一个或多个外边缘由一个或多个柔性带密封的装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年6月13日提交的美国临时专利申请No.63/366,321的权益和优先权，并通过引用将该申请全文并入本文中。

技术领域

本申请大体上涉及用于个人保护装置的制品，并且更具体地涉及用于提供该装置的制品。该装置包括面罩和一个或多个柔性带。一个或多个柔性带结合到面罩的一个或多个外边缘以沿着面部表面的一个或多个部分形成密封部，从而提供额外的保护以防止病毒和其他此类病原体的传播。

背景技术

截至2022年5月15日，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2，或COVID-19)已感染全球超过5.2亿人，并导致超过600万人死亡。由于人们试图避免传播或感染新型冠状病毒，因此面罩的需求量很大。

随着面罩使用的增加，已经引入了一系列样式和特征以提高面罩的舒适度和功能。公众通常使用一次性医用或外科口罩、手术口罩、FFP2口罩、N95或类似呼吸器、布口罩和头巾。人们对舒适、合身、有效、透气且价格适中的口罩有很高的需求。

一个问题是，许多面罩都是宽松适配的，除了可调节的耳挂和鼻部金属丝之外，贴合度的可定制性极小。口罩松动导致口罩滑出位置，并且间隙为病菌逃逸和进入提供了其他途径。

因此，“边缘泄漏”问题是一个公认的问题，但没有明显的解决方案。已经开发出与面部紧密密封的面罩，以用于呼吸器、睡眠呼吸暂停装置和工业用途；然而，这些面罩过于昂贵且笨重，无法广泛使用。

因此，需要一种提供防止或减少边缘漏气的新面罩来提供额外的保护以防止病毒和其他此类病原体的传播。本发明的装置就是这样一种新型面罩。

发明内容

本发明涉及一种佩戴在用户面部并具有密封边缘以防止或减少边缘处的空气泄漏的装置。在这一方面，该装置可以通过将一个或多个柔性带在面罩的内部或外部上结合到面罩的一个或多个外边缘中来形成。在这样的方面，一个或多个柔性带可以通过钉合、折边加工、焊接、缝合、胶合、密封或结合而连接到面罩上。在这一方面，沿着面部表面的一个或多个部分形成紧密密封，其中该装置定位在用户的面部表面上。在一个示例性方面，可以通过在面部表面上拉伸一个或多个柔性带并将一个或多个柔性带固定在用户的下巴下方来将装置固定到用户的面部表面。如上所述，本发明涉及各种实施例。

面罩可以包括但不限于外科口罩、手术口罩、FFP2口罩、布口罩、KN94口罩和KN95口罩。面罩的形状可以包括但不限于矩形、杯形、蝶形、圆形、三角形、五边形和六边形。

在一方面，一个或多个柔性带可以是弹性的。在一方面，一个或多个柔性带可包括的材料包括但不限于热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯(TPU)或热塑性弹性体(TPE)、软-柔性聚乳酸(PLA)、软-柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、弹性聚氨酯(EPU)、柔性聚氨酯(FPU)、聚酯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、硅胶、氨纶、棉、雪纺、天然丝绸及其任意组合。在一方面，一个或多个柔性带可具有从2cm到50cm范围内的长度。在一方面，一个或多个柔性带可具有能够从约5％伸长至约400％的长度。在一方面，一个或多个柔性带可具有包括但不限于圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、菱形、五边形和六边形的形状。在一方面，一个或多个带可具有范围从约0.1mm到约50mm的直径。在一方面，一个或多个带可具有范围从约0.01mm

在一个示例性方面，可以通过沿着面罩的边缘形成折痕并将一个或多个柔性带以钩挂方式固定到折痕来形成装置。在某些方面，面罩可能有一个预先存在的折痕，以用于连接一个或多个柔性带。

