CN101505836A - 高可见性过滤面具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及个人的柔性、热成型或可折叠的呼吸面具，该面具包括过滤介质和构成面具覆盖物并保护所述过滤介质的外罩(1，10，11)，其特征在于所述外罩由具有磷光和/或荧光特性的材料制成，所述磷光和/或荧光特性足以使面具在黑暗中更易于被看到。
Description
本发明涉及个人的柔性、热成型或可折叠的呼吸面具(individual flexible，thermoformed or foldable breathing mask)，该呼吸面具具有磷光和/或荧光特性，使得该面具具有高可见性。
保护性呼吸面具遮盖佩戴者的口和鼻。过滤面具使吸入的空气得到过滤。这些面具通常包括置于过滤材料(filter)前面的外罩(outer cover)或外壳。该外罩构成面具的前部并保护过滤介质。为使使用者良好地呼吸，外罩必须是可透气的(air-permeable)。根据过滤介质的性质，这些面具可以例如过滤灰尘或微生物如细菌或病毒。过滤面具必须满足保护性呼吸装置的性能标准。这些标准为例如EN149、US42CFRPart84和AS/NZS1716。EN149是防颗粒的呼吸保护装置和过滤半罩面具(filtering half mask)的欧洲标准。
问题在于使这些面具在天然或人为的黑暗(夜晚、烟雾、暗室等)中可见。
文献GB 807,983描述了适用于飞机中释压问题的氧面具。可利用荧光材料浸渍(soak)或处理面具主体或周边的表面。该文献没有描述保护性过滤面具。在氧面具中，面具的外壳通常由不透气的刚性材料制成。
文献US 2003/0075174描述了完全覆盖佩戴者头部的呼吸装置。该装置的前表面由不透气的透明材料制成并设置有放置过滤材料的开口。该装置包括可为红色、橙色或荧光色彩的冠状装置(crown device)。该文献没有描述包括保护过滤介质的外罩的过滤面具。
WO00/72921描述了设置有通风装置的面具。GB 2 280 620描述了呼吸面具的外罩。这些文献没有任何提及荧光或磷光特性的内容。
文献US 2002/0119333描述了施用于片层(laminar)的可发磷光的釉料(enamel)。这些组合物不适合施用于过滤面具。
一种解决方案可由将荧光或磷光带(band)施加于面具的可见部分构成。面具的可见部分例如为：
-构成面具的覆盖(cover)并保存和保护过滤介质的外壳；
-位于面具前部并保存和保护过滤介质的格栅(grid)或类似部分；
-位于面具周边或前部的局部(localized)结构增强体；
-将面具固定于面部的系统；
-鼻夹(nasal clip)；
-呼气阀或呼气膜。
然而，这种解决方案使面具的制造复杂化并使面具仅局部可见。另外，这些带会促使面具硬化。
另一解决方案可由采用传统方法(例如喷涂或浸渍)利用荧光或磷光涂料使整个外罩着色构成。
然而，这种解决方案产生施于表面的涂料随时间的稳定性问题。
已知外罩的必需特性之一为其呼吸性(或透气性)，涂料的不稳定性还可导致使用面具的过程中吸入涂料颗粒或涂料颗粒掺入过滤介质。
将涂料施用于外罩表面还存在改变孔隙率并因而改变该外罩呼吸性的缺点。
另外，为使使用者舒适，外罩必须是轻而柔性的。
为解决现有技术的不足，本发明提出保护性呼吸面具，该保护性呼吸面具包括置于过滤介质前面的外罩，其中所述外罩由利用磷光剂和/或荧光剂整体着色的(colored in the mass)材料制成，所述磷光剂和/或荧光剂的量足以使面具具有高可见性。
由于构成外罩的材料整体着色，因而本发明的第一个优点在于荧光和磷光特性的稳定性。
本发明的另一优点在于使外罩的整个表面成为发磷光和/或发荧光的，然而却不改变外罩的呼吸性。
本发明的另一优点在于不改变生产面具的制造工艺。直接使用整体(或原料(in the material))着色的材料来制造外罩。
