DE69413427T2

DE69413427T2 - Geformte Kopfbänderung

Info

Publication number: DE69413427T2
Application number: DE69413427T
Authority: DE
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: US5394568A; EP0608684A1; EP0608684B1; US5481763A; JPH06285179A; DE69413427D1; CA2113034A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopfbänderung bzw. Kopfgurtanordnung bzw. ein Kopfgeschirr zum Befestigen einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers, eine Atemschutzmaskenanordnung mit einer solchen Kopfbänderung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kopfbänderung.
Herkömmlich wurden verschiedene Konstruktionen von Kopfbänderungen verwendet, um eine Atemschutzmaske am dem Kopf eines Trägers zu halten. Eine herkömmliche Atemschutzmaskenkonstruktion weist ein starres Gesichtsteil und eine durch das Gesichtsteil gehaltene flexible Gesichtsdichtung auf. Ein starres Gesichtsteil kann eine starre Linse, eine starre Schale oder beides aufweisen. Auf diesem Fachgebiet ist es wünschenswert, eine Kopfbänderung bereitzustellen, die über den Kopf eines Trägers angeordnet werden kann, ohne daß sie sich mit dem Haar des Trägers verwickelt oder verheddert. Es ist außerdem wünschenswert, eine Gesichtsmaske bereitzustellen, die ohne übermäßig unbequemes Gefühl getragen werden kann.
Eine herkömmlich verwendete Kopfbänderung für Atemschutzmasken ist ein mehrlagiges Polster oder Kissen aus Textilmaterial, das am Hinterkopf eines Trägers anliegt und mehrere einstellbare Elastomer- oder elastische Riemen aufweist, sich vom Polster zum Umfang der Atemschutzmaske erstrecken. Eine solche Kopfbänderung kann typischerweise zwei ähnlich geformte Textillagen aufweisen, die um ihre Umfänge zusammengenäht sind, um ein Polster zu bilden, und Befestigungsriemen mit zwischen den beiden Textillagen angeordneten und in Position vernähten ersten Enden, wobei die Riemen sich vom Polster nach außen erstrecken, um eine Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers zu befestigen. Obwohl diese Konstruktion einer Kopfbänderung nicht komplex ist, müssen dabei die Befestigungsriemen mit dem Polster vernäht werden. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten wäre es wünschenswert, das Erfordernis zum Vernähen der Befestigungsriemen mit dem Polster zu eliminieren.
In der FR-A-825960 wird eine Kopfbänderung mit den in dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 dargestellten Merkmalen beschrieben, wobei die Kopfbänderung einen Mittelabschnit aufweist und ein Teil des Mittelabschnitts mit Gummi imprägniert und mit Gummi ummantelt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopfbänderung, die leicht herstellbar und bequem tragbar ist, eine Atemschutzmaske mit einer solchen Kopfbänderung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kopfbänderung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kopfbänderung, eine Atemschutzmaske und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kopfbänderung gemäß den Merkmalen der entsprechenden Patentansprüche gelöst.
Durch die Erfindung wird eine zum Befestigen einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers geeignete geformte Kopfbänderung bereitgestellt.
Die erfindungsgemäße geformte Kopfbänderung kann wesentlich kostengünstiger hergestellt werden als herkömmliche Kopfbänderungen für Atemschutzmasken, wobei der Träger während der Verwendung ein mindestens vergleichbares bequemes Gefühl empfindet, und wobei die Kopfbänderung außergewöhnlich stabil ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Kopfbänderung ist eine geformte Kopfbänderung mit mehreren elastischen Befestigungsriemen und einem Gewebe mit einem luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einem Umfangsabschnitt, der sich mindestens teilweise und vorzugsweise im wesentlichen vollständig um den Mittelabschnitt erstreckt. Der Ausdruck "Umfangsabschnitt" soll einen beliebigen Abschnitt des Gewebes bezeichnen, der während des zum Herstellen der Kopfbänderung verwendeten Formungsprozesses mit dem geschmolzenen Harz oder Kunststoff in Kontakt kommt. Jeder der elastischen Befestigungsriemen weist ein erstes und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende einstückig mit dem Umfangsabschnitt des Gewebes verbunden ist und das zweite Ende zum Befestigen einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers verwendet werden kann.
