CN1735438A - 呼吸面具的面具衬垫和前额衬垫、呼吸面具以及制造该面具的模制工具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于呼吸面具的面具衬垫、呼吸面具及其制造方法。本发明的目的是提供一种用于呼吸面具的气密衬垫，以及呼吸面具，该呼吸面具特征为良好的气密作用以及佩戴极其舒服。这个目的是由用于呼吸面具的面具衬垫装置来实现的，该面具衬垫装置包括接收开口，该接收开口在面具被佩戴时对应于至少面具用户的鼻子和/或口的开口区域，并包括密封唇边，该密封唇边由弹性体材料制成、围绕这接收开口并位于面具佩戴者的脸部的表面上。面具衬垫的特征在于在面具衬垫中形成增大横截面的区，并且在所述区内面具衬垫材料具有不同的材料特性，使得在边缘区域内的面具衬垫的肖氏硬度高于在核心区域或至少靠近所述核心区域内的。本发明还涉及配备有相应的面具衬垫装置的呼吸面具以及用于制造该面具的方法和模具。

Description

呼吸面具的面具衬垫和前额衬垫、呼吸面具 以及制造该面具的模制工具和方法

技术领域

本发明涉及一种用于呼吸面具的面具衬垫和前额衬垫，呼吸面具本身以及用于制造这种呼吸面具的模制工具和方法。本发明尤其涉及这样一种面具衬垫和配备有那种面具衬垫的呼吸面具，通过该面具衬垫，该呼吸面具与该面具用户的脸部的表面所构成的内部空间相对于周围大气密封地封闭开，以至于可以至少以phase-wise方式在呼吸面具的内部空间内形成相对于周围压力增大的压力。这种呼吸面具尤其可以用于可吸入气体的医学或治疗施用，也可以用于技术方面，例如用在呼吸设备技术的方面。本发明总地还涉及密封结构和用来制造该密封结构的方法。

背景技术

通常，通过这种呼吸面具，与面具用户的脸部的表面相关联的密封作用是通过密封唇边结构实现的，该密封唇边结构围绕面具的开口以向内指向的关系延伸，并且由弹性可变形材料形成。

由这种密封唇边实现的密封作用通常随着密封唇边压抵在脸部表面上的压力的增大而增大。在相对高的接触压力的情况下，尤其是在长期使用呼吸面具的那种情况下，会出现问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于密封面具的密封衬垫以及密封面具本身，本发明的优点在于有效的高度密封效果和高度佩戴舒适性。

根据本发明的第一方面，本发明的目的是由这样一种用于呼吸面具的面具衬垫装置来实现的，该面具衬垫装置包括一个接收开口以及一个密封唇边，其中，接收开口使呼吸面具的施加位置至少与面具用户的鼻子和/或嘴的开口区域相重合，而密封唇边由弹性体材料形成，围绕接收开口延伸，且处于配合在面具用户脸部的表面上的施加位置处，其中，所述面具衬垫装置特点在于：在面具衬垫内提供了横截面加厚区，且所述横截面加厚区的面具衬垫材料具有不同的材料属性，使得面具衬垫的肖氏硬度和/或密度在横截面加厚区的边缘区域内的高于在该横截面加厚区中处于核心或至少在核心处附近的区域内的。

以这种方式，有益的是可以提供一种以对更广泛变化的不同脸部结构高度适应为特点的面具衬垫装置。

根据本发明的特别优选的实施例，面具衬垫装置为这样一种结构，即：面具衬垫的肖氏硬度在周边区的区域内低于在靠近面颊、上唇、或鼻子侧部的，其中所述周边区处于靠近前额或鼻梁的施加位置。

以这种方式，有益的是，衬垫装置可以受到支撑，尤其在鼻梁的区域受到支撑，并在前额区域或鼻梁区域以有效和弹性缓冲的方式受到支撑。

优选的是，面具衬垫装置为在横截面加厚区的区域内，材料具有胶状材料特性。

根据本发明特别优选的实施例，在横截面加厚区的区域内的不同材料特性可以如此实现，即：以材料的交联度随区域不同而不同的方式来实现面具衬垫材料的硬化。

上述横截面加厚区可以以它们直接邻接密封唇边的方式提供给面具衬垫装置。以这种方式，可以将密封唇边的功能基本限制为提供充分的密封作用，并且借助于横截面加厚区，可以使得呼吸面具装置被支撑在面具用户的脸部的表面上。

作为上述措施的一种变型-或者当面具衬垫装置的径向截面几何形状以随区域不同而不同的方式具有不同的构型时-对于横截面加厚区来说，可以使它们被支撑在面具用户的脸部的表面上，或者支撑在密封唇边的向内一侧，这一侧是远离面具用户的脸部的表面的一侧。

面具衬垫装置的不同肖氏硬度或弹性模量，尤其是在横截面加厚区的区域内，还可以通过以不同的方式制备用于形成面具衬垫装置的弹性体化合物材料来提供。这种不同的弹性体化合物材料可以通过分别的供给开口引入到模制工具的适当型腔中。以不同方式制备的弹性体材料可以在相对于时间连续的多个步骤中引入。

根据本发明的面具衬垫装置可以具有这种特性，即，它可以例如借助于周边边缘部分以密封的关系配装到硬壳元件形式的盘形或拱形主体上。这使得面具衬垫装置可以为了清洗或更换的目的而从硬壳元件上取下。

