推荐具有一个或多个纳米纤维层的口罩的制作方法

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具有一个或多个纳米纤维层的口罩的制作方法
具有一个或多个纳米纤维层的口罩

[0001] 近来,不仅在遍及全国的疗养院、医院和安养院中,而且在医生办公室和牙医办公 室中以及在诸如商场、办公室、学校和人群聚集的其它地方的非卫生医疗场所中,对降低感 染的风险的不同方法有很大兴趣。卫生医疗环境和非卫生医疗环境含有可导致感染的不同 数量的微生物。空气和水中、表面上、皮肤上、体液(例如,血液、唾液、分泌物、伤口渗出液) 中的微生物(例如、细菌、真菌、酵母菌、霉和病毒)以及其它来源往往是感染扩散的最大扮 演者。不仅患者,而且与这些传染源接触的来访者、护士、医生或其它卫生医疗员工和非卫 生医疗员工都处于流行感染的风险中。
[0002] 对感染传播途径的医疗知识和公众意识有助于降低感染扩散。包括诸如洗手、穿 戴手套、长袍、口罩和其它防护设备以及覆盖开放伤口的一般预防措施的感染防治程序也 有助于降低感染扩散。
[0003] 不幸地,当提到医疗口罩时,卫生医疗员工和非卫生医疗员工通常没有将口罩正 确地戴在鼻子、脸颊、下颂和颏部的区域上。有时,卫生医疗员工和非卫生医疗员工甚至会 将口罩戴成里外或上下颠倒,这引起导致他们自己和他人暴露于引起感染的微生物的潜在 风险的口罩配合不良和间隙。
[0004] 很多卫生医疗员工和非卫生医疗员工同样有时抱怨传统口罩不舒适并且通常在 使用过程中通常没有保持在位。这可导致与穿戴者配合不良和进一步不适。
[0005] 另外,因过滤材料禁止空气通过,目前的医疗口罩具有在口罩的内部和外部之间 的高压降。因为口罩内部的温度升高,这种高压降对穿戴者来说是不舒适的。而且,穿戴者 呼出气的大部分被迫在穿戴者脸部的上面和下面偏转而没有通过口罩。偏离口罩而不是通 过口罩的更多呼出气引起周围环境具有源自穿戴者呼出气的更大病菌。
[0006] 正式的政府指导方针鼓励当容许时,对病人使用口罩,作为减少呼吸引起的感染 扩散的方式。证据表明病人对穿戴标准手术口罩以通过过滤来限制其疾病可能扩散到环境 和他人的不耐性。不耐性与受限呼吸能力的不适和知觉有关。
[0007] 因此,有对解决传统医疗口罩的问题并提供对更大范围的面部尺寸和形状的舒适 和更好配合的医疗口罩的需求。仍然需要有助于使用者正确穿戴口罩并降低污染穿戴者和 他人的潜在风险的医疗口罩。



[0008] 通过在中间层上包括一个或多个离散的纳米纤维层或用一个或多个离散的纳米 纤维层来代替中间层,所提供的口罩允许减小吸入气或呼出气的偏转,这提高了通过口罩 的空气的过滤效率。在某些实施例中,所提供的口罩允许对使用者来说当戴上口罩时,在口 罩内的一致压力以及舒适度且一致温度。
[0009] 在某些实施例中,口罩包括在口罩的可延展加强构件(例如,金属条)中的弯曲部 分(例如,压褶,凹入部分等),使得使用者可正确识别口罩的正面、背面、鼻子和脸颊区域, 并且正确地穿戴口罩,以降低污染的潜在风险并有效过滤来自穿戴者的鼻孔或嘴的吸入气 或呼出气。
[0010] 在某些实施例中,通过包括在口罩的鼻子部分和颏部分中的可延展加强构件(例 如,金属条),使用者可捏压该可延展加强构件以获得与口罩的牢固且舒适配合,并且因此 具有与他/她的面部的口罩习惯配合。
[0011] 在某些实施例中,有一种口罩,包括:包括非纺织纤维材料的内层,该内层构造成 接触穿戴者的鼻子和嘴;中间层,该中间层设置在外层的内侧上或附接到外层的内侧,或者 设置在内层上,并且包括纳米纤维材料;外层,该外层设置在中间层上,并且包括非纺织纤 维材料,外层构造成接触外部环境,口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一 个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间,并且构造成当展开时配合在穿戴者的颏部上,该 至少一个褶裥构造成用于折叠和展开口罩,使得当折叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构 型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者的至少鼻子和嘴。
[0012] 在某些实施例中,存在一种降低口罩中的内侧空间和外侧空间(周围)之间的压 差的方法,该方法包括:提供包括非纺织纤维材料的内层,该内层构造成接触穿戴者鼻子和 嘴;中间层,该中间层设置在内层上,并且包括纳米纤维材料;外层,该外层设置在中间层 上,并且包括非纺织纤维材料,外层构造成接触外部环境,口罩具有上边缘和下边缘以及至 少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间,并且构造成当展开时配合 在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用于折叠和展开口罩,使得当折叠时口罩构造 成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者的至少鼻子和嘴。在某些实 施例中,纳米纤维一体地粘附到或施加到外层的内侧。
[0013] 在某些实施例中,存在通过减小口罩内外的偏转和压差梯度来提高口罩中的空气 所带颗粒的过滤作用的方法,该方法包括:提供包括非纺织纤维材料的内层,该内层构造成 接触穿戴者鼻子和嘴;中间层,该中间层设置在外层的内侧上,并且包括纳米纤维材料;外 层,该外层设置在中间层上,并且包括非纺织纤维材料,外层构造成接触外部环境,口罩具 有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间, 并且构造成当展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用于折叠和展开口 罩,使得当折叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者 的至少鼻子和嘴。
[0014] 在某些实施例中,存在一种制造口罩的方法,该方法包括:提供包括非纺织纤维材 料的内层,该内层构造成接触穿戴者鼻子和嘴;将中间层设置在外层的内侧上,中间层包括 纳米纤维材料;将外层设置在中间层上,外层包括非纺织纤维材料,外层构造成接触外部环 境;以及形成设置在口罩的上边缘和下边缘之间的至少一个褶裥,该至少一个褶裥构造成 当展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用于折叠和展开口罩,使得当折 叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者的至少鼻子和 嘴。
[0015] 在某些实施例中,存在口罩的堆叠体,每个口罩包括:包括非纺织纤维材料的内 层,该内层构造成接触穿戴者鼻子和嘴;中间层,该中间层设置在外层的内侧上,并且包括 纳米纤维材料;外层,该外层设置在中间层上,并且包括非纺织纤维材料,外层构造成接触 外部环境,口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边 缘和下边缘之间,并且构造成当展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用 于折叠和展开口罩,使得当折叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构 造成覆盖穿戴者的至少鼻子和嘴。口罩允许双向空气流动。
[0016] 在某些实施例中,存在一种口罩,包括:包括非纺织纤维材料的内层,该内层构造 成接触穿戴者鼻子和嘴;中间层,该中间层设置在内层上,并且包括纳米纤维材料;外层, 该外层设置在中间层上,并且包括非纺织纤维材料,外层构造成接触外部环境,口罩具有上 边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间,并且 构造成当展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用来折叠和展开口罩,使 得当折叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者的至少 鼻子和嘴。
[0017] 各个实施例的额外特征和优势会在以下说明书中阐述,并部分会从说明书中变得 明显,或可从各个实施例的实践中得以了解。借助于说明书和所附权利要求书中特别指出 的要素和组合,将会认识和获得各个实施例的目的和其它优势。

[0018] 图1示出了在口罩安装到穿戴者面部上之前,呈折叠构型的口罩的外截面图的实 施例。弯曲部分或压褶导致从口罩的外侧可看见的突起、凸形突起或尖峰以及从穿戴者放 置抵靠面部的口罩的内侧可看见的凹部或槽。在该实施例中,口罩的其余部分是平坦的。