Die Kopfbänderung weist außerdem einen aus einem elastischen Harz gebildeten elastischen Flansch auf, wobei ein Umfangsabschnitt des Gewebes in das elastische Harz eingebettet ist, um den elastischen Flansch einstückig mit dem Gewebe zu verbinden. Wenn die Kopfbänderung einen solchen elastischen Flansch aufweist, sind die ersten Enden der elastischen Befestigungsriemen durch einstückiges Verbinden der ersten Enden der elastischen Riemen mit dem elastischen Flansch einstückig mit dem Umfangsabschnitt verbunden.
Das Gewebe weist typischerweise ein gewebtes, gewirktes oder gestricktes oder ein nichtgewebtes oder Vliesmaterial auf, und dieses Material ist im elastischen Harz des elastischen Flansches eingekapselt oder eingebettet, um eine starke einstückige mechanische Verbindung zu erhalten. Das bevorzugte elastische Harz ist ein Styrol-Butadien-Styrol- Blockcopolymer.
Durch die Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kopfbänderung bereitgestellt. Dieses Verfahren weist zusammengefaßt die Schritte auf:
a) Einsetzen eines formbaren Gewebes in eine Form, wobei die Form geeignet ist, das Gewebe als Einsatz aufzuneh men, und einen Formenhohlraum aufweist, durch den ermöglicht wird, daß mehrere elastische Befestigungsriemen einstückig mit dem Gewebe gegossen oder geformt werden;
b) Positionieren und Sichern des Gewebes in der Form;
c) Zusammenklemmen der Blöcke der Form mit einem geeigneten Klemmdruck, um das Gewebe dadurch festzuklemmen;
d) Inkontaktbringen des Gewebes mit einem geschmolzenen elastischen Harz in einer Menge, die ausreichend ist, um das Gewebe im geschmolzenen Harz einzubetten und mehrere mit dem Gewebe einstückige elastische Befestigungsriemen zu bilden;
e) Aufrechterhalten eines geeigneten Drucks und einer geeigneten Temperatur in der Form für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, um das Harz auszuhärten und dadurch die Kopfbänderung zu bilden;
f) Freigeben des Klemmdrucks der Formblöcke; und
g) Entfernen der Kopfbänderung aus der Form.
Das Gewebe weist einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt erstreckenden Umfangsabschnitt auf, wobei der Mittelabschnitt des Gewebes zwischen den Blöcken der Form festgeklemmt wird, so daß der Umfangsabschnitt des Gewebes sich während des Formungsprozesses in den Formenhohlraum erstrekken kann und der Umfangsabschnitt des Gewebes im geschmolzenen Harz eingebettet wird und die Riemen mit dem Umfangsabschnitt des Gewebes einstückig sind.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Atemschutzmaskenanordnung mit:
a) einem Gesichtsteil mit mindestens einer Inhalationsöffnung, einem Inhalationsventil und einem Inhalationsfilter zum Entfernen von Verunreinigungen oder Schadstoffen aus inhalierten Gasen und Dämpfen und mit mindestens einer Exhalationsöffnung und einem Exhalationsventil zum Ausstoßen exhalierter Gase vom Gesichtsteil;
b) einer durch das Gesichtsteil gehaltenen Gesichtsdichtung;
c) einer Kopfbänderung mit einem Gewebe und mehreren elastischen Befestigungsriemen mit ersten und zweiten Enden, wobei die ersten Enden mit dem Umfangsabschnitt des Gewebes einstückig verbunden sind, und wobei mindestens eines der zweiten Enden am Gesichtsteil befestigt ist, wobei
d) das Gewebe einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt erstreckenden Umfangsabschnitt aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnung ausführlicher beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine bildliche Darstellung einer herkömmlichen Kopfbänderung, wenn dieses getragen wird;
Fig. 2 eine bildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Kopfbänderung, wenn die Kopfbänderung getragen wird; und
Fig. 3 eine schematische Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Kopfbänderung entlang der Linie 3-3 von Fig. 2.
Die Fig. 1-3, in denen idealisierte Ansichten dargestellt sind, sind nicht maßstabsgerecht. Fig. 2 und 3 dienen lediglich zur Darstellung, und durch diese Figuren soll die Erfindung nicht eingeschränkt werden.
