DE102020115472A1

DE102020115472A1 - Verfahren zum Herstellen einer atemdurchlässigen Schutzmaske

Info

Publication number: DE102020115472A1
Application number: DE102020115472.0A
Authority: DE
Inventors: Kai Rinklake
Original assignee: Skylotec GmbH
Current assignee: Skylotec GmbH
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2040-06-11
Also published as: DE102020115472B4

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer wenigstens dreilagigen atemdurchlässigen Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage (1) in einer ersten Gewebebreite (7) zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person, einer zweiten filtrierenden Gewebelage (2) in einer zweiten Gewebebreite (6), und einer dritten äußeren atemdurchlässigen Gewebelage (3) in einer dritten Gewebebreite (8), und mit den Schritten mehrfaches Falten der zweiten filtrierenden Gewebelage (2) zum Erhalten eines Faltenmaterials (5) in einer gegenüber der zweiten Gewebebreite (6) geringeren Faltenmaterialbreite (12), Zusammenfügen des Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3) in einer Laufrichtung (10), und Verbinden des Faltenmaterials (5), der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3) miteinander.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer atemdurchlässigen Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage in einer ersten Gewebebreite zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person und mit einer zweiten filtrierenden Gewebelage in einer zweiten Gewebebreite. Ferner betrifft die Erfindung eine atemdurchlässige Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage in einer ersten Gewebebreite zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person und mit einer zweiten filtrierenden Gewebelage in einer zweiten Gewebebreite.
Hintergrund der Erfindung
Schutzmasken werden zum Schutz des Gesichtes oder Teilen davon sowie der Atemorgane benutzt. Als Filtermasken oder Frischluftmasken schützen Schutzmasken vor Gasen, Dämpfen, Flüssigkeitsnebel, groben und lungengängig feinen Stäuben und/oder belästigenden Gerüchen. Unterschieden werden Masken beispielsweise in Alltagsmasken, sogenannte Behelfsmasken aus Stoff oder Community-Maske, als medizinischer Mund-Nasen-Schutz, MNS, beispielsweise nach EN 14683, FFP2-Maske, N95-Maske, oder FFP3-Maske. Vorgenannte FFP-Masken werden in der Regel als Teil einer persönlichen Schutzausrüstung im Rahmen des Arbeitsschutzes in Bereichen verwendet, in denen sich gesundheitsschädliche Stoffe in der Luft befinden.
Filtrierende Masken weisen in der Regel mehrere Gewebelagen einschließlich Filtrierlage auf, durch welche beim Atmen die Atemluft strömt. Eine filtrierende kleinporig gestaltete und gegebenenfalls zusätzlich statisch aufgeladene Filtrierlage dient dazu, bestimmte Partikel oder Stoffe nicht durch die Schutzmaske hindurchzulassen. Eine solche Filtrierlage erhöht jedoch den Atemwiderstand, was das Tragen der Schutzmaske unkomfortabel, anstrengend und ermüdend machen kann.
Beschreibung der Erfindung
Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Schutzmaske sowie eine Schutzmaske anzugeben, welche bei ausreichender Filtration wesentlich komfortabler zu tragen und gleichfalls einfacher herstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer wenigstens dreilagigen atemdurchlässigen Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit
einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage in einer ersten Gewebebreite zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person,
einer zweiten filtrierenden Gewebelage in einer zweiten Gewebebreite, und
einer dritten äußeren atemdurchlässigen Gewebelage in einer dritten Gewebebreite, und mit den Schritten
Mehrfaches Falten der zweiten filtrierenden Gewebelage zum Erhalten eines Faltenmaterials in einer gegenüber der zweiten Gewebebreite geringeren Faltenmaterialbreite,
Zusammenfügen des Faltenmaterials zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage in einer Laufrichtung, und
Verbinden des Faltenmaterials, der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage miteinander.
Ein wesentlicher Punkt des vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, dass durch das Falten der filtrierenden Gewebelage eine im Vergleich zu einer ungefalteten Gewebelage größere Fläche an filtrierender Gewebelage pro Gewebebreite der Schutzmaske und damit eine erhöhte Filtrierwirkung bereitgestellt wird. Trotz der derart erhöhten Filtrierwirkung ist der Atemwiderstand nicht erhöht, was das Tragen der Schutzmaske insofern komfortabel, nicht anstrengend und nicht ermüdend machen lässt. Mit anderen Worten wird durch das Falten der zweiten Gewebelage die filtrierende Oberfläche bei gleichzeitiger Verringerung des Atemwiderstandes erhöht. Zudem lässt sich die Schutzmaske in einem für eine fließende, nicht getaktete Fertigung geeigneten Verfahren herstellen, was gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren die Fertigungskapazität erhöht und gleichsam die Herstellungskosten senkt.
