WO2021212162A1 - Breathing mask for rapid production in a disaster event, scented mask and healing mask - Google Patents

Breathing mask for rapid production in a disaster event, scented mask and healing mask Download PDF

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WO2021212162A1
WO2021212162A1 PCT/AT2021/060133 AT2021060133W WO2021212162A1 WO 2021212162 A1 WO2021212162 A1 WO 2021212162A1 AT 2021060133 W AT2021060133 W AT 2021060133W WO 2021212162 A1 WO2021212162 A1 WO 2021212162A1
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WO
WIPO (PCT)
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fold
mask
nasal
filter material
chin
Prior art date
Application number
PCT/AT2021/060133
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German (de)
French (fr)
Inventor
Markus KIENAST
Hildegard KIENAST
Manfred GATTERER
Original Assignee
Kienast Markus
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Publication date
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    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1107—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape
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    • A41D13/1115—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape with a horizontal pleated pocket
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    • A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1161—Means for fastening to the user's head

Definitions

  • the invention relates to the development of a method for the production of face masks (half masks) covering the mouth and nose from flat (e.g. textile) filter materials by means of a special folding technique and fixing the folds by conventional sewing technology or other fixing techniques (e.g. clips, EU trasonic welding) , which is characterized in that the special folding technique forms a round bulge in the mouth area and thus creates sufficient distance between the mouth and the filter material without the need for an additional supporting structure and the mask can be optically enhanced with a decorative fabric, whereby Filter performance, sealing and breathing resistance remain unaffected.
  • a special folding technique forms a round bulge in the mouth area and thus creates sufficient distance between the mouth and the filter material without the need for an additional supporting structure and the mask can be optically enhanced with a decorative fabric, whereby Filter performance, sealing and breathing resistance remain unaffected.
  • the respiratory protection mask is characterized by the fact that it has a metal strip in the nose part, which ensures the necessary seal in the nose area, but the mask can create a sufficient seal with the face without any load-bearing structure, so that when using appropriately high-performance filter materials (EPA, HEPA , EILPA) the highest requirements regarding leakage and filter performance (e.g. according to EN 149: 2001 + A1: 2009 [FFP1 / 2/3] or similar) are met.
  • appropriately high-performance filter materials EPA, HEPA , EILPA
  • the bulge in front of the mouth can also be form-stabilized by inserting a reusable plastic device.
  • respiratory masks can be manufactured without the aid of expensive special machines and can therefore be manufactured locally in large numbers in the event of supply crises without advance notice and the resulting respiratory mask 2. does not need any supporting structures, and 3.
  • These respiratory masks can be optically upgraded with decorative fabrics and these respiratory masks 4. can be reprocessed several times by steam sterilization without deformation problems and 5. a better decontamination result can be achieved by reducing the layers to be penetrated by the steam.
  • the filter materials are usually applied to load-bearing structures (e.g. half-shells) or stiffening cover materials are attached, which are connected to the filter by means of EU trasound welding.
  • the supporting structures mostly consist of different materials than the filter material itself.
  • the different materials behave differently when exposed to heat and moisture (such as when worn for long periods or even more extreme when steam sterilized at 121 or 134 ° C).
  • Experience has shown (e.g. according to studies by the Vienna Health Association) to result in significant deformations of the mask construction due to different shrinkage quotients when exposed to heat, which is why commercially available FFP2 / 3 masks can be reprocessed a maximum of lx or not at all by steam sterilization for repeated use.
  • rubber coatings which were applied to improve the sealing, sometimes loosen and deform at the high temperatures.
  • the mask can also be penetrated by steam faster and more safely in vacuum-steam decontamination methods.
  • our masks meet the FFP2 criteria without any problems even after 30 reprocessing cycles.
  • the possibility of multiple reprocessing reduces the total daily requirement for masks, which in turn helps to avoid supply crises.
  • the masks are also characterized by a high level of comfort, which makes them ideal for use as an all-day mask. Because of the low breathing resistance, the masks are particularly suitable for allergy sufferers, patients with pre-existing lung diseases, old and frail people, people who have to wear the masks for long periods of time, strenuous activities, fitness, sport, deliveries under Covid-19 protective measures and for children because the masks can be produced in all sizes and can also be customized with colorful fabrics.
  • the mask can also be used as a scented and healing mask by drizzling the edges of the mask with essential oils, for example, which are then released into the air throughout the day.
  • the process is characterized by the fact that a wide variety of fixing techniques - even very simple ones such as sewing and clips - can be used.