Fig. 1, zeigt eine an einer herkömmlichen Kopfbänderung 12 befestigte Atemschutzmaske 10. Obwohl die dargestellte Atemschutzmaske 10 eine Vollgesichtsmaske ist, könnte die Atemschutzmaske 10 eine beliebige herkömmliche Struktur aufweisen, d. h. die Atemschutzmaske 10 könnte eine Voll- oder Halbmaske sein. Die Atemschutzmaske 10 weist ein Gesichtsteil 11 und eine durch das Gesichtsteil 11 gehaltene flexible Gesichtsdichtung 13 auf. Das typischerweise starre Gesichtsteil 11 weist eine Sichtlinse 19 und eine Schale 21 auf. Außerdem weist die Atemschutzmaske 10 mindestens eine Inhalationsöffnung (nicht dargestellt), ein Inhalationsventil (nicht dargestellt) und einen Filterhalter 15 auf, der in die Inhalationsöffnung eingepaßt ist, um einen Filter (nicht dargestellt) zum Entfernen von Verunreinigungen oder Schadstoffen aus inhalierten Gasen und Dämpfen zu halten. Außerdem sind eine Exhalationsöffnung (nicht dargestellt) und ein Exhalationsventil (nicht dargestellt) vorgesehen, um exhalierte Gase aus dem Gesichtsteil auszustoßen.
Die herkömmliche Kopfbänderung 12 weist ein im wesentlichen achteckiges Polster 14 und sechs sich um Umfang des Polsters erstreckende elastische Riemen 16 auf. Die Riemen 16 sind an jeweiligen Verankerungs- oder Befestigungspunkten 17, die um den Umfang der Maske verteilt sind, an der Atemschutzmaske 10 befestigt. An den Befestigungspunkten können die elastischen Riemen 16 durch Schnallen 18 geführt werden, und ihre Enden können zurückgebogen oder -gefaltet und durch zweite Schnallen 20 auf den elastischen Riemen geführt werden.
Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kopfbänderung 30. Die Kopfbänderung 30 kann an einer Halbgesichtsmaske oder an einer Vollgesichtsmaske, wie beispielsweise an der Atemschutzmaske 10, befestigt werden. Gemäß Fig. 2 weist die Kopfbänderung 30 ein formbares Gewebe 32 mit einem Mittelabschnitt 38 und einem sich- mindestens teilweise und vorzugsweise im wesentlichen vollständig um den Mittelabschnitt 38 erstreckenden Umfangsabschnitt 40 auf (vergl. Fig. 3). Der Ausdruck "Umfangsabschnitt 40" soll einen beliebigen Abschnitt des Gewebes 32 bezeichnen, der während des nachstehend beschriebenen Formungsprozesses zum Herstellen der Kopfbänderung 30 mit geschmolzenem Harz in Kontakt kommt.
Die Kopfbänderung 30 weist ferner einen elastischen Flansch 34 mit einem elastischen Harz auf, in das der Um fangsabschnitt 40 des Gewebes 32 eingebettet ist bzw. durch das der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 eingekapselt oder eingebettet wird. Daher ist der elastische Flansch 34 mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 einstückig verbunden, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird. Die Kopfbänderung 30 weist außerdem mehrere (vorzugsweise 4, 5 oder 6) elastische Befestigungsriemen 36 auf, die ein elastisches Harz und erste Enden 42 und zweite Enden 44 aufweisen, wobei die zweiten Enden 44 sich vom elastischen Flansch 34 weg erstrecken, um eine Atemschutzmaske, wie beispielsweise die Atemschutzmaske 10, an der Kopfbänderung 30 zu befestigen, so daß die Atemschutzmaske am Kopf eines Trägers befestigt und daran gehalten werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kopfbänderungen sind die elastischen Befestigungsriemen 36 der Kopfbänderung 30 mit dem Rest der Kopfbänderung einstückig verbunden und nicht daran angenäht. D. h., die ersten Enden 42 sind durch einstückiges Verbinden der ersten Enden 42 mit dem elastischen Flansch mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 einstückig verbunden, weil der elastische Flansch 34 mit dem Umfangsabschnitt 4Q des Gewebes 32 einstückig verbunden ist. Diese einstückige Struktur ist außergewöhnlich stabil und haltbar und ermöglicht, daß die Kopfbänderung 30 kostengünstiger hergestellt werden kann als herkömmliche Kopfbänderungen.
Das Gewebe 32 ist, wie vorstehend erwähnt, formbar. D. h., weil das Gewebe 32 als Einsatz in einem Gieß- oder Formungsprozeß verwendet wird, ist es wichtig, daß das Gewebe ein Material aufweist, dessen Qualität durch den Gieß- oder Formungsprozeß nicht übermäßig beeinträchtigt wird. Das Gewebe 32 darf im allgemeinen nicht schmelzen oder permanent verformt werden, wenn es dem Druck und der Temperatur des Gieß- oder Formungsprozesses ausgesetzt wird. Außerdem muß der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 ein Material aufwei sen, das ein Netzwerk aus Zwischenräumen aufweist, die in das geschmolzene Harz eingebettet oder durch das Harz eingekapselt werden können, so daß zwischen dem geschmolzenen Harz und dem Gewebe eine mechanische Bindung gebildet werden kann.
