專利名稱：平面折疊的個人呼吸保護裝置的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及個人呼吸保護裝置，它能夠在儲存時折疊成平面，而在使用時形成一個在使用者嘴巴和鼻子之上的氣室。
背景技術(shù)：
個人呼吸保護裝置(也可叫做過濾呼吸器或面罩)有廣泛的用途，以便保護使用者的呼吸系統(tǒng)不受懸浮在空氣里的微?；蛴憛挼?、有害的氣體的侵害。面罩通常被設(shè)計成可佩戴在鼻子和嘴巴上，以便防止使用者受到懸浮在空氣里的令人討厭的東西的侵害。一般來說，這些類型的面罩包括兩種基本型式----模制的杯子形狀或平面折疊的形狀。
傳統(tǒng)的平面折疊形狀的面罩通常由織物組合而成，該織物是矩形的，并包括至少一個與使用者的嘴巴平行的褶。這種結(jié)構(gòu)可具有變硬的元件，以便使面罩不與使用者的臉部接觸。也可通過在層壓結(jié)構(gòu)上熔合一橫跨面罩寬度的褶、或通過提供一橫跨面罩寬度的接縫來提供所謂的變硬。在許多用途里，特別希望提供這種具有“平面”形狀的面罩，以便在使用該面罩前能方便地進行儲存。這種平面折疊形狀具有許多優(yōu)點，其中之一是能方便地儲存在使用者的口袋里。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，平面形狀的面罩可以非常接近地與使用者的臉部相配合，也就是說，面罩內(nèi)表面的大部分可與使用者的臉部接觸。這樣，平面面罩在使用時可是溫暖的但并不舒服，特別是長時間使用面罩時更是如此。此外，面罩的內(nèi)表面可能與使用者的嘴巴接觸，這樣，面罩常常是潮濕的和被摩擦。當(dāng)這種情況發(fā)生時，來自內(nèi)表面的摩擦材料可能刺激使用者。
杯子形的面罩通常是模制的面罩，在使用時在臉部上面形成一氣室，由此克服與平面折疊的面罩有關(guān)的某些不舒服。然而，模制的杯子形面罩不可能容易地折疊成平面和方便地進行儲存。
美國專利第3,971,369號(Aspelind等人)公開了一種不是模制的、杯子形外科手術(shù)面罩。該專利講到，由于該面罩不是模制的，因此面罩本體部分的邊緣不是剛性的，從而與使用者臉部的形狀相配合。然而，該面罩在制造上是復(fù)雜的，而由此形成的結(jié)構(gòu)是打褶的，并在面罩的前面具有重疊的材料。
國際申請第WO 96/28217號介紹了一種平面折疊的個人呼吸保護裝置。在該申請里，講到該裝置包括一平的中間部分、一通過折疊線、接縫、焊接或粘合與中間部分連接的平的第一部件，以及一通過折疊線、接縫、焊接或粘合與中間部分連接的第二部件。它還講到，該裝置可以折疊成平面，以便儲存，其中第一和第二部件的至少一部分面對面地與中間部分的共同表面接觸，而在使用時，它能夠在使用者的鼻子和嘴巴上形成一杯子形的氣室。
個人呼吸保護裝置或面罩被要求可以平面折疊，并且還能提供良好的呼吸密封和與使用者相配合。還要求面罩具有簡單的結(jié)構(gòu)，從而可以相對容易和低成本地制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供一種個人呼吸保護裝置，該裝置包括一不打褶的主體。較佳的是，該主體包括一第一部分；一通過第一分界線區(qū)別于第一部分的第二部分；一通過第二分界線區(qū)別于第二部分的第三部分；以及一延伸通過第一部分、第二部分和第三部分的對開折痕；其中，該裝置可沿著對開折痕折疊成第一基本平面折疊的形狀，并可打開形成一凸起打開形狀。
該裝置包括過濾介質(zhì)和一覆蓋層。較佳的是，該裝置包括一至少在第二部分里的變硬層。在一較佳實施例里，該裝置包括一在第一和第二部分之間的焊接線，它將過濾介質(zhì)、覆蓋層、以及較佳的是將變硬層粘結(jié)在一起。在一個更佳的實施例里，該裝置包括在第二部分和第三部分之間的第二焊接線，它將各層粘結(jié)在一起。
按照本發(fā)明的裝置較佳的是具有自第二部分開始、以約110度至約175度角延伸的第一部分，這是當(dāng)該裝置被折疊成基本平面折疊形狀時、從延伸通過第二部分的對開折痕至延伸通過第一部分的對開折痕測量得到的。
