相關(guān)申請的交叉引用

無。

關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)的聲明

不適用。

對縮微膠片的引用

不適用。

背景技術(shù)：

個人防護(hù)設(shè)備（ppe）（具體為可棄置面罩）在設(shè)計和制造期間可能被要求符合某些規(guī)定。使用者在佩戴面罩時的呼吸能力和容易程度以及可能佩戴面罩的使用者的匹配性和舒適感會被考慮在內(nèi)。例如可棄置面罩或者可重復(fù)使用濾筒的ppe可包括可由熔噴纖維和/或微玻璃材料（microglassmaterial）所制成的過濾介質(zhì)。當(dāng)空氣中的顆粒被限制在面罩過濾介質(zhì)中所包含的纖維基質(zhì)中時，實現(xiàn)面罩的過濾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的各方面可包括可棄置（disposable）面罩的實施方式，該面罩包括：定位成靠近使用者面部的內(nèi)表面、定位成與內(nèi)表面相對的外表面、過濾性的非織造纖維材料和使用壽命結(jié)束指示器，該使用壽命結(jié)束指示器包括透明的框體（casing）和保持在該框體內(nèi)的多個硅膠珠；其中硅膠珠改變顏色以便指示面罩使用壽命的結(jié)束，并且其中硅膠珠與使用者經(jīng)由框體中的開口所呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)而改變顏色。

在一些實施方式中，框體中的開口是在使用面罩前由使用者形成的。在一些實施方式中，框體中的開口是通過切割框體的一部分而產(chǎn)生的。在一些實施方式中，框體中的開口是通過去除框體的一部分而產(chǎn)生的。在一些實施方式中，硅膠珠與在使用者的呼吸空氣中所呼出的水發(fā)生反應(yīng)。在一些實施方式中，通過編織（webbing）、粘附、膠粘和焊接中的一種方法將硅膠珠在框體內(nèi)保持就位，并且其中防止硅膠珠經(jīng)過開口離開框體。在一些實施方式中，透明的框體附接到面罩的內(nèi)表面，并且其中開口在面罩的內(nèi)表面上。在一些實施方式中，通過焊接、粘附、粘合、加熱和切割中的一種方法，將透明的框體附接到面罩的內(nèi)表面。在一些實施方式中，可從面罩的內(nèi)表面和外表面兩者看見透明的框體。

本公開的其它方面可包括用于可棄置面罩的使用壽命結(jié)束指示器（esli）的實施方式；該esli包括透明的框體和保持在該框體內(nèi)的多個硅膠珠；其中硅膠珠改變顏色以便指示面罩使用壽命的結(jié)束，并且其中硅膠珠與使用者經(jīng)由框體中的開口所呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)而改變顏色。

在一些實施方式中，通過編織、粘附、膠粘和焊接中的一種方法將硅膠珠在框體內(nèi)保持就位，并且其中防止硅膠珠經(jīng)過開口離開框體。在一些實施方式中，在框體中的開口是在使用面罩前由使用者形成的。在一些實施方式中，框體中的開口是通過切割框體的一部分和去除框體的一部分中的一種方法而產(chǎn)生的。

本公開的其它方面可包括用于制造用于可棄置面罩的使用壽命結(jié)束指示器（esli）的方法的實施方式，該方法包括：確定在來自使用者的呼氣與面罩的使用壽命之間的相互關(guān)系；由透明的氣密材料形成框體；將硅膠珠插入框體，其中硅膠珠將與使用者的呼氣發(fā)生反應(yīng)而改變顏色；將框體加以密封以使其是氣密的，由此防止在面罩被使用者佩戴之前硅膠珠與周圍空氣發(fā)生反應(yīng)；將透明的框體附接到面罩的內(nèi)表面。在一些實施方式中，還包括使框體材料的一部分形成為能夠被使用者去除，其中該部分的去除在框體中產(chǎn)生開口，從而允許使用者的呼吸空氣流入框體并與硅膠珠發(fā)生反應(yīng)。

附圖說明

為了更全面地理解本公開，現(xiàn)在結(jié)合附圖和詳細(xì)描述而參考以下的簡要說明，其中類似的附圖標(biāo)記代表類似的部件。

圖1示出了一個示例性可棄置面罩；

圖2示出了包括使用壽命結(jié)束指示器的可棄置面罩的一個實施方式；

圖3示出了包括使用壽命結(jié)束指示器的可棄置面罩的另一個實施方式；

圖4a-圖4d示出了使用壽命結(jié)束指示器的一個示例性實施方式；

圖5a-圖5d示出了使用壽命結(jié)束指示器的另一個示例性實施方式。

具體實施方式

首先應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管下面揭示了一個或多個實施方式的說明性實施例，但所公開的系統(tǒng)和方法可利用任意數(shù)量的技術(shù)而實施，無論是目前已知的或者尚不存在的。本公開絕不應(yīng)局限于下面所揭示的說明性實施例、附圖和技術(shù)，而是可在所附權(quán)利要求以及它們的完整范圍的等同物的范圍內(nèi)作出修改。

