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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201080059476.2 (22)申请日 2010.12.10 61/291,057 2009.12.30 US A62B 7/10(2006.01) A62B 18/02(2006.01) A62B 9/00(2006.01) (73)专利权人 3M 创新有限公司 地址 美国明尼苏达州 (72)发明人 菲利普G马丁 (74)专利代理机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 11112 代理人 顾红霞 彭会 US 2005/0142331 A1,2005.06.30, US 4004584 ,1977.01.25, US 2006/0。
2、129227 A1,2006.06.15, 全文 . US 2008/0035788 A1,2008.02.14, 全文 . US 2008/0290141 A1,2008.11.27, 全文 . (54) 发明名称 模制的拉胀网片 (57) 摘要 本发明公开了一种制品， 其包括模制成预期 形状的拉胀网片 20。在模制操作中受到加热和压 力时， 模制拉胀制品的变形小于传统网片。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2012.06.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2010/059797 2010.12.10 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2011。
3、/090587 EN 2011.07.28 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 赵铁 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书8页 附图6页 (10)授权公告号 CN 102711921 B (45)授权公告日 2015.03.25 CN 102711921 B 1/1 页 2 1. 一种制品， 其包括 ： 模制成预期形状的拉胀网片。 2. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述预期形状是三维的。 3. 根据权利要求 2 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片具有网孔开口， 所述网孔开 口的尺寸变化的标准偏差小于 0.04。 4. 根据权利要。
4、求 2 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片具有网孔开口， 所述网孔开 口的尺寸变化的标准偏差小于 0.03。 5. 根据权利要求 2 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片具有网孔开口， 所述网孔开 口的尺寸变化的标准偏差小于 0.025。 6. 根据权利要求 2 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片包括大量的开口， 所述开口 具有基本上一致的尺寸。 7. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片包括由聚合物股线限定的大 量空隙， 所述聚合物股线可包括第一面和第二面以及第三面和第四面， 其中所述第一面和 所述第二面是线性的， 并且所述第三面和所述第四面是非线性的并且包括不垂直于所。
5、述第 一面和所述第二面偏置的偏置段。 8. 根据权利要求 7 所述的制品， 其中所述偏置段与所述第一面和所述第二面形成度数 为 20 到 80的角 。 9. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述拉胀网片具有小于 -0.2 的泊松比。 10. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述拉胀网片具有小于 -0.4 的泊松比。 11. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述拉胀网片具有小于 -0.7 的泊松比。 12. 根据权利要求 9 所述的制品， 其中所述泊松比不小于 -2.2。 13. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片具有 0.6 到 0.85 毫米的网 片厚度， 并。