在一个示例性方面，可以通过将纽扣连接到面罩的边缘并将一个或多个柔性带固定到纽扣来形成装置。

在一个示例性方面，可以先折叠和挤压面罩的边缘，然后再把一个或多个柔性带结合到面罩上。

在示例性方面，装置可以形成有带扣。在这样的方面，一个或多个柔性带可以使用所述带扣在使用者的下巴下方连接在一起。

上文已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面对本发明的详细描述。下文将描述本发明的附加特征和优点，它们形成本发明的权利要求的主题。

本领域的技术人员应当理解，所公开的构思和具体实施例可以很容易地用作修改或设计实现与本发明相同目的的其他结构的基础。本领域的技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，从以下描述中将更好地理解被认为是本发明的特征的新颖特征，关于其组织和操作方法，以及进一步的目的和优点。然而，应明确理解，提供每个附图仅用于说明和描述的目的，而不旨在作为对本发明的限制的定义。

附图说明

现在参考附图，其中相同的附图标记始终表示相应的部件：

图1显示了根据本发明的实施例的平面图。

图2A-图2B示出了正被用户佩戴的本发明的实施例的正视图(图2A)和侧视图(图2B)。

图3示出了正被用户佩戴的本发明的实施例，其中带子被拉到用户的下巴下方。

图4A-图4D是正被用户佩戴的本发明的实施例，其中形成折痕(图4A)并钩住该折痕(图4B)以形成具有封边性的面罩(图4C-图4D)。

图5A-图5F示出了本发明的实施例，其中实施例被拉过用户的面部(图5A-图5C)并且实施例的带被进一步拉到用户的下巴下方(图5D-图5F)。

图6A-图6E示出了本发明的实施例，其中实施例被拉过用户的面部(图6A-图6B)，并且实施例的带被进一步拉到用户的下巴下方(图6C)，并且被固定(图6D-图6E)。

图7A-图7B示出了本发明的实施例，其中它的带子固定在用户的下巴下方(图7B)。

图8A-图8G示出了本发明的实施例的几个视图，其中带被拉动并固定在用户的下巴下方(图8E-图8G)。

图9A-图9B示出了本发明的一个实施例，其中带子结合到面罩的已折叠和挤压的边缘中。

图10A-图10C示出了图9A-图9B中所示的且正被用户佩戴的实施例的几个视图。

图11A-图11D示出了本发明的实施例的几个视图，其中两个带子在用户下巴下方通过带扣连接(图11C-图11D)。

图12A-图12C示出了本发明的实施例的几个视图，其中该实施例被拉到用户的下巴下方(图12B-图12C)。

图13A-图13C示出了本发明的一个实施例，其中带子被拉伸并缝入面罩的底部边缘。

具体实施方式

一、定义

将参考附图详细描述本发明的各种实施例，其中在几个视图中相同的附图标记始终表示相同的部件和组件。参考各种实施例并不限制本发明的范围，本发明的范围仅受所附权利要求的范围限制。此外，本说明书中阐述的任何示例并非意在限制，而仅阐述要求保护的发明的许多可能实施例中的一些。

在描述本发明的实施例时，将使用以下术语。单数形式“一”和“该”包括复数对象，除非上下文另有明确规定。如本文所用，为了方便起见，可以在公共列表中呈现多个项目、结构元素、组成元素和/或材料。但是，这些列表应该被解释为好像列表中的每个成分都被单独标识为独立且唯一的成分。因此，在没有相反指示的情况下，仅根据它们在共同组中的介绍，不应将此类列表中的任何单个成分解释为与同一列表中任何其他成分事实上等同。如本文所用，单数形式“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。

还应当理解，术语“包括”和“包含”指定了所述特征、步骤或组分的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤或组分。还应当注意，在一些替代实施方式中，所指出的功能和动作可能不按图中所指出的顺序发生。例如，连续示出的两个图实际上可能基本上同时执行，或者有时可能以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能和动作。

术语“面罩”在日常生活中俗称“口罩”。术语“个人”和“用户”是指使用本发明装置以防止边缘泄漏的实体(例如，人)。本文中术语用户是指一个或多个用户。

本文公开的所有范围应理解为包含范围中所包含的任何和所有子范围。例如，“1.0至10.0”的所述范围应被视为包括以1.0或更大的最小值开始并以10.0或更小的最大值结束的任何和所有子范围，例如1.0至5.3，或4.7至10.0，或3.6至7.9。

