。5. 根据权利要求4所述的个人呼吸防护装置，其中所述头带部件为能够调节的，使得当 调节所述可调节的头带部件时，所述垫圈弯曲并且与所述佩戴者的所述面部特征结构贴 合。6. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部为能够变形 的，使得所述垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴者的鼻部和面颊上。7. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈沿基本上整个 所述周边延伸。8. 根据权利要求7所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈基本上平坦地贴靠在佩戴 者的鼻部、面颊和下巴上。9. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部由弹性体材料的厚度的局 部增加而形成。10. 根据权利要求1或9所述的个人呼吸防护装置，其中所述弯曲点由弹性体材料的厚 度的局部减少而形成。11. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述脊部形成于所述垫圈的在使用 期间接触佩戴者的鼻部的区域中。12. 根据权利要求1所述的个人呼吸防护装置，其中所述轮廓为大致V形的。13. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈包括热塑性 弹性体(TPE)。14. 根据权利要求13所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈利用注射成型法制成。15. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述过滤介质为覆盖 物的形式，并且所述呼吸器主体包括内部杯形支撑件，并且所述过滤介质叠置在所述内部 杯形支撑件上。16. 根据权利要求15所述的个人呼吸防护装置，其中所述覆盖物和所述内部杯形支撑 件在所述呼吸器主体的所述周边处接合。17. 根据权利要求1至14中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述呼吸器主体包括 至少两个面板。18. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈沿所述呼吸 器主体的整个所述周边延伸。19. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述个人呼吸防护装 置为免维护呼吸器装置。20. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈包括片状弹 性体材料。21. 根据前述权利要求中任一项所述的个人呼吸防护装置，其中所述垫圈设置有适于 容纳佩戴者的鼻部和口部的孔。
【专利摘要】本发明涉及一种个人呼吸防护装置，具体地，此类装置包括具有周边的呼吸器主体、过滤介质和垫圈，所述过滤介质形成呼吸器主体的至少一部分，所述垫圈位于周边处并且沿周边的长度的至少一部分延伸。
【IPC分类】A62B23/02, A41D13/11
【公开号】CN105492083
【申请号】CN201480045964
【发明人】加里·J·沃克
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月13日
【公告号】CA2921550A1, EP3036014A1, US20160193486, WO2015026593A1
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