6、且具有聚合物股线， 所述聚合物股线的平均横截面面积为 0.1 到 3.5 平方毫米。 14. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述拉胀网片包括股线， 所述股线的平均横截面 面积为 1.5 到 2.6 平方毫米。 15. 根据权利要求 1 所述的制品， 其中所述模制的拉胀网片包含聚丙烯。 16. 根据权利要求 1 所述的制品， 其还包括与所述模制的拉胀网片连接的附加层。 17. 根据权利要求 16 所述的制品， 其中所述附加层包括非织造聚合物纤维层。 18. 一种制备模制制品的方法， 所述方法包括 ： (a) 提供拉胀网片 ； 和 (b) 将所述拉胀网片模制成所需形状。 19. 根据权利要求。
7、 18 所述的方法， 其中所述拉胀网片通过同时加热加压来模制。 20. 根据权利要求 18 所述的方法， 其中首先加热所述拉胀网片， 然后通过固体施力来 使所述拉胀网片形成所需形状。 21. 根据权利要求 18 所述的方法， 其还包括将附加层连接到所述拉胀网片。 22. 根据权利要求 21 所述的方法， 其中所述附加层与所述模制的拉胀网片连接。 23. 根据权利要求 21 所述的方法， 其中在所述将所述拉胀网片模制成所需形状的步骤 之前， 将所述附加层与所述拉胀网片连接。 权 利 要 求 书 CN 102711921 B 2 1/8 页 3 模制的拉胀网片 0001 本发明涉及一种模制的拉胀网。
8、片以及制备这种网片的方法。 背景技术 0002 已采用多种方法制造拉胀材料， 包括蚀刻法、 印刷法、 模切法和激光切割 法。描述拉胀制品和其制备方法的各种专利出版物的例子包括 ： 授予 Alderson 等 人 的 U.S.6,878,320B1，授 予 Alderson 等 人 的 U.S.2005/0142331A1，授 予 Alderson 等 人 的 U.S.2005/0159066A1，授 予 Chaudhari 等 人 的 U.S.2005/0287371A1，授 予 Hengelmolen 的 U.S.2006/0129227A1， 授予 Alderson 等人的 U.S.200。
9、6/0180505A1， 授予 Barvosa-Carter 等 人 的 U.S.2006/0202492A1， 授 予 Hook 等 人 的 U.S.2007/0031667A1， 授 予 Alderson 的 EP1,165,865B1， 授 予 Evans 等 人 的 WO91/01210， 授 予 Ernest 等 人 的 WO91/01186， 授予 Alderson 等人的 WO99/22838， 授予 Lakes 等人的 WO99/25530， 授 予 Alderson 等 人 的 WO00/53830， 授 予 Hengelmolen 的 WO2004/012785A1， 授 。
10、予 Hook 等 人 的 WO2004/088015A1， 授 予 Alderson 等 人 的 WO2005/065929A1， 授 予 Hengelmolen 的 WO2005/072649A 1， 授予 Hook 的 WO2006/021763A1， 授予 Wittner 的 WO2006/099975A1， M.A.Nkansah et al,Modelling the Effects of Negative Poisson s Ratios in Continuous-Fibre Composites,Journal of Materials Science,Vol.28,1998,。
11、pages 2687-2692（M.A.Nkansah 等人， 连续纤维复合物中的负泊松比效应的建模，材料科学杂 志 ， 第 28 卷， 1998 年， 第 2678-2692 页） ， A.P.Pickles et al.,The Effects of Powder Morphology on the Processing of auxetic Polypropylene(PP of Negative Poissons Ratio),Polymer Engineering and Science,Mid-March 1996,Vo.36,No.5,pages 636-642 （A.P.Pic。