术语“约”的使用意在描述以近似+/-10％范围高于或低于所述值的值；在其他实施例中，这些值可以以近似+/-5％的范围高于或低于所述值；在其他实施例中，这些值可以以近似+/-2％的范围高于或低于规定值；在其他实施例中，这些值可以以近似+/-1％的范围高于或低于规定值。前述范围旨在通过上下文阐明，并且不暗示进一步的限制。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以任何合适的顺序进行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(比如，“例如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明并且不对本发明的范围构成限制，除非另有声明。说明书中的任何语言都不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于本发明的实践是必不可少的。

如本文所用，“边缘泄漏”是指空气、病菌、体液等从面罩的一个或多个边缘泄漏。边缘泄漏可能是由宽松适配的面罩引起的，除了可调节的耳挂和鼻部金属丝外，面罩的可定制性极低。面罩松动导致面罩滑出位置，并且间隙为病菌逃逸和进入提供了其他途径。

二、装置

本发明涉及一种装置10，所述装置佩戴在用户脸上并具有密封边缘以防止或减少边缘处的空气泄漏。装置10包括面罩300和一个或多个柔性带200。一个或多个密封部100通过围绕面罩300的一个或多个边缘使用一个或多个带200和面罩300形成。在这样的一方面，一个或多个密封部100的形成防止或减少了边缘泄漏。在这个方面，现有的面罩300不形成紧密密封部100并且允许边缘泄漏。在这样的方面，带200可以包括柔性或弹性带200。在这样的方面，带200可以包括两个相对的端部202、204和长度210。在另外的方面，带200可以包括非弹性带200。在一个方面，面罩300可以包括内表面302和外表面304。在这样的方面，内表面302可以被配置为抵接使用者的面部表面400。在一方面，面罩300可包括顶部边缘310、底部边缘320和垂直于顶部边缘310和底部边缘320延伸的两个侧边缘330、340。在这样的方面，侧边缘330、340的方向使它们彼此相对。在一方面，顶部边缘310和侧边缘330、340的连接构成两个拐角部312、314。在一方面，底部边缘320和侧边缘330、340的接合构成两个另外的拐角部322、324。

在一方面，密封部100可以由面罩300和一个或多个柔性带200形成。在这样的方面，面罩300和一个或多个带200形成装置10。一个或多个柔性带200结合在面罩300的一个或两个或更多个外边缘处以在这些边缘处提供更紧密的密封部100。一方面，柔性带200的结合可以通过将柔性带200钉合、折边加工、焊接、缝合、胶合、密封或结合在面罩300的顶部边缘310上来完成，也可以实用本领域已知的其他结合方法。一方面，如上所述，通过将带200固定到面罩300的其他边缘，可以将柔性带200结合到面罩300中。在这些方面，可以将柔性带200固定到底部边缘320或一个或两个侧边缘330、340。柔性带200可以固定到面罩300的内表面302或外表面304。柔性带200也可以折边加工在面罩300内部，使得柔性带200夹在面罩300的不同层之间。在一个方面，面罩300可以选自包括但不限于外科口罩、手术口罩、FFP2口罩、布口罩、KN94口罩、KN95口罩、N95口罩和其他本领域已知的此类面罩。在这样的方面，面罩可以包括矩形、杯形、蝶形、圆形、三角形、五边形、六边形或其他这样的形状。

