CH718426A2 - Atemschutzmaske. - Google Patents

Abstract

Eine Atemschutzmaske (1) zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen umfasst ein Filterteil (7, 2) bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium (70, 24), welches durch eine flächige Versteifungsstruktur (71, 22) mechanisch verstärkt ist. Das versteifte Filterteil ist flexibel und/oder ist durch mechanische Krafteinwirkung reversibel deformierbar.

Description

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft Atemschutzmasken und Verfahren zur Herstellung solcher Atemschutzmasken.

Technologischer Hintergrund

[0002] Die Begriffe Atemschutzmaske, Schutzmaske, Maske und Gesichtsschutzmaske werden in dieser Beschreibung synonym verwendet.

[0003] Atemschutzmasken sind Vorrichtungen, welche entweder das ganze Gesicht einer Person abdecken (Vollmasken) oder den Mund- und Nasenbereich des Trägers ohne den Augenbereich (Halbmasken). Atemschutzmasken dienen dazu, den Träger vor dem Einatmen potenziell gesundheitsschädlicher Stoffe zu schützen, insbesondere giftigen oder infektiösen Stäuben und Aerosolen. Die Luft wird vor der Einatmen durch einen geeigneten Filter geführt, in welchem die unerwünschten Stoffe zurückgehalten werden. Weiter können Schutzmasken zusätzlich oder alternativ auch dazu konzipiert sein, umgekehrt die Umgebung vor Ausscheidungen des Trägers zu schützen. Ein Beispiel dafür sind medizinische Gesichtsmasken. Atemschutzmasken werden in der Regel mittels Bändern am Kopf des Trägers fixiert.

[0004] Schutzmasken für feste und flüssige Stoffe werden in verschiedenen Klassen eingeteilt, je nachdem, was für eine Schutzwirkung sie entfalten, respektive welche Filterleistung sie aufweisen. Medizinische Hygieneschutzmasken werden gemäss der europäischen Norm EN 14683 in die Klassen I, II und IIR eingeteilt und dienen als einfacher Hygieneschutz für den alltäglichen medizinischen und privaten Gebrauch. Hygienemasken schützen vor allem vor Flüssigkeitstropfen und grobem Staub. Solche Masken werden aus einer Textilbahn mit drei Lagen Vliesstoff hergestellt, welche gerafft in Falten gelegt, und an den Maskenrändern ultraschallverschweisst wird, bevor dann anschliessend die Masken ausgeschnitten werden. An den Rändern dichten solche Masken wegen des einfachen und wenig stabilen Aufbaus nur ungenügend ab.

[0005] Die dichter abschliessenden partikelfiltrierenden Halbmasken oder Feinstaubmasken sind gemäss der europäischen Norm EN149 unterteilt in die Klassen FFP1, FFP2 und FFP3. Solche Masken sind aus einer Textilbahn mit mehreren Lagen an Vliesstoffen hergestellt. Die Bahn wird gefaltet, die notwendigen Verbindungen werden durch Ultraschallverschweissen erstellt und die einzelnen Masken anschliessend aus der Bahn ausgeschnitten. Dadurch entsteht eine sphärische Wölbung, welche bei passender Bemessung den Mund-Nasen-bereich eines Benutzers gut abschliessen kann.

[0006] WO 96/28217 A1 zeigt eine flach faltbare Halbmaske mit einem Frontteil und einem oberhalb beziehungsweise unterhalb des Frontteils mit diesem dichtend verbundenen Oberteil beziehungsweise Unterteil, welches die Maske im Nasenbereich beziehungsweise Kinnbereich gegen das Gesicht abschliesst. Die drei Teile bestehen aus einem flexiblen textilen Filtermedium und bilden im aufgefalteten Zustand einen dreidimensionalen Maskenkörper.

[0007] US 2008/0271739 A1 zeigt eine ähnliche dreiteilige Halbmaske mit einem Frontteil, einem Oberteil und einem Unterteil. Das Filtermedium der drei Teile besteht aus mehreren textilen Lagen, nämlich aus einer inneren Decklage, einer äusseren Decklage und einer dazwischen angeordneten Filterlage. Im Frontteil ist zwischen den beiden Decklagen zusätzlich noch eine Versteifungsstruktur in Form einer zusätzlichen Gewebelage angeordnet ist, welche beim Frontteil das flexible Material mechanisch verstärkt, um ein unerwünschtes Kollabieren der Maske beim Einatmen aufgrund des entstehenden Unterdrucks zu vermeiden. Das Oberteil und das Unterteil bleiben relativ nachgiebig, um das Gesicht des Benutzers abzudichten. Die zusätzliche Lage im Frontteil erhöht den Durchflusswiderstand, was dazu führen kann, dass beim Ausatmen die Luft vermehr durch das Oberteil strömt. Die führt bei Brillenträgern vor allem bei kalten Temperaturen zu einem Beschlagen der Brillengläser aufgrund der feuchten Atemluft.

[0008] WO 2008/085546 A2 zeigt in Figur 1 und 2 eine flach faltbare zweiteilige Halbmaske mit zwei Seitenteilen aus einem Filtermedium.

[0009] US 2013/0291876 A1 zeigt eine Halbmaske mit einem einteiligen Maskenkörper. Ein starres Netz wird auf einem dreilagigen Filtervlies angebracht und zu einem steifen dreidimensionalen Maskenkörper geformt. Starre dreidimensionale Maskenkörper kollabieren nicht beim Einatmen. Jedoch sind sie nicht an verschiedenen Gesichtsformen anpassbar. Zudem benötigen Atemschutzmasken mit dauerhaft dreidimensionalem Maskenkörper mehr Volumen beim Lagern.

[0010] Bei herkömmlichen Atemschutzmasken ist der Mundbereich des Trägers nicht sichtbar. Dies ist dann problematisch, wenn zur Unterstützung oder als Ersatz der akustischen Kommunikation ein Gesprächspartner darauf angewiesen ist, das Gesprochene über die Lippenbewegungen des Sprechers visuell zu erkennen (Lippenlesen), oder die Mimik als integrativer Teil der Gebärdensprache zu lesen. Um dieses Problem zu lösen, wurden Halbmasken geschaffen, bei welchen im Bereich des Mundes ein Sichtfenster eingebaut in das Frontteil eingebaut ist.

[0011] CN 212088294 U zeigt eine Atemschutzmaske mit einem Frontteil und einem oberhalb beziehungsweise unterhalb des Frontteils mit diesem dichtend verbundenen Oberteil beziehungsweise Unterteil, welches die Maske im Nasenbereich beziehungsweise Kinnbereich gegen das Gesicht abschliesst. Das Frontteil besteht in einem mittleren Abschnitt aus einer transparenten Folie, durch welche der Mund des Trägers sichtbar ist, und zwei daran anschliessenden Abschnitten aus Filtermaterial. Dieser mehrteilige Aufbau des Frontteils macht die Herstellung solcher Atemschutzmasken aufwendiger.

[0012] KR 20200144518 A zeigt eine Atemschutzmaske, bei welcher im Filtermaterial des Frontteils eine zentrale Ausnehmung gebildet ist, in welche als Sichtfenster ein Stück transparente Folie aufgesetzt ist. Das Foliensichtfenster muss vereinzelt und Stück für Stück auf dem Frontteil platziert werden, bevor es entlang des Umfangs mit dem Filtermaterial verbunden wird. Die Herstellung erfordert entsprechend zusätzliche Arbeitsschritte, die technisch aufwendig und fehleranfällig sind.

[0013] Eine medizinische Hygienemaske aus einer durchsichtigen semipermeablen Membran ist aus WO 2018/140841 A1 bekannt.

[0014] Von EPF Lausanne und EMPA St. Gallen wurde ein transparentes Filtermaterial für Schutzmasken entwickelt („Project HelloMask“), wofür im März 2020 eine Patentanmeldung eingereicht wurde. Die Vliesfasern werden mittels Electrospinning hergestellt, so dass eine wesentlich geringere Faserdicke resultiert als beim herkömmlichen Meltblow-Verfahren. Das transparente Filtermaterial zeigt eine hohe Flexibilität bzw. geringe Steifigkeit. Für die die Produktion von medizinischen Gesichtsmasken aus diesem Filtermedium wäre es notwendig, die flächige Struktur gerafft zu Falten, was jedoch die Transparenz des Materials und die mechanische Festigkeit negativ beeinflussen kann. Gleichzeitig macht die geringe Steifigkeit das transparente Vliesmaterial ungeeignet für komplexere Maskenstrukturen wie beispielsweise die dreiteiligen Maskenkörper aus WO 96/28217 A1 und US 2008/0271739 A1.

[0015] Es besteht ein allgemeines Bedürfnis nach Verbesserungen in diesem Gebiet.

Darstellung der Erfindung

[0016] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Atemschutzmaske zur Verfügung zu stellen, die mindestens einen der oben erwähnten und anderer Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll eine solche Atemschutzmaske einfach, effizient und kostengünstig herstellbar sein.

[0017] Eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske soll einen geringen Atemwiderstand aufweisen, insbesondere beim Einatmen. Eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske soll beim Einatmen nicht kollabieren. Sie soll sicher und einfach in der Anwendung sein.

[0018] Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Atemschutzmasken bereitzustellen.

[0019] Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske und ein erfindungsgemässes Herstellungsverfahren, gemäss den unabhängigen Ansprüchen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.

[0020] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine vorteilhafte Atemschutzmaske zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen. Eine solche Atemschutzmaske umfasst ein Filterteil, bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium, welches durch eine flächige Versteifungsstruktur mechanisch verstärkt ist. Das versteifte Filterteil ist flexibel und/oder ist durch mechanische Krafteinwirkung reversibel deformierbar.

