DD231727A5 - Schutzbekleidung zur verhinderung des durchganges teilchenfoermiger materie - Google Patents
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Abstract
Schutzbekleidung in Form eines Kleidungssystems, das den Traeger oder die umgebende Atmosphaere schuetzt, indem ein in Teilchen auftretender Stoff am Durchgang vom Koerper der die Bekleidung tragenden Person in die umgebende Atmosphaere oder umgekehrt gehindert wird. Das Kleidungsgewebe ist ein Laminat aus geschaeumtem, poroesem Wasserdampf und Gas durchlassenden Polytetrafluoraethylen (PTFE), das mit einem Wasserdampf und Gas durchlassenden Traegermaterial ueberzogen ist. Der in Teilchen auftretende Stoff wird durch die sehr feinen Poren der Bekleidung blockiert. Die Kleidungsstuecke liegen vorzugsweise in einer scheinbar 100%igen aeusseren Oberflaeche aus nichtfusselndem PTFE vor. Um die Zwischenraeume zwischen den Kleidungsstuecken zu eliminieren, nachdem diese aufgelegt sind, werden Manschetten aus einem Laminat eines gummiartigen, geschaeumten PTFE und einem Stretchgewebe vorgesehen, wo immer zwei Kleidungsstuecke miteinander verbunden werden; die Manschetten ueberlappen sich dabei wechselseitig. Fig. 1
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzbekleidung in Fohti von Kleidungsstücken, die den Träger selbst oder die den Träger umgebende Atmosphäre durch Verhinderung des Durchgangs eines in Teilchen auftretenden Stoffes vom Körper des Trägers in die umgebende Atmosphäre und umgekehrt schützen, bestehend aus einer Kopfumhüllung, einer Körperumhüllung, Handumhüllungen und Fußumhüllungen.
Herkömmliche Bekleidungen zur Verhinderung des Durchganges von Teilchen schließen im allgemeinen den Träger nicht vollständig ein und die Teilchen können durch Öffnungen in dem Gewebe oder durch Zwischenräume in der Bekleidung austreten. Derartige Bekleidungen sind in der Regel keine vollständigen Systeme mit Bezug auf die Teilchenfreigabe, und dies ist die wesentlichste Betrachtung sowoh! bei einem sauberen Raum als auch bei einer verunreinigten Umgebung. Obwohl das Bekleidungsgewebe selbst einige Teilchen freigeben kann, haben die Bewegungen des Trägers innerhalb der Bekleidung dazu geführt, daß teilchenbeladene Luft aus dem Inneren der Bekleidung durch Öffnungen in der Bekleidung in die Clean-room-Atmosphäre abströmen, beispielsweise die Öffnungen an den Handgelenken, am Hals, an den Knöcheln, der Taille oder am Ort des Einstiegs durch den Träger. Beispielsweise ist gezeigt worden, daß sogar dann, wenn die einzige Öffnung ein Reißverschluß hoher Qualität ist, der Träger im übrigen in einen unpraktischen Plastesack eingeschlossen ist, die teilchenbeladene Luft bestrebt ist, fortwährend durch die Verzahnung und die Enden des Reißverschlusses auszuströmen, sobald sich der Träger bewegt. Es treten auch dann Probleme auf, wenn die herkömmliche Bekleidung aus porösen Materialien hergestellt ist, um dem Träger einen gewissen Grad der Behaglichkeit zu gestatten..Die porösen Öffnungen in dem Gewebe erlauben es den Teilchen oftmals, auszuströmen und die Umgebung zu verunreinigen und umgekehrt.
Die Nennporengröße derTeilchensteuerungs-Standardbekleidungen kann nach dem Blasenpunkt-Verfahren (ASTM Nr.F316-80) oder einer mikroskopischen Prüfung zwischen ungefähr 6 und 66 Mikron (Tabelle 1) bestimmt werden, und die durchschnittlichen Filternutzleistungen, die unter Verwendung eines Laser-Spektralphotometers und eines NaCI-Proben-Aerosols berechnet werden, liegen zwischen ungefähr 7,75 und 78,57% bei 0,1 Mikron (Tabelle 2). Viele herkömmliche Kleidungsmaterialisn, insbesondere Gesicht?- und Kopfbedeckungen tragen tatsächlich direkt zu dem Teilchenproblem in einem sauberen Raum infolge des Fusselns und ihrer Tendenz zum Zerreißen bei; auf diese Weise werden Teilchen freigegeben.
Es gibt wenige verfügbare Materialien, die keine Teilchen abstoßen und dennoch einen gefilterten Luftdurchgang erlauben. Diese Tatsache, verbunden mit den Unzulänglichkeiten der Ausführung der meisten Kleidungsstücke, behindert die Entwicklung einer richtigen, wirksamen Teilchensteuerungskleidung. Das Fehlen eines vereinheitlichten Gesamtsystems für die Teilchensteuerung hat die Anwender bestärkt, eine Reihe nicht in Beziehung zueinander stehender Kleidungsstücke, wie beispielsweise Kombinationsanzüge, Schutzbrillen, Gesichtsmasken, Hauben usw. in ein ebenso vollständiges wie gewünschtes System zusammenzustellen, um den notwendigen Grad der Teilchensteuerung zu erreichen. Ein derart improvisiertes System ist sowohl in sauberen Räumen als auch in einer verunreinigten Umgebung allgemein üblich und oftmals unwirksam, unordentlich und unkomfortabel.
