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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Textilstoff mit einem Grundkörper, der eine Außenseite und eine Innenseite aufweist, wobei der Grundkörper eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst.
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Eins solcher Textilstoff wird für sehr viele Zwecke verwendet. Ein wichtiger Zweck sind Atemschutzmasken. Diese schützen vor lungengängigem Staub, Rauch und Flüssigkeitsnebel (Aerosol), nicht aber vor Dampf und Gas. Das Klassifizierungssystem unterteilt sich in drei FFP Klassen, das Kürzel FFP steht dabei für „filtering face piece“. Eine Atemschutzmaske bedeckt Nase und Mund und setzt sich zusammen aus verschiedenen Filtermaterialien und der Maske selbst. Vorgeschrieben sind sie an Arbeitsplätzen, an denen der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) überschritten wird. Dies ist die maximal zulässige Konzentration von Stäuben, Rauch und Aerosolen in der Atemluft, die nicht zu gesundheitlichen Schäden führt. Wird sie überschritten, sind Atemschutzmasken verpflichtend. Die Schutzklassen FFP1, FFP2 und FFP3 beschreiben Atemschutz für unterschiedliche Konzentrationen von Schadstoffen. Die Gesamtleckage kommt zustande durch den Filterdurchlass und Undichtigkeiten an Gesicht und Nase. Die Abscheideleistung der FFP Klassen steigt von FFP1 mit 80% Abscheideleistung über FFP2 mit 94% Abscheideleistung bis zur FFP Klasse 3 mit bis zu 99% Abscheideleistung der Partikel bis zu einer Größe von 0,6µm. Es kommt jedoch zu einer Gesamtleckage von 25% für FFP1 über 11% bei FFP2 bis zu 5% bei FFP3 Gesichtsschutzmasken, hervorgerufen durch Undichtigkeiten beim Anliegen am Gesicht und unterschiedlich verwendete Filtermaterialien zur Herstellung von Atemschutzmasken.
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Das Filtermaterial wirkt als Kombination aus Oberflächen- und Tiefenfiltration. Das heißt, Staub, Rauch und Aerosole werden in Abhängigkeit von Partikelgröße und Kornfraktion an der Oberfläche des Filtermaterials beim Einatmen abgebremst und haften zum Teil an der Oberfläche bzw. werden in die Tiefe des Filtermaterials gezogen. Bei jedem weiteren Ansaugen durch das Einatmen arbeiten sich die feineren Teile des zu filternden Materials in die Tiefe des Filtermaterials ein und durchdringen im ungünstigsten Fall das gesamte Filtermaterial. Es kommt zum Durchschlag der besonders feinen Partikel.
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Je höher die Abscheideleistung einer Atemschutzmaske ausfällt, desto geringer ist der spezifische Luftdurchlass des Filtermaterials. Da beim Ausatmen gegen diesen Luftdurchlass ausgeatmet werden muss, werden Mundschutzmasken höherer FFP Klassen in der Regel mit einem oder mehreren Luftauslassventilen angeboten, dies verhindert, dass die Gesichtsschutzmaske beim Ausatmen vom Gesicht weggepresst wird und dadurch Staub unter die Maske gelangt und die Dichtigkeit der Gesichtsschutzmaske nicht mehr gewährleistet ist.
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Zusammenfassung:
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Atemschutzmasken dienen zum Schutz vor lungengängigen Stäuben, Rauch und Aerosolen.
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Die filternde Wirkung von Atemschutzmasken geschieht von außen nach innen. Die Filtration funktioniert bis zu einer Partikelgröße von 0,6µm
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Der Mund-Nasen-Schutz (kurz Mundschutz, Abkürzung MNS), auch OP-Gesichtsmaske genannt, ist ein Hilfsmittel in der Medizin, um die Übertragung von Krankheitserregern durch Sekrettröpfchen zu verhindern. Es handelt sich dabei um eine Gesichts-Halbmaske aus mehreren Papier- bzw. Vliesschichten, die mit Binde- oder Gummibändern am Hinterkopf oder hinter den Ohren fixiert wird. Mit einem integrierten flexiblen Metallbügel in der Mitte des oberen Randes wird die Halbmaske an den Nasenrücken gedrückt, um das Gesichtsfeld frei zu halten und den Atemluftaustritt nach oben einzuschränken. Nach einmaliger Benutzung wird der MNS entsorgt.
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Der MNS schützt zum einen das medizinische Personal vor der Übertragung von Keimen durch Anhusten, Anatmen und Übertragung anderer Körpersekrete, und die Übertragung von Keimen von der Hand in das Gesicht sog. Schmierinfektion, wie auch umgekehrt, den Patienten vor der Übertragung von Keimen durch das medizinische Personal. Besonders im OP wird das Operationsfeld durch das Tragen von MSN vor Keimen, Schweißtröpfchen, Barthaaren etc. geschützt. Der MSN bedeckt deshalb einen größeren Teil des Gesichtsfeldes und nicht nur den Nasen - Mundbereich. Die Abscheideleistung eines herkömmlichen MNS entspricht höchstens der FFP1 Klasse.
