EP3906972A1 - Schutzmaske zur vermeidung von tröpfcheninfektionen - Google Patents

Schutzmaske zur vermeidung von tröpfcheninfektionen Download PDF

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EP3906972A1
EP3906972A1 EP20173571.9A EP20173571A EP3906972A1 EP 3906972 A1 EP3906972 A1 EP 3906972A1 EP 20173571 A EP20173571 A EP 20173571A EP 3906972 A1 EP3906972 A1 EP 3906972A1
Authority
EP
European Patent Office
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fibers
textile structure
protective mask
mask according
textile
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20173571.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning RÖTTGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
W Pelz & Co KG GmbH
Original Assignee
W Pelz & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by W Pelz & Co KG GmbH filed Critical W Pelz & Co KG GmbH
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Priority to PCT/EP2021/062042 priority patent/WO2021224413A1/de
Priority to DE212021000373.7U priority patent/DE212021000373U1/de
Publication of EP3906972A1 publication Critical patent/EP3906972A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025—Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask

Definitions

  • the invention relates to a protective mask for avoiding droplet infections.
  • meltblown which is usually laminated with other materials to obtain a laminate that offers sufficient strength for the production of protective masks.
  • Meltblown nonwovens consist of the finest fibers, the diameter of which can be less than 1 ⁇ m.
  • the weight per unit area of meltblown layers in air filtration media ranges from 5 g / m 2 to over 25 g / m 2 .
  • the flow resistance of FFP3-classified filter media is very high, so that a corresponding pressure (overpressure when exhaling and negative pressure when inhaling) has to be applied to the limited surface of a mouth and nose mask, which makes breathing difficult.
  • the high pressure drop when flowing through the filter medium means that the masks fit very tightly and have to be well sealed so that the air does not escapes through the gap on the filter medium.
  • Filter media with a high particle separation rate are particularly questionable in the case of simple mass constructions such as surgical face masks (mouth-nose protection-MNS), as these masks do not fit tightly.
  • the low air permeability of the filter medium means that air escapes at a higher speed through channels to which the masks do not fit tightly, and germs and viruses contained in the air are spread over a larger area.
  • the invention is based on the object of creating a respiratory protection mask that does not require an expensive seal against the wearer's face, the filter medium being able to separate germs and viruses contained in the breathing air without offering a high flow resistance in order to to impede breathing as little as possible.
  • the protective mask according to the invention for avoiding droplet infections comprises a flexible sheet-like structure which is designed to cover the mouth and nose of a person and a holding device for fixing on the head of the person, the sheet-like structure comprising a liquid-absorbing layer comprising at least one open-pored textile structure containing hydrophilic fibers which has a thickness of at least 0.5 mm, a porosity of at least 93% and a freely absorbent surface per cm 3 of the textile structure of at least 10 cm 2 .
  • the droplets are absorbed on hydrophilic fibers of the open-pored, textile structure.
  • the open-pored, textile structure is fluffy (lofty) and provides long, angled pores in which the droplets in the breath come safely into contact with the hydrophilic fibers.
  • the resistance to the breathing air flowing through is comparatively low, so that breathing is only slightly hindered.
  • the solution aims to remove droplets and aerosols from the air we breathe.
  • the breathing air is guided through an open-pored, textile structure (filter medium, filter material) made of a hydrophilic material that contains long, angled channels through which the breathing air flows.
  • the textile structure is a flat textile structure.
  • the germs and viruses adhering to the droplets are also withdrawn from the air and adhere to the hydrophilic material of the filter medium.
  • the absorbed liquid later evaporates, the germs and viruses remain on the hydrophilic filter material, as these are not themselves volatile.
  • the ability of the filter medium to absorb droplets increases with the length of the pore and the angularity of the pores and does not depend directly on the pore diameter, as the ability of the filter medium does not depend directly on the diameter of the pore, but on the probability of the droplets coming into contact with the hydrophilic wall material depends on the filter medium.
  • This concept of the separation of droplets from the breathing air thus allows filter media that have a low flow resistance, since media with sufficient thickness and pore curvature but large pore radius are suitable.
  • the filter medium In order to obtain the most open-pored filter medium with the largest possible active surface, it is advantageous to lay the fibers dry and the fiber structure should be compacted as little as possible in the manufacturing process and the proportion of binder should be minimized in order to cover as little of the active (liquid-absorbing) fiber surface as possible .
  • the filter medium In order to obtain the necessary textile properties for use in a respirator, the filter medium should be laminated with suitable materials, e.g. nonwovens (this can already be done during the manufacture of the filter medium, see above), which have a high level of air permeability but sufficient mechanical strength.
  • MD denotes the machine direction
  • CD denotes the cross direction to the machine direction
  • the air permeability of an airlaid of 100 g / m 2 and a density of 0.03 g / cm 3 is in the range of 2,000 to 3,000 l / (m 2 * s) measured according to ASTM D737-18 (200 Pa pressure)
  • the void volume is determined according to an approximation in which the void volume is calculated as the entire void, which in a unit volume of the textile structure is not composed of a number of compact cylindrical bodies arranged therein with the mean diameter and the mean length of the Fibers of the textile structure is taken, the number of cylindrical bodies corresponding to the average number of fibers in the unit volume of the textile structure.
  • the fibers are considered to be non-porous, because the external structure of the fibers is decisive for the flow through the textile structure and the collection of droplets from the air we breathe.
  • fibers that are porous or have internal porosity because this can allow droplets to be soaked up and stored in the fibers after the droplets have come into contact with the surface of the fibers. This is particularly the case with cellulose fibers.
  • the void volume is calculated regardless of whether the fibers are compact or porous.
  • the free fiber surface denotes the entire outer surface of the fibers in a unit volume of the textile structure, which is accessible to droplets moving through the pores of the textile structure. According to an approximation, the free fiber surface is preferred as the entire surface of a number determined compact cylindrical body with the mean diameter and the mean length of the fibers of the textile structure, the number of cylindrical bodies corresponding to the mean number of fibers in a volume unit of the textile structure.
  • the information relates to the determination of this parameter using the ASTM D737-18 standards.

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Abstract

Schutzmaske zur Vermeidung von Tröpfcheninfektionen, umfassend ein flexibles Flächengebilde, das ausgebildet ist, Mund und Nase einer Person abzudecken, und eine Halteeinrichtung zum Fixieren am Kopf der Person, wobei das Flächengebilde eine Flüssigkeit absorbierende Schicht umfassend mindestens eine hydrophile Fasern enthaltende, offenporige, textile Struktur enthält, die eine Dicke von mindestens 0,5 mm, eine Porösität von mindestens 93% und eine frei absorbierende Oberfläche je cm<sup>3</sup> der textilen Struktur von mindestens 10 cm<sup>2</sup> aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schutzmaske zur Vermeidung von Tröpfcheninfektionen.