Ziel der Erfindung ist eine bequem zu tragende Schutzkleidung, die den Durchgang von Partikeln verhindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzbekleidung aus einer Kopfumhüllung, einer Körperumhüllung, Handumhüllungen und Fußumhüllungen, mit der der Durchgang teilchenförmiger Materie aus der Umgebung zum Träger und umgekehrt verhindert werden soll, so auszubilden, daß keine Öffnungen sowohl innerhalb der Kleidungsstücke als auch zwischen den Kleidungsstücken bestehen, eine hohe Filterungswirksamkeit der verunreinigenden Teilchen, die von der Innenoder Außenseite der Kleidung herrühren, erreicht wird, dem Wasserdampf und/oder der Luft der Durchgang durch die Kleidung möglich ist und das Abstoßen der verunreinigenden Teilchen in die Umgebung ausgeschlossen wird.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede Umhüllung, unabhängig davon, mit welcher angrenzenden Umhüllung sie verbunden ist, mit der angrenzenden Umhüllung durch eine Manschette aus einem gummiartigen laminierten Material verbunden ist, die eine Manschette aus gummiartigem laminiertem Material an der angrenzenden Umhüllung überlappt. Sämtliche sichtbaren Außenflächen bestehen vorzugsweise aus porösem, geschäumten PTFE-Material. Jede Manschette ist vorzugsweise aus einem Laminat hergestellt, das aus einem geschäumten porösen PTFE besteht und mit einem gummiartigen textlien Gewebe überzogen ist, oder sie ist aus einem Laminat hergestellt, das aus einem zusammengesetzten Laminat aus einer porösen, geschäumten PTFE-Schicht und einem auf Polyätherbasis aufgebauten Polyurethanelastomer besteht, das mit einem gummiartigen textlien Gewebe überzogen ist. Die Kopfumhüllung kann aus einer Haube bestehen, die den Kopf des Trägers '.vollständig umschließt, wobei die Haube einen durchsichtigen Einsatz in Form einer Schutzscheibe für die Sicht aufweist, oder die Kopfumhüllung kann aus einer Haube mit einer darin befindlichen Öffnung bestehen, die das Gesicht des Trägers teilweise zeigt; die Öffnung weist vorzugsweise Haubenränder auf, die das Gesicht des Trägers berühren und aus einem gummiartigen laminierten Material bestehen, wodurch an den Rändern eine Abdichtung geschaffen wird. Die Kopfumhüllung kann auch eine Gesichtsmaske in Form einer Bartabdeckung und eine Kappe sein. Die Gesichtsmaske deckt die Nase, den Mund und das Kinn des Trägers ab
Das Material, aus dem die Umhüllungen gebildet sind, ist mindestens teilweise elektrisch leitend. Die Körperumhüllung ist aus einer kittelartigen Bekleidung gebildet.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine bildhafte Gesamtansicht einer vereinheitlichten Bekleidung;
Fig.2: eine bildhafte Ansicht einer alternativen Bekleidung, wobei der Körper in Form eines Arbeitskittels umhüllt ist; Fig.3: eine bildhafte Ansicht einer Haube mit einem transparenten Sichtglas; Fig.4: eine Unteransicht der in Fig.3 dargestellten Haube;
Fig. 5: eine bildhafte Ansicht einer alternativen Haube, wobei das Gesicht des Trägers nicht verdeckt ist; Fig. 6: das bevorzugte Muster zur Herstellung der verwendeten Manschette in der vereinheitlichten Bekleidung in einer Draufsicht;
Fig.7 und 8: bildhafte Ansichten der Manschettenanordnung in den Zwischenstufen der Herstellung; Fig.9: den Schnitt 9-9 gemäß Fig.7; Fig. 10: einen Längsschnitt der Manschettenanordnungen; Fig. 11: eine bildhafte Ansicht einer Kopf- und Bartbedeckung; Fig. 12: eine bildhafte Ansicht einer alternativen Kopf- und Bartbedeckung;
Fig. 13: eine Draufsicht eines bevorzugten Musters zur Herstellung der in Fig. 12 dargestellten Bartbedeckung; Fig. 14: eine bildhafte Ansicht einer typischen imprägnierten Gasmaske, die durch eine Membrandeckschicht eines gestreckten PTFE-Materials fusselfrei gemacht wird.
Die Schutzbekleidung umfaßt ein vereinheitlichtes System von Kleidungsstücken, das einen Durchgang von in Partikeln auftretenden Bestandteilen vom Körper der die Kleidungsstücke tragenden Person in die umgebende Atmosphäre oder umgekehrt verhindert. Wasserdampf oder andere Gase, beispielsweise Luft, können das textile Kleidungsstück ungehindert passieren, das ein Laminat aus geschäumtem, porösem und gasdurchlässigem Polytetrafluoräthylen (PTFE) ist, das mit einem porösen und gasdurchlässigen Trägermaterial überzogen ist. Ein in Partikeln auftretender Stoff wird durch die sehr feinen Poren des Kleidungsstückes blockiert. Die Person ist in den Kleidungsstücken, die aus einer scheinbar vorzugsweise 100%igen äußeren Oberfläche aus nichtfusselndem PTFE besteht, völlig eingeschlossen, und der Durchgang von Wasserdampf oder Wasserdampf und Luft durch das Laminat ist ausreichend zum Atemholen. Um das An- und Ablegen der Bekleidung praktisch zu gestalten und Zwischenräume in der Bekleidung zu eliminieren, sind Einzelteile erforderlich, und aus dichten Teilen bestehende Barrieren sind dort notwendig, wo die einzelnen Abschnitte zusammengefügt sind. Um die Vollständigkeit des gesamten Systems zu sichern, ist an jeder Verbindung zwischen jedem einzelnen Kleidungsstück eine hohe Dichtqualität erforderlich. Das Verbindungsmaterial ist vorzugsweise ein Laminat eines gummiartigen, geschäumten PTFE und eines Stretchgewebes. Wo das Gesicht oder die Augen freiliegen müssen, ist eine getrennte Gesicht- oder Bartabdeckung vorgesehen.
Das Bekleidungssystem eliminiert Öffnungen sowohl innerhalb der Kleidungsstücke als auch zwischen den Kleidungsstücken, sieht eine hohe Filterungswirksamkeit der verunreinigenden Teilchen vor, die von der Innen- oder Außenseite der Kleidung herrühren, während dem Wasserdampf und/oder Luft der Durchgang durch die Kleidung möglich ist, und schließt im wesentlichen das Abstoßen der verunreinigenden Teilchen in die Umgebung aus.
