PL92631B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL92631B1
PL92631B1 PL16807874A PL16807874A PL92631B1 PL 92631 B1 PL92631 B1 PL 92631B1 PL 16807874 A PL16807874 A PL 16807874A PL 16807874 A PL16807874 A PL 16807874A PL 92631 B1 PL92631 B1 PL 92631B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mask
fibers
mask according
filter
bacteria
Prior art date
Application number
PL16807874A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to PL16807874A priority Critical patent/PL92631B1/pl
Publication of PL92631B1 publication Critical patent/PL92631B1/pl

Links

Description

Przedmiotem wynalazku jest maska chirurgicz¬ na. Celem jej zastosowania jest przeciwdzialanie temu by bakterie wydychane przez chirurga i przez innych czlonków zespolu operacyjnego, nie za- nieszczyszczaly pacjenta operowanego, a takze za¬ bezpieczenie chirurga i innych czlonków zespolu operacyjnego przed bakteriami pochodzacymi od pacjenta.Dotychczas stosowane maski chirurgiczne skla¬ daly sie z wielowarstwowo zlozonej gazy umiesz¬ czonej na nosie i ustach chirurga. Stosowana byla równiez wielowarstwowo zlozona tkanina lniana.Materialy te, nie sa bardzo dobrymi filtrami bak¬ terii a ich skuteczosc, w sensie odfiltrowywania bakterii, jest mniejsza od 50°/o.Maski wykonane z tkaniny, nie stanowiac sku¬ tecznego filtru dla bakterii byly wygodne w uzy¬ ciu, poniewaz dobrze przylegaly do twarzy chi¬ rurga i mialy maly opór aerodynamiczny. Opór aerodynamiczny, w przypadku uzycia maski chi¬ rurgicznej, jest miara opornosci na jaka natrafia strumien powietrza przeplywajacy przez maske.Opór ten jest okreslony przez pomiar spadku cis¬ nienia na masce umieszczonej w strumieniu po¬ wietrza. Przez maski wykonane z tkaniny, po¬ wietrze latwo przeplywa wskutek niescislosci materialu. Szczeliny istniejace w tkaninie sa liczne i wystarczajaco duze by stworzyc w masie duza przestrzen prózna okreslona jako pozbawiona wlókien. Oddychanie przez takie maski, wskutek ich malego oporu aerodynamicznego jest latwe.Luzne ulozenie wlókien w masce wykonanej z tkaniny powoduje, ze powietrze latwo przechodzi przez maske umozliwiajac równiez latwe przeni¬ kanie przez maske bakteriom.Maski tkaninowe wykazuja mala skutecznosc w odfiltrowywaniu bakterii. Maska jednorazowego u- zycia posiada wieksza skutecznosc w filtrowaniu bakterii od masek tkaninowych uzywanych do¬ tychczas. W porównaniu z maskami tkaninowymi, maski jednorazowego uzytku posiadaja znacznie wieksza skutecznosc w filtrowaniu bakterii sie¬ gajaca co najmniej 90%, ale posiadaja tez pewna niedogodnosc polegajaca na tym, ze wraz ze wzros¬ tem skutecznosci filtracji bakterii, wzrasta znacz¬ nie opór aerodynamiczny.Opór aerodynamiczny masek jednorazowego u- zycia jest tak wielki, ze przy wydechu maska od¬ chyla sie od ust uzytkownika. Swiadczy to o tym, ze powietrze nie przeplywa przez maske, a po¬ miedzy wewnetrzna powierzchnia maski a ustami i nosem uzytkownika nastepuje wzrost cisnienia.Cisnienie to nie tylko czyni stosowanie maski nie¬ dogodnym, ale w czasie wydechu odchyla maske od twarzy co umozliwia bakteriom wymkniecie sie spod krawedzi maski i w konsekwencji prze¬ ciwdziala celowi noszenia maski.Dotychczas stosowane maski jednorazowego u- zytku byly wykonane przy uzyciu krótkich wló¬ kien szklanych, azbestowych lub innych, wyka- 32 63192 631 zujacych tendencje do odrywania sie cd maiki co powodowalo ich pochlanianie przez uzytkow¬ nika. Wspomniane male czastki wykazuja tenden¬ cje do draznienia uzytkownika maski. Duzy opór aerodynamiczny masek czyni ich stosowanie malo 5 wygodnym. Przejscia w masce umozliwiajace przeplyw powietrza wykazuja tendencje do zaty¬ kania przez pyl, bakterie lub inne drobne czastki znajdujace sie w przestrzeni sali operacyjnej, wskutek czego oddychanie poprzez maske w czasie 10 dwóch do trzech godzin jest trudne. Omówione zjawiska sa przyczyna, dla której uzytkowanie maski jest bardzo niewygodne.Celem wynalazku jest wykonanie maski chirur¬ gicznej, która przy duzej skutecznosci filtrowania 15 bakterii posiadalaby maly opór aerodynamiczny.Przy zwiekszaniu skutecznosci filtrowania bakterii opór aerodynamiczny wzrosnie lub co najmniej pozostanie na stalym poziomie. Opór aerodyna¬ miczny jest zwiazany z iloscia otworów w sku- 20 tecznym osrodku filtracyjnym maski lub ze swobodna powierzchnia w masce. Przy zwiekszaniu swobodnej powierzchni, opór aerodynamiczny ma¬ leje, ale jednoczesnie maleje skutecznosc filtra¬ cyjna. W masce wedlug wynalazku uzyskano maly 25 opór aerodynamiczny zachowujac skutecznosc fil¬ trowania bakterii na tym poziomie jaki wystepuje w dotychczas stosowanych maskach chirurgicz¬ nych jednorazowego uzytku.Cel wynalazku zostal uzyskany przez to, ze jako 30 czynnika filtracyjnego uzyto nie krótkich''wlókten,'* a ciaglych syntetycznych pasm termoplastycznych.Okreslenie pasma ciagle w niniejszym opisie oznacza pasma, których dlugosc jest wieksza od 63 mm i korzystnie nie jest zdefiniowana. Pasma 35 te sa ukladane w postaci nietkanego materialu w taki sposób, ze bezposrednio po wytloczeniu na samonosna tkanine sa miedzy soba laczone przez zastosowanie malego docisku ale bez uzycia lepiszcza. Szczególnie korzystny material nietkany 40 jest wykonany z wlókien z tereftalanu polietylenu ukladanych po wytloczeniu w sposób opisany w patencie kanadyjskim 775 807.Sposób ten polega na wytloczeniu wlókien, przylozeniu do wlókien ladunku elektrostatycz- 45 nego, rodzieleniu wlókien wskutek ich naladowa¬ nia, ustawieniu wlókien i na ulozeniu wlókien w nieregularny material pozbawiony zgrupowan wlókien. Proces wytwórczy moze byc tak prowa¬ dzony by uzyskac silne pofaldowanie wlókien. 