按照本發(fā)明的裝置較佳的是具有自第二部分開始、以約100度至約165度角延伸的第三部分，這是當(dāng)該裝置被折疊成基本平面折疊形狀時、從延伸通過第二部分的對開折痕至延伸通過第三部分的對開折痕測量得到的。
按照本發(fā)明的另一方面，介紹一利用相同尺寸的、預(yù)制的坯料制造不同尺寸的個人呼吸保護裝置的工藝。該工藝包括沿對開軸線折疊預(yù)制的坯料，以形成具有對開折疊線的預(yù)制件，并在第一部分上、相對對開的折疊線以第一所需角度切割該預(yù)制件，其中，第一所需角度取決于該裝置所需的尺寸和配合情況。裝置的尺寸和配合情況還可進一步通過在一相對對開折疊線的部分上、以第二所需角度切割預(yù)制件來調(diào)整。
按照本發(fā)明的裝置還可包括一可選擇的部件，諸如一面部護罩、一面部密封件、一頸部護罩、以及它們的組合。
較有利的是，按照本發(fā)明的平面折疊的面罩在其邊緣處、以一銳角與使用者的最少量臉部接觸，從而在使用者鼻子和嘴巴的上方形成一凸起的或杯子形的區(qū)域，由此提高佩戴的舒適性，并使面罩的周邊與使用者的臉部最大限度地接觸。
按照本發(fā)明的工藝適合于高速制造方法，并可包括額外需要的步驟，如固定頭帶、耳朵圈、鼻夾、以及其它傳統(tǒng)的呼吸保護裝置零部件。


圖1是本發(fā)明的個人呼吸保護裝置在平面折疊狀態(tài)時的側(cè)視圖；圖2是圖1中的個人呼吸保護裝置在打開準(zhǔn)備使用時的前視圖；圖3是用來制造平面折疊的個人呼吸保護裝置的一示范性工藝的示意圖；圖4a-4c是利用圖3中的示范性制造工藝制造的單個預(yù)制件進行組裝工藝的示意圖；圖5是沿圖4a中的單個預(yù)制件的5-5線的剖視圖；圖6是用來在按照本發(fā)明的裝置中形成焊接線的砧座的示意圖；以及圖7是用來在制造按照本發(fā)明的裝置的工藝中形成預(yù)制件的砧座的示意圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的一個實施例里，個人呼吸保護裝置10較佳的是可成為如圖1所示的平面折疊形狀。該裝置較佳的是沿著從第一部分34延伸到第三部分36的線18對半折疊，以便在使用前或在使用者口袋里時能夠放置在包裝袋里。在圖1中，顯示了個人呼吸保護裝置10在折疊狀態(tài)時的一半或側(cè)視圖。較佳的是，該裝置包括主體12、第一部分34、第二部分38和第三部分36。這些部分可是互相分離的，但較佳的是，第一部分34、第二部分38和第三部分36一體形成單一的主體12。按照本發(fā)明的裝置還包括固定件，它們可以是耳朵固定件26或一頭帶(未畫出)。
對于本發(fā)明來說，下面的術(shù)語將具有如下所述的含義“凸起打開形狀”意味著該裝置使用時的形狀，即其主體基本上脫離使用者的面部，但其邊緣仍與面部密封接觸，以便提供一個在使用者鼻子和嘴巴之上的氣室。
“分界線”意味著在主體上的一條預(yù)定的線，它使主體12的各部分34、36和38互相隔開。分界線形成轉(zhuǎn)動軸線，以便部分34、36和38中的一個或幾個至少部分環(huán)繞著該分界線轉(zhuǎn)動。分界線可以或不必延伸至主體12的全部長度或?qū)挾?。分界線的例子包括折疊線、粘合線、焊接線或接縫。
“褶”意味著一個折疊，其中，裝置的材料本身被對折，且至少有一次象手風(fēng)琴那樣的折疊。
“焊接線”可以是或不是一條分界線。
如下面將要詳細介紹的，主體12較佳的是包括多層，以便可以作為過濾器過濾掉懸浮在空氣里的有害微粒，防止使用者受環(huán)境刺激，以及當(dāng)使用者在較冷氣候進行呼吸時溫暖進入的空氣。按照本發(fā)明的呼吸保護裝置包括第一分界線A和第二分界線B，由此形成在它們之間的第二部分38。這些分界線提供了兩條橫向延伸的轉(zhuǎn)動軸線，以便第一部分34環(huán)繞著分界線A移動和第三部分36環(huán)繞著第二分界線B移動。也就是說，這些分界線具有類似鉸鏈的功能，即在使用時使第一和第三部分能相對第二部分移動，并給第二部分提供結(jié)構(gòu)完整性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該裝置環(huán)繞著使用者的鼻子和下巴時，這些分界線可改善裝置的柔軟性和舒適性。在一個較佳實施例里，個人呼吸保護裝置包括多層結(jié)構(gòu)。在這個實施例里，分界線可防止該多層分層，這樣，在使用時內(nèi)層不會凹陷。較佳的是，分界線是焊接線，因為焊接線可提供良好的結(jié)構(gòu)完整性并防止凹陷。