Das Kleidungsgewebe enthält eine Teilchenbarriere, die für Gase durchlässig ist und von einem Film aus porösem, geschäumtem PTFE eingeschlossen ist, bei welchem die wirksame Porengröße weniger als 0,2 Mikron beträgt, berechnet nach der Blasenbildungspunktmethode (ASTM Nr. F 316-80), und somit klein genug ist, um 99,999% der Teilchen wirksam zu filtern, die größer als etwa 0,1 Mikron beim Durchgang durch den Film sind. Der Filter ist durchlässig, um einen entsprechenden Wasserdampf- und Luftstrom durch den Film zu ermöglichen, um Behaglichkeit und eine Atmungsmöglichkeit für den Träger zu schaffen. Dieser poröse, geschäumte PTFE-FiIm ist zu einem Grundgewebe laminiert, um eine mechanische Unterlage zu schaffen. Geeignete Laminate sind unter der Bezeichnung GORE-TEX in Form von zweischichtigen und dreischichtigen Laminaten verfügbar. Zur Verwendung in einem staubfreien Raum, wo in der Luft schwebende Teilchen ein absolutes Minimum haben müssen, kann die Bekleidung mit dem geschäumten PTFE-FiIm außen und dem verstärkten Gewebe im Inneren der Bekleidung, die die Person trägt, hergestellt werden. Der geschäumte PTFE-FiIm stößt die Teilchen nicht ab. Alternativ kann ein dreischichtiges Laminat als eine gleichartige Teilchenbarriere in solchen Situationen verwendet werden, wo ein
Außengewebe für eine größere Scheuerfestigkeit erforderlich ist. Obwohl der geschäumte PTFE-FiIm oder das verstärkte Gewebe sich außen befindet, stellt der PTFE-FiIm den Schlüssel zur Atmungsmöglichkeit, Behaglichkeit und einen hohen Grad
der Teilchensteuerung dar.
Um abzusichern, daß die Bekleidung bei Öffnungen der Kleidungsstücke nicht spaltet, ist vorzugsweise ein zwei- oder dreischichtiges gummiartiges Laminat in Form einer dichten Fittingmanschette vorgesehen, die bei allen Öffnungen in Cleanroom-Bekleidungen verwendet wird. Bei jeder derartigen Öffnung überlappt die Manschette eines Kleidungsstückes die Manschette des angrenzenden Kleidungsstückes; dadurch wird eine ausgezeichnete Verbindung gebildet. Diese Manschetten haben vorzugsweise eine gummiartige, geschäumte, poröse PTFE-Membran sowohl an der Außen- als auch an der Innenseite, so daß, wenn sie überlappt und durch das verwendete gummiartige Laminat zusammengepreßt werden, eine ausgezeichnete staubdichte, nichtabstoßende Verbindung geschaffen wird. Die innere Oberfläche der Manschette schafft auch eine dichte Verbindung mit der Haut des Trägers, indem sie eine ausgezeichnete Kohärenz mit dem Kleidungsstück gibt und erlaubt, daß die gesamte Bekleidung die Hautschuppen und Haare des Trägers, Aerosole und Teilchen einschließt, die von der Trägerinnenseite des betreffenden Kleidungsstückes abgestoßen werden. Umgebungsverunreinigungen verbleiben außerhalb des Kleidungsstückes. Das System der Kleidungsstücke ist dazu bestimmt, den Träger vollständig einzuschließen. Die erhöhte Wirksamkeit dieser Verbindungsart beträgt im Vergleich zu Kleidungsstücken ohne Manschetten annähernd 500% (Tabelle 3).
Das gummiartige, zwei- oder dreischichtige Laminat, das für die Manschetten der Kleidungsstücke bevorzugt wird, wird durch Überziehen einer Folie aus geschäumtem, porösem PTFE mit einem gummiartigen Substrat oder durch Überziehen eines zusammengesetzten Laminats mit einem gummiartigen Substrat hergestellt. In jedem Fall ist die Schicht eines porösen, geschäumten PTFE, das weder fusselt noch abstößt, außerhalb des Kleidungsstückes orientiert. Wenn zusätzlich eine äußere Scheuerfestigkeit erforderlich ist, kann eine dritte Gewebeschicht über die geschäumte PTFE-Schicht laminiert werden.
Das gummiartige Substrat kann eines aus der Vielzahl der herkömmlichen Materialien sein.
Wenn Klebemittel zum Verbinden der Laminate verwendet werden, werden sie bevorzugt kurzfristig hohen Temperaturen ausgesetzt, um zu ermöglichen, daß das haftfähige Lösungsmittel schnell verdunstet, z.B. bei 1500C. Wenn das zusammengesetzte Laminat verwendet wird, kann entweder eine haftfähige Verbindung oder eine Wärmeverbindung angewendet werden, wobei letztere angewendet wird, um eine hydrophile Schicht des Laminats mit dem gummiartigen Substrat zu verbinden.
Das gummiartige Laminat mit einer Außenoberfläche aus geschäumtem, porösem PTFE kann hergestellt werden entweder (1) durch Überziehen irgendeiner Folie mit dem Substrat, anschließendem Strecken und Entspannen, oder (2) Strecken des Substrates und Überziehen der Folie mit dem gestreckten Substrat und anschließendes Entspannen. Vorausgesetzt, daß das geschäumte poröse PTFE oder das zusammengesetzte Laminat nicht über den Punkt gestreckt ist, wo es fehlerhaft wird oder zerreißt, kann ein gummiartiges Laminat mit all den Eigenschaften eines geschäumten, porösen PTFE oder des genannten zusammengesetzten Laminats hergestellt werden.
In einem kontinuierlichen Prozeß, in dem ein gummiartiges Substrat in einem gestreckten Zustanti mit einer Schicht aus geschäumten PTFE in einem ungestreckten Zustand überzogen wird, sozusagen zwischen kontinuierlich rotierenden Rollen, ist festgestellt worden, daß die Behandlung des Substrats mit einem wasserabweisenden Fluorkohlenwasserstoff, bei der Vermeidung einer unerwünschten Verbindung des Laminats wirksam ist.
Ein beträchtliches Strecken des Manschettenmaterials ist wünschenswert. Beispielsweise wird ein minimales 60%iges Strecken für die Handgelenkbündchen bevorzugt.