本发明涉及各种实施例。在示例性实施例中，柔性带200的两个相对端部202、204中的每一个单独地结合到面罩300的顶部边缘310的两个拐角部312、314中的每一个以形成装置10，如图1所示。在这一方面，柔性带200可以通过钉合、折边加工、焊接、缝合、胶合、密封或本领域已知的其他结合方法而结合。在这样的方面，柔性带200可以结合在顶部边缘310的内表面302或外表面304上。结合到顶部边缘310的柔性带200密封位于面罩300的剩余边缘320、330、340处的任何间隙500，如图2A-图8G和图9A-图12C所示。在这样的方面，当面罩300佩戴在使用者的面部表面400上但不应用根据本发明的方法时，间隙500存在于底部边缘320和侧边缘330、340处。在一方面，可以调整结合到面罩300的柔性带200以沿着面部表面400的一个或多个部分形成密封部100。在这样的方面，防止或减少边缘泄漏。在这样的方面，结合到面罩300的柔性带200可以在面部表面400上拉伸并固定在用户的下巴410下方。在这样的方面，紧密密封部100沿着面部表面400的所有部分形成，其中柔性带200抵接面罩300，面罩300进一步抵接面部表面400。在这样的方面，紧密密封部100沿着底部边缘320和侧边缘330、340形成。在这些方面，一个或多个间隙500仍可存在于底部边缘320和侧边缘330，340，如图4A-图4D所示。在这些方面，由柔性带100形成的紧密密封部100仍然防止进入面罩300的内表面302的内部部分。剩余的间隙500从面罩300的内表面302密封。这些密封部100的形成防止面罩300的边缘泄漏。防止边缘泄漏减少了可能导致用户附近的其他人生病的空气、病菌和体液的释放。防止边缘泄漏还减少了用户可能从用户附近的其他病人吸入的病菌和病毒的数量。在此方面，面罩300可包括外科口罩(图1-图4D、图9A-图12C)、布口罩(图5A-图5C)、KN94口罩(图6A-图7B)、KN95口罩(图8A-图8G)，以及本领域已知的其他此类面罩。在一方面，面罩300可包括在顶部边缘310处的鼻带316，如图3所示。在这样的方面，使用嵌入面罩300内的鼻带316减少了包括该鼻带316的面罩300的顶部边缘310处的间隙500。

一方面，面罩300可以进一步固定到面部表面400，如图4A至图4D所示。在这种情况，折痕350可以沿着面罩300的边缘形成。在这样的方面，边缘可以包括面罩300的底部边缘320，如图4A所示。柔性带200然后可以以钩挂的方式固定到折痕350以形成装置10，如图4B所示。柔性带200钩到用户下巴410下方形成的折痕350后在折痕350的位置处形成了减小的间隙500，如图4B所示。在邻接面部表面400的面罩300的底部边缘320和侧边缘330，340处形成减小的间隙500，如图4C-图4D所示。面罩300可以包括外科面罩(图4A-图4D)、布面罩(图5D-图5F)、KN94面罩(图6C-图6E)和本领域已知的其他此类面罩。在另外的方面，纽扣(未图示)可以代替面罩300的底部边缘320处的折痕350。柔性带200然后可以固定到纽扣(未图示)以固定面具300。

在另外的方面，某些面罩300可以包括预先存在的折痕350。在这种情况下，面罩300可以包括KN95面罩和本领域已知的其他此类面罩。在这样的方面，柔性带200可以以钩挂方式固定到预先存在的折痕350以形成装置10，如图8E至图8G所示。将柔性带200钩到用户下巴410下方的预先存在的折痕350在折痕350的位置处形成了减小的间隙500，如图8E至图8G所示。在邻接面部表面400的面罩300的底部边缘320和侧边缘330、340处形成减小的间隙500。在另外的方面，纽扣(未图示)可以连接到面罩300的底部边缘320。在这种情况下，柔性带200然后可以固定到纽扣(未图示)以进一步固定面罩300的底部边缘320。

