BRPI0815322B1 - "componente de conexão para respirador e máscara para proteção respiratória" - Google Patents

Description

(54) Título: COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR E MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (73) Titular: 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY. Endereço: 3M INNOVATIVE, P.O. BOX 33427 - SAINT PAUL- MINNESOTA 55133-3247 - ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: JAMES R. BETZ; SEAN M. BURKE; PAUL J. FLANNIGAN

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/10/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 02/10/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

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

1/17 “COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR E MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA”

Campo da Invenção [001] A presente descrição refere-se a um componente de conexão para respirador e, particularmente, a um componente de conexão para respirador com um lacre elastomérico termofixo moldado.

Antecedentes da Invenção [002] Os respiradores oferecem proteção respiratória contra substâncias transportadas pelo ar por processos de filtração e/ou de outro modo facilitando o acesso a ar limpo. Uma característica desses dispositivos consiste no lacre que é formado entre o usuário e outros componentes funcionais do respirador, bem como o lacre que é formado entre os componentes funcionais e os componentes estruturais do respirador.

[003] Uma consideração de design nesses respiradores consiste na conexão à prova de ar de um componente de fonte de ar para inalação, um componente de exalação e/ou um diafragma de voz aos componentes estruturais do respirador. Esse lacre à prova de ar frequentemente exige uma gaxeta e/ou vedação mecânica separada, o que adiciona complexidade e custo ao design do respirador, como pode ser observado nos documentos US 6,298,849, US 2005/109343 e WO 2007/009182.

[004] O documento US 6,298,849 descreve uma máscara respiratória, incluindo um membro do corpo de um material plástico rígido fino e tendo uma superfície interna em conformidade com uma face de um usuário, o membro do corpo incluindo uma superfície interna e pelo menos uma abertura para receber um cartucho de filtro, primeiro membro moldado demais, formado de um material flexível semelhante a borracha e moldado demais na superfície interna do corpo para formar uma superfície interna super moldada para encaixar e selar uma face de um usuário; membro moldado formado por um

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2/17 material semelhante a borracha flexível e moldado em excesso dentro da pelo menos uma abertura para receber um cartucho de filtro e com o segundo elemento moldado, incluindo pelo menos um membro de flange se estendendo para dentro em torno da abertura do cartucho e flexível primeira posição para vedar a um membro de cartucho para uma segunda posição para permitir que o membro de cartucho passe e depois retorne à primeira posição para travar o membro de cartucho dentro da abertura de cartucho.

[005] O documento WO 2007/009182 descreve uma máscara respiratória para administrar um gás respirável a um paciente, compreendendo a máscara respiratória um primeiro componente, uma almofada de vedação, formada de um material flexível e um segundo componente, uma estrutura formada de um material que é mais rígido do que o material flexível, em que o primeiro componente é formado no segundo.

Descrição da Invenção [006] A presente descrição refere-se, portanto, a um componente de conexão para respirador e, particularmente, a um componente de conexão para respirador com um lacre elastomérico termofixo moldado. Esta descrição refere-se, ainda, a um respirador que inclui um componente de conexão para respirador com um lacre elastomérico termofixo moldado. Esse lacre elastomérico termofixo moldado é quimicamente consolidado a pelo menos uma ou duas superfícies do componente de conexão para respirador. Em muitas modalidades, o elemento de vedação em silicone penetra através de pelo menos uma abertura existente na estrutura do componente de conexão para respirador.

[007] Em uma primeira modalidade, um componente de conexão para respirador inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador com uma primeira superfície e uma segunda superfície, e um elemento vedante em silicone quimicamente consolidado à primeira ou à

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3/17 segunda superfície. Em algumas modalidades, o elemento vedante em silicone pode ser quimicamente consolidado a pelo menos duas superfícies principais opostas da parte estrutural da conexão do respirador. O elemento vedante em silicone pode, em alguns casos, também interpenetrar aberturas que se estendem através da parte estrutural da conexão do respirador.