12、kles 等人， 粉末形态对拉胀聚丙烯 （负泊松比 PP） 加工的影响，聚合物工程和科 学 ， 1996 年 3 月中旬， 第 36 卷第 5 期， 第 636-642 页） 。尽管多种拉胀制品在本领域中已有 描述， 但是还未有文献描述模制的拉胀网片的制备。 发明内容 0003 本发明提供一种制品， 其具有模制成预期形状的拉胀网片。 0004 本发明还提供了一种制造模制制品的方法， 所述方法包括以下步骤 ： (a) 提供拉 胀网片 ； 和 (b) 模制所述拉胀网片成所需形状。 0005 发明人发现拉胀网片的好处在于与非拉胀网片相比它们能以较小的畸变被置入 所需模制形状或构型。例如， 和模制的非。
13、拉胀网片相比， 网片内的开口不会有较大差别。在 常规模制的网片中， 不同大小的开口可被认为是难看的， 而且在模制操作过程中， 网片的某 些部分有时候会重叠和变形。 本发明缓解了此问题并且相应地提供了一种可被认为具有改 良外观的模制网片。 因此在模制根据本发明的拉胀网片的时候， 较少机会造成浪费， 这是因 为只有较少的产品因制备缺陷而被废弃掉。 模制的拉胀网片适用于过滤式面罩呼吸器和使 用模制网片的多种其他产品。 模制的拉胀网片在其拉胀性能起到有益作用的场合中也会有 新的应用。 说 明 书 CN 102711921 B 3 2/8 页 4 0006 术语表 0007 下文所述术语具有限定的含义 。
14、： 0008 “拉胀” 意指具有负泊松比 ； 0009 “包含” 意指其在专利术语中的标准定义， 即大致与 “包括” 、“具有” 或 “含有” 同义 的开放式术语。虽然 “包含” 、“包括” 、“具有” 和 “含有” 以及它们的变型是常用的开放式术 语， 但本发明也可以用诸如 “基本上由组成” 之类更狭义的术语恰当地描述， 该术语为半开 放式术语， 因为其仅仅排除了会对本发明主题的性能产生有害影响的那些事物或要素 ； 0010 “网片” 意指具有空隙的网络的结构， 其第一和第二维度显著大于第三维度 ； 0011 “模制的” 或 “模铸” 意指利用加热和加压形成所需形状 ； 0012 “大量” 。
15、意指 100 个或更多个 ； 0013 “聚合物” 是指含有规则或不规则排列的重复化学单元的物质 ； 0014 “聚合物型” 和 “塑性的” 意指主要包含一种或多种聚合物并且也可以包含其他成 分的材料 ； 0015 “多个” 是指两个或更多个 ； 0016 “呼吸器” 是指由人佩戴以给佩戴者提供清洁空气以供呼吸的空气过滤装置 ； 和 0017 “支承结构” 意指这样的构造， 其被设计成具有足够的结构完整性以保持其所需形 状， 并且有助于保留由其支承的过滤结构的预期形状。 附图说明 0018 图1显示的是过滤式面罩呼吸器10的前透视图， 所述过滤式面罩呼吸器使用了本 发明的模制的拉胀网片 20 。
16、； 0019 图 2 为在图 1 中画圈区域的放大视图 ； 0020 图 3 为面罩主体 12 沿图 1 中的线 3-3 截取的剖视图 ； 0021 图 4 为制备拉胀网片 20 的装置 50 的示意图 ； 0022 图 5 为挤出的聚合物材料 60 铸轧到铸轧辊 58 上的放大视图 ； 0023 图 6 为铸轧辊 58 的透视图， 其可用于制备拉胀网片 ； 0024 图 6a 为铸轧辊 58 的外表面的放大区域 ； 0025 图 7 为可以结合本发明使用的模具的平面图 ； 和 0026 图 8 为可以结合本发明用于制备模制制品的拉胀网片 20 的前视图。 具体实施方式 0027 在本发明的实。
17、施中， 拉胀网片可模制成所需的三维构型。发明人发现模制的拉胀 网片可以成形为所需的三维形状， 同时保持网片中各种空隙的尺寸。与在常规网片成形在 双曲面后所观察到的变形不同， 在模制过程中当拉胀网片达到其三维形状时， 网片以分形 的方式变形， 基本上维持其最初的网片外形。 在模制前， 拉胀网片可以设置成初始的平面二 维形式以便于操作和存储。与通常制造基本上没有缺陷的类似结网所需的分批法相比， 把 初始的平面拉胀网片转化成三维形状可以提供更高效的制造途径。即， 如果用非拉胀网片 制备没有上述变形的三维产品， 将使用典型的分批铸轧法和注射成型法以达此目的。 0028 图 1 示出了模制产品， 即过滤。