[0019] 图2A示出了具有在鼻子部分中的弯曲部分的可延展加强构件(例如,金属条)的 俯视图的实施例,该弯曲部分示出为压褶、凹入凹部或褶痕,其导致从口罩的内侧可看到的 凹部或槽。
[0020] 图2B示出了具有弯曲部分的可延展加强构件(例如,金属条)的俯视图的实施 例,弯曲部分示出为如果口罩被展开并且使用者捏压可延展加强构件,则其将在鼻子附近 进一步弯曲。
[0021] 图3示出了安装在穿戴者面部上的口罩的实施例的分解剖视图。
[0022] 图4示出了安装在穿戴者面部上的口罩的实施例的透视图。
[0023] 图5示出了口罩的内表面的实施例。
[0024] 图6示出了当口罩安装在穿戴者面部时的并具有温度、湿度的视觉指示器时和/ 或当病菌接触口罩的口罩的外表面的实施例。
[0025] 图7示出了作为条带的指示器的实施例。
[0026] 图8是示出不同口罩过滤作用的图例。纳米纤维口罩具有比其它口罩更大的过滤 作用。
[0027] 图9是示出各种口罩的不同压差的图例。纳米纤维口罩的压差较低,表示偏转减 少并且过滤更好。
[0028] 应当理解,附图不按规定比例绘制。此外,附图中的物体之间的关系可以是不按规 定比例的,并且可实际上具有如尺寸的相反关系。附图旨在理解和明了所述每个物体的结 构,并且因此,某些特征可被扩大以示出结构的具体特征。

[0029] 因本说明书和所附权利要求书起见,除非另有指定,否则,表示成分的数量、材料 的百分比或比例、反应条件的所有数字以及说明书和权利要求书中所用的其它数值将被理 解为通过术语"约"在所有情况下可被修改。相应地,除非有相反表示,否则以下说明书和 所附权利要求书中阐述的数字参数是可根据被认为待由本发明实现的所要求的性质而变 化的近似值。最起码,并不是试图限制权利要求书范围的等同物的教条应用,每个数字参数 应至少根据所报告的显著数字的数并通过应用普通四舍五入法解释。
[0030] 尽管阐述本发明的广泛范围的数字范围和参数是近似值,但具体实例在阐述的数 值尽可能精确地报告。然而,任何数值固有地含有必然由在其各自试验测量中发现的标准 偏差引起的一定误差。而且,本文所公开的所有范围都将被理解成包含其中包括的任何子 范围和所有子范围。例如,"1至10"的范围包括在最小值1和最大值10之间的并且包括 该最小值1和该最大值10的任何子范围和所有子范围,即,具有等于或大于1的最小值和 等于或小于10最大值的任何子范围和所有子范围,例如5. 5至10。
[0031] 应当注意,如本说明书和所附权利要求书所使用的,单数形式"一"、"一个"和"该" 包括复数指代物,除非明确限制为一个指代物。因此,例如,"一层"的引用包括一层、两层或 多层。
[0032] 现将参照附图中所示的实例详细描述本发明的某些实施例。尽管结合所示实施例 对本发明进行讨论,但应当理解并不意味着本发明限于这些实施例。相反,本发明意在涵盖 可包括在由所附权利要求书限定的本发明内的更改、改变和等同物。
[0033] 下面标题并不意味着以任何方式限制本发明;在任一标题下的实施例可以与在任 何其它标题下的实施例结合使用。
[0034] 口罩
[0035] 本发明包括含有纳米纤维材料的口罩。通过包括在标准聚丙烯过滤层上的或替 代标准聚丙烯过滤层的一个或多个离散的纳米纤维层,所提供的口罩允许降低空气流动阻 力并因此减小吸入气或呼出气以及相关联的颗粒的偏转,这提高了通过口罩的空气所带颗 粒的过滤效率。在某些实施例中,当口罩被戴上时,所提供的口罩允许一致压力以及对使用 者来说舒适度和在口罩内的一致温度。在某些实施例中,制造口罩的材料包括疏水材料,例 如,疏水聚合物、疏水含氟聚合物或具有疏水表面活性剂的聚合物,等等。合适的疏水材料 包括没有亲水材料的聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯及其组合)或聚酯。在某些实施例中,疏水 聚合物可包括含氟表面活性剂。含氟表面活性剂的实例是由Ciba Geigy供应的以商标名 Zonyl 8300或Zonyl 7040出售的全氟烃基丙烯酸酯共聚物。
[0036] 在某些实施例中,所提供的口罩允许减小的压差(内部对环境空气)和空气所带 颗粒的增强过滤。所提供的口罩改进过滤作用并且/或减小呼吸阻力(例如,提供穿戴者舒 适度),同时保护穿戴者免受小至〇. 05微米的空气所带颗粒(例如,包括病毒、细菌、孢子、 霉、灰尘和弥漫性空气所带的化学污染物等)。在某些实施例中,口罩可被空气所带污染物 的来源(例如,患者)舒适地穿戴。
[0037] 纳米纤维过滤介质将使得能够实现高的过滤作用并限制口罩内的压差,从而允许 更大的舒适度和感知的透气性。这种不适水平还可通过在所戴口罩内的温度读数测量。纳 米纤维口罩显示在口罩和穿戴者之间的空间内的低温读数;更大舒适度的指示。类似地,卫 生医疗员工被要求在临床环境中穿戴口罩以保护他们自身免受大的空气所带的微滴或者 保护其它患者免受其潜在传染性呼吸排放物。纳米纤维会有助于更高口罩穿戴顺应性以及 具有更适当配合的口罩穿戴。与MOF(金属有机框架)化学作用相关联,纳米纤维口罩还可 用于保护穿戴者免受具体空气所带的气体化学威胁。
[0038] 放置在纳米纤维口罩内的离散一体式或可拆卸纳米纤维条可使得能够捕获呼出 颗粒来后续分析和检测穿戴者疾病/感染。在两个离散的非纺织纤维层之间包括离散纤维 层提供了诸如例如病菌的空气所带的颗粒的提高过滤和减小的压降。
[0039] 图1示出了在口罩安装到穿戴者面部上之前处于折叠构造11的口罩10的外侧截 面图的实施例。在所示视图中,口罩10的该侧将面对外部环境,并且不接触穿戴者的鼻子、 脸颊、颂和/或颏部。口罩10可具有在卫生医疗、工业、家庭、公共场所或其它环境中的应 用。所示实施例是N95 口罩,N95 口罩是提供保护穿戴者免受微生物(例如,细菌、真菌、酵 母菌、霉和病毒)的轻重量的鼻子和嘴的口罩。
[0040] 口罩10大体构造成提供减小或防止除了通过过滤材料13外在鼻孔和嘴与周围环 境之间的间隙和材料通过的牢固配合。过滤材料13的组成和与口罩10有关的所用的褶裥 20将立即详细解释。口罩10具有允许有当口罩10通过使用两个耳套圈28和30来安装在 面部上时产生并保持的牢固配合的具体优势。
[0041] 口罩10可由各种不同材料构成并且优选地是一次性的。用于制造口罩10的内部 材料、外部材料和过滤材料13可根据口罩10的具体应用而变化。例如,当口罩10用于诸 如用于手术团队的成员上的医疗应用中时,通常使用会提供血液(或其它)流体阻力以防 止流体渗透到口罩的内衬的三层过滤材料。然而,适当内部材料、外部材料和过滤材料可以 具有单层设计或多层设计。多层材料可方便地以预整理的方式购买,即,具有已经布置的三 层,或者材料可单独购得并且过滤材料13在形成口罩的部分过程中形成。
[0042] -般地,三层或四层过滤介质可包括相对多孔纸状或纺粘聚丙烯材料的外层,其 提供抵抗磨损和/或流体渗透的耐用性和阻力。外层还可通常比其它层更坚硬。通过使用 更坚硬的外层,提高了各种褶裥布置的有效性。褶裥20设置在上边缘12和下边缘25以及 侧边缘21和29之间,并且可结合在过滤材料13的本体中以当安装时将口罩10保持在杯 状形状。过滤材料的内层或多个内层通常包括呈现适当过滤特性的聚乙烯或聚丙烯或其它 材料。在所示实施例中,中间层包括涂到内层的外侧上或者外层的内侧上的纳米纤维材料。 玻璃纤维基材料还可具有作为中间过滤层的应用。过滤材料的最内层被穿戴成靠近或抵靠 面部并且通常包括提供面部皮肤会接触抵靠的柔软、无刺激性表面的柔软材料。
[0043] 在医疗、牙科和/或外科手术应用中,通常重要的是,组合口罩材料13还可提供符 合的细菌过滤效率(BFE)。过滤材料的BFE通常通过能够在正常情况下迀移通过过滤材料 的诸如金黄色葡萄球菌或芽孢杆菌的细菌的百分比确定。能够通过过滤材料13的细菌越 少,BFE越高。通常,100%的BFE是理想的;然而,低至25%的效率在某些类型的现有技术 一次性口罩中不是罕见的。然而,提供90至99%之间的BFE的材料是可用的。因此,在医 疗、牙科和/或外科手术环境中,通常要求使用具有尽可能高的BFE的过滤材料以防止鼻咽 生物体释放到环境中。通常,提供高BFE的考虑是提供在工业和家庭用途的应用中是理想 的过滤材料的相同考虑。例如,禁止几乎所有细菌的迀移的过滤材料通常也会防止吸入工 业应用中的灰尘和泥土颗粒。此外,通常发现,提供高BFE的那些材料通常也是提供对气体 通过过滤材料的最小阻力的那些材料。
[0044] 气体容易通过过滤材料对保持穿戴者的舒适度很重要,并且减少或禁止空气和其 载有的颗粒到由口罩与面部的不良密封产生的任何开口外的偏转,从而绕过预期的颗粒过 滤过程。然而,本领域普通技术人员应认识到,很多应用可能要求比医疗环境中通常要求的 更高或更低的过滤标准。因此,虽然具有适合用于本申请的效率的过滤材料在技术上是可 用的,但如果由穿戴者吸入和呼出的空气被允许或便于逸出口罩10而没有通过过滤材料 13,那么最佳的过滤材料几乎没有用处。实际上,在可用于现有技术的口罩中缺乏在各种面 部尺寸和形状上的牢固配合对于口罩的设计和制造来说是重要的。因此,本申请提供通过 找到由压差引起的空气流动模式以及逸出路线的组合来减小或防止吸入气和呼出气在口 罩10的边缘12、15、21和21附近泄漏的独特牢固配合,同时提供在更大范围的面部尺寸和 形状上的更好配合。这种牢固配合的维持大大提高了口罩10的总效率。
