FR3109497A1 - Masque respiratoire et procédé de conformation anatomique - Google Patents

Abstract

Masque respiratoire et procédé de conformation anatomique Masque filtrant de protection respiratoire, comportant une coque (10) en matière plastique à placer sur le visage, réalisée dans un matériau thermo-formable pouvant être amené par chauffage au-delà d’une température donnée dans un état lui permettant de se déformer de manière permanente sous contrainte mécanique, ce qui permet de conformer le masque à la forme du visage en le chauffant puis le pressant sur le visage alors qu’il est encore suffisamment chaud. Ledit matériau présente une température de fléchissement sous charge supérieure à 30°C (norme ISO75f HDT sous 1,8 MPa) et la coque présente un bord libre (19) destiné à contacter la peau d’épaisseur inférieure ou égale à 0,6 mm. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Masque respiratoire et procédé de conformation anatomique

La présente invention concerne un masque respiratoire à placer sur le visage, et plus particulièrement mais non exclusivement un masque de protection filtrant.

On connaît des masques de protection chirurgicaux, constitué d’une ou plusieurs couches de textile maintenues sur le visage de l’utilisateur par des élastiques. L’inconvénient de ces masques est qu’ils sont dédiés à un usage unique, et génèrent ainsi une quantité importante de déchets.

De plus, la qualité de la protection est relativement faible, ces masques étant destinés principalement à éviter les projections du porteur du masque sur son entourage.

Des masques avec une coque préformée existent par ailleurs. Ces masques présentent en principe un pouvoir filtrant amélioré, par exemple FFP2 ou FFP3, mais leur rigidité relative fait que l’interface avec la peau est souvent imparfaite, notamment pour certaines morphologies de visages. Des passages formés entre la peau et le bord du masque peuvent laisser fuiter l’air, ce qui réduit l’efficacité du masque et peut constituer une gêne pour les porteurs de lunettes en dirigeant l’air chaud expiré vers celles-ci, avec un risque de condensation.

Pour améliorer l’interface avec la peau, il est fréquent d’ajouter un insert métallique à conformer à la forme du nez ou un joint en mousse. Toutefois, ces éléments complexifient la fabrication du masque et son recyclage. De plus, de tels masques restent à usage unique.

Face à la pénurie actuelle de masques dans certains pays en raison de l’épidémie de COVID-19, il a été proposé de réaliser et d’utiliser des masques textiles lavables. Ces masques sont similaires par leurs qualités de filtration aux masques chirurgicaux basiques, et ne visent essentiellement qu’à protéger l’environnement de l’utilisateur des risques de projections du porteur. Leur nettoyage pour être satisfaisant impose de respecter des conditions particulières, notamment un séchage à haute température ou un repassage. De plus, ils sont souvent épais et de ce fait relativement lourds et inconfortables pour certains. Enfin, leur fabrication est difficile à automatiser, car nécessite des opérations de couture.

Il a été proposé sur certains forums d’utiliser les imprimantes 3D pour réaliser des masques en matière plastique agencés pour recevoir un matériau filtrant tel qu’un disque de coton et permettre son remplacement. Les masques proposés ont toutefois une coque dont la forme reproduit sensiblement celle des masques FFP2 existants, et s’avèrent relativement lourds et peu confortables à porter sur une longue période. De plus, ces masques sont destinés à une impression à l’unité, et leur prix de revient est incompatible avec une production de masse susceptible de répondre à la forte demande en période de crise sanitaire. Pour le confort à l’interface avec la peau, un joint en silicone est rapporté.

Il a été proposé dans la demande WO2014/151324 de personnaliser la forme d’un masque en réalisant une acquisition de données 3D décrivant la forme du visage de la personne destinée à porter le masque puis en générant un fichier d’impression 3D tenant compte de ces données, de telle sorte que le masque s’adapte parfaitement à la forme du visage de la personne.

Bien que permettant de réaliser un masque anatomique à la forme exacte du visage, un tel procédé est complexe à mettre en œuvre à large échelle, car nécessite une acquisition de données 3D et le calcul d’un fichier d’impression spécifique.

On connaît un masque réalisé en EVA, qui est un thermoplastique de faible module de flexion. La température relativement faible de fléchissement sous contrainte de l’EVA rend le masque conformable à chaud en le chauffant à 60°C par immersion dans un bain d’eau chaude. En contrepartie, la résistance à la chaleur du masque est moindre, ce qui peut limiter les possibilités de stérilisation à la chaleur du masque.

Certains matériaux plus rigides offrent une meilleure résistance à la température mais en contrepartie présentent une température de fléchissement sous contrainte plus élevée, qui obligerait à porter le masque à une température plus élevée pour le conformer. Or, si cette température est trop élevée, le masque devient difficile, voire impossible à manipuler pour l’utilisateur.

Il existe par conséquent un besoin pour bénéficier d’un masque anatomique qui soit facile à réaliser, compatible avec une large diffusion, résistant à la chaleur afin de permettre un nettoyage, voire une stérilisation aisée, tout en offrant une possibilité de conformation anatomique.

