For iwo-lelter coties and other abbreviaiions. refer ¡o ¡he "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations " appearing al the begin-ning of each regular issue of the PCT Cazelle.
ELEMENTO DE FILTRO QUE TIENE ALOJAMIENTO TERMOFORMADO ALREDEDOR DEL MATERIAL DE FILTRO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un elemento de filtro que es apropiado para uso, por ejemplo, en un respirador, una unidad de filtración de aire y otros aparatos de filtración.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un elemento de filtro frecuentemente necesita ser reemplazable, de tal manera que cuando llegue al final de su vida útil, pueda ser retirado del aparato de filtración en el cual es usado y pueda ser reemplazado por un nuevo elemento de filtro. Los elementos de filtro están comúnmente en forma de un cartucho, el alojamiento del cual puede se provisto con una alguna forma de mecanismo de anexión que permite que el cartucho sea equipado en y retirado del aparato de filtración en el cual es utilizado. En otros casos - por ejemplo ciertos tipos de mascarillas respiratorias - el aparato de filtración está diseñado para ser desechado cuando el elemento de filtro llega al fin de su vida útil y en aquellos casos, el elemento de filtro puede ser parte integral -del aparato de filtración. Cartuchos de filtro usualmente son montados al formar primero el alojamiento y luego insertar un material de filtración al alojamiento - véase, por ejemplo, patentes ~ Ref.: 162264 2
norteamericanas 4,592,350, 5,063,926, 5,736,041, 6,277,178 y 6,248,280, y DE-A-197 00 340. Como se ilustra en algunos de estos documentos, el alojamiento puede ser formado en dos partes que son cerradas después que el material de filtración ha sido colocado en posición. Las mascarillas respiratorias" que tienen elementos de filtro como partes integrales de las mascarillas también se han descrito, por ejemplo, en las patentes norteamericanas 2,922,417, 2,922,418, 3,861,381 y 4,790,306, y en EP-A-0 218 348. Partículas absorbentes tales como carbono activado son usadas comúnmente en respiradores como filtros de gas o vapor. Los filtros en general son clasificados de acuerdo con la manera en la cual el material absorbente es soportado en el filtro e incluyen filtros de lecho empacado, filtros no tejidos cargados, filtros de espuma cargados y filtros absorbentes pegados. En los filtros de lecho empacado, las partículas de sorbente están restringidas en un recipiente mediante fuerzas de compresión impuestas sobre y trasmitidas a través del lecho de partículas mediante rejillas y tamices rígidos que cubren las áreas de entrada y salida. Los filtros de lecho empacados tienden a ser cilindricos, tienen espesor constante o profundidad de lecho y tienen una entrada y salida planas. Para llenar el cartucho, las partículas adsorbentes son vertidas comúnmente a través de tamices que dispersan las 3
partículas a medida que caen, creando un nivel de lecho empacado sustancialmente a densidad máxima. Las fuerzas de compresión de las rejillas y tamices de restricción, restringen el movimiento de las partículas para minimizar la canalización de flujo a través del lecho empacado. Un ejemplo de filtro de lecho empacado es mostrado en la patente norteamericana No. 4,543,112. Esta patente revela- un montaje de filtro absorbente fabricado al colocar secuencialmente una primera placa perforada resiliente, un primer filtro de retención, un lecho absorbente, un segundo filtro de retención, una segunda placa perforada resiliente y una cubierta dentro de la porción cilindrica de una cubierta de recipiente. La cubierta es forzada hacia abajo para comprimir el lecho absorbente y para impulsar por muelle resilientemente o tensar la primera placa perforada resiliente. En tanto que las partes son mantenidas conjuntamente bajo compresión, una porción de borde anular de la cubierta cilindrica es laminada a una acanaladura que se extiende circunferencialmente sobre la cubierta de recipiente para sellar herméticamente y mantener mecánicamente las partes de manera conjunta en su relación montada y comprimida . La necesidad de este número de partes y etapas de procesamiento introduce complejidad, también como peso, volumen y costo. Un problema adicional es experimentado 4