18、式面罩呼吸器 10 的例子， 其使用模制的拉胀网片为 说 明 书 CN 102711921 B 4 3/8 页 5 产品提供三维形状。所述过滤式面罩呼吸器 10 包括面罩主体 12 和带具 14。面罩主体 12 具有支承结构 16， 其为面罩主体提供结构完整性并且为位于所述支承结构 16 后面的过滤 结构18提供支承。 当呼吸器10的佩戴者吸气时， 过滤结构18清除掉环境空气中的污染物。 所述支承结构 16 包括模制成三维构型的拉胀网片 20， 此三维构型限定了面罩主体 12 的形 状。 所述模制的拉胀网片20可为面罩主体12提供足够的结构完整性以保持其预期的构型。 过滤结构 18 可以在面罩。
19、主体的周边 22 处固定于支承结构 16 上。当呼气阀 （未示出） 固定 于支承结构 16 上时， 过滤结构 18 也可以在面罩主体顶点 23 处固定于其上。带具 14 可包 括一根或多根带子 24 以便于将面罩主体 12 支承在人的鼻子和嘴上。带具上设有可调节的 带扣以便调节带子 24 的长度。带子上也可附有系牢或扣紧机构， 以便于在将呼吸器 10 从 人脸部摘下的时候拆卸带具 14， 以及在将呼吸器 10 戴上人脸部的时候便于重装。而且， 关 于过滤式面罩呼吸器的描述可见于名称为 “Filtering Face-Piece Respirator Having An Auxetic Mesh。
20、 In The Mask Body” （在面罩主体具有拉胀网片的过滤式面罩呼吸器） 的美 国专利申请 61/291,052。 0029 图 2 示出了可以结合本发明使用的多孔织物型拉胀网片 20 的放大视图。如图所 示， 所述模制的拉胀网片 20 包括大量可由聚合物股线 28 所限定的空隙 26。限定各空隙 26 的股线 28 包括第一面 30、 第二面 32、 第三面 34 和第四面 36。第一面 30 和第二面 32 可以 是线性的， 而第三面 34 和第四面 36 可以是非线性的并且包括不垂直于第一面 30 和第二面 32 的偏置段。所述偏置段与第一面 30 和第二面 32 不构成直角。。
21、相反地， 它们形成具有角 度 的 V 形端， 其度数可为约 20 到 80 度， 更通常地约 40 到 70 度。每个开口的尺寸通常 为约 5 到 50 平方毫米 (mm2） ， 更通常地约 10 到 35mm2。其他拉胀网片的几何形状 （现在已知 的或以后开发的） 也能结合本发明恰当的运用。网片的泊松比通常小于 -0.2， 更通常地小 于 -0.4， 还要更通常地小于 -0.7， 但一般不小于 -2.2。授予 Hengelmolen 的美国专利申请 公布 2006/0129227A2 以及授予 Alderson 等人的美国专利申请公布 2006/0180505A1 描述 了具有负泊松比的以及。
22、适于与本发明有关的应用的网片例子。泊松比的上限不大于零。网 片中的大量开口在模制后趋于保持相似尺寸。当根据下述 “网格单元尺寸测定” 方法进行 测试时， 网格单元尺寸的标准偏差小于 0.04、 0.03， 甚至小于 0.025。 0030 图 3 示出了面罩主体 12 的横截面， 其包括支承结构 16 和过滤结构 18。支承结构 16 通常的厚度为约 0.60 到 0.85 毫米 (mm)， 各股线 28 的平均横截面面积通常为约 0.1 到 3.5mm2， 更通常地约 1.5 到 2.6mm2。拉胀网片 20 可由多种聚合物材料制成。适用于拉胀网 片成形的聚合物总体上既可以是热塑性材料也可以。
23、是热固性材料。 热塑性材料加热时会熔 化和 / 或流动， 遇冷时重新固化， 再加热时又会熔化和 / 或流动。该热塑性材料在加热和冷 却时仅会经历物理变化不会发生可察觉的化学变化。然而热固性材料为可固化材料， 其固 化是不可逆的， 如当加热或固化时， 其会变为交联的。一旦固化， 该热固性材料在加热时不 会发生可察觉的熔化或流动。 0031 可用于形成拉胀网片的热塑性聚合物的例子包括 ： 聚烯烃， 如聚乙烯、 聚丙烯、 聚 丁烯、 两种或更多种此类聚烯烃的共混物、 以及乙烯和 / 或丙烯与彼此和 / 或与少量可共 聚、 更高级的 烯烃的共聚物， 例如戊烯、 甲基戊烯、 己烯或辛烯 ； 卤代聚烯烃，。
24、 例如氯化聚 乙烯、 聚 ( 偏二氟乙烯 )、 聚 ( 偏二氯乙烯 ) 和增塑聚 ( 氯乙烯 ) ； 环己烷二甲醇、 1,4- 丁 二醇和对苯二甲酸的共聚酯 - 醚弹性体 ； 共聚酯弹性体， 例如聚对苯二甲酸丁二醇酯和长 说 明 书 CN 102711921 B 5 4/8 页 6 链聚酯二醇的嵌段共聚物 ； 聚醚， 例如聚苯醚 ； 聚酰胺， 例如聚己二酰己二胺， 如尼龙 6 和尼 龙 6,6， 尼龙弹性体， 如尼龙 11、 尼龙 12、 尼龙 6,10 和聚醚嵌段聚酰胺 ； 聚氨酯 ； 乙烯共聚 物或乙烯和丙烯， 与 ( 甲基 ) 丙烯酸、 或与低级链烷醇和烯键式不饱和羧酸的酯的共聚物， 例。
