BRPI0815244B1

BRPI0815244B1 - "peça facial compósita de proteção respiratória e método para formar uma peça facial compósita de proteção respiratória".

Info

Publication number: BRPI0815244B1
Application number: BRPI0815244A
Authority: BR
Inventors: P Knivsland David; Hoogenraad Johannes; J Flannigan Paul
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2018-11-06
Also published as: US20150128936A1; EP3398658A1; RU2010106223A; WO2009029349A1; AU2008293810A1; EP3398658B1; US20180339178A1; US10065056B2; ES2682110T3; US20230321465A1; AU2008293810B2; BRPI0815244A2; JP2010537721A; CN101784305B; KR101771333B1; RU2437693C2; CN101784305A; KR20150082664A; KR20100075459A; EP2183031A1

Description

(54) Título: PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA E MÉTODO PARA FORMAR UMA PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA.

(73) Titular: 3M INNOVATIVE PROPERETIES COMPANY. Endereço: 3M CENTER, POST OFFICE ΒΟΧ 33427, SAINT-PAUL - MINNESOTA, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US), 55133-3427 (72) Inventor: PAUL J. FLANNIGAN; JOHANNES HOOGENRAAD; DAVID P. KNIVSLAND.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 06/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 06/11/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

1/18 “PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA E MÉTODO

PARA FORMAR UMA PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO

RESPIRATÓRIA”

Campo da Invenção [001 ] A presente descrição refere-se a um respirador unitário com elementos elastoméricos termofixos moldados e particularmente a uma peça facial respiradora com um lacre facial elastomérico termofixo e outro elemento elastomérico termofixo.

Antecedentes da Invenção [002] Os respiradores de meia máscara proporcionam proteção respiratória contra substâncias transportadas pelo ar com processos de filtragem e/ou, de outro modo, de facilitação de acesso ao ar puro. Uma característica desses dispositivos é o lacre que é formado entre o usuário e outros componentes funcionais do respirador. Os respiradores geralmente utilizam um material elastomérico para formar o lacre que é geralmente chamado de lacre facial.

[003] Uma consideração de design com respeito a esses respiradores é o acoplamento hermético ao ar do lacre facial elastomérico aos componentes estruturais sólidos do respirador. Esse lacre hermético ao ar geralmente exige um lacre mecânico que aumenta a complexidade e o custo do design do respirador. Outra consideração de design é a formação e o acoplamento dos outros elementos elastoméricos do respirador. Esses outros elementos elastoméricos também aumentam a complexidade e o custo do design do respirador.

Descrição da Invenção [004] O objetivo da presente invenção é reduzir a complexidade e o custo do design do respirador.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 14/35

2/18 [005] A presente descrição refere-se a um respirador unitário com elementos elastoméricos termofixos moldados e particularmente a uma peça facial de respirador com um lacre facial elastomérico termofixo e outro elemento elastomérico termofixo. Esta descrição adicionalmente refere-se a uma peça facial de respirador que tem uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida e um elemento vedante de silicone para peça facial e um segundo elemento de silicone que é ligado quimicamente a pelo menos uma superfície principal da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. Em muitas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial e um segundo elemento de silicone são ligados quimicamente a pelo menos duas superfícies principais da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. Em algumas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial e o segundo elemento de silicone penetram através de pelo menos um orifício na parte do corpo polimérico da peça facial rígida.

[006] Em uma primeira modalidade, uma peça facial compósita de proteção respiratória inclui uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície bem como um elemento vedante de silicone para peça facial ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície. A primeira e a segunda superfícies podem ser superfícies principais opostas. Um segundo elemento de silicone é ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície. Em algumas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial e/ou o segundo elemento de silicone pode(m) ser ligado(s) quimicamente a pelo menos duas superfícies principais opostas da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. O elemento vedante de silicone para peça facial e/ou o segundo elemento de silicone pode(m), em alguns casos, também interpenetrar orifícios que se estendem através da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. O segundo elemento de silicone pode formar um diafragma para

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 15/35

3/18 a válvula de inalação, a válvula de exalação, ou o diafragma de fala, ou formar uma guarnição de vedação em torno da porta de inalação, ou formar pelo menos uma porção das correias de ajuste à cabeça.

