[发明专利]制备具有卷型壳体侧壁的滤筒的方法

说明书

本发明涉及制备滤筒的方法，其中将卷型材料固定至过滤介质层的周边以形成壳体侧壁。所得滤筒适用于向佩戴者提供洁净过滤空气的呼吸器上。

背景技术

呼吸器为保护工作者和其他人员以防经受与空气传播危害物相关的有害健康效应的装置。将这种装置佩戴在脸部周围，以用于从呼吸空气源中移除不想要的污染物。污染物可为固体颗粒（例如，烟尘、生物气溶胶、或其他颗粒），或者它们可为气体或蒸气、或这些物质的组合。

呼吸器具有多种形状和形式并且通常根据佩戴者的保护需要进行设计。呼吸产品包括从简单的过滤面罩（通常称为防尘口罩）到下述较复杂系统，所述较复杂系统使用结合一个或多个可替换滤筒的弹性体面罩。一些呼吸装置另外采用鼓风器以有助于将洁净空气源递送至佩戴者。这些产品通常称为正压呼吸器或者动力型空气净化呼吸器。

几年来已经开发出多种可与呼吸面罩结合使用的不同滤筒设计。通常的滤筒包括设置在壳体内的活性颗粒的过滤介质。一些设计已使用活性炭在金属罐中的填充床——参见（例如）美国专利4,543,112，或者活性炭在支承板之间的填充床——参见Greer等人的美国专利7,419,526B2。其他滤筒已使用注模塑料壳体——参见（例如）Braun等人的美国专利5,078,132和5,033,465——以包含活性颗粒，所述活性颗粒可通过粘合组分保持在一起——另外参见Senkus等人的美国专利5,952,420和Rekow等人的美国专利6,216,693。在较新型的设计中，研究者已使用热成形步骤来制备滤筒壳体（以降低整体滤筒重量）——参见Viner等人的美国专利7,497,217和6,874,499。即使可利用热成形壳体来降低整体重量，但已使用金属或塑料壳体的已知滤筒仍不得不应对完整壳体结构伴有的附加重量。通常的滤筒还已提供双重气流模式以降低整个过滤介质上的压降。尽管另外已开发出双路或双重气流的滤筒（包括由中央充气室隔开的两个过滤介质间隔层）——参见Brostrom等人的美国专利Re 35,062——然而这些双重气流产品仍未具有限定滤筒周边的壳体侧壁。因此，双重气流滤筒通常已包括较低体积的过滤介质，由此已对滤筒使用寿命加以限制。因此，已知的滤筒产品已面对重量与使用寿命相抗衡的问题，该问题如下文所论述在本发明中得以解决。

发明内容

本发明提供了制备滤筒的新型方法，所述方法包括：提供第一过滤介质层和第二过滤介质层，所述第一过滤介质层和第二过滤介质层各自包含粘合在一起的活性颗粒并且各自具有周边；按照间隔开关系来堆叠过滤介质层；以及将卷型壳体侧壁固定至过滤介质层的周边的至少一部分。

本发明的方法可提供如下滤筒，所述滤筒具有扩大的暴露表面积以用于过滤，因为其具有由中央空间隔开的两个过滤介质层。提供于本发明中的壳体侧壁允许将更大的深度或厚度提供给所得滤筒，由此增加体积并且提供延长的产品使用寿命。此外，本发明为独特的，因为滤筒的联合在一起的各个部件——其本身通常为轻重量的并且具有较小的结构容量——提供三维、轻重量产品，所述三维、轻重量产品具有足够的结构完整性或刚性以充当滤筒。壳体侧壁得自卷型材料，这使得所得产品在其总体积上为轻重量的。由于可获得体积增加的过滤介质，因此可提高产品使用寿命以使得实现使用寿命相对于重量或相对于体积的较高比率。此外，本发明的方法为有益的，因为无论多层滤筒结构如何，均可快速地实现组装操作。在形成壳体侧壁的同时，可将各个层接合在一起。该方法因此提供改善的制造方便性，这又可降低产品成本。

术语表

下文说明的术语将具有如下所定义的含义：

“活性颗粒”是指可因某些特性或性能而尤其适于执行某些行为或功能的颗粒或粒剂，所述特性或性能包括化学特性（例如催化作用和/或离子交换）和/或物理特性（例如捕集、吸附、吸收、或它们的组合）；

“粘合的”是指通过使用另一接触部件或物质而保持在一起；

“洁净空气”是指已滤除污染物的一定体积的大气环境空气；

“外部气体空间”是指呼出的气体在穿过且超出面罩主体和/或呼气阀之后进入的环境大气的气体空间；

“滤筒”是指可附接至（可拆卸地或永久性地）呼吸器面罩主体以在空气进入内部气体空间之前过滤空气的装置；

“过滤介质”是指透气的结构，该结构设计成移除穿过它的空气中的污染物；

“壳体侧壁”是指位于所述结构的侧面的至少一部分处的空气不可透过的表面；

“接合”是指面对但不必直接接触（两者间可存在其他层）；