  • Filtermedien für Atemschutzmasken werden derzeit über ihre Porengröße und die Fähigkeit, Partikel einer bestimmten Größe zurückzuhalten und aus der Atemluft abzutrennen, klassifiziert:
    • FFP1 entfernt mindestens 80 % von in der Luft befindlichen Partikeln der Größe 0,6 µm,
    • FFP2 entfernt mindestens 94 % von in der Luft befindlichen Partikeln der Größe 0,6 µm,
    • FFP3 entfernt mindestens 99 % von in der Luft befindlichen Partikeln der Größe 0,6 µm.
  • Wegen der geringen Größe von Viren werden FFP3-Masken zum Schutz vor Viren empfohlen. Die am weitesten verbreitete Technologie zur Fertigung derart feinporiger Filtermedien ist Meltblown, das in der Regel mit anderen Materialien laminiert wird, um ein Laminat zu erhalten, das genügend Festigkeit zur Fertigung von Schutzmasken bietet. Meltblown-Vliesstoffe bestehen aus feinsten Fasern, deren Durchmesser weniger als 1 µm betragen kann. Je nach Güte angestrebten Filtrationsrate liegt das Flächengewicht von Meltblownlagen in Luftfiltrationsmedien bei 5 g/m2 bis über 25 g/m2.
  • Bedingt durch die geringe Porengröße ist der Strömungswiderstand von FFP3-klassifizierten Filtermedien sehr hoch, sodass bei der begrenzten Oberfläche einer Mund-Nasen-Maske ein entsprechender Druck (Überdruck beim Ausatmen und Unterdruck beim Einatmen) aufgebracht werden muss, der das Atmen erschwert. Weiterhin bedingt der hohe Druckabfall beim Durchströmen des Filtermediums, dass die Masken sehr eng ansitzen und gut abgedichtet sein müssen, sodass die Luft nicht durch Spalte am Filtermedium vorbei entweicht. Besonders bei simplen Massenkonstruktionen wie OP-Gesichtsmasken (Mund-Nasen-Schutz-MNS) sind Filtermedien mit hoher Partikelabscheiderate fragwürdig, da diese Masken nicht eng anliegen. Infolgedessen führt die geringe Luftdurchlässigkeit des Filtermediums dazu, dass Luft mit höherer Geschwindigkeit durch Kanäle austritt, an denen die Masken nicht eng anliegt, und in der Atemluft enthaltende Keime und Viren in einem größeren Umkreis verbreitet.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Atemschutzmaske zu schaffen, die keine aufwändige Abdichtung zum Gesicht des Trägers erfordert, wobei das Filtermedium in der Lage sein soll, in der Atemluft enthaltene Keime und Viren abzutrennen, ohne einen hohen Strömungswiderstand zu bieten, um die Atmung möglichst wenig zu behindern.
  • Die Aufgabe wird durch eine Schutzmaske gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsarten der Schutzmaske sind in Unteransprüchen angegeben.
    • Erfinderische Lösung:
  • Die erfindungsgemäße Schutzmaske zur Vermeidung von Tröpfcheninfektionen umfasst ein flexibles Flächengebilde, das ausgebildet ist, Mund und Nase einer Person abzudecken und eine Halteeinrichtung zum Fixieren am Kopf der Person, wobei das Flächengebilde eine Flüssigkeit absorbierende Schicht umfassend mindestens eine hydrophile Fasern enthaltende, offenporige, textile Struktur enthält, die eine Dicke von mindestens 0,5 mm, eine Porösität von mindestens 93 % und eine frei absorbierende Oberfläche je cm3 der textilen Struktur von mindestens 10 cm2 aufweist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schutzmaske werden die Tröpfchen an hydrophilen Fasern der offenporigen, textilen Struktur absorbiert. Die offenporige, textile Struktur ist fluffig (loftig) und stellt lange, verwinkelte Poren zur Verfügung, in denen die Tröpfchen in der Atemluft sicher in Kontakt mit den hydrophilen Fasern kommen. Zugleich ist der Widerstand für die hindurchströmende Atemluft vergleichsweise gering, sodass die Atmung nur geringfügig behindert wird.
  • Da Keime und Viren in der Atemluft hauptsächlich an Tröpfchen und Aerosole (Wasser, Speichel...) gebunden sind und mit diesen transportiert werden, zielt die Lösung auf die Entfernung von Tröpfchen und Aerosolen aus der Atemluft ab. Dazu wird die Atemluft durch eine offenporige, textile Struktur (Filtermedium, Filtermaterial) aus einem hydrophilen Material geführt, die lange, verwinkelte Kanäle enthält, durch die die Atemluft hindurchströmt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist die textile Struktur ein textiles Flächengebilde. Durch geeignete Wahl der Materialdicke und Porosität kann man sicherstellen, dass in der Atemluft enthaltene Tröpfchen einschließlich der daran anhaftenden Keime und Viren auf dem Weg durch das Porenlabyrinth mit dem hydrophilen Material der Porenwände in Berührung kommen und absorbiert werden. Mit der Absorption der Tröpfchen werden auch die an den Tröpfchen anhaftenden Keime und Viren der Atemluft entzogen und haften am hydrophilen Material des Filtermediums an. Wenn die absorbierte Flüssigkeit später verdampft, bleiben die Keime und Viren auf dem hydrophilen Filtermaterial zurück, da diese selbst nicht flüchtig sind.
  • Die für derartige Filtermaterialien benötigten Poren sind groß im Vergleich zu Poren, die Partikel aufgrund Ihrer Größe zurückhalten. Der Druckabfall in einer von einem Fluid durchströmten zylindrischen Pore, wird näherungsweise von der Hagen Poiseuille-Gleichung für den Druckabfall in einem Rohr beschrieben. Δ p = 8 μLQ πR 4 = 8 πμLQ A 2
    Figure imgb0001
     wobei
    • Δp die Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Rohrs,
    • L die Länge des Rohrs,
    • µ die dynamische Viskosität des Fluids,
    • Q der Volumenstrom,
    • R der Radius des Rohrs und
    • A der Querschnitt des Rohrs ist.