分界線可由各種適合于形成轉(zhuǎn)動軸線的技術(shù)形成。較適當(dāng)?shù)募夹g(shù)包括焊接(例如超聲波焊接)、施加壓力(使用或不使用加熱)、使用粘結(jié)帶、縫合等等。但應(yīng)該知道，分界線可以是基本連續(xù)的、不連續(xù)的、筆直的、彎曲的、以及它們的一種組合，只要該分界線能提供使第一部分34環(huán)繞著分界線A轉(zhuǎn)動的軸線和使第三部分36環(huán)繞著第二分界線B轉(zhuǎn)動的軸線。
在一個較佳實施例里，至少一條分界線是一焊接線，最好兩條分界線都是焊接線。較佳的是，該分界線不包括和不是褶的一部分。
一對開折痕18較佳的是包括第一折痕14、第二折痕14’和第三折痕14”。一從第一折痕14延伸至第三折痕14”的邊緣密封件16限定了該裝置的形狀。折痕14和14”較佳的是由焊接線形成的，如下面將要介紹的，這樣可以是筆直的或彎曲的，但較佳的是如圖所示那樣基本是直的。然而，折痕也可以通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它方法、如縫合形成。提供耳朵固定件26是為了將該裝置固定在使用者臉部的適當(dāng)位置上，通常固定件26環(huán)繞著使用者的耳朵固定。其它的固定件、諸如頭帶也可以用來將按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置固定在使用者頭部的適當(dāng)位置上。
圖2所示的個人呼吸保護裝置10(其中相同的零件使用與圖1中相同的標(biāo)號)處于準(zhǔn)備使用的凸起對開形狀，它具有杯子或錢袋的大致形狀，從而給使用者提供杯子狀的呼吸保護裝置所具有的離開面部的優(yōu)點。該形狀允許使用者大幅度地移動下巴并使使用者感到舒服，因為該裝置基本上不與使用者面部的嘴巴區(qū)域接觸。按照本發(fā)明，這種形狀較佳的是在沒有沿主體12水平延伸的褶的情況下實現(xiàn)。更正確地說，按照本發(fā)明的裝置較佳的是包括一從裝置的第一部分向第三部分延伸的對開折痕，其中，該裝置基本上被劃分成第一半爿和第二半爿。除了對開折痕，實現(xiàn)裝置的平面折疊不再需要其它的折疊線。
較佳的是，中心部分38與第一部分34和第三部分36相比較少貼合。在按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置里包括較少貼合的中心部分有利于維持凸起對開形狀，從而在使用時具有離開面部的優(yōu)點。
通過改變折痕14和14”的形狀和角度可改變本發(fā)明的個人呼吸保護裝置10的形狀和大小。折痕14和14”可是筆直的到彎曲的，如果想使使用者的臉部感到非常舒服，較佳的是基本筆直的。折痕14和14”較佳的是分別與焊接線形成，從而從沿著第二折痕14’的第一起點44和第二起點46分別形成第一角40和第二角42。較佳的是，由第二折痕14’至第一折痕14形成和測得的第一角40約110度至約175度，最好是約140度至約155度。較佳的是，由第二折痕14’至第三折痕14”形成和測得的第二角42約100度至約165度，最好是約135度至約150度。通過改變折痕14和14”的形狀，呼吸保護裝置對臉部的舒適性可方便地實現(xiàn)，從而可適合于不同的臉部尺寸。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，通過改變自第二折痕14’起的第一角40和第二角42的角度，第一折痕14和第三折痕14”的長度也將相應(yīng)地改變。然而，較佳的是，第一折痕14和第三折痕14”一般在約40mm至約80mm的長度范圍內(nèi)改變，其中，第一折痕和第三折痕不一定具有相同的長度。