  • the cut and folding technique are designed in such a way that the effective filter surfaces do not have any seam holes.
  • the filter medium is compressed there. This compression on the seam, but also on the surrounding material, ensures a natural seal, which is why the seam at these points cannot have a negative effect on the tightness of the mask.
  • a large pressure differential would be required for air to enter or exit the mask through these compressed ends.
  • due to the large active filter surface and the high permeability of the filter medium these high pressure differences do not arise.
  • “false air” that flows into the mask along the compressed filter surfaces would nevertheless repeatedly penetrate the filter medium along the direction of flow and exit again and be filtered in the process.
  • the method according to the invention for producing a respiratory protection mask, which is designed to cover the mouth and nose, from a flat, preferably textile filter material comprises the steps: a) providing the flat filter material; b) fastening a metal piece in the area of one side of the filter material, preferably by sewing into the filter material; c) folding over the area of the filter material to which the metal piece is attached to form a nasal fold; d) wrapping the filter material on a side opposite the nasal fold in order to form a chin fold (e) folding the filter material essentially in half between the nasal fold and the chin fold, the nasal fold being placed on the chin fold; f) folding the superimposed nasal folds and chin folds twice to form an N-shaped arrangement, the nasal folds being covered on both sides in the N-shaped arrangement; g) mutual indentation of ends of the chin crease from edges of the N-shaped array towards a central area; h) mutual indentation of ends of one of the chin folds and the nasal fold along the N-shaped arrangement
  • the method according to the invention preferably also comprises the step of cutting off edge regions of the N-shaped arrangement between steps h) and i).
  • the method also includes the application of a decorative fabric on an outside of the filter material.
  • the metal piece, the first rubber band and / or the second rubber band are preferably fastened by means of sewing, clips, clamps and / or ultrasonic welding.
  • the metal piece is also preferably a wire.
  • Figure 1 to Figure 12 show a sequence of the method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 13 to Figure 23 show the sequence of the method according to the invention in an alternative embodiment.
  • FIG. 24 shows a possibility for fixing rubber bands on a mask produced by means of the method according to the invention.
  • the basic form of the arrangement is made in the universal size from a piece 25 x 35 cm Fig. 1 —1— large, tensile filter mat (to achieve FFP2 according to EN 149 the filter mat must correspond to at least F9 according to EN 779), a sufficiently dimensionally stable 14 cm long metal piece —2— (in the prototype household standard 1 x 1.5mm 2 solid copper wire with white insulation), a 34 cm long elastic band —8— (eg elastic band with 5 mm width) for the upper headband and 28 cm for the neck band below —9—
  • the piece of metal —2— is placed parallel to the 25 cm edge, close to the edge, evenly spaced from the long sides, as shown in Fig . by means of a zipper foot).
  • the fold —3— is now tucked in two more times (Fig. 3) so that the seam disappears completely in the fold and the wire is again on the outer edge of the fold.
  • This fold forms the future “nasal fold” —3—
  • the arrangement is also optimized so that the outward-facing filter surfaces are not pierced by a seam.
  • the mask variant “C” with the additional decorative layer of fabric should be selected. This can be printed, embroidered or otherwise decorated before production, as the decorative fabric layer does not contribute to the filter function. Now in - Fig. 3 - 7 cm of the lower 25 cm edge is tucked in towards the top - 14 - This fold finally forms the sealing surface around the chin (“chin fold”).
  • the arrangement is chosen so that the outside of the filter material is in contact with the face, which prevents the air between the chin and inside of the mask from making its way through the coarser inner fabric of the filter mat instead of penetrating through the denser outside of the filter mat to have to.
  • This arrangement guarantees that any air currents flowing through the microgap between chin and mask must interact with the active filter side and are filtered in the process. Because of the importance of this fold for the tightness and thus for the filter performance and the minimization of the leakage, this fold of 7 cm was chosen very generously. This is also intended to prevent the user from intentionally or unintentionally folding out the fold and so that the mask can no longer be put on properly and thus a tight fit can no longer be established.
  • the arrangement is folded in half in - Fig. 4 - by folding the lower half upwards and thus covering the nasal fold -3-. Then - Fig. 5 - the arrangement is folded in an N-shape to form an accordion and temporarily fixed with a clamp (eg clothespin).
  • the nasal fold must point towards the inside of the accordion and be covered by the future fold of the chin.
  • the same - Fig. 6 - is also done the wrong way round on the other side of the mirror and fixed with a clamp, so that a continuous accordion fold is created.