Durch das mehrfache Falten der zweiten filtrierenden Gewebelage wird das Faltenmaterial erhalten, welches gegenüber der zweiten Gewebebreite die geringere Faltenmaterialbreite aufweist. Mit anderen Worten weist die zweiten Gewebelage als einlaufendes Material in den Faltungsschritt zunächst eine größere Breite auf, welche durch das Falten in ihrer effektiven Breite auf die demgegenüber geringere Faltenmaterialbreite reduziert wird. Mehrfaches Falten bedeutet beispielsweise, das die zweite Gewebelage insbesondere in Richtung ihrer Gewebebreite abwechselnd links und rechts insbesondere in regelmäßigen Abständen gefaltet wird, so dass das Faltenmaterial in Richtung seiner Faltenmaterialbreite eine zickzackartige Struktur aufweisen kann. Durch Falten wird die zweite Gewebelage insbesondere auf die Breiten der ersten Gewebelage und/oder der dritten Gewebelage zusammengeführt, wodurch mehr filtrierende Material mit einer größeren Oberfläche zwischen der ersten Gewebelage und/oder der dritten Gewebelage zu liegen kommt.
Die Schutzmaske ist bevorzugt als Atemschutzmaske ausgebildet, insbesondere als Halbmaske gestaltet, vorzugsweise zur Verwendung als filtrierende Maske (FFP), insbesondere zum Verhindern des Einatmens von schädlichen Partikeln und zum Verringern einer Infektion mit Krankheitserregern durch Mund und/oder Nase, und/oder zum Verwenden als insbesondere aerosolfiltrierende Atemschutzmaske und/oder Filterpartikelmaske, weiter insbesondere zum Verhindern eines Übertragens von Krankheitserregern durch Tröpfcheninfektion und/oder insbesondere zum Verringern einer Keim-, insbesondere Viruslast, beispielsweise bei epidemischer oder pandemischer Ausbreitung von Infektionskrankheiten, wie beispielsweise COVID-19. Die Schutzmaske ist vorzugsweise als partikelfiltrierende Halbmaske gemäß der EN 149:2001 oder EN 149:2001+A1:2009 ausgebildet, insbesondere FFP-1, FFP-2 oder FFP-3 Maske. Ferner kann die Maske nach EN-Normen 136, 140, 143, 149, 1827, 12941 und/oder 12942 ausgeführt sein. Die Schutzmaske kann eine Befestigungseinrichtung aufweisen, durch welche die Gewebelagen lösbar an dem Kopf und/oder Ohren der Person befestigbar sind. Die Befestigungseinrichtung kann ein Band und/oder eine Kordel umfassen, insbesondere ein elastisches Band.
Die erste Gewebelage, die zweite Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage umfasst bevorzugt ein Gewebe, Gewirk, Gestrick, Gestick, Gelege und/oder ein Textilverbundstoff, insbesondere ein Vlies oder Gewebe. Die erste Gewebelage, die zweite Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage kann aus textilen Fasern bestehen und/oder solche aufweisen, wobei als textile Fasern natürliche Fasern, vorzugsweise Wolle oder Baumwolle, und/oder synthetische Fasern, vorzugsweise synthetische Fasern (Chemiefasern) wie zellulosische Fasern, beispielswiese Viskosefasern, verwendet werden, insbesondere aus der Gruppe von Polyestern (PES), Polyolefinen, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (CLF), Polyvinylidenchlorid (CLF), Acetat (CA), Triacetat (CTA), Polyacryl (PAN), Polyamid (PA), Polyvinylalkohol (PVAL), Polyurethanen, Polyvinylestern, (Meth-)Acrylaten sowie deren Mischungen. Die vorgenannten Kurzzeichen für die textile Fasern entstammen der DIN 60001-4 (August 1991). Die Schutzmaske kann weitere Gewebelagen beispielsweise als Zwischenlagen mit unterschiedlichen Funktion erhalten, beispielweise zur zusätzlichen Filterung, Abdichtung, Feuchtigkeitsaufnahme usw.
Die zweite Gewebelage kann verschiedenartige zum Ausbilden der filtrierenden Wirkung gestaltet sein. Beispielsweise kann die zweite Gewebelage ein Vlies bzw. Vliesstoff umfassen, insbesondere ein zu Textilverbundstoffen zählendes, flexibles, poröses Flächengebilde aufweisen, welches nicht durch klassischen Methoden der Gewebebindung von Kette und Schuss oder durch Maschenbildung sondern durch Verschlingung und/oder kohäsive und/oder adhäsive Verbindungen von textile Fasern hergestellt ist. Vliese sind im allgemeinen lockere Materialien aus Spinnfasern oder Filamenten, insbesondere aus synthetischen Fasern bzw. Chemiefasern, beispielsweise Polypropylen, Polyester, Viskose etc., hergestellt, deren Zusammenhalt durch die den Fasern eigene Haftung gegeben ist. Einzelfasern können eine Vorzugsrichtung aufweisen, sogenannte orientierte oder Kreuzlage-Vliese, oder aber auch ungerichtet sein, sogenannte Wirr-Vliese. Bevorzugt ist der mittlere Durchmesser der textilen Fasern der zweite Gewebelage höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 30 µm, vorzugsweise höchstens 20 µm, bevorzugt höchstens 10 µm, besonders bevorzugt höchstens 5 µm, ganz besonders bevorzugt höchstens 2 µm . Im Allgemeinen sollte der Durchmesser der textilen Fasern der zweiten Gewebelage im Bereich von 0,05 bis 50 µm, insbesondere 0,1 bis 50 µm, vorzugsweise 0,2 bis 30 µm, besonders bevorzugt 0,2 bis 20 µm, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 10 µm, liegen.
