DE102009040108B4

DE102009040108B4 - Atemschutzmaske mit Elektrolysezelle

Info

Publication number: DE102009040108B4
Application number: DE102009040108A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2029-09-05
Also published as: DE102009040108A1

Abstract

Atemschutzmaske zum Schutz vor Tröpfcheninfektionen, aufweisend eine zumindest den Mundbereich eines Menschen bedeckende Filterfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass durch Elektrolyse einer NaCl-Lösung eine Desinfektion von Krankheitserregern im Kontaktbereich der Filterfläche (2) zur Umgebungsluft erfolgt, wobei die Filterfläche (2) auf der dem Kontaktbereich der Umgebungsluft abgewandten Seite eine taschenförmige Öffnung (7) zur Aufnahme einer Elektrolysezelle (3) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Atemschutzmaske zum Schutz vor Tröpfcheninfektionen, aufweisend eine zumindest den Mundbereich eines Menschen bedeckende Gaze-Filterfläche.
Als Tröpfcheninfektion wird eine Ansteckung durch eine aerogene Übertragung und somit direkte Verbreitung von Krankheitserregern über die Luft bezeichnet. Dies geschieht durch Aerosol- oder Tröpfchenbildung beim Sprechen, Niesen und Husten durch Vernebelung keimhaltiger Sekrete der Atemwege. Zur Infektion der Kontaktpersonen) kommt es, wenn die Erreger anschließend auf die Schleimhäute meist des oberen Atemtrakts gelangen und sich dort vermehren.
Zur Vermeidung einer aerogenen Ansteckung durch Krankheitserreger sind nach dem Stand der Technik unterschiedliche Mund- und Atemschutzvorrichtungen bekannt, die durch ihren textilstrukturierten Aufbau und ihre Anordnung vor dem Mund und der Nase des Verwenders einen Schutz vor einer Infektion gewährleisten sollen.
So ist in der DE 10 2007 034 535 A1 ein mehrschichtiger Mund- und Nasenschutz offenbart, der insbesondere beim Auftreten von Epedemien und Grippen Verwendung finden soll. Dabei weist der Mund- und Nasenschutz einen Schichtaufbau auf, wobei die einzelnen Schichten eine schrittweise Filterung der Umgebungsluft ermöglichen. Eine dauerhafte Oberflächenfunktionalisierung der Atemschutzmaske zur hygienischen Wirksamkeit soll mittels einer chemischen Behandlung unter Verwendung von silberbeschichteten oder Silber enthaltenden Geweben oder durch die Verwendung von Aktivkohlespray erreicht werden. Allerdings wird durch die Verwendung von Silber oder von Aktivkohle nur eine geringe oligodynamische Wirkung erzielt, die zur Verhinderung einer Infektion durch Viren und/oder Bakterien nötig wäre und insofern keinen ausreichenden Schutz vor Krankheitserregern gewährt.
Aus der DE 20 2007 007 950 U1 ist ein Adsorptionsfiltermaterial zum Tragen auf der Haut bekannt, wobei ein mehrschichtiger textiler Aufbau mit zwischen den Schichten angeordneten Sorbenspartikeln gewährleistet, dass chemische oder biologische Gift- oder Schadstoffe adsorbiert werden. Allerdings ist eine Defunktionalisierung der Krankheitserreger durch die offenbarten Sorbenspartikel nicht offenbart und ein nachhaltiger Schutz vor Krankheitserreger, insbesondere durch Abtötung von Krankheitserregern nicht gewährleistet.
Aus der WO 2005/107 878 A1 ist eine Atemschutzmaske bekannt, die dehnbare Klappen zur Verhinderung des Eindringens von ungefilterten Verunreinigungen und ein Filterelement aufweist, wobei das Filterelement mit Chitosan, Biokeramik oder Aktivkohle imprägniert sein kann. In dem Filterelement werden Verunreinigungen der Umgebungsluft desinfiziert und sterilisiert.
Aus der JP 2008110184 A ist eine Atemschutzmaske bekannt, die eingebaute LEDs aufweist und dessen Filtermaterial mit Titan-Oxid oder Stickstoff dotiertem Titan beschichtet ist. Das von den LEDs abgegebene ultraviolette Licht entfaltet in Zusammenhang mit dem Titan-Oxid oder Stickstoff dotiertem eine desinfizierende Wirkung auf der Titan-Oberfläche des Filtermaterials der Atemschutzmaske.
Aus der JP 2005279226 A ist eine Atemschutzmaske bekannt, die aus mehreren Filterlagen, bei welchen es sich um Kohlelagen handelt, besteht. Eine Filterlage ist in einer alkoholischen Flüssigkeit getränkt, wodurch sich darauf ablagernde Verunreinigungen desinfiziert werden. Eine weitere Filterlage ist in einer wohlduftenden Flüssigkeit getränkt, die das Wahrnehmen unangenehmer Gerüche verhindert.
Aus der FR 2 896 959 ist eine Atemschutzmaske bekannt, die eine Filterlage und kleine Behältnisse, in welchen sich eine desinfizierende Flüssigkeit befindet, umfasst. Die Behältnisse können manuell gebrochen werden, sodass die Filterlage mit der desinfizierenden Flüssigkeit benetzt wird.