  • the next two steps are performed sequentially on the left and right sides of the array.
  • the chin crease is pulled inward about 1.5 cm from the rest of the mask edge and is fixed in this position. This reduces the tension on the chin crease when wearing the mask and thus prevents the filter material from tearing at the seam.
  • the mask is turned on its front side Fig. 9. Now the two folds above the nasal fold are also drawn approx.
  • Steps 8 to 11 are now repeated on the right side.
  • the arrangement is fixed by means of a clamp so that it can no longer shift until sewing.
  • This arrangement shortens the top and bottom of the mask compared to the central "mouth fold", which forms a round bulge. This creates sufficient breathing space in the mouth area.
  • the mask is not in contact with the mouth, which means that the air penetrates through the entire filter surface when breathing. This reduces the pressure difference between outside and inside when inhaling and exhaling, which “in the same breath” reduces the likelihood of condensation forming on the filter medium.
  • a small pressure difference (0.3 mbar pressure difference was measured in the test setup, EN 149 allows up to 3 mbar) also means less stress on the lungs, which means that the mask can be worn for long periods of time. 12.
  • the protruding parts of the fold can be cut off to create a straight cut.
  • COLOR variant is based on the basic shape. So that a decorative layer of fabric can be attached, the nose and chin folds are slightly modified.
  • the protective mask according to the COLOR variant is manufactured in the universal size from a piece of 25 x 30 cm Fig. 13 —1— large, tensile filter mat (to achieve FFP2 according to EN 149, the filter mat must correspond to at least F9 according to EN 779), a sufficiently dimensionally stable 14 cm long piece of metal —2— (in the prototype household standard 1 x 1.5mm 2 solid copper wire with white insulation), a 34 cm long elastic band —8— (e.g. elastic band with a width of 5 mm) for the upper headband and 28 cm for the Neck tape below —9—
  • the fabric is laid so that the rough side of the filter material (outside) faces down and the smooth side up.
  • the piece of metal "2" is placed parallel to the edge of the 25 cm edge as shown in Fig. by means of a zipper foot).
  • the decorative fabric is connected to the filter material in a continuous seam approx. 0.5 cm from its upper —5— and lower edge —6—.
  • the fold —3— is now tucked in or rolled at least two more times until the nasal fold is right up to the top decorative seam (5).
  • the seam of the nasal fold disappears completely in the fold and the wire is again on the outer edge of the fold.
  • This is how the future “nasal fold” is formed —3—
  • it is important that the filter surfaces that lie on the face for sealing are not pierced by a seam, so that no false air is sucked in through seam holes and thread and thus an optimal seal can be produced.
  • the arrangement is also optimized so that the outward-facing filter surfaces are not pierced by a seam. Since it is not possible to attach embroidery patterns (e.g. for a logo), prints and decorations directly to the filter, mask variant “C” is also equipped with a decorative layer of fabric that can be printed, embroidered or otherwise decorated before production without the filter function to contribute.
  • the workpiece is turned over as in Fig. 15.
  • the nasal fold should be temporarily fixed beforehand with a clamp in such a way that the clamp holds the nasal fold and filter material, but not the decorative material.
  • the overturned arrangement consisting of the two superimposed, interconnected fabrics, is folded in half in - Fig. 16 - by folding the lower half upwards and thus covering the nasal fold - 7 -. Then - Fig.
  • the arrangement is folded in an N-shape to form an accordion and temporarily fixed with a clamp (eg clothespin).
  • a clamp eg clothespin
  • the nasal fold must point towards the inside of the accordion and be covered by the future fold of the chin.
  • the same is done on the other side of the mirror, the opposite of —Fig. 17— and fixed with a clamp so that a continuous accordion fold is created.
  • the next two steps are performed sequentially on the left and right sides of the array. We start on the left. First, the arrangement is rotated as shown in Fig. 18. According to - Fig. 19 - the chin crease - 14 - is pulled inwards about 1.5 cm from the rest of the mask edge and is fixed in this position.
  • the indentation is temporarily fixed with brackets until sewing. Now steps 17 and 18 are repeated on the right-hand side.
  • the mask turned on the front - Fig.21-. We start on the left. Now the two folds over the nasal fold are also drawn approx. 1.5 cm towards the center of the mask - Fig. 22-. Now the foremost fold (it forms the central fold of the mouth —15—) is drawn again approx. 1.5 cm towards the middle, so that the edge of the fold is again parallel to the edge of the nasal fold, but offset 1.5 cm inwards as in —Fig.23—. The staggered folds now form a characteristic “N”.