作为上述措施的一种变型，对于面具衬垫装置来说，还可以与盘形或拱形主体一体形成。这避免了在面具衬垫装置和盘形或拱形主体之间形成间隙区域。

尤其是，根据本发明的面具衬垫装置的良好适应性可以这样实现，即：横截面加厚区以随部分不同而不同的方式至少在施加方向上弹性地悬挂。横截面加厚区的弹性悬挂尤其可以以波纹管结构来实现，这种结构例如可以为折叠或卷边(rolling)波纹管的形式。对于脸部密封唇边来说，还可以借助于折叠或卷边波纹管结构连接到横截面加厚区上。

面具衬垫装置可以设计成径向横截面、即面具衬垫装置的横截面、有所变化。

上述面具衬垫装置形成呼吸面具的组成部分，该呼吸面具在施加位置处接合于面具用户的鼻子和/或嘴的区域之上。该面具衬垫可以用在于鼻罩相关的对应结构中并也可以用在与口罩或全面罩相关的对应结构中。

根据本发明，弹性体结构的横截面的构型还可以与前额接触元件相关地使用。因此，根据进一步且也是替换的概念，可以使得前额接触衬垫为这种构型，即它的变形特性由肖氏硬度减小的弹性体区赋予或由孔隙容积增大的区赋予。

在根据本发明的制造面具衬垫装置的方法方面，如上所述的目的是由这样一种方法实现的，即：在该方法中，在将弹性体材料引入的步骤方面，该弹性体材料被引入到密封衬垫型腔内，其中，型腔内侧壁的温度分布和模具封闭时间如此匹配，使得在型腔内交联的弹性体材料形成肖氏硬度存在不同的密封衬垫装置。

通过向弹性体材料加入催化阻断剂，该催化阻断剂可以从预定程度的交联或交联时间开始阻止进一步交联，从而可以以规定的方式延迟交联过程。催化阻断剂优选地由这样的方式构成，即他可以例如通过UV曝光或通过微波加热来激活。使用催化或交联阻断剂，以使存在低程度交联的那些区的区域内在充分长的时间内保持这种状态，尤其是与后温度控制阶段无关。

优选的是，在这个方面，型腔内侧壁的温度分布以型腔内形成的密封衬垫装置存在沿周边方向其结构不同的肖氏硬度值的方式加以控制。

型腔内侧壁的温度分布优选地还以这样的方式控制，即：面具衬垫装置在施加位置时靠近前额或鼻梁的区域内具有较低肖氏硬度。

对于局部未交联的弹性体材料来说，可以被吸走或吹出，并且对于面具衬垫来说，可以经历后回火。以这种方式，可以在密封衬垫装置中形成空洞区或管区。

从该方法的操作程度的角度来看，这样的方式是特别有利的，即：型腔内侧壁的温度分布在引入弹性体材料的过程中有所变化，使得该内侧壁首先存在第一种、有可能基本恒定的温度分布，而在模具封闭时间中，温度分布以这样方式变化，使得型腔的选定区域内可以实现低程度的交联，并由此实现较低的肖氏硬度。

尤其是，对于模制工具的温度分布来说，可以采用这种方式，即：温度分布在引入弹性体材料的过程中并在随后的保持时间内具有第一高温分布，其中，在保持时间消逝后，型腔内侧壁的选定区被冷却到较低温度。

对于工具方面，上述目的是通过用于制造面具衬垫装置的模制工具来实现的，该模制工具在工具封闭位置处具有模具内腔(型腔)，其由型腔内侧壁限定，并且与要形成的密封衬垫装置互补，并具有加热装置，用于加热模具型腔的内侧壁，其中，模制工具为这种构型，即：在模具型腔的内侧壁处、对于要在型腔内形成的面具衬垫装置的不同区来说，具有预定的温度分布，所述预定温度分布导致在模具型腔内硬化的弹性体材料不同量的交联程度。

根据本发明的模制工具优选地设计成温度分布可以按如下方式调节，即：在用于形成面具衬垫装置中密封前额区域或鼻梁区域的部分的型腔部分中的型腔温度低于在用于形成面具衬垫装置的上唇或下颚密封区域所设置的型腔内的温度。

如果模制工具设置有冷却通道，例如借助于冷却介质冷却模制工具的选定部分，其中，冷却介质相对于时间受控地引入，那么，就提供了在型腔内侧壁特别理想的温度分布方面特别有利的模制工具的实施例。

根据本发明的再一方面，还涉及到一种密封结构和制造该密封结构的方法。尤其是本发明涉及这样一种密封结构，该密封结构用于密封地跨过或密封间隙区域，该间隙区域例如与管连接、容纳装置、门窗结构相关。

通常，这种密封结构具有密封表面部分，该密封表面部分由弹性体材料形成，并且以弹性屈服关系抵靠接触表面。

与那种密封结构相关的问题在于：在一些情况下，所需的密封效果仅仅在相对于表面区域存在相当高的压力下才能实现。

本发明的目的是提供一种密封结构，该密封结构在工艺设计方面来看便于制造，并且区别在于具有较高的密封作用和高度适应性。

根据本发明，这个目的由如下的密封结构实现，该密封结构包括由弹性体成形材料(elastomer profile material)形成的基体，该基体具有这样的横截面分布，即具有至少一个横截面加厚区，并且弹性体材料如此加工使得成形材料的肖氏硬度在横截面加厚区的边缘区域内的比核心区域内的在靠近横截面加厚区的核心的区域内的高。