以下對術(shù)語的簡要定義應(yīng)當(dāng)適用于整個的本申請：

術(shù)語“包括”表示包括但不限于，并且應(yīng)以在本發(fā)明上下文中通常采用的方式進(jìn)行解釋；

短語“在一個實施方式中”、“根據(jù)一個實施方式”等通常表示在接在該短語之后的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中，并且可包括在本發(fā)明的多于一個的實施方式中（重要地，這種短語未必針對相同的實施方式）；

如果本說明書將某物描述為“示例性”或“示范性”，應(yīng)當(dāng)理解的是這是指非排他性的例子；

術(shù)語“約”或“大約”等，當(dāng)使用于數(shù)字時可表示該特定的數(shù)字，或者可替代地表示接近正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的該特定數(shù)字的范圍；并且

如果本說明書陳述一個部件或特征“可”、“可以”、“能夠”、“應(yīng)當(dāng)”、“將會”、“優(yōu)選地”、“可能”、“通常”、“任選地”、“例如”、“經(jīng)常”或“有可能”（或其它用語）包括或具有一個特性，那么該特定的部件或特征無需包括或具有該特性。這種部件或特征可任選地包括在一些實施方式中，或者可將其排除。

實施方式總體上涉及包括使用壽命結(jié)束指示器的可棄置過濾面罩。典型的可棄置和/或可重復(fù)使用的用于呼吸器的過濾器可由非織造纖維材料構(gòu)成，并且可操作地對在使用者或佩戴者吸氣和呼氣期間在兩個方向上移動的空氣中的顆粒進(jìn)行過濾。在一定的佩戴時間或使用壽命之后，可棄置面罩的過濾能力可被耗盡，這可能是由于經(jīng)過濾的顆粒在非織造纖維中的積聚所致。

申請人已提出了通過將顏色變化的化學(xué)物質(zhì)加入面罩中而檢測并指示可棄置面罩的使用壽命結(jié)束的方法。指示性的化學(xué)物質(zhì)可包括可操作地與來自使用者呼吸空氣的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的硅膠珠。此外，可將硅膠珠容納于氣密性框體內(nèi)，在使用面罩時可（由使用者）將該框體打開。指示性的化學(xué)物質(zhì)的顏色變化可向使用者指示該面罩的使用壽命已被耗盡。

參照圖1，圖中示出了示例性的面罩100。該面罩100可包括外表面102和內(nèi)表面104。在一些實施方式中，面罩100可包括用于將面罩保持到使用者面部的元件，例如帶子108和鼻夾106。在一些實施方式中，面罩可包含非織造纖維材料。

圖2示出了包括使用壽命結(jié)束指示器（esli）210的面罩200的一個示例性實施方式。面罩200可包括非織造纖維材料205、內(nèi)表面204和外表面202。在圖2的實施方式中，esli210可定位于面罩200的內(nèi)表面204上。在一些實施方式中，esli210可通過與使用者所呼出的呼吸空氣（例如由使用者呼出的水和/或二氧化碳）發(fā)生反應(yīng)而指示面罩200的使用壽命結(jié)束。盡管面罩200可用于從空氣中過濾掉有害的化學(xué)物質(zhì)從而保護(hù)使用者，但由使用者所呼出二氧化碳和/或水的量可與面罩的使用壽命相關(guān)。例如，呼出的呼吸空氣的量可與面罩已被使用者佩戴的時間相關(guān)并因此與面罩已被用于從空氣中過濾顆粒的時間相關(guān)。因此，通過與可例如改變顏色的指示器化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，可利用esli210來測量二氧化碳和/或水，從而指示面罩200的使用壽命結(jié)束。在一些實施方式中，可棄置面罩200的所確定的使用壽命可基于使用者的具體需要而加以定制，包括什么顆粒將被面罩所過濾、使用者佩戴面罩時的位置，等。

