DE2362630A1

DE2362630A1 - Surgical facial masks prodn. - from thermoplastic filaments aligned perpendicular to direction of air flow

Info

Publication number: DE2362630A1
Application number: DE2362630A
Authority: DE
Inventors: William Bird
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2362630C3; DE2362630B2

Abstract

A surgical facial mask has a section (I) of its main body designed to cover the nose and mouth and possesses a means for fastening (I) over the nose and mouth. (I) consists of a pseudo-tissue formed from thermoplastic filaments with dia. 14-20 mu; most of the filaments being arranged in a plane perpendicular to the direction of air flow through the mask, the tissue weighing 43.54-55.98g/0.84m2 (1.4 oz. - 1.8 ox/yd2.) and having a thickness of 0.0254 - 0.0508 cm (0.01"-0.02") and an empty volume of about 85%, and being free of agglutinants.

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GUNTHER EGGERT ₁ DIPLOMA CHEMIST

5 KÖLN 5I₁ OBERLÄNDER UFER 905 COLOGNE 5I ₁ OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 17.12.1973 Eg/Ax /229Cologne, December 17th, 1973 Eg / Ax / 229

Johnson & Johnson, 5ol George Street, New Brunswick, New Jersey / USAJohnson & Johnson, 5ol George Street, New Brunswick, New Jersey / USA

Gesichtsmaske für ChirurgenFace mask for surgeons

Die Erfindung "betrifft eine verbesserte Gesiohtsmaske für Chirurgen. Gesichtsmasken für Chirurgen werden seit einiger Zeit verwendet. Sie nahen den Zweck, zu verhindern, daß die vom Arzt und von den anderen im Operationsraum Anwesenden ausgeatmeten Bakterien den zu operierenden Patienten infizieren, und den Arzt und die anderen im Operationsraum anwesenden Personen gegen Bakterien, die vom Patienten herrühren, zu schützen. Die ursprünglichen Gesichtsmasken, die in der Chirurgie verwendet wurden, bestanden aus mehreren Lagen oder Schichten eines Gazegewebes, die über die Nase und den Mund des Arztes gelegt wurden. Mehrere Lagen aus Leinengewebe wurden ebenfalls verwendete Diese Materialien sind keine besonders guten Bakterienfilter und haben hinsichtlich der Filtration von Bakterien Wirkungsgrade von weniger als 5OfO₀ Diese Gesichtsmasken aus Gewebe waren zwar keine wirksamen Bakterienfilter, jedoch äußerst bequem zu tragen, d_oh_o sie lagen angenehm am Gesicht des Arztes an und hatten ferner einen geringen Widerstand gegen den Luftdurchgang. Der hier gebrauchte Ausdruck "Luftwiderstand" ist ein Maß des Widerstandes, den die Maske dem Strom der Luft durch die Maske entgegensetzte Er wird bestimmt durch Messen des Druckabfalls in der Maske, wenn diese in einen Luftstrom gehalten wird. Die Luft konnte wegen der WeitmaschigkeitThe present invention "relates to an improved surgeon face mask. Surgeon face masks have been used for some time. Their purpose is to prevent the bacteria exhaled by the doctor and others in the operating room from infecting the patient to be operated on, and the doctor and patient To protect others in the operating room from bacteria originating from the patient. The original face masks used in surgery consisted of multiple layers or layers of gauze that were placed over the doctor's nose and mouth layers of linen fabrics have also been used, these materials are not particularly good bacteria filter and have regard to the filtration of bacteria efficiencies of less than 5OfO ₀ These face masks were indeed made of fabric no effective bacterial filter, but very comfortable to wear, d _o h _o they were pleasant on Face of the doctor and hatt en also have a low resistance to the passage of air. As used herein, "air resistance" is a measure of the resistance the mask presented to the flow of air through the mask. It is determined by measuring the pressure drop across the mask when it is held in a stream of air. The air could because of the wide mesh

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der Gewebe leicht durch die aus diesen Geweben bestehende Maske strömen, d_eh_e die durch die Maschen der Gewebe gebildeten Zwischenräume waren in der Zahl und in der einzelnen Größe groß genug, um einen großen Anteil von offener oder faserfreier Fläche in der Maske zu bilden. Auf Grund des geringen Luftwiderstandes konnte durch diese Gewebemasken sehr leicht geatmet werden. Die den leichten Durchgang durch die Maske ermöglichende verhältnismäßig weitmaschige Anordnung der Fasern im Gewebe gestattete auch den Durchgang von Bakterien durch die Maske.the tissue easily flow through the current from these tissues mask d _e h _e the interstices formed by the meshes of the fabric were in the number and in the individual size large enough to form a large proportion of open or fiber-free area in the mask . Due to the low air resistance, it was very easy to breathe through these tissue masks. The relatively wide-meshed arrangement of the fibers in the tissue, which enables easy passage through the mask, also allowed the passage of bacteria through the mask.