在上述情況下，按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置通常具有約90mm至約160mm的在凸起打開形狀下的高度(從第一部分的外側(cè)邊緣到第二部分的外側(cè)邊緣)，較佳的是從約100mm至約150mm，最好是從約110mm至約140mm。在呼吸保護裝置10的分界線A、A’和B、B’之間的第二部分38的高度較佳的是從約30mm至約100mm，更佳的是從約35mm至約75mm，最好是從約45mm至約65mm。此外，按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置在凸起打開形狀下一般具有約110mm至約190mm的寬度(從右邊緣密封件的外側(cè)邊緣至左邊緣密封件的距離)，較佳的是約130mm至約170mm，最好是約140mm至約160mm。
如上面簡要說明的，按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置較佳的是包括具有至少一外層和一過濾層的多層結(jié)構(gòu)。還可包括一附加的變硬層。過濾層包括至少放置在裝置的中心部分里的介質(zhì)或材料。該過濾層可是若干機織物和無紡材料、一層或多層、具有或不具有內(nèi)側(cè)或外側(cè)覆蓋層。如上所述，中心部分形成于從對開折痕橫向延伸的分界線之間。適當(dāng)?shù)倪^濾材料的例子包括微纖維網(wǎng)、原纖化薄膜網(wǎng)、機織物或無紡材料網(wǎng)(例如，氣流或已梳短纖維)、溶液吹制纖維網(wǎng)、或它們的組合。用來形成這種網(wǎng)的纖維可包括聚烯烴、諸如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-1-戊烯)和它們的摻和物，鹵素取代了的聚烯烴、諸如含有一個或幾個氯乙烯單元、或四氟乙烯單元的聚烯烴，也可以是含有丙烯腈單元的聚烯烴，聚酯，聚碳酸酯，聚氨基甲酸乙酯，樹脂-羊毛，玻璃，纖維素或它們的組合。
過濾層的纖維是按照需要過濾的微粒的類型進行選擇的。纖維的適當(dāng)選擇也可能影響呼吸保護裝置對使用者的舒適性，例如提供柔軟性或控制水分。用于本發(fā)明的熔噴法微纖維網(wǎng)可按照下面所述的準(zhǔn)備，例如Wente，Van A.的“超細熱塑纖維”(工業(yè)工程化學(xué)48，1342卷以及下列等等，1956年)，以及1954年5月25日公開的海軍研究實驗室的第4364號報告、由Van A.Wente等人署名的“超細有機纖維的制造”。用于本發(fā)明的過濾介質(zhì)的熔噴法微纖維較佳的是具有從3至30微米的有效纖維直徑，最好是7至15微米，這是按照Davies，C.N.設(shè)定的方法計算的，見機械工程協(xié)會(倫敦)1952年的科研報告集1B的“氣載粉粒的分離”。
短纖維也可出現(xiàn)在過濾層里。卷曲的、膨脹的短纖維的存在可提供比只有熔噴法微纖維的網(wǎng)更好的彈性和較低的密度。較佳的是，在介質(zhì)里具有不超過百分之九十重量的短纖維，最好不超過百分之七十的重量。這種網(wǎng)含有美國專利第4,118,531號(Hauser)公開的短纖維。
在過濾層里或一層或幾層其它過濾介質(zhì)里也可使用雙組分短纖維。雙組分短纖維通常具有一比芯子部分熔點低的外層，通過加熱該層可用該雙組分短纖維在纖維交點處形成粘結(jié)在一起的、有彈性的成形層，這樣，雙組分短纖維的外層流動并與相鄰的纖維、或是雙組分的或是其它的短纖維接觸。成形層也可以添加加熱時可流動的聚酯之類的粘合用纖維，它們與短纖維混在一起，在對成形層加熱時，粘合用纖維熔融并流向纖維交點處，它們在那里環(huán)繞著纖維交點。經(jīng)過冷卻，在纖維交點處的粘合加強，并使纖維團形成想要的形狀。此外，諸如丙烯酸乳膠或粉末狀的、加熱后能活化的粘合樹脂之類的粘合用材料也可用于這種網(wǎng)，以便使纖維粘合。
帶電纖維、諸如美國專利第4,215,682號(Kubik等人)、美國專利第4,588,537(Klasse等人)所公開的、或通過極化或?qū)﹄娊橘|(zhì)充電等其它傳統(tǒng)方法、例如美國專利第4,375,718號(Wadsworth等人)、或美國專利第4,592,815號(Nakao)的工藝獲得的、或通過美國專利第5,496,815號(Angadjivand等人)所述的氫化充電方法獲得的帶電纖維特別適用于本發(fā)明。美國專利第RE.31,285號(van Turnhout)所述的帶電的原纖化薄膜纖維也可使用。