[008] Em outra modalidade, um componente de conexão para respirador inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador, com uma primeira superfície principal e uma segunda superfície principal oposta separadas por uma espessura da parte estrutural, e uma pluralidade de aberturas estendendo-se através da parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador, sendo que um elemento vedante em silicone é quimicamente consolidado à primeira superfície principal e à segunda superfície principal, interpenetrando as aberturas.

[009] Em uma outra modalidade, uma máscara para proteção respiratória inclui uma parte estrutural em polímero rígido da peça facial, bem como um elemento maleável para contato com a face fixado à dita parte estrutural em polímero rígido da peça facial. Um componente de conexão para respirador é fixado à parte estrutural em polímero rígido da peça facial. O componente de conexão para respirador inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador que tem uma superfície para fixação, e um elemento vedante em silicone quimicamente consolidado à superfície para fixação.

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 respirador facial inteiro;

- a Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida de um exemplo

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4/17 ilustrativo de respirador facial inteiro;

- a Figura 3 é uma vista em perspectiva de um componente de conexão para respirador;

- a Figura 4 é uma vista em perspectiva em seção transversal do componente de conexão para respirador ilustrado na Figura 3;

- a Figura 5 é uma vista em perspectiva de um componente de conexão para respirador;

- a Figura 6 é uma vista em perspectiva em seção transversal do componente de conexão para respirador ilustrado na Figura 5;

- a Figura 7 é uma vista em perspectiva de um componente de conexão para respirador; e

- a Figura 8 é uma vista em perspectiva em seção transversal do componente de conexão para respirador ilustrado na Figura 7;

- 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 [011] 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.

[012] 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

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5/17 entendimento de certos termos usados frequentemente na presente invenção e não pretendem limitar o escopo da presente descrição.

[013] 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.

[014] 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.

[015] 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.

[016] O termo respirador significa um dispositivo de proteção respiratória de uso pessoal que é usado por uma pessoa para filtrar o ar, antes que este entre no sistema respiratório da mesma. Esse termo inclui respiradores faciais inteiros, respiradores de meia-máscara, capacetes com fornecimento de ar, respiradores purificadores de ar motorizados e equipamentos autônomos de respiração.

[017] A frase respirador facial inteiro significa um respirador que é usado sobre o nariz, a boca e os olhos de uma pessoa.

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6/17 [018] A presente descrição refere-se a um componente de conexão para respirador e, particularmente, a um componente de conexão para respirador com um lacre elastomérico termofixo moldado. Esta descrição referese, ainda, a um respirador que inclui um componente de conexão para respirador com um lacre elastomérico termofixo moldado. Esse lacre elastomérico termofixo moldado é quimicamente consolidado a pelo menos uma ou duas superfícies do componente de conexão. Em muitas modalidades, o elemento de vedação em silicone penetra através da estrutura do componente de conexão para respirador. Esses componentes de conexão para respirador apresentam uma união robusta entre o elemento de vedação em silicone e o componente de conexão polimérico rígido. Embora a presente invenção não seja limitada por este conceito, uma apreciação de vários aspectos da mesma será obtida através da discussão dos exemplos fornecidos abaixo.

[019] O lacre elastomérico termofixo sobremoldado ao componente de conexão para respirador resulta em um elemento vedante que é integralmente consolidado à estrutura do componente de conexão. Descobriu-se que essa construção otimiza a durabilidade da vedação, e impede que detritos fiquem dispostos entre a estrutura do componente de conexão e o lacre elastomérico termofixo. Essa construção integral também reduz o número de peças para montagem e a variabilidade no tamanho das peças. Os materiais para lacre elastomérico termofixo sobremoldado aqui descritos tampouco requerem que a estrutura do componente de conexão seja previamente preparada para que o lacre elastomérico termofixo seja quimicamente fixado à mesma.