Auf Grund der schlechten Bakterienfilterwirkung der Gewebemasken waren die Bemühungen auf die Herstellung einer einmal zu verwendenden Wegwerfmaske gerichtet, die eine größere Bakterienfilterwirkung haben sollte als die bisher verwendeten Gewebemasken. Die Masken für die Einmalverwendung haben eine wesentlich erhöhte Bakterienfilterwirkung im Vergleich zu den Gewebemasken« Sie erreichen Wirkungsgrade im Bereich von 90fo oder mehr, brachten jedoch ein anderes Problem mit sich» Das neue Problem der Maske für die Einmalverwendung besteht darin, daß mit der hohen Bakterienfilterwirkung der Luftwiderstand wesentlich gestiegen ist. Diese Masken für die Einmalverwendung haben einen so hohen Luftwiderstand, daß die Maske beim Ausatmen des Trägers buchstäblich von seinem Mund abgehoben wird. Dies bedeutet, daß die Luft nicht durch die Maske strömt, sondern einen Druck zwischen der Innenseite der Maske und dem Mund und der Nase des Trägers erzeugt«, Dieser Druck bewirkt nicht nur, daß diese Masken unbequem zu tragen sind, sondern hebt die Maske beim Ausatmen auch vom Gesicht ab und gestattet den Bakterien, über die Ränder der Maske hinweg zu entweichen, so daß der Zweck des Tragens der Maske vereitelt wirdo Ferner wurden diese Masken für die Einmalverwendung in einer Anzahl von Fällen aus sehr kurzen Glas- oder Asbestfasern oder ande-Due to the poor bacterial filtering effect of the tissue masks Efforts have been directed toward the manufacture of a single-use, disposable mask that is one should have a greater bacterial filter effect than the previously used tissue masks. The masks for single use have a significantly increased bacterial filter effect Compared to the fabric masks «They achieve efficiencies in the range of 90fo or more, but they did Another problem with it »The new problem with the single use mask is that with the high bacterial filter effect, the air resistance has increased significantly. These masks are for single use have such a high air resistance that the mask literally lifted off their mouth when the wearer exhaled will. This means that the air does not flow through the mask, but a pressure between the inside of the mask and the mouth and nose of the wearer «, This pressure not only makes these masks uncomfortable to wear, it also lifts the mask when you exhale also away from the face and allowing the bacteria to escape over the edges of the mask, so the purpose the wearing of the mask is foiled o Further these were Masks for single use in a number of cases made of very short glass or asbestos fibers or other-

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ren Pasern hergestellt, die sich vom Filtermedium der Maske loslösen und vom Träger eingeatmet werden. Diese kleinen Teilchen haften die Neigung, den Träger der Maske zu reizen. Durch den hohen Luftwiderstand werden diese Masken ferner unbequem warm "beim Tragen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Masken längere Zeit getragen werden. Die in der Maske vorhandenen Durchgänge, die die Luft hindurchtreten lassen, pflegen schließlich durch Staub oder Bakterien oder andere in der Atmosphäre des Operationsraumes vorhandene Fremdstoffteilchen verstopft zu werden, und schließlich wird es nach einer Zeit von 2 oder 3 Stunden äußerst schwierig, durch die Maske zu atmen« Dieser Zustand bringt eine erhebliche Unbequemlichkeit und Mißbehagen für den Träger mit sich»Ren fibers are produced that detach from the filter medium of the mask and are inhaled by the wearer. These small particles tend to irritate the wearer of the mask. Due to the high air resistance, these Masks also become uncomfortably warm when worn. This is particularly the case when the masks have been worn for long periods of time will. The passages in the mask that allow air to pass through, ultimately care for through Dust or bacteria or other foreign matter present in the atmosphere of the operating room clogs and eventually after a period of 2 or 3 hours it becomes extremely difficult to get through the mask breathe "This condition brings with it considerable discomfort and discomfort for the wearer"

Gegenstand der Erfindung ist eine Gesichtsmaske für Chirurgen, die eine hohe Bakterienfilterwirkung und dennoch einen sehr niedrigen Luftwiderstand aufweist. Normalerweise würde man erwarten, daß mit der Erhöhung der Bakterienfilterwirkung gleichzeitig der Luftwiderstand steigen oder zumindest verhältnismäßig konstant bleiben würde» Der Luftwiderstand kann zur Gesamtzahl der Öffnungen im wirksamen FiItermedium der Gesichtsmaske oder der offenen Gesamtfläche in der Maske in Beziehung gebracht werden«, Mit größer werdender offener Gesamtfläche der Maske würde der Luftwiderstand, aber gleichzeitig auch die Bakterienfilterwirkung geringer. Bei den Masken gemäß der Erfindung ist ein niedriger Luftwiderstand erzielt worden, jedoch eine hohe Bakterienfilterwirkung, die derjenigen der bis-r her verwendeten Masken für die Einmalverwendung gleichwertig ist, aufrecht erhalten wordene D"ieses anscheinend in sich widersprüchliche Ergebnis wird dadurch erreicht, daß als Filtermittel endlose synthetische thermoplastische Fäden an Stelle von kurzen Fasern verwendet werden,. Unter dem hier gebrauchten Ausdruck "Endlosfäden" sind Fäden zu verstehen, die länger sind als 64 mm und vorzugsweiseThe invention relates to a face mask for surgeons, which has a high bacterial filter effect and yet has a very low air resistance. Normally one would expect that the air resistance would increase at the same time as the bacterial filter effect was increased or at least would remain relatively constant »The air resistance can be added to the total number of openings in the effective filter medium of the face mask or the open Total area in the mask can be related «, with increasing total open area of the mask the air resistance, but at the same time also the bacterial filter effect less. In the masks according to the invention, low air resistance has been achieved, however a high bacterial filter effect, equivalent to that of the single-use masks used up to now This apparently contradicting result is achieved by that endless synthetic thermoplastic threads are used instead of short fibers as filter media. Under the term "continuous filaments" as used here is to be understood as meaning filaments which are longer than 64 mm and preferably