[0021] Das Filtermedium hat den Zweck, Feinstäube und Aerosole in der Luft beim Strömen durch das Filtermedium zurückzuhalten. Vorteilhaft sind geeignete Filtermedien als flexible textile Flächengebilde ausgestattet. Zur Erreichung der gewünschten Eigenschaften können Filtermedien aus mehreren Lagen unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein. Beispielsweise kann eine feinporige Filterschicht zwischen zwei Deckvliesschichten angeordnet sein. Ein möglicher vorteilhafter Aufbau eines Filtermediums für eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske kann beispielsweise ein erstes und ein zweites Deckvlies aus Polypropylen(PP)-Spinnvlies umfassen (thermisch verfestigt, 25 g/m2 gemäss DIN EN 29073 T1 A4, Hersteller: Technitex Sachsen GmbH, DE, Typ: 00617.02), sowie eine dazwischen angeordnete poröse Filterschicht aus Polypropylen-Meltblown-Vlies (25 g/m2, Dicke 0.35 bzw. 0.3 mm, Hersteller: Shandong Dawn Polymer Co. Ltd., CN; Typ: Nantong/Autefa MB25; oder alternativ Sandler AG, DE; Typ: Sawascreen 8605).

[0022] Anstatt undurchsichtiges Vliesmaterial kann als Filtermedium auch das vorangehend besprochene transparente Filtermedium verwendet werden, wie es von EPF Lausanne und EMPA St Gallen im März 2020 zum Patent angemeldet worden ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung wird hiermit in seiner Gesamtheit durch Referenz in diese Beschreibung aufgenommen. Das genannte flexible transparente Filtermaterial kann durch die Versteifungsstruktur mechanisch so stabilisiert werden, dass daraus eine Maske gefertigt werden kann, die nicht beim Einatmen kollabiert.

[0023] Das versteifte Filterteil verhindert ein Kollabieren der Maske beim Einatmen aufgrund des auftretenden Unterdrucks im Maskeninnern. Die Versteifungsstruktur bestimmt die mechanischen Eigenschaften des Filterteils. Ist die Versteifungsstruktur elastisch flexibel ausgestaltet, beispielsweise in Form einer elastisch flexiblen, halbstarren Folie, so ist auch das Filterteil mit dem mit der Versteifungstruktur verbundenen flexiblen Filtermedium elastisch flexibel und halbstarr. Ist die Versteifungsstruktur hingegen durch mechanische Krafteinwirkung bleibend deformierbar ausgestaltet, beispielsweise in Form eines deformierbaren Drahtnetzes, so ist auch das Filterteil mit dem mit der Versteifungstruktur verbundenen flexiblen Filtermedium durch mechanische Krafteinwirkung bleibend deformierbar.

[0024] Die Versteifungsstruktur liegt vorteilhaft auf einer Oberfläche des Filtermediums des Filterteils auf und ist mit diesem dauerhaft verbunden. Diese externe Anordnung der Versteifungsstruktur ermöglicht einen einfachen Aufbau des flächigen Filtermediums, und eine einfache Herstellung einer solchen Maske.

[0025] Die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils kann auf einer gesichtsabgewandten Seite des Filterteils oder auf einer gesichtszugewandten Seite des Filterteils angeordnet sein.

[0026] Denkbar ist auch die Anordnung der Versteifungstruktur innerhalb des Filtermediums, so kann beispielsweise die Versteifungstruktur bei einem mehrlagigen Filtermedium zwischen den äusseren Lagen des Filtermediums angeordnet sein. Eine solche Konfiguration hat den Vorteil, dass die Versteifungsstruktur auch formschlüssig innerhalb des Filtermediums fixiert werden kann.

[0027] Die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft als Gitter oder als Folie ausgestaltet, welche auf einer Oberfläche des Filtermediums des Filterteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden ist.

[0028] Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft die Fläche der Versteifungsstruktur des Filterteils welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils überlappt, kleiner als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils.

[0029] Vorteilhaft ist die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske als Folie ausgestaltet, welche eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist.

[0030] Dies erlaubt es, die Folie als Rahmen mit einer darin angeordneten Fachwerkstruktur auszugestalten, so dass mit einem Minimum an Folienfläche im Bereich der aktiven Filterfläche des Filterteils die notwendige Gesamtsteifigkeit des Filterteils erreicht wird.

[0031] Ebenso vorteilhaft ist die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske als transparente Folie ausgestaltet.

[0032] Die Oberfläche des Filtermediums bleibt so sichtbar, insbesondere aufgedruckte schriftliche Daten oder auch grafische Dekorationselemente. Ist das Filtermedium selber transparent, so wird die Transparenz durch die ebenfalls transparente Folie nicht beeinträchtigt.

[0033] Bei Verwendung einer transparenten Folie ist diese vorteilhaft mit einer geeigneten Anti-Reflektions-Schicht ausgestattet. Entsprechende Beschichtungen sind beispielsweise aus dem Bereich von Kunststoff-Brillengläsern bekannt.

[0034] Alternativ oder zusätzlich ist bei Verwendung einer transparenten Folie diese vorteilhaft derartig beschichtet ist, dass die Folie in feuchter Luft nicht beschlägt, denn ein Beschlagen der Folie, also ein Kondensieren von einer Vielzahl von feinsten Wassertröpfchen aus der Luftfeuchtigkeit auf der Folie, macht die Folie intransparent.

[0035] Für das Verhindern des Beschlagens wird die Oberfläche der Folie hydrophil ausgerüstet, so dass die Kondensation von Wasser auf der Folienoberfläche anstatt zu Tröpfchenbildung zu einem geschlossenen, unsichtbaren Wasserfilm führt. Dafür sind verschiedenen technische Lösungen bekannt. Für Polymerfolien ist es beispielsweise bekannt, in die Polymerstruktur Monomere mit hydrophilen Gruppen einzubauen, zum Beispiel mit kurzen PEG-Ketten. Beschlagsfreie Polymerfolien werden insbesondere zum Verpacken von Frischgemüse und Fleisch in Schalen verwendet.

[0036] Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils entlang einer Linie am oberen und/oder unteren Aussenrand und/oder einem seitlichen Aussenrand des Filterteils mit dem Filtermedium des Filterteils verbunden.

[0037] Die Verbindung von Versteifungsstruktur und Filtermedium kann durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen erfolgen. Die Verbindungslinie kann beispielsweise als durchgehende Schweisslinie, als Schweisspunktfläche oder als Abfolge von kürzeren Schweisslinien ausgestaltet sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschallschweissen.

[0038] Am Filterteil einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske können Befestigungsmittel vorgesehen sein zur Befestigung der Atemschutzmaske am Kopf eines Benutzers oder an einer Schutzausrüstung.

[0039] Üblich sind beispielsweise Ohrbändel in Form von elastischen Schnurschlaufen, die je an einem seitlichen Ende des Frontteils befestigt werden und im Gebrauch hinter den Ohren des Benutzers eingehängt werden, um die Maske am Kopf des Benutzers zu befestigen. Ebenfalls üblich sind Kopfbändel, bei welchen zwei elastische Bänder zwischen den beiden seitlichen Enden der Maske angeordnet sind. Im Gebrauch verlaufen diese Bänder dann um den Kopf des Maskenträgers. Diese Variante ist insbesondere auch für Träger von Schutzanzügen geeignet, welche die Ohren verdecken. Ebenfalls möglich sind lose, nicht elastische Bändel, die hinter dem Knopf reversibel verknotet werden.

[0040] Die Bändel können, je nach Material, durch Heften oder Ultraschallschweissen auf dem Maskenkörper befestigt werden.

[0041] Beispielsweise können für die Bändel elastische Flechtkordeln verwendet werden (Bsp: 1: 96% Polyester, 4 % Elasthan, Durchmessers mm rund; Hersteller: JHCO Elastic; Typ: 12045; Bsp. 2: 40% Polyester, 60% Elastodien, Durchmesser 5 mm flach; Dehnbarkeit 280%; Hersteller: JHCO Elastic; Typ: 10800). Wegen der hohen Dehnbarkeit sind solche Bändel für kopfumspannende Bändel besonders gut geeignet. Aufgrund des Materials sind die vorgenannten Bändel nicht ultraschallschweissbar und werden stattdessen auf das Frontteil geheftet. Für Ohrenbändel gut geeignet ist beispielsweise eine Hohlschnur 2.5 mm x 1 mm aus 77.2% Polyamid und 22.8% Elasthan, die durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig mit dem Frontteil verbunden werden kann (Dehnbarkeit 120%; Hersteller: Baumeister; Typ: A708294). Die Kopfbändel (Kopfbefestigung) erfahren eine plastische Verformung beim Gebrauch der Maske.

[0042] Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske kann weiter am Filterteil im Bereich des oberen Aussenrands ein durch mechanische Krafteinwirkung deformierbarer Klemmbügel vorgesehen sein.

[0043] Ein solcher Klemmbügel erlaubt es, das flexible Material des Oberteils an die unregelmässige und für jeden Maskenträger individuelle Oberfläche des Gesichts im Bereich der Nase und der Augen anzupassen und so die Dichtwirkung zu optimieren.

[0044] Ein solcher Klemmbügel kann beispielsweise als Draht, als Doppeldraht, als Blechstreifen oder als Drahtgeflecht ausgestattet sein. Der Klemmbügel kann auf der Aussenfläche des Oberteils befestigt sein oder zwischen den Decklagen des Filtermediums angeordnet sein.

[0045] Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske kann weiter am Filterteil im Bereich des oberen Aussenrands eine gesichtsseitige Abdichtungsauflage angeordnet sein.

[0046] Eine solche Abdichtungsauflage, insbesondere zusammenwirkend mit einem Klemmbügel im Nasenbereich, dient dazu, die Dichtwirkung der Atemschutzmaske im Bereich der Nase und der Augen zu erhöhen, um beim Ausatmen den Luftstrom zwischen dem Aussenrand des Oberteils und der Haut zu minimieren. Dies soll unter anderem das Beschlagen der Brillengläser bei Brillenträgern vermeiden. Als Abdichtungsauflage kann beispielsweise Moosgummi verwendet werden, oder ein anderer elastischer Schaumstoff. Ein Beispiel für ein geeignetes Material ist PE-Schaum (Dicke 1-2 mm, ab Rolle zugeführt und selbstklebend auf einer Seite; Typ: Top-Cell; Hersteller: Topplast).