[0045] 口罩10的结构通常制备为扁平过滤材料13的矩形片。然而,本领域普通技术人 员会理解,口罩的其它形状可制成以额外覆盖不仅使用者的眼镜、头发而且咽喉。这样,本 发明包括覆盖使用者的鼻子和嘴且不仅使用者的鼻子和嘴的区域的口罩10。口罩还可结合 有诸如护目镜或防护罩、密封膜、胡须罩等的已知口罩10的特征的任何组合。在某些实施 例中,口罩10的长度可横向从约5. 5英寸至7英寸,以覆盖使用者的鼻子和嘴。在图1中, 口罩示出为其包装在其折叠和平坦构型中,除了可延展加强构件14的凸形外侧外,其中看 到外表面。
[0046] 口罩10包括在口罩上边缘12处附接到或嵌入在口罩材料13中的可延展加强构 件14。该可延展加强构件14构造成使过滤材料13符合穿戴者面部的至少鼻子部分和脸颊 部分。这会导致口罩的部分是凸形的,并且在某些实施例中具有在外层上的弯曲突起以指 示鼻子和脸颊区域。
[0047] 第二可延展加强构件24附接到过滤材料13的下边缘25或在过滤材料13的下边 缘25内,如图1所示。第二可延展加强构件构造成使面具材料符合穿戴者面部的至少颏部 和颂部。在某些实施例中,第二可延展加强构件不包括弯曲部分。在其它实施例中,其可包 括不同于口罩的鼻子部分和脸颊部分中的弯曲部分15的弯曲部分,只要它们可被区分开 (例如,在鼻子部分处的弯曲部分15可以以比在颏部分处的可选弯曲部分大的角度起皱)。 在某些实施例中,具有第二加强构件的口罩部分也会具有在外层上的凸形突起。
[0048] 应当理解,本文中术语"可延展加强件"或"可延展加强构件"的使用旨在包括可延 展加强件和柔性加强件两者的使用。优选的是,可延展加强件14和24分别邻近口罩材料 13的上边缘12和下边缘25放置。可替代地,可延展加强件14和24可放置在沿着口罩材 料13的上边缘12和下边缘25的某处。可延展加强件14和24的重要性质是,材料足够柔 韧以弯曲成符合穿戴者面部的形状并且接着保持该形状。在这方面,重要的是,可延展加强 件14和24不是太硬,才不致于当安装时使穿戴者难以符合口罩10。口罩10还具有在戴上 口罩时使用的在附接点16和22处附接到口罩边缘的耳套圈30以及在附接点18和26处 附接到口罩边缘的耳套圈28。在图1所示的实施例中,耳套圈附接到口罩的外表面。然而, 本领域普通技术人员应当理解,套圈可附接到口罩的内表面。
[0049] 在某些实施例中,口罩可以是不折叠的口罩,例如,具有设置在内层上或在外层的 内侧上的纳米纤维的锥形口罩。
[0050] 在某些实施例中,本申请的口罩不是N95 口罩,而是如同锥形口罩的其它类型口 罩。
[0051] 通常,如本文所用的,口罩10的上部将是指接触穿戴者的鼻子和脸颊区域的那部 分,而口罩10的下部将是指靠近穿戴者的下颂和颏的那部分。可延展加强件14和24可包 括诸如可延展金属或合金、塑料等的任何柔韧材料。在某些实施例中,可延展加强件包括呈 现加强特性的铝或其它黏结材料。
[0052] 可延展加强件14和24可附接到过滤材料的内表面或外表面或嵌入在过滤材料的 内表面或外表面内。在某些实施例中,可延展加强件可附接到口罩并接着用与制造口罩所 用的相同或不同的材料覆盖。例如,可延展加强件可通过用纺粘聚丙烯覆将其盖并将其超 声密封到口罩的外表面来附接到口罩。在某些实施例中,可延展加强件可通过将可延展加 强件固定到口罩的粘合剂或其它方式来附接到口罩。
[0053] 在某些实施例中,用于口罩的鼻子部分的第一可延展加强件14可以是在长度上 从约3至6英寸,并且在高度上约0. 025或0. 125或0. 25或0. 5英寸,并且在厚度上约0. 01 或0. 02或0. 05或0. 125或0. 25英寸。
[0054] 在某些实施例中,用于口罩的颏部分的第二可延展加强件24可以是在长度上从 约1. 5至5英寸,并且在高度上约0. 025或0. 125或0. 25或0. 5英寸高,并且在厚度上约 0. 01或0. 02或0. 05或0. 125或0. 25英寸厚。在某些实施例中,用于鼻子部分的第一可延 展加强件14的长度的尺寸比用于口罩的颏部分的第二可延展加强件24的长度大或相同。 在某些实施例中,第二可延展加强件24小于第一可延展加强件14。
[0055] 弯曲部分
[0056] 可延展加强件14具有弯曲部分15,其指示至少口罩的内表面、外表面、中心和/或 鼻子部分。弯曲部分或压褶(crimp)包括通过捏压、折叠、按压或弯曲所述可延展加强件14 以导致在口罩的内表面上的空腔、压痕、凹部、褶痕、凹入凹部或槽(未示出)以及在口罩的 外表面上的突起、凸形突起、尖峰、突出、隆凸或脊(示出)而制成的有角形状或圆形形状。 在口罩的这些部分处,在储存上将是不平的。在某些实施例中,弯曲部分15包括通过用手 或机器捏压可延展加强件14来制作脊或折痕。虽然弯曲部分15示出通常在可延展加强件 14的中心中,但应当理解,弯曲部分15可设置到中心的左边或右边。
[0057] 弯曲部分15或压褶可通过口罩的鼻子部分定位在外表面或内表面上并且在远离 鼻子的方向上成角度或被卷曲,使得使用者可进一步使弯曲以习惯配合在鼻子和脸颊区域 周围。以这样的方式,弯曲部分可以由制造商"预弯曲"或"预卷曲"。因此,弯曲部分将导 致将放置成抵靠使用者鼻子的口罩的内表面具有在口罩的内表面上的空腔、压痕、凹部、褶 痕或槽,并且当可延展加强构件14被进一步捏压、弯曲或折叠(如图2A中的箭头所示)时, 空腔、压痕、凹部、褶痕或槽变得更大以容纳鼻子。以这样的方式,使用者会具有对于弯曲部 分设置在中心内或通常在可延展加强构件14的中心内的那些实施例,哪里是口罩的顶部, 哪里是口罩的鼻子部分以及/或哪里是口罩的中心的可见指示。在某些实施例中,弯曲部 分15允许使用者识别口罩的外侧、口罩的内侧、口罩的顶部和/或口罩的中心。在某些实 施例中,弯曲部分15被包装(未示出)成至少部分弯曲,使得空腔、压痕、凹部、褶痕或槽在 口罩的内部上可看见。
[0058] 弯曲部分15或压褶通常由与可延展加强构件相同的材料形成。然而,可使用相同或不同的材料,只要弯曲部分会导致过滤材料中的褶痕或折痕。弯曲部分可由诸如弹性材 料(例如,聚合物)、非弹性材料、无纺布、编织物、带、织物、金属丝、金属等的任何合适材料 形成。
[0059] 在某些实施例中,弯曲部分在使用之前通过制造商以约1至约5度、以约1至约10 度或以约5至约20度弯曲。在某些实施例中,弯曲部分在使用之前通过制造商弯曲,使得 弯曲部分以约0· 25mm至约0· 5mm或,以约1mm至约5mm或以约1mm至约10mm或以约5mm 至约20mm或以约10mm至约30mm或以约35mm至约60mm从口罩的外表面突出。因此,当在 口罩被戴上之前存储或在包装中作为一叠时,口罩将是不平的。在某些实施例中,弯曲部分 设计成容易在鼻梁附近弯曲。在某些实施例中,如同可延展加强构件,弯曲部分可基本上可 变形,使得当可延展加强构件放置在鼻梁附近时,当抓持可延展加强构件时,穿戴者能够弯 曲、捏压或折叠在两个或多个手指之间的弯曲部分和/或可延展加强构件。
[0060] 因其提供在相邻口罩之间的间隔,弯曲部分15允许口罩10堆叠,用以容易包装和 分配多个口罩。在一个实施例中,有一叠口罩,每个口罩包括:内层,该内层包括构造成接触 穿戴者鼻子和嘴的非纺织纤维材料;中间层,该中间层设置在内层上并包括纳米纤维材料; 外层,该外层设置在中间层上并包括非纺织纤维材料,外层构造成接触外部环境,口罩具有 上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间,并 构造成在展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用来折叠和展开口罩,使 得当折叠时,口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时,口罩构造成覆盖至少穿戴者 的鼻子和嘴。口罩以彼此嵌套的关系定位(例如,口罩在包装中是紧靠的或一个在另一个 上面),至少一个口罩的内表面与相邻口罩的外表面相对,由此形成堆叠体。类似地,当口罩 包括弯曲的可延展加强构件时,凹形部分可以一个在另一个上并且彼此平行地堆叠以易于 包装。
[0061] 图2A示出了具有弯曲部分的可延展加强构件31的俯视侧视图,弯曲部分被示出 为压褶或褶痕。弯曲部分具有延伸到口罩外表面(未示出)外并且在口罩外表面上可见的 突起、尖峰、突出、隆凸、凸表面或脊32A。弯曲部分具有在口罩外表面上可见的在口罩外表 面上的空腔、凹表面、压痕、凹部、褶痕或槽32B。当附接到口罩时,加强构件31将具有该构 型。除了弯曲部分或多个弯曲部分外,口罩将处于平坦构型和/或折叠构型中。在所示实 施例中,如同可延展加强构件31,弯曲部分可基本上可变形,使得当可延展加强构件放置在 鼻梁附近时,穿戴者能够在抓持可延展加强构件时使用两个或多个手指沿所示箭头方向弯 曲或折叠弯曲部分和/或可延展加强构件。