因而，本发明的一个目的是热成型或可折叠的柔性个人保护性呼吸面具，该保护性呼吸面具包括过滤介质以及构成面具前部并保护所述过滤介质的外罩(1，10，11)，其中所述外罩由利用磷光剂和/或荧光剂整体着色的材料制成，所述磷光剂和/或荧光剂的量足以使面具高度可见。
根据本发明，外罩由具有磷光和/或荧光特性的材料制成，所述磷光和/或荧光特性足以使面具高度可见。用于制造外罩的材料利用磷光剂或荧光剂整体(或原料)着色。
高可见性是警示服(warning clothing)的已知标准。本发明的过滤面具具有高的亮度系数(brightness/luminance factor)。优选地，对于黄色荧光面具亮度系数为至少0.70β，对于橙红色荧光面具亮度系数为至少0.40β，对于红色荧光面具亮度系数为至少0.25β。为满足高可见性标准，面具还需符合色度坐标标准(chromatic coordinate standard)。
优选地，本发明的过滤面具轻便，以使使用者舒适。通常，本发明的面具为一次性面具。
有利地，本发明的面具为一次性半罩面具。
在优选实施方案中，所述外罩由纤维制成，所述纤维包括利用具有高可见性的磷光剂或荧光剂整体着色的纤维(fibers which have been colored inthe mass with phosphorescent or fluorescent agents having high visibility)。或者，所述外罩由整体着色的发磷光和/或发荧光的热塑性或弹性材料制成。
根据本发明的一个优选实施方案，外罩(1，10，11)由纤维制成。这些纤维包括利用具有高可见性的磷光剂和/或荧光剂整体着色的中性材料构成的纤维。可将荧光剂或磷光剂添加到纤维(聚酯、聚丙烯、棉或其它)中。特征在于，这些剂为颜料(pigment)。
有利的是，构成外罩的材料不是通过在表面上施用荧光或磷光涂料层来着色的。
优选地，在纤维中磷光剂和/或荧光剂的重量百分比为0.01％-40％，优选0.01％-4％，更优选1％-4％。
通常，纤维选自下组：热熔性纤维(thermofusible fiber)，聚酯、聚丙烯、棉、竹、聚酰胺纤维，以及它们的混合物。
优选地，外罩(1)包含以重量计30％至100％，优选40％至100％、50％至100％、50％至70％，甚至更优选60％至70％的具有磷光和/或荧光特性的纤维。
在一种优选实施方案中，外罩包含65％具有磷光和/或荧光特性的纤维。
在另一优选实施方案中，外罩包含100％具有磷光和/或荧光特性的纤维。
有利的是，分配纤维以使外罩的整个暴露的表面高度可见。
在本发明的第一实施方案中，外罩为无纺材料制成的热成型外壳，该无纺材料包含65％的发磷光和/或发荧光的聚酯纤维和35％白色热熔性聚酯纤维。
优选地，无纺材料包含80-220g/m2聚酯纤维。优选地，无纺材料包含80-180g/m2、100-160g/m2、140-200g/m2或120-220g/m2聚酯纤维。
在本发明的具体实施方案中，面具包括内壳(1’)、置于外罩(1)和内壳(1’)之间的过滤介质(1”)。
在本发明的第二实施方案中，外罩为无纺材料制成的可折叠壳体，该无纺材料包含100％的发磷光和/或发荧光的聚丙烯纤维。
优选地，无纺材料包含70至150g/m2，优选90至130g/m2纤维。
在实施方案的实例中，外罩的纤维按照需要由如下构成：
·40重量％热熔性聚酯纤维和60重量％磷光和/或荧光聚酯纤维；
·35重量％热熔性聚酯纤维和65重量％磷光和/或荧光聚酯纤维。
热熔性聚酯纤维优选具有110℃的熔点和接近5的DTex。
磷光或荧光纤维也为具有250℃的熔点和接近8的DTex的聚酯纤维。还可为具有250℃的熔点和接近8或接近3的DTex的聚酯纤维的混合物。
在另一实施方案中，外罩由荧光和/或磷光聚丙烯纤维制成。