L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un masque respiratoire à disposer sur le visage, notamment un masque filtrant de protection respiratoire, comportant une coque en matière plastique à placer sur le visage, cette coque étant réalisée dans un matériau thermo-formable pouvant être amené par chauffage au-delà d’une température donnée dans un état lui permettant de se déformer de manière permanente sous contrainte mécanique, ce qui permet de conformer le masque à la forme du visage en le chauffant puis le pressant sur le visage alors qu’il est encore suffisamment chaud, ledit matériau présentant une température de fléchissement sous contrainte supérieure ou égale à 30°C (norme ISO75f HDT sous 1,8 MPa) et la coque présentant un bord libre destiné à contacter la peau relativement fin, de préférence d’épaisseur inférieure ou égale à 0,6 mm, mieux inférieure ou égale à 0,5 mm, encore mieux inférieure ou égale à 0,4 mm.

L’invention permet de réaliser un masque anatomique ou à tout le moins de rendre le masque plus anatomique, sans avoir à réaliser une acquisition préalable de données 3D ni générer un fichier d’impression 3D spécifique. Le matériau est de préférence choisi pour offrir une tenue à la température permettant au masque de résister à un lavage au lave-vaisselle à 70°C ou à une stérilisation en autoclave.

La conformation du masque peut s’effectuer très facilement, car il suffit de chauffer le masque à une température suffisante puis de l’appliquer sur le visage pour qu’il se déforme à son contact de manière permanente et garde ensuite, après refroidissement, une forme épousant mieux celle du visage. Ladite température donnée peut être comprise entre 80 et 100°C, ce qui permet de chauffer facilement le masque avec de la vapeur ou de l’eau à ébullition, comme précisé plus loin. La finesse du bord arrière limite l’inertie thermique et permet malgré la température relativement élevée à laquelle le masque est chauffé, d’éviter le risque d’inconfort lors l’opération de conformation.

Le matériau utilisé pour réaliser le masque présente de préférence une température de fléchissement sous charge (norme ISO75f HDT sous 1,8 MPa) inférieure ou égale à 60°C, mieux comprise entre 40 et 50°C.

Le matériau utilisé peut être relativement rigide et présenter un module de flexion mesuré selon ISO178(23°C) supérieur ou égal à 600 MPa, mieux à 700 MPa, encore mieux à 800 MPa, encore mieux supérieur ou égale à 1000 MPa, notamment compris entre 1000 et 2000 MPa, par exemple de l’ordre de 1200 MPa. La finesse du bord arrière lui permet de rester souple néanmoins dans la zone de contact avec la peau et de ne pas générer d’inconfort.

Le matériau utilisé peut présenter une température de fusion mesurée selon la norme ISO11357 supérieure ou égale à 170°C, notamment comprise entre 170 et 200°C.

Le matériau utilisé peut présenter une dureté Shore D mesurée selon la norme ISO868 supérieure ou égale à 70, notamment comprise entre 70 et 85.

Le matériau utilisé peut présenter une densité comprise entre 1 et 1,3.

Un exemple d’un matériau convenant tout particulièrement est le polyamide 11, qui peut être biosourcé et fabriqué à partir d’huile de ricin, par exemple l’un de ceux commercialisés par la société Arkema sous la marque Rilsan pour l’impression 3D.

Un tel matériau peut être utilisé sous forme de poudre dans une technique de fabrication additive et le masque peut ainsi être facilement réalisé par impression 3D dans ce matériau.

La partie arrière du masque peut être souple et réalisée sans joint rapporté.

Le masque peut comporter une partie avant pourvue d’une zone de réception d’un élément de maintien d’un matériau filtrant, cette partie avant comportant de préférence deux bossages latéraux qui se raccordent à l’avant à ladite zone de réception.

L’invention n’est toutefois pas limitée à une forme particulière de partie avant, et le masque peut notamment être réalisé avec un embout de connexion à un tuyau de circulation d’air.

Avantageusement, la partie du masque qui est déformée à chaud est réalisée avec une épaisseur de paroi relativement fine, de préférence comprise entre 0,15 et 0,5 mm, sur une partie de son pourtour au moins, mieux sur la totalité de son pourtour. Cette partie qui est prévue pour être déformée à chaud peut sa situer entre le nez du masque et le bord arrière du masque.

Toute la partie arrière du masque peut être réalisée avec une telle épaisseur, sur une partie de son pourtour au moins.

Avantageusement également, les extrémités arrière des bossages précités sont éloignées du bord arrière de la coque.

De préférence, la forme du masque est compatible avec une production par impression 3D par lots ou par moulage par injection. La matière utilisée pour la fabrication peut être choisie de façon à être compatible avec un passage au lave-vaisselle, voire être stérilisable en autoclave.

La faible épaisseur de matière de la partie arrière procure une grande souplesse à l’interface avec la peau, et l’arrière de la coque peut se déformer facilement pour s’adapter à la forme du visage. Ainsi, le risque de présence de fuites entre le masque et le visage est réduit, ce qui améliore la sécurité et le confort en réduisant le risque de projection sur les lunettes du porteur de l’air chaud expiré. La faible épaisseur de matière contribue également à la légèreté du masque et au confort du port de celui-ci. La présence des bossages latéraux dans des réalisations préférentielles contribue à rigidifier la coque à l’avant sans pour autant nuire outre mesure à la déformabilité de celle-ci à l’arrière. Le fait de rigidifier la coque à l’avant facilite la fixation de l’élément de maintien et facilite la manipulation du masque qui peut s’effectuer par le nez de celui-ci pour bien le positionner sur le visage, sans que l’utilisateur ne soit pénalisé par la souplesse de la partie arrière. La rigidité de la partie avant permet également de poser le masque sur la partie avant lors de son chauffage ou de le manipuler par la partie avant pour le chauffer, et contribue à sa stabilité dimensionnelle lors de l’opération de conformation anatomique.