Während es im allgemeinen gut bekannt ist. Stretchgewebe für Kragen, Manschetten und Bündchen an Kleidungsstücken zu benutzen, sind die überlappenden elastischen Manschettenverschlüsse dieser Erfindung für Clean-room- und andere Kleidungsstücke nicht offenbart und im Stand der Technik auch nicht vorgeschlagen.
Bei Verwendung von leitenden Geweben für die Laminate können antistatische Eigenschaften erreicht werden, desgleichen bei Verwendung von leitenden Klebemitteln für die Laminierung des Gewebes mit dem geschäumten PTFE-FiIm, oder durch Behandlung des Kleidungsstückes mit antistatischen Standardmitteln.
Nadelstiche, die beim Nähen der Kleidungsstücke entstehen, können mit einem Standard-Heißklebeband verdeckt oder die genähten Nähte mit Standard-Polymerlösungen versehen werden. Ohne Verschluß können feine Staubteilchen durch die Nadelstiche eindringen.
Da die erfindungsgemäß verwendeten Laminate eine vollständige PTFE-Oberfläche gegenüber der äußeren Umgebung darstellen können, und da diese Oberfläche nichtfusselnd ist, bedeutet die Kombination der gummiartigen und nichtgummiartigen Laminate bei diesen Clean-room-Kleidungsstücken, daß scheinbar jede Masche, die bezüglich der Cleanroom-Atmosphäre vorgelegt wird, ein PTFE-Material ist. Das Außennähen erfolgt vorzugsweise mit einem Heftzwirn aus geschäumtem PTFE; bei Benutzung dieses Zwirns erhält man ein ganz praktisches Clean-room-Kleidungsstück mit Außenoberflächen, die aus 100% PTFE bestehen und sich dadurch auszeichnen, daß sie gegenüber der Sichtfläche zur Cleanroom-Atmosphäre überhaupt n! ^ht mehr fusseln.
Wie oben bereits dargestellt, werden gummiartige Laminate bei diesen Kleidungsstücken für alle Manschetten an den Rändern jedes Kleidungsteiles verwendet. Dabei beträgt die minimale Manschettenlängenüberlappung etwa 1,77 (1,2 Zoll); das ist eine praktische Angelegenheit, die verhindert, daß teilchenbeladener Wasserdampf oder Wasserdampf und Luft von der Innenseite der Kleidung freigegeben werden. Es gibt keine Begrenzung bezüglich des maximalen Wertes der verwendeten Überlappung.
In diesem Fall der Clean-room-Hose oder Ärmelabdeckungen kann das ganze Kleidungsstück aus diesem Stretchmaterial hergestellt sein, um es besonderen Bedürfnissen anzupassen.
Die Verwendung gummiartiger Laminate für Manschetten basiert vorzugsweise auf einer flachen Musterform, die mit den konkaven Seiten und mit den konvexen Enden rechtwinklig verläuft. Die konkaven Seiten sind verbunden, um einen hohlen Tubus zu bilden, und dieser wird in der Hälfte in Längsrichtung gefaltet, damit sich die bevorzugte Kappenform herstellen
läßt. - - —
Einer oder auch beide Kappenränder können dann an der Bekleidung befestigt und verschlossen werden. Diese Kappenform folgt den Körperkonturen und ermöglicht einen erleichterten Nahtverschluß.
Eine Hemd- und Hoseneinheit, die aus den obigen Materialien besteht, kann so hergestellt werden, daß sie locker sitzt und angepaßt werden kann, um die Anzahl der Kleidungsgrößen, die für verschieden große Personen benötigt werden, zu verringern. Die Kleidungsformen können so gestaltet oder hergestellt werden, daß ihnen eine Paßform ohne nachteilige
Funktionstüchtigkeit verliehen wird (Auslaß oder Eintritt von Teilchen), wobei jede Öffnung dem Träger in dem oben gummiartigen Manschettensystem angepaßt ist.
Ein hoher Schutzgrad gegenüber Teilchen, Aerosol oder dem Ausströmen oder der Freigabe von Bakterien kann durch eine Haube erreicht werden, die in Verbindung mit den Kleidungsstücken benutzt wird, die den Kopf des Trägers völlig einschließen und auch das gummiartige Laminat in Manschetten- oder Bandform verwenden, um ein Halsbündchen mit den oben erwähnten Eigenschaften anzufertigen. Wegen der hohen Luftdurchlässigkeit der als Haubenmaterial verwendeten zweischichtigen Laminate ist die Haube atmungsaktiv und komfortabel. Die Haube (und andere Kleidungseinheiten) kann sowohl in sauberen Räumen als auch in teilchenbeladenen Bereichen verwendet werden, um den Benutzer zu schützen.
Eine derartige Haube weist viele Vorteile auf und wird bei einer Anwendung bevorzugt, wo herkömmliche Gesichtsmasken für Atemgeräte unzureichend sind. Gesichtsmasken schützen nur die Atmungsteile des Gesichtes. Die Haube bewahrt den gesamten Kopf- und Halsbereich in einem reinen Zustand; das ist insbesondere dort wichtig, wo der Hautkontakt mit den Verunreinigungen der Umgebung ein Problem darstellt. Viele Gesichtsmasken halten infolge von Zwischenräumen um die Nase und die Wangen eine entsprechende Abdichtung nicht aufrecht, wohingegen diese Haube den Kopf des Trägers völlig verschließt. Die Haube schließt die Notwendigkeit für eine Vielzahl von Maskengrößen aus und erleichtert das Problem der Gesichtsanpassung. Wenn eine herkömmliche Gesichtsmaske in der Industrie- oder Laborumwelt erforderlich ist, kann auch ein Augenschutz wichtig sein, der für den Benutzer das Tragen sowohl einer Schutzbrille als auch einer Maske erfordert. Das Schutzscheibenmaterial kann als Augenschutz vor Teilchen und Flüssigkeiten dienen und erlaubt nicht, daß sich Gegenstände in den Augen festsetzen. Eine gute Sichtbarkeit wird durch die Haube gewährleistet, die zusätzliche Vorteile insofern aufweist, als daß der Benutzer die Haube über den Gläsern oder Kontaktlinsen ohne Gefahr tragen kann. Gesichtshaare und lange Haare können die Schutzqualitäten einer Gesichtsmaske herabsetzen, lassen sich aber leicht an eine derartige Haube anpassen. Die Haube kann in solchen Bereichen getragen werden, wo Luftatemgeräte infolge der hohen Staubbelastung empfohlen werden, und zwar mit den Vorteilen einer guten Kommunikation, Energieeinsparung, Komfort und Wirtschaftlichkeit.