Der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 ist vorzugsweise chemisch mit dem Harz kompatibel oder verträglich, so daß der Umfangsabschnitt 40 und das Harz einfacher einstückig miteinander verbunden werden können. Weil der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 ein Material mit einem Netzwerk aus Zwischenräumen aufweist, verbindet sich das geschmolzene Harz mit dem Gewebe 32, indem es in die Zwischenräume eindringt, d. h., das Material des Umfangsabschnitts 40 wird in das geschmolzene Harz eingebettet oder durch das Harz eingekapselt.
Das Gewebe 32 weist vorzugsweise ein gewebtes, gewirktes oder gestricktes oder ein nichtgewebtes oder Vlies- Textilmaschenmaterial aus synthetischem oder natürlichem Material auf. Am meisten bevorzugt ist Polypropylen- oder Polyester-Textilmaschenmaterial. Außerdem kann das Gewebe 32 dehnbares oder Stretchmaterial oder nichtdehnbares Material aufweisen. Gegebenenfalls kann das Gewebe 32 ein Polymerharz, z. B. ein thermoplastisches oder in Wärme aushärtendes Harzmaschenmaterial aufweisen. Das Gewebe 32 weist vorzugsweise ein Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten auf, durch das ermöglicht wird, daß die Kopfbänderung über den Kopf eines Trägers gleiten und dort angeordnet werden kann, ohne daß es sich mit dem Haar des Trägers verheddert. Typischerweise kann, wenn das Gewebe 32 ein leichtgewichtiges Textilmaschenmaterial aufweist, z. B. ein Polypropylen- oder Polyester-Textilmaschenmaterial, die Kopfbänderung 30 über den Kopf des Trägers gleiten und darauf angeordnet werden, ohne daß sich das Gewebe 32 mit dem Haar des Trägers verhed dert. Ein solches Gewebe wäre typischerweise bequemer tragbar als ein Gewebe, das ein festes oder kompaktes Material aufweist, weil durch das Textilmaschenmaterial ermöglicht wird, daß während der Verwendung Wärme und Schweiß vom Kopf des Trägers "abgeleitet" werden.
Gemäß Fig. 3 ist der Mittelabschnitt 38 des Gewebes 32 nicht in das elastische Harzmaterial des elastischen Flanschs 34 eingebettet, während der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 in dieses Harz eingebettet ist. Daher weist der elastische Flansch 34 ein elastisches Harz auf, in das der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 eingebettet ist, wodurch der elastische Flansch 34 einstückig mit dem Gewebe 32 verbunden ist. Der elastische Flansch 34 muß keinen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wie dargestellt, sondern kann verschiedene andere Querschnittsformen aufweisen.
Obwohl der Umfangsabschnitt 40 in der Darstellung im wesentlichen in der Mitte des elastischen Flanschs 34 angeordnet ist, muß der Umfangsabschnitt 40 allgemein nicht in der Mitte des elastischen Flanschs 34 angeordnet sein, sondern muß lediglich an einer beliebigen Position in den elastischen Flansch 34 eingebettet sein. Andererseits wird angenommen, daß eine feste Bindung zwischen dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 und dem Harzmaterial des elastischen Flanschs 34 gewährleistet werden kann, wenn der Umfangsabschnitt 40 im wesentlichen in der Mitte des elastischen Flanschs 34 angeordnet ist. Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, gemäß dem diese zentrische Anordnung erhalten werden kann.
Der hierin verwendete Ausdruck "elastische Befestigungsriemen 36" soll kurze elastische Bänder einschließen, die nicht notwendigerweise lang genug sind, um sie zum Anpassen einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers zu verwenden. Beispielsweise ist vorstellbar, daß die elasti schen Befestigungsriemen 36 relativ kleine elastische Bänder mit daran durch mechanische Befestigungselemente oder durch Klebstoffe befestigten Riemenverlängerungen aufweisen. Solche Bandverlängerungen könnten sich geeignet vom Gewebe 32 weg zu einer Verbindungsstelle an der Atemschutzmaske erstrecken. Außerdem ist vorstellbar, daß solche Riemenverlängerungen ein Textilmaterial aufweisen, das als Einsatzstück eingegossen werden kann, um eine einstückige Verbindung zwischen den Riemenverlängerungs- und den Bandabschnitten zu erhalten.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung könnte der elastische Flansch 34 eliminiert sein, und die ersten Enden 42 der elastischen Riemen 36 könnten auf die gleiche Weise, auf die der elastische Flansch 34 bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform mit dem Umfangsabschnitt 40 verbunden wird, direkt einstückig mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 verbunden werden.