La finesse de la paroi contribue à sa déformabilité à chaud, lorsque le masque est chauffé pour être conformé à la forme du visage.

De préférence, la partie arrière est réalisée avec une épaisseur de paroi comprise entre 0,15 et 0,5 mm sur tout son pourtour, mieux comprise entre 0,15 et 0,4 mm, encore mieux comprise entre 0,15 et 0,35 mm, par exemple de 0,25 mm. La coque présente avantageusement une épaisseur de matière, sur son bord arrière en contact avec la peau, inférieure à 0,3 mm. Une telle finesse est avantageuse en ce qu’elle limite l’inertie thermique de la partie venant au contact de la peau lors de l’opération de conformation, et évite ainsi l’inconfort lié à la chaleur du masque.

La coque peut être avantageusement réalisée par impression 3D, en lots. On peut fabriquer plusieurs tailles de masques, et utiliser la taille la plus proche de celle du visage avant de conformer à chaud le masque.

Dans un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’élément de maintien du matériau filtrant comporte une partie de fixation sur la coque, définissant un logement de réception du matériau filtrant, et une partie de retenue du matériau filtrant, configurée pour se fixer sur la partie de fixation. Le fait de rapporter l’élément de maintien sur la coque peut permettre de le réaliser de façon séparée, et faciliter la fabrication de la coque, notamment par impression 3D, en permettant d’empiler les coques lors de leur production.

La partie de retenue peut être configurée pour se fixer sur la partie de fixation de façon réglable, en pouvant être déplacée relativement à la partie de fixation jusqu’à obtenir le serrage recherché pour le matériau filtrant.

Cela peut permettre d’immobiliser une épaisseur variable de matériau filtrant, voire plusieurs une ou plusieurs couches de matériau filtrant, au choix de l’utilisateur, et selon l’efficacité de filtration recherchée. L’invention offre ainsi la possibilité d’utiliser un grand nombre de matériaux filtrants différents, réduisant d’autant le risque de pénurie.

De préférence, la partie de retenue est montée de manière imperdable, étant reliée par une charnière à la partie de fixation.

Le logement de réception du matériau filtrant est de préférence de contour circulaire, adapté à recevoir un disque de matériau filtrant. Ainsi, l’utilisateur peut utiliser comme matériau filtrant un disque de coton du type de ceux utilisés pour se démaquiller, facile à se procurer, ou tout autre substrat adapté.

La coque peut être formée à l’avant avec une grille venue de matière avec le reste de celle-ci. Cette grille offre une surface de réception plane pour le matériau filtrant et peut contribuer à rigidifier encore la coque à l’avant, dans la zone de réception de l’élément de maintien.

L’élément de maintien du matériau filtrant peut être agencé pour se monter par tout moyen sur la coque, par exemple par une fixation à pas de vis, cône sur cône ou de type baïonnette.

L’élément de maintien peut être agencé pour plaquer le matériau filtrant contre la coque une fois monté. Par exemple, la coque est réalisée avec une grille à l’avant, contre laquelle le matériau filtrant est plaqué par l’élément de maintien.

En variante, l’élément de maintien du matériau filtrant est agencé pour se fixer par l’intérieur sur la coque. Dans ce cas notamment, l’élément de maintien peut être sous forme de bague.

L’élément de maintien peut être agencé pour se fixer par l’extérieur sur la coque.

L’élément de maintien du matériau filtrant peut être agencé pour se fixer sur la coque en pinçant ou en plaquant le matériau filtrant contre la coque de manière à assurer son maintien.

De préférence, le masque comporte deux boutons venus de matière avec la coque, pour l’accrochage d’une bande élastique, de préférence unique, ces boutons présentant de préférence une tête ovale, allongée dans une direction perpendiculaire à la direction de traction de la bande élastique. Cela peut permettre d’utiliser une bande élastique pourvue de boutonnières, tout en facilitant le montage de cette bande et son maintien. La présence de boutonnières le long de la bande de maintien permet un réglage facile de la longueur de la bande élastique. La bande élastique peut être facilement enlevée si nécessaire pour faciliter le lavage du masque. Les boutons sont de préférence agencés sur la coque de manière à ne pas gêner l’empilage des masques pour la fabrication, et notamment les boutons peuvent s’engager dans la coque immédiatement sous une coque donnée de la pile.

Les bossages latéraux peuvent présenter la même épaisseur de matière que la partie arrière de la coque, au moins sur la majeure partie de leur longueur.

De préférence, la partie arrière de la coque se termine par un bord arrondi dirigé vers l’extérieur. L’arrondi permet d’éviter de blesser la peau et l’orientation vers l’extérieur préserve la souplesse de la partie arrière.

L’extrémité arrière des bossages peut être éloignée d’une distance (d) d’au moins 15 mm du bord arrière de la coque. Cette distance est mesurée le long de la partie arrière.