[0047] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen umfasst ein Frontteil, bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium, welches durch eine flächige Versteifungsstruktur mechanisch verstärkt wird; ein Oberteil, welches an einer ersten Seite des Frontteils entlang einer ersten Verbindungslinie mit dem Frontteil verbunden ist; und ein Unterteil, welches an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Frontteils entlang einer zweiten Verbindungslinie mit den Frontteil verbunden ist. Das Frontteil, das Oberteil und das Unterteil bilden zusammen in einem geöffneten Zustand der Atemschutzmaske einem konkaven Maskenkörper. Die flächige Versteifungsstruktur des Frontteils ist als Folie ausgestaltet, welche auf einer äusseren Oberfläche des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden ist. Die Fläche der Versteifungsstruktur, welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils überlappt, ist kleiner als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils.

[0048] Das versteifte Frontteil verhindert ein Kollabieren des Maskenkörpers beim Einatmen aufgrund des dabei auftretenden Unterdrucks im Maskeninnern, während das flexible Unterteil und Oberteil ein bündiges, dichtendes Anliegen des Maskenkörpers am Gesicht eines Benutzers ermöglicht. Die Versteifung erfolgt über die Folie, welche auf der äusseren Oberfläche des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit diesem mechanisch verbunden ist. Diese externe Anordnung der Versteifungsstruktur ermöglicht einen wesentlich einfacheren Aufbau des flächigen Filtermediums, welches im Bereich des Oberteils, des Frontteils und des Unterteils identisch ausgestaltet werden kann, und auch eine einfachere Herstellung einer solchen Maske.

[0049] Die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils ist diejenige Fläche des Filtermediums, durch welche potenziell Luft zwischen dem gesichtsseitigen Halbraum der Maske (also der Maskeninnenseite) und dem gesichtsabgewandten Halbraum der Maske (also der Maskenaussenseite) hin und her fliessen kann. Da die Fläche der Versteifungsfolie, welche mit dieser aktiven Filterfläche des Frontteils überlappt, kleiner ist als diese aktive Filterfläche, bleibt ein Teil der aktiven Filterfläche des Frontteils offen und der Luftfluss wird nicht durch die Versteifungsfolie blockiert. Gesamthaft ist so der Durchflusswiderstand des Frontteils gleich hoch oder geringer als bei einer durchgehenden Versteifungslage im Inneren des Filtermediums, wie aus dem Stand der Technik bekannt.

[0050] Die Verbindung des Frontteils mit dem Oberteil entlang der ersten Verbindungslinie, beziehungsweise die Verbindung des Frontteils mit dem Unterteil entlang der zweiten Verbindungslinie, kann beispielsweise durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen realisiert sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschallschweissen, was jedoch dafür geeignete thermoplastische Materialien voraussetzt.

[0051] Für die Folie der Versteifungsstruktur wird vorteilhaft eine Polymerfolie verwendet, beispielsweise eine Folie aus ungestrecktem Polypropylen (CPP) mit einer Dicke von 0.13 mm eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist die Folie transparent

[0052] Die Folie kann mit einer Anti-Fog-Beschichtung und/oder einer Anti-Reflektions-Beschichtung ausgestattet sein.

[0053] Ebenfalls verwendet werden können beispielsweise Polypropylen(PP)-Folien oder Polyethylenterephthalat(PET)-Folien. Geeignet als Versteifungsstruktur sind aber auf andere flächige, biegsame Strukturen wie beispielsweise Karton oder dünnes Blech. Thermoplastische Polymerfolien haben aber unter anderem den Vorteil, dass sie mit dem Filtermedium durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig verbunden werden können. Anstatt undurchsichtiges Vliesmaterial kann wiederum als Filtermedium auch das vorangehend besprochene transparente Filtermedium verwendet werden, wie es von EPF Lausanne und EMPA St. Gallen im März 2020 zum Patent angemeldet worden ist.

[0054] Das genannte flexible transparente Filtermaterial kann durch eine vorteilhaft transparente Versteifungsfolie wie oben diskutiert mechanisch so stabilisiert werden, dass daraus eine Maske des beschriebenen dreiteiligen Typs hergestellt werden kann.

[0055] Die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils der Atemschutzmaske kann auf der gesichtsabgewandten Seite des Frontteils, also der Maskenaussenseite, oder auf der gesichtszugewandten Seite des Frontteils, also der Maskeninnenseite, angeordnet sein.

[0056] In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Atemschutzmaske weist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils eine oder mehrere Ausnehmungen auf.

[0057] Dies erlaubt es, die Folie als Rahmen mit einer darin angeordneten Fachwerkstruktur auszugestalten, so dass mit einem Minimum an Folienfläche im Bereich der aktiven Filterfläche des Frontteils die notwendige Gesamtsteifigkeit des Frontteils erreicht wird.

[0058] Vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils transparent.

[0059] Zum einen bleibt so die Oberfläche des Filtermediums sichtbar, insbesondere aufgedruckte schriftliche Daten oder auch grafische Dekorationselemente. Ist das Filtermedium selber transparent, so wird die Transparenz durch die ebenfalls transparente Folie nicht behindert.

[0060] Zum anderen kann die Folie zusätzlich als Sichtfenster wirken, worauf untenstehend eingegangen wird.

[0061] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einer Atemschutzmaske weist das Filtermedium des Frontteils eine Ausnehmung auf, welche vollständig mit der Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils bedeckt ist. Die genannte Folie verschliesst die genannte Ausnehmung dichtend. Die genannte Folie ist transparent.

[0062] Auf diese Weise bildet die transparente Folie mit der Ausnehmung der Filtermediums zusammen ein Sichtfenster im Frontteil der Atemschutzmaske. Wird die Ausnehmung so platziert, dass beim vorgesehenen Gebrauch der Maske die Ausnehmung über dem Mund des Maskenträgers liegt, so kann eine Drittperson das Mundbild des Maskenträgers sehen. Personen mit Hörbeeinträchtigungen können auf diese Weise trotz des Tragens einer Schutzmaske mittels Lippenlesen oder Gebärdensprache kommunizieren. Als dichte Verbindung ist im Zusammenhang mit erfindungsgemässen Atemschutzmasken nicht zwingend eine fluidisch dichte Verbindung gemeint. Als dicht kann im Zusammenhang mit Atemschutzmasken jede Verbindung bezeichnet werden, bei welchem der Durchflusswiderstand um Grössenordnungen höher ist als der Durchflusswiderstand des Filtermediums, so dass nur schon aus diesem Grund keine Gasströmung durch diese Verbindung erfolgt. So können beispielsweise mittels einer Vielzahl von Schweisspunkten oder Linien zwei Filtermedien oder eine Folie und ein Filtermedium dichtend verbunden werden, obwohl keine geschlossene Schweisslinie vorliegt. Im Bereich zwischen den Schweisspunkten liegen die beiden Schichten jedoch so nahe aufeinander, dass der Durchflusswiderstand zwischen den beiden Schichten hindurch sehr viel höher ist als der Durchflusswiderstand des Filtermediums senkrecht zu der Filterfläche.

[0063] Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführungsform einer Atemschutzmaske die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils entlang des Umfangs der Ausnehmung des Filtermediums des Frontteils mit dem Filtermedium dichtend verbunden.

[0064] Ebenfalls vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils derartig beschichtet, dass die Folie in feuchter Luft nicht beschlägt. Ein Beschlagen der Folie, also ein Kondensieren von einer Vielzahl von feinsten Wassertröpfchen aus der Luftfeuchtigkeit, insbesondere in der Atemluft, ist mit Blick auf den zusätzlichen Effekt der Folie als Sichtfenster ungünstig, und sollte deshalb vorteilhaft vermieden werden. Das gleiche gilt bei der Verwendung eines transparenten Filtermediums.

[0065] Alternativ oder zusätzlich kann bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske die Folie auch mit einer geeigneten Anti-Reflektions-Schicht ausgestattet sein. Entsprechende Beschichtungen sind beispielsweise aus dem Bereich von Kunststoff-Brillengläsern bekannt.

[0066] Das Vermeiden von Reflexionen auf einer transparenten Folie verbessert die Sicht von aussen durch das Sichtfenster auf den Mundbereich, da die Reflektion von Licht auf der Folie vermieden wird. Dies kann insbesondere bei direktem Sonnenlicht oder punktförmigen Lichtquellen der Fall sein.

[0067] Vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils entlang einer Linie am oberen und/oder unteren Aussenrand des Frontteils mit dem Filtermedium verbunden.

[0068] Die Verbindung von Folie und Filtermedium kann durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen erfolgen. Die Verbindungslinie kann beispielsweise als durchgehende Schweisslinie, als Schweisspunktfläche oder als Abfolge von kürzeren Schweisslinien ausgestaltet sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschallschweissen.

[0069] Besonders vorteilhaft fällt die Verbindungslinie zusammen mit der entsprechenden Verbindungslinie zwischen Frontteil und Oberteil beziehungsweise Unterteil.

[0070] Vorteilhaft sind bei einer Atemschutzmaske am Frontteil Befestigungsmittel vorgesehen zur Befestigung der Atemschutzmaske am Kopf eines Benutzers oder an einer Schutzausrüstung. Geeignete Befestigungsmittel wurden obenstehend bereits besprochen.

[0071] In einer vorteilhaften Ausführungsvariante einer Atemschutzmaske ist am Oberteil im Bereich des Aussenrands ein Klemmbügel angeordnet, welcher durch mechanische Krafteinwirkung deformiert werden kann. Geeignete Klemmbügel wurden obenstehend bereits besprochen.

[0072] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante einer Atemschutzmaske ist am Oberteil im Bereich des Aussenrands auf der gesichtszugewandten Seite eine Abdichtungsauflage angebracht. Geeignete Abdichtungsauflagen wurden obenstehend bereits besprochen

[0073] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zu Herstellung einer gefalteten Atemschutzmaske, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Bahn eines flächigen Filtermediums; Erstellen der Randkonturen eines Oberteils und eines Unterteils einer Atemschutzmaske, beispielsweise durch Ultraschallschweissen; Abtrennen des ausserhalb der Randkonturen liegenden Materials entlang der erstellten Randkonturen des Oberteils und des Unterteils; Auflegen einer Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn im Bereich eines Frontteils der Atemschutzmaske; Falten der Filtermedium-Bahn, so dass die Bereiche des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils übereinander liegen; Erstellen einer dichtenden Verbindung zwischen dem Frontteil und dem Oberteil und zwischen dem Frontteil und dem Unterteil, beispielsweise durch Ultraschallschweissen; Abtrennen des ausserhalb der Aussenkonturen des Frontteils liegenden Materials entlang den Aussenkonturen des Frontteils; Bereitstellen des vereinzelten, gefalteten Maskenkörpers zur weiteren Verarbeitung.