在一个方面，柔性带200的两个相对端202、204中的每一个都单独地结合到面罩300的底部边缘320的两个拐角部322、324中的每一个，如图7A-图7B中所示。在这种情况下，柔性带200可以通过钉合、折边加工、焊接、缝合、胶合、密封或本领域已知的其他结合方法而结合。柔性带200可以结合在底部边缘320的内表面302或外表面304上。柔性带200在底部边缘320处形成紧密密封部100以形成装置10。在另外的方面，折痕350可以形成在底部边缘320处，如上所述并且如图7A-图7B所示。柔性带200可以以钩挂的方式固定到折痕350，以进一步将面罩300固定到面部表面400。在这样的方面，形成更紧密的密封部100。在另外的方面，纽扣(未图示)可以连接到面罩300的底部边缘320。在这样的方面，柔性带200然后可以固定到纽扣(未图示)以进一步固定面罩300的底部边缘320。

在另外的方面，柔性带200可以连接到面罩300以在底部边缘320和侧边缘330、340处提供额外的紧密密封部100。在这种情况下，柔性带200可以结合到面罩300以形成沿着面罩300的一个或多个边缘定向的一个或多个段以形成装置10。在这一方面，包括结合到面罩300以形成多个段的带200的面罩300可以放置在面部表面400上以形成紧密密封部100并防止或减少边缘泄漏。作为一个示例，面罩300可以折叠，使得顶部边缘310更靠近底部边缘320，如图9A-图9B所示。在这种情况下，柔性带200然后可以在对应的一对拐角部312、322处结合到面罩300。柔性带200的在所述一对拐角部312、322处的两个结合部之间的部分包括段220。然后可以将面罩挤压在一起，使得底部边缘320的两个拐角部322、324被带到更接近。柔性带200的剩余长度210的一部分然后可以结合到底部边缘320的自由的拐角部324。柔性带200在底部边缘的拐角部322、324处的两个结合部之间的部分320包括段230。在这样的方面，可以再次折叠面罩300，使得顶部边缘310更靠近底部边缘320。在这样的方面，柔性带200的长度210的剩余部分然后可以在剩余的对应的一对拐角部324、314处结合到面罩300。柔性带200在一对拐角部324、314处的两个结合部之间的部分包括段240，如图9A所示。在这种情况下，柔性带200可以通过钉合、折边加工、焊接、缝合、胶合、密封或本领域已知的其他结合方法而结合。柔性带200可以结合在面罩300的内表面302或外表面304上。应当理解，将几个部分220、230、240结合到面罩300的方法可以是以本文描述的顺序之外的各种顺序执行。在这些情况下，面罩300可以包括外科口罩。

在这样的方面，在多个部分220、230、240中连接到面罩300以形成装置10的柔性带200产生紧密密封部100以消除间隙500，如图10A至图10C所示。在这种情况下，在多个部分220、230、240中连接到面罩300然后固定在使用者的下巴410下方的柔性带200拉伸底部边缘320和侧边缘330、340。在这种情况下，柔性带200自身被拉伸。拉伸的柔性带200挤压面罩300的侧边缘330、340和底部边缘320，使得这三个边缘320、330、340与面部表面400保持紧密接触，从而防止或减少边缘泄漏。

在一个方面，两个柔性带200可以连接到面罩300以在底部边缘320和侧边缘330、340处提供额外的紧密密封部100，如图11A至图图11D所示。如图11A-图11B所示，在这种情况下，柔性带200的端部202结合到面罩300的顶部边缘310的拐角部312，并且该柔性带200的相对端部204附接到带扣600以形成装置10。也如图11A-图11B所示，另一个柔性带200的端部206结合到面罩300的顶部边缘310的拐角部314。在该柔性带200的端部208可释放地连接到带扣600之后，接着将两个柔性带200放置于使用者下巴410下方，拉伸的柔性带200将面罩300的两侧330、340和底部边缘320压靠在使用者的面部40上，从而减小这三个边缘320，330、340处的间隙500并在这三个边缘320、330、340处提供紧密密封部100(图11C-图11D)。在这种情况下，带扣600可以是扣环、带扣饰边、滑扣、滚轮带扣、传统(皮带)带扣或侧开式带扣。