  • the arrangement is fixed by means of a clamp so that it can no longer shift until sewing.
  • This arrangement shortens the top and bottom of the mask compared to the central “mouth fold” —15—, which forms a round bulge. This creates sufficient breathing space in the mouth area.
  • the mask is not in contact with the mouth, which means that the air penetrates through the entire filter surface when breathing. This reduces the pressure difference between outside and inside when inhaling and exhaling, which “in the same breath” reduces the likelihood of condensation forming on the filter medium.
  • a small pressure difference (a pressure difference of 0.3 mbar was measured in the test setup, EN 149 allows up to 3 mbar) also means less stress on the lungs, which means that long wearing of the mask is tolerable.
  • Steps 21 and 22 are now repeated on the right-hand side.
  • the inside-out variant is mostly manufactured like the COLOR variant, but no decorative fabric is attached. So that the chin fold can be made dimensionally stable, the starting material has to be made a little longer at the lower end and, based on the nasal fold, also folded outwards.
  • the arrangement can be adjusted in size in any variant by scaling the cut according to the dimensions of the head and face. This also enables the production of children's masks.
  • a method for the production of respiratory protection half masks from flat filters by means of special folding technology, without special machines even in times of crisis, is thus described here, with a metal clip in the nosepiece and a round bulge in the mouth area, but without the need for a load-bearing structure, with an oversized filter surface and with extreme low breathing resistance and therefore suitable for long periods of wear and strenuous activities, can be reprocessed several times by steam sterilization, can be optically upgraded with decorative, printed or embroidered fabrics, whereby filter performance, Sealing and breath resistance stood in all variants, for example.
  • the low breath resistance of the arrangement and the resulting avoidance of condensation on the filter medium mean that the mask can be worn longer than usual and previously recommended. This also reduces the number of masks required per day.
  • the part of the arrangement penetrated by air consists only of the filter medium itself (without support structure), which also requires decontamination by vacuum-steam processes and the like. facilitated because the material can be penetrated faster and more safely by steam and the decontamination process only needs to be optimized for a single type of material. This potentially enables a larger number of such reprocessing cycles and thus further reduces the total daily requirement for masks, which in turn has a positive effect on the supply emergency.
  • the mask is ideally suited for allergy sufferers in acute times thanks to its high level of comfort.
  • the mask can also be used as a scented and healing mask by drizzling the edges of the mask with essential oils, for example, which are then released into the air throughout the day.

Abstract

A method for producing a breathing mask, designed to cover the mouth and nose, from a planar, preferably textile filter material (1), wherein a metal piece (2) is secured in the region of one side of the filter material (1), and a nose fold (3) is formed with this. A chin fold (14) is formed by folding in the filter material (1) on a side lying opposite the nose fold (3). Thereafter, the filter material is folded together into an N-shaped arrangement, and a first rubber band (8) and a second rubber band (9) are secured to the filter material (1).

Description

Atemschutzmaske für eine schnelle Herstellung im Katastrophenfall Duft- und Heilmaske Breathing protection mask for quick production in the event of a disaster. Fragrance and healing mask
Die Erfindung betrifft die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Mund und Nase bedeckenden Atemschutzmasken (Halbmasken) aus flächigen (zB. textilen) Filtermaterialien mittels einer speziellen Falttechnik und einer Fixierung der Faltung durch konventionelle Nähtechnik oder anderer Fixiertechniken (zB. Klammem, EU traschall schweißen), die dadurch gekennzeichnet ist, dass durch die spezielle Falttechnik eine runde Auswölbung im Mundbereich geformt und damit ausreichend Abstand zwischen Mund und Filtermaterial geschaffen wird, ohne dass dafür eine weitere tragende Struktur vonnöten ist und die Maske mit einem dekorativen Stoff optisch aufgewertet werden kann, wobei Filterleistung, Dichtschluss und Atem widerstand davon unbeeinträchtigt bleiben. The invention relates to the development of a method for the production of face masks (half masks) covering the mouth and nose from flat (e.g. textile) filter materials by means of a special folding technique and fixing the folds by conventional sewing technology or other fixing techniques (e.g. clips, EU trasonic welding) , which is characterized in that the special folding technique forms a round bulge in the mouth area and thus creates sufficient distance between the mouth and the filter material without the need for an additional supporting structure and the mask can be optically enhanced with a decorative fabric, whereby Filter performance, sealing and breathing resistance remain unaffected.