[0074] Das Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn kann vor oder nach dem Falten des Filtermediums stattfinden.

[0075] Ausnehmungen in der Folie werden vorteilhaft vor dem Auflegen der Folie auf das Filtermedium aus der Folie geschnitten. Gegebenenfalls können auch Aussenkonturen in die Folie geschnitten werden.

[0076] In einer vorteilhaften Variante eines solchen Verfahrens wird nach dem Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn die Folie mit dem Filtermedium verschweisst.

[0077] In einer weiteren vorteilhaften Variante eines solchen Verfahrens wird vor dem Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn eine Ausnehmung im Bahn-Bereich des Frontteils ausgeschnitten.

[0078] Ist bei der herzustellenden Maske ein Klemmelement vorgesehen, so kann dieses auf dem fertigen Filtermedium, oder vor der Zusammenführung der verschiedenen Lagen auf einer der Lagen des Filtermediums platziert werden. Vorteilhaft wird das Klemmelement ab Rolle zugeführt, passend abgelängt und so bereitgestellt.

[0079] Eine Abdichtungsauflage wird vorteilhaft ab Rolle zugeführt, passend ausgeschnitten und vor dem Falten des Filtermediums an der passenden Stelle des zukünftigen Oberteils platziert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0080] Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnungen Bezug genommen. Diese zeigen lediglich Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands. In den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit den gleichen oder zumindest ähnlichen Bezugszeichen versehen Figur 1 zeigt schematisch in Frontansicht eine vorteilhafte Schutzmaske. Figur 2 zeigt schematisch in Frontansicht eine andere vorteilhafte Schutzmaske. Figur 3 zeigt schematisch in Frontansicht eine weitere vorteilhafte Schutzmaske. Figur 4 zeigt schematisch in Frontansicht noch eine andere vorteilhafte Schutzmaske. Figur 5 zeigt perspektivisch eine am Kopf eines Benutzers befestigte vorteilhafte Schutzmaske. Figur 6 zeigt die Schutzmaske aus Figur 5 in einer perspektivischen Seitenansicht. Figur 7 zeigt schematisch separat dargestellt die einzelnen Teile der Schutzmaske aus Figur 5, mit (a) dem Oberteil, (b) dem Frontteil, und (c) dem Unterteil der Schutzmaske. Figur 8 zeigt perspektivisch die Schutzmaske aus Figur 5 in zusammengelegtem Zustand von der Rückseite her. Figur 9 zeigt schematisch das Frontteil einer weiteren Ausführungsform einer vorteilhaften Schutzmaske ohne Sichtfenster, in zusammengelegtem Zustand mit Blick auf das Frontteil, Figur 10 zeigt schematisch drei weitere Ausführungsformen von vorteilhaften Schutzmasken ohne Sichtfenster, im geöffneten Zustand, getragen von einem Benutzer. Figur 11 zeigt schematisch die einzelnen Arbeitsschritte eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung einer vorteilhaften Schutzmaske.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0081] Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.

[0082] Verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 mit einem einteiligen Filterteil 7 sind in den Figuren 1, 2, 3 und 4 schematisch dargestellt, mit Blick auf die vom Gesicht abgewandte Frontseite.

[0083] Die in Figur 1 gezeigte Atemschutzmaske 1 umfasst ein einteiliges Filterteil 7 und zwei daran befestigte seitliche Befestigungsmittel 5 in Form von elastischen Ohrenschlaufen.

[0084] Das Filterteil 7 besteht aus einem Wesentlichen rechteckigen flächigen Filtermedium 70 und einer auf dem Filtermedium 70 befestigen flächigen Versteifungsstruktur 71.

[0085] Das flächige Filtermedium 70 kann beispielsweise als dreilagiger Filter aufgebaut sein, mit einem äusseren Deckvlies, einem inneren Deckvlies und einem dazwischen liegenden Filtervlies. Alternativ kann das flächige Filtermedium auch als transparentes Filtermedium ausgestaltet sein. Eine Schutzmaske 1 mit einem transparenten Filtermedium erlaubt den Blick von aussen auf den Mundbereich des Maskenträgers, so dass die Mimik und insbesondere das Mundbild sichtbar bleiben.

[0086] Die flächige Versteifungsstruktur 71 ist als Gitternetz 72 ausgestaltet, mit einer Mehrzahl von im rechten Winkel zueinander liegenden dünnen Stäben. Die durch das Gitternetz 72 abgedeckte Fläche des Filtermediums 70 ist vergleichsweise gering, so dass der Durchströmwiderstand des Filtermediums nicht negativ beeinflusst wird. Gleichzeitig ist bei einem transparentem Filtermedium auch die Sicht durch das Filtermedium im Wesentlichen ungehindert.

[0087] Das Gitternetz 72 kann beispielsweise als aus Polymer gefertigte einteilige Gitterstruktur ausgestaltet sein, oder durch Zusammenfügen von horizontalen und vertikalen Stäben gefertigt werden. Soll das Filterteil als Ganzes elastische, halbstarre Eigenschaften aufweisen, so ist ein Gitternetz aus einem elastischen Kunststoffmaterial als Versteifungsmittel besonders geeignet. Soll hingegen das Filterteil als Ganzes deformierbar bzw. formbar sein, so ist ein Gitternetz in Form eines verformbaren metallischen Drahtgitters besonders gut geeignet.

[0088] Das Gitternetz kann beispielsweise durch Kleben mit dem Filtermedium verbunden werden, oder durch Verschweissen, insbesondere Ultraschallschweissen. Vorteilhaft werden beim Ultraschallschweissen kompatible Materialien verwendet, besonders vorteilhaft im Wesentlichen identische thermoplastische Polymere. Bei einem Drahtgitter kann der Draht mit Polymer beschichtet sein.

[0089] Anstatt das gesamte Gitternetz mit dem Filtermedium zu verbinden, kann die Befestigung auch nur entlang der Aussenränder erfolgen. In solch einem Fall kann sich jedoch bei Unterdruck das Filtermedium von der Versteifungsstruktur abheben. Eine solche Ausführungsvariante ist deshalb vor allem dann sinnvoll, wenn die Versteifungsstruktur mit der gesichtsseitigen Oberfläche des Filtermediums verbunden ist. So kann ein Kollabieren des Filtermediums beim Einatmen vermieden werden, da diese strotz fehlender Verbindung durch die Versteifungstruktur gestützt wird.

[0090] Die flächige Versteifungstruktur 71 in Form des Drahtgitters 72 kann auch an einer Mehrzahl von Verbindungspunkten 711 mit dem Filtermedium 70 verbunden sein. Solche verbindungspunkte können insbesondere als Ultraschallschweisspunkte oder Klebepunkte ausgestaltet sein. Eine solche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemässen Schutzmaske 1 ist beispielsweise in Figur 2 dargestellt, in zwei Varianten. Auf Elemente, die gleich sind wie in Figur 1, wird nicht separat eingegangen.

[0091] Auf einer Seite rechts der gestrichelten Hilfslinie ist das Gitternetz 72 mit Verbindungspunkten 711 (schwarze Punkte) an allen Knotenpunkten des Gitternetzes mit dem Filtermedium verbunden. Alternativ dazu können Verbindungspunkte 711 auch nur bei jedem zweiten Knotenpunkt des Gitternetzes vorgesehen sein, wie auf der Seite links der gestrichelten Hilfslinie dargestellt.

[0092] Die konkrete Anordnung der Verbindungspunkte in dieser Figur 2 soll vor allem das Prinzip illustrieren. In der Regel wird jedoch die Anordnung der Verbindungspunkte im Wesentlichen symmetrisch gewählt werden. Möglich ist jedoch, dass in verschiedenen Zonen des Filterteils mehr oder weniger Verbindungspunkte verwendet werden. Dies erlaubt, die mechanischen Eigenschaften des Filterteils in den Zonen verschieden zu gestalten. Beispielsweise kann in einer zentralen Zone des rechteckigen Filtermediums nur jeder zweite Knotenpunkt des Gitternetzes mit dem Filtermedium verbinden sein, und in einem Aussenbereich jeder Knotenpunkt.

[0093] Eine weitere Variante einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 ist in Figur 3 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das flächige Versteifungsmedium 71 als Folie 73 ausgestaltet, welche im Wesentlichen deckungsgleich ist zum darunter liegenden Filtermedium 70. Die Folie 73 weist eine Mehrzahl von sechseckigen Ausnehmungen 731 auf, so dass das verbleibende Material der Folie 73 eine Fachwerk-Struktur aus Stegen 732 bildet.

[0094] Die Folie 70 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Polymermaterial wie das Filtermedium 70. Ist das Filtermedium beispielsweise aus Polypropylenvlies ausgebaut, so ist vorzugsweise auch die Folie aus Polypropylen. Dies erlaubt zum einen ein einfaches Verbinden der verschiedenen Bauelemente durch Ultraschallschweissen. Zum anderen erleichtert das einheitliche Material eine allfällige Rezyklierung der Schutzmasken.

[0095] Das als Folie 73 ausgestaltete flächige Versteifungsmedium 71 wird vorteilhaft entlang des Umfangs mit dem Filtermedium 70 verbunden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Zusätzlich kann die Folie 73 an den Stegen 732 und/oder den Knotenpunkten der Stege punktuell mit dem Filtermedium 70 verbunden sein, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Die entsprechenden Verbindungspunkte sind in der Figur nicht dargestellt.