由此，有利的是可以提供这样一种密封结构，这种结构特点为具有高度适应性，即使在横截面加厚区也是如此。

根据本发明特别优选的实施例，密封结构设计成在横截面加厚区的区域内具有胶状材料特性。根据本发明的特别优选的实施例，在横截面加厚区的区域内的不同材料特性可以实现为：成形材料以随区域不同而不同的方式具有不同的材料交联程度。

密封结构的横截面分布可以为横截面加厚区紧邻一体的密封唇边。

成形材料的不同肖氏硬度或弹性模量、尤其在横截面加厚区内、可以通过以不同方式制备的弹性体混合物(化合物材料)所制成的密封结构来实现。这些不同的弹性体化合物系统可以通过单独的供给开口引入到模制工具的型腔中，尤其是引入到挤压通道中。不同制备的弹性体化合物混合物的馈入可以在随着时间依次进行的步骤中进行。

根据本发明的密封结构可以如此设计，使得它可以设置成相对于管连接成周边延伸的密封环形式。

至于制造根据本发明的密封结构的方法，上述目的可以通过这样一种方法来实现，在该方法中，在引入弹性体材料方面，弹性体材料引入到密封结构型腔内，弹性体材料在型腔内的加热以适当的方式来实现，使得在横截面加厚区的区域内的成形材料获得比在横截面加厚区的边缘区域内或密封结构的剩余薄壁部分内更低的交联程度。

通过向成形材料中加入催化阻断剂，该催化阻断剂从预定程度的交联或交联时间起阻止进一步交联，可以按规定延迟交联操作。该催化阻断剂优选地这样构成，使得它例如通过UV曝光或微波加热来激活。催化或交联阻断剂的使用使得在具有低交联程度的那些区的区域内在充分长的时间上保持这种状态，尤其是与后温度控制过程无关。

优选的是，为形成密封结构而提供的型腔内壁的温度分布以这种方式匹配，即在型腔内形成的密封结构各部分具有不同肖氏硬度。

有可能在横截面加厚区的区域内未交联的弹性体材料可以至少被吸走或吹出，并然后密封结构可以经历后温度控制操作。以这种方式，可以在密封结构中提供孔洞或管区。

本发明的其他细节和特征可以从下面参照附图的描述中变得显而易见。

附图说明

图1是通过根据本发明第一实施例的密封衬垫装置的横截面图，带有不同肖氏硬度的横截面加厚区和其中所包含的区域；

图2示出通过密封衬垫装置的横截面图，该装置也具有不同材料特性的横截面加厚区和其中形成的各区域；

图3示出用于说明模制工具型腔内侧壁的不同温度分布的视图，该模制工具用来制造沿着周边方向肖氏硬度变化的密封衬垫装置；

图4示出说明密封衬垫装置的横截面的剖面图，该密封衬垫装置具有插入元件，该插入元件布置在密封衬垫装置内部、邻近密封唇边并为交联的胶状；

图5a示出插入元件16的变型，根据这个变型，该插入元件16的胶状交联主体为马蹄状构型，并且在施加位置处延伸过面具用户的鼻梁；

图5b示出插入元件16的变型，其中，该元件的胶状交联主体为这样一种构型，以便以环形形式沿着密封唇边，围绕嘴和/或鼻子开口延伸；

图6a示出通过密封衬垫装置的剖面图，该密封衬垫装置也具有横截面加厚区，并且填充有凝胶或泡沫材料，且该密封衬垫装置在此由与密封唇边装置为一体的口袋部分形成，其中，口袋部分由框架元件覆盖，且密封唇边装置设置有壳体，该壳体与密封衬垫装置一体地由弹性体材料形成；

图6b是类似于图6a的通过密封衬垫装置的截面图，其中，框架元件形成一个连接结构，用于连接覆盖鼻子区域的面罩壳；

图6c示出通过密封衬垫装置的另一个剖面图，该密封衬垫装置也带有横截面加厚区并且填充有屈服凝胶或泡沫材料；

图7是包括用于支撑呼吸面具的凝胶或泡沫材料的衬垫体的简化透视图；

图8示出用来说明在面具用户脸部的表面上的图7所示的衬垫体的可能结构的简化侧视图；

图9示出再分成多个段的凝胶或泡沫衬垫体的简化透视图，其中，各段具有不同的机械特性，尤其是肖氏硬度不同，且交界处具有器官上(organically)的不平坦构型；

图10示出三维代表图，说明衬垫体的变型，该衬垫体在跨过鼻梁的区域内具有切除的一部分；

图11是通过用来跨过鼻梁区域的衬垫体段的剖面图；

图12是说明在病人脸部表面上的衬垫体的构型的草图；

图13示出用来说明配装在病人上唇区域上的衬垫体的草图；

图14示出包括相关的面具基体的密封唇边装置的透视图，其中密封唇边装置具有周边口袋部分，该部分填充有凝胶或泡沫材料，并且在有台阶构型所标明的密封唇边周边区的区域内将面具基体支撑在病人脸部的表面上；

图15是类似于图14的包括相关的面具主体的密封唇边装置的透视图，其中，密封唇边装置具有周边口袋部分，该部分填充有凝胶或泡沫材料，并且在有台阶构型所标明的密封唇边周边区的区域内将面具基体支撑在病人脸部的表面上，并且在鼻梁的区域设置有开口或被终断，使得在该区域内在鼻梁上未经由凝胶或泡沫材料提供支撑；