50 Wlókna sa rozlozone równolegle w plaszczyznach prostopadlych do kierunku przeplywu powietrza przez material maski. Przyczyna, dla której w wy¬ niku powyzszego ulozenia wlókien uzyskuje sie duza skutecznosc filtracji bakterii przy jednoczes- 55 nie malym oporze aerodynamicznym nie jest cal¬ kowicie jasna.Takie ulozenie wlókien o okreslonej srednicy stwarza maksymalna ilosc przestrzeni próznych, a jednoczesnie powoduje, ze przestrzenie te maja 60 wystarczajaco mala srednice, co umozliwia sku¬ teczne przechwytywanie bakterii przy ich prze¬ chodzeniu przez osrodek filtracyjny, a jednoczes¬ nie pozwala na przepuszczanie przez maske znacz¬ nych ilosci powietrza. Wysoka skutecznosc filtra- 65 ej i bakterii jest zwiazana z ladunkiem elektro-- statycznym przykladanym do wlókien w czasie tworzenia materialu. Ladunek ten. moze przyciag¬ nac i przytrzymac bakterie, jak równiez zabijac bakterie przechodzace przez maske.Brak lepiszcza w materiale w sposób istotny ulatwia dopasowywanie maski, poniewaz lepisz¬ cze powoduje usztywnianie nietkanego materialu.W masce wedlug wynalazku osrodek filtracyjny jest wolny od lepiszcza i dlatego tez moze latwo byc dopasowany do zarysu twarzy uzytkownika.Zawartosc lepiszcza nie zwieksza skutecznosci fil¬ tracji osrodka filtracyjnego maski, - Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maske w polozeniu takim, jakie ^zaj¬ muje na twarzy uzytkownika, w widoku perspek¬ tywicznym, fig. 2 — material maski z uwidocz¬ nionymi faldami maski w widoku z góry oraz czesc maski w przekroju w powiekszeniu, fig. 3 — faldy materialu, schematycznie w przekroju wzdluz linii 3—3 z fig. .2, fig. 4 — czesc . maski w po¬ wiekszeniu w przekroju wzdluz linii 4—4 z fig. 2.Maska chirurgiczna (fig. 1) sklada sie z glównej czesci 10 i z doczepionego do niej górnej kra¬ wedzi metalowego uchwytu nosowego. Uchwyt ten jest wykonany z metalu takiego jak aluminium, który moze byc przez dogiecie latwo przystoso¬ wany do ksztaltu nosa uzytkownika. Przy górnej i dolnej krawedzi maski do glównej jej czesci jest przez przyszycie, zgrzanie lub w inny odpowiedni sposób przymocowana tasiemka 13. Przy bocznych krawedziach maski do glównej czesci jest przy¬ twierdzona dodatkowa tasiemka 12, której dlugosc pozwala na siegniecie poza górna i dolna krawedz maski i która jest uzywana do przytwierdzenia maski do twarzy uzytkownika, Uklad fald maski (fig. 2) stanowi laminat two¬ rzacy glówna czesc maski ulozony w harmonijke poczynajac od górnej krawedzi maski 15, a kon¬ czac na jej dolnej krawedzi 16. Maska jest zlo¬ zona w trzech miejscach oznaczonych kolejno przez 17, 18 i 19, ale to szczególne ulozenie fald a takze ich ilosc nie sa objete wynalazkiem. Uklad ten juz poprzednio okazal sie byc szczególnie wy¬ godnym przy przystosowywaniu maski do ksztaltu twarzy uzytkownika.Czesc 20 (fig. 2) przedstawia w powiekszeniu po¬ szczególne warstwy maski. Zewnetrzna powierz¬ chnie maski stanowi warstwa 21 porowatego nie¬ tkanego materialu licowego. Czesc srodkowa za¬ wierajaca powiazany wyczeskami osrodek filtra¬ cyjny 22 wedlug wynalazku jest umieszczona po¬ miedzy materialem licowym 21 i druga warstwa 23 materialu licowego. Obydwie warstwy licowe moga byc wykonane z takiego samego silnie po¬ rowatego materialu nietkanego. Zadaniem tych warstw jest zawarcie i przytrzymanie osrodka filtracyjnego. Warstwy zewnetrzne wykonane z silnie porowatego materialu nietkanego sa lek¬ kie i w niewielkim stopniu wplywaja na dziala¬ nie filtracyjne maski. Bedac silnie porowate, ma¬ terialy te stanowia bardzo nieznaczny opór aero¬ dynamiczny powietrzu przeplywajacemu przez maske. Ciezar wlasciwy warstw licowych wynosi92 631 6 od 15 do 30 g na metr kwadratowy. Uzycie lek¬ kich warstw licowych jest korzystne, poniewaz zmniejsza sztywnosc maski\ a tym samym ulat¬ wia jej dopasowanie do twarzy uzytkownika. Na warstwy licowe mozna stosowac zgrzebny mate¬ rial nietkany laczony lepiszczem termoplastycz¬ nym. Odpowiednim lepiszczem jest samoutwar- dzalne spoiwo akrylowe spolimeryzowane emul¬ syjnie.Korzystne jest punktowe laczenie wszystkich trzech warstw maski za pomoca zgrzewania lub innego sposobu. Poszczególne warstwy sa tak lek¬ kie, ze w czasie ich laczenia mozna je splisowac i polaczyc szwem, bez rozwlókniania lub innego uszkadzania materialu. Polaczenie w