Die Vliese können mechanisch verfestigt werden durch Vernadeln, Vermaschen oder durch Verwirbeln mittels scharfer Wasserstrahlen, sogenannte Spunlaced-Vliese. Vliese können ferner beispielsweise durch Spunbonding, Meltblow-Verfahren und bevorzugt durch Elektrospinning hergestellt werden. Adhäsiv verfestigte Vliese entstehen durch Verkleben der Fasern mit flüssigen Bindemitteln, beispielsweise Acrylatpolymere, SBR/NBA, Polyvinylester oder Polyurethandispersionen, oder durch Schmelzen bzw. Auflösen von sogenannten Bindefasern, die dem Vlies bei der Herstellung beigemischt werden. Bei der kohäsiven Verfestigung werden die Faseroberflächen durch geeignete Chemikalien angelöst und durch Druck verbunden oder bei erhöhter Temperatur verschweißt. Vliese aus sogenannten Spinnvliesen, d.h. durch Erspinnen und anschließendes Ablegen, Aufblasen oder Aufschwämmen auf ein Transportband hergestellte Flächengebilde, nennt man Spinnvliesstoffe (Englisch: Spunbondeds). Bevorzugt ist die zweite Gewebelage zum Erreichen der Filterwirkung gegenüber der ersten Gewebelage und/oder der zweiten Gewebelage kleinporiger gestaltet.
Die zweite Gewebelage kann eine mittlere Porengröße oder mittlere Maschenweite - je nach Art der Gewebelage - von größer 1 µm, insbesondere größer 10 µm, vorzugsweise größer 50 µm, besonders bevorzugt größer 100 µm, oder mehr als 200 µm, aufweisen. Auf diese Weise kann eine gute Abscheiderate in Bezug auf Partikel und Aerosole und/oder ein geringer Atemwiderstand erreicht werden. Ferner oder zusätzlich kann die zweite Gewebelage ein elektrostatisches Material, insbesondere ein Elektret, umfassen, durch welches kleine Staubpartikel und Flüssigkeitstropfen durch elektrostatische Kräfte bindbar sind. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis bzw. der Quotient der mittleren Porengröße oder Maschenweite zum mittleren Durchmesser der textilen Fasern der zweiten Gewebelage im Bereich von 0,1 bis 2.000, insbesondere 1 bis 500, vorzugsweise 5 bis 350, besonders bevorzugt 10 bis 300, ganz besonders bevorzugt 25 bis 250, variieren. Insbesondere sollte das Verhältnis bzw. der Quotient der mittleren Porengröße oder Maschenweite zum mittleren Durchmesser der textilen Fasern der zweiten Gewebelage höchstens 2.000, insbesondere höchstens 500, vorzugsweise höchstens 350, besonders bevorzugt höchstens 300, ganz besonders bevorzugt höchstens 250, betragen. Jedoch sollte das Verhältnis bzw. der Quotient der mittleren Porengröße oder Maschenweite zum mittleren Durchmesser der textilen Fasern der zweiten Gewebelage mindestens 0,1, insbesondere mindestens 1, bevorzugt mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 10, ganz besonders bevorzugt mindestens 25, noch mehr bevorzugt mindestens 40, betragen. Auf diese Weise werden besonders effiziente Abscheideraten in Bezug auf Krankheitserreger und Aerosole erreicht.
Um eine effiziente Abscheiderate in Bezug auf Krankheitserreger zu erreichen, kann die zweite Gewebelage einen mittleren Wirkungsgrad Em nach DIN EN 779 (Juli 1993) von mindestens 40 %, insbesondere mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 %, aufweisen. Weiterhin kann die zweite Gewebelage zu diesem Zweck einen mittleren Abscheidegrad Am nach DIN EN 779 (Juli 1993) von mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, vorzugsweise mindestens 90 %, besonders bevorzugt mindestens 95 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99 %, aufweisen. Vorteilhafterweise ist die zweite Gewebelage derart ausgebildet, dass sie bei einer Anströmgeschwindigkeit von 0,1 m/s eine mittlere Abscheiderate gegenüber Partikeln und/oder Aerosolen mit Durchmessern im Bereich von 1 bis 100 µm von mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 %, vorzugsweise mindestens 95 %, aufweist. Bevorzugt weist die zweite Gewebelage eine höhere Filtrierfähigkeit als die erste Gewebelage und/oder die zweite Gewebelage auf.