Aus der JP 2005 206547 A ist ein virusfangendes Stoffgemisch und ein virusfangender Filter, zum Beispiel in Form einer Atemmaske, bekannt. Die Atemschutzmaske wird mit dem virusfangenden Stoffgemisch benetzt und erhöht so deren Filterungswirkung.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Atemschutzmaske aufzuzeigen, die Schutz vor Infektionen bei auftretenden Epidemien oder Pandemien bietet, gleichzeitig eine transportable Schutzmöglichkeit vor Infektionen durch Krankheitserregern gewährleistet und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass durch Elektrolyse einer NaCl-Lösung eine Desinfektion von Krankheitserregern im Kontaktbereich einer Filterfläche zur Umgebungsluft erfolgt, wobei die Filterfläche auf der dem Kontaktbereich der Umgebungsluft abgewandten Seite eine taschenförmige Öffnung zur Aufnahme einer Elektrolysezelle aufweist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske gelangt beim Einatmen durch eine Atemschutzmaske Umgebungsluft zunächst an den Außenbereich des Filtermaterials. Dort erfolgt ein erster Kontakt mit der Oberfläche der Atemschutzmaske, die erfindungsgemäß aus Gaze bestehen kann, aber auch aus anderen textilen oder künstlichen Fasern aufgebaut sein kann. Durch eine unter der Oberfläche des Gazefiltermaterials angeordnete Elektrolysezelle wird in Verbindung mit wässriger NaCl-Lösung eine Reaktion generiert, die zur Freisetzung von NaClO führt, was als Mittel zur Desinfektion von Krankheitserregern dient. Ist die Umgebungsluft mit Krankheitserregern, wie Viren und Bakterien kontaminiert und erfolgt ein Kontakt mit der Atemschutzmaske, so werden vorhandene Krankheitserreger durch das freigesetzte NaClO abgetötet. Dies erfolgt noch auf der Oberfläche des Gazefiltermaterials, wobei eine vollständige Denaturierung der dort auftreffenden Krankheitserreger erzielt wird, bevor diese den Träger des Gaze-Filtermaterials erreichen. Die Erzeugung des NaClO erfolgt durch die Elektrolyse von wässriger NaCl-Lösung.
Die Herstellung von Natriumhypochlorit (NaClO) verläuft nach folgendem Schema:
Elektrochemischer Ablauf in Elektrolysezellen und der Desinfektionsvorgang
Beim Lösen von Kochsalz (NaCl) in Wasser (H₂O) verliert das Natriumatom (Na) ein Elektron (e^–) an das Chloratom (Cl),
Aus Ionen sind Atome geworden.
Diese Atome reagieren mit der Umgebung, dem Wasser.
Die Natronlauge (NaOH) und die unterchlorige Säure (HClO) werden gemischt und es entsteht NaOH + HClO → NaClO + H₂O NaClO = Natriumhypochlorit
Natriumhypochlorit ist ein spontan wirkendes Desinfektionsmittel.
Hinter dem der Umgebungsluft zugewandten Bereich der Gaze-Filterfläche ist ein Aktivkohlefilter zur Absorption von unangenehmen Gerüchen und Ausdünstungen des Natriumhypochlorits und der entstehenden Gase, hervorgerufen durch Verbindungen bei der Oxidation mit Kohlenstoffketten (Viren und Bakterien), nachgeschaltet. Dadurch wird eine geruchsneutrale, oxidierende Barriere für Viren und Bakterien geschaffen, die beim Auftreffen auf die Gaze-Filterfläche aus der Umgebungsluft wirkungsvoll abgetötet werden.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt
1 einen schematischen Querschnitt einer Atemschutzmaske.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Atemschutzmaske (1), wobei in der vorderen Gaze-Filterfläche (2) eine Elektrolysezelle (3) eingewebt ist. Dahinter liegt ein feuchtigkeitsabweisendes, luftdurchlässiges Gewebe (4), das durch Klettverschlüsse (5) an der Rückseite der vorderen Gaze-Filterfläche (2) befestigt ist. An der Rückseite dieses Gewebes (4) befindet sich eine ebenfalls mit Klettverschlüssen (6) befestigte Gewebetasche (7), die einen regenerierbaren Aktivkohlefilter (8) beinhaltet, der zur Absorption von unangenehmen Gerüchen und Ausdünstungen des Natriumhypochlorits und der entstehenden Gase, hervorgerufen durch Verbindungen bei der Oxidation mit Kohlenstoffketten (Viren und Bakterien), dient. Der besondere Vorteil bei dieser Anordnung liegt darin, dass der Aktivkohlefilter (8) durch Lösen der Klettverschlüsse leicht herausnehmbar ist und regeneriert werden kann.
Durch die Anordnung der Elektrolysezelle (3) in einer taschenförmigen Öffnung (7) der Atemschutzmaske (1) wird nach Zusatz von wässriger NaCl-Lösung, NaClO erzeugt, was auf der Oberfläche der Atemschutzmaske (1) eine oxidierende Barriere für Viren und Bakterien (Keimabtötung) schafft, sodass diese dort beim Auftreffen auf das Gewebe der Gaze-Filterfläche (2) wirkungsvoll abgetötet werden.
Es ist vor Inbetriebnahme der Elektrolysezelle (3) vorgesehen, die Gaze-Filterfläche (2) mit einer Kochsalzlösung zu versetzen, bis eine integrierte LCD-Kontrollleuchte (9) aufleuchtet und somit anzeigt, dass eine ausreichende Leitfähigkeit zwischen Anode und Kathode erreicht ist und ein ausreichender Strom zur Erzeugung des Desinfektionsmittels Natriumhypochlorit (NaClO) fließt. Das Erlöschen der LCD-Kontrollleuchte (9) ist wiederum ein Zeichen dafür, dass die Gaze-Filterfläche (2) erneut mit der Kochsalzlösung versehen werden muss, insbesondere besprüht werden muss. In einem druckempfindlichen Hohlraum (11) ist eine wässrige NaCl-Lösung angeordnet, die bei Freisetzung eine Reaktion mit der Elektrolysezelle (3) zu NaClO bewirkt. Alternativ ist eine integrierte elektrische Mini-Druckluftpumpe (13) zur Erzeugung eines Überdrucks im Hohlraum (11) vorgesetzten, der als Reservoir für eine Kochsalzlösung dient bzw. für den Transport der NaCl-Lösung auf die Oberfläche der Atemschutzmaske (1) sorgt und dort durch Kapitallarwirkung sich in der Gaze (2) mit der eingebetteten Elektrolysezelle (3), verteilt. Die elektrische Mini-Druckluftpumpe (13) wird per Tastendruck über einen Taster (14) eingeschaltet. Die Stromversorgung erfolgt über eine Batterie-Knopfzelle (10), die in die Atemschutzmaske (1) integriert ist.
Bezugszeichenliste