cuando un respirador de lecho empacado es combinado en serie con un filtro de partículas para uso en medios ambientes que contienen partículas, también como películas de vapor tales como en aplicaciones de atomización de pintura. En esta situación, las rejillas y tamices de retención pueden crear trayectorias de flujo de aire no uniformes dentro del filtro de partículas, dando como resultado un uso reducido de los medios de filtro y una caída de presión incrementada a través del mismo. Telas no tejidas cargadas que contienen partículas absorbentes en los intersticios entre las fibras que forman la tela han sido reveladas en la técnica de mascarillas faciales de filtración. Un ejemplo es mostrado en la patente norteamericana 3,971,373. También se han revelado espumas cargadas que contienen partículas adsorbentes dispersadas dentro y pegadas en la estructura de espuma. La patente norteamericana 4,046,939 describe una espuma impregnada con carbono para ropa protectora contra químicos nocivos . Tanto las telas no tejidas cargadas como las estructura de espuma cargadas son selladas en el borde al componente de respirador para impedir que el aire sin filtrar se desvíe del filtro. Medios de sellado conocidos incluyen adhesivos, tales como se revela en la patente norteamericana 5,063,926 y anillos de sellado o juntas como ser revela en la patente norteamericana 5,222,488. Las estructura cargadas sufren en general de tener 5
una densidad de partículas absorbentes más bajas que los lechos empacados. Un avance significativo con respecto a la tecnología de lechos empacados y telas cargadas y espumas fue la invención de absorbentes pegados. En la tecnología de absorbentes pegados, las partículas absorbentes son moldeadas a una estructura unitaria utilizando partículas poliméricas que enlazan las partículas absorbentes conjuntamente. Las estructuras absorbentes pegadas eliminan la necesidad de estructuras de soporte adicionales, como son necesarias en los lechos empacados. Un ejemplo de una estructura absorbente pegada es revelada en la patente norteamericana 5,033,465 (véase también patente norteamericana 6,391,429 Bl) . Las estructuras absorbentes pegadas han sido selladas al respirador utilizando un adhesivo - véase, por ejemplo, la patente norteamericana 5,078,132; o mediante moldeo por inyección - véase, por ejemplo, patente norteamericana 4, 790, 306.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un nuevo elemento de filtro que en breve resumen comprende apropiadamente o consiste esencialmente de: (a) un alojamiento que tiene por lo menos una entrada y por lo menos una salida y (b) una masa de material de filtro que está contenida dentro del 6
alo amiento, de tal manera que un fluido a ser filtrado pasa a través de la por lo menos una entrada, el material de filtro y la por lo menos una salida; en donde por lo menos parte del alojamiento comprende un material laminar que es termoformado alrededor de por lo menos parte de la masa de material de filtro para impedir el paso de fluido entre el material de filtro y el material laminar, de tal manera que el fluido pasa a través del material de filtro antes de salir del alojamiento. La presente invención también proporciona un método de fabricación de un elemento de filtro, que en breve resumen comprende las etapas de: (i) proporcionar una masa de material de filtro; (ii) proporcionar un material laminar termoformable y (iü) termoformar el material laminar alrededor de por lo menos parte del material de filtro para encapsular el material de filtro e impedir el paso del fluido entre el filtro y los materias laminares, impidiendo asi el paso del fluido a través del elemento de filtro en lugar de una trayectoria de filtración a través del material de filtro. En relación con los elementos de filtro y cartuchos que han sido conocidos en la técnica, la presente invención puede permitir que los elementos de filtro, tales como cartuchos de filtro para respiradores, sean manufacturados utilizando relativamente pocos componentes. Además, tales 7