[0096] Die Verbindungspunkte können entsprechend den gewünschten mechanischen Eigenschaften des Filterteils angeordnet sein. Beispielsweise kann die Anzahl und Anordnung der Verbindungspunkte so gewählt sein, dass zum einen die gewünschte mechanische Stabilisierung des Filtermediums erzielt wird, und zum anderen sich beim Einatmen das Filtermedium sich aufgrund des Unterdrucks so weit von einer gesichtsabgewandt angeordneten Versteifungstruktur abheben kann, dass auch die Filterfläche unter einem Teil der Folie freigelegt wird. Auf diese Weise kann der Einatmungswiderstand der Schutzmaske minimiert werden. Beispielsweise kann im Bereich der Stege 732 von den Knotenpunkten, an denen drei Stege zusammenstossen, jeder zweite Knotenpunkt mit dem Filtermedium verbunden sein.

[0097] Wird ein transparentes Filtermedium verwendet, so ist vorteilhaft auch die Folie transparent, damit die Sicht durch das transparente Filtermedium nicht eingeschränkt wird.

[0098] Die Form und Verteilung der Ausnehmungen in der Folie kann so gewählt werden, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften der Versteifungsstruktur erreicht werden. Auf entsprechende Varianten wird weiter untenstehend noch eingegangen werden, beispielsweise in den Figuren 9 und 10.

[0099] Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schutzmaske 1 ist in Figur 4 gezeigt. Eine flächige Versteifungsstruktur 71 in Form eines Gitternetzes 72 analog zu den Figuren 1 und 2 ist innerhalb eines Filtermediums aus zwei oder mehr Lagen angeordnet.

[0100] Das Filtermedium 70 kann beispielsweise aus einem äusseren Deckvlies, einem inneren Deckvlies und einem dazwischen liegenden Filtervlies bestehen. Alternativ kann das flächige Filtermedium beispielsweise auch aus zwei Lagen eines transparenten Filtermediums bestehen. Die Lagen des mehrlagigen Filtermediums sind vorzugsweise entlang des Umfangs miteinander verbunden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Das zwischen zwei Lagen des mehrlagigen Filtermediums 70 angeordnete Gitternetz 72 ist dadurch im Filterteil 7 formschlüssig fixiert. Um im inneren Bereich die mechanische Stabilisierung des Filtermediums 70 durch die Versteifungstruktur 71 zu erzielen, werden an einer Mehrzahl von Verbindungspunkten 701 die einzelnen Lagen des mehrlagigen Filtermediums 70 senkrecht zur Filterebene miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise einfach durch einen Ultraschallschweisspunkt erreicht werden. Es resultiert eine zusätzliche formschlüssige Fixierung des Gitternetzes 72 im inneren Bereich des Filterteils, und dadurch indirekt eine mechanische Stabilisierung des Filtermediums.

[0101] Auf einer Seite rechts der gestrichelten Hilfslinie sind die Verbindungspunkte 701 (schwarze Punkte) in allen Lücken des Gitternetzes angeordnet. Alternativ dazu können Verbindungspunkte 701 auch nur in jeder zweiten Lücke des Gitternetzes vorgesehen sein, wie auf der Seite links der gestrichelten Hilfslinie dargestellt. Die Anordnung der Verbindungspunkte in dieser Figur 4 ist wiederum zur Illustration gedacht. Die Anordnung der Verbindungspunkte wird vorteilhaft im Wesentlichen symmetrisch gewählt. Möglich ist, dass in verschiedenen Zonen des Filterteils mehr oder weniger Verbindungspunkte verwendet werden. Dies erlaubt, die mechanischen Eigenschaften des Filterteils in den Zonen verschieden zu gestalten. Beispielsweise kann in einer zentralen Zone des rechteckigen Filtermediums nur in jeder zweiten Lücke des Gitternetzes ein Verbindungspunkt vorgesehen sein, und in einem Aussenbereich in jeder Lücke des Gitternetzes.

[0102] Anstatt des Gitternetzes 72 kann bei einer solchen Ausführungsform auch eine folienförmige Versteifungstruktur verwendet werden, beispielsweise die Folie 93 aus Figur 3.

[0103] Da keine direkte Verbindung der Versteifungsstruktur mit dem Filtermedium notwendig ist, müssen die entsprechenden Materialien nicht kompatibel sein.

[0104] Die formschlüssige Fixierung der Versteifungsstruktur innerhalb des Filtermediums erlaubt es weiter, anstatt eines Gitternetzes eine Mehrzahl von untereinander nicht verbundenen linearen Stäben zu verwenden. So können beispielsweise elastisch biegbare Polymerfilamente einer gewissen Dicke ab Rolle bereitgestellt, abgelängt und auf einer ersten Teillage des Filtermediums platziert werden. Anschliessend wird die zweite Teillage des Filtermediums auf der ersten Teillage und der Versteifungsstruktur platziert, und die Lagen des Filtermediums werden entlang des Umfangs und an den vorgesehenen Verbindungspunkten miteinander verbunden.

[0105] Eine solche Herstellung kann die Fertigungskosten senken, weil der Fertigungsschritt für die Gitterstruktur entfällt. Weiter ist es auch möglich, den Abstand der einzelnen Stäbe zueinander verscheiden zu wählen, um so ebenfalls die mechanischen Eigenschaft des Filterteils zu beeinflussen. Ebenso können beispielsweise für die horizontalen und vertikalen Stäbe der Versteifungsstruktur verschiedene Materialen verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, die horizontalen Stäbe 721 aus einem elastischen Polymerfilament zu fertigen, und die vertikalen Stäbe 722 aus einem verformbaren Metalldraht.

[0106] Alle obenstehend besprochenen Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schutzmasken können mit einem Klemmelement, beispielsweise einem Doppeldrahtbügel, versehen werden, welcher an einem oberen Rand des Filterteils befestigt wird. Ein solches Klemmelement dient dazu, den oberen Rand des Filterteils an die Form des Nasenbereichs anzupassen und so die Dichtungswirkung zu verbessern.

[0107] Die vorgenannten Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schutzmasken weisen ein im Wesentlichen flaches Filterteil auf. Dieses wird beim Anlegen der Maske so verformt, dass ein dreidimensionaler Maskenkörper entsteht, welcher Mund und Nase des Trägers dichtend abschliessen kann. Die vorgenannten Ausführungsvarianten lassen sich alternativ auch analog zu den bekannten medizinischen Hygienemasken auch mit seitlich gerafftem Filterteil realisieren. Zu diesem Zweck wird das fertige Filterteil aus Filtermedium und Versteifungsstruktur an den seitlichen Rändern gerafft, so dass sich mehrere horizontale Falten bilden. Dadurch werden die Seitenränder verkürzt, wobei die horizontalen Falten beim Anlegen der Maske im Innenbereich wieder auseinander gefaltet werden, und ein konkaver Maskenkörper entsteht. Im Gegensatz zu den herkömmlichen medizinischen Hygienemasken sind solche erfindungsgemässen Masken wegen des zusätzlichen Versteifungselements jedoch steifer, so dass sie beim Einatmen weniger kollabieren, bzw. bei gleicher Steifigkeit ein dünneres Filtermedium verwendet werden kann.

[0108] Analog zu den obenstehend besprochenen erfindungsgemässen Schutzmasken lassen sich aus der gezeigten vorteilhaften Kombination von flächigem Filtermedium und flächiger Versteifungsstruktur auch kompliziertere Maskengeometrien fertigen. So können Schutzmasken mit zweiteiligem oder dreiteiligem Filterteil, wie sie beispielsweise aus WO 96/28217 A1, US 2008/0271739 A1 oder WO 2008/085546 A2 bekannt sind, mit einem erfindungsgemässen Filterteil gefertigt werden. Auf diese Weise lassen sich auch aus einem wenig formstabilen transparenten Filtermedium wie beispielsweise dem bereits diskutierten Filtermedium von EPFL und EMPA solche komplexeren Schutzmasken realisieren.

[0109] In einer möglichen Variante werden das flächige Filtermedium und die flächige Verbindungsstruktur wie vorangehend offenbart miteinander verbunden. Die entstehende flächige Struktur wird anschliessend wie ein herkömmliches Filtermedium zu den zweiteiligen oder dreiteiligen Maskenkörpern verarbeitet.

[0110] Auch steife dreidimensionale Maskenkörper wie beispielhaft in US 2013/0291876 A1 gezeigt können mit einem erfindungsgemässen Filterteil gefertigt sein, um so eine solche Schutzmaske beispielsweise aus dem wenig formstabilen transparenten Filtermedium von EPFL und EMPA zu realisieren. Zu diesem Zweck kann

[0111] In einer möglichen Variante werden wiederum das flächige Filtermedium und die flächige Verbindungsstruktur miteinander zu einer flächigen Struktur verbunden. Diese kann anschliessend in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht werden, beispielsweise indem die flächige Filterstruktur mit einem konvexen Stempel in eine konkave Form gedrückt wird. Dabei bildet das Filterteil in kontrollierter Art und Weise Falten. Die dreidimensionale Struktur des Filterteils kann anschliessend fixiert werden, indem die übereinander gefalteten Bereiche des Filterteils am Umfang miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen.

[0112] In einer anderen Variante werden die flächige Versteifungsstruktur und das flächige Filtermedium unabhängig voneinander in die konkave Form gedrückt. Beispielsweise kann zuerst die Versteifungsstruktur und anschliessend das Filtermedium in die Form gedrückt werden. Die Verbindung von Versteifungsstruktur und Filtermedium erfolgt dann erst in der dreidimensionalen Struktur.

[0113] Vorteilhaft ist bei den vorgenannten Fertigungsverfahren die flächige Versteifungsstruktur so ausgestaltet, dass sie beim Umformen bzw. Drücken in die Form nicht mechanisch beschädigt wird. Noch vorteilhafter ist die flächige Versteifungsstruktur so ausgestaltet, dass nach dem Umformungsschritt in der dreidimensionalen Form die Elemente der Versteifungsstruktur an vorgesehenen Ort angeordnet sind.