[007] Em outra modalidade, a peça facial compósita de proteção respiratória inclui uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície e uma porta de inalação. Um elemento vedante de silicone para peça facial é ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície, formando uma guarnição em torno da porta de inalação. A primeira e a segunda superfícies podem ser superfícies principais opostas. A guarnição é ligada quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície. Em algumas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial e/ou a guarnição pode(m) ser ligado(s) quimicamente a pelo menos duas superfícies principais opostas da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. O elemento vedante de silicone para peça facial e/ou a guarnição pode(m), em alguns casos, também interpenetrar orifícios que se estendem através da parte do corpo polimérico da peça facial rígida.

[008] Em outra modalidade, um método para formar uma peça facial compósita de proteção respiratória inclui a modelagem com sobreposição de silicone líquido em uma parte polimérica da peça bucal rígida que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície, nas quais o silicone líquido entra em contato com pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície, e a solidificação do silicone líquido para formar um elemento vedante de silicone para peça facial que se liga quimicamente a uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície. Um segundo elemento de silicone é ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície, formando uma peça facial compósita de proteção respiratória. O segundo elemento de silicone pode formar um diafragma para a válvula de

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 16/35

4/18 inalação, a válvula de exalação ou o diafragma de fala, ou formar uma guarnição de vedação em torno de uma porta de inalação, ou formar pelo menos uma parte das correias de ajuste à cabeça.

[009] Ainda em uma modalidade adicional, um método para formar uma peça facial compósita de proteção respiratória inclui a modelagem com sobreposição do silicone líquido em uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida que tem uma primeira superfície e uma segunda superfície, em que o silicone líquido entra em contato com pelo menos uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície, e a solidificação do silicone líquido para formar um elemento vedante de silicone para peça facial que se liga quimicamente a uma dentre a primeira superfície ou a segunda superfície, e a formação de uma guarnição em torno da porta de inalação.

Breve Descrição dos Desenhos [010] A invenção pode ser entendida mais completamente levando-se em consideração a descrição detalhada a seguir de diversas modalidades da invenção, em conjunto com os desenhos em anexo nos quais:

a figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de máscara de proteção respiratória;

a figura 2 e a figura 3 são vistas de seção transversal esquemática de um exemplo ilustrativo de válvula de diafragma de inalação ou exalação;

a figura 4 é uma vista de seção transversal esquemática de um exemplo ilustrativo de diafragma de fala;

a figura 5 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de corpo de peça facial rígida para uma máscara de proteção de respirador;

a figura 6 é uma vista anterior em perspectiva do corpo de peça facial rígida mostrado na figura 5 que ilustra um elemento vedante de silicone para peça facial moldado com sobreposição em metade do corpo da peça facial rígida;

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 17/35

5/18 a figura 7 é uma vista posterior em perspectiva do corpo de peça facial rígida mostrado na figura 5 que ilustra um elemento vedante de silicone para peça facial moldado com sobreposição em metade do corpo da peça facial rígida;

a figura 8 é uma vista esquemática em seção transversal de parte de uma peça facial compósita de proteção respiratória que ilustra um entrelace mecânico criado quando o silicone líquido interpenetra um orifício através do corpo da peça facial rígida; e a figura 9 é uma vista explodida parcial em perspectiva de um exemplo ilustrativo de máscara de proteção respiratória.

[011] As figuras não estão necessariamente representadas em escala. Números similares usados nas figuras referem-se a componentes semelhantes. Entretanto, ficará entendido que o uso de um número para se referir a um componente em uma determinada figura não pretende limitar o componente em uma outra figura identificada com o mesmo número.

Descrição de Realizações da Invenção [012] Na seguinte descrição, a referência é feita aos desenhos em anexo que formam uma parte disto e os quais são mostrados por meio de ilustração de várias modalidades específicas. Deve-se entender que outras modalidades são contempladas e alterações estruturais podem ser feitas sem se afastar do escopo ou espírito da presente invenção. Portanto, não se deve adotar a descrição detalhada a seguir em um caráter limitador.

[013] Todos os termos técnicos e científicos usados na presente invenção têm significados comumente usados na técnica, exceto onde especificado em contrário. As definições aqui fornecidas são para facilitar o entendimento de certos termos usados frequentemente na presente invenção e não pretendem limitar o escopo da presente descrição.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 18/35

6/18 [014] Salvo onde indicado em contrário, todas as referências numéricas que expressam atributos de tamanhos, quantidades e propriedades físicas usadas no relatório descritivo e nas reivindicações devem ser compreendidas no sentido de serem modificadas em todas as instâncias pelo termo cerca de. Consequentemente, exceto onde indicado em contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos no relatório descritivo anteriormente mencionado e nas reivindicações em anexo são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas que os versados na técnica pretendem obter através da utilização das técnicas aqui apresentadas.