在一些實施方式中，esli210可包括一種或多種化學(xué)物質(zhì)，包含例如變色硅膠的硅膠化合物。在一些實施方式中，esli210可包括透明的框體211和保持于框體211內(nèi)的多個硅膠珠214，其中框體211可附接到面罩200的內(nèi)表面204。在一些實施方式中，可通過編織、粘附、膠粘和焊接中的一種將硅膠珠214保持在框體211內(nèi)，其中防止硅膠珠214經(jīng)過開口213而離開框體211。在一些實施方式中，可經(jīng)過透明的框體211看見硅膠珠214，因此使用者能夠看到硅膠珠214的顏色變化。在一些實施方式中，可在使用者佩戴面罩200之前在框體211中產(chǎn)生開口213，其中開口213可允許空氣、水蒸氣和/或二氧化碳進(jìn)入框體211。例如，可指導(dǎo)使用者在開始佩戴面罩200之前切割框體211的一部分或者以其它方式產(chǎn)生開口213。在一些實施方式中，可通過去除框體材料的一部分或框體材料條而產(chǎn)生開口213，其中可將該條預(yù)先切入框體材料中，從而使產(chǎn)生開口213的過程對于使用者而言更加容易。開口213可包括可基于用途和使用環(huán)境而變化的任意尺寸、形狀或位置。在產(chǎn)生開口213之前，框體211可保持完好且氣密的狀態(tài)，從而防止硅膠珠214與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，直到面罩200被使用者使用/佩戴。通過防止esli210在被使用者佩戴之前與空氣、水蒸氣和/或二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，硅膠214可更精確地指示面罩200的使用壽命的結(jié)束。在一些實施方式中，可在框體211的邊緣212附近將框體211加以密封，從而產(chǎn)生氣密的密封。

在一些實施方式中，可通過超聲波焊接、加熱、粘附、膠粘、粘合或切割將框體211附接到面罩200。在一些實施方式中，框體211可被定位成以便可從面罩200的內(nèi)表面204看見硅膠珠214，其中面罩200的材料205可能阻止使用者從面罩200的外表面202看到硅膠珠214。在其它實施方式中，可在面罩200的織物205中產(chǎn)生窗口，以便可從面罩200的兩側(cè)都可以看見esli210的硅膠珠214。在框體211中的開口213可定位于面罩200的內(nèi)表面204上，從而允許硅膠珠214與使用者所呼出的呼吸空氣（即，由使用者呼出的水蒸氣）發(fā)生反應(yīng)。此外，esli210可定位于使用者的嘴附近或面罩200的中心附近，其中esli210可更容易地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生相互作用。然而，在其它實施方式中，esli210可相對于使用者的嘴被定位于在面罩上的不同位置，其中可基于面罩200的設(shè)計參數(shù)來選擇esli210的位置，并且其中定位于更靠近使用者嘴位置的esli210可更快地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)而定位于更遠(yuǎn)離使用者嘴位置的esli210可更慢地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)。

在一些實施方式中，esli210的框體211可具有矩形或方形形狀，如圖2中所示，而在其它實施方式中，elsi210可包括可操作地附接到面罩200的內(nèi)表面204的任意形狀（例如圓形、滾圓形、矩形、方形、半圓形等）的框體211。此外，圖2的esli210的框體211可包括相對于面罩200的尺寸而言較小的形狀，但包括實現(xiàn)相同目的硅膠珠214的任意尺寸的框體211可用于esli210。在一些實施方式中，面罩200可包括用于附接帶子（類似于帶子108）的元件209以及用于附接鼻帶（類似于鼻帶106）的元件206。

圖3示出了包括顏色變化esli310的可棄置面罩300的另一個示例性實施方式。esli310和面罩300可類似于上面在圖2中所描述的esli210和面罩200。面罩300可包括非織造纖維材料305、內(nèi)表面304和外表面302。在圖3的實施方式中，可將esli310的硅膠珠314以線性序列布置在框體311內(nèi)，其中框體311的邊緣312的形狀可設(shè)計成將硅膠珠314在框體311保持就位。可替代地，通過編織、焊接、膠粘或以其它方式將硅膠珠314附接到框體311的一部分，而以線性序列將硅膠珠314保持就位。在一些實施方式中，框體311的開口313可定位于硅膠珠314的線性序列的一端。硅膠珠314的線性序列以及開口313的位置可允許硅膠珠與由使用者所呼出水蒸氣的逐步或逐個的反應(yīng)。換句話說，當(dāng)硅膠珠314以線性序列布置時，其可以按照每次一個的方式與經(jīng)由開口313進(jìn)入框體311的空氣（使用者呼出的呼吸空氣）發(fā)生反應(yīng)，從而逐漸地反應(yīng)并徹底地（downtheline）改變顏色。