Die Atemschutzmaske ist dadurch gekennzeichnet, dass Sie über einen Metall streifen im Nasenteil verfügt, der den nötigen Dichtschluss im Nasenbereich gewährleistet, die Maske jedoch ohne jede tragende Struktur einen ausreichenden Dichtschluss mit dem Gesicht hersteilen kann, sodass bei Einsatz entsprechend leistungsfähiger Filtermaterialien (EPA, HEPA,EILPA) höchsten Anforderungen betreffend Leckage und Filterleistung (zB. nach EN 149:2001+A1:2009 [FFP1/2/3] o.ä.) entsprochen wird. The respiratory protection mask is characterized by the fact that it has a metal strip in the nose part, which ensures the necessary seal in the nose area, but the mask can create a sufficient seal with the face without any load-bearing structure, so that when using appropriately high-performance filter materials (EPA, HEPA , EILPA) the highest requirements regarding leakage and filter performance (e.g. according to EN 149: 2001 + A1: 2009 [FFP1 / 2/3] or similar) are met.
Die Auswölbung vor dem Mund kann durch Einsetzen einer wiederverwertbaren Kunststoffvorrichtung zusätzlich form-stabilisiert werden. The bulge in front of the mouth can also be form-stabilized by inserting a reusable plastic device.
Neuerung innovation
Das Verfahren unterscheidet sich im Wesentlichen vom Stand der Technik dadurch, dass damit 1. Atemschutzmasken ohne Zuhilfenahme von teuren Spezialmaschinen hergestellt werden können und somit bei Versorgungskrisen ohne Vorlauf in hohen Stückzahlen lokal hergestellt werden können und die entstehende Atemschutzmaske 2. ohne tragende Strukturen auskommt, sowie 3. diese Atemschutzmasken mit dekorativen Stoffen optisch aufgewertet werden können und diese Atemschutzmasken 4. ohne Verformungsprobleme auch mehrmals per Dampfsterilisation wiederaufbereitbar sind und 5. durch Reduktion der vom Dampf zu durchdringenden Schichten ein besseres Dekontaminationsergebnis erzielt werden kann. The method differs essentially from the state of the art in that 1. respiratory masks can be manufactured without the aid of expensive special machines and can therefore be manufactured locally in large numbers in the event of supply crises without advance notice and the resulting respiratory mask 2. does not need any supporting structures, and 3. These respiratory masks can be optically upgraded with decorative fabrics and these respiratory masks 4. can be reprocessed several times by steam sterilization without deformation problems and 5. a better decontamination result can be achieved by reducing the layers to be penetrated by the steam.
Stand der Technik State of the art
Üblicherweise werden die Filtermaterialien auf tragende Strukturen (zB. Halbschalen) aufgebracht oder versteifende Deckmaterialien angebracht, die mit dem Filter mittels EU traschall schweißen verbunden werden. Die tragenden Strukturen bestehen zumeist aus anderen Materialien als die Filterstoffe selbst. Die unterschiedlichen Materialien verhalten sich bei Einwirkung von Hitze und Feuchtigkeit (wie beim langen Tragen oder noch extremer bei Dampfsterilisation bei 121 oder 134 °C) unterschiedlich. Durch unterschiedliche Schrumpfungsquotienten bei Hitzeeinwirkung kommt es erfahrungsgemäß (zB. laut Untersuchungen des Wiener Gesundheitsverbunds) zu maßgeblichen Verformungen der Maskenkonstruktion, weshalb handelsübliche FFP2/3 Masken maximal lx oder gar nicht per Dampfsterilisation für einen mehrmaligen Einsatz wiederaufbereitet werden können. Darüber hinaus lösen und verformen sich bei den hohen Temperaturen mitunter Gummierungen, die für eine Verbesserung des Dichtschlusses aufgebracht wurden. The filter materials are usually applied to load-bearing structures (e.g. half-shells) or stiffening cover materials are attached, which are connected to the filter by means of EU trasound welding. The supporting structures mostly consist of different materials than the filter material itself. The different materials behave differently when exposed to heat and moisture (such as when worn for long periods or even more extreme when steam sterilized at 121 or 134 ° C). Experience has shown (e.g. according to studies by the Vienna Health Association) to result in significant deformations of the mask construction due to different shrinkage quotients when exposed to heat, which is why commercially available FFP2 / 3 masks can be reprocessed a maximum of lx or not at all by steam sterilization for repeated use. In addition, rubber coatings, which were applied to improve the sealing, sometimes loosen and deform at the high temperatures.