niektórych miejscach wewnetrznej warstwy maski z osrod¬ kiem filtracyjnym przeciwdziala przesuwaniu sie wewnetrznej warstwy maski wzdluz nosa lub ust uzytkownika w czasie wdechu, co mogloby miec miejsce gdyby wewnetrzna warstwa nie byla zwiazana. Zjawisko przesuwania wewnetrznej po¬ wierzchni maski w czasie wdechu jakkolwiek nie zmniejsza skutecznosci maski to jednak stanowi pewna niewygode dla uzytkownika. Laczenia mozna dokonac przez zgrzewanie cieplne przy- zastosowaniu docisku wystarczajacego dla jedno¬ czesnego zgrzania wszystkich trzech warstw maski. • Wlasciwe wyniki uzyskuje sie przy uzyciu zata- piarki nagrzanej do temperatury 205°C przy zas¬ tosowaniu cisnienia 5,8 kg/cm2 i przy czasie zgrze¬ wania równym 1 sekundzie.Miejsce zgrzane 14 (fig. 4) moze przebiegac po¬ przez cala grubosc maski. Wskutek tego, ze wlók¬ na osrodka filtracyjnego sa wlóknami termoplas¬ tycznymi, jednoczesne zastosowanie ciepla i do¬ cisku powoduje topnienie sie wlókien, a po ostyg¬ nieciu i stwardnieniu tworza trwale polaczenie trzech warstw maski.Do sklejania warstw maski mozna uzyc takze kleju dzialajacego na goraco lub innych materia¬ lów klejacych. Korzystnie jest by laczna powierz¬ chnia sklein byla jak najmniejsza. Dla utworze¬ nia jednolitego laminatu z trzech warstw maski wystarcza szesc do dziewieciu sklein o powierz¬ chni okolo 0,8 cm kwadratowego kazda, umiesz¬ czonych w poblizu fald maski. Wielkosc lacznej powierzchni sklein nie jest wielkoscia krytyczna nie mniej powierzchnia ta musi byc wystarczajaco duza dla uzyskania zadanego wyniku a jedno¬ czesnie na tyle mala by nie powodowac istotnego zmniejszenia skutecznosci filtracji, czy tez istot¬ nego powiekszenia oporu aerodynamicznego maski.Laczna powierzchnia sklein mniejsza od l°/o calej powierzchni maski wystarcza do uzyskania zada¬ nej jednolitosci, a jednoczesnie nie wywoluje isto¬ tnego zmniejszania skutecznosci filtracji bakterii lub zwiekszenia oporu aerodynamicznego maski.Rozmieszczenie miejsc sklejonych nie wywiera istotnego wplywu na dzialanie maski, ale zaleca sie umieszczenie tych miejsc w poblizu fald maski (fig. 3).Osrodkiem filtracyjnym jest material powiazany wyczeskami. Material tego rodzaju o ciezarze wlasciwym wynoszacym od 48 do 54 g na metr kwadratowy laczy w sobie pozadane cechy duzej skutecznosci filtracji bakterii z malym oporem aerodynamicznym. Wlókna materialu maja sred¬ nice od 14 do 20 mikronów, ale nie maja idealnie kolowego przekroju. W materiale wedlug wyna¬ lazku, powiazanym wyczeskami wszystkie lub pra¬ wie wszystkie wlókna posiadaja nieokreslona dlugosc.W czasie produkcji materialu wlókna sa wyr tlaczane w postaci wlókien ciaglych i sa ukladane bezladnie na przesuwajacym sie pasie, przy czym wieksza czesc dlugosci wlókien uklada sie w plasz¬ czyznie zasadniczo równoleglej do kierunku prze¬ suwania sie pasa (fig. 4). W materialach warstw licowych 21 i 23 czesc krótkich wlókien jest usta¬ wiona prostopadle do glównych powierzchni 24 i 25 maski. Wlókna (26 i 27) w materiale osrodka filtracyjnego 22 sa tak ustawione, ze wieksza czesc ich dlugosci znajduje sie w plaszczyznach równo¬ leglych do glównych powierzchni maski a prosto¬ padlych do kierunku przeplywu powietrza przez maske. W masce, material jest tak ukladany by przeplyw powietrza przez maske odbywal sie w kierunku prostopadlym do równoleglych plasz¬ czyzn, w których sa ulozone wlókna. Tego ro¬ dzaju uklad daje w wyniku maksymalnie wyko^ rzystanie wlókien dla utworzenia w materiale przestrzeni pozbawionych wlókien, ale tak malych by zapobiec przechodzeniu bakterii przez material.Dla uzyskania duzej podatnosci masek chirur¬ gicznych stosuje sie material laczony wyczeskami o stosunkowo malej wytrzymalosci na rozciaga¬ nie. . Na osrodek filtracyjny nadaja sie materialy la¬ czone wyczeskami, których wytrzymalosc na rozr ciaganie jest mniejsza od 0,07 kG na centymetr kwadratowy. Tego rodzaju mala wytrzymalosc nk rozciaganie wykazuja materialy pozbawione spor- iwa i majace nieliczne samoistnie polaczone ob¬ szary. Dodanie spoiwa zwieksza wytrzymalosc mal- terialu filtracyjnego na rozciaganie co zmniejsza podatnosc materialu natomiast nie przyczynia sie w istotny sposób do zwiekszenia skutecznosci fil¬ tracji.Material osrodka filtracyjnego nie powinien za¬ wierac istotnych dodatków lepiszcza. Ilosc obsza¬ rów samoistnie polaczonych powinna byc ogra¬ niczona do tej, która jest niezbedna dla umozli¬ wienia dalszego przetworzenia tego materialu: Dodatkowe miejsca polaczen nie przyczyniaja sie do zwiekszenia skutecznosci filtracji bakterii na¬ tomiast moga powodowac zmniejszenie podatnosci materialu a tym samym i podatnosci maski.Tablica I Skutecznosc filtracji bak¬ terii Opór aerodynamiczny A 92% 0,5 mm B ', , | 92% ,5 mm Przyklad. W tablicy I zestawiono wyniki badan sredniej skutecznosci filtracji i oporu aero¬ dynamicznego dla szesciu masek chirurgicznych 40 45 50 55 607 92 631 8 wedlug wynalazku oznaczonych przez A, a w któ¬ rych osrodkiem filtracyjnym