Le rayon de courbure des bossages latéraux en leur sommet et à mi-longueur de ceux-ci est par exemple compris entre 20 et 30 mm. De préférence, ce rayon de courbure tend à croître en allant vers l’arrière, les bossages ayant de préférence une forme généralement conique.

Les bossages latéraux présentent de préférence une dépouille comprise entre 10 et 20°, mieux comprise entre 13 et 17°, par exemple de l’ordre de 15°. Une telle valeur permet d’optimiser la production des masques par impression 3D, en permettant de produire une pile d’un nombre élevé de coques dans la même cuve tout en évitant le risque de fusion des coques entre elles. La partie arrière présente alors notamment pour de telles valeurs d’angle de dépouille des bossages latéraux, une dépouille supérieure à celle des bossages latéraux, au moins sur les côtés.

De préférence, les bossages latéraux se raccordent à l’avant à un col plus épais, définissant au moins partiellement la zone de réception.

Le masque, et notamment au moins la coque, est de préférence réalisé en polyamide 11 comme mentionné plus haut.

Le matériau utilisé peut incorporer un agent biocide ou un matériau biocide peut être appliqué dessus, par exemple sous forme de spray.

L’invention a encore pour objet un procédé de conformation anatomique d’un masque selon l’invention, comportant les étapes consistant à :

• Chauffer le masque pour amener au moins une partie du matériau constitutif de la coque dans un état lui permettant de prendre une déformation permanente sous contrainte mécanique,
• alors que le matériau est dans cet état, plaquer le masque contre le visage de manière à le conformer à la forme de celui-ci.

De préférence, le masque est chauffé à une température comprise entre 80°C et 100°C. Par exemple, le masque est chauffé en étant placé au-dessus d’une casserole remplie d’eau à ébullition. En particulier, le masque peut être posé par son nez sur une grille couvrant la casserole, et laissé ainsi le temps suffisant pour que la vapeur ramollisse la paroi fine, par exemple une trentaine de secondes.

Le fait de poser le masque par son nez, plus épais, sur la grille lui permet de ne pas s’affaisser sous l’effet de la chaleur.

Le masque peut alors être saisi par l’arrière, puis plaqué contre la peau, en attendant le cas échéant quelques secondes avant le contact avec la peau pour que la température de surface de la partie arrière diminue et n’occasionne pas de sensation d’inconfort chez les personnes sensibles. Toutefois, la finesse de la paroi de la partie arrière du masque dans l’invention fait que l’inertie thermique est faible et le refroidissement rapide. Le masque chaud peut être plaqué pendant quelques secondes, par exemple entre 1 et 10s, contre le visage.

Une fois refroidi, le masque conserve sa nouvelle forme, et devient plus anatomique.

Le masque peut être réalisé avec différentes tailles, et l’on choisit le masque le plus proche de sa taille pour le conformer.

Le choix du polyamide 11 est avantageux en ce qu’il permet au masque de conserver sa forme en cas de passage au lave-vaisselle au programme chaud 70°C, ce qui permet de le nettoyer facilement. L’invention n’est toutefois pas limitée à ce matériau et d’autres matériaux appropriés peuvent être utilisés.

L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’un masque tel que défini ci-dessus, dans lequel la technique de fabrication du masque est une technique de fabrication additive. En particulier, un lot de plusieurs masques empilés peut ainsi être réalisé dans une même cuve de fabrication.

L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’un masque selon l’invention dans lequel la coque est réalisée par moulage par injection. Dans ce cas, il est avantageux de mouler avec la coque l’élément de maintien. Ce dernier est par exemple relié à la coque par une charnière ou par un ou plusieurs ponts de matière sécables.

L’invention a encore pour objet un procédé de nettoyage d’un masque selon l’invention, dans lequel on retire le matériau filtrant et éventuellement la bande élastique, et l’on procède au lavage du masque dans un lave-vaisselle. Un nouveau matériau filtrant peut être mis en place sur le masque propre.

Le masque peut également être réalisé dans un matériau apte à une stérilisation en autoclave, le cas échéant. On veillera à ne pas appliquer de contrainte mécanique lors de la stérilisation du masque, de façon à ne pas modifier sa forme. Le masque sera de préférence placé sur un support de manière à reposer à l’envers, par sa partie avant. La finesse de la partie arrière, et le poids réduit qui en résulte, limite le risque de fléchissement sous son propre poids de celle-ci lors de la stérilisation en autoclave.

L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un masque de protection respiratoire, comportant :

• une coque en matière plastique à placer sur le visage, cette coque comportant :
  • une partie arrière souple sans joint rapporté, ayant un bord arrière adapté à épouser la forme du visage, la partie arrière étant réalisée avec une épaisseur (e) de paroi comprise entre 0,15 et 0,5 mm sur une partie de son pourtour au moins, et
  • une partie avant pourvue d’une zone de réception d’un élément de maintien d’un matériau filtrant.