elementos de filtro pueden ser fabricados utilizando relativamente pocas etapas de manufactura, ün alojamiento, al cual una masa de material de filtro puede ser contenida, puede ser producido a través de una etapa de termoformación que permite que una pared del alojamiento se ponga en contacto con el material de filtro para impedir el paso de fluido entre el material de filtro y la pared lateral del alojamiento. El alojamiento puede asi ser fabricado de manera fácil y no cara en tanto que proporciona un medio de sellado para asegurar - cuando el elemento de filtro es usado en un respirador - que esencialmente todo el aire inhalado pase a través del elemento de filtro. El material laminar termoformado puede también actuar como medio de retención para asegurar la masa de material de filtro al alojamiento. Estos aspectos permiten que se produzca un cartucho de filtro para un respirador, tal cartucho es relativamente ligero en peso, posee mininas partes y es relativamente fácil de manufactura . El término termoformado" significa que el material laminar ha sido calentado y formado en tanto que todavía está a una temperatura elevada. El material laminar puede haber sido formado, por ejemplo, mediante la aplicación de vacío (conocida como formación al vacío) , mediante la aplicación de presión (conocida como formación a presión) , entre moldes formados (conocido como formación por coincidencia de 8
moldes) , o de cualquier otra manera apropiada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A manera de ejemplo solamente, modalidades de la invención son descritas con referencia a las figuras adjuntas en las cuales: La figura 1 es una vista lateral de una media mascarilla respiratoria 1 que está provista con cartuchos de filtro 5 de acuerdo con la invención; La figura 2 es una vista frontal de la mascarilla 1 de la figura 1, que muestra los cartuchos de filtro 5 y bandas para la cabeza 7, 8 retiradas de la pieza frontal 2; La figura 3 es una vista frontal de uno de los cartuchos de filtro 5 de la mascarilla de la figura 1; La figura 4 es una vista posterior del cartucho de filtro 5 de la figura 3; La figura 5 es una vista lateral del cartucho de filtro 5, tomada en la dirección de las flechas 5-5 de la figura 3; La figura 6 muestra una vista en sección transversal del cartucho de filtro 5, tomada a lo largo de la linea 6-6 de la figura 4; La figura 7 muestra un componente de bandeja 21 que forma la base del cartucho de filtro 5 de la figura 3; La figura 8 es una vista del interior del 9
componente de bandeja 21 de la figura 7; Las figuras 9A - 9B a 12 ilustran esquemáticamente las etapas de un método de fabricación de un cartucho de filtro de acuerdo con la presente invención; Las figuras 13 y 14 son vistas en sección transversal similares a la figura 6 de cartuchos de filtro modificados ; Las figuras 15 y 16 son vistas en sección transversal de componentes de otra forma de un elemento de filtro 49A, 49B de acuerdo con la invención; La figura 17 muestra una vista en sección transversal de un cartucho de filtro formado a partir de los componentes ilustrados en las figuras 15 y 16; La figura 18 es una vista desde el lado de anexión de cartucho de la figura 17, tomada en la dirección de las flechas 18-18; Las figuras 19 y 20 son respectivamente una vista en perspectiva y una vista en sección transversal de todavía otra forma de elemento de filtro de acuerdo con la invención; y La figura 21 muestra una campana respiratoria que incorpora un elemento de filtro de acuerdo con la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS Las figuras 1 y 2 muestran una forma de una media 10
mascarilla respiratoria que está diseñada para ajustarse sobre la nariz, boca y mentón del usuario. La mascarilla 1 comprende una pieza frontal 2 que puede ser producida al ser moldeada por inyección a partir de un material flexible, blando (por ejemplo un material de caucho o hule) y que tiene un puño volteado hacia adentro (no visible en los dibujos) alrededor de su borde. Cuando la mascarilla es usada, el puño forma un sello contra la piel del usuario. La pieza frontal 2 tiene una porción central 3, diseñada para extenderse sobre el puente de la nariz del usuario, en la cual es montada una válvula de exhalación 4. En los lados opuestos de la válvula de exhalación 4, la pieza frontal soporta válvulas de inhalación (no visibles) sobre las cuales se montan cartuchos de filtro 5. En los lados de la pieza frontal se encuentran accesorios 6 para bandas por la cabeza superior e inferior 7, 8 (solamente aquellas para la banda para la cabeza superior son montados) que forman parte de un arnés para la cabeza, tal arnés también incluye un soporte 9, adaptado para ajustarse encima de la cabeza del usuario. Los cartuchos de filtro 5 pueden ser anexados liberablemente a la mascarilla mediante accesorios de bayoneta. Los accesorios de bayoneta no son visibles en la figura 1, pero una parte de un accesorio es indicado con en número 10 en la figura 2. En el uso, las bandas para la cabeza 7, 8 son ajustadas para encajar a la cabeza del usuario y mantener la 11