Das Zusammenfügen erfolgt bevorzugt derart, dass die zweite Gewebelage als Faltenmaterial gefaltet zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage insbesondere berührend an diesen zu liegen kommt. Durch das Verbinden des Faltenmaterials, der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage miteinander bilden vorgenannte Materialien bzw. Gewebelagen bevorzugt einen einstückig ausgeprägten Verbund, in der die zweite Gewebelage gefaltet zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage fixiert ist. Der Verbund kann periodisch entlang der Laufrichtung zum Erhalten der Schutzmasken getrennt werden, beispielsweise geschnitten werden. Als Laufrichtung wird insbesondere die Längsrichtung der Gewebelagen verstanden, in welche diese durch nachfolgend beschriebene Faltenrolle und/oder Zusammenführungsrolle zwecks Zusammenfügen der Gewebelagen in einer Herstellungsmaschine zum Herstellen der Schutzmaske transportiert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Falten orthogonal zu der Laufrichtung. Bei einer solchen Ausgestaltung weist die zweite Gewebelage bevorzugt gegenüber der ersten Gewebelage und/oder der dritten Gewebelage eine orthogonal zu der Laufrichtung größere Erstreckung auf. Durch das Falten der zweiten Gewebelage verringert sich die effektive Erstreckung der zweiten Gewebelage orthogonal zu der Laufrichtung bevorzugt auf die Erstreckung der ersten Gewebelage und/oder der dritten Gewebelage orthogonal zu der Laufrichtung. Das Falten kann durch Zusammendrücken der zweiten Gewebelage orthogonal zu der Laufrichtung erfolgen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung laufen die erste Gewebelage, die zweite Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage bevorzugt mit gleicher Geschwindigkeit zum Zusammenfügen in Laufrichtung zusammen. Derart lässt sich ein fließendes, nicht getaktetes Herstellen der Schutzmaske aus dem zusammengefügten und miteinander verbundenen Gewebelagen erreichen.
Nach einer alternativen oder zusätzlichen bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Falten parallel zu der Laufrichtung. Derart werden Falten erhalten, die sich orthogonal zu der Laufrichtung erstrecken. Das Falten kann durch Zusammendrücken und/oder Aufschieben der zweiten Gewebelage in Richtung der Laufrichtung erfolgen. Entsprechend kann die zweite Gewebelage gegenüber der ersten Gewebelage und/oder der dritten Gewebelage eine in Laufrichtung größere Erstreckung aufweisen, hat jedoch bevorzugt orthogonal zu der Laufrichtung dieselbe Breite. Ebenso kann das Falten parallel und orthogonal zu der Laufrichtung erfolgen, beispielsweise zunächst orthogonal zu der Laufrichtung, so dass Falten oder Rillen in Laufrichtung entstehen, und danach parallel zu der Laufrichtung, so dass zusätzliche Falten oder Rillen orthogonal zu der Laufrichtung entstehen. Derart kann eine Art Waffelmuster in der zweiten Gewebelage geprägt werden, wodurch die Filtrierwirkung nochmals vergrößert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Falten ein Zusammenlegen, wellenartiges Zusammenlegen und/oder Stauchen der zweiten Gewebelage. Insofern bedeutet Falten nicht zwingend, dass nur rechtwinklige Knicke als Falten in die zweite Gewebelage eingebracht werden. Ebenso ist eine im Querschnitt wellenartige Struktur möglich, die durch Zusammendrücken und/oder Aufschieben der zweiten Gewebelage in Richtung der Laufrichtung oder orthogonal dazu erhalten werden kann, um die zweite Gewebelage in Richtung der Laufrichtung zwecks höherer Filtrierwirkung zu komprimieren.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Gewebebreite größer als die erste Gewebebreite und/oder die dritte Gewebebreite, und/oder die Faltenmaterialbreite im Wesentlichen der ersten Gewebebreite und/oder der dritten Gewebebreite entspricht. Bevorzugt ist die zweite Gewebebreite 1,5fach, 2fach, 5fach oder 10fach größer als die erste Gewebebreite und/oder die dritte Gewebebreite, und/oder als die Faltenmaterialbreite. Im Wesentlichen bedeutet insbesondere gleich groß oder um den Faktor 1%, 2% oder 5% abweichend. Die erste Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage wiesen bevorzugt eine ebene Oberfläche auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind zwei in Gegenrichtung laufende Faltenrollen, zwischen welchen die zweite Gewebelage geführt ist, zum Falten der zweiten Gewebelage in das Faltenmaterial, und wenigstens eine Zusammenführungsrolle für die erste Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage zum Zusammenfügen des Faltenmaterials zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage vorgesehen, und wobei das Verfahren den Schritt aufweist:

Rotieren der Faltenrollen in einer höheren Drehzahl als die Zusammenführungsrolle.