Toutes les caractéristiques exposées plus haut peuvent se combiner avec le masque selon cet autre aspect de l’invention.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

la figure 1 représente en perspective un exemple de masque selon l’invention,

la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 du masque après ouverture de l’élément de maintien du matériau filtrant, ce dernier étant représenté avant insertion dans son logement,

la figure 3 représente le masque avant montage de l’élément de maintien sur la coque,

la figure 4 est une coupe de la coque dans un plan transversal,

la figure 5 illustre le montage de la bande élastique sur la coque,

la figure 6 est une coupe partielle selon l’axe du logement de réception du matériau filtrant,

la figure 7 représente de manière partielle et schématique en coupe le bord arrière de la coque,

la figure 8 représente un détail de la zone de réception,

la figure 9 est une vue de côté illustrant le positionnement des boutons d’accrochage de la bande élastique,

la figure 10 est une vue éclatée d’une première variante de masque selon l’invention,

la figure 11 est une vue éclatée d’une deuxième variante de masque selon l’invention,

la figure 12 est une vue éclatée d’une troisième variante de masque selon l’invention,

la figure 13 représente en perspective une variante de masque, et

la figure 14 représente en élévation une pile de coques de masques telle qu’obtenue par fabrication additive.

Description détaillée

On va maintenant décrire en référence aux figures 1 à 8 un exemple de masque 1 selon l’invention.

Ce dernier comporte une coque 10 à appliquer sur le visage, portant un matériau filtrant 30, visible sur la figure 2 notamment, maintenu en place par un élément de maintien 20 rapporté sur la coque 10 dans une zone de réception 17.

La coque 10 présente une partie arrière 11 souple de forme générale évasée vers l’arrière, terminée par un bord 19 visible sur la figure 7, arrondi et dirigé vers l’extérieur.

Le dessus de la coque 10 forme une zone plus étroite 14, destinée à épouser la forme de l’arête du nez.

Le coque 10 présente à l’avant deux bossages 12a et 12b de forme généralement conique, s’évasant vers l’arrière avec une dépouille d’une quinzaine de degrés environ par rapport à l’axe X de la partie avant. Le rayon de courbure R de chaque bossage 12a ou 12b augmente ainsi vers l’arrière, étant par exemple de l’ordre d’une vingtaine de mm à mi-longueur des bossages, quand on progresse de l’avant vers l’arrière.

Les bossages 12a et 12b se raccordent à la partie arrière 11 de la coque selon une ligne de jonction 70 éloignée d’une distanceddu bord arrière 19 de la coque 10, comme visible sur la figure 8 notamment. Cette distancedest par exemple de l’ordre d’une vingtaine de mm. La partie arrière 11 présente, dans le prolongement des bossages 12a et 12b vers l’arrière, une dépouille plus importante, comme on peut le voir sur la figure 6.

Les bossages 12a et 12b se rejoignent à l’avant à un col 16 en formant un épaulement 72. Le col 16 est terminé par une collerette 18 participant au montage de l’élément de maintien 20.

Dans l’exemple considéré, le col 16 supporte une grille 80 contre laquelle le matériau filtrant 30 vient en appui par une face, comme on peut le voir sur la figure 6 plus particulièrement.

La collerette 18 présente un contour circulaire avec des méplats 83, au nombre de trois, disposés à 120° les uns des autres, comme on peut le voir sur la figure 3.

L’élément de fixation 20 présente, comme cela est visible sur cette figure également, une partie de fixation 21 agencée pour se fixer sur le col 16, et une partie de maintien 22, reliée par une charnière 23 à la partie de fixation 21. Cette dernière présente une paroi définissant une ouverture 84 à engager sur le col 16. L’ouverture 84 présente un contour circulaire avec des méplats 24 et des butées d’immobilisation 25. La collerette 18 est munie sur sa face tournée vers l’arrière de crans correspondants 85, destinés à coopérer avec les butées 25 pour bloquer la rotation de la partie de fixation 21 au terme de son montage sur le col 16.

La partie de maintien 22 présente une grille 28 entourée par un bord relevé 90, lui-même terminé par un rebord 91 dirigé vers l’extérieur.

Le masque 1 est maintenu sur la tête de l’utilisateur par une bande élastique 40, visible sur la figure 5 seulement, non représentée sur les autres figures.

Cette bande 40 est pourvue d’au moins une boutonnière 41 à chaque extrémité, et mieux de boutonnières 41 réparties sur toute sa longueur à intervalles régulier.

La coque 10 est réalisée avec deux boutons 13 pour l’accrochage de la bande 40. Chaque bouton 13 présente une tête de section ovale, de grand axe orienté sensiblement perpendiculairement à la ligne de traction préconisée de la bande élastique 40 sur la coque 10, la tête étant reliée à la coque par une tige de plus faible section. Pour accrocher la bande 40 sur le bouton 13, l’utilisateur oriente la boutonnière 41 sensiblement selon le grand axe de la tête du bouton 13, comme illustré sur la figure 5.

La présence d’un seul point de traction sur la coque 10 de chaque côté de celle-ci à une distance relativement faible du bord arrière 19, par exemple inférieure à 15 mm, évite de plisser sa paroi et réduit ainsi le risque de création d’un passage d’air entre le bord arrière 19 de la coque 10 et la peau du visage. De préférence, chaque bouton 13 est positionné sur la coque 10 de telle sorte que lorsque le masque est observé de côté, l’angle formé entre l’axe X du col 16 et la ligne L joignant le centre du bouton 13 avec l’intersection de l’axe X du col 16 et de la face avant de la grille 80, soit compris entre 10 et 20°, étant par exemple proche de 15° environ, comme illustré à la figure 8. L’orientation de la traction de la bande élastique permet de plaquer le masque sur le visage, la bande élastique passant au-dessus des oreilles du porteur du masque.