In einigen Fällen kann eine klare Sicht erforderlich sein, beispielsweise dann, wenn man durch ein Mikroskop sieht, und ein begrenztes Ausströmen der Teilchen akzeptiert werden muß, und die Augen des Trägers selbst mit einem durchsichtigen isolierenden Hindernis nicht abgedeckt werden können. In dieser Situation bildet das Laminatmanschettenmaterial, wenn es in ein geeignetes Muster hineingedrängt wird, am Rand des Haubenmaterials, das einen Teil des Gesichts, der wie gefordert, frei sein muß, offenläßt, eine gute Abdichtung.
Ein Grund für das Freilassen des Gesichtsteils, der zu sehen ist, besteht darin, die Unbehagiichkeit, die viele Menschen um ihre Nase und ihren Mund erfahren, zu mildern, wenn dieser Bereich keinen freien Zugang zur umgebenden Luft hat. Diese Enthüllung hat den Nachteil des damit verbundenen Ausströmens der Teilchen, Aerosole und Bakterien aus dem offenen Bereich in Form von Haaren und Hautblättchen, zusammen mit den Aerosolen und Bakterien im ausgeatmeten Atem, oder umgekehrt, und der Gefährdung durch die Verunreinigungen der Umgebung. Diese Ausströmungen können durch die Verwendung verschiedener Schutzbrillenanordnungen, Augengläser und Gesichtsmasken reduziert werden, aber es ist außerordentlich schwierig, die geringen Raten der Teilchen und Aerosolausströmungen zu erreichen, die in einigen sauberen Räumen erforderlich sind, beispielsweise jene bei elektronischer und medizinischer Tätigkeit einbezogen, insbesondere weil der Gesichtsbereich sich oftmals in unmittelbarer Nähe des Arbeitsbereiches befindet, welcher einen Schaden oder eine Beschädigung erleidet, wenn er selbst mit sehr kleinen Beträgen des in Teilchen auftretenden Stoffes, der Aerosole oder der Bakterien in Berührung kommt. Eine alternative Lösung dieses Problems besteht in der Schaffung einer Kombination einer atmungsaktiven Gesichts- oder Bartabdeckung und einer Kappe oder einer atmungsaktiven Bart-, Mund-, Nasen- und Halsbedeckung und einer Kappe, die aus einem geschäumten PTFE-FiIm hergestellt ist sowie geeigneter Trägermaterialien. Die Kappe weist einen Rand aus einem streckbaren Faden auf und ist vor den beiden Ohrstellen mit Verschlüssen angebracht, bestehend aus einem kleinen Flecken aus elastischem Gummi oder einem Äquivalent, und ist mit einem Klebstoff oder einem Äquivalent befestigt. Da jeder dieser Verschlüsse eine kleine zentrale Öffnung aufweist, ist es praktisch, rechteckige Augengläser zu verwenden, die von normalen Muscheln getragen werden, aber der in Teilchen auftretende Stoff wird daran gehindert, in die Clean-room-Luft zu strömen und umgekehrt. Ohne diese Verschlüsse halten die Augenglasmuscheln das elastische Kopfband vom Kopf entfernt und gestatten den Teilchendurchgang.
Die Kappe ist auf herkömmliche Weise an der Bart-, Nasen-, Mund-und Halsmaske durch eine an beiden Kopfseiten angeordnete Schleife befestigt. Ein Knopf an der Maske, eingestellt auf annähernd 7cm (zwei Zoll) unter dem elastischen Rand, erlaubt eine einfache Befestigung, obwohl andere Befestigungsmethoden der Kappe an der Maske, beispielsweise Schnappverschlüsse, auch brauchbar sind.
Die atmungsaktive Bart-, Nasen-, Mund- und Halsmaske kann aus einem zweischichtigen Laminat eines geschäumten PTFE und einem Gewebesubstrat hergestellt sein. Das Laminat ist durchlässig genug, um eine Frazier-Zahl (Kubikfuß pro Minute/ Quadratfluß bei 1,27cm [0,5 Zoll] Wasserdruckgefälle) von 10 bis 40 zu erreichen. Dieser Luftdurchlässigkeitsbereich ist dargestellt worden, um einen ausreichenden Luftdurchgang zu erlauben, solange, wie die meisten Teilchen über 0,1 Mikron gefiltert werden. Ein Minimum von ungefähr 45,2 cm2 (7 sq.in.) dieses atmungsaktiven Laminats sind üblicherweise für eine ausreichende Atmung erforderlich. Es könnten alternative nichtfusselnde Materialien verwendet werden, die den verbleibenden Bereich der Markierung bilden. Die Maske ist typischerweise aus einem ebenen Muster von annähernd 81,2cm χ 17,8cm = 1 445cm2 (32" χ 7" = 224sq.in.) hergestellt, bevor die beiden Enden zusammengenäht werden, um so die Nase-, den Mund-, den Hals- und den Bartbedeckungsteil zu bilden. Ein streckbarer Rand wird in derselben Art und Weise vorgesehen wie derjenige, der bei dem Kappenherstellungsprozeß verwendet wird. Die Ränder, oben und unten, sind dadurch in einer Kreisform zusammengestellt. Bei Abnutzung legt sich der Rand eng um das Halsband des Kleidungsgarnitursystems, und der obere Rand liegt eng über der Nasenbrücke und um den Kopf. Die Augengläser und die Kappe können dann, wie oben
beschrieben/abgetragen werden.
Bei weniger kritischen Anwendungen können eine atmungsaktive Bartbedeckung und eine Maske verwendet werden, die Nase, Mund und Kinn bedecken. Ein dehnbarer Rand, wie oben beschrieben, hält sie dicht an den Wangen, dem Kinn und der Nasenbrücke, während die Maske am Kopf von einem dehnbaren Band gehalten wird.