吸附劑微粒材料(諸如活性炭或氧化鋁)和/或吸附劑纖維(例如活性炭纖維)也可包含在過濾層里。這種載有微粒的網(wǎng)、在例如美國專利第3,971,373號(Braun)、美國專利第4,100,324號(Anderson)和美國專利第4,429,001號里也有介紹。具有載有微粒的過濾層的防護罩特別有利于防止氣態(tài)物質(zhì)。如上所述，本發(fā)明的用來過濾氣載微粒的呼吸保護裝置必須在至少一部分里包含過濾層。較佳的是，在按照本發(fā)明的整個呼吸保護裝置里都保護過濾層。
按照本發(fā)明的個人呼吸保護裝置可包括至少一種這里所述的可選擇地使用的構(gòu)件。例如，第一部分可包括一種能提供濕氣屏障的材料，以防止使使用者的眼鏡模糊。
此外，本發(fā)明的個人呼吸保護裝置通常利用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的構(gòu)件、諸如帶子、較佳的是耳朵圈和/或頭帶佩戴在使用者的臉部。例如，耳朵圈可如圖1和2所示的那樣釘在呼吸保護裝置的主體上，或者也可利用諸如壓花、粘合、超聲波焊接、縫合、或本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的其它方式粘結(jié)在呼吸保護裝置的主體上。按照本發(fā)明，個人呼吸保護裝置較佳的是具有一定程度的可調(diào)性，以便在使用或不使用頭帶時調(diào)整對使用者臉部的拉緊力。
用于本發(fā)明的帶子可由熱塑性彈性體、有彈力的聚氨基甲酸乙酯、聚二戊二烯、丁烯—苯乙烯共聚物等制成。它的一個例子是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物，它可從美國得克薩斯州的Shell Chemical Co.買到，其商品名稱是KRATOND 1101。帶子也可由彈性橡膠或包覆彈性紗制成，它可從美國特拉華州的Dupont Co.買到，其商品名稱是LYCRA。還可作為本發(fā)明中的帶子是由有活性的、彈性體的合成材料形成的伸長帶。這種材料的一個例子是非粘性的、多層彈性體的層制品，它具有至少一彈性體芯子和至少一相對無彈性的外層。該外層在超過它的彈性極限前可伸長并隨芯子松弛，從而形成一顯微結(jié)構(gòu)的外層。顯微結(jié)構(gòu)的意思是，由于產(chǎn)生比形成顯微結(jié)構(gòu)前的合成物的不透明性的更強的不透明性，其表面包含有山頂和山谷等凹凸不平或折痕，它們大到足以用肉眼看到，而該凹凸不平小到足以使人的皮膚感受到光滑和柔軟。要看到顯微結(jié)構(gòu)的組織的細節(jié)就需要擴大該凹凸不平。美國專利第5,501,679號(Krueger)公開了這種彈性體合成物的例子。
雖然彈性帶是較佳的，但無彈性帶也可用于本發(fā)明并包括(例如)由濕法成網(wǎng)或干法成網(wǎng)工藝形成的無紡材料，該無紡材料包括人造絲、聚酯或類似的纖維、聚丙烯、聚乙烯或聚酯等列入表中的紡粘網(wǎng)、以及增強的紙。帶子可系住、扣住或伸長，從而使帶子環(huán)繞著使用者的頭，使面罩與使用者的臉部密封接觸。
呼吸保護裝置還可包括一可選擇的呼氣閥，通常是一隔膜閥，它允許使用者方便地呼氣。美國專利第5,325,892號(Japuntich等人)公開了這樣一種用于面罩的呼氣閥，它在呼氣時只有非常低的壓力降。許多其它結(jié)構(gòu)的呼氣閥對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是眾所周知的。呼氣閥較佳的是通過超聲波焊接、粘合、機械夾固等方法固定在中心部分上，最好靠近中心部分的中間。呼吸保護裝置還可有選擇地具有一固定在呼吸保護裝置的上邊緣或外側(cè)部分上的面部護罩。例如，美國專利第2,762,368號(Bloomfield)和美國專利第4,944,294號(Borek，Jr.)公開了幾種傳統(tǒng)的面部護罩。也可使用美國專利第5,020,533號(Hubbard等人)公開的面部護罩，它在護罩中心附近有一缺口，以便有助于與呼吸保護裝置的配合，并用在裝置頂部邊緣處的深色的帶子保護使用者的臉部，以減少閃耀。