byly wlókna z teref- talanu polietylenu z szescioma maskami poprzed¬ nio znanego rodzaju oznaczonych przez B, w któ¬ rych osrodek filtracyjny zawieral wlókna szklane.Skutecznosc filtracji bakterii okreslano w na- steepujacy sposób: Zawiesine bakterii Staphyloco- ccus aureus rozpylona do stanu mgly przepuszcza¬ no przez otwór w obiegu zamknietym. Bakterie po przejsciu przez otwór byly wychwytywane na filtrze miliporowatym i zaszczepiane na plytkach agaru. Po 24 godzinach zliczano kolonie bakterii.Taka sama procedure stosowano przy przyslonie¬ ciu otworu przez maske chirurgiczna. Skutecznosc maski okreslano przez porównanie wyników zli¬ czenia kolonii bakterii na plytkach w przypadku gdy otwór byl zasloniety maska i gdy byl nieza- sloniety.Opór aerodynamiczny podawany w tablicach I i II w milimetrach slupa wody byl okreslany przy przepuszczaniu powietrza z okreslona szybkoscia (85 litrów na minute w przypadku tablicy II) poprzez 112 cm kwadratowych maski o wskazanej budowie: Spadek cisnienia pomiedzy górna i dolna powierzchnia maski jest miara jej oporu aerody¬ namicznego. Tablica II przedstawia wplyw szyb¬ kosci przeplywu na spadek cisnienia na maskach typu A i B, a takze na spadek cisnienia na oby¬ dwu warstwach licowych masek, które to warstwy byly jednakowe na obu maskach.Tablica II Szybkosc przeplywu 85 litrów/min. [ 50 litrów/min. 1 30 litr6w/min.A 0,46 mm 0,29 mm 0,19 mm B 6,1 mm 2,95 mm 1,7 mm Warstwy licowe 0,20 mm 0,15 mm 009 mm Tablice I i II wykazuja, ze opór aerodynamicz¬ ny maski wedlug wynalazku jest bardzo maly i jest w przyblizeniu 10-krotnie mniejszy od opo¬ ru aerodynamicznego masek znanego rodzaju.Osrodek filtracyjny z materialu laczonego wy¬ czeskami tworzony przez wytlaczanie wlókien po¬ limerowych na poruszajacy sie przenosnik i przez lekkie scisniecie dla samoczynnego polaczenia sie wlókien wykazuje tendencje do tego by wlókna znalazly sie w plaszczyznach równoleglych do po¬ wierzchni przenosnika, na którym jest tworzony material. Wiekszosc wlókien jest ulozona w plasz¬ czyznach równoleglych do plaszczyzny rysunku.Równolegle ulozenie wlókien, których srednica wynosi 14 do 20 mikronów daje w wyniku osrodek filtracyjny zawierajacy duza ilosc przestrzeni ot¬ wartych o stosunkowo malych rozmiarach. Uzys¬ kuje sie w ten sposób duzy przekrój, przez który moze przeplywac powietrze, a poszczególne otworki w tym przekroju sa wystarczajaco male i utrud¬ niaja przejscie bakterii.Material filtracyjny jest wykonany o grubosci zawartej pomiedzy 0,25 a 0,50 milimetra, a ko¬ rzystnie pomiedzy 0,35 a 0,45 milimetrem. Jak wykazaly próby grubosc ta jest wystarczajaca do zatrzymania co najmniej 90°/o bakterii, które moglyby przejsc przez maske. Przestrzen prózna, a inaczej mówiac przestrzen nie zawierajaca wló¬ kien jest wieksza od 85%. Wysoki wspólczynnik przestrzeni próznej i niewielki opór aerodyna¬ miczny wskazuja na to, ze wiekszosc wlókien znajduje sie w plaszczyznach równoleglych do glównych przestrzeni powierzchni osrodka filtra¬ cyjnego i ze tylko niewielki procent wlókien siega od jednej do drugiej glównej powierzchni osrodka filtracyjnego. PLThe invention relates to a surgical mask. The purpose of its application is to prevent bacteria exhaled by the surgeon and other members of the operating team from contaminating the operated patient, and to protect the surgeon and other members of the operating team against bacteria from the patient. made of multi-layered gauze placed over the nose and mouth of the surgeon. A multi-layered linen fabric was also used. These materials are not very good filters for bacteria and their effectiveness in terms of filtering out bacteria is lower than 50%. Masks made of fabric, not being an effective filter for bacteria, were comfortable to use because it was well-fitted to the face of the surgeon and had a low aerodynamic drag. When a surgical mask is used, aerodynamic resistance is a measure of the resistance to the airflow passing through the mask. This resistance is determined by measuring the pressure drop across the mask when placed in the airflow. Air flows easily through the fabric masks due to the inaccuracy of the material. The gaps existing in the fabric are numerous and large enough to create a large empty space in the mass, defined as fiber-free. Due to their low aerodynamic resistance it is easy to breathe through such masks. The loose arrangement of fibers in the cloth mask allows air to pass through the mask easily, also allowing bacteria to easily penetrate the mask. Cloth masks show little effectiveness in filtering out bacteria. The disposable mask is more effective in filtering bacteria than the cloth masks used until now. Compared to cloth masks, disposable masks have a much greater bacterial filtration efficiency of at least 90%, but also have the disadvantage that as bacterial filtration efficiency increases, aerodynamic drag increases significantly. The aerodynamic drag of the disposable masks is so great that