Alternative Entwürfe zur Gesichtsabdeckung, die die nichtfusselnden und atmungsaktiven Kennzeichen der PTFE-Membrane enthalten wurden, umfassen eine Schichtung der herkömmlichen fusselnden Gesichtsmaskenmaterialien, beispielsweise eine Polyestergewebematrix und spezielle Gas und Dampf absorbierende und adsorbierende Materialien, die gemeinsame Adsorptionsmaterialien verwenden, beispielsweise aktivierten Kohlenstoff oder Molekularsiebe, oder solche Materialien, die
mit einer Vielzahl von Säure, alkalischem oder neutralem Gas oder Dampf absorbierenden Substanzen, die in ein fusselndes Matrixmaterial eingebaut sind, imprägniert sind. In einigen Spezialfällen können solche Materialien für zusätzliche Kleidungssegmente wünschenswert sein, um einen vollständigen Schutz gegen toxische Verunreinigungen zu schaffen. Die wahrgenommenen Vorteile dieser Systeme, verglichen mit den herkömmlichen Bartbedeckungen und Kappen, enthalten nichtabstoßende äußere Oberflächen, eine verbesserte Retention der Haar- und Hautteilchen, wie dies sowohl durch die Vergrößerung der Filterwirksamkeit von 100% und die vergrößerte Wirkungskraft und Haltbarkeit als auch durch eine Vergrößerung der Zugfestigkeit von mehr als 300% (Tabelle 4) demonstriert wird, die durch Verwendung einer Instron-Zugspannungsprüfeinrichtung bestimmt wird, die dazu dient, die Möglichkeiten des Einreißens zu minimieren und die Entnahme oder den Zugang der Teilchen in die teilchengesteuerte Umgebung zu ermöglichen. Außerdem wird die textile Unterlage im allgemeinen verbleiben und hohe Raten der Teilchenausströmung verhindern, wenn sich ein örtlicher Membranenschaden ereignet.
Fußabdeckungen sind ein wesentlicher Teil eines vollständigen Bekleidungssystems, und diese können in einer gleichartigen Weise durch Einpassen einer Manschette aus einem gummiartigen zweischichtigen Laminat an dem Knöchel, wie oben erwähnt, verwendet werden. Dies kann wichtig sein, und zwar wegen der ausgedehnten Beweglichkeit an den Knöcheln, die ein blasendes Ausströmen von teilchenbeladener Luft an der Oberseite eines beliebigen Stiefels bewirkt. Eine alternative und bevorzugte Verfahrensweise besteht darin, das vollständige Oberteil des Stiefels aus einem dehnbaren Material herzustellen, so daß es die eigene Manschette durch ein dichtes Anbringen um das untere Schienbein und oberhalb des Knöchels bildet. Diese Manschette dichtet in der Manschette der Hose ab, ebenso wie ein anderes integrierendes Teil des vereinheitlichten Systems.
Handschuhe haben, wenn sie aus einem geschäumten PTFE-FiIm hergestellt sind (entweder allein oder mit einer oder mehreren textlien Schichten laminiert), in sauberen Räumen spezielle Vorteile; sie sind nichtabstoßend, in hohem Grad textil, nichtschwitzend und haben dazu gute Flexibiiitätseigenschaften. Wie im Fall der Stiefel, können Manschetten aus dehnbaren zweischichtigen Laminaten eine Belüftung mit verunreinigten Teilchen verhindern. Der Körper der Handschuhe kann aus einem dehnbaren Zweischichtlaminat hergestellt sein, der so angeordnet ist, daß er um das Handgelenk dicht anliegt, um über oder unter der Manschette des angrenzenden Hemdärmels eine Verbindung zu erreichen und damit den Verschluß zu vervollständigen.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß jedes der Grundteile der vereinheitlichten Bekleidung seine eigene Vollständigkeit mit Bezug auf die Verhinderung und das Meiden der Teilchenfreigabe und des Teilchenausganges aufweist. Jedes Teil wird mit den angrenzenden Kleidungsteilen mit den Eigenschaften verbunden, die für den Teil der betreffenden Person eigen sind. Das gesamte Bekleidungssystem dieser Erfindung weist zwischen den Kleidungsstellen keine Zwischenräume auf, verfügt über eine ausgezeichnete Teilchenfilterungswirksamkeit und eine nichtabstoßende äußere Schicht. Die gesamte Hülle des Trägers ist passend und behaglich, im wesentlichen frei von Unbequemlichkeit durch Schwitzen infolge der Atmungsfähigkeit des Laminatmaterials. Es ist angemessen atmungsfähig unter dem Blickwinkel des Umfangs der natürlichen Atmung und ohne eine ernsthafte Unbehaglichkeit.
Antistatische Eigenschaften können durch Verwendung leitender Gewebe in der Schichtung erreicht werden, indem leitende Kleber für die Laminierung des Gewebesauf dem PTFE-FiIm verwendet werden oder indem die Bekleidung mit einem Standard-Antistatikmittel behandelt wird. Der innige Kontakt mit dem Träger, der durch die dichte Anpassung des Manschettensystems geschaffen wird, ermöglicht der elektrostatischen Ladung einen Weg zum Abfließen, vorausgesetzt, daß eine hergestellte Erdung verfügbar ist, beispielsweise geeignete Stiefelsohlen oder geerdete Handgelenkriemen. Überraschenderweise sind die elektrostatischen Ladungen bei Verwendung von Handschuhen mit Einschichtmembran in diesem System von ihren äußeren Oberflächen infolge der im Herstellungsprozeß angewendeten Behandlungswirkung auch abgeflossen. Es wird verständlich sein, daß saubere Räume für viele unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden, und beispielsweise kann nur ein Teil des oben beschriebenen Systems notwendig sein. Es ist weiterhin verständlich, daß diese Bekleidungen dem Benutzer einen Schutz vor Verunreinigungen der Umgebung bieten, beispielsweise Teilchen, Aerosole, Bakterien und einigen Formen der Strahlung, und, nachdem der Benutzer die Bekleidungen entfernt hat, wird die Weitergabe der genannten Verunreinigungen außerhalb des Arbeitsbereiches verhindert
Details der Erfindung werden nun näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine bildhafte Gesamtansicht des vereinheitlichten Kleidungssystems.