25、如乙烯与 ( 甲基 ) 丙烯酸、 乙酸乙烯酯、 丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯的共聚物 ； 离聚物， 例 如用锌、 锂或钠抗衡离子稳定的乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 ； 丙烯腈聚合物， 例如丙烯腈 - 丁 二烯 - 苯乙烯共聚物 ； 丙烯酸系共聚物 ； 化学改性的聚烯烃， 例如烯烃的马来酸酐 - 或丙烯 酸 - 接枝的均聚物或共聚物、 以及两种或更多种此类聚合物的共混物， 例如聚乙烯和聚丙 烯酸甲酯的共混物、 乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯的共混物 ； 聚乙烯和/或聚 丙烯与聚醋酸乙烯酯的共混物 ； 以及A-B或A-B-A型苯乙烯的热塑性弹性体嵌段共聚物， 其 中A表示热塑性聚苯乙烯嵌段， B表。
26、示聚异戊二烯、 聚丁二烯或聚(乙烯/丁烯)的橡胶态嵌 段， 例子包括直链、 辐射状、 星形以及锥形苯乙烯 - 异戊二烯嵌段共聚物、 直链苯乙烯 -( 乙 烯 - 丁烯 ) 嵌段共聚物、 以及直链、 辐射状和星形苯乙烯 - 丁二烯嵌段共聚物。上述的聚合 物通常为固体， 一般具有高分子量而且是可熔融挤出的， 因而能被加热形成熔融黏滞液体， 其作为流体被抽吸到挤出模组件， 容易在压力下从挤出模组件挤出。 0032 合适的市售聚合物的一些例子包括 ： 作为 “ELVAX” 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物销售的， 例如 ELVAX 40W、 4320、 250 和 350 ； 作为 “EMAC” 乙烯 - 丙。
27、烯酸甲酯共聚物销售的， 例如 EMAC DS-1274、 DS-1176、 DS-1278-70、 SP 2220 和 SP-2260 ； 作为 VISTA FLEX 塑性弹性体销售的， 例如 VISTA FLEX 641 和 671 ； 作为 PRIMACOR 乙烯 - 丙烯酸共聚物销售的， 例如 PRIMACOR 3330、 3440、 3460 和 5980 ； 作为 “FUSABON” 马来酸酐 - 聚烯烃共聚物销售的， 例如 FUSABOND MB-110D和MZ-203D ； 作为 “HIMONT” 乙烯-丙烯共聚物销售的， 例如HIMONT KS-057、 KS-075 和 KS。
28、-051P ； 作为 “FINA” 聚丙烯销售的， 例如 FINA 3860X ； 作为 “ESCORENE” 聚丙烯销售的， 例如 ESCORENE 3445 ； 作为 “VESTOPLAST 750” 乙烯 - 丙烯 - 丁烯共聚物销售的聚合物 ； 作 为 “SURLYN” 离聚物销售的， 例如 SURLYN 9970 和 1702 ； 作为 “ULTRAMID” 聚酰胺销售的， 例 如 ULTRAMID B3 尼龙 6 和 ULTRAMID A3 尼龙 6,6 ； 作为 “ZYTEL” 聚酰胺销售的， 例如 ZYTEL FE3677 尼龙 6,6 ； 作为 “RILSAN” 聚酰胺弹性体。
29、销售的， 例如 BMNOP40、 BESNO P40 和 BESNO P20 尼龙 11 ； 作为 “PEBAX” 聚醚嵌段聚酰胺弹性体销售的， 例如 PEBAX 2533、 3533、 4033、 5562 和 7033 ； 作为 “HYTREL”聚酯弹性体销售的， 例如 HYTREL 3078、 4056 和 5526 ； 作为 “KRATON” 和 “EUROPRENE SOL TE” 苯乙烯嵌段共聚物销售的， 例如 KRATON D1107P、 G1657、 G1750X 和 D1118X 以及 EUROPRENE SOL TE9110 和 6205。 0033 如上所述， 两种或多种。
30、材料的共混物也可用于拉胀网片的制造。此类共混物的例 子包括 ： 85 至 15 重量 % 的聚 ( 乙烯 - 醋酸乙烯酯 )（例如，“ELVAX” 共聚物） 与 15 至 85 重 量 % 的聚 ( 乙烯 - 丙烯酸 )（例如，“PRIMACOR” 聚合物） 的共混物， 共混物的聚 ( 乙烯 - 醋 酸乙烯酯 ) 组分通常可能具有 50,000 至 220,000 的重均分子量 Mw， 并且可能有其 5 至 45 摩尔%的共聚单元衍生自醋酸乙烯酯共聚单体， 剩余部分的单元来自乙烯， 共混物的聚(乙 烯 - 丙烯酸 ) 组分通常可能具有 50,000 至 400,000 的 Mw， 并且有其 1。