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Beim Tragen eines medizinischen MNS liegt das Filtermaterial eng am Gesicht an und wird beim Einatmen durch den Mund vom entstehenden Unterdruck angesogen. Die wirksame Filterfläche wird dadurch deutlich verkleinert. Je kleiner die Filterfläche, desto höher ist die Luftgeschwindigkeit und/oder der entstehende Unterdruck. Beides führt zu rascherer Kontamination mit Keimen und zum Einsaugen von kontaminierten Tröpfchen.
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Zusammenfassung:
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Der Medizinische Nasen Mundschutz entfaltet seine Schutzwirkung sowohl von außen nach innen wie auch umgekehrt und schützt vor Schmierinfektion.
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Der Medizinische Nasen Mundschutz verhindert hauptsächlich die Übertragung von keimbelasteten Tröpfchen.
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Der Medizinische Nasen Mundschutz schmiegt sich an das Gesicht an und verkleinert beim Einatmen die Filterfläche.
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Der Medizinische Nasenmundschutz hat nur geringe Wirkung gegen Stäube, Rauche, wirkt aber auf Grund seiner Saugfähigkeit bedingt gegen Aerosole.
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Die Wirkweise von Atemschutzmasken (ASM) und Medizinischen Nasen Mundschutzmasken (MNS) bei Belastung mit Keimen bzw. Krankheitserregern wird im Folgenden beschrieben.
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Krankheitserreger, in der Medizin auch als Keime bezeichnet, sind Mikroorganismen oder subzelluläre Erreger, die in anderen Organismen gesundheitsschädigende Abläufe verursachen. Krankheitserreger können Algen, Bakterien, Pilzsporen oder Viren etc. sein.
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Die Größe o.g. Krankheitserreger:
- Algen < 30 µm
- Bakterien 0,1 µm bis 100µm
- Pilzsporen 3µm bis 10µm
- Viren 0,02µm bis 0,35µm
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Beim Atmen durch ASM und MNS wird die Umgebungsluft durch den Träger auf die Oberfläche angesaugt und beim Ausatmen zum Teil wieder von der Oberfläche wegtransportiert. Diejenigen Partikel, welche auf der Oberfläche haften oder bereits in die Tiefe des Filtermaterials gesogen worden sind, werden durch den nächsten Atemzug weiter in Tiefe des Filtermaterials gesogen und beim Ausatmen wieder zum Teil an die Oberfläche bewegt. Die in die Tiefe des Materials bewegten Partikel verfangen sich zwischen den verwirbelten Fasern und bleiben im Filtermaterial haften oder beim Ein und Ausatmen in Richtung der Filtergrenzen bewegt. Abhängig von der Porosität des Filtermaterials kommt es zu schnellerem oder langsamerem Durchwandern der Keime durch das Filtermaterial, bis die kleinsten Partikel schließlich das gesamte Filtermaterial durchwandert haben und dann in die Lunge gesogen werden oder nach Außen abgegeben werden.
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Trägt eine infizierte Person einen ASM bzw. einen MNS werden die Keime beim Ausatmen ebenfalls von der anderen Seite in das Filtermaterial bewegt und allmählich durch das Filtermaterial bewegt. Bei ASM mit einem oder mehreren Ventilen werden die Keime der infizierten Person direkt in die Umgebung geblasen.
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Zusammenfassung:
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Sowohl ASM wie auch MNS können eine direkte Keimbelastung bremsen. Im Laufe der Zeit werden in Abhängigkeit von Keimgröße, Anzahl der Keime, Druckdifferenz beim Ein- und Ausatmen und Filtermaterialporosität sowohl ASM wie auch MNS von Keimen durchwandert.
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ASM mit einem oder mehreren Auslassventilen beim Tragen durch infizierte Personen sind kontraproduktiv.
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Keime < 0,6µm werden von herkömmlichem Filtermaterial gebremst aber nicht abgefiltert.
- 1. Die bakterizide, fungizide und viruzide Wirkung von Metallen ist zum Teil schon seit Jahrhunderten/Jahrtausenden bekannt. Insbesondere werden hier Gold, Silber und Kupfer genannt. Aber auch Metalle z.B. Aluminium, Zink, Quecksilber, Thallium, Nickel, Chrom, Titan, Cobalt etc. werden in diesem Zusammenhang beschrieben.