[015] A menção de intervalos de números com extremos inclui todos os números contidos neste intervalo (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, e 5) e qualquer faixa dentro deste intervalo.

[016] Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, as formas singulares um, uma, o e a abrangem as modalidades que apresentam referentes plurais, exceto onde o conteúdo determina claramente o contrário. Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, o termo ou é genericamente empregado em seu sentido incluindo e/ou exceto onde o conteúdo determina claramente o contrário.

[017] O termo respirador significa um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal que é usado por uma pessoa para filtrar o ar antes de o ar entrar no sistema respiratório da pessoa. Esse termo inclui respiradores faciais inteiros, respiradores de meia máscara, capuz com suprimento de ar, respiradores purificadores de ar motorizados e aparelhos de respiração com uma única peça.

[018] A presente descrição refere-se a um respirador unitário com elementos elastoméricos termofixos moldados e particularmente a uma peça facial de respirador com um lacre facial elastomérico termofixo e outro elemento elastomérico termofixo. A presente descrição também se refere a uma peça facial de respirador que tem uma porta de inalação e um lacre facial elastomérico

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 19/35

7/18 termofixo que também circunda a porta de inalação, formando uma guarnição de porta de inalação. Esta descrição adicionaimente se refere a uma peça facial de respirador que tem uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida e um elemento vedante de silicone para peça facial e um segundo elemento de silicone que é ligado quimicamente a uma ou duas superfícies principais da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. Em algumas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial e o segundo elemento de silicone também penetram através da parte do corpo polimérico da peça facial rígida. Essa peça facial de respirador pode ser formada pela moldagem de um elemento vedante termofixo de silicone para peça facial e um segundo elemento de silicone na parte polimérica termoplástica do corpo da peça facial rígida, sequencialmente ou ao mesmo tempo. Essas peças faciais de respirador têm uma ligação robusta entre os elementos de silicone e a parte do corpo da peça facial rígida. Enquanto que a presente invenção não é limitada por este conceito, uma apreciação de vários aspectos da invenção será obtida através da discussão dos exemplos fornecidos a seguir.

[019] O respirador unitário que tem um lacre elastomérico termofixo moldado com sobreposição e outro elemento moldado com sobreposição proporciona um elemento de vedamento facial e outro elemento elastomérico que são ligados quimicamente ou integralmente à parte do corpo polimérico da peça facial rígida. Descobriu-se que essa construção aumenta a durabilidade dos elementos elastoméricos e evita que detritos se interponham entre a parte do corpo polimérico da peça facial rígida e os elementos elastoméricos termofixos. Essa construção integral também reduz o número de partes do conjunto e a variabilidade do tamanho das partes. Os materiais elastoméricos termofixos e moldados com sobreposição aqui descritos também não exigem que a parte do corpo polimérico da peça facial rígida seja aprontada

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 20/35

8/18 para que os elementos elastoméricos termofixos sejam fixados ou ligados quimicamente à parte do corpo polimérico da peça facial rígida.

[020] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de máscara de proteção respiratória 10. A máscara de proteção respiratória 10 inclui uma peça facial compósita de proteção respiratória 11 fixada a inúmeros elementos de proteção respiratória incluindo, por exemplo, uma ou mais válvulas de inalação com um cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 opcional conectado a uma ou mais das válvulas de inalação, uma ou mais das válvulas de exalação 32, um ou mais diafragmas de fala e/ou uma ou mais correias de ajuste à cabeça ou correias 34 configuradas para prender a peça facial compósita de proteção respiratória 11 à cabeça do usuário.

[021] A peça facial compósita de proteção respiratória 11 inclui um elemento vedante de silicone para peça facial 12 moldado com sobreposição em um corpo polimérico de peça facial rígida 20 (conforme descrito em mais detalhes a seguir). O cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 pode ser acoplado ou de modo fixo ou de modo removível a uma ou mais das válvulas de inalação. Em algumas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial 12 também forma um lacre ou guarnição (conforme descrito em mais detalhes a seguir) entre o cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 e o corpo polimérico da peça facial rígida 20 ou válvula de inalação (conforme descrito em mais detalhes a seguir). O cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 pode ter qualquer formato útil, além do formato ilustrado na figura 1.

[022] Conquanto a figura 1 ilustre a máscara de proteção respiratória 10 que tem duas válvulas de inalação para as bochechas fixadas a um cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 e uma válvula de exalação para o nariz 32, qualquer configuração de proteção respiratória útil é possível. Por exemplo, a máscara de proteção respiratória 10 pode ter uma única válvula de inalação fixada a um cartucho químico ou de filtragem de

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 21/35

9/18 particulados 28 ou suprimento de ar puro e uma ou duas válvulas de exalação ou um ou mais diafragmas de fala, como desejado.

