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Die Erfindung betrifft eine Maske oder Schutzhaube, die das Arbeiten in Reinräumen unter dem Aspekt des Produktschutzes und auch der Sicherheit der Träger erleichtert.
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Eine Maske oder eine Schutzhaube, die für den Einssatz in Reinräumen konzipiert ist, muss Sorge tragen, dass keine kontaminierte Luft in den Raum dringt. In einem Reinraum können eben Produkte unter einer besonders verschmutzungsarmen Atmosphäre gefertigt werden. Dies ist bei Produkten der Elektrotechnik und Mikroelektrotechnik gefordert, aber auch der Umgang mit Nanopartikeln erfordert das Arbeiten in einer besonders sauberen Umgebung.
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Normale, zur Zeit im Handel erhältliche, Masken oder Schutzhauben, verwenden die im Reinraum befindliche Atemluft zur Atemluftversorgung des Produktionspersonals oder es wird mit Hilfe eines Atemluftgebläses gereinigte Luft in die Haube geblasen. Dies kann allerdings beim Ausatmen dazu führen, dass verschmutze Partikel oder verbrauchte Luft aus der Haube in den Reinraum gelangt und die Produkte verunreinigt. Weiterhin gibt es einen neuen Stand der Technik, welcher in der
PCT/DE2013/000196 und dem hierzu gehörigen europäischen Patent offenbart wird. In dieser Schrift wird gelehrt, dass eine Schutzhaube dafür sorgt, dass die Atemluft (Frischluft) gefiltert in die Haube gelangt und die verbrauchte Luft über einen Partikelfilter an die Umgebung abgegeben wird. So können keine Schmutzpartikel aus der Schutzhaube heraus in den Reinraum gelangen. Leider ist diese Schutzhaube sehr gebläseabhängig und auch Filtermängel können diese elegante Prinzip stören. Somit ist dies nicht in allen Reinräumen nützlich und einsetzbar. Ausserdem steigt auch der Kohlendioxidgehalt in der Nähe des Nase-Mundraumes stark an, welches zu gesundheitlichen Schäden oder zumindest aber zu schnelleren Ermüdung des Trägers führen kann.
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Aufgabe ist es daher eine Schutzhaube bereitzustellen, die keine verunreinigte oder gebrauchte Luft entweichen lässt und dafür sorgt, dass der Kohlendioxidgehalt in der direkten Nähe des Nase-Mund-Raums des Trägers nicht stark ansteigt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schutzhaube mit innen liegender Maske, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Atemluft (Frischluft) nur durch ein Atemventil in die Schutzhaube und in die innen liegende Maske gelangt und wobei die innen liegende Maske als Mund-Nase-Maske ausgestaltet ist und so eng an dem Kopf des Träger anliegt, dass nur die Atemluft im Maskeninnenraum gelangt.
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In Reinräumen werden meist Schutzanzüge getragen, welche eine Kontamination des Reinraumes ausschließen oder zumindest stark einschränken. Fremdkörper, insbesondere Partikel, welche der Träger mit sich führt oder ausstößt, werden effektiv durch das Gewebe des Schutzanzuges gefiltert und können den Schutzanzug somit nicht verlassen. Der Kopf des Trägers wird meist durch eine Schutzhaube mit einem Visier bedeckt. Die Schutzhaube schließt natürlich nahtlos mit dem Rest des Schutzanzuges ab. Die erfindungsgemäße Schutzhaube weist nun ein Atemventil auf, welches so ausgestaltet ist, dass nur, also fast ausschließlich die Frischluft aus dem Reinraum in die Haube hinein gelangen kann. Keine Luft kann durch das Ventil nach aussen in den Reinraum dringen. So wird die Kontamination der Außenluft verhindert. Der Raum in der Schutzhaube wird als Schutzhaubeninnenraum oder als das Schutzhaubeninnere bezeichnet. Die innen liegende Maske ist nun ebenfalls mit dem Ventil verbunden, so dass die durch das Atemventil in das Haubeninnere gelangte Luft durch die Maske, am besten durch einen Öffnung in der Maske, welche ebenfalls das Atemventil aufgenommen hat, von dem Träger eingeatmet werden kann.