[0114] Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 ist in den Figuren 5, 6, 7 und 8 gezeigt. Der Maskenkörper der Atemschutzmaske 1 besteht aus einem Oberteil 3, einem Frontteil 2 und einem Unterteil 4. Das Oberteil 3 ist entlang einer Verbindungslinie 11 mit dem Frontteil 2 dichtend verbunden. Das Unterteil 4 wiederum ist entlang einer Verbindungslinie 12 mit dem Frontteil 2 dichtend verbunden. Aufgrund der gekrümmten Verbindungslinien 11, 12 bilden Oberteil 3, Frontteil 2 und Unterteil 4 zusammen einen dreidimensionalen, konkaven Maskenkörper. Zusammen mit einer geeigneten Formgebung der Aussenränder 35, 45 von Oberteil und Unterteil 4 kann so der konkave Maskenkörper den Mund- und Nasenbereich eines Maskenträgers dichtend abschliessen, so dass Luft im Wesentlichen von aussen nur durch das Filtermedium 24, 34, 44 in das Maskeninnere 13 gelangen kann (Einatmen des Maskenträgers) beziehungsweise nur durch das Filtermedium 24, 34, 44 aus dem Maskeninneren nach aussen 14 gelangen kann (Ausatmen des Maskenträgers).

[0115] Das Oberteil 3 besteht aus dem flächigen Filtermedium 34, mit einem äusseren Deckvlies 341, einem inneren Deckvlies 342 und einer dazwischen liegenden Filterschicht (nicht sichtbar). Auf einer dem Gesicht zugewandten Seite 13 ist im Bereich des Aussenrands 35 eine Abdichtungsauflage 33 angeordnet. Beim Tragen der Maske 1 liegt diese Abdichtungsauflage 33 auf der Nase und dem Gesicht des Maskenträgers auf. Auf der dem Gesicht abgewandten Seite 14 des Oberteils der Atemschutzmaske ist ein Klemmelement 32 angeordnet. Das Klemmelement 32 besteht aus einem verformbaren Drahtelement, welches zur passgenauen Anpassung des Oberteils 3 an die Form des Nasen- und Augenbereichs passend deformiert wird. Auf diese Art kann eine möglichst dichte Abschliessung der Gesichtsregion durch das Oberteil erreicht werden.

[0116] In einer Punktschweisszone 31 am Aussenrand 35 des Oberteils 3 sind die verschiedenen Lagen des Filtermediums 34 mit einer Vielzahl von Ultraschallschweisspunkten durchgehend durch die ganze Dicke des Filtermediums stoffschlüssig verbunden.

[0117] Das Unterteil 4 besteht aus dem gleichen dreilagigen Filtermedium 44 wie das Oberteil 3. Beim Unterteil 4 ist ebenfalls in einer Punktschweisszone 41 am Aussenrand 45 des Unterteils 4 die verschiedenen Lagen des Filtermediums 44 mit einer Vielzahl von Ultraschallschweisspunkten durchgehend durch die ganze Dicke des Filtermediums stoffschlüssig verbunden. Das Unterteil 4 schliesst den Maskeninnenraum im Kinnbereich des Maskenträgers dichtend gegen das Gesicht ab.

[0118] Das Frontteil 2 besteht aus dem gleichen dreilagigen Filtermedium 24 wie das dreilagige Filtermedium 34, 44 des Oberteils 3 beziehungsweise Unterteils 4. In einem zentralen Bereich über dem Mund des Maskenträgers weist das Filtermedium 24 eine Ausnehmung 23 auf. Auf der vom Gesicht abgewandten Seite 14 des Frontteils 2 ist eine versteifende Folie 22 auf dem Filtermedium 24 befestigt. Die versteifende Folie 22 weist in den beiden seitlichen Bereichen neben der Ausnehmung 23 des Filtermediums 24 jeweils drei Ausnehmungen 221 auf, in welchen das Filtermedium 24 nicht durch die Folie 22 abgedeckt ist. Im Bereich der Ausnehmung 23 des Filtermediums 24 weist die Folie 22 hingegen keine Ausnehmung auf und bedeckt die gesamte Ausnehmung 23. Eine Schweissnaht 26 verläuft rund um die Ausnehmung 23 und verbindet Folie 22 und Filtermedium 24 stoffschlüssig. Die Ausnehmung 23 ist somit durch die fluidisch dichte Folie 22 verschlossen.

[0119] Die Folie 22 ist transparent. Als Folge davon ist der Mund des Maskenträgers durch das aus der Ausnehmung 23 und der darüberliegenden Folie 22 gebildete Sichtfenster von aussen sichtbar. Ein Dritter kann somit sowohl die Mimik als auch das Mundbild des Maskenträgers erkennen.

[0120] An einem oberen Rand des Frontteils 2 ist die Folie 22 entlang einer Schweissnaht 25 an der Verbindungslinie 11 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 und mit dem Filtermedium 34 des Oberteils 3 durch Ultraschallverschweissen stoffschlüssig verbunden. Analog ist die Folie 22 entlang einer Schweissnaht 27 an der Verbindungslinie 12 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 und mit dem Filtermedium 44 des Unterteils 4 durch Ultraschallverschweissen stoffschlüssig verbunden.

[0121] Im gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Schweissnaht 27 in zentralen Bereich mit der umlaufenden Schweissnaht 26 zusammen. Es wäre jedoch analog zum oberen Rand des Frontteils 2 möglich, die beiden Schweissnähte 26, 27 separat auszugestalten.

[0122] Seitlich sind das Oberteil 3, das Frontteil 2 mit Filtermedium 24 und Folie 22 und das Unterteil 4 in der Punktschweisszone 21, 31', 41' stoffschlüssig miteinander verbunden. Im Bereich der Punktschweisszone 21 sind zudem Befestigungsmittel 5 in Form von elastischen Ohrenschlaufen durch Ultraschweissen stoffschlüssig mit dem Frontteil 2 verbunden.

[0123] Durch die Ausnehmungen 221 in der Folie 22 bilden sich Stege 222 der Folie 22, die auf dem äusseren Deckvlies 241 des Filtermedium 24 aufliegen. Die Stege 222 sind so gestaltet, dass die Versteifungsfolie 22 in Verbindung mit den Schweissnähten 25, 26, 27 das sehr flexible Filtermedium 24 mechanisch derart verstärkt, dass es beim Einatmen trotz des sich bildenden Unterdrucks im Maskeninneren 13 das Frontteil nicht zu weit in Richtung Gesicht gedrückt wird, die Maske also nicht kollabiert.

[0124] Die Ausnehmungen 221 sind gleichzeitig so gestaltet, dass ein ausreichend grosser aktiver Filterbereich des Filtermediums 24 verbleibt, in welchem das Filtermedium nicht durch die Folie 22 bedeckt ist und Luft durch das Filtermedium strömen kann.

[0125] Der Atemwiderstand des Filtermediums des Frontteils wird nicht negativ beeinflusst. Beim Einatmen wird das Filtermedium 24 aufgrund der Druckdifferenz leicht in Richtung Masken inneres 13 gedrückt. Als Folge davon hebt sich das Filtermedium 24 von den Stegen 222 ab, und die unter den Stegen 222 liegende Fläche des Filtermediums 24 liegt vorübergehend ebenfalls frei. Beim Einatmen steht somit die gesamte Fläche des Filtermediums 24 für das das Durchströmen der Luft zur Verfügung. Dies führt dazu, dass vor allem beim Einatmen der Atemwiderstand möglichst gering ist.

[0126] Je nach Ausgestaltung der Stege 222 ist es auch möglich, die Folie 22 an gewissen Stellen der Stege punktuell mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 zu verbinden, um die mechanische Stabilität des gesamten Frontteils 2 zu optimieren.

[0127] In den Figuren 5 und 6 ist die gezeigte Atemschutzmaske 1 in der dreidimensionalen geöffneten Konfiguration dargestellt. Das Oberteil 3 und das Unterteil 4 können entlang der Verbindungslinien 11, 12 derart auf das Frontteil 2 gefaltet werden, dass in einer geschlossenen Konfiguration der Maskenkörper flach ist (vgl. Figur 8). Diese geschlossene Konfiguration ergibt sich zudem auch direkt bei der Herstellung der Atemschutzmasken. Auf das entsprechende Verfahren wird weiter unten noch eingegangen werden.

[0128] Das Frontteil 2 einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 kann auch ohne eine Ausnehmung 23 im Filtermedium 24 des Frontteils 2 ausgestaltet sein. Der vorteilhafte Effekt einer externen Versteifung des flexiblen Filtermediums 24 ist auch bei einer solchen Ausführungsform gegeben. Ein mögliches Ausführungsbeispiel eines solchen vorteilhaften Frontteils 2 einer Atemschutzmaske 1 ist in Figur 9 gezeigt. Auf dem Filtermedium 24 ist eine folienförmige Versteifungsstruktur 22 angeordnet, die entlang von zwei Verbindungslinien 11 und 12 durch Ultraschallschweissen mit dem Filtermedium 24 verbunden ist, analog zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Die versteifende Folie 22 weist mehrere Ausnehmungen 221 auf, wodurch sich eine Struktur von Stegen und Kreuzungspunkten 222 ergibt, die im Zusammenwirken mit den Verbindungsnähten 27 und 25 an den äusseren Rändern des Frontteils 2 die gewünschte Versteifung des Frontteils bewirken.

[0129] In diesem gezeigten Ausführungsbeispiel eines Frontteils 2 ist die durch die Folie 22 abgedeckte Fläche des darunterliegenden, mit dem Maskeninneren in Wirkverbindung stehenden Filtermediums 24 wesentlich kleiner als die Fläche der Ausnehmungen 221 in der Folie 22. Die aktive Filterfläche des Frontteils 2 wird somit durch die Folie 22 nur zu einem kleinen Teil reduziert. Die Erhöhung des Durchflusswiderstands ist dabei gleich oder geringer als sie beim Einbringen einer zusätzlichen versteifenden Schicht innerhalb des Filtermediums über die gesamte aktive Filterfläche wäre, wie aus dem Stand der Technik bekannt.

[0130] Beim Einatmen wird zusätzlich das Filtermedium 24 des Frontteils 2 aufgrund des Unterdrucks beim Einatmen in Richtung des Maskeninnenraums gedrückt, so dass auch die Fläche des Filtermediums 24 unterhalb der Folie 22 frei liegt und für das Durchströmen der Luft zur Verfügung steht.