图16示出图15所示的密封唇边装置的透视图，以说明局部终断的周边口袋部分；

图17示出呼吸面具的透视图，带有可枢转、可移动连接的前额支撑装置以及包括相关的面具主体的密封唇边装置，如图14或15所示；

图18a到18e是前额支撑衬垫的变型的剖面图，该衬垫尤其是与例如图17所示的呼吸面具一同使用，其中，前额支撑衬垫具有横截面加厚区，这些区填充有凝胶或泡沫材料；以及

图19示出根据本发明的密封结构的一部分的透视图，该密封结构带有横截面加厚区以及低肖氏硬度的其中设置的区域。

具体实施方式

图1所示的密封衬垫装置1包括密封唇边3，该密封唇边3在施加位置时配装到在此所表示的脸部的表面2上。

面具衬垫装置1还包括横截面加厚区4，该区在本实施例中布置在上周边边缘5和密封唇边3之间。

横截面加厚区4为这样的构型，即：形成横截面加厚区的材料的肖氏硬度有所变化。在此所表示的材料区几乎为胶状特性。最向内设置的材料区6的肖氏硬度低于相邻的材料区7的，而材料区7的肖氏硬度又低于相邻的材料区8的。横截面加厚区的外侧区域由基本上完全交联的弹性体材料制成，并且与密封唇边3的肖氏硬度基本相同。

在横截面加厚区4的区域内的不同材料特性由为制造面具衬垫装置而提供的模制工具的温度分布并通过限制面具装置在模制工具中的驻留时间来确定，该面具装置至少在靠近型腔的区域内充分硬化。

可以通过向弹性体材料加入催化阻断剂来确定地延迟交联过程，其中催化阻断剂从预定的交联程度或预定的交联时间起阻止进一步交联。催化阻断剂优选地这样构成，即：它可以例如通过UV曝光或微波加热来激活。催化或交联阻断剂的使用可以在包含低交联程度的那些区的区域内长时间保持该状态，尤其是还与后温度控制阶段无关。

在此处所示出的面具衬垫装置1中，密封唇边3以这样的方式连接到横截面加厚区4上，使得在面具衬垫装置1的施加位置处，横截面加厚区4有可能落座在密封唇边3的向内侧3a上。以这种方式，面具衬垫装置1可以借助于横截面加厚区4而被支撑在脸部的表面2上，在该情况下，借助于横截面加厚区4的特定属性，仅仅存在相对低的表面接触压力。

通过这个实施例，借助于横截面加厚区4，密封唇边3可以附加地抵靠在面具用户脸部的表面上，尤其在例如，如鼻梁区域的这种关键区域。

在此，上周边边缘5内设置的是连接结构6，借助于该连接结构6，面具衬垫装置1可以以充分的密封关系连接到仅在此表示并形成为盘形或拱形主体的硬壳元件7上。

在此所示的面具衬垫装置1由双组分硅树脂材料形成，其中，材料区6基本不硬化，材料区7和8局部胶状硬化，材料区8的交联程度大于材料区7内的交联程度。

在面具衬垫装置1边缘区域内的较高交联程度尤其可以通过对邻接型腔侧壁的硅树脂材料加热的程度较高来实现。

不考虑横截面加厚区4的上述构型-或者以与该构型相结合的特别有利的方式-可以使密封唇边3包含在其周边构型中有所不同的肖氏硬度值。这些不同的肖氏硬度值还可以通过在为形成面具衬垫装置1而提供的模制工具的型腔内侧壁的区域内任意建立模制工具的温度分布来予以实现。

图2示出面具衬垫装置1的另一实施例，其与盘形或拱形主体12一体形成，将面具的内部空间10与周边区域11分开。

在第二实施例中也提供的横截面加厚区4也具有材料区6、7、8，它们在主要存在的肖氏硬度方面有所不同。在这个实施例中，横截面加厚区借助于完全交联的外侧壁3b配装在面具用户的脸部的表面(在此未示出)上，该外侧壁3b延伸到密封唇边3中。

密封唇边3在此仅形成为一个小的密封唇边部分，该唇边部分相对于鼻子和/或嘴的开口径向向内延伸。

尽管在此未示出，横截面加厚区4和/或密封唇边3也可以借助于折叠结构连接到盘形或拱形主体12上，从而这可以对面具衬垫装置1与面具用户的单独面部结构的适应性加以改善。

横截面加厚区4可以为这样一种构型，使得它完全围绕装置延伸，具有一个可能不同的横截面几何形状。然而，作为一种对它的变型，在面具衬垫装置1中，横截面加厚区3可以仅在这样一部分的区域内形成，该部分在施加位置处靠近前额或靠近鼻梁。

还可以在面具衬垫装置1的周边方向上提供不同的径向截面几何形状，使得例如在靠近上唇或下颚的区域内，穿过面具衬垫装置1的横截面基本上对应于图2中示意性示出的结构，而在面具衬垫区域1中的靠近前额或鼻梁的区域内，面具衬垫装置1的横截面基本对应于图1所示的横截面。

图3以极坐标图的方式示出型腔内侧壁邻近于密封唇边装置3，并尤其是邻近于横截面加厚区4的温度构型。如从该极坐标图中可以看出的，在由9A所表示极区内主要是与区域9B和9C内的温度TB和TC相比相对低的平均温度TA，这导致面具衬垫装置1的弹性体材料的交联程度较低。

在区域9C内的温度TC超过在区域9B中的温度TB。

区域9A中的温度基本上决定交联程度，并因此决定在靠近前额或鼻梁的区域内的密封唇边3的肖氏硬度。

在区域9B内的温度TB基本上决定在密封唇边3内的肖氏硬度，该区域靠近面下或鼻子的侧面。温度TC基本上决定密封唇边在其周边部分内的肖氏硬度，该周边区域配装到面具佩戴者的下颚或上唇上。