Außerdem kann, obwohl das Gewebe in der Darstellung von Fig. 2 eine Diamantform aufweist, das Gewebe auch andere Formen aufweisen. Beispielsweise kann das Gewebe 32 alternativ eine kreisförmige, ellipsenförmige, rechteckige oder ovale Struktur aufweisen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eine Kopfbänderung. Erfindungsgemäße Kopfbänderungen, wie beispielsweise die Kopfbänderung 30, werden vorzugsweise an einer einzelnen Station durch einen Einsatz- Gießvorgang unter Verwendung einer Spritzgießvorrichtung gefertigt, die einen Hohlraumblock und einen Druckblock aufweist. Alternativ ist vorstellbar, daß zum Herstellen erfindungsgemäßer Kopfbänderungen ein Formpreßverfahren, ein Spritzpreßverfahren oder ein Preß- oder Druckkolbenformverfahren verwendet wird. Vorzugsweise ist das Gewebe 32 ein formbares Textilmaschenmaterial und weist einen höheren Schmelzpunkt auf als das in die Form einzufüllende Harz. Ein von Apex Mill, Raritan, New Jersey hergestelltes und unter der Handelsbezeichnung PB-81 verkauftes formbares Polyester- Textilmaschenmaterial ist gegenwärtig zur Verwendung als Gewebe 32 bevorzugt.
Der erste Schritt des Formungsprozesses weist auf: Einsetzen des Gewebes 32 in eine Form, die geeignet ist, das Gewebe als Einsatz aufzunehmen und einen Hohlraumblock mit einer Form aufweist, gemäß der mehrere elastische Befestigungsriemen 36 einstückig mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 geformt werden können. Der Hohlraumblock und der Druckblock können auch zusammenwirken, um einen Hohlraum zum Formen des elastischen Flanschs 34 zu definieren.
In einem zweiten Schritt wird das Gewebe 32 in der Form so angeordnet und gesichert, daß der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 sich während des Formungsprozesses in den Formenhohlraum erstrecken kann. Gegebenenfalls können in einem Formenblock Stifte oder Bolzen in Kombination mit geeignet dimensionierten Öffnungen 50 (vergl. Fig. 2) im Mittelabschnitt 38 des Gewebes 32 und Öffnungen im gegenüberliegenden Formblock verwendet werden, die geeignet sind, die Stifte aufzunehmen, um eine geeignete Positionierung und Sicherung des Gewebes 32 in der Form zu gewährleisten. Beispielsweise kann das Gewebe 32 während des ersten und des zweiten Verfahrensschritts in der Form so angeordnet und gesichert sein, daß die Öffnungen 50 des Gewebes 32 die Stifte satt anliegend aufnehmen.
Nachdem das Gewebe 32 in die Form eingesetzt und darin positioniert wurde, wird der Druckblock gegen den Hohlraumblock geklemmt und ein geeigneter Klemmdruck ausgeübt. Nach Abschluß dieses Schritts ist der Mittelabschnitt 38 des Gewebes 32 zwischen den Oberflächen des Hohlraumblocks und des Druckblocks fest eingeklemmt, und der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 erstreckt sich in den Hohlraum der zum Formen des elastischen Flanschs 34 verwendeten Form. Weil der Mittelabschnitt 38 des Gewebes 32 zwischen den Oberflächen des Hohlraumblocks und des Druckblocks fest eingeklemmt ist, kommt während des Gießprozesses in die Form eingefülltes Harz im wesentlichen nicht mit dem Mittelabschnitt 38 des Gewebes 32 in Kontakt.
Außerdem kann gegebenenfalls eine Ausnehmung bzw. Vertiefung ein einer Oberfläche des Druckblocks oder des Hohlraumblocks ausgebildet sein, um einen Klebstoff, z. B. ein doppelseitiges druckempfindliches Klebstoffband oder ein Selbstklebeband aufzunehmen. Das Klebstoffband sollte so angeordnet sein, daß es sich über einen kleinen Abstand von der Oberfläche des Druckblocks oder des Hohlraumblocks weg erstreckt, so daß es zum Positionieren und Sichern des Gewebes 32 in der Form verwendet werden kann. Weil das Klebstoffband bezüglich der Oberfläche des Druckblocks bzw. des Hohlraumblocks vertieft angeordnet ist, wird eine unerwünschte Übertragung von Klebstoff vom Klebstoffband auf das Material des Gewebes 32 verhindert, weil der Klebstoff keinen hohen Drücken ausgesetzt ist.
Der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 kommt dann mit dem geschmolzenen elastischen Harz in Kontakt, dessen Menge ausreichend ist, um den Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 einzubetten und die mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 einstückigen elastischen Riemen 36 zu bilden. Vorzugsweise wird das Harz in einem Spritzgießverfahren in den Hohlraumblock eingespritzt. Es ist jedoch vorstellbar, daß ein anderes Formungsverfahren verwendet werden kann, z. B. ein Formpreßverfahren, bei dem das elastische Harz in einer erwärmten Form angeordnet würde, bevor die Blöcke der Form festgeklemmt werden, wobei das Harz erweicht und durch das Zusammenklemmen der Formblöcke geformt würde.