[0062] 通过采用放置在口罩的中心中的可延展加强构件31的弯曲部分,穿戴者会看见 在口罩的外表面上可见的突起、尖峰、突出、隆凸、凸表面或脊或其它标记,或者在口罩内表 面上可见的空腔、凹表面、压痕、凹部、褶痕或槽或其它标记,并且知道哪里是口罩的顶部内 侧或顶部外侧和/或中心以及口罩的鼻子部分放置在面部上。本领域普通技术人员应当理 解,弯曲部分可以是任何形状(例如,圆形、方形、矩形、规则、不规则、对称或非对称形状)。
[0063] 在某些实施例中,弯曲部分导致在口罩的顶前面、外侧和/或中心部分上的突起、 尖峰、突出、隆凸或脊或其它标记,使得穿戴者会知道口罩的这些部分,并且知道口罩的正 面应面对外部环境而不是穿戴者的鼻子或面部。以这样的方式,本申请的口罩降低了穿戴 者会不正确穿戴口罩的风险。
[0064] 图2B不出了具有弯曲部分的可延展加强构件31的俯视图,该弯曲部分不出为当 口罩(未示出)展开时,其将开始在鼻子周围弯曲。弯曲部分具有突出到口罩的外表面(未 示出)外并且在口罩外表面上可见的突起、尖峰、突出、隆凸或脊32A。突起随着可延展加强 构件31被进一步弯曲或捏压而增大。弯曲部分具有在口罩内侧上的空腔、压痕、凹部、褶痕 或槽32B,其在口罩的内表面上可见并且随着延展加强构件31被进一步弯曲、捏压或折叠 而变得越大。当附接到展开口罩或在展开口罩中时,加强构件31会具有该构型。在所示实 施例中,如同可延展加强构件31,弯曲部分可基本上可变形,使得当可延展加强构件放置在 鼻梁附近时,穿戴者能够在抓持可延展加强构件时使用两个或多个手指弯曲或折叠弯曲部 分和/或可延展加强构件。应当理解,一个或多个可延展加强构件一旦弯曲就会导致口罩 在弯曲的地方隆起,而没有弯曲部分的口罩的其它部分将保持平坦。
[0065] 在某些实施例中,弯曲相对于一个或多个褶裥在竖直方向上。在某些实施例中,弯 曲部分32以约1至10度或以约0.5mm至约50mm朝向口罩的内表面或外表面卷曲、弯曲、 起皱、折叠或成角度。例如,压裙可以是1_、1〇_、15mm、20mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、 55mm、60mm 或 65mm〇
[0066] 固定装置
[0067] 口罩可通过固定装置附接到使用者,该固定装置可将口罩附接到使用者。例如, 固定装置可以是绕使用者的头部缠绕并彼此相连的一对手动系带,或者固定装置可以是耳 套圈(图1中的28和30)、绕使用者的头部缠绕的弹性带、钩和毛圈式紧固件布置(例如, VELCRO?紧固件)或直接将口罩附接到发帽的连接。
[0068] 在某些实施例中,耳套圈(图1中的28和30)可在上边缘16和18以及下边缘22 和26处附接到口罩的内表面或外表面。附接点可以在离边缘例如从约1/8英寸至1英寸 处。耳套圈在一起越近,配合越紧,并且口罩会减小间隙以及吸入气和呼出气的泄漏。在某 些实施例中,套圈定位成在穿戴者手中平衡,从而使将要戴上的口罩稳定。
[0069] 套圈可由诸如弹性材料(例如,聚合物)、非弹性材料、无纺布、编织物、带、织物、 金属丝等等的任何合适材料形成。如本文所用的,术语"弹性的"是指材料在变形之后恢复 其尺寸和形状的能力。如本文所用的,术语"非弹性的"是指材料在变形之后不能恢复其尺 寸和形状的能力。在某些实施例中,套圈由被选来形成口罩的外表面的相同材料形成。套 圈可粘合或另外地固附到口罩的外表面或内表面。合适技术的实例包括附着粘合、热粘合、 缝合等等。如本文所使用的,术语"粘"是指允许材料通过表面附接与底物粘合在一起的任 何材料的性质。
[0070] 套圈通常大小设置成并定位成不仅在戴上之前、在戴上期间而且在戴上之后便于 被穿戴者抓持。套圈30的长度可以是或多或少约80mm(0. 08m),如沿着套圈的长度从第一 端16到第二端22测量的。在其它实施例中,套圈30的长度可以小于约60mm(0. 06m)。在 又一些其它实施例中,套圈30的长度可以小于约40mm(. 04m)。其中,在某些实施例中,套圈 由弹性材料制成,套圈可具有200mm(0. 200m)或更长的完全延伸长度。在某些实施例中,套 圈的长度从约4至10英寸。
[0071] 在某些实施例中,套圈通常从外表面或内表面向内延伸足够距离,使得口罩的穿 戴者可将套圈抓持在单手的两个或两个以上手指之间。在某些实施例中,套圈可从外表面 或内表面向外延伸至少5mm (0. 005m)。在其它实施例中,套圈可从外表面或内表面向外延伸 至少8mm(0. 008m)。在又一些其它实施例中,从外表面,套圈可从外表面或内表面向外延伸 至少 10mm(0. 01m)。
[0072] 纳米纤维
[0073] 目前医疗口罩结合有由非纺织纤维素和/或聚丙烯材料制成的过滤材料。纤维直 径和密度是负责维持过滤效率与压差(相对于在口罩外侧的环境压力的在面部上口罩内 侦D之间的平衡的主要变量。越大的纤维直径和密度提供越小纤维表面面积以及因此越小 的气态颗粒可通过的纤维之间的空间。当这种稠密纤维口罩通过紧密配合密封到面部时, 在穿戴者呼气时,口罩内的压力升高,从而产生在口罩的内侧与周围空气之间的压差。增压 气体会通过最小阻力的通道,即,在口罩周围的任何开口或无意泄漏,而不是通过稠密过滤 材料来寻求与周围(较低)空气压力的平衡。这产生气流由此偏离口罩材料(内层和过滤 层)而不是通过口罩材料的情况。类似地,当具有高或较高密度过滤材料和紧密密封的口 罩吸入时,吸气会产生在口罩腔室内的负压。这个压差会以相同的方式,即,通过较高的环 境(外部)空气流动通过最小阻力的路径寻求进入口罩的入口;通过任何口罩泄漏而不是 通过过滤材料来消退其自身。在不仅呼气而且吸气中,需要更大努力来使空气移动通过口 罩。例如,通常含有较高密度过滤材料的N95 口罩的使用需要体验合格证,以确保对用于呼 吸的膈肌的额外负担不会导致对穿戴者的有害健康后果。由口罩过滤材料产生的阻力或压 差越小,因此,空气逸出以及寻求口罩内外的压力平衡的过滤旁路的可能性越小,并且穿戴 者通过他/她的呼吸循环移动空气通过过滤材料所需的"工作"越低。因此,口罩配合在实 现最佳过滤方面变得较不重要。用具有~150x较小直径和大得多的表面面积的纳米纤维 材料替换常规过滤材料会导致过滤效率显著提高、压差较小,并且口罩泄漏和过滤旁路较 少。效率提高归因于纳米纤维过滤介质的巨大比表面。更少的向内至向外泄漏、更高的过 滤效率以及更低的压差会提高口罩的呼吸源控制(向内至向外过滤/潜在传染性颗粒的捕 获)效力。此外,纳米纤维层(虽然是化学惰性的)可被改良成结合有特定功能特点。在 某些实施例中,纳米纤维可用抗菌功能的银、铜或金纳米颗粒或应用金属有机框架(MOFs) 改良,该金属有机框架可具有捕获特定气态空气所带的威胁的功能。此外,这些纤维可定制 成是疏水的或亲水的。
[0074] 纳米纤维可以是任何适当类型的纳米纤维,包括静电纺纤维、蛋白质纳米纤维、纤 维素纳米纤维、中空纳米纤维、细菌纳米纤维(bacterial nanofiber)、无机纳米纤维、混合 纳米纤维、可分裂纳米纤维或其组合。在某些实施例中,纳米纤维可以涂覆在或粘附到口罩 的外层内侧、其内侧或外侧的中间层,或者在或粘附到口罩的内层的内侧或外侧。
[0075] 如本文所使用的,术语"纳米纤维"是指具有不大于约1500纳米(nm)的平均直径 的非常小直径的纤维。纳米纤维通常被理解成具有约10至约1500nm、更确切地说从约10 至约lOOOnm、再更确切地说从约20至约500nm以及最确切地说从约20至约400nm的纤维 直径范围。其它示例性范围包括从约50至约500nm、从约100至约500nm或从约40至约 200nm。在颗粒存在并且不均匀分布在纳米纤维上的情况下,纳米纤维的平均直径可使用已 知技术(例如,装有电显微镜的图像分析工具)测量,但不包括基本上因相对于纤维的没有 颗粒部分的因添加颗粒的存在而大体放大的纤维部分。
[0076] 范围从10nm至lOOOnrn的纳米纤维可用于过滤介质中,以捕获小于lOOOnrn的亚微 型颗粒。纳米纤维的捕获颗粒的能力被认为是因亚微型颗粒通过纤维的拦截以及亚微型颗 粒的布朗运动或"随机游动"的组合而产生,两者都有助于颗粒被大表面/质量比的纳米纤 维捕获。捕获能力的进一步提高通过增加纳米纤维表面面积来实现,诸如通过减小纤维直 径和/或通过增大如以克纤维/平方米为单位测量的纳米纤维的填充密度。
[0077] 在某些实施例中,本申请的口罩构型可提供很多优势:纳米纤维可维持在每个纳 米纤维层中低的固相体积分数(或等效地,较高孔隙率),过滤器中的纳米纤维层的总厚完 全可以超过具有相同总聚合物填充密度(即,相同的克/平方米或"gsm")的单个纳米纤维 层,高颗粒捕获效率可通过亚微型颗粒实现、当与具有相同填充密度(即,相同gsm)的单层 相比时可获得低的压降,底物层可用作向过滤介质提供机械应力(张力)的支撑,并且底物 层可用作过滤介质。