Das Kleidungssystem enthält eine Haube 2, eine obere Körperhülle 4 in Form eines Hemdes, eine untere Körperhülle 6 in Form von Hosen, Handschuhe 8 und Fußumhüllungen 10 mit vorzugsweise elektrisch leitfähigen Sohlen 11. Alle äußeren Stoffoberflächen dieser Bekleidung sind, wie oben dargelegt, aus vorzugsweise porösem, geschäumtem PTFE, ausgenommen, wenn für die äußere Scheuerfestigkeit eine Gewebeauflage erforderlich ist.
Die Haube 2 kann eine transparente Schutzscheibe 12 zum Sehen aufweisen, die eine völlige Umhüllung des Kopfes des jeweiligen Trägers gewährleistet. Die Schutzscheibe 12 ist an der Haube 2 durch Verschlußmittel 14 abgedichtet, beispielsweise durch Wärmeversiegelung oder andere Mi'tel. Das Kleidungssystem enthält weiterhin Halsmanschetten 16, Handgelenkmanschetten 18, Taillenbündchen 20 und Knöchelbündchen 22, die aus gummiartigem geschäumtem PTFE-Laminat, wie oben beschrieben, hergestellt sind.
Die bei dieser Bekleidung verwendeten Materialien können z. B. durch Einbringen eines leitfähigen Kohlepulvers in das poröse, geschäumte PTFE elektrisch leitend ausgeführt werden. Auch Drähte können verwendet werden.
Eine alternative Ausführungsform einer Bekleidung für die Teilchensteuerung ist in Fig. 2 dargestellt, die besonders in einer Clean-room-Umgebung geeignet ist, in die die Luft durch Deckendurchführungen vertikal nach unten gedrückt und durch Lüftungsöffnungen im Fußboden geführt wird. Dadurch wird der in Partikeln auftretende Stoff abgeleitet. Die Bekleidung besteht aus einem Kittel 24 in der oben beschriebenen Anordnung, mit einer Haube 2, Handschuhen 8 und Fußumhüllungen
Fig.3 zeigt die Details der Haube 2 mit der durchsichtigen Schutzscheibe 12, die durch Verschlußmittel 14 daran befestigt ist.
Das Halsabschlußmittel ist gummiartig, um an der Halsöffnung 28 einen dicht anliegenden Verschluß zu erreichen, wobei das Abschlußmittel an der Haube 2 durch einen Wärmeverschluß oder andere Dichtungsmittel 38 abdichtet.
Fig.4 zeigt eine Unteransicht der Haube 2 von unten mit einem Halsabschluß 26, Umschlagen 36, einer Halsöffnung 28 und einem Dichtungsmittel 38.
Fig. 5 zeigt eine alternative Haube 30, in der das Gesicht des Trägers der Atmosphäre ausgesetzt ist. Die Öffnung, die das
Gesicht des Trägers zeigt, weist Haubenränder 34 auf, die aus einem gummiartigen Laminatmaterial bestehen, das für die oben beschriebenen Manschetten verwendet wird. Dieses Material schafft an den Haubenrändem 34 eine effektive Abdichtung.
Die Haube 30 ist mit einem Halsbündchen 32 versehen.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht des bevorzugten Musters zur Herstellung der Manschetten 40 des Bekleidungssystems, in welchem eine geschäumte, poröse PTFE-Schicht46 auf einem gummiartigen Gewebe 48 laminiert ist, so, wie dies gestrichelt dargestellt
Fig.7 und 8 zeigen Zwischenstufen der Manschettenherstellung, in denen das Laminat eine PTFE-Schicht 46 und ein Gewebe 48 enthält und an der Naht abgedichtet ist, nachdem es mittels eines Verschlußbandes 42 genäht ist; anschließend wird die Manschette 40 umgeklappt, bis sie selbst die in Fig.8 dargestellte Struktur bildet. Eine Darstellung der Manschette 40 im Querschnitt längs der Linie 9-9 in Fig.7 ist in Fig.9 zu sehen, in der das Laminat der PTFE-Schicht 46 und des Gewebes 48 am Umschlag durch Stiche 44 genäht und mit dem Verschlußband 42 abgeschlossen ist.
Fig. 10 zeigt eine überlappende Manschette, beispielsweise an den Handgelenken des Trägers. Das darin befindliche Laminat 50 des Ärmels, das aus einer PTFE-Schicht 46 und einem Gewebe 48 besteht, wird an der Handgelenkmanschette 18 mittels eines Verschlußbandes 52 und einer Naht 54 befestigt. In ähnlicher Weise wird das Material der Handschuhe 8 an der Handgelenkmanschette 18 mit Hilfe des Verschlußbandes 52 und der Naht 54 befestigt. Wenn sich die Handgelenkmanschetten 18; 19, wie dargestellt, überlappen, ist die Teilchensperre vollständig, und alle dargelegten Oberflächen bestehen aus geschäumtem, porösem PTFE.
Fig. 11 zeigt eine den Kopf bedeckende Kappe 56 und eine Bartabdeckung 58 mit einem elastischen Riemen 60, der dazu verwendet werden kann, den Haareintritt in die Umgebung zu verhindern.
Fig. 12 zeigt eine alternative Form einer Kappe 62 und einer Bartabdeckung 66. Die Kappe 62 hat eine verstärkte Öffnung 64, um den Einsatz von Augengläsern zu erlauben. Die Kappe 62 weist einen elastischen Riemen 72 auf, der an einem Knopf 68 an der Bartabdeckung 56 zum Halten befestigt ist.
Das bevorzugte Muster74 für die Bartabdeckung 66 ist in Fig. 13 dargestellt, und zwar mit einem geschäumten, porösen PTFE 76, das an dem elastischen Substrat 78 laminiert ist, so, wie es gestrichelt gezeigt ist. Die oberen und unteren Ränder sind elastisch gestaltet.