Unabhängig davon, welches Formungsverfahren verwendet wird, fließt das Harz in die Zwischenräume zwischen den nicht verdichteten oder zusammengedrückten Fasern des Umfangsabschnitts 40 des Gewebes im wesentlichen außerhalb des Bereichs, wo die Fasern des Mittelabschnitts 38 des Gewebes durch die Oberflächen des Druckblocks und des Hohlraumblocks zusammengedrückt werden. Das Harz verfestigt sich um die nicht zusammengedrückten Fasern und verbindet sich dadurch mit dem Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32.
Der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 kann, unmittelbar bevor der Umfangsabschnitt 40 mit dem Harz in Kontakt kommt, durch Stifte oder Bolzen (die von den vorstehend beschriebenen Stiften oder Bolzen verschieden sind) im Druckblock und im Hohlraumblock in der Mitte des elastischen Flanschs 34 im wesentlichen zentriert werden. Die Stifte des Druckblocks und des Hohlraumblocks sollten paarweise wirken, wobei jeder Stift eines Paars bezüglich des anderen Stifts- des Paars im gegenüberliegenden Block unmittelbar gegenüberliegend angeordnet ist. Nachdem die Formblöcke zusammengeklemmt wurden, erstreckt sich jeder Stift in den zum Formen des elastischen Flanschs 34 verwendeten Hohlraumblock. Jeder Stift sollte mit seinem gegenüberliegenden Stift im gegenüberliegenden Druckblock oder Hohlraumblock ausgerichtet sein. Jedes Stiftpaar sollte so ausgerichtet sein, daß der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 durch die Stifte sicher dazwischen festgeklemmt wird, wenn die Formblöcke geklemmt sind, wodurch gewährleistet wird, daß der Umfangsabschnitt 40 des Gewebes 32 im wesentlichen in einem Mittelabschnitt des elastischen Flanschs 34 eingebettet wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Es wird vermutet, daß optimale Ergebnisse erzielt werden können, wenn mehrere Stiftpaare an geeignet beabstandeten Intervallen entlang des zum Formen des elastischen Flanschs 34 verwendeten Formenhohlraums angeordnet sind. Wenn diese Stifte verwendet werden, werden dadurch während des Formungsprozesses Öffnungen 52 im elastischen Flansch 54 gebildet, wie in Fig. 2 dargestellt.
Daraufhin werden in der Form ein geeigneter Druck und eine geeignete Temperatur für eine Zeitdauer aufrechterhalten, die ausreichend ist, um das Harz auszuhärten und dadurch die Kopfbänderung 30 zu bilden. In den letzten beiden Schritte des Verfahrens werden der Klemmdruck der Formblöcke freigegeben und die geformte Kopfbänderung aus der Form entnommen. Wie vorstehend beschrieben und in Fig. 3 dargestellt, werden die Fasern des Umfangsabschnitts 40 des Gewebes 32 im Harz eingekapselt oder eingebettet. D. h., die Form weist Hohlräume auf, die ermöglichen, daß die Befestigungsriemen 36 mit dem Gewebe 32 einstückig geformt werden, so daß die Kopfbänderung 30 als einstückiger Artikel hergestellt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kopfbänderungen sind die Befestigungsriemen 36 der Kopfbänderung 30 nicht am Gewebe 32 angenäht. Es wird vermutet, daß die Kopfbänderung 30, weil sie eine einstückige Einheit bildet, haltbarer ist als herkömmliche Kopfbänderungen. Außerdem wird vermutet, daß die Kopfbänderung 30 kostengünstiger hergestellt werden kann als herkömmliche Kopfbänderungen, weil keine Arbeitsschritte zum Vernähen erforderlich sind, und weil die in der Kopfbänderung 30 verwendeten Materialien relativ kostengünstig sind.
Das in die Form eingefüllte Harz kann ein beliebiges elastisches Harz sein, entweder ein thermoplastisches oder ein in Wärme aushärtendes Harz, es ist jedoch vorzugsweise Naturkautschuk oder ein synthetisches thermoplastisches Elastomer und am vorteilhaftesten ein synthetisches thermoplastisches Elastomer. Shell Chemical Company bringt eine Serie geeigneter themoplastischer Elastomer-Blockcopolymere auf den Markt, die als thermoplastische Elastomer-Blockcopoly mere KratonTM Serie D bekannt sind. Das hierin am meisten bevorzugte Harz weist KRATONTM D2103 auf, ein von Shell Chemical Company erhältliches Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer. Alternativ können zum Herstellen des elastischen Flanschs 34 und der elastischen Befestigungsriemen 36 der Kopfbänderung 30, falls erwünscht, andere formbare Harze verwendet werden, z. B. Ethylen-Propylendienterpolymer (EPDM), Neopren und Silikon.