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eine unbestimmte Länge aufweisen« Diese Fäden werden in Form eines Faservlieses angeordnet, indem sie unmittelbar nach dem Spinnen durch Ausübung eines minimalen Drucks auf die Bahn, jedoch ohne Verwendung eines Bindemittels miteinander verbunden werden,. Das spezielle faservlies₉ das sich als vorteilhaft erwies _s wird aus Pölyäthylenterephthalatfäden hergestellt, die unmittelbar nach dem Spinnen in der in der kanadischen Patentschrift 775 807 beschriebenen Weise zu einem Vlies abgelegt werden_o Allgemein besteht dieses Verfahren darin, daß man die Fäden spinnt, sie elektrostatisch auflädt, den Fäden gestattet, sich als Folge der elektrostatischen Aufladung zu trennen, die Fäden orientiert und sie zu einem regellosen Vlies ablegt, das im wesentlichen frei von Fadenanhäufungen ist_o Bas Verfahren kann so durchgeführt werden, daß den Fäden eine starke Kräuselung verliehen wird. Die Fäden im Vlies sind im wesentlichen parallel zueinander in Ebenen senkrecht zur Richtung der Luft, die durch das Vlies in der Maske strömt, angeordnet. Der Grund, weshalb diese Anordnung der Fäden eine Maske mit hoher Bakterienfilterwirkung bei niedrigem Luftwiderstand ergibt, ist nicht geklärte Ss wird angenommen, daß durch Anordnung der Fäden eines bestimmten Durchmessers in dieser Weise eine maximale Zahl offener Bereiche gebildet und dennoch ein verhältnismäßig kleiner Durchmesser dieser offenen Bereiche aufrecht erhalten wird, so daß die Bakterien wirksam eingefangen und daran gehindert werden, durch das Filtermedium hindurchzutreten, während gleichzeitig der Durchgang eines großen Luftvolumens durch die Maske ermöglicht wird. Es ist ferner möglich, daß die hohe Bakterienfilterwirkung der Maske mit der elektrostatischen Aufladung, unter die die Fäden beim Verfahren zur Herstellung des Vlieses gebracht werden, im Zusammenhang steht. Die elektrostatische Aufladung könnte entweder die Bakterien anziehen und sie in der Maske halten oder sogar eine letale Wirkung auf die durch die Maske hindurchtretenden Bakterien ausübenοhave an indefinite length «These threads are arranged in the form of a nonwoven fabric by joining them together immediately after spinning by exerting minimal pressure on the web, but without using a binder. The special non-woven fabric _9, to be advantageous _s proved prepared from Pölyäthylenterephthalatfäden that immediately after spinning in the in Canadian Patent manner described 775,807 are deposited to form a nonwoven fabric _o In general, this method is that one spinning the filaments, it electrostatically charging, the threads permitted to separate as a result of electrostatic charging of the threads oriented and record them to a random web which is substantially free of filamentous clusters _o Bas process can be carried out such that the threads are given a strong crimp. The threads in the fleece are arranged essentially parallel to one another in planes perpendicular to the direction of the air flowing through the fleece in the mask. The reason why this arrangement of the threads results in a mask with a high bacterial filtering effect and low air resistance is unexplained. It is assumed that by arranging the threads of a certain diameter in this way a maximum number of open areas is formed and yet a relatively small diameter of these open areas Areas is maintained so that the bacteria are effectively trapped and prevented from passing through the filter media, while at the same time allowing a large volume of air to pass through the mask. It is also possible that the high bacterial filtering effect of the mask is related to the electrostatic charge to which the threads are subjected in the process for producing the fleece. The electrostatic charge could either attract the bacteria and keep them in the mask or even have a lethal effect on the bacteria passing through the mask

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Die NichtVerwendung eines Bindemittels im Fadenvlies trägt wesentlich zur Anpassungsfähigkeit und Anschmiegsamkeit der fertigen Gesichtsmaske bei* Bindemittel in Paservliesen neigen dazu, die Vliese zu versteifen. In den Gesichtsmasken gemäß der Erfindung ist das Filtermittel im wesentlichen frei von Bindemittel, so daß es sich leicht den Konturen des Gesichts des Trägers anpaßte Die Anwesenheit des Bindemittels trägt nicht zur Steigerung der Filterwirkung des Filtermittels in der Maske "bei.The non-use of a binding agent in the thread fleece contributes significantly to the adaptability and suppleness of the finished face mask with * binders in nonwovens tend to stiffen the nonwovens. In the face masks according to the invention, the filter medium is essentially free of binder, so that it easily conformed to the contours of the wearer's face. The presence of the binder does not add to the enhancement the filter effect of the filter medium in the mask ".

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich in Verbindung mit den Abbildungen beschriebeneThe invention is described in detail below in conjunction with the drawings

Fig.1 ist eine isometrische Ansicht der erfindunsgemäßen Maske, die in der Form, die sie am Gesicht des Trägers haben würde, gefaltet ist„Fig. 1 is an isometric view of the mask of the present invention in the form that it is placed on the wearer's face would have, is folded "

Fig.2 ist eine Draufsicht auf das Vlies der Maske gemäß der Erfindung und zeigt die Falten in der Maske. Gleichzeitig wird die Maske im Querschnitt als Explosionsansicht gezeigteFIG. 2 is a plan view of the fleece of the mask according to FIG of the invention and shows the folds in the mask. At the same time, the mask is shown in cross section as an exploded view shown

Fig.3 ist ein schematischer Schnitt längs der linien 3-3 in Figc2 und veranschaulicht die Falten in dem in Fig.2 dargestellten Vlies«,Figure 3 is a schematic section along lines 3-3 in Figc2 and illustrates the folds in the in Fig.2 depicted fleece «,

Figo4 zeigt die Maske vergrößert im Querschnitt längs der Linien 4-4 von Fig«2.Figo4 shows the mask enlarged in cross section along the Lines 4-4 of Fig. 2.