the mask tilts away from the wearer's mouth on exhalation. This means that air does not flow through the mask, and there is an increase in pressure between the inner surface of the mask and the mouth and nose of the wearer. This pressure not only makes the use of the mask uncomfortable, but also tilts the mask away from the face when exhaling, which allows bacteria to slipping out from under the edge of the mask and consequently counteracting the purpose of wearing the mask. Until now, disposable masks were made using short glass, asbestos or other fibers, showing a tendency to detach cd maiki, which resulted in them absorption by the user. These small particles show a tendency to irritate the user of the mask. The high aerodynamic resistance of the masks makes their use not very comfortable. The air passages in the mask tend to be clogged with dust, bacteria or other small particles in the operating room space, making breathing through the mask for two to three hours difficult. The above-mentioned phenomena make the use of the mask very inconvenient. The object of the invention is to make a surgical mask which, at a high bacterial filtering efficiency, would have a low aerodynamic resistance. When increasing the bacteria filtering efficiency, the aerodynamic resistance will increase or at least remain constant. The aerodynamic drag is related to the number of openings in the effective filter media of the mask or to the free surface in the mask. As the free surface increases, the aerodynamic resistance decreases, but at the same time the filtration efficiency decreases. In the mask according to the invention, a low aerodynamic drag was obtained while maintaining the bacteria filtering efficiency at the level that is present in the previously used disposable surgical masks. The object of the invention was achieved by the fact that not short fibers were used as the filtering medium. * a for continuous synthetic thermoplastic strands. The term continuous strand in the present specification means strands whose length is greater than 63 mm and is preferably not defined. These strands are arranged in the form of a non-woven material in such a way that they are joined to each other directly after extrusion onto the self-supporting fabric by applying low pressure but without the use of an adhesive. A particularly preferred non-woven material 40 is made of polyethylene terephthalate fibers laid after extrusion in the manner described in Canadian Patent 775,807. This method involves extruding the fibers, applying an electrostatic charge to the fibers, separating the fibers due to their fiber orientation, and on the arrangement of the fibers in an irregular material devoid of clustered fibers. The manufacturing process can be conducted so as to obtain a strong corrugation of the fibers. The fibers are arranged parallel in planes perpendicular to the direction of air flow through the mask material. The reason why the above fiber arrangement results in high bacterial filtration efficiency with low aerodynamic resistance is not entirely clear. Such an arrangement of fibers of a certain diameter creates the maximum amount of void spaces, and at the same time causes these are sufficiently small in diameter to efficiently trap the bacteria as they pass through the filter medium, and at the same time to allow large amounts of air to pass through the mask. The high filter and bacteria efficiency is related to the electrostatic charge applied to the fibers during the material formation. This charge. It can attract and hold bacteria as well as kill bacteria passing through the mask. The absence of a binder in the material greatly facilitates the fit of the mask, as the binder stiffens the non-woven material. In the mask according to the invention, the filter medium is free of binder and therefore can also easy to adjust to the contour of the user's face. The content of the binder does not increase the filtration efficiency of the filter medium of the mask. The subject of the invention is illustrated in an example embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the mask in the position it occupies on of the user's face, in a perspective view, Fig. 2 - mask material with visible mask folds in top view and a part of the mask in a cross-sectional enlarged view, Fig. 3 - material folds, schematically in section along line 3 - 3 of fig. .2, fig. 4 - part. The mask is mostly cut along the lines 4-4 of Fig. 2. The surgical mask (Fig. 1) consists of a main part 10 and an upper rim of a metal nose clip attached to it. The handle is made of a metal such as aluminum, which can be easily bent to the shape of the user's nose. At the upper and lower edge of the mask, a strap 13 is attached to the main part of the mask by sewing, welding or in any other suitable way. and which is used to attach the mask to the wearer's face, the mask fold system (Fig. 2) is a laminate forming the main part of the