此外，還可在本發(fā)明的呼吸保護裝置上有選擇地使用將裝置和臉部之間的泄漏減至最低的面部密封件。例如，美國專利第4,600,002號(Maryyanek等人)、第4,688,566號(Boyce)和第4,827,924號(Japuntich)公開了幾種典型的面部密封件，它們講到在呼吸保護裝置75上有一個柔軟的彈性體材料制造的環(huán)。
另外，本發(fā)明的呼吸保護裝置還可使用頸部護罩，例如，用來防止頸部區(qū)域接觸飛濺的液體。美國專利第4,825,878號(Kuntz等人)、第5,322,061號(Brunson)和美國外觀設(shè)計專利第Des.347,090號(Brunson)公開了幾種典型的頸部護罩。
為了能提供舒適性和適應(yīng)性，任何個人呼吸保護裝置可包括兩片狀的鼻夾。在涉及鼻夾時所使用的“兩片狀”這個術(shù)語涉及這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，呼吸保護裝置或面罩包括在呼吸保護裝置右側(cè)的第一鼻夾部分和在呼吸保護裝置左側(cè)的第二鼻夾部分，當(dāng)該裝置戴在使用者臉上時，該兩部分不橫跨鼻子連接在一起。較有利的是，兩片狀鼻夾將減少形成“山頂”狀結(jié)構(gòu)的可能性。在通常的、包含單片鼻夾面罩里，由于單片鼻夾需要彎曲以適合鼻梁的彎曲程度，在鼻子上可能形成尖銳的凹口或“山頂”。這種凹口或山頂是不希望出現(xiàn)的，因為使用者呼出的潮濕氣息將使使用者的眼鏡模糊。任何呼吸保護裝置可包括兩片狀的鼻夾，以改善與使用者鼻子的適應(yīng)性，這種鼻夾可從明尼蘇達州的3M公司買到，其商標(biāo)是8210TM，8210ITM，8246TM，8247TM，1860TM，8110STM，8218TM和2610TM。
較有利的是，兩片狀鼻夾適應(yīng)鼻子任一側(cè)的頰部區(qū)域，同時也非常適應(yīng)鼻梁的形狀，因為它沒有覆蓋在鼻梁上的剛性鼻夾部分。這樣，當(dāng)呼吸保護裝置包括兩片狀的鼻夾時，可獲得相對鼻子的改進的適應(yīng)性。此外，可簡化包括兩片狀鼻夾的呼吸保護裝置的制造。例如，可在加工過程的任一處，包括在折疊該裝置前，將兩片狀的鼻夾固定在呼吸保護裝置。而在傳統(tǒng)的制造工藝中，單片狀的鼻夾通常在折疊該裝置時固定上去，從而使單片狀的鼻夾可能固定在折痕的任一側(cè)上或就在折痕上。由于鼻夾可包含在一條基本垂直線的任一側(cè)的兩部分，因此在制造過程的任一處，兩片狀的鼻夾可固定在基本平的預(yù)制件上(下面介紹)。例如，兩片狀的鼻夾可固定在覆蓋層的表面，從而可將兩片狀的鼻夾裝入該裝置(從而使使用者看不到鼻夾)或安裝在該裝置的外側(cè)表面上。
在本發(fā)明的呼吸保護裝置里使用的鼻夾可包括單片狀鼻夾或兩片狀鼻夾。在任何一個實施例里，鼻夾可用可成形的材料、例如易彎折的極軟的金屬帶、諸如鋁或涂塑金屬絲制造，并可加工成形，以適合與使用者的臉配合的裝置。此外，沿著使用者鼻梁上方延伸的非線性鼻夾具有彎曲，它沿夾子部分設(shè)置，從而提供有助于使面罩與鼻子及頰部區(qū)域良好配合的翅形部分。鼻夾可通過粘結(jié)劑、諸如壓敏粘結(jié)劑、液體熱熔粘結(jié)劑、或超聲波焊接固定在呼吸保護裝置上。此外，鼻夾可裝入呼吸保護裝置的本體里，或者也可安裝在裝置本體和一織物或泡沫之間，從而機械地或通過粘合將其固定。在諸如圖2所示的本發(fā)明的一個實施例里，鼻夾位于鼻子部分的外側(cè)上。由于鼻子部分比中心部分更貼合，因此按照本發(fā)明的呼吸保護裝置較佳的是不需要使用泡沫片。如果包括了，泡沫片一般設(shè)置在與鼻夾對齊的一呼吸保護裝置之間，以便給使用者提供附加的舒適性。
本發(fā)明的個人呼吸保護裝置可通過任何標(biāo)準(zhǔn)方法消毒，諸如使用伽瑪射線，暴露在環(huán)氧乙烷下，或高壓滅菌。
諸如圖1所示的平面折疊的呼吸保護裝置較佳的是用單片制成，當(dāng)然，也可利用這里所述的各種技術(shù)、諸如批量生產(chǎn)(例如，通過插入焊接)或連續(xù)生產(chǎn)(例如，轉(zhuǎn)動焊接)等，將多片互相固定而制成。在任一種加工過程中，平面折疊的呼吸保護裝置較佳的是通過粘結(jié)和切割外側(cè)成形邊緣而形成基本平的多層結(jié)構(gòu)進行生產(chǎn)。也可利用其它的技術(shù)來形成邊緣，所使用的其它技術(shù)包括超聲波焊接、縫合、以及施加壓力以形成邊緣(使用或不使用附加的熱量)。