Bevorzugt sind zwei in Gegenrichtung laufende Zusammenführungsrollen vorgesehen, durch welche die erste Gewebelage und die dritte Gewebelage der zweiten, gefalteten Gewebelage zugeführt werden, so dass zwischen den Zusammenführungsrollen alle drei Gewebelagen verlaufen. Die Faltenrollen rotieren bevorzugt in 1,2facher, 1,5facher, 2facher, 2,5facher oder 5facher Drehzahl als die Zusammenführungsrolle. Die Faltenrollen sind in Laufrichtung bevorzugt der Zusammenführungsrolle vorgelagert. Durch das Rotieren der Faltenrollen in der höheren Drehzahl als die Zusammenführungsrolle kann die zweite Gewebelage gegenüber der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage aufgestaut und derart vor dem Zusammenführen gefaltet werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verbinden ein Ultraschall- und/oder Hitzeverschweißen. Ebenso kann das Verbinden durch einen chemischen Prozess erfolgen. Das Verbinden erfolgt bevorzugt nach dem Zusammenführen und/oder an Rändern des erhaltenen Verbundes. Ebenso kann das Zusammenführen periodisch in Laufrichtung erfolgen und die Gewebelagen beispielsweise punktuell verbinden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste Gewebelage hydrophil zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus Atemluft der Person ausgebildet und/oder ist die dritte Gewebelage hydrophob zum Abweisen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus Umgebungsluft ausgebildet. Die erste Gewebelage kann Hydrogele und/oder Colestipolhydrochlorid umfassen. Ferner kann die erste Gewebelage hygroskopisch gestaltet sein und insbesondere ein Trocknungsmittel umfassen.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine wenigstens dreilagige atemdurchlässige Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit
einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage in einer ersten Gewebebreite zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person,
einer zweiten filtrierenden Gewebelage in einer zweiten Gewebebreite, und
einer dritten äußeren atemdurchlässigen Gewebelage in einer dritten Gewebebreite, wobei
die zweite Gewebelage zum Erhalten eines Faltenmaterials in einer gegenüber der zweiten Gewebebreite geringeren Faltenmaterialbreite mehrfach gefaltet ist,
das Faltenmaterials zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage in einer Laufrichtung zusammengefügt ist, und
das Faltenmaterial, die erste Gewebelage und die zweite Gewebelage miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die zweite Gewebelage orthogonal zu der Laufrichtung gefaltet. Nach einer alternativen Weiterbildung ist die zweite Gewebelage parallel zu der Laufrichtung gefaltet.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Gewebebreite größer als die erste Gewebebreite und/oder die dritte Gewebebreite und/oder entspricht die Faltenmaterialbreite im Wesentlichen der ersten Gewebebreite und/oder der dritten Gewebebreite. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Anordnung eingerichtet zum Herstellen der zuvor beschriebenen Schutzmaske gelöst, welche insbesondere die zuvor beschriebenen Schutzmaske aufweist, mit zwei in Gegenrichtung laufenden Faltenrollen, zwischen welchen die zweite Gewebelage geführt ist, zum Falten der zweiten Gewebelage in das Faltenmaterial, und mit wenigstens einer Zusammenführungsrolle für die erste Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage zum Zusammenfügen des Faltenmaterials zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage, wobei die Faltenrollen in einer höheren Drehzahl als die Zusammenführungsrolle rotieren, und/oder mit einer Falteinrichtung eingerichtet zum Falten der zweiten Gewebelage orthogonal zu der Laufrichtung und mit wenigstens der Zusammenführungsrolle für die erste Gewebelage und/oder die dritte Gewebelage zum Zusammenfügen des Faltenmaterials zwischen der ersten Gewebelage und der dritten Gewebelage. Die Falteinrichtung kann als mechanischer Breitenverenger oder seitliche Borde gestaltet sein, durch welche die zweite Gewebebreite beim Durchlaufen der zweiten Gewebelage entlang der Laufrichtung durch die Falteinrichtung in die Faltenmaterialbreite verringert wird.
In bevorzugter Weiterbildung weist die Anordnung eine Ultraschall- und/oder Hitzeschweißeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, das Faltenmaterial, die erste Gewebelage und die dritte Gewebelage miteinander zu verbinden.
Weitere Ausführungen und Vorteile der Schutzmaske und der Anordnung ergeben sich für den Fachmann in Analogie zu dem zuvor beschriebenen Verfahren.