31、 至 10 摩尔 % 的共 聚单元衍生自丙烯酸， 剩余部分来自乙烯 ； 20 至 70 重量 % 的聚 ( 乙烯 - 丙烯 - 丁烯 ) 三 元聚合物 （Mw 为 40,000 至 150,000， 衍生自同等大量的丁烯和丙烯以及少量的乙烯， 例如 “VESTOPLAST 750” 聚合物） 与 80 至 30 重量 % 的全同立构聚丙烯的共混物 ； 包含 15 至 85 重 量 % 的聚 ( 乙烯 - 醋酸乙烯酯 ) 和 85 至 15 重量 % 的聚 ( 乙烯 - 丙烯酸甲酯 ) （例如 “EMAC” 说 明 书 CN 102711921 B 6 5/8 页 7 聚合物） 的共混物， 该共。
32、混物的聚 ( 乙烯 - 醋酸乙烯酯 ) 组分可具有与上述相同的分子量和 组成， 聚 ( 丙烯酸甲酯 ) 组分可具有 50,000 至 200,000 的 Mw， 并且其 4 至 40 摩尔 % 的共聚 单元衍生自丙烯酸甲酯共聚单体。 0034 聚丙烯可优选用于呼吸器上使用的模制的拉胀网片使支承结构恰当焊接于过滤 结构上 （过滤层也通常含有聚丙烯） 。制造拉胀网片所用的聚合物材料的杨氏模量通常为约 0.3 到 1900 兆帕斯卡 (MPa)， 更通常地 2 到 250MPa。如图 3 所示， 过滤结构 18 可包括一个 或多个覆盖幅材 40a 和 40b 以及过滤层 42。覆盖幅材 40a 和 。
33、40b 可位于过滤层 42 的相对 面以捕集任何从中松掉的纤维。覆盖幅材 40a 和 40b 通常由精选的能提供舒适感的纤维制 成， 尤其是接触佩戴者脸部的过滤结构 18 的侧面。该覆盖幅材也经常包含聚丙烯。 0035 当依照本发明模制的拉胀网片时， 该拉胀网片可能独自模制成形或结合其他层模 制成形。例如， 当制造过滤式面罩呼吸器时， 首先模制成形该拉胀网片， 然后把诸如过滤结 构的其他层再随后连接到模制网片上。或者， 把各层堆叠在一起再模制成所需的构型。而 且该拉胀网片可以冷成型也可以热成型。当该拉胀网片冷成型时， 在放置到未加热的模制 件间之前， 首先加热该网片 （参见如授予Kronzer。
34、等人的美国专利7,131,422B1） 。 然后此未 加热的模制件将加热的拉胀网片成形为所需构型。或者， 可加热该模制件并且此热量在模 制操作过程中被转移到该拉胀网片。 因而， 在冷成型操作中， 不必同时加热和加压于拉胀网 片， 但是在热成型操作中往往将热量和压力同时施加于拉胀网片。 在热成型中， 当施加热量 和压力时， 各层在一个或多个所需位置可以连接在一起。 或者， 通过诸如焊接 （例如， 超声焊 接） 或粘结剂粘结的其他操作， 把各层在一个或多个所需位置彼此接合。此附加层可在该拉 胀网片的一个侧面或两侧面上。在制造过滤式面罩呼吸器时， 面罩主体可被模制成各种不 同的形状和构型。许多这些不。
35、同形状和构型在专利文献中已有描述， 因而在此不再讨论。 实施例 0036 网格单元尺寸测定 0037 使用安装在夹具中的限定直径的量棒来测定拉胀网片网格单元尺寸以便于对空 隙或网格单元的测量。 探测棒的直径范围从0.0254cm （厘米） 到0.5334cm， 增量为0.0254cm。 在放置探测棒之前， 通过挑选最大尺寸的适合该网格单元的探测棒在不会造成网格单元变 形的情况下来测量网格单元尺寸。记录下该尺寸， 并测量和记录下一个网格单元尺寸直到 模制网片内的所有网格单元测量完毕并且记下各探测棒尺寸下的网格单元数。 0038 拉胀网片成形装置和方法 0039 使用类似于图 4 中所示的装置的系。
36、统 50 制备拉胀幅材。具有 40mm 直径的双螺杆 挤出机装配有齿轮泵并且用于在约 246的熔融温度下以 1.43kg/h/cm（千克 / 小时 / 以 厘米计的模具长度） 的挤出速率将熔融共混聚合物递送到槽模 54。此共混聚合物包含三部 分的聚合物混料， 该聚合物混料包括颜料和防结块剂。该共混聚合物配方在下面的表 1 中 给出。在槽模 54 的末端， 该共混聚合物被传送到铸轧辊 58， 在此形成拉胀网片。所得的网 片 20 从铸轧辊 58 移走， 在此被传送到牵引辊 74。支承辊 76 与牵引辊 74 接触以把拉胀网 片保持在牵引辊上直至从辊脱离的部位。 0040 图 5 更详细地显示了槽。