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In einer ganz besonderen Ausführungsform sind die Haube und die Maske so ausgestaltet, dass diese jeweils eine Öffnung zur Aufnahme des Atemventils besitzen und diese Öffnungen so angeordnet sind, dass sie übereinander gelegt werden können und die Atemluft durch das Atemventil, welches diese beiden Öffnungen ausfüllt in das Hauben- und Maskeninnere zum Träger gelangen kann. Das Maskeninnere ist analog zum Haubeninneren der Raum innerhalb der Mund-Nase-Maske. In diesen Raum soll nur Atemluft aus dem Reinraum gelangen. Die veratmete Luft wird durch das Maskenvlies in den Schutzanzug abgegeben. Es kann sich somit kein Kohlendioxid in dem Maskeninneren anreichern.
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Es wird durch den geringen Einatemwiderstand des Atemventils sichergestellt, dass der Träger der erfindungsgemäßen Haube nur die frische Atemluft aus dem Reinraum einatmet. Die verbrauchte Luft, also die an Kohlendioxid reiche Luft wird durch den Druck des Ausatmens durch das Maskenmaterial, (z. Bsp. einem Vliesstoff oder einem Ausatemventil) in den Schutzhaubeninnenraum gepresst und gleichzeitig Partikel und Aerosole der Ausatemluft gefiltert und zurückgehalten
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Es kann auch keine Luft aus dem Schutzanzugsinnere oder dem Haubeninneren in das Maskeinnere gelangen, da wie schon oben erwähnt, die Luft durch den geringen Atemwiderstand des Ventils eben nur durch das Ventil in das Maskeninnere gesogen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haube wird die Atemluft gefiltert, bevor sie durch das Atemventil dem Haubenträger zugeführt wird. Diese Ausführungsform dient unter Anderem dem Schutz des Haubenträgers, der nun gefilterte Luft zum Veratmen zur Verfügung hat. Allerdings sind Fälle bekannt geworden, dass nach Einatmen von Kleinstpartikeln der Maskenträger heftige Schluß- und Niesreizen ausgesetzt war, welche durch den aufgebauten Druck zu Undichtigkeiten am Maskenrand bzw. am Haubenrand führten, so dass die ausgestoßene verbrauchte Atemluft doch in den Reinraum gelangte. Das Unterbinden des Niesens eines Haubenträgers kann somit auch eine mögliche Kontamination der Reinraumluft verhindern.
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In einer ganz besonderen Ausführungsform der Erfindung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die verbrauchte Luft in den Schutzhaubeninnenraum und von dort ein weiteres Mal gefiltert durch das Gewebe der Schutzhaube nach außen oder bei Verwendung einer luftundurchlässigen Haube in den Schutzanzug abgegeben wird
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In einer weiteren ganz besonderen Ausführungsform der Erfindung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die verbrauchte Luft über einen Filter aus dem Maskeninneren nach Aussen abgegeben wird. Dies stellt sicher, dass auch in dem unwahrscheinlichen Fall einer Leckage nur gereinigte Luft in den Reinraum gelangen kann.
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Die Maske und die an ihr verwendeten Filter können in die bekannten 3 Klassen FFP1, FFP2 und FFP3, welche auch für die partikelfilternde Atemschutzmasken gelten, unterteilt werden. Ihre Schutzfunktion ist in der EN 149 normiert.
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FFP1 bietet Schutz vor ungiftigen und nicht-fibrogenen Stäuben. Ihre Einatmung führt nicht zur Entwicklung von Erkrankungen, kann aber die Atemwege reizen und eine Geruchsbelastung darstellen. Die Gesamtleckage darf maximal 25% betragen, die Überschreitung der MAK darf höchstens 4-fach sein.
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FFP2 bietet Schutz vor festen und flüssigen gesundheitsschädlichen Stäuben, Rauch und Aerosolen. Diese Partikel können fibrogen sein, was bedeutet, dass sie kurzfristig zur Reizung der Atemwege und langfristig zur Abnahme der Elastizität des Lungengewebes führen. Die Gesamtleckage darf maximal 11% betragen, die Überschreitung der MAK darf höchstens 10-fach sein.