在此说明的温度分布可以在弹性体材料在模制工具的相应型腔内的驻留时间内有所变化。在模制工具型腔内的温度分布的变化可以通过改变加热功率或随部分不同地冷却模制工具来实现。

在外部工具以及在模制型芯工具的区域内都可以提供冷却和/或加热元件，该型芯工具在模制工具封闭位置中容纳在外部工具中，由此流出密封衬垫型腔。

图4所示的密封衬垫装置包括插入元件16，该插入元件16由弹性体材料制成，该材料胶状硬化并具有表皮。该插入元件借助于固定结构13布置在密封衬垫装置的内侧区域中。固定结构13借助于对密封衬垫装置成形而与密封衬垫装置形成为一体。该成形为使得插入元件16的凸圆部分14(bead portion)由固定唇边部分15所固定。插入元件16朝向密封唇边3的一部分是这样的，使得它可以配装到密封唇边3的向内侧上。

在密封衬垫装置的内侧区域中的固定结构可以为使不同构型的插入元件可与其连接的这种构型。对于多种与密封衬垫兼容的插入元件来说，可以提供凝胶、泡沫和/或管形式的插入元件，并且对于这些插入元件，可以根据所涉及的特定使用情况加以选择，并且呼吸面具可以与它们适当地配装。可以保存至少局部预先成形、优选为胶状插入元件的至少一个变型，该插入元件随后例如可以通过加热而成为充分塑性化的条件，在这种条件下，该插入元件可以适于面具用户的单独面部结构。

图5a的示意图示出插入元件16的变型，其中，插入元件的胶状交联主体为马蹄状构型，并且在施加位置处，该插入元件在面具用户鼻梁之上延伸。

图5b的示意图示出了插入元件16的变型，其中，插入元件的胶状交联主体为环形构型，沿着密封唇边，并围绕嘴和/或鼻子开口延伸。

在剖分平面π的区域内的插入元件16的横截面例如对应于图4所示的横截面。

图6a以剖面图示出密封唇边装置，该密封唇边装置也具有横截面加厚区，且填充有凝胶或泡沫材料，在此，该加厚区形成在口袋部分22中，该口袋部分22与密封唇边装置一体形成，其中，口袋部分22由框架元件20覆盖，并且密封唇边装置21设置有壳体21，该壳体与密封唇边装置一体地、由弹性体材料形成，尤其是与密封唇边3一体形成。口袋部分22由两个侧壁部分限定，这两个侧壁部分形成密封唇边装置的一部分。框架元件20形成用来将密封衬垫装置施加到呼吸面具用户的脸部上的施加装置。在框架元件上设置的是仿型构型和锁定结构，它们允许密封唇边装置与框架元件20确实地连接。框架元件可以由柔性材料形成，以便允许面具衬垫与面具用户的单独面部结构更进一步适应。在所示的实施例中，框架元件20形成一个固定结构，通过该固定结构，口袋部分22得以封闭。框架元件20可以胶合到密封唇边装置上，而没有间隙。

图6b示出类似于图6a的穿过密封衬垫装置的截面图，其中，框架元件20形成一个连接结构，用来连接面具壳，该面具壳覆盖在鼻子区域上并且例如由POM制造。在这个实施例中，框架元件20还形成一个固定结构，通过这个固定结构封闭口袋部分4。

图6c示出另一个穿过密封衬垫装置的剖面图，该装置也具有横截面加厚区4并填充有屈服凝胶或泡沫材料。类似于图6a的实施例，密封唇边装置包括两个侧壁部分23、24，在这两个侧壁部分之间，容纳凝胶或泡沫材料。侧壁部分23、24具有封闭轮廓27，并且由该封闭轮廓27保持在一起。以这种方式形成的密封唇边装置可以通过将边缘部分28固定到呼吸面具的硬壳元件上而得以安装。

图6a、6b和6c借助于表示病人的鼻子区域来显示出来。密封唇边装置的横截面构型可以沿周边方向在这种构型中发生变化，并且可以产生不同的支撑特性和表面压力。优选的是，密封唇边装置的皮肤接触区的表面积比例在18％到54％的范围内，其中皮肤接触区是在凝胶或泡沫体的作用下得以支撑的。以凝胶或衬垫体所支撑的区域为边缘的皮肤接触区的表面积比例优选地在46％到82％的范围内。

图7示出成形的衬垫体的简化透视图，该衬垫体包括凝胶或泡沫材料，用来支撑呼吸面具，该衬垫体在其构型中沿周边方向横截面变化。衬垫体设计成它在用于跨过鼻梁的区的区域内的横截面积相对小。在用来抵靠颊骨或面颊区域的区内，衬垫体是相对壁厚的，并且具有较大的可变形特性。

图8示出一个简化的侧视图，说明了如图7所示的衬垫体在面具用户脸部表面上的一种可能的构型。衬垫体可以容纳在密封唇边装置的口袋部分中，该口袋部分为充分互补的构型，如参照图6a、6b和6c以及图14、15和16所描述的。