[0078] 在某些实施例中,纳米纤维可处于夹在外层和内层之间的离散层或多个离散层中。在某些实施例中,纳米纤维可以组成中间层或可以设置在口罩的中间层上。在某些实 施例中,纳米纤维可以通过静电纺设置在内层、中间层和/或外层上。
[0079] 如本文所用的,术语"静电纺"是指使用流体动力学和带电荷表面之间的相互作用 从溶液生产被称为电纺纤维的纳米大小的纤维的方法。通常,电纺纤维的形成涉及提供溶 液到与电源电连通的本体中的孔隙,其中,电力协助形成沉积在表面上的细纤维,该表面可 接地或另外处于比所述本体低的电压。在静电纺中,从一个或多个针、狭槽或其它孔隙提供 的聚合物溶液或熔体被充电到相对于收集栅极的高电压。电力克服表面张力并且致使聚合 物溶液或熔体的细喷射流朝向接地的或带相反电荷的收集栅极移动。喷射流可以在到达目 标之前展开成更细的纤维流,并且被收集为相互连接的小纤维网。干燥纤维或固化的纤维 可具有约40nm、或从约10至约100nm的直径,但100至500nm的纤维也通常被发现。各种形 式的电纺纳米纤维包括分支纳米纤维、管、带和分裂的纳米纤维、纳米纤维纱线、表面涂覆 的纳米纤维(例如用碳、金属等)、真空生产的纳米纤维等等。电纺纤维的生产在很多公开 和专利中说明,包括例如,P.W. Gibson等人的"电纺纤维垫:运输性质(Electrospun Fiber Mats: Transport Properties) ",美国化学工程师协会期刊 45 (1) : 190-195 (1999. 1),其以 引用的方式并入本文。
[0080] 纳米纤维可以在口罩中,以产生口罩中的梯度。梯度可以是多组分材料,已经通过 静电纺制造的至少两种不同"类型"的纳米尺寸的纤维存在于该多组分材料中并且不均匀 分布以产生在一个或多个方向上的一个或多个梯度或不均匀性。"梯度电纺材料"中的梯度 提供离散区域,该离散区域具有在表面化学(例如、芯吸作用、接触、角度等)或包括但不限 于密度、孔径大小、表面电荷、电动电势等等的其它材料性质上的,由存在不同类型、即基本 不同材料成分的纤维引起的可测量差异。
[0081 ] 在某些实施例中,纳米纤维可以在内层、中间层和/或外层中涂覆在口罩上。在某 些实施例中,内层是最多孔的,中层比中层的孔少,而外层是最少孔的。在某些实施例中,内 层和中层的孔隙率是相同的,而外层是最少孔的。
[0082] 参照示出本发明的医疗口罩的分解剖视图的图3,医疗口罩具有设置成邻近穿戴 者面部的第一离散非纺织纤维层33 (内层)。第一层33具有内表面34,该内表面34至少 部分地接触穿戴者的面部。第一层还具有外表面35。第二离散非纺织纤维层36(中间层) 设置成与第一层33的外表面35相邻。第二层36可以与第一层33间隔开或者可以设置成 与第一层33形成接触。第二层36具有面对如图3所示的方向A的内表面37。第二层36 具有与内表面34相反地面对如图3所示的方向B的外表面38。在一个实施例中,第三离 散非纺织纤维层39设置成与第二层36相邻,使得第二层36设置在第一层33和第三层39 之间。第三层39(外层)具有邻近第二层36的外表面38设置的面对如图3所示的方向A 的内表面40。第三层39 (外层)还包括与第三层39的内表面40相反的暴露于周围环境的 外表面41。
[0083] 纳米纤维材料被层叠或涂覆到第一纤维层33 (内层)、第二纤维层36 (中间层)和 /或第三纤维层39(外层)的表面上。替代地,纳米纤维层可以替换外层、中间层或内层。 纳米纤维层是与第一纤维层33、第二纤维层36和第三纤维层39分开并涂覆其在上的离散 层。离散纳米纤维层不交织成非纺织纤维层,且它们也不是非纺织纤维层的复合物。离散纳 米纤维层可以涂覆在第一纤维层33、第二纤维层36和第三纤维层39的表面中的一个或多 个表面上。在一个实施例中,第二层36由涂覆在第一纤维层33的外表面35上的第一离散 纳米纤维层42和涂覆到第三纤维层39的内表面40上的第二离散纳米纤维层43来替换。 在一个实施例中,离散纳米纤维层涂覆到第一纤维层33的外表面35、第二层36的内表面 37和外表面38以及第三层39的内表面40上,从而形成具有四个离散纳米纤维层的口罩, 用来提高空气所带的病菌的过滤作用。在一个实施例中,离散纳米纤维层涂覆在第一层33 的内表面34和/或第三层39的内表面40上。
[0084] 纳米纤维层密度和非纺织/纳米纤维层的组合根据每个口罩版本的具体性能目 的而变化。例如,一个口罩版本可结合有更稠密的纳米纤维,该更稠密的纳米纤维作为非纺 织过滤层的替代以获得类似过滤效率,同时减小压差(提高透气性)。另一版本可将较低密 度的纳米纤维层合并到现有层上以获得更大过滤效率。因此,合并的纳米纤维层的疏水性 质或亲水性质可不同。例如,高疏水性外层将用于改善口罩的流体阻隔性质。相反地,高亲 水性纳米纤维层可用于将水分向后续层吸入(芯吸)以将水分从穿戴者面部吸走并且/或 将潜在传染性水分微滴吸向会使病菌无效的抗菌层。可预见,纳米纤维层可结合有抗菌纳 米颗粒、金属有机框架、湿度传感器和/或一体式流感诊断纳米条。在某些实施例中,制造 口罩的材料包括疏水材料,例如,疏水聚合物、疏水含氟聚合物或具有疏水表面活性剂的聚 合物J等等。
[0085] 进一步考虑到,口罩是在穿戴者头部上拉伸覆盖颈部的织物的连续圈。织物中的 约一半会包括纳米过滤材料,而另一半会包括具有弹性性质的织物。正面过滤部分会被拉 过鼻梁。考虑到,口罩具有用于移除和安全目的的撕开穿孔,并且将不需要任何金属条或系 带来将口罩固定到穿戴者。
[0086] 在一个实施例中,离散纳米纤维层42是亲水的,以将水分从第一层33吸走。在另 一实施例中,离散纳米纤维层的亲水性从第一层33的内表面34向第三层39的内表面40 增加,使得在第一层33和第三层39之间形成水分浓度梯度。假设水分会不断地从穿戴者 面部沿图3所示的方向B被吸走,则第一层33具有最低水分含量,而第三层39具有最高水 分含量。一旦源于穿戴者呼吸的水分从第一层33的内表面传到第三层39的外表面41,水 分就会蒸发到周围环境中。水分浓度梯度降低了口罩10的内腔27中的水分的量,从而提 高了穿戴者的舒适度。在一个实施例中,第一层33、第二层36以及第三层39分别包括亲水 性渐增的材料。
[0087] 图4示出了安装在穿戴者面部上的口罩44的实施例的透视图。口罩44的外表 面58示出为面对穿戴者64所暴露的外侧或外部环境。口罩44示出为处于其展开位置并 通过将耳套圈(一个示出为62)绕穿戴者耳朵固定来固定到穿戴者面部以提供牢固和舒适 的配合。耳套圈优选地由松紧带形成,使得它们会将口罩44固定在穿戴者面部上的适当位 置。弹性耳套圈的使用允许口罩44容易由穿戴者安装并且避免在头部后面系绳结的困难 此外,因为耳套圈是弹性的,所以没有使用普通系绳伴随的耳套圈在不适宜时刻变成松开 的风险。此外,耳套圈的弹性可被选择成允许口罩容易重新定位在面部上而仅使用单手。
[0088] 口罩44包括一个或多个褶裥(在展开位置示出的是已经展开的三个褶裥48、50 和52)。该一个或多个褶裥设置在口罩的至少上边缘、下边缘和/或侧边缘之间。如本文所 用的,术语"褶裥(pleat)"是指当口罩20处于平坦储存构型(如图1所示)时,形成在口 罩44中的相对平坦的双折痕。过滤材料中的褶裥可以是本领域中任何已知的,并且包括例 如Z形裙裥、标准裙裥、欧米前裙裥、次级裙裥、反裙裥(reverse pleat)等。
[0089] 所述一个或多个褶裥设置在口罩的上边缘、下边缘和侧边缘(60)之间。本领域普 通技术人员应当理解,口罩可具有一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多褶 裥,其中的每个褶裥可以具有相同或不同的尺寸和/或形状。
[0090] 口罩44包括在其上部分中的上可延展加强件46,该上可延展加强件46当被捏压、 折叠或扭转时将抵着鼻子和脸颊拉动过滤材料(包括其上边缘和侧边缘)。口罩还包括在 口罩的下部分中的下可延展加强件54,该下可延展加强件54当被捏压、折叠或扭转时将侧 边缘和下边缘拉到面部和下颂区域的侧面中,以提供牢固的面部配合。此外,还可看到,褶 裥48、50和52允许产生口袋状形状,通过该口袋,状形状过滤材料的内表面被保持紧靠穿 戴者的下颂区域。上下可延展加强件(46和54)附接到或嵌入在口罩材料中,通常在口罩 的内侧或外侧上或中。这些可延展加强件提高了形成在穿戴者的鼻子和脸颊区域以及颏和 颂部分周围的牢固配合。
[0091] 通过正确地定位耳套圈、所述一个或多个褶裥,以及在安装口罩时抵着鼻子、脸 颊、颏和/或颂区域捏压、弯曲、折叠或扭转可延展加强件,不仅沿着上可延展加强件46和 下可延展加强件54而且沿着接触脸颊的口罩44的侧边缘提供牢固配合。这是归于因褶裥、 可延展加强件或多个可延展加强件和耳套圈的协配而施加的张力作用。此外,口罩44仍允 许正常讲话而没有显著困难,同时维持牢固配合。