mascarilla 1 contra la cara del usuario. Cuando el usuario respira, se atrae aire a la mascarilla 1 a través de los cartuchos de filtro 5 y luego a través de las válvulas de inhalación en las porciones de mejilla de la pieza frontal 2. Cuando el usuario exhala, se expulsa aire de la mascarilla a través de la válvula de exhalación 4 localizada en la porción central 3 del cuerpo 2 de mascarilla. Los dos cartuchos de filtro 5 de la mascarilla 1 son idénticos y son construidos como se describe a continuación con referencia a las figuras 3 a 8. Como se muestra en particular en las figuras 3 a 6, un cartucho 5 comprende un alojamiento 15 que contiene una masa de material de filtro. El material de filtro puede incluir una capa de material de filtro de partículas 17 que está dispuesto adyacente a una superficie principal de una capa más gruesa de un material de filtro absorbente de vapor 19 (puede ser adsorbente o absorbente o ambos) . La cara principal externa del material de filtro 17 puede ser cubierta con un material de gasa protectora 17A. La otra cara principal del material de filtro absorbente 19 (la cual puede también estar cubierta por un material de gasa 19 para protegerlo (está localizada en una base en forma de bandeja 21 que forma parte del alojamiento 15 del cartucho. Un material laminar 23, que forma el resto del alojamiento de cartucho 15, es termoformado alrededor y preferiblemente 12
encapsula los lados de las dos capas de material de filtro 17, 19 y la base 21 y un margen 25 de la cara mayor cubierta por gasa externa del material de filtro en partículas 17. El término "encapsula" significa que el material laminar encierra la masa de material de filtro suficiente para llevar a cabo los objetivos de producir un elemento de filtro que impide el escape del fluido sin filtrar a través del elemento de filtro. El material laminar 23 es adherido al margen 25 de la cara principal externa del material de filtro en partículas 17 y .también a la base 21 y así funciona no solamente para encapsular parte de la masa de material de filtro 17, 19 sino también para mantener el material de filtro 19 en la base 21. El área expuesta 27 de la cara principal externa del material de filtro en partículas 17 -esto es, el área al interior del margen 25, no cubierta por el material laminar 23 - constituye una entrada en el alojamiento 15 del cartucho de filtro 5 y es cubierta por un material de gasa que sirve para proteger el material de filtro. La base 21, descrita en mayor detalle a continuación con referencia a las figuras 7 y 8, proporciona una salida 39 para el cartucho de filtro 5 y una cámara impelente 37 entre la salida y el material de filtro adsorbente 19. El aire entra por el cartucho de filtro a través de la entrada 27 y pasa a lo largo de una trayectoria de filtración a través tanto del material de filtración en 13
partículas 17 como del material de filtro absorbente de vapor 19 antes de que entre a la cámara 37 en donde puede pasar a través de la salida 39, la válvula de inhalación asociada y luego al espacio de gas interior definido por la pieza frontal 2. El contacto estrecho entre el material laminar termoformado 23 del alojamiento del cartucho 15 y los lados de la masa de material de filtro 17, 19 impiden que el aire, tal aire es atraído al cartucho de filtro 5 a través de la entrada 27, se desvía del material de filtro (denominado como "escape o respiradero") al fugarse alrededor de los lados del último y evitando mediante esto ser filtrado a medida que fluye a través del cartucho. El término "impide" como se usa en este documento significa así que el material laminar termoformado impide sustancialmente el respiradero a lo largo del (los) lado(s) del material de filtro. Puede haber algo de aire que ciertamente pasa a través del material de filtro en este sitio, pero el aire que hace contacto suficiente con el material de filtro de tal manera que la cantidad no es tan grande que una cantidad significativa de aire avanza sin filtrar y posee un riesgo a la seguridad o salud del usuario. Durante este proceso de inhalación, la cámara 37 sirve para distribuir uniformemente la caída de presión a través de toda el área del material de filtro 19 para impedir un escape o salida prematura del aire inhalado a través del material de filtro. Cuando el usuario exhala, la salida 39 de cartucho de 14