图9示出凝胶或泡沫衬垫体的一个简化透视图，该衬垫体被再分成多个段，其中，各段具有不同的机械特性，并尤其是肖氏硬度不同，且交界按器官形状(organically)而不平整。在所示的实施例中，衬垫体由凝胶材料制成，并再分成侧面支撑段和上唇支撑段。这两段由不同颜色的透明凝胶材料制成，并在装配状态下容纳于密封唇边装置的周边口袋中。侧面支撑元件31具有左手侧面支撑部分31a和右手侧面支撑部分31b，它们在鼻梁的区域中借助于桥接区31c连接到一起。还可以提供一个预成形段，这个段与桥接区31c内的侧面部分31a、31b分隔开，如图11所示。两个侧面部分31a和31b还可以在鼻梁区域内中断。

段31a、31b、31c、32优选地是这样地，即它们借助于不平整特征的交界彼此抵靠。该铰接的构型可以从美学和结构机械的角度加以改进，并且在这方面，可以具有昆虫外壳状的段边界轮廓。

图10示出一透视图，说明衬垫体的变型，该衬垫体具有在鼻梁的桥接区内切除的一部分。侧面部分31a、31b形成一个支撑系统，用来将面具支撑力传递到凝胶或泡沫体支撑区G/S1。该凝胶或泡沫体支撑区G/S1以内唇接触区ID2为边缘，该内唇接触区超过上唇或下颚区以及鼻梁的区域。该衬垫体可以配装到密封唇边装置的口袋部分中。

图11示出衬垫体段31c的剖面图，该段跨过鼻梁的区域，并且由特别软、仅稍微交联的凝胶材料形成，并且它跨过鼻梁。衬垫体段31c是这样的，使得它具有一个连接表面，这个连接表面允许从机械上有利地过渡到侧面段31a、31b。

图12示出一个草图，说明了衬垫体段31c和侧面段31a之间的过渡区域以及由多个段形成的这种衬垫体在病人脸部的表面上的大致构型。相应的较软的段形成了一个接合在较硬的段之下的终端部分。

图13示出一个草图，说明了配装在病人上唇区域上的衬垫体段32，这个衬垫体段32如同在图12所示的分段的衬垫体的情况下所提供的那样。衬垫体的各段优选地包括具有较低交联程度的凝胶或弹性体材料，并且以直接抵靠的方式容纳在互补构型的口袋部分中，或者通过分支部分彼此分隔开。

图14示出密封唇边装置的透视图，包括相关的面具基体，其中，密封唇边装置具有周边口袋部分，该周边口袋部分填充有凝胶或泡沫材料，以提供一个衬垫体(见图6a、6b和6c)。在由带有随机取向的剖面线的台阶状构型所表明的密封唇边周边区的区域内，在区GS1(同时见图10)，以这种形式形成的密封唇边装置将面具基体支撑在病人脸部的表面上。借助于区ID2，密封唇边装置3的内部区域抵靠面具用户脸部的表面，基本上与面具接触压力无关。

周边口袋部分4由侧壁23封闭。由侧壁23围绕并与内周壁24一同形成的口袋由框架元件20覆盖。借助于框架元件20，面具接触压力可以直接施加到口袋部分4内容纳的凝胶或衬垫材料上。

图15示出类似于图14的密封唇边装置的透视图，其包括相关的面具基体，其中，密封唇边装置具有周边口袋部分，该周边口袋部分填充有凝胶或泡沫材料，并且在密封唇边周边区的区域内将面具基体支撑到病人脸部的表面上，其中该周边区由台阶状构型表明。在鼻梁的区域内，衬垫体设置有凹陷或被中断，使得这个区不会涉及到在鼻梁上借助于凝胶或泡沫材料的任何支撑。

图16示出图15的密封唇边装置的透视图，以说明周边口袋部分4。为形成衬垫体而提供的材料可以在非成形条件下引入到该周边口袋部分中，并且在口袋部分中确定地交联。还可以预先成形衬垫体，尤其是分段的衬垫体，以使其配装在口袋部分中，并例如由框架元件固定在口袋部分内。

图17示出呼吸面具的透视图，该呼吸面具带有可枢转、可移动连接的前额支撑装置以及包括相关的面具基体的密封唇边装置，如图14或15所示。这种呼吸面具的细节在专利申请PCT/EP02/02877中描述。该专利申请的公开内容合并于此作为参考。这个呼吸面具包括前额衬垫40，该前额衬垫由弹性体材料支撑并安装到前额支撑装置41上。

前额衬垫40的固定是通过插入式固定器和相邻的保持或锁定轨道43，其中插入式固定器具有一个中心接纳开口42，而保持或锁定轨道开口到固定凹陷44中。前额衬垫40的保持或锁定头结构45可以接合到那些固定凹陷44中，并将前额衬垫40固定在该位置处。保持或锁定轨道43设计成前额衬垫40可以在适于面具用户的位置处固定到前额支撑装置41上。

图18a到18e示出前额支撑衬垫40的各种变型的剖面图，这些变型尤其是与例如图17所示的呼吸面具一同使用，其中，前额支撑衬垫40具有横截面加厚区，这些区填充有凝胶或泡沫材料。前额支撑衬垫40包括支撑杆46和保持或锁定头部分45。支撑杆46和保持或锁定头部分45为这种构型，即，它们允许为了抵靠病人的前额而提供的接触区作限定的倾斜运动。在该接触区的区域内提供了成形部分，这些成形部分防止建立起减小的压力。

衬垫40设置有凝胶或泡沫材料部分47。该部分47和围绕该部分的弹性体侧壁如此改进，使得可以提供一个限定的表面压力分布和/和限定的铰接特性。

图19所示的密封结构7包括密封唇边1和横截面加厚区2，该横截面加厚区2邻接密封唇边。在横截面加厚区2的区域内提供固定轮廓(fixingprofiling)3，借助于该固定轮廓3，密封结构可以固定到保持轮廓元件上。

