FR3109700A1 - Masque de protection avec filtre interchangeable - Google Patents

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Philippe Moniot
Simon BARTHES
Gilles Duissard
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Abstract

Masque (1) de protection comprenant une coque interne (2) conformée afin de recouvrir la bouche et le nez d’un utilisateur et comprenant une fenêtre (3) d’aération au centre de laquelle un plot (5) de centrage et de fixation est agencé, un filtre (7), dont le contour est adapté pour contourner le rebord (6) de la fenêtre (3) d’aération de la coque interne et comportant un orifice (8) de centrage et fixation, une coque externe (10), adaptée pour fixation contre la coque interne (2), comportant une fenêtre (11) d’aération et une orifice (12) de centrage et fixation. FIGURE 1

Description

Masque de protection avec filtre interchangeable
La présente invention concerne un masque de protection comprenant une coque interne conformée afin de recouvrir la bouche et le nez d’un utilisateur et comprenant une fenêtre d’aération, un filtre dont le contour est adapté pour contourner le rebord de la fenêtre d’aération de la coque interne, une coque externe adaptée pour fixation contre la coque interne, comportant une fenêtre d’aération en correspondance avec celle de la coque interne.
De nombreux types de protections existent pour les personnes exposées à des substances susceptibles de causer des risques pour la santé. Plus particulièrement, dans le secteur des soins de santé, les soignants doivent en général prévoir divers équipements complémentaires pour se protéger le visage. Par exemple des masques sont utilisés pour la protection des voies respiratoires, des lunettes sont requises pour la protection des yeux, des bonnets de tous types sont utiles pour protéger le dessus de la tête. Parmi l’ensemble de ces dispositifs, les masques sont souvent considérés comme un élément critique pour la sécurité des utilisateurs, notamment des soignants. Les niveaux de performances recherchés pour les masques sont souvent particulièrement élevés. Par ailleurs, dans les cas où l’utilisation de masques est récurrente avec d’importantes quantités, l’utilisation de masques entièrement jetables occasionne une importante source de déchets, souvent contaminés, à gérer. Pour éviter cet inconvénient, des masques réutilisables, tels que des masques lavables, ont ainsi été développés.
D’autres masques utilisent des filtres jetables interchangeables. De nombreux exemples de masques de protection de ce type sont connus. Par exemple le document EP0258508 décrit un appareil respiratoire constituant un masque à poussière comportant un filtre remplaçable. Le masque est conçu avec un agencement imposant, dont l’ergonomie et la facilité d’utilisation sont perfectibles.
Le document FR3053256 décrit un masque facial comportant un porte filtre et un filtre amovible. Le masque est de construction simple. L’accès au filtre reste toutefois sujet à des manipulations délicates.
Pour pallier les différents inconvénients préalablement évoqués, l’invention prévoit différents moyens techniques.
Tout d’abord, un premier objet de l’invention consiste à prévoir un moyen de protection contre les gouttelettes en suspension dans l’air susceptibles d’être absorbées par les voies respiratoires d’un utilisateur.
Un autre objet de l’invention consiste à prévoir un moyen de protection réutilisable, tout en conservant un haut niveau de protection.
Un autre objet de l’invention consiste à prévoir un moyen de protection réutilisable, facile d’emploi et sans risque de fausse manipulation susceptible d’affecter l’intégrité du masque.
Encore un objet de l’invention consiste à prévoir un moyen de protection contre les gouttelettes en suspension dans l’air qui soit ergonomique, léger, facile d’utilisation.
Pour ce faire, l’invention prévoit un masque de protection comprenant :
  1. une coque interne conformée afin de recouvrir la bouche et le nez d’un utilisateur et comprenant une fenêtre d’aération au centre de laquelle un plot de centrage et de fixation est agencé ;
  2. un filtre, dont le contour est adapté pour contourner le rebord de la fenêtre d’aération de la coque interne et comportant un orifice de centrage et fixation ;
  3. une coque externe, adaptée pour fixation contre la coque interne, comportant une fenêtre d’aération conçue pour être en correspondance avec celle de la coque interne et une orifice de centrage et fixation ;
dans lequel, en position assemblée et opérationnelle du masque pour filtration de l’air respiré par l’utilisateur et protection dudit utilisateur, le filtre est positionné dans le fenêtre d’aération de la coque interne, le plot de centrage et fixation de la coque interne est inséré dans l’orifice de centrage et fixation du filtre, en ce que la coque externe est fixée contre la coque interne et maintenue en place par clipsage de la coque externe sur le plot de centrage et fixation, et en ce que le clipsage de la coque externe sur le plot forme un pincement du filtre autour de l’orifice du filtre.
