个人用吸入过滤器 相关申请
本申请要求2004年1月13日提交的第60/536,034号美国临时专利申请的优先权。本申请也是申请号为2005800032270、发明名称为“个人用吸入过滤器”的中国专利的分案申请。
【技术领域】
本发明涉及一种个人用吸入过滤器，更具体地，涉及一种适于鼻孔以防止吸入空气中传播的各种污染物的过滤器。
背景技术
传统的适于防止吸入传染疾病的面罩在面罩的外围周围没有形成完整的密封，这样就会使得面罩的佩带者吸入未经过滤的空气，并且面罩的佩带者会在面罩的外围呼出有可能带有传染性的微粒。而且，传统的面罩限制传播的微粒尺寸，产生对于佩带者来说明显的有时候使呼吸不适的压力，限制吸入气体的完全交换，强迫面罩佩带者再次吸入他们自己呼出的空气。传统的面罩可能在就餐、喝水及频繁讲话时需要摘除，而且在面罩覆盖的面部区域也可能会引起不适。
因此需要一种更有效、更舒适和更方便的方法和装置，以防止吸入传染疾病。
【发明内容】
在第一方面中，本发明可提供一种圆柱状的或其他合适形状的容器，所述容器具有两个开口端部，包围着过滤材料。在本发明的当前优选实施例中，可使用聚丙烯制备所述容器或管道，也可使用其他合适的材料，如橡胶或其他较柔软的材料。
在另一个方面中，本发明可包括网格或其他合适的薄膜，所述网格或薄膜连接到或覆盖在过滤容器或管道的一个或多个端部，以进一步封装过滤材料。
在又一个方面中，本发明包括由聚丙烯材料组成的过滤材料和/或呼吸面罩，所述聚丙烯材料经过处理在材料上带有正电荷，以有助于吸引和捕获空气中传播的细菌和病毒。聚丙烯面罩可进一步包括经处理过的松软化的聚丙烯材料的边缘密封，以提高所述面罩的效率。
在又一个方面中，本发明可在两个鼻孔过滤器之间包括一个连接件。
在又一个进一步的方面中，本发明认为，由于鼻部过滤器的存在，对吸入空气的限制应与过滤的需要相平衡，从而在最大化使用者的舒适度的同时，提供有效的细菌和病毒的过滤。
在另一个进一步的方面中，本发明可在呼吸面罩上提供过滤边缘密封，从而提高其舒适度和效率。所述边缘密封可包括经处理和松软化的聚丙烯纤维，从而降低呼吸阻力，提高面罩的过滤效率。添加凸起的边缘密封也可降低空气流的阻力，从而可明显提高面罩的舒适度。
在又一个进一步的方面中，本发明可包括聚丙烯过滤器纸巾或方巾，所述纸巾或方巾便于携带，用于在使用者可能需要过滤他们吸入或呼出的空气的短期或意外情况中。聚丙烯过滤器纸巾可能由熔喷聚丙烯制成。根据本发明的聚丙烯过滤器纸巾可经处理在其纤维上带有正电荷，从而对空气中传播的微生物体提供电荷吸引。
在本发明的另一个进一步的方面中，用于呼吸过滤的聚丙烯纤维可经处理，例如用十六烷基三乙基溴化氨或二甲基十八烷基溴化氨，使纤维上带正电荷，从而对空气中传播地微生物体提供电荷吸引。
根据本发明的用于吸引和捕获细菌和病毒的鼻部过滤器可包括带有正电荷的第一过滤纤维部分、带有正电荷的第二过滤纤维部分、包含带有正电荷的第一过滤纤维部分的第一过滤器主体和包含带有正电荷的第二过滤纤维部分的第二过滤器主体，所述第一和第二过滤器主体的尺寸被制作成能够和使用者的鼻部相接合。
根据本发明的用于吸引和捕获细菌和病毒的个人用吸入过滤器可包括通常为平面的第一过滤纤维层、通常为平面的带有正电荷的第二过滤纤维层和用于将多层过滤器固定到使用者脸上的合适的装置。所述第一过滤器纤维和所述第二过滤器纤维部分重叠，从而形成多层过滤器，所述第一过滤层形成外侧部，所述第二过滤层形成接触侧部。
本发明的这些和其他特征和优点将通过以下详细描述和附图而更明显。在附图和描述中，标记表示本发明的不同部件，在整篇描述和全部附图中，相同的标记表示相同的部件。
【附图说明】