37、模 54、 刮料刀 56 和铸轧辊 58 的取向。槽模 54 保持在温度 约 246下并相对于铸轧辊 58 设置， 以沿着水平面形成熔融聚合堆积部 60。通过相对于刮 说 明 书 CN 102711921 B 7 6/8 页 8 料刀 56 旋转铸轧辊 58， 迫使熔融聚合物 60 进入铸轧辊腔体 62 中。刮料刀 56 既迫使熔融 聚合物 60 进入铸轧辊腔体 62 中并且擦拭铸轧辊 58 的外表面 64 使得熔融聚合物 60 只留 存在该腔体内。经过铸轧辊 58 从聚合物堆积部 60 中移走的聚合物通过槽模 54 的树脂通 道 66 得到补充。该拉胀网片通过这种方法得以持续铸轧。 0041。
38、 表 1- 共混聚合物的组成 0042 0043 在加工过程中， 该刮料刀 56 以 0.656kN/cm（千牛顿 / 直线厘米） 压力靠在旋转的 铸轧辊 58 上， 该压力迫使熔融聚合物 60 充满铸轧辊 58 的凹槽或腔体 62。刮料刀 56 保持 在 246的温度下。该聚合物堆积部 60 确保在整个铸轧辊 58 的横向长度上有足够的聚合 物来充满铸轧辊的凹槽 62。 0044 如图 4 所示， 装置 50 使用了双辊传输系统， 其由铬牵引辊 74 和胶面支承辊 76 构 成， 以从铸轧辊 58 提取铸轧的拉胀网片 20 并将其传递给收集装置。该牵引辊 74 在从槽模 54 与铸轧辊 58。
39、 之间的接触位置逆时针方向 （旋转方向） 转过 225 度的位置与铸轧辊 58 接 触。该支承辊 76 在以铸轧辊 58 和牵引辊 74 之间的接触点顺时针方向 （旋转方向） 135 度 处的一点与牵引辊 74 接触。两辊均保持在约 4.4的温度下并且其表面速度为 5.0m/min （米 / 分钟） 。在铸轧辊 58 和牵引辊 74 之间的辊隙压力保持在 4.37N/cm ； 在牵引辊 74 和支 承辊 76 之间的辊隙压力为 4.37N/cm。在离开铸轧辊后， 该拉胀网片 20 被传送到牵引辊 74 并冷却， 还通过幅材输送辊传送给卷绕辊 （未示出） 。所得到的网片的厚度为约 1.63mm 。
40、并且 其基重为 47g/cm2（克 / 平方厘米） 。拉胀网片的最终卷筒含有在各拉胀图案单元之间的断 续的聚合物材料薄膜。手拿镊子将残余的图案单元间的薄膜去除。清除残余薄膜的其他方 法可包括燃烧、 加热、 擦拭、 冲切等。 0045 如图 6 和 6a 所示， 铸轧辊 58 具有加工到其表面内的拉胀形腔体图案 62。该腔 体图案 62 被切入直径为 23.5cm 的、 表面镀铬的钢辊 58 的表面 77。使用具有 6 度夹角 的 Harvey Tool #11815-30 硬质合金微型锥形立铣刀 (Carbide Miniature Tapered End Mill)(Harvey Tool 。
41、Company LLC,Rowley,MA)， 在铸轧辊 58 的表面 77 内切削出相互连通 的凹槽 82 的拉胀形腔体图案 62。拉胀图案 62 的凹槽 82 的加工深度为 1.143mm， 其矩形凹 槽由 3 度倾斜的边缘形成。凹槽 82 由在辊面 77 中的未被切削的 “岛状物” 区域 86 限定， 因而该加工区域构成凹槽 82。在辊表面 84 上的未被加工的岛状物 86 呈长六边形形状， 在 网片成形期间刮料刀 56 在该辊表面上移动且该长六边形具有两边相等的凹陷的 “V 形” 端 说 明 书 CN 102711921 B 8 7/8 页 9 87。 0046 如图 7 所示， 岛状。
42、物 86 在辊 76 上取向以使得其长轴 80 与辊 76 的间接线 (circumstantial line) 对齐。岛状物 86 的总高度 H 和宽度 W 分别为 11.1mm 和 3.1mm。两 条等长的线 92 从六边形的各长边 94 的末端延伸 1.67mm， 并相交于其长轴中心线 80， 形成 了岛状物 86 的 V 形端 87。这些岛状物相对于其中心线， 沿其长轴 80 或窄 （短） 轴 89 间隔 开。所有岛状物的长轴与铸轧辊 76 的间接线平行。岛状物的窄轴 89 沿铸轧辊 58 的轴线 取向。交替的横排岛状物与上面或下面一排的偏移量为每个岛状物宽度的二分之一。岛状 物 81。
43、 从长轴 80 到邻近长轴 80 的横向间隔为 4.27mm。岛状物从短轴 89 到短轴 89 的间接 间隔 83 为 11.88mm。角 为 69 度。随着岛状物 86 以这种方式形成， 构建成凹槽 82 的网 络 ； 这些凹槽 82 在铸轧过程中充满了聚合物， 并且充当了拉胀网片 20 的铸型。图 8 示出了 以上述方法制备的模制的拉胀网片 20 的图像。 0047 拉胀网片特征测试方法 0048 通过拉伸测试工序， 对按照 “拉胀网片成形装置和方法” 中所述的步骤制备的拉胀 网片的拉胀性能进行评估。在此工序中， 切下一个 10.2cm1.0cm 的网片片段使得网片网 格单元的长轴与拉伸测。