[023] A figura 2 e a figura 3 são vistas de seção transversal esquemáticas de um exemplo ilustrativo de válvula de inalação ou de exalação. A figura 4 é uma vista de seção transversal esquemática de um exemplo ilustrativo de diafragma de fala. Essas válvulas de inalação ou de exalação ou diafragma de fala são localizadas dentro de uma pluralidade de aberturas, ou adjacentes a elas, do corpo da peça facial rígida 20, descrita a seguir.

[024] A figura 2 ilustra um diagrama esquemático parcial de uma válvula de diafragma disposta entre uma área exterior 1 ou 2 e uma área interior 2 ou 1 da máscara de proteção respiratória 10 ilustrativa. A válvula 25 é uma válvula de inalação quando o diafragma 26 está disposto entre o corpo da peça facial rígida 20 e a face do usuário ou a área interior 2 da máscara de proteção respiratória 10 ilustrativa. A válvula 25 é uma válvula de exalação quando o diafragma 26 está disposto entre o corpo da peça facial rígida 20 e a área exterior 1 da máscara de proteção respiratória 10 ilustrativa. A figura 3 ilustra a válvula que permite que ou o ar de inalação 5 ou o ar de exalação 5 passe entre o diafragma 26 e o corpo da válvula ou o corpo da peça facial rígida 20. O exemplo ilustrativo de diafragma 26 é fixado a um elemento de sustentação da válvula 19 que serve para ancorar o diafragma 26 ao corpo da válvula ou ao corpo da peça facial rígida 20. Um ou mais escoras 17 (vide a figura 5) podem conectar o elemento de sustentação 19, que serve de âncora para o diafragma, ao corpo da válvula ou ao corpo da peça facial rígida 20.

[025] A figura 4 ilustra um diagrama esquemático parcial de um diafragma de fala. O diafragma de fala ilustrativo inclui um diafragma 27 fixo ao corpo da peça facial rígida 20. Conquanto o diafragma 27 seja ilustrado como estando em um sanduíche entre duas partes do corpo da peça facial rígida 20, o diafragma 27 pode ser simplesmente ligado quimicamente a uma ou a duas dentre

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 22/35

10/18 a primeira superfície e uma segunda superfície (descritas a seguir) e pode penetrar através de pelo menos um orifício na parte do corpo polimérico da peça facial rígida (descrita genericamente a seguir). O diafragma 27 está disposto entre a área exterior 1 ou 2 e uma área interior 2 ou 1 do exemplo ilustrativo de máscara de proteção respiratória 10. O diafragma de fala 27 auxilia na transmissão da fala do usuário da máscara de proteção respiratória 10.

[026] A figura 5 é uma vista anterior em perspectiva de um exemplo ilustrativo de corpo de peça facial rígida 20 para uma máscara de proteção de respirador 10. O corpo da peça facial rígida 20 inclui uma primeira superfície 21 e uma segunda superfície 22. Na modalidade ilustrada, a primeira superfície 21 e uma segunda superfície 22 são superfícies principais opostas do corpo da peça facial rígida 20, separadas por uma espessura de corpo T. Na modalidade ilustrada, a primeira superfície 21 é uma superfície externa (voltada para o ambiente) e a segunda superfície 22 é uma superfície interna (voltada para a face do usuário). O corpo de peça facial rígida 20 ilustrado inclui uma pluralidade de aberturas ou portas como, por exemplo, uma abertura para o nariz 16 e duas aberturas para as bochechas 18. Pelo menos uma válvula de inalação, incluindo um diafragma (não mostrado), e uma válvula de exalação, incluindo um diafragma (não mostrado), estão dispostas dentro da pluralidade de portas ou aberturas e formam o corpo de peça facial rígida 20 ilustrado. Em algumas modalidades, um diafragma de fala está disposto dentro de uma ou mais das várias portas ou aberturas.