在另外的方面，柔性带200的两个相对端部202、204中的每一个分别结合到面罩300的顶部边缘310的两个拐角部312、314中的每一个，并且柔性带200的中间部250结合到面罩300的底部边缘320的中间部326以形成装置10。图12A-图12C展示了一个示例。在这个示例，结合到面罩300的柔性带200可以在面部表面400上拉伸并固定在使用者的下巴410下。在这种情况下，在面罩300的三个边缘320、330、340处形成紧密密封部100(图12B-图12C)。

图12A-图12C展示了一个优选示例。在这个示例，面罩300是外科口罩300。用于外科口罩300的耳挂的带也采用柔性带200，而柔性带200与外科口罩300的最外层的颜色相同。柔性带200由聚酯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、棉、雪纺、天然丝绸或氨纶或这些材料中的一些的组合制成。该柔性带200具有矩形横截面，具有中空矩形芯。柔性带200的尺寸约为21cm X 5mm X 2mm(长X宽X厚)或21cm X 3mm X 2mm(长X宽X厚)或21cm X 4mm X2mm(长X宽X厚)。柔性带200的两个相对端部202、204中的每一个分别焊接到外科口罩300的顶部边缘310的两个拐角部312、314中的每一个，并且柔性带200的中间部250焊接到外科口罩300的底部边缘320的中间部326。

在一个方面，柔性带200可以连接到面罩300的外边缘360以形成装置10。在这种情况下，柔性带200可以通过缝合连接到外边缘360，如图13A-图13C所示。在这种情况下，外边缘360可包括一个或多个边缘的组合，例如顶部边缘310、一个或两个侧边缘330、340、底部边缘320及其组合。在一个方面，柔性带200可以被缝合到外边缘360以将外边缘360拉入，从而在外边缘360中形成褶皱，如图13B所示。在这种情况下，柔性带200在未拉伸时的长度210可包括比包括外边缘360的边缘的长度更短的长度210。透视长度的这种组合导致外边缘360的拉入和皱纹的形成(图13B)。在这种情况下，包括缝合到外边缘360的柔性带200的面罩300可以被拉伸，如图13A所示。在拉伸时，面罩300可以定位在面部表面400上，如图13C所示。。在释放时，拉伸的柔性带200将返回到它所在的面部表面400所允许的最松弛状态。这种转变将允许面罩300紧紧地保持在面部表面400上。在这样的方面，紧密密封部100形成在包括缝入外边缘360的柔性带200的面罩300抵接面部表面400的所有区域。新形成的紧密密封部100用于防止或减少边缘泄漏。

作为示例，带200可以包括柔性聚合物。在这样的方面，柔性聚合物可以是与本公开的目的不矛盾的任何柔性聚合物，例如适用于压缩或注射成型的柔性聚合物。另一方面，带200可以包括非聚合物材料。此外，带200可包括从热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性弹性体(TPE)、软-柔性聚乳酸(PLA)、软-柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、弹性聚氨酯(EPU)、柔性聚氨酯(FPU)、聚酯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、硅树脂、氨纶、棉、雪纺、天然丝绸、本领域已知的其他此类材料，及其任何组合中选择的材料。

带200的长度210可以小于、等于或大于底部边缘320、侧边缘330、340、顶部边缘310及其任何组合。作为示例，带200的长度210可选自约2cm至约50cm的范围。带200的长度210可以在使用中被拉长。当用于将面罩300固定到面部表面400时，带200的长度210可以延长约5％至约400％。

在示例性方面，带200可包括横截面212。在此类方面，横截面212可包括多种形状，包括但不限于圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形等。在一方面，具有圆形横截面212的带200可包括范围从约0.1mm到约50mm的直径214。在另外的方面，具有矩形横截面212的带200可包括约0.01mm

在一个方面，带200可以包括多种颜色。在示例性方面，柔性带200的颜色可以选自但不限于白色、黑色、红色、紫色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝色、蓝紫色等。在其他情况下，柔性带200的颜色可以包括这些颜色中的一些的组合。

在一个方面，面罩300可以选自但不限于外科面罩、手术面罩、FFP2面罩、布面罩、KN94面罩、KN95面罩和本领域已知的其它此类面罩。