Fig β 5 ist die Darstellung einer Mikroskopaufnahme des Filtermittels in der Maske gemäß der Erfindung bei 100-facher VergrößerungοFig. 5 is the representation of a microscope photograph of the Filter means in the mask according to the invention at 100 times magnification ο

Figο6 ist eine weitere Mikroskopaufnahme des Filtermittels der Maske gemäß der Erfindung bei 150-facher Vergrößerung,,Figο6 is another micrograph of the filter media the mask according to the invention at 150x magnification ,,

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Die in Fig.1 dargestellte Gesichtsmaske "besteht so, wie sie im Gebrauch aussieht, aus einem Hauptkörper 10, an dem am oberen Rand ein Nasenbügel 11 aus Metall befestigt ist. Der Nasenbügel besteht aus einem Metall, das sich durch Biegen leicht der Form der Nase des Trägers anpasst, ZoB. aus Aluminium. An den oberen und unteren Rändern des Maskenkörpers ist durch Nähen oder Heißsiegeln oder in anderer geeigneter Weise eine Einfassung befestigte An den Seitenrändern des Maskenkörpers ist ferner eine zusätzliche Einfassung 12 befestigt, die so lang ist, daß sie über die oberen und unteren Ränder der Maske hinausgeht und als Band zur Befestigung der Maske am Kopf des Trägers dient. In Fig.1 sind ferner Verbindungspunkte 14 dargestellt, auf deren Aufgabe später eingegangen wird.The "face mask" shown in FIG it looks in use, from a main body 10, to which a nose clip 11 made of metal is attached at the upper edge is. The nasal clip is made of a metal that easily adapts to the shape of the wearer's nose by bending, ZoB. made of aluminium. The top and bottom edges of the mask body are sewn or heat sealed or in some other suitable manner a skirt is attached to the side edges of the mask body also attached an additional skirt 12 which is so long that it extends over the upper and lower edges of the Mask goes out and serves as a tape to attach the mask to the head of the wearer. In Fig.1 there are also connection points 14, the task of which will be discussed later.

In Pig.2 ist die Gestalt der Falten der Maske dargestellt. Das Laminat, das den Hauptkörper der Maske bildet, wird ziehharmonikaförmig vom oberen Rand 15 der Maske bis zum unteren Rand 16 der Maske über sich selbst gefaltete Die in Fig.2 dargestellte Maske ist an drei Stellen 17, 18 und 19 gefaltet, aber die besondere Anordnung oder Zahl der Falten ist kein Teil der Erfindung. Es wurde bereits früher gefunden, daß mit dieser besonderen Ausbildung der Maske ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit an das Gesicht des Trägers erzielt wird₀ In Pig. 2 the shape of the folds of the mask is shown. The laminate that forms the main body of the mask is folded over itself in the shape of an accordion from the top edge 15 of the mask to the bottom edge 16 of the mask. The mask shown in Figure 2 is folded in three places 17, 18 and 19, but the special one The arrangement or number of folds is not part of the invention. It has been previously found that excellent adaptability is obtained at the wearer's face with this particular design of the mask ₀

Der vergrößerte Ausschnitt 20 in Figo2 zeigt die verschiedenen Schichten der Maske. Die Außenseite der Maske besteht aus einem sehr porösen Faservlies 21. Die mittlere Lage, die das als Filtermedium dienende Spinnvlies 22 gemäß der Erfindung enthält, liegt zwischen dem Außenvlies 21 unü einer weiteren Lage eines Außenvlieses 23= Die beiden Außenlagen können aus dem gleichen stark porösen Faservlies bestehen. Die Außenlagen der Maske haben den Zweck, das Filtermedium einzuschließen und festzuhalten_oDie Außenlagen bestehen aus einem stark porösen, verhältnismäßig leichten Faservlies und tragen sehrThe enlarged section 20 in FIG. 2 shows the various layers of the mask. The outside of the mask consists of a very porous fiber fleece 21. The middle layer, which contains the spunbonded nonwoven 22 according to the invention serving as a filter medium, lies between the outer fleece 21 and another layer of an outer fleece 23 = the two outer layers can be made of the same highly porous Consist of fiber fleece. The purpose of the outer layers of the mask is to enclose the filter medium and hold it in place. _O The outer layers are made of a highly porous, relatively light nonwoven fabric and are very durable

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wenig," wenn überhaupt» zu den Filtereigenschaften der Maske insgesamt "bei« Da sie äußerst porös sind, "bieten diese Materialien auch dem Durchgang der Luft durch die Maske sehr wenig Widerstand. Das Gewicht der Außenlage der Maske kann zwischen etwa 15,5 und 31 g/m liegen. Es ist zweckmäßig, extrem leichte Außenlagen zu verwenden, damit die Maske nicht steifer und hierdurch die Anpassungsfähigkeit der Maske an das Gewicht nicht verschlechtert wirdο Die Außenlagen können aus einem kardierten Faservlies "bestehen, das mit einem thermoplastischen Bindemittel abgebunden ist«, Als thermoplastisches Bindemittel eignet sich beispielsweise ein durch Emulsionspolymerisation hergestelltes selbsthärtendes Acrylharzbindemittel.little "if anything" about the filter properties of the Mask overall "because they are extremely porous" offer These materials also have very little resistance to the passage of air through the mask. The weight of the outer layer the mask can be between about 15.5 and 31 g / m 2. It is advisable to use extremely light outer layers, so that the mask is not more rigid and the adaptability of the mask to the weight is not impaired as a result o The outer layers can be made from a carded fiber fleece "exist that is bound with a thermoplastic binder", as a thermoplastic binder For example, a self-curing acrylic resin binder produced by emulsion polymerization is suitable.