在圖3中所示的實施方式中，當(dāng)使用者佩戴面罩200時，可將硅膠珠314以豎直線性方式布置在面罩200上的框體311內(nèi)。然而，在其它實施方式中，可將硅膠珠314水平地或斜對角地布置在面罩200上。此外，硅膠珠314也能夠以螺旋形而布置，其中可利用框體311將螺旋形的各層彼此密封。在圖3中所示的實施方式中，esli310可定位于使用者的嘴附近或者面罩300的中心附近，其中esli310會更容易地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生相互作用。然而，在其它實施方式中，esli310可相對于使用者的嘴被定位于在面罩上的不同位置，其中可基于面罩300的設(shè)計參數(shù)來選擇esli310的位置，并且其中定位于更靠近使用者嘴位置的esli310可更快地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)而定位于更遠(yuǎn)離使用者嘴位置的esli310可更慢地與使用者呼出的呼吸空氣發(fā)生反應(yīng)。

圖4a-圖4d示出了如圖2中所示的esli210的一個示例性實施方式，這些附圖中揭示了esli210的硅膠珠214如何與使用者呼出的呼吸空氣（水蒸氣）發(fā)生反應(yīng)而改變顏色，從而指示使用壽命的結(jié)束。如圖4a中所示，可在框體211中產(chǎn)生開口213，并且硅膠珠214可以是不反應(yīng)的并且具有初始的顏色。當(dāng)使用者佩戴面罩200（未圖示）時，使用者呼出的呼吸空氣可經(jīng)由開口213進(jìn)入框體211，硅膠珠214可開始反應(yīng)并由此改變顏色。如圖4b中所示，然后esli210可包括未反應(yīng)的珠215和反應(yīng)的（或顏色變化的）珠216。如圖4c中所示，隨著使用者佩戴面罩200（未圖示）的時間變長，反應(yīng)的珠216的數(shù)量會增加，從而改變硅膠珠214的顏色。在一個示例性實施方式中，圖4d可示出了具有顯著顏色變化（大部分的顏色已經(jīng)變化或已經(jīng)反應(yīng)的珠216）因此指示面罩使用壽命結(jié)束的esli210。

圖5a-圖5d示出了如圖3中所示的esli310的一個示例性實施方式，揭示了esli310的硅膠珠314如何與使用者呼出的呼吸空氣（水蒸氣）發(fā)生反應(yīng)而改變顏色，從而指示使用壽命的結(jié)束。如圖5a中所示，可在框體311中產(chǎn)生開口313，硅膠珠314可以是未反應(yīng)的并且具有初始的顏色。當(dāng)使用者佩戴面罩300（未圖示）時，使用者呼出的呼吸空氣會經(jīng)由開口313進(jìn)入框體311，珠314可開始反應(yīng)并由此改變顏色。如圖5b中所示，然后esli310可包括未反應(yīng)的珠315和反應(yīng)的（或顏色變化的）珠316。如圖5c中所示，隨著使用者佩戴面罩300（未圖示）的時間變長，反應(yīng)的珠316的數(shù)量會增加，從而改變珠314的顏色。在圖5a-圖5d中所示的實施方式中，硅膠珠314可基于它們在框體311內(nèi)的位置以逐步或線性的方式改變顏色。這可幫助使用者正確地認(rèn)識esli310并且給出對在面罩（未圖示）使用壽命中的剩余時間的估計。在一個示例性實施方式中，圖5d可示出了具有顯著的顏色變化（大部分或所有的顏色已經(jīng)變化或已經(jīng)反應(yīng)的珠316）因此指示面罩使用壽命的結(jié)束的esli310。

本公開的一些實施方式可包括一種用于確定可棄置面罩的使用壽命結(jié)束的方法。在一些實施方式中，可確定在來自使用者的呼氣與面罩使用壽命之間的相互關(guān)系。在一些實施方式中，框體可由透明的氣密材料構(gòu)成。在一些實施方式中，可將硅膠珠插入框體，其中硅膠珠將與使用者的呼氣發(fā)生反應(yīng)而改變顏色。在一些實施方式中，然后可將框體加以密封使其是氣密的，由此防止在使用者佩戴面罩之前硅膠珠與周圍空氣發(fā)生反應(yīng)。在一些實施方式中，透明的框體可附接到面罩的內(nèi)表面。在一些實施方式中，可將框體材料的一部分形成為可被使用者去除，其中該部分的去除在框體中產(chǎn)生開口，從而允許使用者的呼吸空氣流入框體并與硅膠珠發(fā)生反應(yīng)。在一些實施方式中，將透明的框體附接到面罩的內(nèi)表面可包括在面罩中產(chǎn)生開口，以便可從面罩的內(nèi)表面和外表面兩者看見在框體內(nèi)的硅膠珠。在一些實施方式中，將硅膠珠插入框體還可包括將硅膠珠以線性序列布置在框體內(nèi)。