    • Mit zunehmender Porenlänge (Materialdicke und Verwindungsgrad der Poren) nimmt der Druckabfall linear zu währen der Druckabfall sich umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Radius verändert.
  • Die Fähigkeit des Filtermediums Tröpfchen zu absorbieren nimmt mit zunehmender Länge der Pore und der Verwinkelung der Poren zu und hängt nicht unmittelbar vom Porendurchmesser ab, da die Fähigkeit des Filtermediums nicht direkt vom Durchmesser der Pore, sondern der Wahrscheinlichkeit des Kontakts der Tröpfchen mit dem hydrophilen Wandmaterial des Filtermediums abhängt. Somit lässt dieses Konzept der Abtrennung von Tröpfchen aus der Atemluft Filtermedien zu, die einen geringen Strömungswiderstand haben, da Medien mit hinreichender Dicke und Porenkrümmung aber großem Porenradius geeignet sind.
    • Geeignete Filtermedien und Filterkonstruktionen.
  • Vliesstoffe aus feinen hydrophilen Fasern sind besonders geeignet kostengünstige erfindungsgemäße Filtermedien herzustellen. Dabei ist bei der Verfestigung der Vliese darauf zu achten, dass die Materialien nicht unnötig kompaktiert werden, um eine offenporige Struktur mit möglichst großen Poren zu erhalten. Geeignete Materialien sind unter anderem:
    • Airlaid (Pulp / Zellulose Fasern), die nicht kompaktiert werden und einen geringen Anteil an Bindefasern oder eines Bindemittels enthalten. Ein Airlaid kann hergestellt werden, indem durch mechanisches Zerkleinern von zu Rollen aufgewickelten Pulp (Fasermaterial aus Holz oder Baumwolle) Zellulosefasern gewonnen werden und daraus durch aerodynamischen Transport auf einer Unterlage trocken ein Vlies gebildet wird. Die Fasern sind vorzugsweise 0,5 bis 6 mm lang. Den Fasern aus Zellulose können Bindefasern oder ein Bindemittel zugemischt oder dem Vlies kann ein Bindemittel zugesetzt werden. Derartige Airlaid-Materialien lassen sich gut fertigen, indem ein offenporiges Trägervlies mit guter textiler Festigkeit (z.B. ein Through Air Bonded High Loft) vorgelegt wird auf dem die Zellulosefasern abgelegt werden. Das Trägervlies verleiht dem Laminat die erforderliche Festigkeit für die Verarbeitung, so dass der Anteil an Binder / Bindefasern für das Airlaid minimiert werden kann. Durch die Minimierung des Binderanteils wird möglichst wenig der hydrophilen Faseroberfläche durch Binderauftrag bedeckt und bleibt somit für die Absorption von Tröpfchen verfügbar. Es kann vorteilhaft sein, die Oberfläche des Vlieses mit einem Dispersionsbinder (z.B. EVA = Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) zu besprühen, um lose Fasern an der Oberfläche zu binden ohne die Fasern im Inneren des Filtermediums mit Binder zu bedecken.
    • Kardierte Vliese aus zellulosischen Fasern (Viskose, Lyocell oder Zelluloseacetat) die mit Wasserstrahlen oder Vernadelung verfestigt sind (Spunlace / Needle Punch)
    • Airlay (aerodynamische Karde) mit zellulosischen Fasern (Pulp, Flachs, Bamboo...)
    • Trockengelegte Mischungen aus zellulosischen Fasern und Pulp, die mittels Wasserstrahlverfestigung gebunden werden (Airlace)
    • Nassgelegte, vorwiegend zellulosische Vliesstoffe (Wetlaid). Ein Wetlaid kann gewonnen werden, indem Fasern in Wasser dispergiert werden, auf einer wasserdurchlässigen Unterlage das Wasser abgetrennt wird und die Fasern in einer Schicht abgelagert werden.
    • Offenporiges, voluminöses Papier, Tissue, bevorzugt mehrlagig, auch gekreppt zur Vergrößerung der Oberfläche
  • Um ein möglichst offenporiges Filtermedium mit größtmöglicher aktiver Oberfläche zu bekommen, ist es vorteilhaft die Fasern trocken abzulegen und die Faserstruktur sollte im Herstellungsprozess möglichst wenig kompaktiert werden und der Anteil an Binder sollte minimiert werden, um möglichst wenig der aktiven (Flüssigkeit absorbierenden) Faseroberfläche zu bedecken. Um die erforderlichen textilen Eigenschaften für die Verwendung in einer Atemschutzmaske zu bekommen, sollte das Filtermedium mit geeigneten Materialine, z.B. Vliesstoffen laminiert werden (dies kann schon bei der Herstellung des Filtermediums geschehen s.o.), die über eine hohe Luftdurchlässigkeit aber hinreichend mechanische Festigkeit verfügen.
  • Hierzu ist es vorteilhaft sehr offenporige Vliese wie es z.B. Highloft (Through Air Bonded) zu verwenden, die an der dem Gesicht des Trägers zugewendeten Seite hydrophob sein sollten, um eine gute Trennung vom im Gebrauch feuchten Filtermedium zu bekommen. Es kann auch vorteilhaft sein, die nach außen gerichtete Lage hydrophob auszurüsten, um einen direkten Kontakt mit dem im Gebrauch feuchten, potentiell mit Viren und Keimen kontaminierten, absorbierenden Filtermedium zu minimieren. Geeignete Materialien für die Innen- bzw. Außenlage sind unter anderem:
    • Through Air Bonded Vliese aus PET/PE bzw. PP/PE Fasern als Bindefasern auch kombiniert mit PP bzw. PET Fasern. Typische Flächengewichte im Bereich von 20 g/m2 bis 50 g/m2
    • Spinnvlies (offenporig mit geringem Flächengewicht z.B. 10 g/m2)
    • Kardierte Vliese (Thermobond) aus synthetischen Fasern z.B. 15 g/m2.
  • Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der textilen Struktur und des flexiblen Flächengebildes der erfindungsgemäßen Schutzmaske angegeben.