- 2. Zahlreiche Patente beschreiben das galvanische Beschichten bzw. das Tränken von Textilien für Schutzanzüge, das Beschichten von Türklinken, Instrumenten und Oberflächen etc. hauptsächlich mit Kupfer, Silber oder anderen bakterizid wirkenden Metallen und anderen Materialien zur Verhinderung von Kontaktkontaminationen und die Übertragung und Verschleppung von Keimen z.B. in Krankenhäusern.
- 3. Die bakterizide, fungizide und viruzide Wirkung beruht ausschließlich auf der Reaktion der Metall-Ionen mit den Keimen und Sporen.
- 4. Metallisierte Oberflächen müssen also erst einmal Metall-Ionen bilden und diese entfalten dann Ihre Keim- und sporenabtötende Wirkung. Dies geschieht in der Praxis durch den Kontakt der metallischen Oberfläche mit einem elektrolytisch wirkenden Agens. Desinfektionsmittel, Gele, der Handschweiß oder die Feuchtigkeit der Luft tragen zur Bildung von Metall-Ionen bei. In Testanordnungen wird die Zeit bis zur Zerstörung von Keimen und Sporen in Stunden und Tagen gemessen. Bildet sich eine Metalloxidschicht lässt die keimtötende Wirkung erheblich nach.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Textilstoff und einen Mundschutz daraus schaffen, bei dem die Bildung von Metallionen nd eine keimtötende bzw. reduzierende Wirkung schneller herbeigeführt wird, als Keime zum Durchwandern der angewendeten Filtermaterialien benötigen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die erste Schicht und die zweite Schicht miteinander eine elektrochemische Spannungsreihe bilden, wobei die erste Schicht in der elektrochemischen Spannungsreihe der Ionen-Donator ist und die Außenseite des Grundkörpers bildet.
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Die Aufgabe wird auch durch einen Mundschutz aus einem solchen Textilstoff gelöst.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
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Die Lösung besteht in der Herstellung von elektro-chemischen Elementen auf der Oberfläche eines Textilstoffes bzw. Mundschutzes, welche in Dünnschicht-Technik hergestellt werden, und einem oder mehreren desinfizierend wirkenden Elektrolyten, welche die Bildung von Metall-Ionen gezielt herbeiführen, und über längere Zeit wirken.
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ASM und MNS Schutzmasken verursachen beim Tragen einen Wärmestau, welcher zur Schweißbildung unter der jeweiligen Maske führt. Die entstehende Feuchtigkeit führt zu massivem Wachstum von Bakterien und Keimen. Dem soll durch die Verwendung von hydrophilem Material entgegengewirkt werden.
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Beim Tragen eines MNS kommt es durch Ansaugen zu sehr kleinen Filter-flächen. Durch Aufbringung eines Profils an der Mundseite soll eine separate und desinfizierbare, den Mund und die Nase hermetisch abschließende Dichtlippe angebracht werden.
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In einer ersten Ausführungsform befinden sich eine erste Schicht und eine zweite Schicht auf einer Seite eines Grundkörpers und insbesondere eines textilen Flächenelements, das die Schichten trägt. In dieser ersten Ausführungsform bildet die erste Schicht eine Außenseite des Grundkörpers und könnte z. B. Silber enthalten oder aus Silber bestehen. Auch in der Anwendung des Textilstoffs als Mundschutz bildet die erste Schicht die gesichtsferne Außenseite. Die erste Schicht ist auf einer zweiten Schicht aufgebracht. Diese könnte z.B. Gold enthalten oder aus Gold bestehen. Die erste Schicht und die zweite Schicht bilden eine elektrochemische Spannungsreihe, bei der die erste Schicht der Ionendonator ist.
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In einer zweiten Ausführungsform ist die erste Schicht auf der Außenseite des textilen Flächengebildes aufgebracht und bildet die Außenseite des Grundkörpers und eines aus dem Textilstoff gebildeten Mundschutzes. Auf einer Innenseite des textilen Flächengebildes ist dann die zweite Schicht ausgebildet. Das textile Flächengebilde trennt die erste von der zweiten Schicht. In dieser zweiten Ausführungsform umfasst die erste Schicht ein elektrolytisch wirkendes Material. Dieses elektrolytisch wirkende Material ist eine Flüssigkeit oder ein Gel, das zudem auch eine desinfizierende Wirkung gegenüber Bakterien, Viren und/oder Pilzen hat.
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Auf der zweiten Schicht ist eine dritte Schicht aufgebracht, die ein Ionen-Donator ist und z.B. Silber enthält oder aus Silber besteht. Ein elektrolytisch wirkendes Material ist in der dritten Schicht nicht zwingend erforderlich, wenn der Textilstoff zu einem Mundschutz verarbeitet ist, da gesichtsseitig der Atem die Funktion des elektrolytisch wirkenden Materials ersetzt.
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Das textile Flächenelement ist z. B. ein Vliesstoff.