在横截面加厚区2的区域内，密封结构的成形材料以如下的形式处理，即：在横截面加厚区2的核心区域4中的成形材料的肖氏硬度小于在横截面加厚区2的边缘区域2a中的。在核心区域4内，成形材料具有大致胶状材料特性。在核心区域4和边缘区域2a之间的区域5、6内，成形材料以如下方式交联，即：该区域内存在这样一种肖氏硬度，也就是，明显大于在核心区域4内的肖式硬度，但小于在边缘区域2a内的肖氏硬度。在这个实施例中，在邻近核心区域4的内部区域5内的肖氏硬度低于在相邻的环形区域6内的肖氏硬度。

根据本发明的密封结构特点在于：它具有局部硬化的横截面加厚区。根据本发明的密封结构优选地由注模或挤出形式的额外交联的材料形成，尤其是硅树脂材料形成。通过对型腔或挤压成型通道壁的温度分布的匹配控制，可以在较窄的公差范围内建立理想的交联程度。根据本发明特别优选的实施例，在横截面加厚区内的交联反应被主动阻止，由此可以以长期耐久性保持横截面加厚区的理想材料特性。

交联反应尤其可以通过催化阻断剂的加入或激活防止催化反应来得以停止。催化阻断剂的激活尤其可以通过UV光、通过微波、通过电磁辐射、或也可以通过将催化阻断剂注入到横截面加厚区内而予以实现。在这个特别优选的实施例中，根据本发明的密封结构从附加-交联的LSR硅树脂形成，其中，在此所示的密封唇边的区域彻底硬化，而与密封唇边1相邻的横截面加厚区域具有交联程度减弱的区，尤其是具有凝胶-弹性特性。横截面加厚区2在其边缘区域2a具有完全交联的外皮，而在核心区域4内的材料几乎未交联。

Claims (44)

1.一种用于呼吸面具的面具衬垫装置，包括接收开口和密封唇边，该接收开口在呼吸面具处于施加位置时与面具用户的鼻子和/或嘴的开口区域重合，而密封唇边由弹性体材料形成，围绕接收开口延伸，并且在施加位置时配装到面具用户脸部的表面上，其特征在于，在面具衬垫中提供至少一个横截面加厚区，且所述横截面加厚区的面具衬垫材料具有不同的材料特性，使得在横截面加厚区的边缘区域内，面具衬垫的肖氏硬度高于在横截面加厚区的核心或至少靠近该核心的区域内的肖氏硬度。

2.如权利要求1所述的面具衬垫装置，其特征在于，面具衬垫在处于施加位置时靠近前额或鼻梁的各区的区域内的肖氏硬度低于靠近面颊、上唇或鼻子的侧面的区域内的肖氏硬度。

3.如权利要求2所述的面具衬垫装置，其特征在于，在横截面加厚区的核心区域内，材料具有胶状材料特性。

4.如权利要求1到3中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，通过不同的材料交联程度使得在横截面加厚区的区域内具有不同的材料特性。

5.如权利要求1到4中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，横截面加厚区邻近密封唇边。

6.如权利要求1到5中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，横截面加厚区在施加位置时以随位置不同而不同的方式至少置于面具用户脸部的表面上。

7.如权利要求1到6中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，横截面加厚区在施加位置时以随位置不同而不同的方式至少置于面部密封唇边的向内侧上，该向内侧远离面具用户脸部的表面。

8.如权利要求1到7中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，横截面加厚区由至少两种弹性体化合物材料形成，这两种弹性体化合物不同地制备。

9.如权利要求1到8中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，该面具衬垫装置适于配装到一个由硬壳元件形成的盘形主体上。

10.如权利要求1到9中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，密封衬垫装置与盘形主体一体地形成。

11.如权利要求1到10中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，横截面加厚区在施加方向上至少以随位置不同而不同的方式弹性屈服地得以悬挂。

12.如权利要求1到11中任一项所述的面具衬垫装置，其特征在于，密封唇边借助于折叠结构弹性连接到横截面加厚区上。

13.一种呼吸面具，包括盘形主体，该盘形主体在施加位置时接合在面具用户的鼻子和/或嘴区域之上，并且包括如权利要求1到12中任一项所述的面具衬垫装置。

14.如权利要求13所述的呼吸面具，其特征在于，盘形主体与密封衬垫装置一体形成。

15.如权利要求14所述的呼吸面具，其特征在于，盘形主体由硬壳元件形成。

16.一种制造呼吸面具的面具衬垫装置的方法，其中，在引入弹性体材料的过程中，弹性体材料引入到面具衬垫型腔中，其中，型腔内侧壁的温度分布和模具封闭时间如此控制，使得在型腔中经交联以形成面具衬垫装置的弹性体材料实现不同的肖氏硬度值。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，型腔内侧壁的温度分布如此控制，使得在型腔内形成的密封衬垫装置在其构型中沿周边方向具有不同的肖氏硬度值。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，温度分布如此控制，使得面具衬垫装置在这样的区域中实现较低的肖氏硬度值，该区域在施加位置时靠近前额或鼻梁。

19.如权利要求16到18中任一项所述的方法，其特征在于，型腔内侧壁的温度分布在引入弹性体材料过程中具有第一温度分布特性，并且该温度分布特性在模具封闭时间内有所变化。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，温度分布在引入弹性体材料的过程中具有第一、尤其是恒定的高温分布，并且在模具封闭时间期间，型腔内侧壁的选定区域被冷却来降低温度。