本发明还优选使用于将面具固定于面部的系统具有磷光和/或荧光特性：编带(braid)、针织带(knitted strap)、编织带(woven strap)、弹性带(elasticstrap)、原纤化膜(fibrillated film)(天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯等)或松紧带(elastic)(天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯等)。
在变型中，面具包括位于前部由合成树脂(热塑性材料和/或弹性材料)制成的格栅，所述合成树脂包含荧光和/或磷光颜料。
在变型中，面具包括荧光或磷光弹性体增强物(elastomer reinforcement)。
对于包括呼气阀或呼气膜(3)和/或鼻夹(2)的面具：有利的是将荧光或磷光着色剂添加于呼气阀或鼻夹。
附图图示本发明的实施方案。在附图中：
-图1为热成型面具的分解示意图；
-图2为热成型面具的一种实施方案的前视图；
-图3为热成型面具的变型的前视图；
-图4为可折叠面具处于展开状态的侧视图；
-图5为图4的面具的前视图，和
-图6为图4的面具处于折叠状态的视图。
图1为面具的分解示意图，该面具由两个热成型壳体(1，1’)和中间的过滤介质(1”)构成，所述过滤介质示例为片状，然而实际上所述过滤介质符合将其夹置其间的壳体的形状。
从前部观察，图2中的面具呈现出外罩(1)、鼻夹(2)、阀(3)和钩卡面具固定带(5)的耳件(ear)(4)。
在外罩后面，面具包括内壳和容纳在两个壳体之间的过滤介质。
模塑两个壳体，以使面具可施用于面部。
所述壳体例如由非织造纤维(non-wovenfiber)制成。
图3是没有鼻夹但具有增强轮廓(contour)的图2所示面具的一种实施方案的分层前透视图。
在图4和图5中以展开状态示出的可折叠面具包括设置有鼻夹(2)的上翼片(upper panel)(10)和设置有阀(3)的下翼片(lower panel)(11)。所述两个翼片形状为梯形。
图6显示处于折叠状态的面具。
本发明不限于所描述的实施方案。
实施例
实施例1
实施例1描述了图2的一次性呼吸罩(single use respirator)。
该一次性呼吸罩整体包括外罩、过滤介质和内壳。
1)外罩由聚酯纤维制成(80-180g/m2，通过针刺(needlepunching)机械结合的无纺织物(non-woven))：65％PES纤维(8DTex)(其在纤维的芯中具有荧光性和/或磷光性)和35％热熔性PES纤维(5DTex)(其为白色)。PES(聚酯)纤维的熔点为250℃，而热熔性PES纤维的熔点为110℃。
2)过滤介质由白色聚丙烯纤维制成。采用熔喷法(meltblowing process)制造无纺材料，然后使纤维荷静电(根据所要求的过滤效率，为20-200g/m2)。
3)内壳由聚酯纤维制成(80-180g/m2，通过针刺机械结合的无纺织物)：65％白色标准(classical)PES纤维(8DTex)和35％白色热熔性PES纤维(5DTex)。
实施例2
实施例2描述了图2的另一种一次性呼吸罩。
如前所述，该一次性呼吸罩整体包括外罩、过滤介质和内壳。
1)外罩由聚酯纤维制成(80-180g/m2，通过针刺机械结合的无纺织物)：35％荧光PES纤维(8DTex)、30％荧光PES纤维(3.2DTex)和35％白色热熔性PES纤维(5DTex)。
2)过滤介质由白色聚丙烯纤维制成。采用熔喷法制造无纺材料，然后使纤维荷静电(根据所要求的过滤效率，为20-200g/m2)。
3)内壳由聚酯纤维制成(80-180g/m2，通过针刺机械结合的无纺织物)：35％白色PES纤维(8DTex)、30％白色PES纤维(3.2DTex)和35％白色热熔性PES纤维(5DTex)。
实施例3
实施例3描述了图3的一次性呼吸罩。
该一次性呼吸罩整体包括外罩、过滤介质和内壳。