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FFP3 bietet Schutz vor giftigen und gesundheitsschädlichen Stäuben, Rauch und Aerosolen. Krebserregende und radioaktive Schadstoffe und Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Pilzsporen werden von dieser Schutzklasse gefiltert. Die Gesamtleckage darf maximal 5% betragen, die Überschreitung der MAK darf höchstens 30-fach sein. Bei verwendetem Material der Klasse FFP2 und/oder FFP3 kann somit die eingeatmete als auch die ausgeatmete Luft also schon sehr rein vorliegen.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert die Haube auf einem Unterdruckprinzip. In einer weiteren Ausführungsform wird mit Hilfe eines Atemluftgebläses ein Unterdruck in der Haube erzeugt. Hierdurch wird die Luft und somit auch die verunreinigte Luft stetig aus der Haube herausgesogen. Das Absaugen der Luft verringert nun noch zusätzlich die Möglichkeit, das verunreinigte Luft in den Reinraum dringen kann oder der Kohlendioxidpegel stark ansteigen kann, da die Luft ständig ausgetauscht wird. Das Atemschutzgebläse kann ebenfalls mit einem Filter versehen sein, so dass auch hier die Luft noch mal gereinigt wird. Beim Einschalten des Atemschutzgebläses wird über den Abluftschlauch Luft über ein Filter-Vlies im oberen Kopfbereich durch die Schutzhaube angesaugt, wobei ein leichter Unterdruck in der Haube entsteht. Die abgesaugte Luft wird über das Filter-Vlies am Atemschutzgebläse gereinigt und dann entsorgt.
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Der Vorteil dieses Systems liegt darin, dass der Anwender stets von einem angenehmen Luftstrom im Bereich des Gesichts umgeben ist. Die ausgeatmete Luft wird unverzüglich abtransportiert. Eventuell in der Atemluft enthaltene biologische Agenzien, aber auch Partikel, wie Hautschuppen oder Haare, werden durch den Filter, vorzugsweise ein Partikelfilter der Klasse FFP3 festgehalten und können nicht in die Raumumgebung gelangen.
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In einer weiteren besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläses ist dies dadurch gekennzeichnet, dass das Atemluftgebläse motorunterstützt arbeitet und sich in einem Gehäuse befindet, in welchem zusätzlich auch noch ein Filtermodul angeordnet ist, in welchem sich der Partikelfilter befindet.
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Dieses in einem Gehäuse befindliche Atemluftgebläse gewährleistet dem Träger der Schutzhaube mobil und beweglich seine Tätigkeit auszuüben. Das Gebläse zur Erzeugung des Unterdrucks – im Normalfall reicht ein Gebläse aus – befindet sich in dem gleichen Gehäuse wie der eigentliche Partikelfilter und wird beispielsweise an der Schutzhaube befestigt. Das in dem Gehäuse befindliche Filtermodul dient zur Aufnahme des Partikelfilters. Dort können dann wahlweise Partikel- oder Kombinationsfilter verschiedenster Stärke eingelegt werden. Das motorunterstützte Gebläse befindet sich ebenfalls in dem Filtergehäuse und befördert die verbrauchte Luft durch den Filter hinaus.
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Denkbar sind Gebläse, die nach dem Prinzip von Axialventilatoren arbeiten. Sie sind eine sehr gebräuchliche Bauform. Die Drehachse des Axiallaufrades verläuft parallel bzw. axial zum Luftstrom. Die Luft wird durch das Axiallaufrad, ähnlich wie bei einem Flugzeug- oder Schiffspropeller, bewegt. Die Vorteile von Axialventilatoren sind die, im Verhältnis zum hohen geförderten Luftdurchsatz, geringen Abmessungen. Wichtig ist allerdings, dass der gebläseunterstützte Filter mit integriertem Motor nicht zu schwer ist. Der in dieser Erfindung entwickelte Motor hat ein Gewicht von 90 g.
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Inn einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haube ist diese so ausgestaltet, dass die Schutzhaube und die innen liegenden Maske so miteinander verbunden sind, dass die Maske von der Haube gelöst werden kann. Es können somit Haub und Maske leicht getrennt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Maske eine Einmalmaske sein kann, also aus Material besteht, welches nach einmaligem Gebrauch entsorgt werden kann. Es muss somit nicht gesamte Haube, sondern nur ein kleiner Teil entsorgt werden. Andere mehrmals zu verwendende Masken oder Masken, die gereinigt werden können, können dauerhaft mit der Haube verbunden sein, aber auch bei wiederverwendbaren Masken ist eine reversible Verbindung sinnvoll, da Innenmaske und Haube nicht immer gemeinsam gereinigt werden können. Sie können aus einem teureren Material bestehen und Maske-Haube-Verbindung kann solider ausgeführt sein. Die zu trennende Variante der Erfindung kann über einen Click-Mechanismus miteinander verbunden sein.