按照本發(fā)明，基本平的預(yù)制件可具有任何形狀。
如圖3所示，基本平的預(yù)制件136具有菱形形狀，雖然其它的形狀(例如五邊形的、六邊形的、半圓形的、正方形的、蝴蝶形的等等)也同樣是合適的。按照本發(fā)明的工藝還包括在預(yù)制件里形成至少一條分界線；沿著基本對開的軸線折疊該預(yù)制件；以及形成第一角和第二角。
圖3是用來制造圖1所示的平面折疊的呼吸保護裝置的一種制造工藝120的示意圖。一內(nèi)側(cè)覆蓋網(wǎng)124和過濾層126較佳的是以卷筒形式提供，以便進行基本連續(xù)的制造工藝。在另一實施例里，鼻夾24(例如，上面所述的兩片狀鼻夾)可位于內(nèi)側(cè)覆蓋網(wǎng)124或外側(cè)覆蓋網(wǎng)132的外表面或內(nèi)表面上。變硬材料128較佳的是位于過濾層126的中心附近。過濾層126和變硬材料128被外側(cè)覆蓋網(wǎng)132覆蓋，以形成一網(wǎng)組件134。網(wǎng)組件134可通過表面力、靜電力、熱粘合、粘結(jié)劑、或其它任何適當(dāng)?shù)谋娝苤姆椒ńY(jié)合在一起。如圖3所示，網(wǎng)組件134可在焊接臺136a處進行焊接和修整，以便形成預(yù)制件136。較佳的是，預(yù)制件136基本上是平的，這樣，按照本發(fā)明的面罩可高速和低成本地制成，因為它不需要傳統(tǒng)的、諸如模制支承殼之類的零部件。接著，預(yù)制件136經(jīng)過分界臺138。在分界臺138處，至少有一條分界線形成于預(yù)制件上，以形成一劃界的預(yù)制件136’?？赏ㄟ^各種技術(shù)形成分界線，諸如超聲波焊接、加壓(帶有或不帶有熱量)、縫合、提供粘合條等等。
如圖4a所示，劃界的預(yù)制件136’包括分界線A、A’、B和B’。如上所述，分界線是用來防止預(yù)制件里的各層分離，以便在使用時有助于面罩第二部分的穩(wěn)定性，并給第一部分和第三部分提供相對于第二部分較大的柔軟性。圖5是沿著圖4中的5-5線的剖視圖，它顯示了已焊接的預(yù)制件136’的橫截面。第二部分38較佳的是包括一外層132、一變硬材料層128、一過濾層126和一內(nèi)層124。第一部分34和第三部分36較佳的是包括外層132、過濾層126和內(nèi)層124。如上所述，變硬材料較佳的是不出現(xiàn)在第一部分34和第三部分36里。如圖5所示，變硬材料128在第一部分、第三部分或這兩部分里少量存在是必須的，因為所有的層可通過分界線被固定。此外，變硬材料128可延伸進入分界線里，但不需要更進一步延伸，或者它可以正好延伸進入分界線里，這樣，變硬材料正好位于由分界線形成的凹陷里。
現(xiàn)在參看圖4b，劃界線的預(yù)制件136’較佳的是沿著平行于基本垂直的軸線的對開折痕18折疊，而該基本垂直的軸線沿著已焊接的預(yù)制件136’長度的中間部分。如圖4c所示，然后沿著相對第二折疊線14’成一預(yù)定角度的線C和D對已折疊的預(yù)制件136”進行焊接和切割，從而分別形成折疊線14和14”。如上所述，劃界線的預(yù)制件136’較佳的是由單片形成。然而，也可將多片沿折疊線14、14’和14”連接，這樣，這些折疊線的任一條或所有條包含一焊接線。較佳的是，折疊線14’不包含焊接線。
通過調(diào)整第一部分和/或第三部分可分別改變線C和D的各自預(yù)定角度，從而調(diào)整由此形成的面罩的大小和形狀。例如，可沿著線C對折疊的預(yù)制件進行焊接和切割，這樣，折疊線14相對第二折疊線14’提供一個約147度的角，從而形成鼻子部分。同樣地，可沿著線D對折疊的預(yù)制件進行焊接和切割，這樣，第三折疊線14”相對第二折疊線14’提供一個約142度的角，從而形成第三部分。如上所述，這些角度可容易地進行改變，以適應(yīng)各種臉部尺寸和形狀。