La partie arrière 11 de la coque 10 est réalisée avec une épaisseurede matière relativement faible, de préférence inférieure ou égale à 0,3 mm, par exemple égale à 0,25 mm.

Cette très faible épaisseur est présente dans l’exemple illustré sur tout le pourtour de la partie arrière 11, y compris sur l’arrondi du bord arrière 19, ce qui confère une très grande souplesse au masque et une bonne adaptabilité à la morphologie du visage. La coque 10 peut ainsi être qualifiée de « semi-rigide », avant une partie avant relativement rigide et une partie en arrière de celle-ci relativement souple.

Les bossages 12a et 12b peuvent être réalisés avec la même épaisseur de matière que la partie arrière 11 jusque dans la zone formant épaulement 72 où la paroi de la coque 10 devient plus épaisse.

Le masque 1 illustré convient tout particulièrement à une fabrication additive, mais l’invention n’est pas limitée à la fabrication du masque par une technologie d’impression 3D et la coque peut encore être réalisée par moulage par injection.

Dans le cadre d’une fabrication additive, plusieurs coques peuvent être réalisées au sein d’un même lot de fabrication, dans une même cuve de fabrication, dans une configuration où les masques sont empilés, comme illustré sur la figure 14. Un angle de dépouille des bossages 12a et 12b d’une quinzaine de degrés permet d’obtenir un bon compromis entre le nombre de coques pouvant être fabriquées dans cette configuration empilées et l’absence de fusion de matière non désirée entre coques adjacentes. L’imprimante 3D utilisée est par exemple une imprimante de type Multi Jet Fusion de la société Hewlett Packard mais l’invention n’est pas limitée à une technologie particulière de fabrication additive et d’autres technologies de fabrication additive, par exemple de type SLS, peuvent être utilisées.

Le matériau dans lequel la coque 10 peut être réalisée est de préférence un polymère thermoplastique tel que le polyamide 11, comme mentionné plus haut.

Le cas échéant, le matériau polymère du masque comporte un agent biocide. En variante, le masque est revêtu, par exemple par pulvérisation, d’un revêtement biocide.

L’élément de maintien 20 peut être réalisé par la même technique de fabrication additive que la coque 10, ou en variante par une technique de fabrication différente, par exemple par moulage par injection.

Le fait de réaliser l’élément de maintien 20 sous la forme d’une pièce séparée permet d’empiler les coques 10, et ainsi de gagner en productivité dans le cas d’une fabrication additive.

Pour assembler le masque 1, la partie de fixation 21 est engagée sur le col 16 à l’avant, et verrouillée sur celui-ci en la faisant tourner.

On aboutit alors à la configuration illustrée à la figure 6, avec méplats 24 engagés dans la gorge formée entre la collerette 18 et l’épaulement 72 à la base du col 16.

Le matériau filtrant 30 peut ensuite être mis en place dans son logement, délimité par le montant 26 présent à la périphérie de la partie de fixation 21, comme illustré à la figure 6.

Dans l’exemple illustré, le matériau filtrant 30 est un disque en coton, de type utilisé pour se démaquiller. On peut utiliser tout type de matériau filtrant, et notamment à pouvoir de filtration renforcé, par exemple de type FFP2.

Le matériau filtrant vient en appui par une face contre la grille 80 et est maintenu pressé contre celle-ci par la grille 28 de la partie de retenue 22, lorsque cette dernière est rabattue contre la partie de fixation 21. La partie de retenue 22 est fixée dans la partie de fixation 21, dans l’exemple considéré, par serrage de son bord relevé 90 contre le montant 26. Ainsi, la partie de retenue 22 peut être enfoncée plus ou moins dans la partie de fixation 21 jusqu’au serrage désiré du matériau filtrant 30. Le serrage du bord de la partie de retenue 22 contre le montant 26 permet à la fois d’obtenir un montage relativement étanche forçant l’air à traverser le matériau étanche, et d’autre part de permettre un montage avec un degré de liberté dans l’axe X, permettant d’accueillir des matériaux filtrants plus ou moins épais, voire plusieurs épaisseurs de matériaux filtrants, de même nature ou non.

Lors de l’utilisation, même si le masque a été conformé à chaud pour être rendu plus anatomique, la coque 10 peut encore subir une déformation d’ensemble lui permettant d’épouser au besoin la forme du visage de l’utilisateur, grâce à la souplesse de la partie arrière 11, réalisée avec une très faible épaisseur, cette souplesse n’étant pas contrariée outre mesure par la présence de bossages 12a et 12b qui s’étendent en retrait du bord arrière 19. Ainsi, lorsque le visage de l’utilisateur se déforme parce que l’utilisateur parle par exemple, le visage de l’utilisateur reste peu contraint, ce qui contribue au confort du port du masque sur la durée.

L’arrondi vers l’extérieur que forme le bord arrière 19 permet d’accroître la surface d’appui contre la peau et évite ainsi de blesser celle-ci, sans pour autant apporter trop de rigidité à la partie arrière du fait de l’orientation vers l’extérieur de ce bord. La faible épaisseur de matière de la coque rend le masque léger et contribue également au confort du masque, de même que la largeur de la bande élastique unique. De plus, la présence du bord arrière arrondi confère une certaine étendue à la surface d’appui, utile lors de la conformation à chaud du masque pour transmettre les efforts mécaniques à la coque afin d’amener celle-ci à se déformer.