    • Technische Daten geeigneter poröser Medien ohne die Trägermaterialien (am Beispiel von Airlaid):
    • Materialdicke der aktiven Schicht (zellulosische absorbierende Struktur: 0,5 mm, besser 1 mm bis 3 mm, bevorzugt für sehr gute Tröpfchenabtrennung 5mm, ideal z.B. für professionelle Anwendungen > 5 mm)
    • Materialdichte: kleiner 0,2 g/cm3, besser 0,05 g/cm3, bevorzugt 0,02 g/cm3, ideal für sehr gute Luftdurchlässigkeit bei guter Tröpfchenabscheidung: < 0,01 g/cm3
    • Isotrope Faser- und Poren- Struktur in der Hauptausdehnungsebene (X/Y) der textilen Struktur, um bei minimalem Strömungswiderstand die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass ein Tröpfchen beim Durchströmen der absorbierenden Struktur mit der absorbierenden Oberfläche der Fasern in Kontakt kommt. Die Isotropie eines Nonwoven (Vliesstoff) lässt sich durch den Quotienten aus den mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Dehnung in Längs- (MD) und Querrichtung (CD) beschreiben. Ein vollkommen isotropes Medium hat hier einen Wert von 1. Für das Filtrationsmedium (die textile Struktur) ist ein Wert kleiner 2 für den Quotienten der Längs- zu Quer- Festigkeit anzustreben. Für den Quotienten aus Quer- zu Längs-Dehnung wird ebenfalls ein Wert kleiner 2 angestrebt. Typische Werte für ein Airlaid aus zellulosischen Fasern können der folgenden Tabelle entnommen werden:
  • Typische Werte für ein zellulosisches Airlaid Material
    Eigenschaft Edana-Methode Einheit Min. Toleranzen Zielwert Max.
    Flächengewicht WSP 130.1 g/m2 116 120 124
    Dicke WSP 120.6 mm 1,75 1,96 2,36
    Zugfestigkeit WSP
    trocken 110.4
    MD N/5cm 17,0 21,0 -
    CD N/5cm 12,0 16,0 -
    Dehnung WSP
    trocken 110.4
    MD % - 20,0 -
    CD % - 25,0 -
    Flüssigkeitsabsorptionsvermögen WSP
    10.01 g/g 13 15 -
    g/m2 1508 1800 -
  • Mit MD ist in der vorliegenden Anmeldung die Maschinenrichtung (machine direction) und mit CD die Querrichtung (cross direction) zur Maschinenrichtung bezeichnet.
  • Soweit in der vorliegenden Anmeldung Zugfestigkeiten und Dehnungen angegeben sind, beziehen sich die Angaben auf die Bestimmung dieser Parameter mittels der obigen EDANA-Methoden.
    • Flächengewicht: 40 g/m2 bis 300 g/m2. Ideal erscheint ein Material mit einer Dichte von 0,02 g/cm3 und einem Flächengewicht von 100 g/m2 woraus sich eine Dicke von 5 mm ergibt.
    • Um die poröse zellulosische Faserstruktur zu stabilisieren und die Bildung von Rissen und Löchern beim Gebrauch und während der Fertigung der Maske zu vermeiden, werden den zellulosischen Fasern Bindefasern (z.B. Bikomponentenfasern aus PP und PE, PET und PE, PET und PBT, PET und Co-PET, PLA und Co-PLA, PLA und PBS) zugesetzt mit einem Gewichtsanteil von 4% bis 20% bevorzugt <10% um möglichst wenig der zellulosischen Faseroberfläche zu blockieren.
    • Die Oberfläche der zellulosischen Faserlage kann mittels eines Dispersionsbinders versiegelt werden (z.B. Vinacryl 4378 der Firma Celanese mit 1% bis 5% des Gesamtgewichtes)
    • Um der absorbierenden porösen Lage (zellulosische Fasern) genügend textile Festigkeit zu verleihen, die für die Anwendung in Atemschutzmasken erforderlich ist, wird diese Lage mindestens auf einer Oberfläche mit einem sehr offenporigen, bevorzugt hydrophoben Vliesstoff laminiert. Typische textile Daten eines geeigneten Vliesstoffes (z.B. Through Air Bonded Nonwoven, Pelyloft PES 25 von der Firma pely-tex GmbH & Co. KG) sind:
      • ∘ Flächengewicht: 25 g/m2
      • ∘ Dicke: 1 mm
      • ∘ Zugfestigkeit (trocken) längs: 30 N/50mm
      • ∘ Dehnung (trocken) längs: 30%
      • ∘ Zugfestigkeit (trocken) quer: 8 N/50 mm
      • ∘ Dehnung (trocken) quer: 50%
    • Beispielhafter Zusammenhang von Strukturmerkmalen eines geeigneten Airlaid Materials:
    • ∘ Airlaid (Nonwoven)
      • ▪ Dichte: 0,03 g/cm3, bevorzugt geringer, z.B. 0,02 g/cm3
      • ▪ Flächengewicht: 100 g/m2 (0,01 g/cm2)
      • ▪ Dicke: 0,33 cm
    • ∘ Zellulosefaser:
      • ▪ Länge: 3 mm (0,5 mm - 6 mm)
      • ▪ Faserdicke: 20 µm (10 µm - 30µm)
      • ▪ Volumen der Faser ca. 0,94∗10-6 cm3
      • ▪ Oberfläche der Faser: 0,189∗10-2 cm2
      • ▪ Dichte Zellulose: 1,5 g/cm3
      • ▪ Masse einer Faser: 1,4*10-6 g
    • ∘ Abschätzung des freien Porenvolumens:
      • ▪ 1 cm2 Airlaid mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 und einer Dichte von 0,03 g/cm3 hat eine Masse von 0,01 g und ein Volumen von 0,33 cm3
      • ▪ Bei einer Dichte der Zellulose von 1,5 g/cm3 beträgt das von 0,01 g Zellulose ausgefüllte Volumen 0,00667 cm3. Dies sind 2,02% des Volumens des Airlaid. Dies entspricht einer Porosität von 97,98%
    • ∘ Abschätzung der freien Faseroberfläche
      • ▪ 1 cm3 Airlaid hat eine Masse von 0,03 g
      • ▪ 0,03 g entspricht dem Gewicht von 21.428 Fasern mit einer gesamten Oberfläche von 40,5 cm2
  • Die Luftdurchlässigkeit eines Airlaid von 100 g/m2 und einer Dichte von 0,03 g/cm3 liegt im Bereich von 2.000 bis 3.000 l/(m2*s) gemessen gemäß ASTM D737-18 (200 Pa Druck)
  • Soweit sich die vorliegende Anmeldung auf Porösitäten bezieht, ist damit das Verhältnis des Hohlraumvolumens zum Gesamtvolumen der textilen Struktur bezeichnet.