[020] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de respirador facial inteiro 10. A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida do exemplo ilustrativo de respirador facial inteiro 10. Essa máscara para proteção respiratória 10 inclui um corpo em polímero rígido da peça facial

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11, um protetor facial 11 ou lente 11 fixado a um certo número de componentes de conexão para respirador incluindo, por exemplo, uma ou mais válvulas de inalação 18 com um cartucho opcional para filtração de produtos químicos ou particulados (não mostrado) conectado a uma ou mais das válvulas de inalação 18, uma ou mais válvulas de exalação 16, um ou mais diafragmas de voz 14 e/ou um ou mais tirantes para cabeça ou correias 34 configuradas de modo a prender o respirador 10 à cabeça de um usuário. Uma tampa de válvula 8 está disposta sobre as válvulas de exalação 16 e o diafragma de voz 14.

[021] O respirador 10 inclui um elemento maleável para contato com a face 9 que é feito para ser macio, de modo a permitir que o corpo do respirador ou o protetor facial 11 fique confortavelmente apoiado sobre o nariz e a boca de uma pessoa. O respirador 10 ilustrado inclui duas aberturas na bochecha 12 e duas aberturas nasais 13. A Figura 1 ilustra duas aberturas sobre as bochechas 12, sendo que uma abertura sobre a bochecha não contém um componente de conexão para respirador, e uma abertura sobre a bochecha inclui uma válvula de inalação 18. A Figura 2 ilustra uma válvula de inalação 18 na abertura sobre a bochecha 12.

[022] Os componentes de conexão para respirador 14, 16 e 18 estão dispostos no interior das aberturas 12 e 13 ou fixados às mesmas, por meio de qualquer método útil, como um sistema de fixação por baioneta. Um sistema de fixação por baioneta é configurado para fixar duas porções uma à outra, sendo que as duas porções incluem elementos além de principalmente roscas, de modo que as duas porções são fixadas inserindo-se uma porção pelo menos parcialmente para dentro da outra porção e girando-se uma porção em relação à outra, de modo que as duas porções possam ser unidas sem múltiplas voltas.

[023] Embora as Figuras 1 e 2 ilustrem uma máscara para proteção respiratória 10 com uma ou duas válvulas de inalação 18 na área da

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8/17 bochecha e uma válvula de exalação 16 na área nasal, bem como um diafragma de voz 14 na área nasal, qualquer configuração útil de proteção respiratória é possível. Por exemplo, a máscara para proteção respiratória 10 pode ter uma válvula de inalação única fixada a um cartucho para filtração de produtos químicos ou particulados ou a um suprimento de ar limpo, bem como uma ou duas válvulas de exalação ou um ou mais diafragmas de voz, conforme se deseje.

[024] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de válvula de inalação 18, e a Figura 4 é uma vista em perspectiva em seção transversal do exemplo ilustrativo de válvula de inalação 18 ilustrado na Figura 3. A válvula de inalação 18 inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador 20 que tem uma primeira superfície 21 e uma segunda superfície 22. Um elemento vedante em silicone 23 é quimicamente consolidado à primeira superfície 21 e à segunda superfície 22.

[025] O elemento vedante em silicone 23 pode ser formado por modelagem com sobreposição de um material de silicone termofixo sobre uma parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 20. O material de silicone termofixo se consolida quimicamente (isto é, união adesiva ou ligação covalente) diretamente sobre a primeira superfície 21 e a segunda superfície 22 da parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 20.

[026] Os termos consolidação química ou quimicamente consolidado referem-se a processos físicos responsáveis pelas interações atrativas entre átomos e moléculas, e inclui ligações covalentes e iônicas, bem como ligações de hidrogênio e do tipo van der Waal, podendo frequentemente depender dos grupos funcionais disponíveis na superfície da parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador e sua reatividade em relação ao material de silicone termofixo. Em muitas

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9/17 modalidades, o material de silicone termofixo é selecionado para que não seja necessário o pré-tratamento da parte estrutural em polímero termoplástico rígido da conexão do respirador. Em outras palavras, o material de silicone termofixo é autoadesivo à parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador. O material de silicone termofixo é, frequentemente, aquecido para que ocorra a cura do mesmo durante o processo de modelagem com sobreposição, a uma temperatura suficiente para curar o material de silicone termofixo porém menor que uma temperatura de transição vítrea da parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador.