1)外罩由聚酯纤维制成(120-220g/m2，通过针刺机械结合的无纺织物)：65％磷光PES纤维(8DTex)和35％白色热熔性PES纤维(5DTex)。
2)过滤介质由白色聚丙烯纤维制成。采用熔喷法制造无纺材料，然后使纤维荷静电(根据所要求的过滤效率，为20-200g/m2)。
3)内壳由白色聚丙烯纤维制成。采用纺粘法(spunbond process)制造无纺材料(10-50g/m2)。
实施例4
实施例4描述了图4的一次性呼吸罩。
该一次性呼吸罩整体包括外罩、过滤介质和内壳。
1)外罩由聚丙烯纤维制成：100％的纤维在芯部具有荧光和/或磷光性。采用纺粘法制造无纺材料(根据制品为70-150g/m2)。
2)过滤介质由白色聚丙烯纤维制成。采用熔喷法制造无纺材料，然后使纤维荷静电(根据所要求的过滤效率，为20-200g/m2)。
3)内壳由白色聚丙烯纤维制成。采用纺粘法制造无纺材料(10-50g/m2)。
实施例5
模制面具(moulded mask)的制造方法包括以下步骤：
a)热成型(thermoforming)
在两个干燥炉(220℃)之间加热无纺材料，然后在两个塑模之间对该无纺材料进行压制(7bar)，以使将来的面具成型。
b)超声波焊接(ultrasonic welding)
采用超声波焊接技术来焊接面具周边，以保证过滤介质保留在无纺材料上，以及将鼻梁和阀焊接在壳体上。经由探声器(sonotrode)使将要焊接的两部分经受低幅高频振动(频率20000Hz，压力6bar)。所引起的摩擦使物质过热直至熔融，从而能够进行焊接。
c)切割
使用切割工具切割面具周边和切割过滤介质。借助于凸凹(male andfemale)切割工具之间的剪切，按照所需的形状在压力下(6bar)对材料进行切割。
d)将松紧带钉(staple)在面具上。
实施例6
测量两种模制面具的色度坐标和亮度系数。本发明的面具满足针对高可见性服装的欧洲性能标准EN471:2003的要求。结果如下所示：
Claims (11)
1.一种个人的柔性、热成型或可折叠的呼吸面具，包括过滤介质和构成所述面具的前部并保护所述过滤介质的外罩(1，10，11)，其特征在于所述外罩由用磷光剂和/或荧光剂整体着色的材料制成，所述磷光剂和/或荧光剂的量足以使所述面具具有高可见性。
2.权利要求1的面具，其特征在于所述外罩(1，10，11)由纤维制成，所述纤维包括利用具有高可见性的磷光剂和/或荧光剂整体着色的中性材料的纤维。
3.权利要求2的面具，其特征在于在所述纤维中磷光剂和/或荧光剂的重量百分比为0.01％至4％。
4.权利要求2-3中任一项的面具，其特征在于所述纤维选自下组：热熔纤维，聚酯、聚丙烯、棉、竹或聚酰胺构成的纤维，以及它们的混合物。
5.权利要求2-4中任一项的面具，其特征在于所述外罩(1)包含以重量计50％至100％的具有磷光和/或荧光特性的纤维。
6.权利要求2和5中任一项的面具，其特征在于将所述纤维分散以使所述外罩的整个外露表面高度可见。
7.权利要求1-6中任一项的个人的柔性、热成型或可折叠的呼吸面具，其特征在于所述外罩为无纺材料制成的热成型壳体，所述无纺材料包含65％磷光和/或荧光聚酯纤维和35％白色热熔性聚酯纤维。
8.权利要求7的面具，其特征在于所述无纺材料包含80-220g/m2的纤维。
9.权利要求7-8中任一项的面具，其特征在于所述面具包括内壳(1’)、插在所述外罩(1)和内壳(1’)之间的过滤介质(1”)。
10.权利要求1-6中任一项的个人的柔性、热成型或可折叠的呼吸面具，其特征在于所述外罩为无纺材料制成的可折叠壳体，所述无纺材料包含100％的磷光和/或荧光聚丙烯纤维。
11.权利要求10的面具，其特征在于所述无纺材料包含70至150g/m2的纤维。
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