Figurenliste
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen

1a schematisch in Draufsicht eine zweite filtrierende Gewebelage sowie gestrichelt eine erste innere atemdurchlässige Gewebelage und eine dritte äußere atemdurchlässige Gewebelage einer wenigstens dreilagigen atemdurchlässigen Schutzmaske gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
1b eine Schnittansicht in Querrichtung die zusammengefügten erste Gewebelage, die zweite Gewebelage sowie die dritte Gewebelage der 1a, und
2 in einer Schnittansicht in Längsrichtung ein Zusammenfügen der ersten Gewebelage, der zweiten Gewebelage sowie der dritten Gewebelage gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
1a zeigt schematisch in Draufsicht eine zweite filtrierende Gewebelage 2 sowie gestrichelt eine erste innere atemdurchlässige Gewebelage 1 und eine dritte äußere atemdurchlässige Gewebelage 3 einer zum Herstellen einer wenigstens dreilagigen atemdurchlässigen Schutzmaske gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1b zeigt als Schnittansicht in Querrichtung die zusammengefügten erste Gewebelage 1, die zweite Gewebelage 2 sowie die dritte Gewebelage 3 der 1a. 2 zeigt als Schnittansicht in Längsrichtung das Zusammenfügen der ersten Gewebelage 1, der zweiten Gewebelage 2 sowie der dritten Gewebelage 3 gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Die erste Gewebelage 1, die zweite Gewebelage 2 und die dritte Gewebelage 3 sind zunächst jeweils auf Rollen 4 aufgerollt, wie aus 2 ersichtlich. Die erste Gewebelage 1 ist aus einem hydrophilen textilen Material zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus Atemluft einer Person gestaltet und dient zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person. Die dritte Gewebelage 3 ist aus einem hydrophoben Material zum Abweisen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus Umgebungsluft gestaltet. Die zweite Gewebelage 2 weist ein filtrierendes Material wie Vlies, ein elektrostatisches Material, eine Kombination der vorgenannten oder vergleichbare Materialien auf, um durch die zweite Gewebelage 2 hindurchströmende Luft zu filtern.
Im Laufe des nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahrens wird die zweite filtrierende Gewebelage 2 zunächst mehrfach zum Erhalten eines Faltenmaterials 5 gefaltet. Danach werden das Faltenmaterial 5, die erste Gewebelage 1 und die dritte Gewebelage 3 zusammengefügt, so dass das Faltenmaterial 5 zwischen und jeweils berührend an der ersten Gewebelage 1 und der dritten Gewebelage 3 zu liegen kommt. Schließlich werden das Faltenmaterial 5, erste Gewebelage 1 und die dritte Gewebelage 3 miteinander verbunden, um aus dem derart erhaltenen Verbund die Schutzmaske herzustellen.
Zurückkommend auf 1a liegt das zweite filtrierende Gewebelage 2 zunächst ungefaltet in einer zweiten Gewebebreite 6 vor, welche größer als eine erste Gewebebreite 7 der ersten Gewebelage 1 und eine dritte Gewebebreite 8 der dritte Gewebelage 2 ist, jeweils gestrichelt gezeichnet, wobei die erste Gewebebreite 7 und dritte Gewebebreite 8 gleich groß sind. Durch eine Falteinrichtung 9, beispielsweise ein mechanischer Breitenverenger oder seitliche Borde, wie in 1a ersichtlich, wird die zweite Gewebelage 2 orthogonal zu der Laufrichtung 10 der zweiten Gewebelage 2 gefaltet, so dass in der zweiten Gewebelage 2 in bzw. sich parallel zu der Laurichtung 10 erstreckende Falten 11 entstehen.
Durch das Falten der zweiten Gewebelage 2 verringert sich die zweite Gewebebreite 6 in die erste Gewebebreite 7 bzw. die dritte Gewebebreite 8 und es entsteht aus der zweiten Gewebelage 2 das Faltenmaterial 5 mit gegenüber der zweiten Gewebebreite 6 geringeren Faltenmaterialbreite 12, welches im Wesentlichen der ersten Gewebebreite 7 bzw. der dritten Gewebebreite 8 entspricht. Die erste Gewebebreite 7 bzw. die dritte Gewebebreite 8 kann beispielsweise 15 cm betragen, während die zweite Gewebebreite 6 20, 25 oder 30 cm betragen kann.
Nach dem Zusammenfügen des Faltenmaterials 5 mit der ersten Gewebelage 1 und der dritten Gewebelage 3, nachfolgend beschrieben zu 2, verbleibt die zweite Gewebelage 2 gefaltet als Faltenmaterial 5 zwischen der ersten Gewebelage 1 und der dritten Gewebelage 3, wie in 1b ersichtlich, dargestellt als Schnitt orthogonal zu der Laufrichtung 10. Das Faltenmaterial 5 liegt mit seinen Falten 11 jeweils berührend an der er ersten Gewebelage 1 und der dritten Gewebelage 3 an, nicht explizit aus 1b zu erkennen.