Fig. 14 zeigt eine Maske für eine begrenzte Gasabsorption in einer herkömmlichen Gestaltung, die aber durch den Zusatz einer geschäumten PTFE-Membranüberlappung 82 nichtfusselnd ausgebildet ist und die an ihrer Oberfläche oder den äußeren Rändern mit einer Gewebeunterlage 84 verschlossen ist.
Die das schwache Teilchen freigebenden Eigenschaften einer aus einer 100%igen, geschäumten PTFE-Membran bestehenden Bekleidungsoberfläche werden wie folgt erläutert:
Es werden zwei Gewebe-/Schaum-PTFE-Laminate hergestellt.
Im allgemeinen wird einerseits ein Polyestergewebe mit einem Fischgrätenmuster verwendet und bei Clean-room-Bekleidungen eingesetzt, andererseits ein geknüpftes Poiyestergewebe.
Beide Materialien werden genäht, um so geschlossene Säcke zu bilden (dabei werden 0,84m2 Material verwendet). Einige sind nur mit der Gewebeoberfläche, die anderen nur mit der geschäumten PTFE-Membranoberfläche zu sehen. Die Säcke wurden dann in ein Haushaltsrührwerk von der Art einer Waschmaschine gegeben, wobei dieses mit Wasser gefüllt wurde; der Waschvorgang dauerte 50 Stunden. Diese Vorgehensweise wurde gefunden, um den Scheuerverschleiß und die Biegung der Kleidungsstücke zu simulieren, die diese bei Benutzung erfahren; auf diese Weise wurde ein beschleunigter Trägertest durchgeführt. Die Säcke wurden so behandelt, damit sich die Laminate in einem Zustand befinden, der gleich dem „in Benutzung" entspricht, besser als dem „wie neu". Die Taschen wurden dann gereinigt, und zwar in einem Standard-Wasch-Trocken-Zyklus einer Wäscherei für Prüfzwecke.
Die Taschen wurden für die freigesetzten Teilchen durch Trommeln im Innern einer langsam laufenden Wendetrommel innerhalb einer Clean-room-Klasse 100 getestet. Die Luft im Inneren der Trommel wurde bei einer Geschwindigkeit von 28,3 Liter pro Minute (1 Kubikfuß pro Minute) durch einen automatischen Teilchenzähler entnommen, um die Anzahl der Teilchen mit einer Größe von 0,5 Mikrometer und größer zu zählen.
Dieser Test ist in der Industrie gut bekannt. Typische Teilchenzählungen pro Minute wurden wie folgt durchgeführt:
Gewebe I 100 9,000
Gestrick 100 13,000
GORE-TEX-Zweischichtlaminat 0,2 Mikron
Polyester-Fischgrätenmuster-Material 66 Mikron
Tyvek-Material 6-8Mikror>
Teilchengröße
0,1 Mikron 0,3 Mikron
GORE-TEX-Laminat 99,999+% 99,99+%
Polyester-Fischgrätenmuster 7,75% 9,97%
Tyvek 78,57% 89,27%
GORE-TEX-Laminat
mit Manschettensystem
GORE-TEX-Laminat
ohne Manschettensystem
Polyester-Fischgrätenmuster-Garnitur Tyvek-Garnitur
Anzahl derTeilchen, die nachgewiesen werden und größer als 0,5 Mikron sind
338
2 875 11722 30339
Streckfestigkeitsgröße Zerreißfestigkeit
GORE-TEX-Laminat 11335 4,44
Textile Bartbedeckung 3334 1,91
Claims (10)
- Erfindungsanspruch:1. Schutzbekleidung zur Verhinderung des Durchganges teilchenförmiger Materie aus der Umgebung zum Träger und umgekehrt, bestehend aus einer Kopfumhüllung, einer Körperumhüllung, Handumhüllungen und Fußumhüllungen, gekennzeichnet dadurch, daß jede Umhüllung an der Verbindungsstelle mit einer angrenzenden Umhüllung mit dieser mittels einer Manschette in Form einer Halsmanschette (16), einer Handgelenkmanschette (18), eines Täillenbündchens (20) und eines Knöchelbündchens (22) aus gummiartigem laminierten Material verbunden ist, die eine Manschette aus gummiartigem laminiertem Material an der angrenzenden Umhüllung überlappt.
- 2. Schutzbekleidung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle sichtbaren äußeren Oberflächen aus porösem, geschäumte PTFE-Material hergestellt sind.
- 3. Schutzbekleidung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß jede Manschette aus einem Laminat hergestellt ist, das aus geschäumtem, porösem PTFE besteht, das mit einem gummiartigen textlien Gewebe verbunden ist.
- 4. Schutzbekleidung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß jede Manschette aus einem Laminat hergestellt ist, das aus einem zusammengesetzten Laminat aus einer porösen, geschäumten PTFE-Schicht (46) und einem Polyester-Polyurethan besteht, das mit einem gummiartigen textlien Gewebe (48) überzogen ist.
- 5. Schutzbekleidung nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Kopfumhüllung aus einer Haube (2) besteht, die den Kopf des Trägers vollständig umschließt, und die Haube (2) einen durchsichtigen Einsatz in Form einer Schutzscheibe (12) aufweist.
- 6. Schutzbekleidung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kopfumhüllung aus einer Haube (30) mit einer Öffnung für das Gesicht besteht und die Öffnung Haubenränder (34) aufweist, die aus einem gummiartigen laminierten Material bestehen.
- 7. Schutzbekleidung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kopfumhüllung aus einer Gesichtsmaske in Form einer Bartabdeckung (58 oder 66) und einer Kappe (56 oder 62) gebildet ist.
- 8. Schutzbekleidung nach Punkt I1 gekennzeichnet dadurch, daß die Gesichtsmaske die Nase, den Mund und das Kinn des Trägers abdeckt.
- 9. Schutzbekleidung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Material, aus dem die Umhüllungen gebildet sind, mindestens teilweise elektrisch leitend ist.
- 10. Schutzbekleidung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Körperumhüllung aus einer kittelartigen Bekleidung gebildet ist.Hierzu 5 Seiten Zeichnungen
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