按照本發(fā)明的工藝較佳的是可以實現(xiàn)高速生產(chǎn)，并可按需要包括額外的步驟，諸如頭帶、鼻夾和其它傳統(tǒng)的呼吸保護裝置零部件的固定。
本發(fā)明的個人呼吸保護裝置還可通過下面的非限制性的例子進行說明。在各例子里，使用超聲波焊接器，它們可從康涅狄格州的Branson UltrasonicsCorporation買到，其商品名稱型號是1300P。對于下面例子里各焊接操作，焊接器的設(shè)定如下所述

*保持時間涉及一時間段，在該時間段里預(yù)制件處于沒有超聲波能量的壓力下。
在各實施例里，形成各層的各材料按下述順序進行組裝1.外層覆蓋網(wǎng)2.變硬材料3.過濾材料4.內(nèi)側(cè)覆蓋網(wǎng)將這些材料層疊在一起，然后利用圖6所示的砧座60將它們焊接在一起，其中，焊接凸起62、62’、64和64’壓入層疊的材料里，從而分別形成如圖4a所示的分界線A、A’、B和B’。接著，利用圖7所示的砧座70形成菱形的預(yù)制件。首先將砧座70壓入包含分界線的層疊的材料里，由此形成焊接的預(yù)制件的左半部。接著，將砧座70轉(zhuǎn)動180度并壓入層疊的材料里，從而完成上面所述的第一次壓縮和這里的第二次壓縮，形成如圖4a所示的焊接的預(yù)制件。形成折疊的預(yù)制件，并沿著圖4c所示的線C和D焊接。
下面的各例子包含過濾材料，它們是電熔吹制的聚丙烯微纖維層，具有直徑約7到8微米、基準(zhǔn)重量約每平方米50克的纖維。
此外，下面的各例子包括一鼻夾，或者是單片狀的，或者是兩片狀。各鼻夾是由極軟的鋁帶形成的，具有約5mm的寬度和約0.8mm的厚度。對于單片狀鼻夾來說，其長度約是87mm。對于兩片狀鼻夾來說，其每一片長度約是38mm。
例子1包括耳朵圈的個人呼吸保護裝置

例子2包含可調(diào)整的耳朵圈的個人呼吸保護裝置


例子3包含作為變硬材料的絲網(wǎng)的個人呼吸保護裝置

例子4沒有變硬層但包括編織頭帶的個人呼吸保護裝置


例子5包含兩片狀鼻夾和編織耳朵圈的個人呼吸保護裝置

上述例子里的各個人呼吸保護裝置呈現(xiàn)出良好的配合和脫離臉部的性能。令人高興的是，這些具有良好適應(yīng)性的個人呼吸保護裝置可用單一的基本平的多層片材方便地形成。
本發(fā)明的個人呼吸保護裝置包括呼吸器、外科手術(shù)面罩、清潔房間用面罩、面部護罩、防塵面罩、呼吸保暖面罩、以及各種其它面部護罩。與傳統(tǒng)的平面折疊面罩相比，本發(fā)明的個人呼吸保護裝置提供了與使用者臉部的改進的密封接觸。
權(quán)利要求
1.在制造包括預(yù)定尺寸的主體的個人呼吸保護裝置的工藝中，一種形成該主體的方法，該方法包括提供一預(yù)制的坯料，該坯料具有一對開軸線；沿該對開軸線折疊該預(yù)制的坯料，以形成具有對開折疊線的預(yù)制件；沿一第一線切割該預(yù)制件，該第一線以一第一角度與對開折疊線相交于一第一預(yù)定點，其中，該第一角度取決于該主體的預(yù)定尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括沿一第二線切割預(yù)制件，該第二線以一第二角度與對開折疊線相交于一第二預(yù)定點，其中，該第二角度取決于主體的預(yù)定尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在預(yù)制件中形成第一和第二分界線。
全文摘要
在制造包括預(yù)定尺寸的主體的個人呼吸保護裝置的工藝中，一種形成該主體的方法，該方法包括提供一預(yù)制的坯料，該坯料具有一對開軸線；沿該對開軸線折疊該預(yù)制的坯料，以形成具有對開折疊線的預(yù)制件；沿一第一線切割該預(yù)制件，該第一線以一第一角度與對開折疊線相交于一第一預(yù)定點，其中，該第一角度取決于該主體的預(yù)定尺寸。
文檔編號A62B7/10GK1511601SQ20041000332
公開日2004年7月14日 申請日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月17日
發(fā)明者丹尼爾T·陳, 達納W·努里, づ , 丹尼爾T 陳 申請人:3M創(chuàng)新有限公司