图1为根据本发明的鼻部过滤器的分解立体视图。
图2为根据本发明的连接在一起的鼻部过滤器的立体视图。
图3为根据本发明的一个可替代实施例的在鼻部横截面中的连接在一起的一对鼻部过滤器的侧视图。
图4为根据本发明的一个可替代实施例的包括鼻部密封的鼻部过滤器的侧视图。
图5为图4中的鼻部过滤器的端部视图。
图6为使用者使用根据本发明的一对连接在一起的鼻部过滤器的放大图。
图7A为根据本发明的呼吸面罩的俯视图。
图7B为图7A中的呼吸面罩的侧视图。
图8为根据本发明的呼吸纸巾的俯视图。
图9为根据本发明的一个可替代实施例的呼吸面罩的立体图。
【具体实施方式】
现在参考图1，鼻部过滤器10包括包围过滤器元件16的过滤器容器或管12。管12可以是任何合适的材料的，例如，但不限于，聚乙烯、聚丙烯或橡胶。在本发明的当前优选实施例中，管12为正圆柱形。鼻部过滤器10还可包括一个或多个薄膜或网孔，如端部网孔14。端部网孔14可固定到或连接到第一端部18和/或第二端部20上，以防止过滤介质16从管12中漏出，并且用作对于空气中传播的大的污染物的第一级粗过滤器。
过滤器元件16可以是棉花或纸或其他合适的过滤介质。过滤元件可以被制成符合国家职业安全健康局和基本控制和防护中心制定的N、R和P呼吸标准。在本发明的一个可替代实施例中，过滤器元件16可由处于松散的均匀分布容量的聚丙烯纤维组成，所述纤维插入前直径为2厘米，插入到直径为1厘米的管12中。聚丙烯可被用做过滤材料，以利用材料内在的弱电荷性及材料的性能，使其电荷性增强，从而捕获空气中传播的细菌或病毒。聚丙烯的憎水性也适用于去除空气中传播的微滴物质。所述聚丙烯纤维可以是任何合适的直径，并且测试显示，处于15-30微米范围的纤维可提供稳定的过滤。
过滤介质，无论是聚丙烯还是其他合适的聚合体材料，可经十六烷基三乙基溴化氨或二甲基十八烷基溴化氨处理，使纤维上带有正电荷，因此可提供对空气中传播的微生物体的电荷吸引。
端部网孔14可由聚丙烯或任何其他合适的材料制成。端部网孔可被加工成管12的一部分，或者是分开的元件，需要连接到管12上。端部网孔14可以使用任何合适几何形状的孔或网眼的膜或网状物。本发明当前优选实施例中的膜的孔的直径尺寸范围为100-200毫米。
现在参考图2，在本发明的可替代实施例中，鼻部过滤器22和24可使用连接件26接合或连接在一起。连接件26可以提供方便的抓握，以从使用者的鼻部摘除鼻部过滤器22或24而不用通过使用者的手指与鼻部过滤器22和/或24相接触。现在参考图6，鼻部过滤器连接件，如连接件40，通过接合中隔37可防止鼻部过滤器36和/或鼻部过滤器38过度插入。
现在参考图3，在本发明的可替代实施例中，鼻部过滤器42和44可通过过滤器连接件45接合在一起。鼻部过滤器，如鼻部过滤器42和/或44，可具有第一端部48和第二端部46，所述第一端部48具有比所述第二端部46的直径D″更小的直径D′。直径D′和D″可通过选择，使通过鼻部通道，如鼻部通道41，的未经过滤的空气62的通道最小。直径D″也可防止鼻部过滤器，如过滤器42，意外从鼻部通道41脱出。
现在参考图4和图5，在本发明的一个可替代实施例中，鼻部过滤器50可包括一个或多个过滤器密封部分，如密封部分52和54，以和使用者鼻部通道相接合，如鼻部通道41，并且防止意外脱出或吸入未经过滤的空气，如空气60，和/或防止未经过滤的空气经过鼻部过滤器50。过滤器密封部分，如密封部分52或密封部分54，可沿鼻部过滤器50的长度58放置在任何合适的位置。鼻部过滤器密封部分，如密封部分52和54，可由与过滤器管51相同的材料组成。在本发明的又一个可替代实施例中，过滤器密封部分，如过滤器密封部分52和54，由比管51更柔软的材料组成，以更好地与鼻部通道，如鼻部通道41，相接合。