Beispiel

Die Erfindung wird durch das nachstehende erläuternde Beispiel ausführlicher beschrieben, durch das die Erfindung nicht eingeschränkt werden soll.
Eine der in der Zeichnung dargestellten Kopfbänderung 30 ähnliche Kopfbänderung wurde unter Verwendung einer wassergekühlten Spritzgießform zum Aufnehmen des Gewebes 32 als Einsatz hergestellt. Das Gewebe wies ein durch Apex Mills, Raritan, New Jersey hergestelltes und unter der Handelsbezeichnung PB-91 verkauftes spritzgießbares Polyestermaschenmaterial auf. Die Form wies einen Formenhohlraum auf, die eine derartige Form hatte, daß ein elastischer Flansch, z. B. der elastische Flansch 34, und ein elastischer Befestigungsriemen, wie beispielsweise die Befestigungsriemen 36, geformt werden konnten. Die Form war in einer horizontal hin- und herbeweglichen 300-Tonnen- (272000 kg) Schneckenspritzgußmaschine angeordnet.
Das Gewebe wurde in die Form eingesetzt und darin so positioniert und gesichert, daß der Umfangsabschnitt des Gewebes sich während des Formungsprozesses in den Formenhohlraum erstrecken konnte. Die Form wies eine Vertiefung im Hohlraumblock auf, und in der Vertiefung war ein doppelseitiges Klebeband aufgenommen, das zum Positionieren und Sichern des Gewebes in der Form verwendet wurde.
Daraufhin wurden die Blöcke der Form mit einem geeigneten Klemmdruck zusammengeklemmt, um den Mittelabschnitt des Gewebes festzuklemmen. Durch das Schließen der Formblöcke wurde der Umfangsabschnitt des Gewebes auch durch gegenüberliegende Paare von im Druckblock und im Hohlraumblock angeordneten Stiften festgeklemmt, so daß der Umfangsabschnitt des Gewebes zwischen den Bolzen festgeklemmt oder gequetscht wurde.
Daraufhin wurden sechzehn Gramm eines geschmolzenen Gemischs aus KRATONTM D2103, einem Styrol-Butadien-Styrol- Blockcopolymer, erhältlich von Shell Chemical Company, einem kristallinen Mehrzweck-Polystyrol, erhältlich von Amoco Corporation unter der Handelsbezeichnung 61R5C7 und einem grauen Farbstoff in einem Gewichtsprozentverhältnis von 10:5:0,3 in den Formenhohlraum eingespritzt, wobei die eingespritzte Menge ausreichend war, um den Umfangsabschnitt des Gewebes (der sich vollständig um den Mittelabschnitt des Gewebes erstreckte) einzubetten und einen elastischen Befestigungsriemen zu bilden. Es wurden ein geeigneter Druck und eine geeignete Temperatur in der Form für eine Zeitdauer aufrechterhalten, die ausreichend war, um eine Kopfbänderung zu bilden, die der Kopfbänderung 30 ähnlich ist, außer daß die Kopfbänderung nur einen elastischen Befestigungsriemen aufwies. Nachdem der Klemmdruck der Formenblöcke freigegeben wurde, wurde die Form geöffnet und die Kopfbänderung aus der Form entnommen.

Die Formungsbedingungen waren folgende:

Düse 460ºF (238ºC)
Vordere Heizvorrichtung 440ºF (227ºC)
Mittlere Heizvorrichtung 420ºF (216ºC)
Hintere Heizvorrichtung 400ºF (204ºC)
Form 150ºF (66ºC)
Aufbauzeit 2,0 s
Haltezeit 3,0s
Form geschlossen 25 s
Form offen halbautomatischer Zustand
Gesamtzyklus 40 s
Verdichtungsdruck 15000 psi(1034 bar)
Haltedruck 9000 psi (620,5 bar)
Rückdruck 50 psi (3,4 bar)
Schraubendrehzahl 110 Umin&supmin;¹
Einspritzgeschwindigkeit 9,99 in/s (25,4 cm/s)
Die hergestellte Kopfbänderung wies eine starke oder stabile einstückige Verbindung zwischen dem elastischen Befestigungsriemen, dem elastischen Flansch und dem Gewebe auf. Der Umfangsabschnitt des Gewebes war fest bzw. stabil in das elastische Harz des elastischen Flanschs eingebettet.

Claims

1. Kopfbänderung (30) mit einem Gewebe (32) und mehreren elastischen Befestigungsriemen (36) mit ersten und zweiten Enden (42, 44), wobei die ersten Enden (42) mit dem Umfangsabschnitt (40) des Gewebes (32) einstückig verbunden sind und die zweiten Enden (44) dazu geeignet sind, eine Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers zu sichern, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (32) einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt (38) erstreckenden Umfangsabschnitt (40) aufweist.

2. Kopfbänderung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbänderung (30) einen elastischen Flansch (34) aufweist, der ein elastisches Harz aufweist, wobei der Umfangsabschnitt (40) des Gewebes (32) in das elastische Harz eingebettet ist, um dadurch den elastischen Flansch (34) einstückig mit dem Gewebe (32) zu verbinden, und wobei die ersten Enden (42) der elastischen Befestigungsriemen (36) durch eine einstückige Verbindung der ersten Enden (42) der elastischen Riemen (36) mit dem elastischen Flansch (34) einstückig mit dem Umfangsabschnitt (40) des Gewebes (32) verbunden sind.