[027] Em muitas modalidades, um ou mais orifícios 23 se estendem através da espessura de corpo T. Durante a manufatura pela modelagem com sobreposição da peça facial compósita de proteção respiratória 11, silicone líquido (que forma o elemento vedante de silicone para peça facial 12) flui através de um ou mais orifícios 23 e forma um entrelace mecânico entre o elemento vedante de silicone para peça facial 12 e o corpo da peça facial rígida 20. Em algumas

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 23/35

11/18 modalidades, a válvula de inalação inclui um elemento de acoplagem do cartucho químico ou de filtragem de particulados 29. Em muitas modalidades, o elemento de acoplagem 29 é um elemento de acoplagem do tipo baioneta que casa com um elemento complementar no elemento de acoplagem do cartucho químico ou de filtragem de particulados 29. Um sistema de acoplagem do tipo baioneta é configurado para acoplar duas partes, em que as duas partes incluem elementos além de principalmente roscas de modo que as duas partes são acopladas pela inserção de uma porção pelo menos parcialmente dentro da outra porção e pela rotação de uma parte em relação à outra parte de modo que as duas partes podem ser unidas sem a necessidade de voltas múltiplas.

[028] A figura 6 é uma vista anterior em perspectiva do corpo da peça facial rígida 20 mostrado na figura 5 com um elemento vedante de silicone para peça facial 12 moldado com sobreposição em metade do corpo da peça facial rígida 20. A figura 7 é uma vista posterior em perspectiva do corpo da peça facial rígida mostrado na figura 5 com um elemento vedante de silicone para peça facial moldado com sobreposição em metade do corpo da peça facial rígida. Entende-se que o exemplo ilustrativo de peça facial compósita de proteção respiratória 11 inclui o elemento vedante de silicone para peça facial 12 moldado com sobreposição nas duas metades do corpo da peça facial rígida 20, mas é mostrado como uma seção transversal do elemento vedante de silicone para peça facial 12 para ilustrar, de modo mais fácil, o contorno do elemento vedante de silicone para peça facial 12.

[029] O corpo de peça facial rígida 20 é descrito acima. O elemento vedante de silicone para peça facial 12 é ligado quimicamente a pelo menos uma dentre uma primeira superfície e uma segunda superfície do corpo da peça facial rígida 20, como a primeira superfície 21 e/ou a segunda superfície

22. Em muitas modalidades, o elemento vedante de silicone para peça facial 12 é ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície 21 e a

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 24/35

12/18 segunda superfície 22, em que a primeira superfície 21 e uma segunda superfície são superfícies principais do corpo da peça facial rígida 20, separadas por uma espessura de corpo T, conforme descrito acima.

[030] Um segundo elemento de silicone é ligado quimicamente pelo menos à primeira superfície 21 e/ou à segunda superfície 22. O segundo elemento de silicone pode ser qualquer elemento de silicone ou componente útil em uma máscara de proteção respiratória. O segundo elemento de silicone pode ser, por exemplo, um diafragma para a válvula de inalação, válvula de exalação ou diafragma de fala, ou formar uma guarnição de vedação em torno de uma porta de inalação, ou formar pelo menos uma parte das correias de ajuste à cabeça, por exemplo. O segundo elemento de silicone pode ser formado (por exemplo, moldado com sobreposição) sequencialmente ou ao mesmo tempo em que o elemento vedante de silicone para peça facial 12 é formado (por exemplo, moldado com sobreposição).

[031] Durante a manufatura por modelagem com sobreposição da peça facial compósita de proteção respiratória 11, silicone líquido (que forma o elemento vedante de silicone para peça facial 12 ou segundo elemento de silicone) flui através de um ou mais orifícios 23 e forma um entrelace mecânico entre o elemento vedante de silicone para peça facial 12 e o corpo de peça facial rígida 20 uma vez que o silicone líquido é curado até atingir seu estado sólido. Durante esse processo de modelagem com sobreposição ou em um processo sequencial de modelagem com sobreposição, o segundo elemento de silicone é formado pelo silicone líquido que flui até pelo menos a primeira superfície 21 e/ou a segunda superfície 22 e opcionalmente através de um ou mais orifícios no corpo da máscara, e forma um entrelace mecânico entre o corpo da máscara e o segundo elemento de silicone, uma vez que o silicone líquido é curado até atingir seu estado sólido.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 25/35

13/18 [032] A figura 8 ilustra uma vista esquemática em seção transversal de parte de uma peça facial compósita de proteção respiratória 11 que ilustra um entrelace mecânico criado quando o silicone líquido interpenetra um orifício 23 através do corpo da peça facial rígida 20. O elemento vedante de silicone para peça facial 12 e/ou o segundo elemento de silicone pode(m) ser disposto(s) na primeira superfície 21 e/ou na segunda superfície 22, e ligado(s) quimicamente a elas, em que a primeira superfície 21 e uma segunda superfície 22 são superfícies principais do corpo da peça facial rígida 20, separadas por uma espessura de corpo T, conforme descrito acima.