Weil beim hier beschriebenen Verfahren auf eine tragende oder versteifende Struktur verzichtet wird, kann die Maske bei Vakuum-Dampf-Dekontaminations-Verfahren auch schneller und sicherer vom Dampf durchdrungen werden. In Tests haben wir nachgewiesen, dass unsere Masken auch nach 30 Wiederaufbereitungszyklen ohne Probleme die FFP2 Kriterien erfüllen. Durch die Möglichkeit einer mehrfachen Wiederaufbereitung vermindert sich der Gesamt- Tagesbedarf an Masken, was wiederum hilft, Versorgungs-Krisen zu vermeiden. Because the method described here does without a load-bearing or stiffening structure, the mask can also be penetrated by steam faster and more safely in vacuum-steam decontamination methods. In tests we have proven that our masks meet the FFP2 criteria without any problems even after 30 reprocessing cycles. The possibility of multiple reprocessing reduces the total daily requirement for masks, which in turn helps to avoid supply crises.
Zudem erhöht eine tragende Struktur, die ja ebenfalls von der Atemluft durchdrungen werden muss, den Atem wider stand erheblich, was ein Atmen anstrengender macht und durch die erhöhte Druckdifferenz zwischen Innen und Außen zu vermehrter Kondensation am Filtermedium bzw. an der tragenden Struktur führt. Im Umkehrschluss erhöht sich dadurch dann noch einmal der Atem widerstand und der Teufelskreis dreht sich weiter bis man die Maske wegen Durchnässung wechseln muss. Derzeit handelsübliche FFP2 und FFP3 Masken müssen daher schon nach 2 - 4 Stunden gewechselt werden, da durch die Durchfeuchtung die Wirksamkeit der Maske erheblich reduziert wird und sich der Atem widerstand dadurch erhöht. Durch den Verzicht auf ein zusätzliches tragendes Medium im hier beschriebenen Verfahren wird eine Durchnässung verhindert und der Atem widerstand auf ein absolutes Minimum reduziert. Weiters trägt die außergewöhnlich große Filterfläche ebenfalls maßgeblich zur Reduktion des Atemwiderstands bei. Da die mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellten Maske länger als üblich getragen werden können, verringert sich somit auch die Anzahl der pro Tag benötigten Masken. In addition, a supporting structure, which must also be penetrated by the breathing air, increases the breathing resistance considerably, which makes breathing more strenuous and, due to the increased pressure difference between inside and outside, leads to increased condensation on the filter medium or on the supporting structure. Conversely, the breathing resistance increases again and the vicious circle continues until you have to change the mask due to wetness. The currently commercially available FFP2 and FFP3 masks therefore have to be changed after 2 - 4 hours, as the moisture penetration significantly reduces the effectiveness of the mask and increases the breathing resistance. By dispensing with an additional supporting medium in the process described here, soaking is prevented and breathing resistance is reduced to an absolute minimum. Furthermore, the exceptionally large filter surface also makes a significant contribution to reducing breathing resistance. Since the masks produced with the method described here can be worn longer than usual, the number of masks required per day is also reduced.
Folgende Einzelwerte wurden bei der geprüften Maske aus F9 Filtermatte erreicht: The following individual values were achieved with the tested mask made of F9 filter mat:
Atem widerstand beim Einatmung: 0,27mbar / 0,34mbar Breath resistance when inhaling: 0.27 mbar / 0.34 mbar
(Bedingung für CPA nach Erlass 2020-0.198.830: bei 951/min bei allen Mustern < 3,0mbar) Atem widerstand bei Ausatmung: 0,48mbar / 0,54mbar (Condition for CPA according to decree 2020-0.198.830: at 951 / min for all samples <3.0 mbar) Breathing resistance during exhalation: 0.48 mbar / 0.54 mbar
(Bedingung für CPA nach Erlass 2020-0.198.830: bei 1601/min bei allen Mustern < 3,0mbar) Wegen ihrer großen Auflagefläche am Gesicht, die nicht durch eine tragende Struktur zugespitzt ist, zeichnen sich die Masken auch durch einen hohen Tragekomfort aus, was sie für einen Einsatz als Ganztagesmaske prädestiniert. Wegen des niedrigen Atemwiderstands eignen sich die Masken besonders für Allergiker, Patienten mit Lungen- Vorerkrankungen, alte und gebrechliche Menschen, Menschen, die die Masken über lange Zeiträume tragen müssen, anstrengende Tätigkeiten, Fitness, Sport, Entbindungen unter Covid-19 Schutzvorkehrungen und für Kinder, weil die Masken in allen Größen produzierbar und außerdem mit bunten Stoffen individualisierbar sind. (Condition for CPA according to decree 2020-0.198.830: at 1601 / min for all samples <3.0 mbar) Because of their large contact area on the face, which is not pointed by a load-bearing structure, the masks are also characterized by a high level of comfort, which makes them ideal for use as an all-day mask. Because of the low breathing resistance, the masks are particularly suitable for allergy sufferers, patients with pre-existing lung diseases, old and frail people, people who have to wear the masks for long periods of time, strenuous activities, fitness, sport, deliveries under Covid-19 protective measures and for children because the masks can be produced in all sizes and can also be customized with colorful fabrics.