Le masque peut être conformé à chaud, avant la première utilisation, à la forme du visage de l’utilisateur.

Pour ce faire, on place par exemple le masque au-dessus d’une casserole remplie d’eau à ébullition. Le masque est posé par son nez sur une grille couvrant la casserole, et laissé ainsi le temps suffisant pour que la vapeur ramollisse la paroi de la coque, notamment dans la partie arrière et au niveau de la ligne délimitant les bossages à l’arrière, la durée de chauffage étant par exemple d’une trentaine de secondes.

Le fait de poser le masque par son nez, plus épais, sur la grille lui permet de ne pas s’affaisser sous l’effet de la chaleur.

Le masque peut alors être saisi par l’arrière, puis plaqué contre la peau, en attendant le cas échéant quelques secondes avant le contact avec la peau pour que la température de surface de la partie arrière diminue et n’occasionne pas de sensation d’inconfort chez les personnes ayant la peau sensible. Toutefois, la finesse de la paroi de la partie arrière du masque dans l’invention fait que l’inertie thermique est faible et le refroidissement de la partie la plus fine venant au contact de la peau est rapide. Le masque chaud peut être plaqué pendant quelques secondes, par exemple entre 1 et 10s, contre le visage.

Une fois refroidi, le masque conserve sa forme, et devient plus anatomique.

Après utilisation, le matériau filtrant 30 peut être retiré. Pour ce faire, l’utilisateur ouvre le logement qui le contient en tirant sur la partie de retenue 22, cette opération étant facilitée par la présence du rebord 91 qui dépasse légèrement vers l’extérieur du montant 26.

Ensuite, le masque peut être nettoyé en étant placé dans un lave-vaisselle par exemple. On peut éventuellement retirer la bande élastique avant de placer le masque dans le lave-vaisselle.

L’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit, et de nombreuses modifications peuvent être apportées à l’invention sans sortir de son cadre.

Par exemple, l’élément de maintien 20 peut être réalisé différemment.

A titre d’exemple, on a représenté à la figure 9 une variante de masque 1 dans laquelle le matériau filtrant est maintenu dans la zone de réception de celui-ci par un élément de maintien 20 sous la forme d’une bague engagée à l’intérieur du masque 1 par l’arrière, et venant pincer le matériau filtrant à sa périphérie contre un siège correspondant de forme cylindrique, formé dans une zone de réception 17 interne, à l’avant de la coque 10.

Dans la variante illustrée à la figure 10, l’élément de maintien 20 se présente sous la forme d’un capot qui est engagé par l’avant du masque sur la zone de réception 17, et vient serrer le matériau filtrant 30 sur un siège correspondant, de forme cylindrique de révolution. Sur cette figure, on a illustré la possibilité de superposer plusieurs épaisseurs de matériau filtrant 30.

Dans l’exemple de la figure 11, l’élément de maintien 20 est agencé pour se fixer sur un col formé à l’avant de la coque 10 dans la zone de réception 17, par tout moyen, par exemple par vissage, friction, notamment cône sur cône, encliquetage ou fixation de type baïonnette. Une fixation procurant un serrage du matériau filtrant lors de la fixation de l’élément de maintien, tel qu’une fixation de type quart de tour, est avantageuse.

L’élément de maintien 20 présente un logement défini entre deux parois, débouchant à l’extérieur par une fente 61 permettant l’introduction du matériau filtrant 30 entre elles. L’élément de maintien 20 peut présenter une grille contre laquelle est serré le matériau filtrant 30 par le bord avant du col.

Dans la variante illustré à la figure 13, la coque 10 est réalisée sans les bossages latéraux, avec une grille 98 à l’avant, bordé par un bourrelet de renfort 96 qui s’étend tout autour de la zone de réception 17 de l’élément de maintien 20. Ce dernier est formé avec une grille 97, et le matériau filtrant (non représenté sur cette figure) est mis en place sur la grille 98 avant de rapporter l’élément de maintien 20 sur celle-ci. La fixation de l’élément de maintien s’effectue par exemple par encliquetage ou par tout autre moyen adapté. Dans le cas où la coque 10 est réalisée par fabrication additive, il est avantageux de réaliser l’élément de maintien sous la forme d’une pièce réalisée séparément, de façon à permettre la fabrication des coques sous une forme empilée. Dans le cas d’une fabrication par injection de la coque, il peut être avantageux de mouler l’élément de maintien 20 en même temps que la coque 10 et dans le même moule, l’élément de maintien 20 étant alors relié à la coque par un pont de matière formant charnière par exemple, permettant de le rabattre sur la zone de réception 17. Dans l’exemple de la figure 13, la partie arrière 11 de la coque 10 peut être réalisée avec la même forme que celle des coques des exemples de réalisation précédemment décrits, et notamment avec une fine épaisseur de paroi au niveau en particulier du bord arrière 19. Dans le cas d’une réalisation par moulage par injection, il peut être avantageux d’utiliser pour réaliser la coque 10 un élastomère thermoplastique.