[033] Referindo-nos de novo à figura 6 e à figura 7, o elemento vedante de silicone para peça facial 12 é configurado para formar um lacre hermético ao ar entre a cabeça do usuário ou sua face e o corpo da peça facial rígida 20. O termo lacre hermético ao ar refere-se a uma conexão do elemento vedante de silicone para peça facial 12 com a face do usuário ou sua cabeça que substancialmente evita que o ar não-filtrado ou do ambiente entre em uma porção interior da peça facial compósita de proteção respiratória 11 na interface de conexão. O elemento vedante de silicone para peça facial 12 ilustrado inclui uma braçadeira abada 14, voltada para dentro, que entra em contato com a face do usuário.

[034] A hermeticidade ao ar é medida com um teste de vazamento no vácuo. O dispositivo de teste consiste de uma câmara lacrada com três portas. O volume da câmara é de aproximadamente 750 cm³. Um componente de acoplamento do respirador é fixado a uma das três portas por meio de seu elemento de acoplagem do tipo baioneta. Um medidor de vácuo capaz de medir o diferencial de pressão entre o interior da câmara e o ar ambiente (a pelo menos 25 cm de água) é fixado a uma segunda porta no dispositivo. Uma fonte de vácuo é fixada à terceira porta através de uma válvula de fechamento. Para realizar o teste, a válvula de fechamento é aberta e a fonte de vácuo é ligada para esvaziar a câmara até uma

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 26/35

14/18 pressão de 25 cm de água sob pressão atmosférica (como indicado pelo medidor de vácuo). A válvula de fechamento é, então, fechada e a fonte de vácuo é desligada. O nível de vácuo dentro da câmara é monitorado por 60 segundos. Vazamento de ar para o interior faz com que a pressão dentro da câmara aumente, por meio disso reduzindo o nível de vácuo. Em relação à presente invenção, o diferencial de pressão entre a câmara e o ar ambiente é maior do que 15 cm de água após 60 segundos. Com mais preferência, o diferencial de pressão permanece acima de 24 cm de água após 60 segundos.

[035] A peça facial compósita de proteção respiratória 11 pode ser formada pela modelagem com sobreposição de um material de silicone termofixo em um corpo termoplástico de peça facial rígida 20. O material de silicone termofixo se liga quimicamente (isto é, por ligação adesiva ou ligação covalente) ao corpo termoplástico da peça facial rígida 20.

[036] Os termos ligação química ou ligado quimicamente se referem aos processos físicos responsáveis pelas interações atrativas entre átomos e moléculas e incluem ligações covalentes e iônicas, bem como ligações de hidrogênio e de van der Waal, e podem geralmente depender de grupos funcionais disponíveis na superfície do corpo da peça facial rígida 20 e de sua reatividade com o material de silicone termofixo. Em muitas modalidades, o material de silicone termofixo é selecionado de modo que o pré-tratamento do corpo termoplástico da peça facial rígida 20 não seja necessário. Em outras palavras, o material de silicone termofixo é autoadesivo em relação ao corpo termoplástico da peça facial rígida 20. O material de silicone termofixo é geralmente aquecido para a cura do material de silicone termofixo durante o processo de modelagem com sobreposição a uma temperatura suficiente para a cura do material de silicone termofixo, mas menor do que uma temperatura de transição vítrea do corpo termoplástico da peça facial rígida 20.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 27/35

15/18 [037] Conforme mostrado nos exemplos a seguir, o nível de ligação química pode ser determinado pelo método do teste da força média de falha. Em muitas modalidades, a força média de falha é de 25 N ou superior, 50 N ou superior, ou 100 N ou superior, ou 150 N ou superior, ou 200 N ou superior, ou 300 N ou superior.

[038] O corpo termoplástico da peça facial rígida 20 pode ser formado de qualquer material termoplástico útil. Em muitas modalidades, o corpo termoplástico da peça facial rígida 20 é formado de uma poliamida (por exemplo, náilon), um policarbonato, tereftalato de polibutileno, óxido de polifenila, poliftalamida ou misturas dos mesmos.