Es erwies sich als vorteilhaft, die drei Lagen der Gesichtsmaske punktförmig durch Heißsiegeln oder in anderer Weise miteinander zu verbinden» Da jede der einzelnen Lagen des Laminats verhältnismäßig leicht ist, werden die Lagen so miteinander verbunden, daß sie mit der geringsten Möglichkeit des Einreißens oder einer sonstigen Beschädigung der Lagen während der Herstellung der Maske in Falten gelegt und eingefaßt werden können«, Außerdem verhindert die Verbindung der dem Gesicht zugewandten Innenlage der Gesichtsmaske mit dem Filtermedium an bestimmten Punkten, daß die Innenlage der Maske sich während des Einatmens über die Nase oder den Mund des Trägers legt. Wenn die.Innenlage nicht mit dem Filtermedium verbunden ist, ist es möglich, daß sie sich gegen die Nase oder den Mund des Trägers legt, wenn dieser einatmet. Zwar würde hierdurch die Wirksamkeit der Maske nicht verschlechtert, jedoch hat sich gezeigt, daß es für den Träger unangenehm und unbequem ist. Die Verbindung kann vorgenommen werden, indem das Laminat mit genügender Kraft heißgesiegelt wird, um eine Verbindung durch alle Lagen der Maske hindurch herzustellen. Es hat sich gezeigt, daß mit einem Heißsiegelgerät, das auf eine Tempe-It was found beneficial to puncture the three layers of the face mask by heat sealing or otherwise Way to join together »Since each of the individual layers of the laminate is relatively light, be the layers so connected that they are with the slightest possibility of tearing or any other Damage to the layers during the manufacture of the mask can be folded and bordered «, In addition prevents the connection between the face mask's inner layer and the filter medium at certain points Points that the inner layer of the mask extends over the nose or mouth of the wearer during inhalation lays. If the inner layer is not connected to the filter medium it is possible that it will lie against the nose or mouth of the wearer when inhaling. Although this would not impair the effectiveness of the mask, however, it has been found to be uncomfortable and uncomfortable for the wearer. The connection can be made by heat sealing the laminate with sufficient force to ensure a joint through all of them Laying the mask through to produce. It has been shown that with a heat sealer operating at a temperature

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ratur von etwa 204 C erhitzt ist, bei einem Druck von 5,6 kg/cm und einer Heißsiegelzeit von 1 Sekunde die drei Lagen der Maske miteinanderVerbunden werden können«. Wie bei 14 in Fig_o4 dargestellt, kann die abgebundene Stelle sich durch die gesamte Dicke der Maske erstrecken» Da die Fäden, aus denen das Filtermittel besteht, thermoplastisch sind, schmelzen sie bei Einwirkung von Wärme und Druck, worauf sie durch Abkühlung erhärten und eine dauerhafte Verbindung zwischen den drei Lagen der Maske bilden₀ The temperature of about 204 C is heated, at a pressure of 5.6 kg / cm and a heat sealing time of 1 second, the three layers of the mask can be bonded together «. As shown at 14 in FIG _o 4, the unset position may extend through the entire thickness of the mask "Since the threads that make up the filter means, are thermoplastic, they melt upon application of heat and pressure, whereupon they solidify by cooling and form a permanent connection between the three layers of the mask ₀

Es ist ferner möglich, Heißschmelzkleber oder andere Klebstoffe zu verwenden, um die punktförmige Verbindung der Lagen der Maske herzustellen. Es ist zweckmäßig, die Gesamtfläche der Verbindungsstellen möglichst klein zu halten,. Es hat sich gezeigt, daß 6 bis 9 Verbindungsstellen, die unter den Falten der Maske angeordnet sind und jeweils eine Fläche von etwa 3,2 mm im Quadrat haben, genügen, um die drei Lagen der Maske zu einem einheitlichen Laminat zu verbinden ο Die Gesamtflache der Verbindungsstellen ist nicht entscheidend wichtig, jedoch muß sie natürlich genügen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, wobei sie jedoch nicht so groß sein darf, daß sie die Filterwirkung wesentlich verschlechtern oder den Luftwiderstand der Maske vergrößern würde» Die Verbindungsstellen bilden undurchlässige Flächen, die den Durchgang von Luft durch die Maske verhindern= Eine Verbindungsfläche, die insgesamt weniger als 1$ der gesamten Oberfläche der Maske ausmacht, erwies sich als ausreichend, um die Lagen in der gewünschten Weise miteinander zu verbinden. Durch eine gesamte Verbindungsfläche in dieser Größenordnung wird die Bakterienfilterwirkung nicht meßbar verringert oder der Luftwiderstand der Maske erhöht»It is also possible to use hot melt glue or others To use adhesives to make the point-like connection of the layers of the mask. It is convenient that To keep the total area of the connection points as small as possible. It has been shown that 6 to 9 connection points, which are located under the folds of the mask and each have an area of about 3.2 mm square, suffice to join the three layers of the mask to a uniform laminate ο the total area of the connection points is not critically important, but of course it must be sufficient to achieve the desired result to achieve, but it must not be so large that they significantly deteriorate the filter effect or would increase the air resistance of the mask Preventing air from passing through the mask = a connecting surface which makes up less than $ 1 of the total surface area of the mask was found to be sufficient to connect the layers together in the desired way. Through an entire interface in this order of magnitude does not measurably reduce the bacterial filter effect or the air resistance of the mask elevated"