Bien entendu, la forme de la coque et celle de l’élément de maintien peut être encore modifiée dans d’autres variantes, non illustrées. L’élément de maintien peut être réalisé de manière indépendante de la coque, comme illustré, ou en variante avec la coque en étant relié à celle-ci par un pont de matière, sécable ou non, tel qu’une charnière par exemple, permettant de rapporter ensuite l’élément sur la zone de réception prévue à cet effet sur la coque. On peut encore utiliser dans certaines variantes comme élément de maintien un joint torique, engagé sur un siège correspondant réalisé à l’avant de la coque.

Claims (23)

1. Masque respiratoire à disposer sur le visage, notamment masque filtrant de protection respiratoire, comportant une coque (10) en matière plastique à placer sur le visage, cette coque étant réalisée dans un matériau thermo-formable pouvant être amené par chauffage au-delà d’une température donnée dans un état lui permettant de se déformer de manière permanente sous contrainte mécanique, ce qui permet de conformer le masque à la forme du visage en le chauffant puis le pressant sur le visage alors qu’il est encore suffisamment chaud, ledit matériau présentant une température de fléchissement sous charge supérieure à 30°C (norme ISO75f HDT sous 1,8 MPa) et la coque présentant un bord libre (19) destiné à contacter la peau d’épaisseur inférieure ou égale à 0,6mm.
2. Masque selon la revendication 1, l’épaisseur du bord libre (19) étant inférieure ou égale à 0,5mm, mieux à 0,4mm.
3. Masque selon l’une des revendications 1 et 2, ledit matériau présentant un module de flexion supérieur ou égal à 600 MPa, mieux 700 MPa, encore mieux 800 MPa (ISO178(23°C)), encore mieux 1000 MPa.
4. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit matériau présentant une température de fléchissement sous charge inférieure ou égale à 60°C, mieux comprise entre 40 et 50°C (norme ISO75f HDT sous 1,8 MPa).
5. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite température donnée étant comprise entre 80 et 100°C.
6. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit matériau présentant une température de fusion (norme ISO11357) supérieure ou égale à 170°C.
7. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, le matériau utilisé présentant une dureté Shore D mesurée selon la norme ISO868 supérieure ou égale à 70, notamment comprise entre 70 et 85.
8. Masque selon l’une des revendications 1 à 7, ledit matériau étant du polyamide 11, de préférence biosourcé.
9. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, la partie du masque qui est destinée à être déformée à chaud étant réalisée avec une épaisseur de paroi comprise entre 0,15 et 0,5 mm, sur une partie de son pourtour au moins, mieux sur la totalité de son pourtour.
10. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, la coque comportant :

    • une partie arrière souple (11) sans joint rapporté, ayant un bord arrière (19) adapté à épouser la forme du visage, la partie arrière (11) étant réalisée avec une épaisseur (e) de paroi comprise entre 0,15 et 0,5 mm sur une partie de son pourtour au moins.
11. Masque selon la revendication 10, la coque étant réalisée avec une partie avant pourvue d’une zone de réception (17) d’un élément de maintien d’un matériau filtrant (30).
12. Masque selon la revendication 11, la partie avant comportant deux bossages latéraux (12a, 12b) dont les extrémités arrière (70) sont éloignées du bord arrière (19) de la coque et qui se raccordent à l’avant à ladite zone de réception (17).
13. Masque selon l’une des revendications 11 et 12, la partie arrière (11) étant réalisée avec une épaisseur de paroi comprise entre 0,15 et 0,5 mm sur tout son pourtour, mieux comprise entre 0,15 et 0,4 mm, encore mieux comprise entre 0,15 et 0,35 mm.
14. Masque selon l’une des revendications 12 et 13, les bossages latéraux (12a, 12b) présentant la même épaisseur de matière que la partie arrière (11) de la coque, au moins sur la majeure partie de leur longueur.
15. Masque selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, les bossages latéraux (12a, 12b) se raccordant à l’avant à un col (16) plus épais, définissant au moins partiellement la zone de réception (17).
16. Masque selon l’une quelconque des revendications 12 à 16, l’élément de maintien (20) du matériau filtrant (30) comportant une partie (21) de fixation sur la coque (10), définissant un logement de réception du matériau filtrant, et une partie de retenue (22) du matériau filtrant, configurée pour se fixer sur la partie de fixation.
17. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, la coque (10) ayant une épaisseur de matière, sur son bord arrière (19) en contact avec la peau, inférieure à 0,3 mm.
18. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, la coque étant réalisée par impression 3D.
19. Masque selon l’une quelconque des revendications précédentes, la coque ayant une partie arrière se terminant par un bord arrondi (19) dirigé vers l’extérieur.
20. Procédé de conformation anatomique d’un masque à la forme du visage d’une personne destinée à le porter, le masque étant tel que défini dans l’une quelconque des revendications précédentes, ce procédé comportant les étapes consistant à :

    • Chauffer le masque pour amener au moins une partie du matériau constitutif de la coque (10) dans un état lui permettant de prendre une déformation permanente sous contrainte mécanique,
    • alors que le matériau est dans cet état, plaquer le masque contre le visage de manière à le conformer à la forme de celui-ci.
21. Procédé selon la revendication 20, le masque étant chauffé à une température comprise entre 80°C et 100°C avant d’être appliqué sur le visage.
22. Procédé selon l’une des revendications 21 et 22, le masque étant chauffé en étant placé au-dessus d’une casserole remplie d’eau à ébullition.
23. Procédé selon la revendication 22, le masque étant posé par son nez sur une grille couvrant la casserole.