雖然上面已揭示并描述了根據(jù)本文中所公開原理的各種實施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不背離本公開精神和教示的前提下作出其修改。本文中所描述的實施方式只是代表性的而并非意圖是是限制性的。許多變型、組合和修改是可行的并且是在本公開的范圍內(nèi)。通過將（多個）實施方式的各特征加以組合、合并和/或省略所形成的替代實施方式也是在公開的范圍內(nèi)。因此，保護(hù)范圍不受上面所陳述的描述的限制，而是由所附權(quán)利要求所限定，權(quán)利要求的范圍包括權(quán)利要求的主題的所有等同物。各項和每個權(quán)利要求作為進(jìn)一步的公開被并入本說明書中，并且權(quán)利要求是（多個）本發(fā)明的（多個）實施方式。此外，上面所描述的任何優(yōu)點和特征可與具體實施方式有關(guān)，但不應(yīng)將這種授權(quán)的權(quán)利要求的應(yīng)用限制于實現(xiàn)任何或全部上述優(yōu)點或者具有任何或全部上述特征的過程和結(jié)構(gòu)。

此外，文中所使用的段落標(biāo)題是為了與依照37c.f.r.1.77的建議保持一致而提供或者以其它方式提供組織線索。這些標(biāo)題不應(yīng)限制或表征在可由本公開所產(chǎn)生的任何權(quán)利要求中所陳述的發(fā)明。具體地并且通過舉例，盡管標(biāo)題可能指代“技術(shù)領(lǐng)域”，但權(quán)利要求不應(yīng)受到用于描述所謂技術(shù)領(lǐng)域的在此標(biāo)題下所選擇用語的限制。此外，在“背景技術(shù)”中對技術(shù)的描述不應(yīng)被理解成承認(rèn)每個技術(shù)是本公開中的任何（多個）發(fā)明的先前技術(shù)?！鞍l(fā)明內(nèi)容”也不應(yīng)被視為在授權(quán)權(quán)利要求中所陳述（多個）發(fā)明的限制性特征。此外，在本公開中以單數(shù)形式對“發(fā)明”的任何引述不應(yīng)被用于證明在本公開中只存在單個新穎點。根據(jù)由本公開所產(chǎn)生的多項權(quán)利要求的限制可陳述多個發(fā)明，因此這種權(quán)利要求限定由此得到保護(hù)的（多個）發(fā)明及它們的等同物。在所有情況下，根據(jù)本公開權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)基于它們自身的優(yōu)點而考慮，而不應(yīng)受到本文中所陳述標(biāo)題的限制。

更廣泛用語（例如包括、包含和具有）的使用應(yīng)當(dāng)被理解成為較狹窄用語（例如由組成、基本上由構(gòu)成和基本上由組成）提供支持。關(guān)于一個實施方式的任何元件的術(shù)語“任選地”、“可”、“可能”、“也許”等的使用表示該元件不是必需的，或者可替代地該元件是必需的，這兩個替代都是在實施方式的范圍內(nèi)。另外，對實例的引述僅僅是為了說明的目的而提供，而并非意圖是排他的。

雖然在本公開中已提供了若干實施方式，但應(yīng)當(dāng)理解的是在不背離本公開的精神和范圍的前提下所公開的系統(tǒng)和方法可具體化為許多其它具體形態(tài)。本發(fā)明的實例應(yīng)被認(rèn)為是說明性而不是限制性的，而且并非意圖局限于本文中所給出的細(xì)節(jié)。例如，可將各種元件或部件組合或并入另一個系統(tǒng)中，或者某些特征可被省略或不實施。

另外，在不背離本公開的范圍的前提下，在各種實施方式中所描述并揭示為分立或獨立的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可與其它系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法組合或合并。被圖示或描述為彼此直接地聯(lián)接或連通的其它物件可經(jīng)由一些接口、裝置或中間部件而間接地聯(lián)接或連通（無論是電性地、機械地還是以其它方式）。變更、替換和變更的其它例子可由本領(lǐng)域技術(shù)人員確認(rèn)，并且能夠在不背離本公開的精神和范圍的前提下作出這些變更、替換和變更。