[0092] 图5示出了穿戴者将放置在他/她的面部上的口罩的内表面68的实施例。口罩示 出处于展开或部分展开的位置。嵌入或附接到口罩的上可延展加强件67已经在穿戴者鼻 子和/或脸颊区域周围被折叠、卷曲、捏压、弯曲、起皱和/或成角度并导致在过滤材料中的 空腔66,该空腔66符合鼻子和/或脸颊并将过滤材料拉成更靠近鼻子和/或脸颊的部分。 嵌入或附接到口罩的下可延展加强件70已经在穿戴者颏和/或颂区域周围或下方被折叠、 卷曲、捏压、弯曲、起皱和/或成角度并导致过滤材料中的空腔69,该空腔69符合颏和/或 颂区域的部分并将过滤材料拉成更靠近颏和/或颂区域的部分。在某些实施例中,空腔69 将位于颏下方,使得使用者能够将空腔69搁在颏上。通过简单捏压可延展加强件,口罩提 供牢固和舒适配合给使用者。本领域普通技术人员应当理解,在口罩内侧中的空腔66和69 可彼此竖直对准或基本上彼此平行,使得突起66和69排成一行。
[0093] 图6示出了安装在穿戴者的面部上的口罩的外表面73的实施例。该口罩示出处 于展开或部分展开的位置中。嵌入或附接到口罩的上可延展加强件71已经在穿戴者鼻子 和/或脸颊区域周围被折叠、卷曲、捏压、弯曲、起皱和/或成角度,并导致过滤材料中的突 起72,该突起72使其符合鼻子和/或脸颊的部分。嵌入或附接到口罩的下可延展加强件 74已经在穿戴者颏和/或颂区域周围或下面被折叠、卷曲、捏压、弯曲、起皱和/或成角度, 并导致过滤材料中的突起75,该突起75符合颏和/或颂区域的部分。在某些实施例中,突 起75将位于颏下方,使得使用者可将突起75搁在颏上。通过简单捏压可延展加强件口罩 提供牢固和舒适配合给使用者。以这样的方式,口罩减少材料在口罩的顶部、底部和边缘周 围的泄漏。本领域普通技术人员应当理解,在口罩外侧中的突起72和75可彼此竖直对准 或基本上彼此平行,使得突起72和75排成一行,并且口罩可一个堆叠在另一个的顶部上。
[0094] 在某些实施例中,戴眼镜的个人还被其眼镜因温暖的、充满水汽的呼出气在 其眼镜的较冷表面的冷凝而蒙上水汽的问题困扰。确保沿着口罩的上边缘的牢固 配合有助于减小眼镜的由于充满水汽的空气冷凝而蒙上水汽。纳米纤维可与可从 CrossTex(Hauppauge,NY)购得的FogFree? 口罩结合,某些FogFree? 口罩具有无雾条。
[0095] 在某些实施例中,为了便于抓持,口罩可以热模制或热定型以增加硬度。在其它实 施例中,粘结剂化学品可在形成口罩之前被添加到材料。口罩可以是一次性的和/或用于 单一用途。
[0096] 指示器
[0097] 在图6中,口罩的外表面73包括温度、水分和/或病菌指示器。虽然示出在外表面 上,但本领域普通技术人员应该理解,该指示器可设置在外层、内层和/或中间层上或中。
[0098] 当达到特定温度和/或水分时,和/或当探测到病菌时,指示器提供可见指示。
[0099] 例如,指示器可具有诸如例如全部内容以引用的方式并入本文的美国专利 No. 4, 826, 550所披露的热致变色染料,以提供口罩中的温度变化的指示。当达到温度阈值 时,其导致可见的指示。例如,在60° F以上、70° F以上、85° F以上、87° F以上或97° F 以上的温度处,指示器会变色。理想地,温度阈值变化的可见指示是颜色变化。这可以示意 使用者更换口罩。
[0100] 在某些实施例中,指示器可以是能够在两种颜色之间或在有色状态和无色状态之 间变化的标签、条、薄膜和/或带。热致变色材料可具有活化温度,活化温度是材料已经达 到其最终颜色(或透明(clear))状态所在的温度。例如,热致变色材料可以用微囊剂的形 式提供,该微囊剂含有结晶紫内酯、弱酸以及溶解在诸如十二烷醇或另一合适液晶溶剂的 非极性或弱极性溶剂液晶溶剂中的易解离盐。当温度是室温时,染料以其内酯无色母体的 形式(lactone leuco form)存在。然而,当温度增大时,液晶溶剂恪化,盐解离,微囊剂内 侧的PH下降(使质子容易可用),染料变成质子化并且内酯环打开,从而致使其吸收光谱移 位,吸收诸如结晶紫内酯的深紫颜色的可见光谱。合适热致变色染料可基于无色染料与合 适其它化学品的混合物,其显示依赖于温度的颜色变化(通常在染料的无色形式和有色形 式之间)。
[0101] 可用于本申请的热致变色材料还包括但不限于螺内酯、荧光母素、螺吡喃或俘精 酸酐。可用作质子给体的弱酸包括双酚A、对羟基本甲酸酯、1,2, 3-三唑衍生物以及4-羟 基香豆素。这些弱酸可用作质子给体以致使染料分子在其无色形式和其质子化有色形式 之间变化。还可使用较强布忍司特酸(更好的质子给体),但它们往往使颜色变化不可逆。 可使用的其它热致变色染料包括恶嗪基无色热敏染料(诸如以商标CSB-12由Hodogaya Chemicals Co出售)、螺吡喃基无色热敏染料(诸如以商标CSR-13由Hodogaya Chemicals Co出售)、喹啉基热敏染料(诸如以商标CSY-13由Hodogaya Chemicals Co出售)等。
[0102] 可用于热致变色材料的具体热敏染料是无毒的并且已知在21至51°C范围内的 温度下活化,并且其可从弗吉尼亚州,春田市的SICPA Securink公司购得。这些染料包 括744020TC (热致变色蓝色)、744010TC (热致变色青绿色)、744027TC (热致变色黄色)、 734010TC (热致变色玫瑰色)、724010TC (热致变色橙色)、754027TC (热致变色绿色)。还 有加热时失去颜色的热致变色染料,使得它们从彩色向透明变化。这些染料包括在80~ 97°C活化的178002TC (黑色/透明)、128001TC (橙色/透明)、1384175TC (玫瑰色/透明)、 150015TC (绿色 / 透明)、148003TC (蓝色 / 透明)、17800TC (黑色 / 透明)、14001TCBR(蓝 色/红色)或128001TCY(橙色/黄色)或其组合。
[0103] 在某些实施例中,为了水分探测,指示器可包括基于PH变色的作用剂,诸如例如 溴酚蓝。例如当来自呼吸或出汗的水分出现在口罩中时,PH会减小并且颜色会示出,因此 使用者可以更换口罩。
[0104] 图7示出了指示器的实施例,其被示出为条带(strip)77。该长条在一端处具有区 段81,该区段81可被保持并用于将该长条从口罩拉出。例如当长条将要用于测试病菌时, 这个实施例是有用的。该长条可从口罩拉出,并且该长条可被培养以看出什么病菌可以成 长(细菌、病毒、霉等)。该长条能够通过魔术贴、粘合剂、胶水或其它附接方式附接到口罩。 在某些实施例中,长条包括设置在长条上的指示区83,当某一阈值温度、水分和/或病菌出 现时,指示区83给出可见指示(某一颜色、颜色变化和/或变无色等),使得口罩可以被更 换或仅使用某一段时间。长条可包括不包含任何可见指示的区域85。在某些实施例中,长 条可包括与口罩相同的材料,例如纳米纤维和非纳米纤维。
[0105] 在某些实施例中,指示器包括收集器,该收集器可捕获微生物并且它们可被送到 实验室来识别,或者在某些实施例中,收集器可捕获微生物并且具有识别微生物(例如,革 兰氏阳性或革兰氏阴性细菌等)的指示器。收集器允许可被送到实验室的微生物的制动。
[0106] 在某些实施例中,口罩可具有用于可延展构件(例如,长条)的某些颜色,从而使 用者可以知道如何穿戴口罩。例如,鼻子段可以是可延展构件的某一颜色,而颏段的可延展 构件可以是与鼻子段不同的颜色。替代地,口罩的外侧可以用不同颜色标记,以指示将戴在 鼻子上的口罩部分以及将戴在口上的口罩部分。
[0107] 制造方法
[0108] 口罩可用各种材料和织物形成,诸如编织可再用织物和非纺织一次性织物或纤维 网。如本文所用的,术语"非纺织织物"或"非纺织纤维网(nonwoven web)"或"非纺织材 料"是指具有随机互层而不是以如在针织物中的可识别的方式或图案互层的个别纤维或线 的结构的纤维网。已经从很多工艺形成非纺织织物或纤维网,例如,熔喷工艺、纺粘工艺和 粘合梳理成网工艺。
[0109] 如本文所用的,术语"纺粘"或"纺粘纤维"或"纺粘的纤维"是指通过以下方式来形 成的小直径纤维,即,将熔融热塑材料从具有挤压长丝的直径的喷丝头的多个细的、通常圆 形毛细管挤压成长丝,接着快速减小,例如,如在授予Appel等人的美国专利第4, 340, 563 号和授予Dorschner等人的美国专利第3, 692, 618号、授予Matsuki等人的美国专利第 3, 802, 817号、授予Kinney的美国专利第3, 338, 992号和第3, 341,394号、授予Hartman的 美国专利第3, 502, 763号以及授予Dobo等人的美国专利第3, 542, 615号中。
[0110] 如本文所用的,术语"熔喷"或"熔喷纤维"是指纤维通过这样的方式来形成,即,挤 压熔融热塑材料通过多个细的、通常圆形的模具毛细管成为熔融线或长丝,进入使熔融热 塑性材料的长丝变细以减小其直径的会聚高速的、通常热的气体(例如,空气)流来,直径 可以减小到微纤维直径。此后,熔喷纤维由高速气体流携带并且沉积在收集表面上以形成 随机分布的熔喷纤维的纤维网。这种工艺例如在授予Butin等人的美国专利第3, 849, 241 号中披露。