  • Bevorzugt wird bei der Ermittlung der Porösitäten das Hohlraumvolumen gemäß einer Näherung bestimmt, bei der das Hohlraumvolumen als der gesamte Hohlraum berechnet wird, der in einer Volumeneinheit der textilen Struktur nicht von einer darin angeordneten Anzahl kompakter zylindrischer Körper mit dem mittleren Durchmesser und der mittleren Länge der Fasern der textilen Struktur eingenommen wird, wobei die Anzahl der zylindrischen Körper der mittleren Anzahl der Fasern in der Volumeneinheit der textilen Struktur entspricht. Bei dieser Betrachtungsweise werden die Fasern als nicht porös betrachtet, weil für die Durchströmung der textilen Struktur und das Auffangen der Tröpfchen aus der Atemluft die äußere Struktur der Fasern maßgeblich ist. Es ist jedoch vorteilhaft, Fasern zu verwenden, die porös sind bzw. eine innere Porösität aufweisen, weil dies das Aufsaugen und Speichern von Tröpfchen in den Fasern ermöglichen kann, nachdem die Tröpfchen in Kontakt mit der Oberfläche der Fasern gelangt sind. Dies ist insbesondere bei Zellulosefasern der Fall. Die Berechnung des Hohlraumvolumens erfolgt unabhängig davon, ob die Fasern kompakt oder porös sind.
  • Mit der freien Faseroberfläche ist die gesamte äußere Oberfläche der Fasern in einer Volumeneinheit der textilen Struktur bezeichnet, die für durch die Poren der textilen Struktur sich hindurch bewegende Tröpfchen zugänglich ist. Bevorzugt wird gemäß einer Näherung die freie Faseroberfläche als die gesamte Oberfläche einer Anzahl kompakter zylindrischer Körper mit dem mittleren Durchmesser und der mittleren Länge der Fasern der textilen Struktur ermittelt, wobei die Anzahl der zylindrischen Körper der mittleren Anzahl der Fasern in einer Volumeneinheit der textilen Struktur entspricht.
  • Soweit in der vorliegenden Anmeldung Luftdurchlässigkeiten angegeben sind, beziehen sich die Angaben auf die Bestimmung dieses Parameters mittels der Standards ASTM D737-18.
  • Die bevorzugte textile Struktur lässt sich wie folgt beschreiben (die Angaben beziehen sich auf die textile Struktur ohne die äußeren Träger oder Stützschichten).
    • Zellulosische, poröse Faserstruktur mit Nassfestigkeit (gemäß EDANA-Methode WSP 10.01).
    • Die textile Struktur ist isotrop, wenn die Fasern in der Hauptausdehnungsebene bzw. in der Fläche (X-Y) eine statistisch gleichmäßig verteilte oder im Wesentlichen statistisch gleichmäßig verteilte Faserorientierung aufweisen. Dies wird dann als erfüllt angesehen, wenn die absorbierende Struktur in der Fläche (X-Y) ein MD/CD Verhältnis der Zugfestigkeit von kleiner 2 und ein CD/MD Verhältnis der Dehnung von kleiner 2 aufweist.
    • Bevorzugt sind die Fasern in der textilen Struktur parallel oder im Wesentlichen parallel zur Hauptausdehnungsebene angeordnet. Dies wird dann als erfüllt angesehen, wenn weniger als 0,1%, vorzugsweise weniger als 0,01% der Fasern die textile Struktur in Richtung senkrecht zur Hauptausdehnungsebene (Z-Richtung) komplett durchdringen. Bei einer Faserlänge in der Größenordnung der Schichtdicke ist dies theoretisch möglich, bei den genannten Vliesbildungsverfahren liegen die Fasern aber bevorzugt flach in der X-Y Ebene und durchdringen die textile Struktur nicht.
    • Gleichmäßige Verteilung der Fasern (keine Anhäufungen in Klumpen, die zu Dünnstellen in anderen Bereichen führen). Lokale Dichteschwankungen sind kleiner als 50% in einem Skalenbereich des fünffachen der Faserlänge. Dies kann durch Herausschneiden und Auswiegen geeigneter Proben gemessen werden.
    • Porosität von > 93% (bevorzugt 97%, ideal 98%)
    • Freie absorbierende Oberfläche je cm3 absorbierenden Filtermediums: > 10 bis 300 cm2, vorzugsweise 30 bis 200 cm2, vorzugsweise 50 bis 100 cm2.
    • Luftdurchlässigkeit bei einem Flächengewicht von 100 g/m2 größer als 2.000 l/(m2*s) gemessen gemäß ASTM D737-18 (Prüfdruck 200 Pa). Bevorzugt sind Luftduchlässigkeiten größer 3.000 l/(m2*s) am besten größer 5.000 l/(m2*s).
  • Bevorzugte Strukturmerkmale des zur Fertigung der Gesichtsmaske verwendeten Laminats
    • Das absorbierende Material wird auf einer bzw. beiden Oberflächen mit einem Trägermaterial laminiert, um für das Laminat die zur Fertigung einer Gesichtsmaske erforderlichen textilen Eigenschaften (Festigkeit) zur bekommen.
      • ∘ Das Trägermaterial kann schon im Fertigungsprozess der absorbierenden Lage mit dieser verbunden werden, indem es z.B. beim Airlaidprozess als luftdurchlässiges Trägervlies in den Formierbereich der Airlaidanlage eingebracht wird, so dass die Fasern auf dem Trägervlies abgelegt werden. Durch Verwendung von Trägervliesen, die Bindefasern enthalten (bzw. Fasern, die gut an Bindefasern haften) und Zugabe von Bindefasern (Bikomponentenfasern) zum Airlaidprozess kann eine gute Bindung zwischen der im Airlaidprozess geformten absorbierenden Lage und dem Trägervlies durch thermische Aktivierung erzielt werden.
      • ∘ Das Trägervlies auf der dem Gesicht des Trägers zugewandten Seite der Gesichtsmaske ist bevorzugt hydrophob, um die feuchte absorbierende Lage von der Haut zu separieren. Es kann auch vorteilhaft sein das dem Gesicht abgewandte Trägervlies ebenfalls hydrophob auszurüsten, um einen Kontakt zur feuchten, potentiell Viren enthaltenden, absorbierenden Lage zu vermeiden.