mask in an accordion from the top edge of the mask 15 and ending at the bottom edge 16. The mask is evil. ¬ wives in three places marked 17, 18 and 19, but this particular arrangement of the folds and their number are not covered by the invention. This arrangement has previously proved to be particularly convenient for adapting the mask to the shape of the wearer's face. Part 20 (Fig. 2) shows the individual layers of the mask at an enlarged scale. The outer surface of the mask is comprised of a layer 21 of a porous non-woven face material. A central portion containing a bundled filter media 22 according to the invention is disposed between the facing material 21 and the second layer 23 of the facing material. Both face layers can be made of the same highly porous non-woven material. The purpose of these layers is to contain and hold the filter medium. The outer layers made of highly porous non-woven material are light and have little effect on the filtering performance of the mask. Being highly porous, these materials provide very little aerodynamic resistance to the air flowing through the mask. The specific weight of the facing layers is between 15 and 30 g per square meter. The use of lightweight facing layers is advantageous as it reduces the stiffness of the mask and thus makes it easier to fit the wearer's face. For the facing layers, a carded non-woven material bonded with a thermoplastic adhesive may be used. A suitable binder is an emulsion polymerized self-curing acrylic binder. It is preferred to point-bond all three layers of the mask by heat sealing or some other method. The individual layers are so light that when they are assembled, they can be crinkled and joined by a seam, without fraying or otherwise damaging the material. The fusion of the inner layer of the mask at some points with the filter medium prevents the inner layer of the mask from shifting along the user's nose or mouth during inhalation, which could occur if the inner layer were not bonded. The phenomenon of displacement of the inner surface of the mask during inhalation, although it does not reduce the effectiveness of the mask, is nevertheless a certain inconvenience for the user. The joining can be accomplished by heat welding by applying sufficient pressure to weld all three layers of the mask simultaneously. • Correct results are obtained with a hot melter heated to 205 ° C, applying a pressure of 5.8 kg / cm2 and a welding time of 1 second. The welded area 14 (Fig. 4) can run through the entire thickness of the mask. Due to the fact that the fibers of the filter medium are thermoplastic fibers, the simultaneous application of heat and pressure causes the fibers to melt, and after cooling and hardening, they form a permanent bond between the three layers of the mask. The mask layers can also be glued with a working adhesive. hot or other adhesive materials. Preferably, the total area of the veneers is as small as possible. In order to form a uniform laminate of the three layers of the mask, six to nine adhesives of approximately 0.8 cm square each, placed close to the mask folds, are sufficient. The size of the total surface area of the skins is not critical, however, the surface area must be large enough to obtain the desired result and at the same time small enough not to cause a significant reduction in filtration efficiency or a significant increase in the aerodynamic drag of the mask. 10% of the entire surface of the mask is sufficient to achieve the desired uniformity, and at the same time does not cause a significant reduction in the filtration efficiency of bacteria or an increase in the aerodynamic resistance of the mask. The location of the glued areas does not significantly affect the performance of the mask, but it is recommended to locate these areas in near the bonnet fold (Fig. 3). The filter medium is a material that is bound by a loop. This kind of material, with a specific weight of 48 to 54 g per square meter, combines the desirable features of high bacterial filtration efficiency with low aerodynamic drag. The fibers of the material are 14 to 20 microns in diameter but are not perfectly circular in cross section. In the material according to the invention, tied with strings, all or almost all fibers have an indefinite length. During the production of the material, the fibers are cut out in the form of continuous fibers and are laid randomly on the moving belt, with the greater part of the length of the fiber network a plane substantially parallel to the direction of travel of the belt (FIG. 4). In the materials of the facing layers 21 and 23, a portion of the short fibers are perpendicular to the major surfaces 24 and 25 of the mask. The fibers (26 and 27) in the material of filter media 22 are oriented so that most of their length is in planes parallel to the major surfaces of the mask and perpendicular to the direction of air flow through the mask. In the mask, the