Die genaue Lage der Verbindungsstellen der Maske ist nicht entscheidend wichtig für die Funktion der Maske. Vorzugs-The exact position of the connection points of the mask is not critically important for the function of the mask. Preferential

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weise werden sie unter den Falten der Maske angeordnet, wie in Fig.3 schematisch dargestelltethey are arranged under the folds of the mask, as shown schematically in Figure 3

Wie "bereits erwähnt, "besteht das Filtermedium seihst aus einem Spinnvlies. Es hat sich gezeigt, daß ein Spinnvlies mit einem Gewicht von etwa 47,6 "bis 54,4 g/m die gewünschten Kombinationen von hoher Bakterienfilterwirkung und niedrigem Luftwiderstand aufweist₀ Die Fäden im Spinnvlies haben einen Durchmesser von etwa 14 "bis 20 u. Sie haben keinen vollkommen runden Querschnitt, wie aus der Darstellung der Mikroskopaufnahmen in Fig,5 und Fig.6 leicht ersichtliche In einem Spinnvlies der für die Zwecke der Erfindung verwendeten Art sind die meisten wenn nicht alle Fäden im Vlies von unbestimmter Länge. Bei der Herstellung des Spinnvlieses werden diese Fäden als Endlosfäden gesponnen und auf ein laufendes Band regellos abgelegt, wobei jedoch der größere Teil der Länge der Fäden in Ebenen liegt, die im wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Bandes verlaufen« Dies wird aus Fig»4 deutliche Die Außenlagen 21 und 23 enthalten kurze Fasern, von denen einige senkrecht zu den größeren Flächen 24 und 25 der Maske ausgerichtet sind_e Die Fäden in dem das Filtermedium bildenden Spinnvlies 22 sind so orientiert, daß der größere Teil der Fadenlänge in Ebenen liegt, die parallel zu den größeren Flächen der Maske oder senkrecht zur Strömungsrichtung der Lufi durch die Maske verlaufene Diese Fäden sind in Fig_e4 bei 26 und 27 angedeutet. Das Spinnvlies wird in der Gesichtsmaske so verwendet, daß die Luft durch die Maske in einer Richtung senkrecht zu den parallelen Ebenen strömt, in denen die Fasern angeordnet sind. Dies hat eine maximale Ausnutzung der Fäden im Spinnvlies in Bezug auf Bildung von faserfreien Öffnungen im Vlies zur Folge, und diese Öffnungen sind so klein, daß der Durchgang von Bakterien durch das Vlies verhindert wirdeAs "already mentioned," the filter medium consists of a spunbond. It has been shown that a spunbond with a weight of about 47.6 "to 54.4 g / m _{2 has} the desired combinations of high bacterial filtering effect and low air resistance. The threads in the spunbond have a diameter of about 14" to 20 μm. They do not have a completely round cross-section, as can be easily seen from the representation of the microscope images in FIGS. 5 and 6. In the manufacture of the spunbonded nonwoven, these threads are spun as continuous threads and laid down randomly on a running belt, but the greater part of the length of the threads lies in planes which run essentially parallel to the running direction of the belt outer layers 21 and 23 contain short fibers, some of which perpendicular to the major surfaces 24 and 25 of the mask are aligned _e the threads in which the filter medium forming spunbonded nonwoven 22 are oriented so that the greater part of the length of thread is located in planes parallel to the larger areas of the mask or perpendicular to the flow direction of the Lufi runny through the mask These filaments are indicated in Figure 4 at _e. 26 and 27 The spunbond is used in the face mask so that the air flows through the mask in a direction perpendicular to the parallel planes in which the fibers are arranged. This results in maximum utilization of the threads in the spunbonded nonwoven in terms of the formation of fiber-free openings in the nonwoven, and these openings are so small that the passage of bacteria through the nonwoven is prevented

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Um die für eine Gesichtsmaske für Chirurgen erwünschte Anpassungsfähigkeit in hohem Maße aufrecht zu erhalten, wird erfindungsgemäß ein Spinnvlies von verhältnismäßig geringer Zugfestigkeit verwendete Zugfestigkeiten von weniger als 0,07 kg/cm sind für das als Filtermittel dienende Spinnvlies geeignet« Diese verhältnismäßig niedrigen Zugfestigkeiten gelten für Spinnvliese, die kein Bindemittel und verhältnismäßig wenig seihst abgebundene Flächen enthaltene Durch Zusatz eines Bindemittels wird die Zugfestigkeit des als Filtermedium dienenden Spinnvlieses erhöht und die Anpassungsfähigkeit der Maske verschlechtert, ohne daß jedoch zusätzlich ein hesonderer Vorteil in Bezug auf IPilterwirkung erzielt wird.In order to maintain the high degree of conformability desired for a surgeon face mask, According to the invention, a spunbonded nonwoven fabric of relatively low tensile strength is used, tensile strengths of less than 0.07 kg / cm are suitable for the spunbonded nonwoven used as a filter medium. These are relatively low Tensile strengths apply to spunbonded nonwovens that have no binder and relatively little that is set Areas contained By adding a binding agent, the tensile strength of the spunbonded nonwoven used as the filter medium is increased increases and the adaptability of the mask worsens, but without an additional hesonderer Advantage in terms of I filter effect is achieved.

Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, als Filtermittel ein Spinnvlies zu verwenden, das keine wesentlichen Mengen eines zugesetzten Bindemittels enthalte Die Zahl der selbstverklebten Bereiche sollte nur so groß sein, wie sie erforderlich ist, um das als Filtermedium dienende Spinnvlies durch die restlichen Verarbeitungsapparaturen zu führen. Zusätzliche Verklebungsstellen "bringen keinen besonderen Vorteil in Bezug auf Bakterienfilterwirkung und können die Geschmeidigkeit und Anpassungsfähigkeit des Spinnvlieses und damit der Gesichtsmaske verschlechterηοIt has been shown that it is expedient to use a spunbonded nonwoven as the filter medium, which is not essential The number of self-glued areas should only be so large be as it is required to serve as the filter medium spunbond through the rest of the processing equipment respectively. Additional points of adhesion "do not bring any particular advantage with regard to the bacterial filter effect and can improve the suppleness and adaptability of the spunbond and thus the face mask worsenηο

example 1

Tabelle I zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs der durchschnittlichen Filterwirkung und des durchschnittlichen Luftwiderstandes von sechs chirurgischen Gesichtsmasken, die ein erfindungsgemäßes Spinnvlies aus Polyethylenterephthalat als Filtermittel enthalten (als ^WA" bezeichnet), gegenüber sechs Gesichtsmasken, die ein bekanntes Filtermittel aus Glasfasern enthalten (als "B" bezeichnet)« Table I shows the results of a comparison of the average filtering effect and the average air resistance of six surgical face masks containing a spunbonded nonwoven fabric of polyethylene terephthalate according to the invention as the filter medium (referred to as ^W A ") versus six face masks containing a known filter medium made of glass fibers (as" B "denotes)«

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Table I.

A BAWAY

Bakterienfilterwirkung 92$ 92$Bacteria filter effect $ 92 $ 92

Luftwiderstand 0,51 mm 5,6 mmAir resistance 0.51mm 5.6mm

Die Bakterienfilterwirkung wurde wie folgt bestimmt: Bakterien der Gattung Staphylococcus aureus wurden als Sprühnebel durch eine Öffnung in einer geschlossenen Leitung eingeführte Die durch die Öffnung gehenden Bakterien wurden auf einem "Millipore"-Filter aufgefangen und auf Agarplatten geimpft« Nach 24 Stunden wurden die Bakterienkolonien gezählte Der gleiche Versuch wurde mit einer Gesichtsmaske wiederholt, die die Öffnung der Leitung bedeckte. Die Wirksamkeit der Gesichtsmaske wird durch Vergleich der Zahl der Kolonien auf den Platten mit und ohne Gesichtsmaske in der Öffnung ermittelteThe bacterial filter effect was determined as follows: Bacteria of the genus Staphylococcus aureus were identified as Spray introduced through an opening in a closed conduit. The bacteria passing through the opening were collected on a "Millipore" filter and inoculated on agar plates «After 24 hours the bacterial colonies became The same experiment was repeated with a face mask covering the opening of the pipe covered. The effectiveness of the face mask is measured by comparing the number of colonies on the plates with and detected without a face mask in the opening

Der Luftwiderstand, der in den Tabellen I und II als Druckdifferenz in mm WS angegeben ist, wurde wie folgt bestimmt: Luft wurde in einer bestimmten Menge (85 l/Min,The air resistance, which is shown in Tables I and II as Pressure difference is given in mm WS, was determined as follows: Air was in a certain amount (85 l / min,

in Tabelle I) durch 114,8 cm einer Gesichtsmaske der angegebenen Konstruktion geleitete Der Druckabfall zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite der Maske ist ein Maß des Luftwiderstandes der Maske» Tabelle II zeigt die Luftwiderstandswerte bei verschiedenen Durchflußmengen der Luft für Masken der vorstehend beschriebenen Konstruktion A und B und für die beiden Außenlagen der Masken, die bei den Masken A und B gleich waren_e The pressure drop between the entry and exit sides of the mask is a measure of the air resistance of the mask and B and for the two outer layers of the masks, which were the same for masks A and B _e

0,
0,
0,0,
0,
0, TabelleTabel mm
mm
mmmm
mm
mm IIII BB. mm
mm
mmmm
mm
mm AußenlagenOuter layers 2 mm
15 mm
09 inm2 mm
15 mm
09 inm Durchflußmenge der
LuftFlow rate of the
air AA. 2
3
72
3
7th 0,
0,
0,0,
0,
0, 85 l/Min.
50 l/Min,
30 l/Min.85 l / min.
50 l / min,
30 l / min. 46
29
1946
29
19th 5,
1,5,
1,

509825/058509825/058

Die Werte in Tabelle I und II lassen deutlich den niedrigen Luftwiderstand der Gesichtsmasken gemäß der Erfindung erkennen» Der Luftwiderstand bei der Maske gemäß der Erfindung ist um einen Faktor von etwa 10 geringer als bei der bekannten Maske,The values in Tables I and II clearly show the low air resistance of the face masks according to the invention recognize »The air resistance in the mask according to the invention is lower by a factor of about 10 than with the well-known mask,