      • ∘ Die Summe der Strömungswiderstände der äußeren Trägervliese ist geringer als der Strömungswiderstand der mittleren absorbierenden Schicht (bzw. die Luftdurchlässigkeit der Trägervliese (gemeinsam) ist größer als die Luftdurchlässigkeit der absorbierenden Schicht)
      • ∘ Die Festigkeit der Trägervliese ist höher als die der absorbierenden Schicht und verleiht dem Laminat ausreichende Festigkeit zur Fertigung einer Gesichtsmaske. Beispielhaft kann hier ein Through Air Bonded Highloft aus PET/PE Fasern genannt werden, das eine ausreichende Festigkeit bietet (besonders wenn beide Oberflächen damit bedeckt werden) und über eine sehr geringe Luftdurchlässigkeit verfügt. Das kommerziell verfügbare Material Pelyloft PES 25 der Firma pely-tex GmbH & Co. KG, Willy-Pelz-Str. 2-4, 23812 Wahlstedt, sei hier exemplarisch genannt.
        Figure imgb0002
    • Bei der Laminierung der äußeren Lagen mit der mittleren absorbierenden Lage kann das Laminat zonal kompaktiert werden um die Lagen zu verbinden, z.B. doch lokale Applikation von Druck und Temperatur um in den Lagen enthaltene thermoplastische Fasern zu aktivieren (anzuschmelzen) bzw. durch Ultraschall-Bindung. Auch durch Faltung des Materials kann es zu einer lokalen Komprimierung des Materials längs der Faltung kommen. Generell wird versucht die komprimierte Fläche möglichst gering zu halten, um die Luftdurchlässigkeit des Materials nicht unnötig zu verringern.
  • Nachfolgend sind weitere Ausführungsarten der Erfindung angegeben:
    1. 1. Schutzmaske zur Vermeidung von Tröpfcheninfektionen, umfassend ein flexibles Flächengebilde, das ausgebildet ist, Mund und Nase einer Person abzudecken, und eine Halteeinrichtung zum Fixieren am Kopf der Person, wobei das Flächengebilde eine Flüssigkeit absorbierende Schicht umfassend mindestens eine hydrophile Fasern enthaltende, offenporige, textile Struktur enthält, die eine Dicke von mindestens 0,5 mm, eine Porösität von mindestens 93% und eine frei absorbierende Oberfläche je cm3 der textilen Struktur von mindestens 10 cm2 aufweist
    2. 2. Schutzmaske nach Ziffer 1, bei der die textile Struktur ein Vliesstoff, ein Tissue oder ein Textil (z.B. Webstoff oder Wirkware) ist.
    3. 3. Schutzmaske nach Ziffer1 oder 2, bei der die textile Struktur eine Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, vorzugsweise von maximal 10 mm und/oder eine Dichte von maximal 0,3 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,2 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,1 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,05 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,02 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,01 g/cm3, vorzugsweise von mindestens 0,005 g/ cm3 und/oder ein Flächengewicht von mindestens 30 g/m2, vorzugsweise von mindestens 40 g/m2, vorzugsweise von mindestens 100 g/m2, vorzugsweise von mindestens 200 g/m2, vorzugsweise von mindestens 300 g/m2, vorzugsweise von maximal 500 g/ m2 aufweist.
    4. 4. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 3, bei der die textile Struktur im Wesentlichen oder ausschließlich hydrophile Fasern enthält.
    5. 5. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 4, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur Cellulosefasern und/oder cellulosische Fasern wie Viskosefasern oder Lyocell-Fasern oder Zelluloseacetat-Fasern sind.
    6. 6. Schutzmaske nach Ziffer 4 oder 5, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur porös sind, wodurch Flüssigkeitströpfchen, welche die äußere Oberfläche der Fasern kontaktieren, durch Kapillarkräfte von den porösen Fasern aufgenommen werden.
    7. 7. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 6, bei der die textile Struktur zusätzlich superabsorbierende Materialien umfasst, wobei vorzugsweise die superabsorbierenden Materialien superabsorbierende Fasern sind, wobei vorzugsweise die superabsorbierenden Fasern Polyacrylat-Fasern sind, wobei beispielsweise die superabsorbierenden Fasern von der Firma Technical Absorbants (z.B. superabsorbierende Fasern mit der Produktbezeichnung SAF 101/6/10) bezogen werden können.
    8. 8. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 7, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur eine Länge von 0,5 bis 6 mm und/oder eine Dicke von 5 bis 40 µm aufweisen.
    9. 9. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 8, bei der die textile Struktur außer hydrophilen Fasern Bindefasern und/oder ein Bindemittel enthält, wobei vorzugsweise der Anteil der Bindefasern 4 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise maximal 10 Gew.-% beträgt, und/oder wobei vorzugsweise die textile Struktur an mindestens einer Oberfläche mit einem Dispersionsbinder oder anderem Bindemittel versehen ist, wobei vorzugsweise das Bindemittel einen Anteil von 1 bis 5 Gew.-% des Gesamtgewichtes der textilen Struktur aufweist.
    10. 10. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 9, bei der die textile Struktur außer hydrophilen Fasern und ggfs. Bindefasern und/oder Bindemittel inerte synthetische Fasern enthält, die nicht als Bindefasern und/oder Bindemittel fungieren und ein Kollabieren der textilen Struktur bei Feuchtigkeitsaufnahme verhindern, wobei die synthetischen Fasern vorzugsweise Fasern mit einer Schmelztemperatur oberhalb der Aktivierungstemperatur der Bindefasern und/oder des Bindemittels sind, wobei vorzugsweise die synthetischen Fasern ausgewählt sind aus mindestens einer der nachfolgenden Fasern: Synthetische Fasern aus Polyamid, Polyether oder Polyactid (PLA).
    11. 11. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 10, bei der die textile Struktur an mindestens einer Oberfläche mit einer wässrigen Emulsion enthaltend ein Bindemittel aus einem Acryl-Copolymer oder einem Polyacrylat oder einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer versehen ist.
    12. 12. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 11, bei der die textile Struktur eine isotrope Faserorientierung oder eine weitgehend isotrope Faserorientierung in der Hauptausdehnungsebene (X-Y Ebene) aufweist, vorzugsweise mit einem Verhältnis der Zugfestigkeiten in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) von höchstens 2,0 und/oder einem Verhältnis der Dehnung in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung von höchstens 2,0 und/oder bei der die Fasern in der textilen Struktur parallel oder im Wesentlichen parallel zur Hauptausdehnungsebene orientiert sind, wobei vorzugsweise der Anteil der die textile Struktur in Richtung senkrecht zur Hauptausdehnungsebene (Z-Richtung) komplett durchdringenden Fasern maximal 0,1% beträgt.