44、试装置的横向轴线取向一致。 拉伸测试装置的夹头速度保持在每分 钟50.8厘米直到样品被拉长到其初始长度的50%和100%。 如拉胀结构所表现的那样， 当样 品片段置于拉伸力下时， 该样品片段响应轴向载荷而增大了宽度。在两端拉伸的情况下该 样品的宽度增加到其初始宽度的 105%。 0049 拉胀网片的三维模制 0050 按 “拉胀网片成形装置和方法” 一节中所述制备的拉胀网片被模制成三维杯状。 通 过在铝制阳模上覆盖 21.5cm25.5cm 的网片片段， 将拉胀网片模制成杯状的呼吸器。该模 具大体上呈半球型并具有椭圆底， 其长轴 13.3cm、 短轴为 10.5cm、 穹顶高 4.4cm。此半。
45、球型 模具固定在矩形铝板上， 该铝板伸出模具基底约 3.4cm。拉胀网片的片段覆盖在模具上， 使 其边缘伸出底板的外周边。外围铝框具有反映模具周长的内部切口， 将该外围铝框置于拉 胀网片和模具上以使得网片可以覆盖在模具上被拉伸而无显著的网片变形。 然后将外围框 架固定在底板上以保持网片相对于模具的位置。 将模具、 网片和固定板组件在105的温度 下置于预热的空气循环烘箱内 20 分钟。在烘箱内加热特定时间后， 将该组件从烘箱移出并 冷却至室温。 当该组件达到室温时， 将外围框架从底板上分开， 并将所得的模制的拉胀网片 从模具移除。 据观察， 该模制的拉胀网片保持了其大致的拉胀结构， 甚至在模具。
46、中压缩后仍 保持了其形状。 还注意到该拉胀网片能够容易地适应阳模的形状同时不会造成网片的明显 变形， 如折叠或褶皱。 0051 呼吸器网格单元尺寸比较 0052 如以上在 “拉胀网片的三维模制” 一节中所述制备呼吸器壳体网片， 并通过测量 整个模具结构上的网格单元的尺寸， 评估网格单元尺寸的一致性。将拉胀网片的网格单 元尺寸一致性与从市售的过滤式面罩呼吸器的面罩上拆下的壳体网片一致性相比较。确 定了多个壳体网片中的每个的网格单元开口尺寸和尺寸分布的详细测量值。使用 JSP Ltd,Oxfordshire,UK 制造的 JSP 822 面罩， Nani Mumbai-MN,India 生产的 V。
47、enus 190 面罩 以及都由 Moldex-Metric,Culver City,California 制造的 2200 面罩内壳、 2200 面罩外壳 和 2600 外壳， 评估呼吸器壳体网片。所述网片从过滤介质上取下以能够测量网格单元的尺 说 明 书 CN 102711921 B 9 8/8 页 10 寸， 独立式的 3M 拉胀网片属于例外。使用以上在 “网格单元尺寸测定” 中所述的探测棒， 测 量并记录了整个网片的各网格单元开口尺寸。 0053 汇编了所得的测量值以提供大量的包括在给定尺寸的网片中的网格单元， 见表 2。 根据这些数据， 确定了网格单元尺寸的分布和标准偏差， 并在表 。
48、2 中给出。 0054 表 2- 网格单元尺寸分布 0055 0056 0057 表 2 所示数据表明， 同已知的非拉胀模制网片相比， 该模制的拉胀网片具有最窄 的网格单元尺寸分布。对数据进行标准偏差分析表明了在所有六个被测网片中， 本发明的 拉胀网片具有最小的标准偏差。 在拉胀网片中网格单元尺寸分布的减少归因于拉胀结构的 变形特征， 使其更容易地适形于大高差轮廓外形而不发生严重的网片变形， 例如折叠或拉 延。 说 明 书 CN 102711921 B 10 1/6 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 11 2/6 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 12 3/6 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 13 4/6 页 14 图 6 图 6a 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 14 5/6 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 15 6/6 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 102711921 B 16 。