material is arranged so that the flow of air through the mask is in a direction perpendicular to the parallel planes in which the fibers are arranged. This type of arrangement results in the maximum utilization of fibers to create fiber-free spaces in the material, but small enough to prevent the passage of bacteria through the material. For the high compliance of surgical masks, a bundled material with relatively low tensile strength is used. May no. . Braided materials with a tensile strength of less than 0.07 kg per square centimeter are suitable for the filter medium. Such a low tensile strength is demonstrated by materials which are free of dispute and have few intrinsically bonded areas. The addition of a binder increases the tensile strength of the filter material, which reduces the susceptibility of the material, but does not contribute significantly to increasing the filtration efficiency. The material of the filter medium should not contain significant additives of the binder. The number of intrinsically connected areas should be limited to that necessary to allow further processing of this material: Additional connection sites do not contribute to increasing the filtration efficiency of bacteria, but may reduce the susceptibility of the material and thus reduce the susceptibility of the material. masks. Table I Bacteria filtration efficiency Aerodynamic resistance A 92% 0.5 mm B ',, | 92%, 5 mm Ex. Table I summarizes the results of the average filtration efficiency and aerodynamic resistance tests for six surgical masks 40 45 50 55 607 92 631 8 according to the invention marked with A, in which the filtration medium was polyethylene terephthalate fibers with six previous masks. of unknown type, denoted by B, in which the filter medium contained glass fibers. The filtration efficiency of the bacteria was determined as follows: A suspension of Staphylococcus aureus, sprayed to a fog state, was passed through a closed-circuit hole. After passing through the hole, the bacteria were captured on a miliporous filter and inoculated on agar plates. After 24 hours, the colonies of bacteria were counted. The same procedure was used to cover the opening with a surgical mask. The effectiveness of the mask was determined by comparing the results of counting bacterial colonies on the plates when the opening was covered with the mask and when it was not covered. The aerodynamic resistance given in Tables I and II in millimeters of water was determined by passing air at a specific rate (85 liters). per minute in the case of Table II) through 112 cm square masks of the indicated structure: The pressure drop between the top and bottom surfaces of the mask is a measure of its aerodynamic drag. Table II shows the effect of the flow rate on the pressure drop on the A and B face masks and on the pressure drop on both face layers of the masks, which layers were the same on both face masks. Table II Flow Rate 85 liters / min. [50 liters / min. 1 30 liter 6 w / min A 0.46 mm 0.29 mm 0.19 mm B 6.1 mm 2.95 mm 1.7 mm Face layers 0.20 mm 0.15 mm 009 mm Tables I and II show that According to the invention, the aerodynamic resistance of the mask according to the invention is very low and is approximately 10 times lower than the aerodynamic resistance of masks of the known type. The filtering medium is made of laced material, formed by the extrusion of polymer fibers onto a moving conveyor and by a lightweight The compression to self-bonding of the fibers tends to have the fibers in planes parallel to the surface of the conveyor on which the material is formed. Most of the fibers are arranged in planes parallel to the plane of the drawing. A parallel arrangement of fibers having a diameter of 14 to 20 microns results in a filter medium containing a large number of relatively small open spaces. This results in a large cross-section through which air can flow, and the individual holes in this cross-section are sufficiently small to prevent the passage of bacteria. The filter material is made with a thickness of between 0.25 and 0.50 millimeters, and preferably between 0.35 and 0.45 millimeters. Tests have shown that this thickness is sufficient to retain at least 90% of bacteria that could pass through the mask. The void space, in other words the space containing no fibers, is greater than 85%. The high vacuum space ratio and low aerodynamic drag indicate that most of the fibers lie in planes parallel to major surfaces of the filter media surface and that only a small percentage of the fibers extend from one major surface to the other filter media. PL

Claims (7)