    13. 13. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 12, bei der die textile Struktur ausgewählt ist aus den folgenden Materialien: Airlaid, Spunlace, Needle Punch, Airlay, Airlace, Wetlaid (Tissue).
    14. 14. Schutzmaske nach Ziffer 13, bei der das Airlaid bei der Herstellung nach der Faserablage nicht kompaktiert wird oder nur wenig durch kompaktiert wird, wobei vorzugsweise durch die Kompaktierung die Dicke des Airlaid nicht unter 10% seiner Dicke vor dem Kompaktieren verringert worden ist.
    15. 15. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 14, bei der die textile Struktur eine Porösität von mindestens 95%, vorzugsweise von mindestens 97%, vorzugsweise von 98% und/oder bei der die textile Struktur eine freie absorbierende Oberfläche je cm3 von mindestens 10 cm2, vorzugsweise von mindestens 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 100 cm2, vorzugsweise von mindestens 200 cm2 aufweist und/oder bei der die textile Struktur Luftdurchlässigkeit gemessen bei 200 Pa gemäß ASTM D737-18 von mindestens 1.000 1 (m2s), bevorzugt mindestens 3.000 1 (m2s), bevorzugt mindestens 5.000 1 (m2s), jeweils bezogen auf ein Flächengewicht von 100 g/m2, aufweist.
    16. 16. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 15, bei der auf mindestens einer Seite der Flüssigkeit absorbierenden Schicht ein offenporiges Trägermaterial mit einer im Vergleich zu der Flüssigkeit absorbierenden Schicht höherer Zugfestigkeit angeordnet ist.
    17. 17. Schutzmaske nach Ziffer 16, bei der die Zugfestigkeit des Trägermaterials in Maschinenrichtung mindestens 5 Newton pro 50 mm, vorzugsweise mindestens 15 Newton pro 50 mm, vorzugsweise mindestens 30 Newton pro 50 mm, vorzugsweise maximal 100 Newton pro 50 mm beträgt und/oder bei der die Zugfestigkeit des Trägermaterials in Querrichtung vorzugsweise 1 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise 4 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise 8 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise maximal 50 Newton pro 50 mm beträgt.
    18. 18. Schutzmaske nach Ziffer 16 oder17, bei der das Trägermaterial ein weiterer Vliesstoff, insbesondere ein Through Air Bonded Vlies, ein Spinnvlies oder ein kardiertes Vlies ist.
    19. 19. Schutzmaske nach einer der Ziffern 16 bis18, bei der das Trägermaterial auf mindestens einer Seite der textilen Struktur hydrophob ist, wobei vorzugsweise das Trägermaterial auf der Innenseite der textilen Struktur hydrophob ist.
    20. 20. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 19, bei der das Flächengebilde ausschließlich aus der textilen Struktur und ggf. dem Trägermaterial auf einer oder beiden Seiten der absorbierenden Schicht besteht.
    21. 21. Schutzmaske nach einer der Ziffern 16 bis 20, bei der die textile Struktur durch auf dem Trägermaterial abgelegte Fasern gebildet ist.
    22. 22. Schutzmaske nach einer der Ziffern 16 bis 21, bei der die textile Struktur und das Trägermaterial auf mindestens einer Seite zu einem Lagenaufbau miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die textile Struktur und das Trägermaterial Bikomponentenfasern enthalten und thermisch miteinander verbunden sind.
    23. 23. Schutzmaske nach Ziffer 21 oder 22, bei der der Lagenaufbau thermisch siegelfähig ist, wobei vorzugsweise der Lagenaufbau in Falten gelegt und an den randseitigen Überlagerungsbereichen thermisch versiegelt ist.
    24. 24. Schutzmaske nach Ziffer 23, bei der die Lagen des Lagenaufbaus lokal durch Applikation von Druck und Temperatur miteinander verbunden sind.
    25. 25. Schutzmaske nach einer der ZIffern 1 bis 24, bei der das Flächengebilde weitere Lagen aus textilem Material und/oder aus Vliesstoff umfasst.
    26. 26. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 25, die als Einmalartikel (Disposable) ausgebildet ist.
    27. 27. Schutzmaske nach einer der Ziffern 11 bis 26, die eine wiederverwendbare Hülle oder Tasche aus einem textilen Material umfasst, in der der Lagenaufbau austauschbar eingesetzt ist.
    28. 28. Schutzmaske nach einer der Ziffern 1 bis 27, bei der die Halteeinrichtung mindestens ein Bindeband und/oder Gummiband umfasst.

Claims (19)

  1. Schutzmaske zur Vermeidung von Tröpfcheninfektionen, umfassend ein flexibles Flächengebilde, das ausgebildet ist, Mund und Nase einer Person abzudecken, und eine Halteeinrichtung zum Fixieren am Kopf der Person, wobei das Flächengebilde eine Flüssigkeit absorbierende Schicht umfassend mindestens eine hydrophile Fasern enthaltende, offenporige, textile Struktur enthält, die eine Dicke von mindestens 0,5 mm, eine Porösität von mindestens 93% und eine frei absorbierende Oberfläche je cm3 der textilen Struktur von mindestens 10 cm2 aufweist.
  2. Schutzmaske nach Anspruch 1, bei der die textile Struktur ein Vliesstoff, ein Tissue oder ein Textil (z.B. Webstoff oder Wirkware) ist.
  3. Schutzmaske nach Anspruch 1 oder 2, bei der die textile Struktur eine Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, vorzugsweise von maximal 10 mm und/oder eine Dichte von maximal 0,3 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,2 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,1 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,05 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,02 g/cm3, vorzugsweise von maximal 0,01 g/cm3, vorzugsweise von mindestens 0,005 g/ cm3 und/oder ein Flächengewicht von mindestens 30 g/m2, vorzugsweise von mindestens 40 g/m2, vorzugsweise von mindestens 100 g/m2, vorzugsweise von mindestens 200 g/m2, vorzugsweise von mindestens 300 g/m2, vorzugsweise von maximal 500 g/m2 aufweist.
  4. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die textile Struktur im Wesentlichen oder ausschließlich hydrophile Fasern enthält.
  5. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur porös sind, wodurch Flüssigkeitströpfchen, welche auf die äußere Oberfläche der Fasern auftreffen, durch Kapillarkräfte von den porösen Fasern aufgenommen werden.
  6. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur Cellulosefasern und/oder cellulosische Fasern wie Viskosefasern oder Lyocell-Fasern oder Zelluloseacetat-Fasern sind.