[027] Conforme mostrado nos Exemplos abaixo, o nível de consolidação química pode ser determinado por meio do método de teste de média de força até a falha. Em muitas modalidades, a média de força até a falha é de 25 N ou maior, 50 N ou maior, 100 N ou maior, 150 N ou maior, 200 N ou maior, ou 300 N ou maior.

[028] A parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 20 pode ser formada a partir de qualquer material termoplástico útil. Em muitas modalidades, a parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 20 é formada por uma poliamida (por exemplo, náilon), um policarbonato, tereftalato de polibutileno, óxido de polifenila, poliftalamida ou misturas dos mesmos.

[029] Qualquer borracha ou material à base de silicone líquido termofixo útil pode ser usado para formar o elemento vedante em silicone 23. A borracha de silicone líquida é um silicone curado com platina de alta pureza, com baixa deformação permanente por compressão, grande estabilidade e capacidade para resistir a temperaturas extremas de calor e frio. Devido à natureza termofixa do material, a modelagem por injeção de silicone líquido frequentemente exige tratamento especial, como misturação

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10/17 distributiva intensiva, ao mesmo tempo em que o material é mantido frio antes de ser empurrado para dentro da cavidade aquecida e vulcanizado. A borracha de silicone consiste em uma família de elastoméricos termofixos com uma cadeia principal de átomos de silício e oxigênio alternados e grupos laterais metila ou vinila. As borrachas de silicone mantêm suas propriedades mecânicas sob uma ampla gama de temperaturas, e a presença de grupos metila nas borrachas de silicone torna hidrofóbicos esses materiais.

[030] Exemplos ilustrativos de material de silicone termofixo incluem borrachas de silicone líquidas autoadesivas disponíveis sob a designação comercial: ELASTOSIL LR 3070 junto à Wacker-Silicones, de Munique, Alemanha, as séries KE2095 ou KE2009 (como KE2095-60, KE209550 e KE2095-40), ou X-34-1547A/B, X-34-1625A/B, X-34-1625A/B, todas disponíveis junto à Shin-Etsu Chemical Co., LTD., do Japão. Essas borrachas de silicone líquidas autoadesivas não exigem o pré-tratamento de determinadas superfícies termoplásticas para que as borrachas de silicone líquidas se consolidem quimicamente à superfície em termoplástico.

[031] Na modalidade ilustrada, a primeira superfície 21 e a segunda superfície 22 são superfícies principais opostas. Uma ou mais aberturas 24 se estendem através da espessura da estrutura do componente de conexão para respirador, definida entre a primeira superfície 21 e a segunda superfície 22 oposta. Durante a fabricação por modelagem com sobreposição do componente de conexão para respirador, o silicone líquido (que forma o elemento vedante em silicone 23) flui através das uma ou mais aberturas 24 e forma um entrelaçamento mecânico entre o elemento vedante em silicone 23 e a parte estrutural rígida da conexão do respirador 20.

[032] Um diafragma 25 pode ser fixado à parte estrutural da conexão do respirador 20. Esse diafragma 25 é forçado contra a parte estrutural da conexão do respirador 20, para permitir um fluxo de ar unidirecional através

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11/17 da mesma.

[033] A parte estrutural da conexão do respirador 20 pode, também, incluir um elemento de fixação por baioneta 26. O elemento de fixação por baioneta 26 ajuda na fixação da parte estrutural da conexão do respirador 20 à abertura sobre a bochecha 12 da máscara para proteção respiratória 10. O elemento de fixação por baioneta 26 se encaixa a um elemento complementar dentro da, ou próximo à, abertura sobre a bochecha 12 da máscara para proteção respiratória 10. Esse sistema de fixação por baioneta prende a válvula de inalação 18 ilustrada à abertura sobre a bochecha 12 da máscara para proteção respiratória 10.

[034] Uma vez montado, o elemento vedante em silicone 23 da válvula de inalação 18 ilustrada fica disposto entre a primeira superfície 21 e a superfície da abertura sobre a bochecha 12 adjacente, formando um lacre à prova de ar na interface entre a superfície do elemento vedante e a superfície da abertura sobre a bochecha. O termo lacre à prova de ar refere-se a uma conexão que substancialmente impede que o ar não-filtrado ou ambiente entre na porção interna da peça facial compósita para proteção respiratória 11 na interface de conexão.