Zastrzezenia patentowe 1. Maska chirurgiczna zawierajaca glówna czesc przystosowana do przykrycia nosa i ust oraz srod¬ ki do przytwierdzenia glównej czesci nad nosem i ustami, znamienna tym, ze glówna czesc (10) ma osrodek filtracyjny (22) zawierajacy nietkany ma¬ terial wykonany z ciaglych wlókien termoplas¬ tycznych o srednicy od 14 do 20 mikrometrów, przy czy zasadniczo wszystkie wlókna sa ulozone w plaszczyznach prostopadlych do kierunku prze¬ plywu powietrza przez maske, zas material fil¬ tracyjny posiada ciezar wlasciwy 48 do 54 g na metr kwadratowy, grubosc od 0,25 do 0,50 mm, wspólczynnik próznej przestrzeni rzedu 85%.Claims 1. A surgical mask comprising a main body adapted to cover the nose and mouth and means for securing the main body above the nose and mouth, characterized in that the main part (10) has a filter medium (22) containing a non-woven material made of continuous thermoplastic fibers from 14 to 20 microns in diameter, with substantially all fibers arranged in planes perpendicular to the direction of air flow through the mask, and the filter material has a specific weight of 48 to 54 g per square meter, thickness from 0.25 to 0.50 mm, void space coefficient in the order of 85%. 2. Maska wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze glówna czesc (10) po kazdej z glównych powierz¬ chni osrodka filtracyjnego (22) ma lekka poro¬ wata nietkana warstwe licowa (21, 23).2. Mask according to claims The method of claim 1, wherein the main portion (10) has a slightly porous non-woven face layer (21, 23) after each of the major surfaces of the filter media (22). 3. Maska wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze material warstwy licowej (21) (23) ma ciezar wlas¬ ciwy od 15 do 30 gramów na metr kwadratowy.3. Mask according to claims 3. The material of claim 2, wherein the facing material (21) (23) has a specific weight of 15 to 30 grams per square meter. 4. Maska wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze material warstwy licowej (21, 23) jest klejony le¬ piszczem termoplastycznym.4. Mask according to claims The material of claim 2, wherein the material of the facing layer (21, 23) is glued with a thermoplastic adhesive. 5. Maska wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze warstwa licowa (21, 23) i osrodek filtracyjny (22) sa miedzy soba polaczone w obu kierunkach w punktach (14) rozlozonych na powierzchni maski.5. Mask according to claims 4. The device according to claim 4, characterized in that the facing layer (21, 23) and the filter medium (22) are connected to each other in both directions at points (14) distributed on the surface of the mask. 6. Maska wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze punkty laczace (14) zajmuja mniej niz, 1% calej powierzchni filtracyjnej maski.6. Mask according to claims 5. The apparatus of claim 5, characterized in that the connecting points (14) occupy less than 1% of the entire filter area of the mask. 7. Maska wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze osrodek filtracyjny zawiera wlókna z tereftalanu polietylenu. 10 15 20 25 30 35 40 45 5092631 13 12 v~ \JA \iA K^ ¦K V. PL7. Mask according to claims The method of claim 1, wherein the filter medium comprises polyethylene terephthalate fibers. 10 15 20 25 30 35 40 45 5092631 13 12 v ~ \ JA \ iA K ^ ¦K V. PL
PL16807874A 1974-01-12 1974-01-12 PL92631B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL16807874A PL92631B1 (en) 1974-01-12 1974-01-12

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL16807874A PL92631B1 (en) 1974-01-12 1974-01-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL92631B1 true PL92631B1 (en) 1977-04-30

Family

ID=19965688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL16807874A PL92631B1 (en) 1974-01-12 1974-01-12

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL92631B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3802429A (en) Surgical face mask
US5374458A (en) Molded, multiple-layer face mask
US10576314B2 (en) Respirator including contrast layer
ES2288624T3 (en) FACIAL FILTRATION MASK RESISTANT TO CRUSHING.
CN100592878C (en) Face mask for the protection against biological agents
USRE28102E (en) Filtration mask
JP2994402B2 (en) Filtration element and respirator
KR101515244B1 (en) Maintenance-free flat-fold respirator that includes a graspable tab
JP5698495B2 (en) A filter-type face-mounted respirator with a welding pattern of lines parallel to the mask body
KR100506304B1 (en) Molded respirator containing sorbent particles and making method thereof
US6945249B2 (en) Easy gripping face mask
CA1140702A (en) Operating room face mask
US5803077A (en) Mask with elastic webbing
JP2009542395A (en) Highly visible mask with filter function
US20070175477A1 (en) Personal protection, procedural and surgical mask
KR20100017287A (en) Maintenance-free anti-fog respirator
JPH06210013A (en) Production of disposable mask and aerosol mask
US8794238B2 (en) Splash-fluid resistant filtering face-piece respirator
JP2018500467A (en) Respirator with corrugated filtration structure
EP0879081A2 (en) Filtering
GB1589181A (en) Face mask
PL92631B1 (en)
JPS6112704B2 (en)
JP2018123436A (en) Supplement mask and sheet body for the same
CN211153918U (en) Antifog haze three-dimensional gauze mask reflects light night