Une telle architecture permet de protéger, avec un dispositif réutilisable, les voies respiratoires de l’utilisateur. L’enveloppe procure une protection particulièrement efficace contre les gouttelettes en suspension dans l’air et susceptibles de contenir des virus ou autres éléments à risque pour la santé ou la sécurité de l’utilisateur. Le masque ainsi conçu, utilisé avec un filtre conforme à la norme EN149, en particulier FFP2, ne dégrade pas la performance du filtre et peut donc également satisfaire la norme. Le masque est facile à assembler et désassembler pour une mise en place simple et rapide d’un nouveau filtre. Les deux coques sont réutilisables un grand nombre de fois, et peuvent simplement être nettoyées et/ou désinfectées entre chaque utilisation. Le filtre usagé est de préférence jeté et remplacé par un nouveau afin d’éviter tout risque de contamination.
Cette architecture permet d’une part de bien centrer le filtre sur la fenêtre d’aération afin de s’assurer qu’aucune zone de cette fenêtre ne soit pas recouverte par le filtre. Elle permet d’autre part d’assurer un mode d’assemblage des trois éléments constitutifs du masque qui soit simple, fiable, et facile à mettre en œuvre. L’utilisateur est ainsi assuré d’une protection et d’une efficacité de haut niveau.
Cette architecture procure un masque porte filtre universel, réutilisable, et adapté à tous les filtres textiles sans couture, pour tous usages. Le masque ne dégrade pas les propriétés filtrantes intrinsèques du filtre employé. Ce masque est réutilisable et lavable. Le filtre usagé peut aisément et rapidement être changé pour un filtre neuf. Le design est ergonomique pour être en parfaite adéquation avec le visage des utilisateurs.
Selon un mode de réalisation avantageux, le clipsage de la coque externe sur le plot de centrage et fixation est mis en œuvre par un anneau de clipsage de la coque externe inséré dans une rainure de clipsage de la coque interne agencée autour du plot de centrage et fixation avec maintien par une collerette de clipsage du plot.
Ce mode de clipsage avec pincement du filtre permet un bon niveau d’étanchéité avec un maintien ferme et durable du filtre.
De manière avantageuse, le plot de centrage et fixation est maintenu par des pattes de support coopérant avec le rebord de la fenêtre d’aération de la coque interne.
Cet agencement permet de disposer un plot de fixation en zone centrale du filtre pour un maintien efficace sur toute sa surface, sans obstruer la fenêtre d’aération, assurant ainsi un haut niveau de respirabilité.
Egalement de manière avantageuse, le contour du filtre est replié contre une lèvre du rebord de la fenêtre d’aération de la coque interne.
Selon un mode de réalisation avantageux, le filtre est dimensionné de façon à former une bande de recouvrement autour de la fenêtre d’aération de la coque interne.
Ces deux dernières caractéristiques permettent de placer le filtre sans risque de zone libre, d’assurer un bon maintien et un haut niveau d’étanchéité, pour une sécurité totale de l’utilisateur.
Selon un exemple de réalisation, la bande de recouvrement occupe entre 5% et 50% de la surface du filtre, et plus préférentiellement entre 10% et 35% de la surface du filtre.
De manière avantageuse, les pattes de recouvrement du filtre prévues sur la coque externe sont alignées avec les pattes de support de la coque interne.
Les pattes de recouvrement du filtre sont agencées contre les pattes de support, coinçant ainsi le filtre et procurant un effet de maintien et serrage du filtre, pour éviter que ce dernier puisse de déplacer.
Selon encore un mode de réalisation avantageux, le pincement du filtre dans la rainure de clipsage est au minimum de 1 mm sur toute la périphérie de l’orifice de centrage et fixation du filtre et de préférence comprise entre 2 et 4 mm.
Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 7, présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles:
Fig.1
la figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant un exemple de masque avec les trois parties désassemblées;
Fig.2
la figure 2 montre le masque de la figure 1 de face ;
Fig.3
la figure 3 est une représentation de la coque interne du masque de la figure 1, sans filtre;
Fig.4
la figure 4 est une représentation de la coque interne du masque de la figure 1, avec un filtre placé sur la fenêtre d’aération;
Fig.5
la figure 5 est une représentation schématique partiellement en coupe du masque de la figure 1, vue de côté, avec les trois parties assemblées;
Fig.6
la figure 6 est une vue agrandie de la zone de clipsage permettant d’une part le centrage des éléments du masque, en particulier du filtre, entre eux et d’autre part l’assemblage par clipsage des trois éléments constituants du masque ;
Fig.7
la figure 7 montre une variante de réalisation d’une coque interne avec une fenêtre d’aération optimale.
La figure 1 illustre un masque 1 de protection principalement contre les gouttelettes en suspension dans l’air, afin de protéger les voies respiratoires d’un utilisateur portant le masque.
Ce masque 1 est utile dans plusieurs domaines où un utilisateur est susceptible d’être en contact avec des gouttelettes en suspension dans l’air, principalement dans le domaine médical. Dans ce cas précis, les gouttelettes en suspension dans l’air sont souvent un vecteur important par lequel les micro-organismes sont susceptibles d’être transmis d’une personne infectée vers une personne non infectée. Le masque empêche les gouttelettes en suspension dans l’air d’atteindre la tête de l’utilisateur, protégeant les voies respiratoires.
Ce masque est constitué de trois éléments interconnectables facilement et rapidement, par simple clipsage. Tel qu’illustré à la figure 1, le masque 1 comporte une coque interne 2, de forme et profil spécifiquement adaptés à la morphologie d’un visage d’un utilisateur, un filtre 7, pour absorber les particules, goulettes, polluants et /ou contaminants éventuels, et une coque externe 10, permettant de centrer, fixer et sécuriser le filtre dans le masque. Ces trois éléments sont décrits plus précisément dans ce qui suit.
COQUE INTERNE
La coque interne 2 est conformée afin de recouvrir la bouche et le nez d’un utilisateur. Elle comprend une fenêtre 3 d’aération permettant à l’utilisateur de respirer avec aisance. Un plot 5 de centrage et de fixation est agencé dans la zone centrale de la fenêtre 3 d’aération. Ce plot permet de bien positionner le filtre en regard de la fenêtre et de fixer la coque externe 10, tel que décrit plus loin. Des pattes 4 de support coopérant avec le rebord 6 de la fenêtre 3 d’aération et s’étendant vers la zone centrale de la fenêtre forment un support pour le plot 5. Elles forment également un support pour le filtre, qui se trouve maintenu en place non seulement sur sa périphérie et son centre, mais également entre ces deux zones. Tel que montré aux figures 5 et 6, le plot 5 est entouré par une rainure 14 de clipsage. Dans le prolongement de cette rainure, une collerette 16 de clipsage forme un rebord permettant de maintenir la coque externe 10 lors de l’assemblage des trois composants du masque.
Pour une respirabilité optimale, la fenêtre est de préférence libre de tout élément susceptible d’obstruer le flux d’air, à l’exception du filtre, indispensable au bon fonctionnement du masque et d’éventuels organes servant à l’assemblage du masque. Pour minimiser l’encombrement de la fenêtre 3 d’aération, les pattes de support sont minces. Selon un exemple de réalisation, la portion libre de la fenêtre d’aération représente plus de 60% de la surface de la fenêtre.
FILTRE
Un filtre 7, sert de composant actif pour le masque, et permet d’absorber ou retenir les particules, gouttelettes ou polluants contre lesquels l’utilisateur souhaite de protéger. Le contour 9 du filtre 7 est adapté pour contourner le rebord 6 de la fenêtre 3 d’aération de la coque interne 2. La zone centrale du filtre comporte un orifice 8 de centrage et fixation, à travers lequel le plot 5 de centrage et fixation peut être inséré. La figure 4 montre une coque interne 2 sur laquelle un filtre 7 est mis en place. On observe que la surface du filtre 7 est supérieure à cette de la fenêtre 3 d’aération de la coque interne de façon à former une bande de recouvrement 18 tout autour de la fenêtre 3 lorsque le filtre est mis en place. Cette bande de recouvrement 18 permet d’assurer un bon niveau d’étanchéité au niveau de l’interface entre le filtre 7 et la coque interne 2. Elle procure également une zone tampon évitant toute libération d’une portion de la fenêtre 3 même si le filtre 7 venait à se déplacer légèrement. Dans un exemple de réalisation, la largeur moyenne de la bande 18 de recouvrement est comprise entre 2 et 10 mm et idéalement supérieure à 5mm. La bande de recouvrement occupe par exemple 30% de la surface totale du filtre 7.