filtro 5 es cerrada mediante la válvula de inhalación asociada, de tal manera que el aire exhalado no puede salir de la pieza frontal 2 a través del cartucho de filtro sino que es expulsado en luqar de esto a través de la válvula de exhalación 4 en la porción central 3 de la mascarilla 1 (véase figura 1) . En el cartucho de filtro mostrado en las figuras 3 a 6, la entrada del aire 27 puede ser definida por la abertura 42 en el material laminar 23 y la salida de aire 39 puede estar localizada en la bandeja de base preformada 21. Como modificación, la entrada de aire 27 podría también ser formada en un componente de alojamiento preformado, con el material laminar termoformado 23 siendo aplicado contra los lados del material de filtro 17, 19. Esencialmente cualquier forma o construcción de la entrada, salida y alojamiento es contemplada de acuerdo con la presente invención en tanto que el aire pueda pasar a través de los medios de filtro sin alentar que ocurra un escape sustancial. Las figuras 7 y 8 muestran la base 21 del alojamiento separada del cartucho de filtro 5. Las paredes laterales 27 de la base 21 son graduadas o escalonadas para formar un borde interno 31 que soporta el material de filtro absorbente de vapor 19 en una posición en la cual está separada espaciadamente de la superficie del fondo interna 33 de la base. Nervaduras verticales 35 sobre la superficie del 15
fondo 33 proporcionan soporte adicional para el material de filtro absorbente de vapor 19 y asegura la presencia, dentro de la base 21 de la cámara 37 entre la superficie del fondo 33 y el material de filtro. Una abertura 39 en el fondo de la base 21 constituye la salida en el alojamiento 15 del cartucho de filtro 5 y es provista separadamente con una parte (no mostrada) de un accesorio de bayoneta que permite que el cartucho de filtro 5 sea anexado de manera liberable a la pieza frontal 2 de la mascarilla respiratoria 1 (figuras 1 y 2) . Como se muestra en la figura 4, se pueden proporcionar barras transversales 39A en la abertura 39 - por ejemplo, por un componente que es ajustado a empuje en la abertura - para proporcionar soporte para una válvula de inhalación en la pieza frontal 2 cuando el cartucho 5 es anexado a la última. El material de filtro en partículas 19 puede ser de esencialmente cualquier tipo conocido como apropiado para uso en respiradores para separar material en partículas del aire inhalado. Preferiblemente por razones descritas posteriormente en la presente, el material de filtro es auto-soportado. Un ejemplo de un material de filtro en partículas apropiado está disponible bajo el nombre comercial "Fíltrete" de 3M Company de St. Paul, Minnesota, Estados Unidos de América. El material de filtro en partículas puede ser fabricado a partir de telas de microfibras cargadas eléctricamente tal como microfibras sopladas en estado 16
fundido. Véanse por ejemplo, las patentes norteamericanas 6,406,657 Bl, 6,375,886 Bl, 6,119,691 y 5,496,507. Las fibras pueden también ser fibras cargadas eléctricamente fibriladas - véase patente norteamericana re-expedida 30,782 y Re 31,285. Además, las fibras pueden tener átomos de flúor en sus superficies para mejorar su resistencia a la neblina de aceite. Véanse por ejemplo patentes norteamericanas 5,432,175 Bl, 6,409,806 Bl, 5,398,847 Bl y 6,397,458 Bl . El material de filtro absorbente de vapor 19 puede ser cualquier tipo conocido como apropiado para uso en respiradores para separar vapores nocivos del aire inhalados. Como el material de filtro en partículas, el material de filtro absorbente de vapor también preferiblemente es auto-soportado. Ejemplos de materiales absorbentes de vapor apropiados son materiales sorbentes pegados tales como materiales de tela cargados por sorbente y de carbono pegados tales como materiales de tela no tejidos cargados con carbono. Varios materiales sorbentes pegados y métodos para su preparación son descritos en las patentes norteamericanas 5,033,465 y 6,391,429 Bl. Varios materiales de tela cargados por sorbente y métodos para su preparación son descritos en la patente norteamericana 3,971,373. La base 21 (figuras 6-8) del cartucho de filtro puede ser formada a partir de esencialmente cualquier material conocido como apropiado para formar un alojamiento 17