Zudem kann die Maske auch als Duft- und Heilmaske eingesetzt werden, indem die Ränder der Maske z.B. mit ätherischen Ölen beträufelt werden, die dann über den Tag verteilt an die Atemluft abgegeben werden. In addition, the mask can also be used as a scented and healing mask by drizzling the edges of the mask with essential oils, for example, which are then released into the air throughout the day.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass unterschiedlichste Fixiertechniken - auch sehr einfache, wie Nähen und Klammem - zum Einsatz kommen können. Schnitt und Falttechnik sind so ausgelegt, dass die effektiven Filterflächen keine Nahtlöcher aufweisen. Bei der Fixierung der Faltung Links und Rechts kommt es dort zu einer Kompression des Filtermediums. Diese Kompression an der Naht, aber auch am umliegenden Material sorgt für einen natürlichen Dichtschluss, weshalb sich an diesen Stellen die Naht nicht negativ auf die Dichtheit der Maske auswirken kann. Es würde eines hohen Druckunterschieds bedürfen, damit durch diese komprimierten Enden Luft in die Maske dringen oder austreten kann. Wegen den großen aktiven Filterfläche und der hohen Durchlässigkeit des Filtermediums entstehen diese hohen Druckunterschiede jedoch nicht. Zudem würde “Falschluft”, die entlang der komprimierten Filterflächen in die Maske fließt, trotzdem entlang der Flussrichtung immer wieder ins Filtermedium eindringen und wieder austreten und dabei gefiltert werden. The process is characterized by the fact that a wide variety of fixing techniques - even very simple ones such as sewing and clips - can be used. The cut and folding technique are designed in such a way that the effective filter surfaces do not have any seam holes. When the left and right folds are fixed, the filter medium is compressed there. This compression on the seam, but also on the surrounding material, ensures a natural seal, which is why the seam at these points cannot have a negative effect on the tightness of the mask. A large pressure differential would be required for air to enter or exit the mask through these compressed ends. However, due to the large active filter surface and the high permeability of the filter medium, these high pressure differences do not arise. In addition, “false air” that flows into the mask along the compressed filter surfaces would nevertheless repeatedly penetrate the filter medium along the direction of flow and exit again and be filtered in the process.
Handelsübliche Atemschutzmasken sind nur mit teuren Spezialmaschinen herstellbar, die in den meisten Ländern gar nicht oder nur in sehr geringer Stückzahl vorhanden sind. Dadurch ist im Krisenfall eine lokale Produktion großer Mengen Atemschutzmasken ohne langen Vorlauf unmöglich, was sich eindrucksvoll während der Covid-19-Krise gezeigt hat. Commercially available respiratory masks can only be produced with expensive special machines, which in most countries are not available at all or only in very small numbers. As a result, in the event of a crisis, local production of large quantities of respiratory masks without a long lead time is impossible, which was impressively shown during the Covid 19 crisis.