[035] A estanqueidade ao ar é medida por meio de um teste de vazamento de vácuo. A instalação para teste consiste em uma câmara lacrada com três portas. O volume da câmara é de aproximadamente 750 cm³. Um componente de conexão para respirador é fixado a uma das três portas por meio de seu elemento de fixação por baioneta. Um medidor de vácuo, capaz de medir o diferencial de pressão entre o interior da câmara e o ar ambiente (até pelo menos 25 cm de água) é conectado a uma segunda porta presente na instalação. Uma fonte de vácuo é conectada à terceira porta através de uma válvula de interrupção. Para realizar o teste, a válvula de interrupção é aberta, e a fonte de vácuo é acionada para evacuar a câmara até uma pressão de 25 cm de água abaixo da

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12/17 pressão atmosférica (conforme indicado pelo medidor de vácuo). A válvula de interrupção é, então, fechada e a fonte de vácuo é desligada. O nível de vácuo dentro da câmara é monitorado durante 60 segundos. O vazamento de ar para dentro faz aumentar a pressão no interior da câmara, reduzindo assim o nível de vácuo. Para a presente descrição, o diferencial de pressão entre a câmara e o ar ambiente é maior 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.

[036] O elemento vedante em silicone 23 da válvula de inalação 18 ilustrada é, também, disposto entre a segunda superfície 22 e um elemento de fonte de ar filtrado conectado (não mostrado). O elemento de fonte de ar filtrado pode ser um cartucho para filtração de produtos químicos ou particulados, ou uma fonte de suprimento de ar limpo. O elemento de fonte de ar filtrado pode ser fixado à válvula de inalação 18 ilustrada por meio de um elemento de fixação por baioneta 27 sobre a parte estrutural da conexão do respirador 20. Esse elemento de fixação por baioneta 27 se encaixa a um elemento complementar sobre o elemento de fonte de ar filtrado. Dessa forma, o elemento vedante em silicone 23 da válvula de inalação 18 ilustrada forma um lacre à prova de ar na interface entre a superfície do elemento vedante e o elemento de fonte de ar filtrado.

[037] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de válvula de exalação 16, sem mostrar o diafragma 35 (mostrado na Figura 2). A Figura 6 é uma vista em perspectiva em seção transversal da válvula de exalação 16 ilustrada na Figura 5. A válvula de exalação 16 inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador 30 que tem uma primeira superfície 31 e uma segunda superfície 32. Um elemento vedante em silicone 33 é quimicamente consolidado à primeira superfície 31.

[038] O elemento vedante em silicone 33 pode ser formado por modelagem com sobreposição de um material de silicone termofixo sobre uma

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13/17 parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 30. O material de silicone termofixo se consolida quimicamente (isto é, união adesiva ou ligação covalente) diretamente sobre a primeira superfície 31 da parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 30. Os termos consolidação química ou quimicamente consolidado são descritos acima.

[039] A parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 30 pode ser formada a partir de qualquer material termoplástico útil, conforme descrito acima. Qualquer borracha ou material à base de silicone líquido termofixo útil pode ser usado para formar o elemento vedante em silicone 33, conforme descrito acima.

[040] Na modalidade ilustrada, a primeira superfície 31 e a segunda superfície 32 são superfícies principais opostas. Em algumas modalidades, uma ou mais aberturas (não mostradas) se estendem através da espessura da estrutura do componente de conexão para respirador definida entre a primeira superfície 31 e a segunda superfície 32 opostas. Durante a fabricação por modelagem com sobreposição do componente de conexão para respirador, o silicone líquido (que forma o elemento vedante em silicone) flui através das uma ou mais aberturas e forma um entrelaçamento mecânico entre o elemento vedante em silicone e a parte estrutural rígida da conexão do respirador.

[041] Um diafragma 35 pode ser fixado à parte estrutural da conexão do respirador 30 (vide Figura 2). Esse diafragma 35 é forçado contra a parte estrutural da conexão do respirador 30, para permitir um fluxo de ar unidirecional através da mesma.