Falten bedeutet, dass die zweite Gewebelage 5 entlang ihrer Erstreckung orthogonal zu der Laufrichtung abwechselnd insbesondere in regelmäßigen Abständen nach links und rechts abknickt. Die Knicke bzw. Falten 11 können rechtwinklig ausgeprägt sein, wie in 1b angedeutet. Ebenso können die Falten im Schnitt orthogonal zu der Laufrichtung 10 wellenartig ausgestaltet sein. Die wellenartige Ausprägung und/oder ein ,Zusammenlegen' der zweiten Gewebelage 2 kann durch ,Stauchen' der an der Falteinrichtung 9 in Längsrichtung 10 vorbeigeführten zweiten Gewebelage 2 erreicht werden.
2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem das Falten parallel zu der Laufrichtung 10 erfolgt. Vorgesehen sind zwei in Gegenrichtung laufende beabstandete Faltenrollen 13, zwischen welchen die zweite Gewebelage 2 von der Rolle 4 stammend geführt ist. Ferner sind jeweils eine Zusammenführungsrolle 14 für die erste Gewebelage 1 und für die dritte Gewebelage 3 vorgesehen. Die Faltenrollen 13 sind in Laufrichtung 10 vor den Zusammenführungsrollen 14 angeordnet vorgesehen. Zwischen den beiden mit gleicher Drehzahl V1 rotierenden Zusammenführungsrollen 14 verlaufen die erste Gewebelage 1, die zweite Gewebelage 2 und die dritte Gewebelage 3.
Gegenüber den Zusammenführungsrollen 14 rotieren die beiden ebenso mit gleicher Drehzahl rotierenden Faltenrollen 13 mit einer höheren Drehzahl V2, wodurch die zweite Gewebelage 2 in Laufrichtung 10 zwischen den Faltenrollen 13 und den Zusammenführungsrollen 14 in das Faltenmaterial 5 gefaltet wird. Bei doppelter Drehzahl V2 gegenüber der Drehzahl V1 ist die zweite Gewebebreite 6 entsprechend doppelt so groß wie die erste Gewebebreite 7 und die dritte Gewebebreite 8 bzw. die Faltenmaterialbreite 12.
Ebenso lassen sich die Ausgestaltungen der 1a und 2 kombinieren, so dass zunächst orthogonal zu der Laufrichtung 10 wie hinsichtlich 1a beschrieben gefaltet wird, um Falten 11 oder Rillen in Laufrichtung 10 zu erzeugen, und danach parallel zu der Laufrichtung 10 wie hinsichtlich 2 beschrieben gefaltet wird, um zusätzliche Falten 11 oder Rillen orthogonal zu der Laufrichtung 10 zu erzeugen. Derart kann eine Art Waffelmuster in der zweiten Gewebelage 2 geprägt werden, wodurch die Filtrierwirkung des Faltenmaterials 5 gegenüber Faltung nur in einer Richtung nochmals vergrößert wird. Ebenso kann zunächst parallel zu der Laufrichtung 10 und danach orthogonal zu der Laufrichtung 10 gefaltet werden.
Zum Verbinden des Faltenmaterials 5, der ersten Gewebelage 1 und der dritte Gewebelage 3 miteinander ist eine Ultraschall- und/oder Hitzeschweißeinrichtung 15 vorgesehen, mittels welcher das Faltenmaterial 5 einschließlich der Falten 11, die erste Gewebelage 1 und die dritte Gewebelage 3 mittels Ultraschall, Hitze und/oder chemisch miteinander verschweißbar und derart miteinander als Verbund relativ zueinander fixierbar sind. Nach periodischen Ablängen des derart geschaffenen Verbundes und Vorsehen einer Befestigungseinrichtung, durch welche der abgelängte Verbund lösbar an dem Kopf und/oder Ohren der Person befestigbar ist, beispielsweise eines Bandes und/oder einer Kordel, wird die Schutzmaske erhalten.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Erste Gewebelage
2: Zweite Gewebelage
3: Dritte Gewebelage
4: Rolle
5: Faltenmaterial
6: Zweiten Gewebebreite
7: Erste Gewebebreite
8: Dritte Gewebebreite
9: Falteinrichtung
10: Laufrichtung
11: Falte
12: Faltenmaterialbreite
13: Faltenrolle
14: Zusammenführungsrolle
15: Ultraschall- und/oder Hitzeschweißeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 779 [0014]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer wenigstens dreilagigen atemdurchlässigen Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage (1) in einer ersten Gewebebreite (7) zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person, einer zweiten filtrierenden Gewebelage (2) in einer zweiten Gewebebreite (6), und einer dritten äußeren atemdurchlässigen Gewebelage (3) in einer dritten Gewebebreite (8), und mit den Schritten Mehrfaches Falten der zweiten filtrierenden Gewebelage (2) zum Erhalten eines Faltenmaterials (5) in einer gegenüber der zweiten Gewebebreite (6) geringeren Faltenmaterialbreite (12), Zusammenfügen des Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3) in einer Laufrichtung (10), und Verbinden des Faltenmaterials (5), der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3) miteinander.