En variante, le filtre est thermoformé, éventuellement en forme de cône, afin d’éviter les risques de plis lors de l’assemblage.
COQUE EXTERNE
La coque externe 10 est adaptée pour fixation contre la coque interne 2. A l’image de la fenêtre 3 d’aération de la coque interne 2, une fenêtre 11 d’aération de coque externe est agencée sur la coque. Les deux fenêtres sont prévues de façon à être alignées l’une sur l’autre lors de l’assemblage du masque. Les caractéristiques dimensionnelles des deux fenêtres 3 et 11 sont de préférence similaires. Un orifice 12 de centrage et fixation, à travers lequel le plot 5 peut s’insérer, permet le bon positionnement de la coque et son assemblage par clipsage.
ZONE DE CLIPSAGE
Tel que bien visible aux figures 5 et 6, l’assemblage des trois composants du masque permet de plaquer le filtre 7 contre les pattes 4 de support, de centrer le filtre grâce à l’insertion du plot 5 dans l’orifice 8, et d’assurer un assemblage durable, par clipsage de l’anneau 15 de clipsage dans la rainure 14 de clipsage avec blocage par la collerette 16 de clipsage. Ce dispositif, notamment avec le plot 5, la rainure 14, l’anneau 15 et la collerette 16, forme une zone de clipsage, ou ensemble de clipsage du masque. L’assemblage par clipsage tel que préalablement décrit permet par ailleurs de former un pincement 17 du filtre entre la rainure 14 de clipsage et l’anneau 15 de clipsage, créant un haut niveau d’étanchéité et empêchant tout déplacement du filtre. Le pincement 17 du filtre est généré par les caractéristiques dimensionnelles. Selon un exemple de réalisation, le diamètre de l’orifice 8 du filtre (avant assemblage) est de 10,5 mm. Le diamètre du pincement 17 est de 14 mm, donc plus grand que celui de l’orifice 8, ce qui crée le pincement lors de l’assemblage des trois éléments.
MATERIAUX
Pour la coque interne, on utilise avantageusement un matériau thermoplastique ou élastomère thermoplastique par exemple de dureté entre 30 et 80 Shore A, ou plus préférentiellement un matériau TPU ou TPE de dureté entre 50 et 80 Shore A.
Pour la coque externe, on utilise avantageusement un matériau thermoplastique ou polymère thermoplastique semi-cristallin ou élastomère thermoplastique, et plus préférentiellement un matériau TPU ou TPE de dureté supérieur à 70 Shore A.
Pour le filtre, on utilise avantageusement tout type de membrane, tissé ou non tissé, selon la capacité de filtration souhaitée. Pour des filtres conformes à la norme FFP2, on utilise de préférence un matériau polypropylène.
Pour les sangles, on utilise avantageusement un matériau à base de polyester ou nylon et en élasthanne pour la partie élastique.
VARIANTES DE REALISATION
Pour assurer une meilleure étanchéité, un joint souple en matériau élastomère ou silicone peut être disposé sur le rebord 6 de la fenêtre 3 d’aération de la coque interne 2.
La figure 7 montre une variante de réalisation d’une coque interne 2 avec une fenêtre d’aération permettant une respirabilité optimale. A cet effet, le nombre de pattes de support 4 de filtre est réduit, afin de ne pas obstruer la fenêtre d’aération. Dans un tel masque, trois pattes sont prévues sur chacune des coques. Les pattes des deux coques sont alignées afin de se superposer lors de l’assemblage. Dans une variante non illustrée, deux pattes agencées de part et d’autre de la zone de clipsage sont prévues et permettent de fixer cette zone de clipsage.