21.一种用于制造面具衬垫装置的模制工具，包括内型腔和加热装置，其中内型腔在工具封闭位置处由型腔的内侧壁限定，且相对于所要形成的面具衬垫装置形状互补，而加热装置用来加热型腔的内侧壁，其特征在于，模制工具如此设计，使得在型腔内侧壁上产生预定的温度分布。

22.如权利要求21所述的模制工具，其特征在于，温度分布可以如此调节，使得在用来形成面具衬垫装置中密封前额区域和鼻梁区域的部分的型腔部分内的型腔温度低于为形成面具衬垫装置的上唇或下颚密封区域而提供的型腔部分内的温度。

23.如权利要求19和20中任一项所述的模制工具，其特征在于，该模制工具包括冷却装置，用来冷却模制工具的选定部分。

24.如权利要求19到21中任一项所述的模制工具，其特征在于，温度分布可在模具封闭时间内有所变化。

25.一种用于呼吸面具的面具衬垫装置，包括接收开口和密封唇边，其中接收开口在呼吸面具处于施加位置时至少与面具用户的鼻子和/或嘴开口区域重合，而密封唇边由弹性体材料形成并围绕接收开口延伸，该密封唇边在施加位置时配装在面具用户脸部的表面上，其特征在于，在面具衬垫中设置至少一个横截面加厚区，且所述横截面加厚区的面具衬垫材料被发泡，使得在横截面加厚区的区域内，面具衬垫形成一个泡沫垫。

26.一种用于呼吸面具的面具衬垫装置，包括接收开口和密封唇边，其中接收开口在呼吸面具处于施加位置时至少与面具用户的鼻子和/或嘴开口区域重合，而密封唇边由弹性体材料形成并围绕接收开口延伸，该密封唇边在施加位置时配装在面具用户脸部的表面上，其特征在于，在面具衬垫内区域中设置至少一个横截面加厚区，所述横截面加厚区的面具衬垫材料具有胶状材料特性，其中，横截面加厚区时通过将一个胶状交联的弹性体插入到面具衬垫装置内部空间中提供的一个固定结构上而予以形成的。

27.如权利要求26所述的面具衬垫装置，其特征在于，胶状交联主体为马蹄状构型，并且在施加位置时，在面具用户的鼻梁之上延伸。

28.如权利要求26所述的面具衬垫装置，其特征在于，胶状交联主体为环形构型，沿着密封唇边、围绕嘴和/或鼻子开口延伸。

29.一种用于呼吸面具的面具衬垫装置，包括接收开口和密封唇边，其中接收开口在呼吸面具处于施加位置时至少与面具用户的鼻子和/或嘴开口区域重合，而密封唇边由弹性体材料形成并围绕接收开口延伸，该密封唇边在施加位置时配装在面具用户脸部的表面上，其特征在于，在面具衬垫中设置至少一个接收口袋部分，且在所述接收口袋部分内设置衬垫体，该衬垫体包括凝胶或泡沫材料，其中，口袋部分的构型如此构成，使得密封唇边装置限定了一个皮肤接触区(GS1)，在该区内，密封唇边装置被衬垫体压在脸部的表面上。

30.如权利要求29所述的面具衬垫装置，其特征在于，衬垫体再分成多个段。

31.一种用于呼吸面具的前额衬垫，包括前额衬垫基体，该基体由弹性体材料形成，并具有连接部分和杆部分，其中连接部分用来将前额衬垫固定到前额支撑装置上，而杆部分用于径向屈服的安装一个为抵靠前额表面而提供的前额接触部分，其中，前额衬垫具有一个横截面加厚区，在所述区内设置有凝胶或泡沫材料。

32.一种密封结构，包括由弹性体成形材料形成的基体，其中，基体具有成形的横截面，带有至少一个横截面加厚区，并且弹性体材料如此处理，使得成形材料的肖式硬度在横截面加厚区的边缘区域内的要高于在横截面加厚区的核心或靠近核心的区域内的。

33.如权利要求32所述的密封结构，其特征在于，在横截面加厚区的核心区域内，具有胶状材料特性。

34.如权利要求32或33所述的密封结构，其特征在于，通过使材料交联程度不同而使得横截面加厚区的区域内的材料特性不同。

35.如权利要求32到34中任一项所述的密封结构，其特征在于，该密封结构包括密封唇边和邻近密封唇边的横截面加厚区。

36.如权利要求32到35中任一项所述的密封结构，其特征在于，横截面加厚区由至少两种不同制备的弹性体化合物系统形成。

37.如权利要求32到36中任一项所述的密封结构，其特征在于，密封结构具有固定轮廓。

38.如权利要求32到37中任一项所述的密封结构，其特征在于，密封结构具有折叠波纹管部分，该部分与横截面加厚区一体形成。

39.一种用于制造密封结构的方法，其中，在引入弹性体材料过程中，弹性体材料被引入到密封结构型腔中或密封的挤压成型通道内，其中，在密封结构型腔或挤压成形通道内的温度分布以及驻留时间匹配成，使得经交联来形成密封结构的弹性体材料在横截面加厚区的区域内获得不同的肖氏硬度。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，在横截面加厚区的核心区域内，延迟或阻止材料交联。

41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，通过UV曝光来延迟交联过程。

42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，通过微波辐射来延迟交联过程。

43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，通过电磁辐射来延迟交联过程。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，在横截面加厚区的区域内的交联是通过将催化阻断剂注入到核心区域中来得以延迟的。

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