[042] A parte estrutural da conexão do respirador 30 pode, também, incluir um elemento de fixação por baioneta 36. O elemento de fixação por baioneta 36 ajuda na fixação da parte estrutural da conexão do respirador 30 à abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória 10. O

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14/17 elemento de fixação por baioneta 36 se encaixa a um elemento complementar dentro da, ou próximo à, abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória 10. Esse sistema de fixação por baioneta prende a válvula de exalação 16 ilustrada à abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória 10.

[043] Uma vez montado, o elemento vedante em silicone 33 da válvula de exalação 16 ilustrada fica disposto entre a primeira superfície 31 e a superfície da abertura sobre o nariz 13 adjacente, formando um lacre à prova de ar na interface entre a superfície do elemento vedante e a superfície da abertura sobre o nariz. O termo lacre à prova de ar é definido acima.

[044] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de um exemplo ilustrativo de diafragma de voz 14, e a Figura 8 é uma vista em perspectiva em seção transversal do diafragma de voz 14 ilustrado na Figura 7. O diafragma de voz 14 inclui uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador 40 que tem uma primeira superfície 41 e uma segunda superfície 42. Um elemento vedante em silicone 43 é quimicamente consolidado à primeira superfície 41. Um diafragma 45 é fixado à parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador 40. O diafragma 45 ajuda na transmissão dos sons de um usuário do respirador 10 para outra pessoa.

[045] O elemento vedante em silicone 43 pode ser formado por modelagem com sobreposição de um material de silicone termofixo sobre uma parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 40. O material de silicone termofixo se consolida quimicamente (isto é, união adesiva ou ligação covalente) diretamente sobre a primeira superfície 41 da parte estrutural em polímero rígido termoplástico da conexão do respirador 40. Os termos consolidação química ou quimicamente consolidado são descritos acima.

[046] A parte estrutural em polímero rígido termoplástico da

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15/17 conexão do respirador 40 pode ser formada a partir de qualquer material termoplástico útil, conforme descrito acima. Qualquer borracha ou material à base de silicone líquido termofixo útil pode ser usado para formar o elemento vedante em silicone 43, conforme descrito acima.

[047] Na modalidade ilustrada, a primeira superfície 41 e a segunda superfície 42 são superfícies principais opostas. Em algumas modalidades, uma ou mais aberturas (não mostradas) se estendem através da espessura da estrutura do componente de conexão para respirador definida entre a primeira superfície 41 e a segunda superfície 42 opostas. Durante a fabricação por modelagem com sobreposição do componente de conexão para respirador, o silicone líquido (que forma o elemento vedante em silicone) flui através das uma ou mais aberturas e forma um entrelaçamento mecânico entre o elemento vedante em silicone e a parte estrutural rígida da conexão do respirador.

[048] A parte estrutural da conexão do respirador 40 pode, também, incluir um elemento de fixação por baioneta 46. O elemento de fixação por baioneta 46 ajuda na fixação da parte estrutural da conexão do respirador 40 à abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória 10. O elemento de fixação por baioneta 46 se encaixa a um elemento complementar dentro da, ou próximo à, abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória 10. Esse sistema de fixação por baioneta prende o diafragma de voz 14 ilustrado à abertura sobre o nariz 13 da máscara para proteção respiratória

10.

[049] Uma vez montado, o elemento vedante em silicone 43 do diafragma de voz 14 ilustrado fica disposto entre a primeira superfície 41 e a superfície da abertura sobre o nariz 13 adjacente, formando um lacre à prova de ar na interface entre a superfície do elemento vedante e a superfície da abertura sobre o nariz. O termo lacre à prova de ar é definido acima.

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Exemplos [050] Vários testes foram usados para identificar as combinações adequadas de borrachas de silicone e materiais termoplásticos. É de particular interesse a resistência da união entre a borracha de silicone e o material termoplástico, o que afeta a durabilidade do lacre à prova de ar.