[0111] 口罩可用单层或多层材料或者多层的复合材料来形成。在多层的情形中,各层通 常以并置或者表面对表面的关系定位,并且所述层中的全部或部分可与相邻的层结合。复 合材料中的多层可通过包括但不限于附着粘合、热粘合或超声粘合的各种方法连结成形成 多层层压材料。
[0112] 适合用于本申请的一种复合材料是纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层压材料。SMS层 压材料可通过以下方式制成,即,按顺序首先将纺粘织物层、接着是熔喷织物层以及最后另 一纺粘层沉积到移动的成形传送带上,并且接着以下面所述的方式将层压材料粘合。可替 代地,织物层可单独地制成,成卷收集并在单独的粘合步骤中组合。多层层压材料在很多 不同构型中可具有多个熔喷层或多个纺粘层,并且可包括非纺织物以外的材料。这样的其 它材料的实例包括纺织物、薄膜、泡沫/薄膜层压材料及其组合,例如纺粘/薄膜/纺粘 (SFS)层压材料。适合用于本发明的其它复合材料的实例包括当不限于以引用的方式全部 并入本文的授予Brock等人的美国专利第4, 041,203号、授予Collier等人的美国专利第 5, 169, 706号、授予Potts等人的美国专利第5, 145, 727号、授予Perkins等人的美国专利 第5, 178, 931号、授予Bornslaeqer的美国专利第4, 374, 888号以及授予Timmons等人的 美国专利第5, 188, 885号所述的复合材料。
[0113] 本申请的口罩可包括适合用于过滤的例如非纺织材料的材料层。过滤材料可由熔 喷非纺织纤维网制成,并且在某些实施例,可经受驻电体处理。如本文所用的,术语"驻电 体"或"驻电体处理"是指施加电荷到诸如聚烯烃的介电材料的处理。电荷包括在聚合物的 表面处或附近捕集的正电荷层或负电荷层,或者储存在大部分聚合物中的电荷云。电荷还 包括冻结在分子的偶极子对齐中的极化电荷。使材料经受驻电体处理的方法被本领域技术 人人员所熟知。这些方法包括例如热放电方法、液体接触放电方法、电子束放电方法和电晕 放电方法。使材料经受驻电体处理的一个具体方法在美国专利第5, 401,466号中披露,其 内容全部以引用的方式并入本文。这种技术包括使材料经受一对电场,其中电场具有相反 极性。驻电体处理导致施加到过滤介质的电荷,其通过借助其电荷将待过滤的颗粒吸向过 滤器来进一步提高过滤效率。驻电体处理可通过多种不同技术实施。一种技术在授予Tsai 的美国专利第5, 401,446号中披露并且全部以引用的方式并入本文。驻电体处理的其它方 法在本领域中是众所周知的,诸如全部以引用的方式并入本文的授予Kubik等人的美国专 利第4, 215, 682号、授予Wadsworth的美国专利第4, 375, 718号、授予Nakao的美国专利第 4, 592, 815号以及授予Ando的美国专利第4, 874, 659号所披露的。
[0114] 替代地,口罩可包括诸如由W. L. Gore&Associates制造的用于过滤的一层扩展聚 四氟乙烯(PTFE)膜。
[0115] 这种材料的构造和作用的更完整描述可在全部以引用的方式并入本文的授予 Gore的美国专利第3, 953, 566号以及授予Gore的美国专利第4, 187, 390号中找到。
[0116] 在某些实施例中,口罩包括由医疗级棉纸、纺粘聚丙烯、纤维素材料、熔喷聚丙烯、 纺粘高密度聚乙烯和/或低密度聚乙烯单独地或组合地制成的一个或多个层。
[0117] 在某些实施例中,口罩的一个或多个层可以是不透液的或基本上不透液的(例 如,纺粘聚丙烯层和/或熔喷聚丙烯层或者多个纺粘聚丙烯层和/或熔喷聚丙烯层),其可 致使液体在口罩的一个或多个表面或层上起泡。
[0118] 在某些实施例中,口罩可通过以下方式制成,即,提供过滤材料并将可延展加强构 件插入或附接到口罩,其中,至少一个可延展加强构件被部分地弯曲、卷曲、起皱、折叠和/ 或成角度并在口罩的内侧上或在其外侧上附接到口罩的鼻子部分或在其中,并且接着将第 二延展加强构件附接到用于颏和/或颂区域的口罩的下部分;以及在口罩的内侧上或在其 外侧上将固定件附接到口罩。
[0119] 在某些实施例中,弯曲部分在其附接或嵌入口罩之前、期间或之后,用手或机器以 约1至10度或以约1mm至20mm朝向口罩的内表面或外表面捏压、卷曲、弯曲、起皱、折叠或 成角度。这些包括具有允许弯曲部分形成的止挡件、杆等的卷曲机。
[0120] 现已经总的描述了本发明,本发明可通过以下参照下列实例更容易理解,下列实 例以说明性的方式提供并且不旨在限制本发明,除非另有指定。
[0121] 实例
[0122] 下面的表1-3显示使用具有纳米纤维层的本公开的口罩的在口罩的内部和周围 环境之间的压差或压降。表1-3还显示了使用不具有离散的纳米纤维层的口罩以及不具有 离散的纳米纤维层的三层熔喷非纺织纤维口罩测量到的压差。对每个口罩进行三轮单独试 验,分别如表1、2和3所示。空气被引导通过口罩的内表面,表示在呼气期间穿戴者的呼吸 的流动。对25、125、250和500升每分钟的空气流量测量了不同的压降。结果显示如下。
[0123] 表 1
[0127]表 3
[0129] 如表1-3所示,对本公开的口罩测量到的压差比对没有离散的纳米纤维层的口罩 测量到的压差低了足足约18倍。压差与在口罩上面和下面偏转的空气量直接相关。因此, 与本公开的口罩的使用相关联的较低压降导致空气偏转量减小以及通过口罩而不是绕口 罩通过的空气量增加。没有离散的纳米纤维层或没有多个离散纳米纤维层的口罩显示较高 的空气偏转并且因此通过口罩的较少空气流。
[0130] 纳米纤维涂层可具有从0. 03克每平方米(gsm)至约1. Ogsm之间或者l-60gsm的 厚度。此外,过滤材料的每个表面可具有纳米纤维层的多个涂层以增加纳米纤维涂层的厚 度。每根纳米纤维的长度可小于约0.01旦尼尔。
[0131] 图8是示出不同口罩过滤的图例。用"T"标记的那些被贴到面部;未用"T"标记 的那些没有被贴到面部。纳米纤维口罩比其它口罩具有更大的过滤作用。
[0132] 图9是示出各种口罩的不同压差的图例。纳米纤维口罩的压差较低,表示偏转减 少并且过滤更好。
[0133] 通过具有在外层的内表面上或在中间层或内层上的纳米纤维或者用纳米纤维代 替中间层,在层之间存在低的压差并且有提高的过滤效率。还有提高的双向空气流。在某 些实施例中,纳米纤维可以一体地粘附(例如涂敷)到外层材料的内侧。
[0134] 对本领域技术人员显而易见的是,可对本文所述各个实施例做出各种修改和变化 而不偏离本文教义的精神或范围。因此,意味着各个实施例覆盖在本教义的范围内的各个 实施例的其它修改和变化。

1. 一种口罩,所述口罩包括: 内层,所述内层包括非纺织纤维材料,并且所述内层被构造成接触穿戴者的鼻子和 嘴; 中间层,所述中间层设置在外层的内侧上,并且包括纳米纤维材料; 外层,所述外层设置在所述中间层上,并且包括非纺织纤维材料,所述外层被构造成接 触外部环境, 所述口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,所述至少一个褶裥设置在至少所述 上边缘和所述下边缘之间,并且所述至少一个褶裥被构造成当展开时配合在所述穿戴者的 颏部上,所述至少一个褶裥被构造成用于折叠和展开所述口罩,使得在被折叠时所述口罩 被构造成呈现大致平坦储存构型,而在被展开时所述口罩被构造成至少覆盖所述穿戴者的 鼻子和嘴。2. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述中间层的所述纳米纤维材料以一个或多个离 散的涂层而涂覆在所述内层和/或所述外层上。3. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述纳米纤维材料设置在所述中间层的非纺织的 纺粘纤维层上。4. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述纳米纤维材料的每根纳米纤维具有比非纺织 纤维材料的每根纤维的直径小至少约150倍的直径。5. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述纳米纤维层包括设置在所述纳米纤维层上的 金属有机框架。6. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述纳米纤维材料是亲水的或疏水的,并且从所述 内层和/或外层吸取水分。7. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述外层、所述中间层和/或所述内层包括抗菌剂。8. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述纳米纤维材料的亲水性或疏水性在从所述内 层到所述中间层的方向上增加,使得当所述口罩被戴上时,在所述内层和所述中间层之间 形成水分浓度梯度,其中所述内层具有最少水分,而所述中间层具有最多水分。9. 如权利要求1所述的口罩,还包括可延展加强构件,所述可延展加强构件靠近所述 上边缘而附接到所述口罩或附接在所述口罩内,所述可延展加强构件被构造成使所述内层 符合所述穿戴者的面部的至少鼻子部分和脸颊部分。