[0131] Ebenfalls ist es möglich, die Folie 22 an einem oder mehreren zusätzlichen Verbindungspunkten mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 zu verbinden, um die Gesamtstabilität des Frontteils in der gewünschten Art und Weise zu beeinflussen. Beispielhaft ist in Figur 9 entlang einer Mittellinie des Frontteils 2 eine Verbindungsschweissnaht 28 dargestellt, entlang welcher die Folie 22 mit dem darunter liegenden Filtermedium 24 verbunden ist. Auf diese Weise ist das Abheben des Filtermediums 24 von der Folie 22 beim Einatmen so gesteuert, dass im Wesentlichen die volle Fläche des aktiven Filtermediums 24 zur Verfügung steht, ohne dass das Filtermedium 24 Nase oder Mundbereich des Maskenträgers berührt.

[0132] Weitere Ausführungsbeispiele vorteilhafter Atemschutzmasken 1 sind in Figur 10 dargestellt. In einem ersten Beispiel in Figur 10(a) sind in der Folie 22 vier Ausnehmungen 221 angeordnet, so dass eine reduzierte Stegstruktur 222 mit fünf Stegen und zwei Kreuzungspunkten resultiert. Wie auch bei den vorangegangenen Ausführungsbeispiele sind zwei Verbindungslinien 11 und 12 am oberen und unteren Rand des Frontteils vorgesehen, entlang denen die Folie 22 und das Filtermedium des Frontteils 2 miteinander verbunden sind.

[0133] Praktisch die ganze Fläche des Filtermediums 24 ist für die durchströmende Luft zugänglich. Die Folie 22 kann optional entlang von Stegen oder an einzelnen Punkten mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 verbunden sein. Beispielsweise kann entlang des horizontalen Stegs zwischen den beiden Kreuzungspunkten eine Verbindungsnaht vorgesehen sein (nicht dargestellt), entlang welcher die Folie 22 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig verbunden wird. Auf diese Weise kann das mögliche Abheben des Filtermediums 24 von der Folienstruktur 22 beim Einatmen in geeigneter Weise festgelegt werden.

[0134] Ein anderes Beispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist in Figur 10(b) dargestellt. Neben einer zentralen Ausnehmung 221 in der Folie 22 sind seitlich zwei kleinere Ausnehmungen 221 in der Folie 22 vorgesehen. Es resultieren zwei einzelne, das Filtermedium 24 überspannende Stege der Folie 22, welche die obere Verbindungslinie 11 und die untere Verbindungslinie 12 der Folie miteinander verbinden und so die Folie mechanisch stabilisieren. Wiederum kann optional das Filtermedium 24 entlang den Stegen 222 oder an einzelnen Punkten dieser Stege mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 verbunden sein.

[0135] Noch ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist in Figur 10(c) dargestellt. Die Folie 22 weist in dieser Ausführungsform eine grössere Anzahl von Ausnehmungen 221 auf, wodurch eine komplexere Fachwerk-Struktur von Stegen und Kreuzungspunkten 222 resultiert. In solch einer Ausführungsform wird vorteilhaft das Filtermedium 24 nur an einzelnen Verbindungspunkten mit dem Filtermedium 24 verbunden, wenn ein Abheben des Filtermediums von den Stegen 222 ermöglicht werden soll.

[0136] Da die Fachwerkstruktur aufgrund der Vielzahl von Stegen und Kreuzungspunkten sehr stabil ist, kann wiederum die Breite der Stege auf ein Minimum reduziert werden. Es wird so nur ein geringer Flächenanteil des Filtermediums 24 durch die Folie 22 blockiert, so dass ein Abheben des Filtermediums 24 den Widerstand beim Einatmen nicht mehr wesentlich verringern würde. In einem solchen Fall kann die Folie 22 auch entlang aller Stege oder an allen Kreuzungspunkten mit dem Filtermedium 24 verbunden sein, was das Frontteil noch weiter stabilisieren würde.

[0137] Neben den vorteilhaften technischen Wirkungen der diskutierten Atemschutzmasken an sich können solche Atemschutzmasken auch auf effiziente Art und Weise hergestellt werden.

[0138] Für die Herstellung von dreiteiligen Atemschutzmasken mit einem Frontteil, einem Oberteil und einem Unterteil ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein in der Regel mehrlagiges Filtermedium als Endlos-Bahn bereitzustellen, die verschiedenen Lagen des Filtermediums entlang der Aussenkanten der zukünftigen Oberteile und Unterteile durch Ultraschallschweissen zu verbinden, und die zwei äusseren Bahnsegmente, auf welchen sich die zukünftigen Oberteile beziehungsweise Unterteile befinden, auf das dazwischen liegende zentrale Bahnsegment zu falten, auf welchem sich die zukünftigen Frontteile befinden. Durch Ultraschallschweissen entlang geeigneter Verbindungslinienwerden die Verbindungen zwischen Oberteil und Frontteil beziehungsweise zwischen Unterteil und Frontteil geschaffen. Überstehendes Material wird entlang der Aussenränder des Frontteils abgetrennt und die einzelnen fertigen Masken von der kontinuierlichen Bahn abgetrennt. Anschliessend können an diese vereinzelten, fertig gefalteten Masken Befestigungsmittel angebracht werden, wie Ohrbändel oder Kopfbändel.

[0139] Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer der vorgeschriebenen Atemschutzmasken erlaubt es, die Herstellung in kontinuierlicher Art und Weise ohne zusätzliche komplexere Fertigungsschritte zu realisieren. Insbesondere kann auf eine komplexe Fertigung des Filtermediums mit exakt zu positionierender Einlagen und auf das Platzieren vereinzelter Bauteile wie beispielsweise Sichtfenster verzichtet werden.

[0140] Ein Beispiel eines vorteilhaften Herstellungsverfahren für Atemschutzmasken gemäss den obenstehend diskutierten Ausführungsbeispielen ist in Figur 11 dargestellt. In einem ersten Schritt S21 wird das Filtermedium als Endlosbahn bereitgestellt, indem eine Endlosbahn des äusseren Deckvlieses, des Filtervlieses und des inneren Deckvlieses zusammengeführt und flächig aufeinandergelegt werden. Aus dieser Bahn des Filtermediums werden später das Filtermedium des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils einer Atemschutzmaske gebildet werden.

[0141] In einem nächsten Schritt S22 werden entlang den Aussenrändern des zukünftigen Unterteils und des zukünftigen Oberteils die drei Lagen des Filtermediums durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig verbunden und so für das weitere Herstellungsverfahren unverschiebbar aufeinander fixiert.

[0142] Ist vorgesehen, dass die Atemschutzmaske ein Klemmelement aufweist, so kann in einem separaten Schritt S11 ein Drahtelement ab Rolle passend abgelängt und auf dem Filtermedium am vorgesehenen Ort auf dem zukünftigen Oberteil fixiert werden. Vorteilhaft ist das Klammelement einseitig selbstklebend ausgestaltet, um eine effiziente irreversible Fixierung zu erreichen.

[0143] Alternativ kann das Klemmelement auf vor dem Zusammenführen der verschiedenen Vlieslagen des Filtermediums auf einer der Lagen platziert werden, insbesondere auf einer inneren Lage des Filtermediums.

[0144] Ist vorgesehen, dass die Atemschutzmaske ein Abdichtungselement im Nasenbereich aufweist, so kann in einem separaten Schritt (nicht dargestellt) S11 eine entsprechende Abdichtungsauflage, beispielsweise aus einem PE-Schaum, ab Rolle zugeführt, passend ausgeschnitten und auf dem Filtermedium am vorgesehenen Ort auf dem zukünftigen Oberteil fixiert werden. Vorteilhaft ist die Abdichtungsauflage einseitig selbstklebend ausgestaltet, um eine effiziente irreversible Fixierung zu erreichen.

[0145] In einem nächsten Schritt S23 wird überstehendes Randmaterial der Filtermedium-Bahn entlang den Aussenrändern des zukünftigen Oberteils und Unterteils der Atemschutzmaske abgeschnitten S23a. Vorteilhaft wird im gleichen Schritt S23 die Ausnehmung für das zukünftige Sichtfenster des Frontteils in die Filtermedium-Bahn geschnitten S23b, falls ein solches Sichtfenster vorgesehen ist.

[0146] Parallel dazu wird in einem vorbereitenden Schritt S12 eine Endlosbahn einer Folie bereitgestellt und die vorgesehenen Ausnehmungen in die Folie geschnitten. Diese Folien-bahn wird dann in einem Schritt S24 auf die Filtermedium-Bahn aufgelegt. Anschliessend wird in einem weiteren Schritt S25 die Folie entlang des Umfangs der Fensterausnehmung im Filtermedium durch Ultraschallschweissen mit dem Filtermedium verbunden. Die Folie ist nun ebenfalls mit dem Filtermedium unverschiebbar verbunden. Je nach Ausgestaltung des Frontteils können zusätzlich oder alternativ weitere Verbindungspunkte zwischen Folie und Filtermedium vorgesehen sein, die in diesem Schritt S25 erstellt werden können.

[0147] Selbst wenn zusätzlich zu den noch zu erstellenden Verbindungsnähten beim fertigen Frontteil gar weiteren keine Verbindungpunkte zwischen Folie und Filtermedium vorgesehen sind, können zur vorübergehenden Fixierung der Folie auf dem Filtermedium in demjenigen Bereich des Filtermediums, welches später noch weggeschnitten werden wird, temporäre Verbindungspunkte geschaffen werden.

[0148] In einem nächsten Schritt S26 werden die zwei äusseren Bahnsegmente des Filtermediums so auf einen mittleren Bereich gefaltet, dass das Frontteil, das Unterteil, und das Oberteil der zukünftigen Atemschutzmaske in der richtigen Orientierung zueinander aufeinander liegen. Die Folie wird nicht gefaltet, da sich nicht mit den Bahnbereichen der Unterteils und Oberteils überlappt. In einem nächsten Schritt S27 werden dann entlang einer ersten Verbindungslinie 11, 25 zwischen Frontteil und Oberteil und einer zweiten Verbindungslinie 12, 27 zwischen Frontteil und Unterteil und in den Punktschweisszonen 21, 31', 41' an den beiden seitlichen Enden der Maske die aufeinander liegenden FolienLage und Filtermedium-Lage des Fronteils und die Folienlage des Oberteils beziehungsweise die Folienlage des Unterteils miteinander durch Ultraschallschweissen verbunden.