[039] Qualquer material ou borracha de silicone líquido termofixo úteis podem ser utilizados para formar o elemento vedante de silicone para peça facial 12 e o segundo elemento de silicone. A borracha de silicone líquido é um silicone curado a platina de alta pureza com baixa deformação por compactação, grande estabilidade e habilidade para resistir a extremas temperaturas de calor e frio. Devido à natureza termofixa do material, a modelagem por injeção de silicone líquido geralmente exige tratamento especial, como mistura distributiva intensiva, enquanto se mantém o material resfriado até que este seja forçado para dentro da cavidade aquecida e vulcanizado. A borracha de silicone pertence a uma família de elastoméricos termofixos que tem uma cadeia principal de átomos alternantes de silicone e oxigênio, e grupos laterais metil ou vinila. As borrachas de silicone constituem cerca de 30% da família dos silicones, o que faz delas o maior grupo daquela família. As borrachas de silicone mantêm suas propriedades mecânicas quando expostas a uma ampla gama de temperaturas e a presença do grupo metil nas borrachas de silicone torna esses materiais hidrofóbicos.

[040] Um exemplo ilustrativo de material de silicone termofixo inclui as borrachas de silicone líquido autoadesivo disponíveis sob a

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 28/35

16/18 designação comercial: ELASTOSIL LR 3070 disponível junto à WackerSilicones, Munique, Alemanha; as séries KE2095 ou KE2009 (como, por exemplo, KE2095-60, KE2095-50, KE2095-40) ou X-34-1547A/B, X-341625A/B, X-34-1625A/B, todas disponíveis junto à Shin-Etsu Chemical Co., LTD., Japão. Essas borrachas de silicone líquido autoadesivo não exigem o pré-tratamento de certas superfícies termoplásticas para que as borrachas de silicone líquido se liguem quimicamente à superfície termoplástica.

[041 ] A figura 9 é uma vista explodida parcial em perspectiva de um exemplo ilustrativo de máscara de proteção respiratória 11. A máscara inclui um corpo de peça facial rígida 20, como descrito acima, um elemento vedante de silicone para peça facial 12, ligado quimicamente ao corpo da peça facial rígida 20, uma abertura para o nariz 16 e duas aberturas para as bochechas 18. Pelo menos uma válvula ou porta de inalação 18 incluindo um diafragma (isto é, o segundo elemento de silicone) e uma válvula ou porta de exalação 16 incluindo um diafragma 26 (isto é, o segundo elemento de silicone) estão dispostas dentro da pluralidade de portas ou aberturas. Uma guarnição de silicone 31 (isto é, o segundo elemento de silicone) está disposta em torno do elemento de acoplagem do cartucho químico ou de filtragem de particulados 29 e da válvula ou porta de inalação 18. A guarnição de silicone 31 forma um lacre hermético ao ar com o cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 e o corpo da peça facial rígida 20.

[042] A guarnição de silicone 31 e o diafragma de exalação de silicone 26 (e diafragmas de exalação) podem ser formados simultânea ou sequencialmente, e ligados quimicamente ao corpo de peça facial rígida 20. Em algumas modalidades, a guarnição de silicone 31 e o diafragma de exalação de silicone 26 (e diafragmas de exalação) penetram através do corpo da peça facial rígida 20, conforme ilustrado nas figuras 2, 3 e 8.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 29/35

17/18 [043] O cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 pode ser fixado ou de forma definitiva ou de forma removível ao elemento de acoplagem do cartucho químico ou de filtragem de particulados 29. O cartucho químico ou de filtragem de particulados 28 pode ter qualquer formato útil, além do formato ilustrado na figura 9.

Exemplos [044] Vários testes foram usados para identificar combinações adequadas de borrachas de silicone e materiais termoplásticos. De interesse particular é a intensidade da ligação entre a borracha de silicone e o material termoplástico, que afeta a durabilidade do lacre hermético ao ar.

[045] A fita para teste é preparada pela moldagem de uma peça de substrato rígido e plano de 51 mm de comprimento, 25 mm de largura e 2 mm de espessura com material termoplástico. O substrato é então preso com garras a um segundo molde de modo que 6 mm de uma extremidade de substrato se projetam para dentro da cavidade do segundo molde. A cavidade do segundo molde tem 27 mm de largura e 49 mm de comprimento. A profundidade do molde é de 2 mm, expandindo-se até 4 mm na adjacência imediata da extremidade de substrato que se projeta, de modo que, quando o silicone é injetado na cavidade do molde, ele forma uma camada de 1 mm de espessura em todos os lados da extremidade de substrato que se projeta. A resultante fita para teste tem, dessa forma, 94 mm de comprimento, com uma peça termoplástica de substrato rígido em uma extremidade e borracha de silicone na outra extremidade.