Tel qu’illustré aux figures 2 et 5, le masque 1 comporte deux sangles 20 de fixation, coopérant avec la coque externe 10. Les sangles permettent de fixer le masque en passant par exemple derrière la tête de l’utilisateur. En variante, une sangle de chaque côté du masque permet de fixer ce dernier en passant la sangle derrière les oreilles de l’utilisateur.
On peut noter que la configuration des coques démontables permet la possibilité de prévoir plusieurs tailles de masques afin de s’adapter au mieux à la morphologie des utilisateurs.
L’ensemble des éléments du masque est de préférence suffisamment léger pour assurer un confort d’utilisation, soit entre 2 et 100g, et préférentiellement entre 20 et 65g.
  1. Masque
  2. Coque interne
  3. Fenêtre d’aération de coque interne
  4. Pattes de support pour filtre
  5. Plot de centrage et fixation
  6. Rebord de fenêtre d’aération
  7. Filtre
  8. Orifice de centrage et fixation
  9. Contour du filtre
  10. Coque externe
  11. Fenêtre d’aération de coque externe
  12. Orifice de centrage et fixation de coque externe
  13. Pattes de recouvrement du filtre
  14. Rainure de clipsage
  15. Anneau de clipsage
  16. Collerette de clipsage
  17. Pincement filtre
  18. Bande de recouvrement
  19. Lèvre
  20. Sangle

Claims (8)

  1. Masque (1) de protection, comprenant :
    1. une coque interne (2) conformée afin de recouvrir la bouche et le nez d’un utilisateur et comprenant une fenêtre (3) d’aération au centre de laquelle un plot (5) de centrage et de fixation est agencé ;
    2. un filtre (7), dont le contour est adapté pour contourner le rebord (6) de la fenêtre (3) d’aération de la coque interne et comportant un orifice (8) de centrage et fixation ;
    3. une coque externe (10), adaptée pour fixation contre la coque interne (2), comportant une fenêtre (11) d’aération conçue pour être en correspondance avec celle de la coque interne (2) et un orifice (12) de centrage et fixation ;
    caractérisé en ce que, en position assemblée et opérationnelle du masque (1) pour filtration de l’air respiré par l’utilisateur et protection dudit utilisateur, le filtre (7) est positionné dans le fenêtre (3) d’aération de la coque interne (2), le plot (5) de centrage et fixation de la coque interne (2) est inséré dans l’orifice (8) de centrage et fixation du filtre, en ce que la coque externe (10) est fixée contre la coque interne (2) et maintenue en place par clipsage de la coque externe sur le plot (5) de centrage et fixation, et en ce que le clipsage de la coque externe sur le plot (5) forme un pincement (17) du filtre autour de l’orifice (8) du filtre (7).
  2. Masque selon la revendication 1, dans lequel le clipsage de la coque externe (10) sur le plot (5) de centrage et fixation est mis en œuvre par un anneau (15) de clipsage de la coque externe (10) inséré dans une rainure (14) de clipsage de la coque interne (2) agencée autour du plot (5) de centrage et fixation avec maintien par une collerette (16) de clipsage du plot (5).
  3. Masque selon la revendication 1, dans lequel le plot (5) de centrage et fixation est maintenu par des pattes (4) de support coopérant avec le rebord (6) de la fenêtre (3) d’aération de la coque interne (2).
  4. Masque selon la revendication 1, dans lequel le contour (9) du filtre est replié contre une lèvre (19) du rebord (6) de la fenêtre (3) d’aération de la coque interne.
  5. Masque selon la revendication 1, dans lequel le filtre (7) est dimensionné de façon à former une bande (18) de recouvrement autour de la fenêtre d’aération (3) de la coque interne (2).
  6. Masque selon la revendication 5, dans lequel la bande de recouvrement occupe entre 5% et 50% de la surface du filtre, et plus préférentiellement entre 10% et 35% de la surface du filtre.
  7. Masque selon la revendication 3, dans lequel des pattes (13) de recouvrement du filtre prévues sur la coque externe (2) sont alignées avec les pattes de support (4) de la coque interne (2).
  8. Masque selon la revendication 1, dans lequel le pincement (17) du filtre dans la rainure (14) de clipsage est au minimum de 1 mm sur toute la périphérie de l’orifice (8) de centrage et fixation du filtre et de préférence comprise entre 2 et 4 mm.
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