鼻部密封部分，如鼻部密封部分52和54，可在鼻部过滤器51上方具有任何合适的高度56。鼻部密封部分54显示为具有半球状轮廓53，其他任何轮廓，如矩形、梨形或任何其他合适的轮廓都可被使用。类似地，鼻部密封部分，如密封部分52和54，的宽度可通过选择来优化与鼻部通道41的接合，或者通过选择来平衡舒适度和效率。
在本发明的又一个实施例中，用于制备管12的材料应在人体温度下足够柔软，从而将其插入鼻孔中，适合所述鼻孔的形状，以使经过管12的泄漏最小化。管12可由柔软的密封微孔海绵组成，所述海绵可在插入之前被压缩，并且在使用者鼻部通道中膨胀，从而形成紧密封。
现在参考图6，安全使用根据本发明的鼻部过滤器，要求使用者30在将过滤器，如过滤器38或过滤器36，分别插入鼻孔34和32之前洗手。不要过深地将过滤器38和36推入使用者的鼻腔；过滤器38应被插入鼻孔34中，过滤器36插入鼻孔32中，插入深度直接与使用者的舒适度相对应，不要过紧也不要过松。还要求通过鼻部35呼吸，因为如果通过嘴呼吸，由过滤器36和38提供的保护就失去了作用。鼻部过滤器，如过滤器36和38，可优选使用连接件40或通过用力呼气来摘除，而不要用手指接触使用的过滤器。在当前优选实施例中，鼻部过滤器，如过滤器36和38，建议每隔约两小时摘除并更换。
现在参考图7A和图7B，呼吸面罩70包括主体过滤器72，所述主体过滤器72包括沿主体过滤器72的外围74的边缘过滤器76。边缘过滤器76具有宽度77和厚度78。可控制厚度77和宽度78，从而提高呼吸面罩70的密封效率和过滤效率。呼吸面罩70可通过任何合适的技术固定到使用者的面部。在本发明的当前优选实施例中，边缘过滤器76为松软化的聚丙烯纤维88，纤维88经过处理带有正电荷。纤维88可以为任何合适尺寸，在本发明的优选实施例中，纤维88的直径约为25μm。
主体过滤器72可由两层或多层构成，如粗过滤层73和聚合过滤层71。粗过滤层73可使用任何合适的材料，如棉花、薄纱或纸，也可被用作面罩的最外侧部，如呼吸面罩70。聚合过滤层可以是聚合体过滤材料，如聚丙烯纤维，可根据本发明进行处理，也可形成面罩70的内层或接触层。接触层，如聚合过滤层71，与使用者的面部相接触，并且形成基底，用于连接边缘过滤器，如边缘过滤器76。
在本发明的又一个实施例中，边缘过滤器76的表面75可以是任何合适的材料，如多孔织物或薄纱。边缘密封部分76的表面可以包括任何合适的粘结材料，如粘结剂79，从而提高面罩70的密封效率。
现在参考图8，在本发明的可替代的实施例中，熔喷聚丙烯可以被用于制备方巾或过滤器纸巾90，所述方巾或过滤器纸巾90易于携带，从而用于使用者可能需要对其吸入或呼出的空气进行过滤的意外情状中或短期情况中。过滤器纸巾可使用任何合适的技术进行处理，以使过滤器纸巾90带有正电荷。在本发明的当前优选实施例中，过滤器纸巾90由十六烷基三乙基溴化氨或二甲基十八烷基溴化氨进行处理，使纤维带有正电荷，从而对空气中传播的微生物体提高电荷吸引。
现在参考图9，在本发明的又一个实施例中，面罩88可以是类似于N-95过滤面罩的面部杯式面罩。过滤器80可包括经过处理的聚丙烯，以吸引微生物体。面罩80还可包括边缘过滤器92，所述边缘过滤器92可由松软化的聚丙烯纤维94组成。
现在已经根据专利条例的要求对本发明进行了描述。本领域的技术人员将可理解，为了满足特殊要求或情况，应该怎样对本发明进行改变及改进。这样的改变或改进可在不偏离所附权利要求提出的本发明的精神和范围的情况下进行。