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Die erfindungsgemäße Schutzhaube kann so gestaltet werden, dass sie sich jeder Kopfform anpasst. Dies wird mit Hilfe von elastischen Bändern erreicht oder aber kombiniert oder ausschließlich mit Bändern zum Binden
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Die gesamte Schnittführung der Haube und die Anbringung passformoptimierender Nähte erhöhen den Tragekomfort gegenüber herkömmlichen Hauben wesentlich. Unterstützt durch die Verwendung von elastischen Bändern passt sich die Haube jeder beliebigen Kopfform an und sorgt für ausreichende Bewegungsfreiheit. Auch für Bart- und Brillenträger hervorragend geeignet.
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Auch eine Ausführungsform der Schutzhaube, die die elastischen Bänder der Haubeninnenseite mit Bändern, vorzugsweise ebenfalls elastischen Bändern, auf der Außenseite der Haube verbindet, hat den Vorteil, dass der Träger die Haube nach dem Aufsetzen an die Kopfform anpassen kann. Dies wird durch ein Festziehen der Bänder erreicht. Die Haube kann so leicht aufgesetzt und wieder abgenommen werden. Beim Abnehmen können Haarbänder und Haarnetze herabgezogen werden und den Reinraum kontaminieren. Die Verbindung der Innenseitenbänder mit den Außenseitenbändern wird durch ein befestigen der Bänder jeweils an der Haube bewerkstelligt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Schutzhaube ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Haube einen doppelten Kragen aufweist. Die Schutzhaube ist mit zwei übereinander liegenden Kragen ausgestattet. Der innenliegende, ergonomisch zugeschnittene Kragen ist dazu bestimmt, unter der Oberbekleidung des Anwenders getragen zu werden. Um ein Verrutschen des Unterkragens beim Ankleiden zu verhindern ist dieser zusätzlich mit einem Fixierungsband ausgestattet, welches der Träger unter dem Brustkorb verschließt.
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Der Oberkragen liegt im Schulterbereich auf der Oberbekleidung auf. Er ist im Bereich der äußeren Schnittkanten umgenäht. Zur Vorbereitung des Ankleidens verfügt die Haube oben über eine praktische Aufhängeschlaufe.
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Es kann allerdings auch eine Schutzhaube mit nur einem Kragen verwendet werden, der sorgfältig die Abschirmung der Aussenluft von der Innenluft abschirmt. Dieser wird durch den erzeugten Unterdruck noch zusätzlich an die Schutzkleidung des Trägers gesaugt. Dieser Kragen kann unter der Sicherheitskleidung getragen werden und trägt so effektiv zur Abdichtung und Verhinderung der Verunreinigung des Raumes bei.
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Die Kragengestaltung kann auf jede Ausführungsform angewendet werden.
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Die Schutzhaube ist beispielsweise so ausgestaltet, dass sie ohne Kopfgestell freitragend ist. Sie kann natürlich auch mit einem Kopfgestell ausgestattet sein.
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Ergänzend und zusammenfassend beruht die Erfindung beruht auf der Koppelung des Einatemventils der Maske mit der Haube. Das Prinzip der Atemschutzmaske ist umgedreht. Wir atmen ungehindert ein und filtern die ausgeatmete Luft. Die Koppelung der Maske mit der Haube reduziert die Partikelemission nach außen zusätzlich. Das Einatemventil mit niedrigerem Widerstand als der Ausatemwiderstand durch das Maskenmaterial oder Filter reduziert den CO2-Gehalt in der Maske im Einatembereich.
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Die wichtigen Kernausführungen sind:
- 1. Filtrierende Ausatemschutzmaske mit Einatemventil gekoppelt mit filtrierender haube (Ausatemluft wird 2-mal gefiltert)
- 2. Filtrierende Ausatemschutzmaske mit Einatemventil gekoppelt mit Luftdichter haube (Ausatemluft wird 1-mal gefiltert und entweicht in den Overall). Unwahrscheinlich aber möglich. Dazu muss natürlich der Kragen unter dem Overall liegen oder dicht verbunden sein.
- 3. Maske mit Einatemventil und Ausatemventil gekoppelt mit filtrierender Haube (Ausatemluft wird nur 1-mal gefiltert über das Haubenmaterial).
- 4. Maske mit Einatemventil und Ausatemventil gekoppelt mit luftdichter Haube (Ausatemluft entweicht in den Overall.) Unwahrscheinlich aber möglich. Dazu muss natürlich der Kragen unter dem Overall liegen oder dicht verbunden sein.
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Maske mit Einatemventil, Ausatemventil mit Filter gekoppelt mit filtrierender Haube (Ausatemluft wird 2-mal gefiltert über das Haubenmaterial).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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