de un cartucho de filtro para un respirador. Más comúnmente, la base es formada a partir de un material polimérico mediante por ejemplo un proceso de termoformación (por ejemplo formación al vacio) o un proceso de moldeo por inyección. Un material apropiado para la base 21 es una película de polipropileno o material laminar delgado. El uso de una conexión de bayoneta para anexar el cartucho de filtro 5 a la pieza frontal respiratoria 2 no es esencial y otras formas de anexión podrían ser usadas con modificación consecuente, si es necesario, para formar la abertura de salida 39 en el fondo de la base 21. Varios arreglos para anexar cartuchos de filtro a piezas frontales respiratorias son descritos en la patente norteamericana 5,579,761 a la cual se puede hacer referencia para información adicional. El material laminar 23 que forma el resto del alojamiento 15 de cartucho puede esencialmente ser cualquier material termoformable que es conocido como apropiado para un alojamiento de un cartucho de filtro de un respirador. Más comúnmente, el material laminar 23 es una película u hoja polimérica termoformable (en los que se incluye materiales de película poliméricos en multicapas) pero podría ser, por ejemplo, un material laminado incluye capas de materiales de película no poliméricos, por ejemplo materiales metálicos o tejidos. Un material termoformable apropiado es una película 18
de polipropileno. Ejemplos de materiales termoformables disponibles comercialmente incluyen "Simona 1 rom PP-DWST" obtenido de Ensinger Ltd de Llantrisant, Wales; y "Borealis 1 mm BEC 5012" y "Borealis 1.5 mm BEC 5012" obtenidos de Bay Plastics Ltd, de North Shields, Inglaterra. Las figuras 9-12 ilustran un método de fabricación del cartucho de filtro de la invención, en el cual los componentes correspondientes a aquellos que aparecen en las figuras 3 a 6 llevan los mismos números de referencia. Una pieza de material de filtro en partículas 17 y una pieza de material de filtro absorbente de vapor 19, ambos cortados a una forma apropiada son colocados en la bandeja base ya formada 21, que luego es localizada sobre la placa 40 de una máquina de formación al vacio, sobre una abertura 41 a través de la cual se extraerá un vacio (figura 9A) . Como se muestra en la figura 9B, una abertura 42, ligeramente más pequeña que la cara principal externa del material de filtro 17 es cortada en el material laminar 23 y una pieza de material de gasa 43 es colocada sobre la abertura y su entrada, alrededor de la periferia de la abertura al material laminar. Luego el material laminar 23 es colocado en posición en el bastidor de formación 44 (figura 10) de la máquina de formación al vacio, la placa 40 habiendo sido primero elevada para traer la superficie superior del material de filtro 17 al nivel de la hoja para asegurar que la hoja 23 esté colocada correctamente 19
con la abertura 42 sobre el material de filtro. Una placa 45 es luego colocada sobre la abertura 42 en la hoja 23. Esta placa sirve para proteger el material de filtro 17 cuando la hoja 23 es calentada en preparación para el proceso de formación y también sirve para sellar la abertura 42 cuando se extrae el vacio. La figura 11 muestra un banco de calentadores 46 en la máquina de formación al vacio, que son movidos en posición por encima de la placa 45. Los calentadores 46 son activados para calentar la hoja a un estado flexible blando apropiado para la formación al vacio. Durante esta fase, como ya se mencionó, el material de filtro 17 es protegido mediante la placa 45 contra la exposición directa a los calentadores 46 a través de la abertura 42. Los calentadores 46 son luego retirados, la placa 40 es movida hacia arriba ligeramente para prensar el material de gasa 43 contra la placa 45, y la bomba de vacio (no mostrada) de la máquina es encendida para retirar el aire desde debajo de la hoja 23 a través de la abertura 41 en la placa 40 (figura 12) . La diferencia de presión que es creada entre los lados superior e inferior de la hoja reblandecida 23 provoca que la hoja se mueva hacia abajo alrededor de los lados del material de filtro y montaje de bandeja de base 17, 19, 21. Más específicamente, debido a que la bomba de vacío atrae aire a través de los lados de los materiales de filtro, 17, 19 como se indica por las flechas 20