  7. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die hydrophilen Fasern der textilen Struktur eine Länge von 0,5 bis 6 mm und/oder eine Dicke von 5 bis 40 µm aufweisen.
  8. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die textile Struktur außer hydrophilen Fasern mindestens einen der nachfolgenden Bestandteile enthält:
    • Bindefasern und/oder ein Bindemittel, wobei vorzugsweise der Anteil der Bindefasern 4 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise maximal 10 Gew.-% beträgt, und/oder wobei vorzugsweise die textile Struktur an mindestens einer Oberfläche mit einem Dispersionsbinder oder anderem Bindermittel versehen ist, wobei vorzugsweise das Bindermittel einen Anteil von 1 bis 5 Gew.-% des Gesamtgewichtes der textilen Struktur aufweist, und/oder
    • superabsorbierende Materialien, wobei vorzugsweise die superabsorbierenden Materialien superabsorbierende Fasern sind, wobei vorzugsweise die superabsorbierenden Fasern Polyacrylat-Fasern sind, und/oder
    • inerte synthetische Fasern, die nicht als Bindefasern und/oder Bindemittel fungieren und ein Kollabieren der textilen Struktur bei Feuchtigkeitsaufnahme verhindern, wobei die synthetischen Fasern vorzugsweise Fasern mit einer Schmelztemperatur oberhalb der Aktivierungstemperatur der Bindefasern und/oder des Bindemittels sind, wobei vorzugsweise die synthetischen Fasern ausgewählt sind aus mindestens einer der nachfolgenden Fasern: Synthetische Fasern aus Polyamid, Polyether oder Polyactid.
  9. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die textile Struktur an mindestens einer Oberfläche mit einer wässrigen Emulsion enthaltend ein Bindemittel aus einem Acryl-Copolymer oder einem Polyacrylat oder einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer versehen ist.
  10. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die textile Struktur eine isotrope Faserorientierung oder eine weitgehend isotrope Faserorientierung in der Hauptausdehnungsebene (X-Y Ebene) aufweist, vorzugsweise mit einem Verhältnis der Zugfestigkeiten in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) von höchstens 2,0 und/oder einem Verhältnis der Dehnung in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung von höchstens 2,0 und/oder einer vollständigen Durchdringung in Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung (MD) und zur Querrichtung (CD) durch höchstens 0,1% der Fasern und/oder bei der die Fasern in der textilen Struktur parallel oder im Wesentlichen parallel zur Hauptausdehnungsebene orientiert sind, wobei vorzugsweise der Anteil der die textile Struktur in Richtung senkrecht zur Hauptausdehnungsebene (Z-Richtung) komplett durchdringenden Fasern maximal 0,1% beträgt.
  11. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die textile Struktur ausgewählt ist aus den folgenden Materialien: Airlaid, Spunlace, Needle Punch, Airlay, Airlace, Wetlaid (Tissue).
  12. Schutzmaske nach Anspruch 11, bei der das Airlaid bei der Herstellung nach der Faserablage nicht kompaktiert wird oder nur wenig durch kompaktiert wird, wobei vorzugsweise durch die Kompaktierung die Dicke des Airlaid nicht unter 10% seiner Dicke vor dem Kompaktieren verringert worden ist.
  13. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die textile Struktur eine Porösität von mindestens 95%, vorzugsweise von mindestens 97%, vorzugsweise von 98% und/oder bei der die textile Struktur eine freie absorbierende Oberfläche je cm3 von mindestens 10 cm2, vorzugsweise von mindestens 40 cm2, vorzugsweise von mindestens 80 cm2, vorzugsweise von mindestens 100 cm2, vorzugsweise von mindestens 200 cm2 aufweist und/oder bei der die textile Struktur Luftdurchlässigkeit gemessen bei 200 Pa gemäß ASTM D737-18 von mindestens 1.000 l (m2s), bevorzugt mindestens 3.000 l (m2s), bevorzugt mindestens 5.000 l (m2s), jeweils bezogen auf ein Flächengewicht von 100 g/m2, aufweist.
  14. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der auf mindestens einer Seite der textilen Struktur ein offenporiges Trägermaterial mit einer im Vergleich zu der textilen Struktur höherer Zugfestigkeit angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Zugfestigkeit des Trägermaterials in Maschinenrichtung mindestens 5 Newton pro 50 mm, vorzugsweise mindestens 15 Newton pro 50 mm, vorzugsweise mindestens 30 Newton pro 50 mm, vorzugsweise maximal 100 Newton pro 50 mm beträgt und/oder bei der die Zugfestigkeit des Trägermaterials in Querrichtung vorzugsweise 1 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise 4 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise 8 Newton pro 50 mm, weiterhin vorzugsweise maximal 50 Newton pro 50 mm beträgt.
  15. Schutzmaske nach Anspruch 14, bei der das Trägermaterial mindestens eines der nachfolgenden Merkmale aufweist:
    • das Trägermaterial ist ein weiterer Vliesstoff, insbesondere ein Through Air Bonded Vlies, ein Spinnvlies oder ein kardiertes Vlies,
    • das Trägermaterial auf mindestens einer Seite der textilen Struktur ist hydrophob,
    • das Trägermaterial auf der Innenseite der textilen Struktur ist hydrophob.
  16. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der das Flächengebilde ausschließlich aus der textilen Struktur und ggf. dem Trägermaterial auf einer oder beiden Seiten der textilen Struktur besteht.
  17. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die textile Struktur durch auf dem Trägermaterial abgelegte Fasern gebildet ist, wobei vorzugsweise die textile Struktur und das Trägermaterial auf mindestens einer Seite zu einem Lagenaufbau miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Flüssigkeit absorbierende Schicht und das Trägermaterial Bikomponentenfasern enthalten und thermisch miteinander verbunden sind.
  18. Schutzmaske nach Anspruch 17, bei der der Lagenaufbau thermisch siegelfähig ist, wobei vorzugsweise der Lagenaufbau in Falten gelegt und an den randseitigen Überlagerungsbereichen thermisch versiegelt ist.
  19. Schutzmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 18, die als Einmalartikel (Disposable) ausgebildet ist oder die eine wiederverwendbare Hülle oder Tasche aus einem textilen Material umfasst, in der der Lagenaufbau austauschbar eingesetzt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110203593A1 (en) * 2008-05-15 2011-08-25 Uni-Charm Corporation Mask
WO2014042171A1 (ja) * 2012-09-13 2014-03-20 株式会社日本環境調査研究所 放射性有機ヨウ素を捕集・吸着可能な使い捨てマスク

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