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Falten orthogonal zu der Laufrichtung (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, wobei das Falten parallel zu der Laufrichtung (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Falten ein Zusammenlegen, wellenartiges Zusammenlegen und/oder Stauchen der zweiten Gewebelage (2) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Gewebebreite (6) größer als die erste Gewebebreite (7) und/oder die dritte Gewebebreite (8) ist, und/oder die Faltenmaterialbreite (12) im Wesentlichen der ersten Gewebebreite (7) und/oder der dritten Gewebebreite (8) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei in Gegenrichtung laufenden Faltenrollen (13), zwischen welchen die zweite Gewebelage (2) geführt ist, zum Falten der zweiten Gewebelage (2) in das Faltenmaterial (5), und mit wenigstens einer Zusammenführungsrolle (14) für die erste Gewebelage (1) und/oder die dritte Gewebelage (2) zum Zusammenfügen des Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3), und mit dem Schritt: Rotieren der Faltenrollen (13) in einer höheren Drehzahl als die Zusammenführungsrolle (14).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden ein Ultraschall- und/oder Hitzeverschweißen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Gewebelage (1) hydrophil zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus Atemluft der Person ausgebildet ist und/oder die dritte Gewebelage (3) hydrophob zum Abweisen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus Umgebungsluft ausgebildet ist.
Wenigstens dreilagige atemdurchlässige Schutzmaske zum Bedecken einer Mund- und/oder Nasenpartie einer Person, mit einer ersten inneren atemdurchlässigen Gewebelage (1) in einer ersten Gewebebreite (7) zum Auflegen auf die Mund- und/oder Nasenpartie der Person, einer zweiten filtrierenden Gewebelage (2) in einer zweiten Gewebebreite (6), und einer dritten äußeren atemdurchlässigen Gewebelage (3) in einer dritten Gewebebreite (8), wobei die zweite Gewebelage (2) zum Erhalten eines Faltenmaterials (5) in einer gegenüber der zweiten Gewebebreite (6) geringeren Faltenmaterialbreite (12) mehrfach gefaltet ist, das Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3) in einer Laufrichtung (10) zusammengefügt ist, und das Faltenmaterial (5), die erste Gewebelage (1) und die dritte Gewebelage (3) miteinander verbunden sind.
Schutzmaske nach dem vorhergehenden Schutzmaskenanspruch, wobei die zweite Gewebelage (2) orthogonal zu der Laufrichtung (10) gefaltet ist.
Schutzmaske nach dem vorhergehenden Schutzmaskenanspruch 10, wobei die zweite Gewebelage (2) parallel zu der Laufrichtung (10) gefaltet ist.
Schutzmaske nach einem der vorhergehenden Schutzmaskenansprüche, wobei die zweite Gewebebreite (6) größer als die erste Gewebebreite (7) und/oder die dritte Gewebebreite (8) ist, und/oder die Faltenmaterialbreite (12) im Wesentlichen der ersten Gewebebreite (7) und/oder der dritten Gewebebreite (8) entspricht.
Anordnung eingerichtet zum Herstellen der Schutzmaske nach einem der vorhergehenden Schutzmaskenansprüche, mit zwei in Gegenrichtung laufenden Faltenrollen (13), zwischen welchen die zweite Gewebelage (2) geführt ist, zum Falten der zweiten Gewebelage (2) in das Faltenmaterial (5), und mit wenigstens einer Zusammenführungsrolle (14) für die erste Gewebelage (1) und/oder die dritte Gewebelage (3) zum Zusammenfügen des Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3), wobei die Faltenrollen (13) in einer höheren Drehzahl als die Zusammenführungsrolle (14) rotieren, und/oder mit einer Falteinrichtung (9) eingerichtet zum Falten der zweiten Gewebelage (2) orthogonal zu der Laufrichtung (10) und mit wenigstens der Zusammenführungsrolle (14) für die erste Gewebelage (1) und/oder die dritte Gewebelage (3) zum Zusammenfügen des Faltenmaterials (5) zwischen der ersten Gewebelage (1) und der dritten Gewebelage (3).
Anordnung nach dem vorhergehenden Anspru ch, mit einer Ultraschall- und/oder Hitzeschweißeinrichtung (15) eingerichtet das Faltenmaterial (5), die erste Gewebelage (1) und die dritte Gewebelage (3) miteinander zu verbinden.