47 en la figura 12, el material laminar reblandecido 23 se puede mover preferiblemente en contacto intimo con los materias de filtro 17, 19. El material laminar reblandecido 23 se adhiere de manera deseable a los lados de la bandeja base 21 (como se describe anteriormente con referencia a las figuras 3 a 6) y para asegurar que se pueda obtener, se debe proporcionar un pasaje que permitirá que el aire sea extraído debajo de la bandeja base 21 como se indica por las flechas 48. Tal pasaje puede ser provisto, por ejemplo al insertar un separador pequeño (no mostrado) entre el fondo de la bandeja base 21 y la placa 40. Cuando la lámina 23 se ha enfriado, la placa de molde 40 es abatida desde la placa 45 y el material laminar en exceso es retirado desde alrededor de la bandeja base 21, produciendo un cartucho de filtro completo 5 que requiere solamente la adición de barras transversales 39A (figura 4) y un componente mediante el cual el cartucho puede ser anexado a una pieza frontal de respirador. En un cartucho de filtro 5 (figuras 1, 3-6) producido como se describe anteriormente, la etapa de termoformación de la hoja 23 alrededor del material de filtro 17, 19 (figura 12) puede provocar que el material de hoja de pegue a los materiales de filtro (aunque esto no es esencial) . Si se desea, un material adhesivo o un material sellador conformable puede ser aplicado al material laminar 21
23 antes de la etapa de termoformación de tal manera que será colocado entre el material laminar y los materiales de filtro cuando el elemento de filtro o cartucho esté completo. Las figuras 13 y 14 muestran una modificación al método descrito con referencia a las figuras 9 a 12. En este método, el material laminar 23 puede ser termoformado alrededor de los lados de las dos capas del material de filtro 17, 19 y el margen 25 de la cara mayor externa del material de filtro en partículas 17 sin la bandeja base 21. Enseguida de la etapa de termoformación, el material laminar en exceso 23 puede ser cortado para dejar un reborde que se extiende hacia afuera 23a al cual una base formada apropiadamente 22 puede ser asegurada (por ejemplo mediante soldadura ultrasónica) para proporcionar la cámara 37 y la salida de cartucho 39. La figura 13 en particular, muestra una base en forma de plato 22 que tiene paredes laterales 22? y un reborde que se extiende hacia afuera 22B que es soldado al reborde 23A del material laminar 23. La figura 14 muestra una modificación en la cual la base 22 comprende una hoja plana que es soldada, en sus bordes, al reborde 23A, la cámara 37 es provista al extender el material laminar 23 más allá del material de filtro 19 durante la etapa de termoformación como se indica en la referencia 23B. En todavía otra modificación del método ilustrado en las figuras 9 a 12, el material de filtro absorbente de 22
vapor 19 y la bandeja base 21 pueden ser curvos en lugar de planos, de tal manera que el cartucho de filtro resultante 5 será similarmente curvo. Un método como se describe anteriormente con referencia a las figuras 9 a 12 puede también ser usado para fabricar cartuchos de filtro que tienen una construcción diferente de aquella ilustrada en las figuras 3 a 6. Las figuras 15 y 16 muestran esquemáticamente dos elementos de filtro circulares 49A, 49B que pueden ser fabricados mediante termoformación del material laminar 51 alrededor de piezas circulares del material de filtro 53 y luego usados para producir un cartucho de filtro circular del tipo mostrado en las figuras 17 y 18 (no a la misma escala) . El elemento de filtro 49A de la figura 15 comprende una capa de material de filtro 53 que tiene una cubierta de gasa 53A alrededor de la cual un material laminar polimérico 51 ha sido termoformado para acoplarse con los lados 55 y un margen 57 de una cara principal del material de filtro y proporcionar un reborde que se extiende hacia fuera 59 adyacente a la otra cara principal. El elemento de filtro 49B de la figura 16 es similar a aquel de la figura 15, excepto que la capa de material de filtro 53 es provista con una abertura central 61, las paredes de la cual son también cubiertas con el material laminar polimérico 51 durante la etapa de termoformación .