Wenn das als Filtermittel dienende Spinnvlies hergestellt wird, indem die polymeren Fäden auf ein sich bewegendes Förderband gesponnen werden und die Bahn anschließend einem leichten Druck ausgesetzt wird, um die Fäden miteinander zu verbinden, werden die Fäden in Ebenen parallel zur Oberfläche des Förderbandes gehalten, auf dem das Vlies gebildet wird. In Fig»5 und Fig.6 sind Mikroskopaufnahmen des in der Gesichstmaske verwendeten Spinnvlieses dargestellte Diese Darstellungen zeigen deutlich, daß die Mehrzahl der Fasern oder im wesentlichen alle Fasern in Ebenen parallel zur Oberfläche des Zeichnungblattes liegen« Wie bereits erwähnt, wird durch diese parallele Anordnung der Fasern, deren Durchmesser 14 bis 20 u beträgt, ein Filtermittel erhalten, das eine große Zahl offener Bereiche aufweist, wobei jedoch die Größe jedes einzelnen offenen Bereichs verhältnismäßig gering isto Auf diese Weise wird eine verhältnismäßig große Gesamtquerschnittsfläche in der Maske für den Luftdurchgang ausgebildet, aber jede Einzelöffnung ist so klein, daß der Durchgang von Bakterien verhindert wird. Das Filtervlies wird in verhältnismäßig dünnen Bahnen einer Dicke von etwa 0,25 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,36 bis 0,46 mm, gebildet, In-vitro-Tests haben ergeben, daß diese Dicke genügt, um den Durchgang von mehr als 90$ der Bakterien zu verhindern, die durch die Maske hindurchtreten könnten. Das Zwischenraum- oder Porenvolumen, d_eh₀ das Gesamtvolumen, das keine Fäden enthält, ist größer als 85^. Das große Porenvolumen und der geringe Luftwiderstand lassen erkennen, daß die meisten Fasern in Ebenen parallel zu den Hauptflächen des Filtermittels liegen,When the spunbonded web serving as the filter medium is made by spinning the polymeric filaments onto a moving conveyor belt and then applying light pressure to the web to bind the filaments together, the filaments are held in planes parallel to the surface of the conveyor belt which the fleece is formed. In Fig. 5 and Fig. 6 microscopic photographs of the spunbonded nonwoven used in the face mask are shown. These representations clearly show that the majority of the fibers or essentially all fibers lie in planes parallel to the surface of the drawing sheet of the fibers, the diameter of which is 14 to 20 µm, a filter medium is obtained which has a large number of open areas, but the size of each individual open area is relatively small. In this way, a relatively large total cross-sectional area is formed in the mask for the passage of air but each individual opening is so small that the passage of bacteria is prevented. The filter fleece is formed in relatively thin webs with a thickness of about 0.25 to 0.5 mm, preferably 0.36 to 0.46 mm, in-vitro tests have shown that this thickness is sufficient to allow the passage of more than 90 $ of the bacteria that could pass through the mask. The interstitial or pore volume, the total volume d _e h _0, which does not contain filaments, is greater than 85 ^. The large pore volume and the low air resistance show that most of the fibers lie in planes parallel to the main surfaces of the filter medium,

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und daß nur ein verhältnismäßig geringer Prozentsatz von Fäden vorhanden ist, die sich von einer Hauptfläche des Filtermittels zur anderen erstrecken. Fig.5 und Fig„6, die eine verhältnismäßig kleine Zahl von Fadenenden zeigen, /bestätigen diese Schlußfolgerung.and that there is only a relatively small percentage of threads extending from a major surface of the Extend filter means to the other. Fig.5 and Fig "6, which show a relatively small number of thread ends / confirm this conclusion.

5/05895/0589

Claims

1) / Face mask for surgeons, marked by a Main part (10) designed to cover the nose and mouth, with means of attachment the main part is provided over the nose and mouth and contains a filter medium (22) in the form of a fiber fleece, which consists of thermoplastic filaments, which have a diameter of 14 to 20u and im ■ essentially all lie generally in planes perpendicular to the direction of flow of the air through the mask, wherein the filter fleece has a weight of 47.6 to 54.4 g / m, has a thickness of 0.254 to 0.51 mm and a pore or space volume of about $ 85 and is substantially contains no binding agent «,

2) face mask according to claim 1, characterized in that the main part (10) is also a light porous one Has nonwoven fabric (21,23) which encloses the filter medium (22) on its two main sides

3) face mask according to claim 1 and 2, characterized in that the fiber fleece (21,23) »the filter medium (22) Includes a weight from 15.5 to

31 g / m ² .

4) face mask according to claim 1 to 3, characterized in that the fiber fleece (21,23), which includes the filter medium, is bound with a thermoplastic binder _o

5) face mask according to claim 1 to 4, characterized in that the fiber fleece (21,23) which is the filter medium (22) includes, and the filter medium (22) punctiform at separate points (14) in both Directions are distributed over the surface of the mask, are interconnected «

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6) face mask according to claim 1 "to 5, characterized in that the connection points (14) make up less than 1 $ of the total filter area of the mask _o

7) face mask according to claim 1 to 6, characterized in, that the filter medium (22) made of polyethylene terephthalate threads consists"

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