10. 如权利要求9所述的口罩,其中,所述可延展加强构件包括弯曲部分,所述弯曲部 分通过以下方式来指示所述口罩的至少所述内层和所述鼻子部分,即:使所述口罩的一部 分在所述口罩处于所述折叠储存构型时隆起,并且 所述口罩包括用于将所述口罩固定到所述穿戴者的面部的装置。11. 如权利要求9所述的口罩,还包括第二可延展加强构件,所述第二可延展加强构件 附接到所述口罩的下边缘或附接在所述口罩的下边缘内,所述第二可延展加强构件被构造 成使所述口罩符合所述穿戴者的所述面部的至少颏部分和颂部分,所述第二可延展加强构 件的长度比所述可延展加强构件的长度小。12. 如权利要求11所述的口罩,其中,所述第二可延展加强构件包括弯曲部分,所述弯 曲部分通过以下方式来指示所述口罩的至少所述内层和所述颏部分和/或颂部分,即:使 所述口罩的一部分在所述口罩处于所述折叠储存构型时隆起。13. 如权利要求12所述的口罩,其中,所述可延展加强构件被预卷曲成符合所述穿戴 者的所述鼻子部分和脸颊部分,并且所述第二可延展加强构件被预卷曲成符合所述穿戴者 的面部的颏部分和颂部分。14. 如权利要求1所述的口罩,其中,所述口罩包括设置在所述外层、内层或中间层上 的温度、水分和/或病菌收集器。15. 如权利要求5所述的口罩,其中,所述口罩包括设置在一个或多个层中或设置一个 或多个层上的抗菌剂。16. 如权利要求14所述的口罩,其中,所述收集器包括可移除的纳米纤维条。17. -种减小口罩中的压差的方法,所述方法包括: 提供包括非纺织纤维材料的内层,所述内层被构造成接触穿戴者的鼻子和嘴;中间层, 所述中间层设置在所述内层上或外层的内侧上,并且包括纳米纤维材料;外层,所述外层设 置在所述中间层上,并且包括非纺织纤维材料,所述外层被构造成接触外部环境,所述口罩 具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,所述至少一个褶裥设置在至少所述上边缘和所述 下边缘之间,并且所述至少一个褶裥被构造成当展开时配合在所述穿戴者的颏部上,所述 至少一个褶裥被构造成用于折叠和展开所述口罩,使得当折叠时所述口罩被构造成呈现大 致平坦储存构型,而当展开时所述口罩被构造成覆盖所述穿戴者的至少鼻子和嘴。18. 如权利要求17所述的方法,其中,所述纳米纤维材料的每根纳米纤维具有比非纺 织纤维材料的每根纤维的直径小至少约150倍的直径。19. 如权利要求17所述的方法,其中,还包括可延展加强构件,所述可延展加强构件靠 近所述上边缘而附接到所述口罩或附接在所述口罩内,所述可延展加强构件被构造成使所 述内层符合所述穿戴者的面部的至少鼻子部分和脸颊部分。20. 如权利要求19所述的方法,其中,还包括第二可延展加强构件,所述第二可延展加 强构件附接到所述口罩的下边缘或附接在所述口罩的下边缘内,所述第二可延展加强构件 被构造成使所述口罩符合所述穿戴者的面部的至少颏部分和颂部分,所述第二可延展加强 构件的长度比所述可延展加强构件的长度小。21. -种提高口罩中的空气所带颗粒的过滤效率的方法,所述方法包括:提供包括非 纺织纤维材料的内层,所述内层构造成接触穿戴者的鼻子和嘴;中间层,所述中间层设置在 所述内层上,并且包括纳米纤维材料;外层,所述外层设置在所述中间层上,并且包括非纺 织纤维材料,所述外层构造成接触外部环境,所述口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个 褶裥,所述至少一个褶裥设置在至少所述上边缘和所述下边缘之间,并且所述至少一个褶 裥构造成当展开时配合在所述穿戴者的颏部上,所述至少一个褶裥被构造成用于折叠和展 开所述口罩,使得当折叠时所述口罩被构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时所述口 罩被构造成覆盖所述穿戴者的至少鼻子和嘴。22. 如权利要求21所述的方法,其中,所述纳米纤维材料的每根纳米纤维具有比非纺 织纤维材料的每根纤维的直径小至少约150倍的直径。23. 如权利要求21所述的方法,其中,还包括可延展加强构件,所述可延展加强构件靠 近所述上边缘而附接到所述口罩或附接在所述口罩内,所述可延展加强构件被构造成使所 述内层符合所述穿戴者的面部的至少鼻子部分和脸颊部分。24. 如权利要求23所述的方法,其中,还包括第二可延展加强构件,所述第二可延展加 强构件附接到所述口罩的下边缘或在所述口罩的下边缘内,所述第二可延展加强构件被构 造成使所述口罩符合所述穿戴者的面部的至少颏部分和颂部分,所述第二可延展加强构件 的长度比所述可延展加强构件的长度小。25. -种制造口罩的方法,所述方法包括: 提供包括非纺织纤维材料的内层,所述内层被构造成接触穿戴者的鼻子和嘴; 将中间层设置在所述内层上,所述中间层包括纳米纤维材料; 将外层设置在所述中间层上,所述外层包括非纺织纤维材料,所述外层构造成接触外 部环境;以及 形成设置在所述口罩的上边缘和下边缘之间的至少一个褶裥,所述至少一个褶裥构造 成当展开时配合在所述穿戴者的颏部上,所述至少一个褶裥构造成用于折叠和展开所述口 罩,使得当折叠时所述口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时所述口罩构造成覆 盖所述穿戴者的至少鼻子和嘴。26. 如权利要求25所述的方法,还包括: 靠近所述上边缘将可延展加强构件附接到所述口罩或附接在所述口罩内;和 使所述可延展加强构件符合所述穿戴者的面部的至少鼻子部分和脸颊部分。27. 如权利要求26所述的方法,还包括: 将第二可延展加强构件附接到所述口罩的所述下边缘或附接在所述口罩的所述下边 缘内; 使所述第二可延展加强构件符合所述穿戴者的面部的至少颏部分和颂部分,所述第二 可延展加强构件的长度比所述可延展加强构件的长度小;以及 将所述口罩包装起来。28. -种口罩的堆叠体,每个口罩包括:包括非纺织纤维材料的内层,所述内层被构造 成接触穿戴者的鼻子和嘴;中间层,所述中间层设置在所述内层上,并且包括纳米纤维材 料;外层,所述外层设置在所述中间层上,并且包括非纺织纤维材料,所述外层被构造成接 触外部环境,所述口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,所述至少一个褶裥设置在 至少所述上边缘和所述下边缘之间,并且所述至少一个褶裥被构造成当展开时配合在所述 穿戴者的颏部上,所述至少一个褶裥被构造成用于折叠和展开所述口罩,使得当折叠时所 述口罩被构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时所述口罩被构造成覆盖所述穿戴者的 至少鼻子和嘴。29. 如权利要求28所述的口罩的堆叠体,其中,每个口罩还包括可延展加强构件,所述 可延展加强构件靠近所述上边缘而附接到所述口罩或在所述口罩内,所述可延展加强构件 被构造成使所述内层符合所述穿戴者的面部的至少鼻子部分和脸颊部分,并且每个口罩被 堆叠成使得每个可延展加强构件基本上彼此平行地堆叠,从而所述口罩的所述内层全都面 向同一方向。30. 如权利要求29所述的口罩的堆叠体,其中,每个口罩还包括第二可延展加强构件, 所述第二可延展加强构件靠近所述下边缘附接到所述口罩或附接在所述口罩内,所述第二 可延展加强构件构造成使所述内层符合所述穿戴者的面部的至少颏部分和颂部分;并且每 个口罩被堆叠成使得每个第二可延展加强构件基本上彼此平行地堆叠,从而所述口罩的所 述内层全都面向同一方向。31. 如权利要求29所述的口罩的堆叠体,其中,每个可延展加强构件包括凹入部分,所 述凹入部分彼此堆叠,使得所述口罩的所述内层全都面向同一方向。32. 如权利要求30所述的口罩的堆叠体,其中,每个第二可延展加强构件包括凹入部 分,所述凹入部分彼此堆叠,使得所述口罩的所述内层全都面向同一方向。
提供了利用纳米纤维的口罩和方法。所提供的口罩和方法减小压降并提高空气所带颗粒的过滤。在一个实施例中,有一种口罩,包括:包括非纺织纤维材料的内层,该内层构造成接触穿戴者鼻子和嘴;设置在内层上并包括纳米纤维材料的中间层;设置在中间层上并包括非纺织纤维材料的外层,口罩具有上边缘和下边缘以及至少一个褶裥,该至少一个褶裥设置在至少上边缘和下边缘之间,并且构造成当展开时配合在穿戴者的颏部上,该至少一个褶裥构造成用来折叠和展开口罩,使得当折叠时口罩构造成呈现大致平坦储存构型,而当展开时口罩构造成覆盖穿戴者的至少鼻子和嘴。
A62B18/02
CN105246552
CN201380075761
马修·科隆
克洛斯泰克斯国际公司
2016年1月13日
2013年3月15日
EP2969040A1, US20160015098, WO2014143039A1

推荐具有一个或多个纳米纤维层的口罩的制作方法的相关内容如下:

本文标题:推荐具有一个或多个纳米纤维层的口罩的制作方法
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