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Como ilustra la figura 17, los elementos de filtro 49?, 49B asegurados conjuntamente en los rebordes 59, usando por ejemplo, un material separador apropiado 63 posicionado entre ellos, para proporcionar un elemento de filtro que tiene entradas 65 en las caras principales externas de los elementos 49A, 49B y una salida en abertura central 61 del elemento 49B. Como se muestra en la figura 18, un componente de anexión 67 (por ejemplo una parte de un accesorio de bayoneta) puede ser anexado en la abertura 61 para proporcionar un cartucho de filtro que puede ser anexado permanente o liberablemente a la pieza frontal de una mascarilla respiratoria. Las figuras 19 y 20 muestran un elemento de filtro apropiado para uso como un filtro de cabina o filtro de aire de sala, tal elemento de filtro puede también ser fabricado mediante termoformación de un material laminar alrededor de un material de filtro para proporcionar por lo menos parte del alojamiento del elemento de filtro. En este caso, el material de filtro es un material de filtro en partículas 69 que es adherido en una configuración plegada y luego es colocado sobre una abertura cubierta por gasa 71 en una hoja 73 de un material termoformable en una máquina de formación al vacío (similar a la figura 9) . Luego el material laminar es formado al vacío alrededor de los lados del material de filtro plegado 69 como se muestra en la figura 20 y el 24
material laminar en exceso es cortado para dejar un reborde que se extiende hacia afuera 75 adyacente a la base de material de filtro. La figura 21 muestra un elemento de filtro 100 de acuerdo con la invención, tal elemento de filtro 100 es incorporado a una campana respiratoria 101 que está diseñada para encerrar la cabeza de un usuario. En el uso, la campana es preferiblemente cerrada alrededor del cuello y hombros del usuario mediante un sello de cuello 103. El elemento de filtro 100 puede ser similar a aquel ilustrado en la figura 15, pero puede tener una forma rectangular en lugar de una forma circular. El elemento de filtro 100 puede ser asegurado sobre una válvula de inhalación en una abertura en la campana mediante soldadura de un reborde que se extiende hacia afuera 59 del material laminar termoformable 51 (véase figura 15) directamente al material de campana. Una válvula de exhalación (no mostrada) puede se provista en cualquier parte para permitir que el aire exhalado salga de la campana. De manera similar, elementos de filtro de acuerdo con la invención pueden ser incorporados a otras prendas de vestir protectoras . En una modificación al elemento de filtro mostrado en la figura 19, el material laminar termoformable 51, que es usado en el elemento de filtro puede también ser material a partir del cual la campana misma es formada. De esta manera, 25
el elemento de filtro se puede convertir en parte integral de la campana. Aunque se ha hecho referencia anteriormente al uso de materiales de filtro en partículas y materiales de filtro absorbentes de vapor en elementos de filtro y cartucho de acuerdo con la invención, se comprenderá que otros materiales de filtro pueden ser empleados, a condición de que estén en una forma que permitan que un material laminar sea termoformado alrededor de ellos. Por ejemplo, materiales de tela pueden ser cargados con partículas que separan un componente de un flujo mediante reacción química o amalgamación en lugar de absorción, con partículas que catalizan la conversión de una sustancia nociva a una forma sin peligro, con partículas que proporcionan un ingrediente para, en lugar de retirar un ingrediente de un fluido. Elementos de filtro construidos como se describe anteriormente no están restringidos a uso con filtros de aire o gas sino que pueden también ser usados para fijación de líquidos. Los elementos de filtro pueden ser ya sea rígidos o flexibles, y como ya se indicó, pueden tener una forma curva. El material laminar termoformable que es usado en las modalidades de la invención descritas anteriormente, para formar por lo menos parte del alojamiento de un elemento de filtro pueden ser esencialmente cualquier material termoformable que sea capaz de ponerse en contacto con el 26
material de filtro para impedir fugas de fluido significativas entre ellos y así impedir que cantidades significativas del fluido sin filtrar llegue a la salida del elemento de filtro. Como ya se describió, el material termoformable puede ser una película polimérica impermeable que, durante el proceso de termoformación, forma alguna forma de un enlace, conexión o los semejantes al material de filtro adyacente. Esto se puede obtener, por ejemplo, por medio del uso de una película en multicapas, la capa interna de la cual (adyacente al material de filtro) tiene un punto de fusión más bajo que las otras capas. Dependiendo de la construcción del elemento de filtro, sin embargo, el uso de un material termoformable impermeable o un material termoformable que forma un enlace real al material de filtro puede no siempre ser necesario para impedir que el fluido sin filtrar llegue a la salida del elemento de filtro. En algunos casos, puede ser suficiente que el material termoformable este en contacto estrecho con el material de filtro o que comprima los bordes del último (por ejemplo, en el caso de elementos de filtro circulares ilustrados en la figura 15) . . Todas las patentes y solicitudes de patentes citadas anteriormente son incorporadas en su totalidad a este documento como si se reprodujeran en pleno. Esta invención se puede llevar a la práctica apropiadamente en ausencia de cualquier elemento no descrito 27
específicamente en este documento. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.