[051] Foi desenvolvida uma fita substituta para teste, para permitir a medição da resistência da união. A fita para teste é preparada mediante a moldagem de uma peça de substrato rígido e plano com 51 mm de comprimento, 25 mm de largura e 2 mm de espessura, a partir de material termoplástico. O substrato é então preso a um segundo molde, de modo que 6 mm de uma extremidade do substrato se projetem 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 para 4 mm na adjacência imediata da extremidade projetada do substrato, de modo que ao ser injetado para dentro da cavidade do molde, o silicone forme uma camada com 1 mm de espessura em todos os lados da extremidade projetada do substrato. A fita para teste resultante tem, portanto, 94 mm de comprimento, com uma peça de substrato em termoplástico rígido em uma extremidade, e borracha de silicone na outra.

[052] A resistência da união entre o material de substrato e o silicone é medida mediante a preensão das duas extremidades da fita para teste nas garras de um equipamento mecânico para testes, como um sistema para teste de materiais MTS modelo 858 (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, EUA), estirando-se a fita para teste até que a mesma se rompa, e registrando-se a força na qual ocorreu a falha. Exemplos da força até a falha são mostrados na Tabela 1. Os Exemplos de 1 a 4 mostram que resistências de união maiores que 300 N podem ser obtidas pela combinação adequada de materiais. Para os Exemplos comparativos C1 e C2, o silicone não se consolidou ao material

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Exemplo	Silicone	Substrato em termoplástico	Média de força até a falha (N)
1	Shin-Etsu KE2095-60	RTP Nylon 6/6	136
2	Wacker 3070-60	RTP Nylon 6/6	303
3	Dow LC-70-2004	Zytel PA	174
4	Wacker 3070-60	Zytel PA	166
C1	Dow LC-70-2004	RTP Nylon 6/6	Sem consolidação
C2	Shin-Etsu KE2095-60	Zytel PA	Sem consolidação

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

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

[054] Dessa forma, são apresentadas modalidades do COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR COM LACRE ELASTOMÉRICO TERMOFIXO MOLDADO. 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.

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Claims (8)

1. Reivindicações

   1. COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR, caracterizado pelo fato de compreender:

   uma parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador (20), com uma primeira superfície (21) e uma segunda superfície (22), em que a primeira superfície (21) e a segunda superfície (22) são superfícies principais opostas;

   uma porta estendendo-se através da parte estrutural (20) e uma pluralidade de aberturas (24) estendendo-se através da parte estrutural (20) e dispostas ao redor da porta, e um elemento vedante em silicone disposto ao redor da porta e que interpenetra a pluralidade de aberturas quimicamente consolidado à primeira ou segunda superfície.
2. 2. COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento vedante em silicone (23) é quimicamente consolidado à primeira superfície (21) e à segunda superfície (22).
3. 3. COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, um diafragma fixado à parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador, formando uma válvula de inalação, uma válvula de exalação, ou um diafragma de voz.
4. 4. COMPONENTE DE CONEXÃO PARA RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador (20) compreende um polímero termoplástico, sendo que o elemento vedante em silicone (23) é um polímero termofixo e sendo que o polímero termofixo se consolida quimicamente diretamente sobre o polímero termoplástico.

   Petição 870180069665, de 10/08/2018, pág. 11/12

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5. 5. MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (10), caracterizada pelo fato de compreender:

   uma parte estrutural em polímero rígido da peça facial (20);

   e um elemento maleável para contato com a face, fixado à parte estrutural em polímero rígido da peça facial (20); e um componente de conexão para respirador conforme definido na reivindicação 1.
6. 6. MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o componente de conexão para respirador está conectado de maneira removível à parte estrutural em polímero rígido da peça facial (20).
7. 7. MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o componente de conexão para respirador compreende, ainda, uma segunda superfície (22) oposta à superfície para fixação, sendo que o elemento vedante em silicone (23) é quimicamente consolidado tanto à superfície para fixação como à segunda superfície.
8. 8. MÁSCARA PARA PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a parte estrutural em polímero rígido da conexão do respirador (20) compreende pelo menos uma abertura (24) estendendo-se através da mesma, sendo que o elemento vedante em silicone (23) interpenetra a abertura.

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