[046] A intensidade da ligação entre o material de substrato e o silicone é medida pela preensão das duas extremidades da fita para teste nas garras de um equipamento mecânico de teste como o modelo 858 do Sistema de Teste de Material MTS (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, EUA), esticando-a até que a fita para teste se rompa, e pelo registro da força sob a qual

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 30/35

18/18 a falha ocorre. Exemplos de força de falha são mostrados na tabela 1. Os exemplos 1 a 4 mostram que intensidades de ligação superiores a 300 N podem ser obtidas com a combinação adequada de materiais. Nos exemplos comparativos C1 e C2, o silicone não estabeleceu ligação com o material termoplástico.

Exemplo	Silicone	Substrato Termoplástico	Força Média de Falha (N)
1	Shin-Etsu KE2095 60	Náilon RTP 6/6	136
2	Wacker 3070-60	Náilon RTP 6/6	303
3	Dow LC-70-2004	Zytel PA	174
4	Wacker 3070-60	Zytel PA	166
C1	Dow LC-70-2004	Náilon RTP 6/6	Sem Ligação
C2	Shin-Etsu KE2095 60	Zytel PA	Sem Ligação

[047] O silicone Dow LC-70-2004 é produzido pela Dow Corning

Corporation, Midland Ml, EUA; o náilon RTP 6/6 é uma poliamida produzido pela RTP Company, Winona, MN, EUA; Zytel PA é uma poliamida produzida pela E.l. du Pont de Nemours, Wilmington, DE, EUA.

[048] Dessa forma, modalidades de RESPIRADOR UNITÁRIO COM ELEMENTOS ELASTOMÉRICOS TERMOFIXOS MOLDADOS são apresentadas. O versado na técnica irá avaliar que a presente invenção pode ser praticada em modalidades além daquelas apresentadas. As modalidades descritas são apresentadas para propósitos ilustrativos e sem limitação e, a presente invenção se limita somente às reivindicações a seguir.

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 31/35

1/3

Claims

Reivindicações

1. PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11) compreendendo:

uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) que tem uma primeira superfície (21), uma segunda superfície (22) e uma porta de inalação (18);

caracterizada pelo fato de que a_peça facial compósita (11) ainda compreende:

um elemento vedante de silicone para peça facial (12) ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22) e formando uma guarnição (31) em torno da porta de inalação (30); e um segundo elemento de silicone ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22);

em que a parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) compreende uma válvula de inalação ou uma válvula de exalação (32), e um diafragma de fala, e o segundo elemento de silicone forma um diafragma (26) para a válvula de inalação ou a válvula de exalação (32), ou o diafragma de fala.
2. PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento vedante de silicone para peça facial (12) é ligado quimicamente à primeira superfície (21) e à segunda superfície (22).
3. PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) compreende uma pluralidade de orifícios (23) que se estendem através da parte do corpo

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 32/35

2/3 polimérico da peça facial rígida (20), e o elemento vedante de silicone para peça facial (12) interpenetra em pelo menos uma parte dos orifícios (23).
4. PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) compreende um polímero termoplástico e o elemento vedante de silicone para peça facial (12), e o segundo elemento de silicone é um polímero termofixo, e o polímero termofixo se liga quimicamente, de modo direto, ao polímero termoplástico.
5. MÉTODO PARA FORMAR UMA PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

a modelagem com sobreposição de silicone líquido em uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) que tem uma primeira superfície (21) e uma segunda superfície (22), o silicone líquido fica em contato com pelo menos uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22); e a solidificação do silicone líquido para formar um elemento vedante de silicone para peça facial (12) que se liga quimicamente a uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22), e um segundo elemento de silicone ligado quimicamente a pelo menos uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22), formando uma peça facial compósita de proteção respiratória (11).
6. MÉTODO PARA FORMAR UMA PEÇA FACIAL COMPÓSITA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (11) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

a modelagem com sobreposição de silicone líquido a uma parte do corpo polimérico da peça facial rígida (20) que tem uma primeira superfície (21)

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 33/35

3/3 e uma segunda superfície (22), o silicone líquido fica em contato com pelo menos uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22); e a solidificação do silicone líquido para formar um elemento vedante de silicone para peça facial (12) que se liga quimicamente a uma dentre a primeira superfície (21) ou a segunda superfície (22), e a formação de uma guarnição (31) em torno da porta de inalação (18).
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de solidificação endurece o silicone líquido para formar um elemento vedante de silicone para peça facial (12) que se liga quimicamente à primeira superfície (21) e à segunda superfície (22).

Petição 870180070216, de 13/08/2018, pág. 34/35

1/6

2/6 jF-Hã· 4

X¹¹

3/6

4/6

5/6

6/6