3. Kopfbänderung (30) mit einem Gewebe und mehreren Befestigungsriemen (36) mit ersten und zweiten Enden (42, 44), dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (32) einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt (38) erstreckenden Umfangsabschnitt (40) aufweist; einem elastischen Flansch (34), der ein elastisches Harz aufweist, wobei der Umfangsabschnitt (40) des Gewebes (32) in das elastische Harz eingebettet ist, um den elastischen Flansch (34) dadurch einstückig mit dem Gewebe (32) zu verbinden, die ersten Enden (42) der Befestigungsriemen am elastischen Flansch (34) befestigt sind und die zweiten Enden (44) zum Sichern einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers verwendbar sind.

4. Kopfbänderung nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden (42) der Befestigungsriemen (36) einstückig mit dem elastischen Flansch (34) verbunden sind.

5. Kopfbänderung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (32) aufweist:

(a) ein Material aus der Gruppe aus gewebten, gewirkten und ungewebten (Vlies-) Materialien; und/oder

(b) ein Textilmaschenmaterial aus der Gruppe aus Polypropylen-Textilmaschenmäterial und Polyester- Textilmaschenmaterial.

6. Kopfbänderung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Harz aus der Gruppe aus Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymeren, Ethylen-Propylendienterpolymer, Neopren und Silikon ausgewählt wird.

7. Verfahren zum Herstellen einer Kopfbänderung, die geeignet ist zum Sichern einer Atemschutzmaske am Gesicht eines Trägers, mit den Schritten:

a) Einsetzen eines formbaren Gewebes in eine Form, wobei die Form geeignet ist, das Gewebe als Einsatz aufzunehmen und einen Formenhohlraum aufweist, der so geformt ist, daß mehrere elastische Befestigungsriemen einstückig mit dem Gewebe geformt werden können;

b) Positionieren und Sichern des Gewebes in der Form;

c) Zusammenklemmen der Blöcke der Form mit einem geeigneten Klemmdruck, um das Gewebe festzuklemmen;

d) Inkontaktbringen des Gewebes mit einem geschmolzenen elastischen Harz in einer Menge, die ausreichend ist, um das Gewebe in das geschmolzene Harz einzubetten und mehrere mit dem Gewebe einstückige elastische Befestigungsriemen zu bilden;

e) Halten eines geeigneten Drucks und einer geeigneten Temperatur in der Form für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, um das Harz auszuhärten und dadurch die Kopfbänderung zu bilden;

f) Freigeben des Klemmdrucks der Formblöcke; und

g) Entnehmen der Kopfbänderung aus der Form;

dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt erstreckenden Umfangsabschnitt aufweist, wobei der Mittelabschnitt des Gewebes zwischen den Blöcken der Form so festgeklemmt wird, daß der Umfangsabschnitt des Gewebes sich während des Formungsprozesses in den Formenhohlraum erstrecken kann und der Umfangsabschnitt des Gewebes in das geschmolzene Harz eingebettet wird und die Riemen mit dem Umfangsabschnitt des Gewebes einstückig sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den Schritt zum Festklemmen des Umfangsabschnitts des Gewebes unmittelbar vor dem Inkontaktbringen des Umfangsabschnitts mit dem geschmolzenen Harz aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eine Ausnehmung in mindestens einer der Blockoberflächen aufweist und in der Ausnehmung ein Klebstoff angeordnet ist, der während des Schritts zum Positionieren und Sichern des Textilmaterials verwendet wird, um das Gewebe in der Form zu positionieren und zu sichern.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Form Stifte aufweist, die während des Schritts zum Positionieren und Sichern des Textilmaterials in geeignet dimensionierten Öffnungen des Gewebes aufgenommen werden, um das Positionieren und Sichern des Gewebes in der Form zu unterstützen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aufweist:

(a) ein Material aus der Gruppe aus gewebten, gewirkten und ungewebten (Vlies-) Materialien und/oder

(b) ein Textilmaschenmaterial aus der Gruppe aus Polypropylen-Textilmaschenmaterial und Polyester- Textilmaschenmaterial.

12. Atemschutzmaskenanordnung mit:

a) einem Gesichtsteil mit mindestens einer Inhalationsöffnung, einem Inhalationsventil und einem Inhala tionsfilter zum Entfernen von Verunreinigungen aus inhalierten Gasen und Dämpfen und mit mindestens einer Exhalationsöffnung und einem Exhalationsventil zum Austoßen exhalierter Gase aus dem Gesichtsteil;

b) einer durch das Gesichtsteil gehaltenen Gesichtsdichtung (13);

c) einer Kopfbänderung (30), das ein Gewebe (32) und mehrere elastische Befestigungsriemen (36) mit ersten und zweiten Enden (42, 44) aufweist, wobei die ersten Enden (42) mit dem Umfangsabschnitt (40) des Gewebes (32) einstückig verbunden sind und mindestens eines der zweiten Enden (44) am Gesichtsteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

d) das Gewebe (32) einen luftdurchlässigen Mittelabschnitt und einen sich mindestens teilweise um den Mittelabschnitt (38) erstreckenden Umfangsabschnitt (40) aufweist.