[0149] Befestigungs-Bändel in Form von Ohrenschlaufen werden in einem vorbereitenden Schritt S13 von einer elastischen Flechtkordel abgelängt, in einem Schritt S28 auf der Vorderseite des Frontteils im Bereich der Schweisszone 21 platziert und in einem Schritt S29 auf dem Frontteil befestigt.

[0150] Werden Befestigungs-Bändel als den Kopf umspannende Bänder ausgestaltet, so werden vorteilhaft zwei Kordeln ab Rolle parallel zur Bahn des Filtermediums zugeführt und auf der Vorderseite des Frontteils im Bereich der Schweisszone 21 auf dem Frontteil befestigt. Ein separates Abtrennen der Befestigungsbändel von der Rolle erübrigt sich hier, da die Abtrennung beim nachfolgend beschriebenen Abtrennen S30 der Masken von der Endlosbahn erfolgt.

[0151] Wenn das Material der verwendeten Kordel dazu geeignet ist, kann dies durch Ultraschallschweissen erfolgen. Ansonsten können die Bändel auch durch Heften oder Kleben an Frontteil befestigt werden.

[0152] In einem abschliessenden Schritt S30 wird das überstehende Material der zukünftigen Maske, sowohl Filtermedium als auch Folie, sowie gegebenenfalls Kopfband, entlang den Aussenkonturen des Frontteils abgeschnitten und die einzelnen Masken von der Endlosbahn abgetrennt. Die vereinzelten, bereits fertig gefalteten Masken können nun weiter verarbeitet werden, insbesondere gestapelt und/oder verpackt.

[0153] Solange die Maskenkörper noch in der Endlosbahn sind, ist die relative Position der Maskenkörper in Bezug auf die Bearbeitungsgeräte der Herstellungslinie klar definiert und einfach überprüfbar, was die Durchführung der Schritte S28, S29 vereinfacht. Alternativ können die Schritte S28, S29 jedoch auch nach der Vereinzelung der Maskenkörper erfolgen. Dies erhöht allerdings den Aufwand für eine zuverlässige Durchführung der notwendigen Verarbeitungsschritte.

[0154] Die vorliegende Erfindung ist in ihrem Umfang nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ergeben sich für den Fachmann aus der Beschreibung und den dazugehörigen Figuren zusätzlich zu den hier offenbarten Beispielen verschiedene weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung, die ebenfalls in den Schutzbereich der Ansprüche fallen. Zusätzlich werden in der Beschreibung verschiedene Referenzen zitiert, deren Offenbarungsgehalt hiermit in deren Gesamtheit durch Referenz in die Beschreibung mit aufgenommen wird.

Bezugszeichenliste

[0155] 1 Atemschutzmaske 11 erste Verbindungslinie 12 zweite Verbindungslinie 13 Masken-Innenseite, gesichtszugewandte Seite 14 Masken-Aussenseite, gesichtsabgewandte Seite 2 Frontteil 21 Punktschweisszone 22 flächige Versteifungsstruktur, Folie 221 Ausnehmung in Folie 222 Steg 23 Fensterausnehmung im Mundbereich 24 flächiges Filtermedium 241 äussere Oberfläche des flächigen Filtermediums, äussere Vliesschicht 242 innere Oberfläche des flächigen Filtermediums, innere Vliesschicht 25 obere Verbindungsschweissnaht 26 umlaufende Verbindungsschweissnaht 27 untere Verbindungsschweissnaht 28 Verbindungsschweissnaht 3 Oberteil 31 Punktschweisszone 32 Klemmbügel 33 Abdichtungsauflage 34 flächiges Filtermedium 341 äussere Vliesschicht 342 innere Vliesschicht 35 Aussenrand 4 Unterteil 41 Punktschweisszone 44 flächiges Filtermedium 441 äussere Vliesschicht 442 innere Vliesschicht 45 Aussenrand 5 Befestigungsmittel 7 Filterteil 70 flächiges Filtermedium 701 Befestigungspunkte 701 äussere Oberfläche des flächigen Filtermediums 702 innere Oberfläche des flächigen Filtermediums 71 flächige Versteifungsstruktur 711 Befestigungspunkte 72 Gitter 721 horizontaler Gitterstab 722 vertikaler Gitterstab 73 Folie 731 Ausnehmung 732 Steg

Claims (17)

1. Atemschutzmaske (1) zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen, umfassend ein Filterteil (7, 2), bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium (70, 24), welches durch eine flächige Versteifungsstruktur (71, 22) mechanisch verstärkt ist; wobei das versteifte Filterteil flexibel ist und/oder durch mechanische Krafteinwirkung reversibel deformierbar ist.

2. Atemschutzmaske nach Anspruch 1, wobei die flächige Versteifungsstruktur (71, 22) des Filterteils (7, 2) auf einer gesichtsabgewandten Seite (14) des Filterteils oder auf einer gesichtszugewandten Seite (13) des Filterteils angeordnet ist.

3. Atemschutzmaske nach Anspruch 1 oder 2, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als Gitter (72) oder als Folie (73, 22) ausgestaltet ist, welche auf einer Oberfläche (701, 241, 702, 242) des Filtermediums (70, 24) des Filterteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden (25, 26, 27, 28) ist.

4. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Fläche der Versteifungsstruktur (71, 22) des Filterteils (7, 2), welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums (70, 24) des Filterteils überlappt, kleiner ist als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils.

5. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als Folie (73, 22) ausgestaltet ist, welche eine oder mehrere Ausnehmungen (731, 221) aufweist.

6. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als transparente Folie (73, 22) ausgestaltet ist.

7. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) entlang einer Linie (25, 27) am oberen und/oder unteren Aussenrand und/oder einem seitlichen Aussenrand des Filterteils mit dem Filtermedium (70, 24) des Filterteils verbunden ist.

8. Atemschutzmaske (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen, umfassend ein Frontteil (2), bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium (24), welches durch eine flächige Versteifungsstruktur (22) mechanisch verstärkt wird; ein Oberteil (3), welches an einer ersten Seite des Frontteils entlang einer ersten Verbindungslinie (11) mit den Frontteil verbunden ist; und ein Unterteil (4), welches an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Frontteils entlang einer zweiten Verbindungslinie (12) mit den Frontteil verbunden ist; wobei das Frontteil, das Oberteil und das Unterteil zusammen in einem geöffneten Zustand der Atemschutzmaske einem konkaven Maskenkörper bilden; wobei die flächige Versteifungsstruktur des Frontteils als Folie (22) ausgestaltet ist, welche auf einer äusseren Oberfläche (241) des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden (25, 26, 27, 28) ist, und wobei die Fläche der Versteifungsstruktur, welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils überlappt, kleiner ist als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils.

9. Atemschutzmaske nach Anspruch 8, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) auf der gesichtsabgewandten Seite (14) des Frontteils oder auf der gesichtszugewandten Seite (13) des Frontteils angeordnet ist.

10. Atemschutzmaske nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) eine oder mehrere Ausnehmungen (221) aufweist.

11. Atemschutzmaske nach einem Ansprüche 8 bis 10, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) transparent ist.

12. Atemschutzmaske nach Anspruch 11, wobei das Filtermedium (24) des Frontteils (2) eine Ausnehmung (23) aufweist, welche vollständig mit der Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils bedeckt ist, wobei die genannte Folie die genannte Ausnehmung dichtend verschliesst und wobei die genannte Folie transparent ist.

13. Atemschutzmaske nach Anspruch 12, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) entlang des Umfangs der Ausnehmung (23) des Filtermediums (24) des Frontteils (2) mit dem Filtermedium dichtend verbunden (26) ist.

14. Atemschutzmaske nach einem Ansprüche 8 bis 13, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) entlang einer Linie (25, 27) am oberen und/oder unteren Aussenrand des Frontteils mit dem Filtermedium verbunden ist.

15. Verfahren zu Herstellung einer gefalteten Atemschutzmaske, umfassend die Schritte: – Bereitstellen (S21) einer Bahn eines flächigen Filtermediums (24,34,44); – Erstellen (S22) der Randkonturen (35, 45) eines Oberteils (3) und eines Unterteils (4) einer Atemschutzmaske (1), beispielsweise durch Ultraschallschweissen (31, 41); – Abtrennen (S23a) des ausserhalb der Randkonturen liegenden Materials entlang der erstellten Randkonturen (35, 45) des Oberteils und des Unterteils; – Auflegen (S24) einer Folien-Bahn (22) auf die Filtermedium-Bahn im Bereich eines Frontteils (2) der Atemschutzmaske; – Falten (S26) der Filtermedium-Bahn, so dass die Bereiche des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils übereinander liegen; – Erstellen (S27) einer dichtendenVerbindung (11,12,25,27,21,31',41')zwischen dem Frontteil (2) und dem Oberteil (3) und zwischen dem Frontteil (2) und dem Unterteil (4), beispielsweise durch Ultraschallschweissen; – Abtrennen (S30) des ausserhalb der Aussenkonturen des Frontteils liegenden Materials entlang der Aussenkonturen des Frontteils; – Bereitstellen des vereinzelten, gefalteten Maskenkörpers (2,3,4) zur weiteren Verarbeitung; wobei das Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn vor oder nach dem Falten des Filtermediums stattfindet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei nach dem Auflegen (S24) der Folien-Bahn (22) auf die Filtermedium-Bahn (24) die Folie mit dem Filtermedium verschweisst (S25) wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei vor dem Auflegen (S24) der Folien-Bahn (2p2) auf die Filtermedium-Bahn (24) eine Ausnehmung (23) im Bahn-Bereich des Frontteils (2) ausgeschnitten (S23b) wird.