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Aspekt 1
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Elektrochemische Elemente bestehend aus zwei oder mehreren Schichten von Metallen, wobei der Ionen-Donator auf der Oberfläche des Mundschutzes die erste Schicht bildet.
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Aspekt 2
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Lagen von mehreren elektrochemischen Elementen, welche aus zwei oder mehreren Metallschichten bestehen, voneinander getrennt sind und deren Ionen-Donatoren jeweils nach außen zeigen,
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Aspekt 3
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Verwendung von desinfizierend wirkenden Flüssigkeiten, welche eine elektrochemische Reaktion herbeiführen und gezielt Ionen freisetzen.
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Aspekt 4
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Verwendung von desinfizierenden Gelen, welche eine elektrochemische Reaktion herbeiführen und gezielt Ionen freisetzen.
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Aspekt 5
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Feststoffe mit desinfizierender Wirkung, welche eine elektrochemische Reaktion herbeiführen und gezielt Ionen freisetzen.
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Aspekt 6
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Verwendung von getränkten Materialien, welche mit desinfizierenden Flüssigkeiten, Lösungen oder Gelen getränkt und hermetisch abgeriegelt verpackt sind und die dann vor der unmittelbaren Verwendung des Mundschutzes abgezogen werden, dabei den Elektrolyten freisetzen und damit die vermehrte Bildung von Ionen in Gang setzen.
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Aspekt 7
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Verwendung von Sprays, welche aus desinfizierenden Flüssigkeiten oder Lösungen bestehen und die dann vor der unmittelbaren Verwendung des Mundschutzes aufgesprüht werden, dabei als Elektrolyt wirken und damit die vermehrte Bildung von Ionen in Gang setzen.
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Aspekt 9
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Herstellung eines MNS aus mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei die erste Lage ein elektrochemischen Element bestehend aus zwei 12 oder mehreren Schichten von Metallen ist und der Ionen-Donator auf der Oberfläche des Mundschutzes die erste Schicht bildet und mit einem desinfizierenden Elektrolyten beaufschlagt wird. Und einem oder mehreren elektro-chemischen Elementen, wobei auf der untersten, der mundzugewandten Seite der Ionen-Donator angebracht ist und die Feuchtigkeit der Atemluft als Elektrolyt wirkt.
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Aspekt 10
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektro-chemischen Elementen, wobei die dem Mund zugewandte Lage aus einem Ionen- Donator besteht und die dem Mund abgewandte Seite aus einem hydrophilen, Feuchtespeicherndem Material besteht. Dies können alle hydrophilen Materialien sein, beispielsweise Zeolithe.
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Aspekt 11
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei die vorletzte dem Mund zugewandte Lage aus einem hydrophilen, Feuchtespeicherndem Material besteht.
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Aspekt 12
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei das Grundmaterial aus Feinstfasern besteht.
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Aspekt 13
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei das Grundmaterial aus Wolle besteht.
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Aspekt 14
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei das Grundmaterial aus bilobalen Feinstfasern besteht.
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Aspekt 15
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei das Grundmaterial aus trilobalen Feinstfasern besteht.
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Aspekt 16
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Herstellung eines MNS aus einem oder mehreren Lagen von elektrochemischen Elementen, wobei das Grundmaterial eine Mischung aus einem oder mehreren Fasertypen, wie in Ansprüchen 12 bis 15 dargestellt, ist.
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Aspekt 17
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Herstellung eines MNS mit einem auf der Gesichtsseite angebrachten, den Mund und die Nase abdichtenden Dichtlippe. Wodurch die Filterfläche deutlich erhöht wird und der direkte Kontakt des Mundes mit dem Filtermaterial verhindert wird.
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Aspekt 18
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Herstellung eines MNS mit einem auf der Gesichtsseite angebrachtem Profil zum Anbringen einer, die Nase und den Mund abdichtenden Dichtlippe, die mit einer Nut versehen ist und in das Profil eingepasst werden kann. Wodurch die Filterfläche deutlich erhöht wird und der direkte Kontakt des Mundes mit dem Filtermaterial verhindert wird.
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Aspekt 19
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Herstellung eines MNS mit einem auf der Gesichtsseite angebrachtem Profil zum Anbringen einer, die Nase und den Mund abdichtenden Dichtlippe die erhaben ist und auf die eine Dichtlippe, die mit einer Nut versehen ist, aufgesteckt werden kann. Wodurch die Filterfläche deutlich erhöht wird und der direkte Kontakt des Mundes mit dem Filtermaterial verhindert wird.
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Aspekt 20
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Herstellung eines MNS mit einem auf der Gesichtsseite angebrachtem, luftundurchlässigem Profil, das entlang der Kanten des MNS verläuft, eine Aussparung für die Nase besitzt und beim Tragen das Ansaugen von Falschluft verhindert.