1: Atemschutzmaske
2: Gaze-Filterfläche
3: Elektrolysezelle
4: Gewebe
5: Klettverschlüsse
6: Klettverschlüsse
7: Öffnung
8: Aktiv-Kohlefilter
9: LCD-Kontrollleuchte
10: Batterie-Knopfzelle
11: Hohlraum
12: Atem-Auslass-Lippenventil
13: Mini-Druckluftpumpe
14: Drucktaster

Claims

Atemschutzmaske zum Schutz vor Tröpfcheninfektionen, aufweisend eine zumindest den Mundbereich eines Menschen bedeckende Filterfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass durch Elektrolyse einer NaCl-Lösung eine Desinfektion von Krankheitserregern im Kontaktbereich der Filterfläche (2) zur Umgebungsluft erfolgt, wobei die Filterfläche (2) auf der dem Kontaktbereich der Umgebungsluft abgewandten Seite eine taschenförmige Öffnung (7) zur Aufnahme einer Elektrolysezelle (3) aufweist.
Atemschutzmaske nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (2) aus Gaze, Textilien oder künstlichen Fasern besteht.
Atemschutzmaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaze-Filterfläche (2) als Atemschutzmaske (1) ausgestaltet ist und eine integrierte LCD-Kontrollleuchte (9) aufweist, die den Beginn und das Ende der Elektrolyse anzeigt.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktivkohlefilter (8) sich auf der dem Kontaktbereich zur Umgebungsluft abgewandten Seite der Gaze-Filterfläche (2) befindet.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der taschenförmigen Öffnung (7) der Gaze-Filterfläche (2) der Aktivkohlefilter (8) mit der Elektrolysezelle (3) angeordnet ist.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse der NaCl-Lösung über Batterien oder Akkus, insbesondere über eine Batterie-Knopf-Zelle, aktivierbar ist.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenförmige Öffnung (7) zur Sicherung der Elektrolysezelle (3) und/oder des Aktivkohlefilters (8) mit einem Klettverband verschließbar ist.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektion von Krankheitserregern durch Elektrolyse auf der Gaze-Filterfläche (2) mit NaClO nach Aufsprühen einer NaCl-Lösung erfolgt.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die NaCl-Lösung für die Elektrolyse aus einem Vorratbehälter auf die Gaze-Filterfläche (2) gelangt, der an der Gaze-Filterfläche (2) befestigt ist.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (2) einen Hohlraum (11) mit NaCl-Lösung aufweist, der sich unter Druck öffnet, wodurch NaCl-Lösung auf die Filterfläche (2) gelangt.
Atemschutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (11) eine elektrische Mini-Druckluftpumpe (13) integriert ist.