Für die Herstellung von Atemschutzmasken (konform EN 149) nach dem hier beschriebene Verfahren reichen handelsübliche Nähmaschinen aus, ja im Extremfall können Atemschutzmasken nach diesem Verfahren sogar mittels Heftklammern und anderen Fixiertechniken (zB. EU traschall schweißen, Nieten, Klemmen) hergestellt werden. Bei ausreichender Vorhaltung des Filterstoffs lassen sich somit in Krisenzeiten die Produktionskapazitäten nahezu beliebig steigern, indem einfach weitere Näher innen eingeschult und mit Material beschickt werden, da sowohl fachlich ausgebildete Arbeitskräfte als auch die nötigen Produktionsmaschinen in großer Menge vorhanden sind. Commercially available sewing machines are sufficient for the production of respiratory masks (conforming to EN 149) using the process described here; in extreme cases, respiratory masks can even be manufactured using this process using staples and other fixing techniques (e.g. EU trasound welding, riveting, clamping). With sufficient availability of the filter material, production capacities can be increased almost at will in times of crisis by simply adding more sewers inside trained and supplied with material, as both professionally trained workers and the necessary production machines are available in large quantities.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Atemschutzmaske, welche dazu ausgebildet ist Mund und Nase zu bedecken, aus einem flächigen, vorzugsweise textilen Filtermaterial umfasst die Schritte: a) Bereitstellen des flächigen Filtermaterials; b) Befestigen eines Metallstücks im Bereich einer Seite des Filtermaterials vorzugsweise mittels Einnähen in dem Filtermaterial; c) Mehrmaliges Umfalten des Bereiches des Filtermaterials, an welchem das Metallstück befestigt ist um eine Nasenfalte zu bilden; d) Einschlagen des Filtermaterials an einer der Nasenfalte gegenüberliegenden Seite um eine Kinnfalte (zu bilden; e) Zusammenlegen des Filtermaterials im Wesentlichen in der Hälfte zwischen der Nasenfalte und der Kinnfalte, wobei die Nasenfalte auf die Kinnfalte gelegt wird; f) zweimaliges Einschlagen der übereinanderliegenden Nasenfalte und Kinnfalte zur Ausbildung einer N-förmigen Anordnung, wobei die Nasenfalte in derN-förmigen Anordnung beiderseits bedeckt ist; g) Beiderseitiges Einrücken von Enden der Kinnfalte von Rändern der N-förmigen Anordnung in Richtung eines zentralen Bereichs; h) Beiderseitiges Einrücken von Enden einer der Kinnfalte und der Nasenfalte entlang der N-förmigen Anordnung gegenüberliegenden Seite von den Rändern der N-förmigen Anordnung in Richtung des zentralen Bereichs; i) Einlegen eines ersten Gummibandes in die N-förmige Anordnung entlang der Nasenfalte, an einem der Kinnfalte abgewandten Bereich der Nasenfalte, und Befestigen des ersten Gummibandes an der Nasenfalte vorzugsweise mittels einer Naht; j) Einlegen eines zweiten Gummibandes in eine Falte der N-förmigen Anordnung, in welcher das erste Gummiband befestigt ist, in einem dem ersten Gummiband gegenüberliegenden Umschlagbereich der Falte, und Befestigen des zweiten Gummibands in dem Umschlagbereich vorzugsweise mittels einer Naht; The method according to the invention for producing a respiratory protection mask, which is designed to cover the mouth and nose, from a flat, preferably textile filter material comprises the steps: a) providing the flat filter material; b) fastening a metal piece in the area of one side of the filter material, preferably by sewing into the filter material; c) folding over the area of the filter material to which the metal piece is attached to form a nasal fold; d) wrapping the filter material on a side opposite the nasal fold in order to form a chin fold (e) folding the filter material essentially in half between the nasal fold and the chin fold, the nasal fold being placed on the chin fold; f) folding the superimposed nasal folds and chin folds twice to form an N-shaped arrangement, the nasal folds being covered on both sides in the N-shaped arrangement; g) mutual indentation of ends of the chin crease from edges of the N-shaped array towards a central area; h) mutual indentation of ends of one of the chin folds and the nasal fold along the N-shaped arrangement opposite side from the edges of the N-shaped arrangement towards the central region; i) inserting a first rubber band into the N-shaped arrangement along the nasal fold, in an area of the nasal fold facing away from the chin fold, and attaching the first rubber band to the nasal fold, preferably by means of a seam; j) inserting a second elastic band into a fold of the N-shaped arrangement in which the first elastic band is fastened, in an envelope area of the fold opposite the first elastic band, and fastening the second elastic band in the envelope area, preferably by means of a seam;
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zudem den Schritt des Abschneidens von Randbereichen der N-förmigen Anordnung zwischen den Schritten h) und i). The method according to the invention preferably also comprises the step of cutting off edge regions of the N-shaped arrangement between steps h) and i).
Gemäß der bevorzugten Ausführungsvariante umfasst das Verfahren außerdem das Aufbringen eines dekorativen Stoffs auf einer Außenseite des Filtermaterials. Das Befestigen des Metallstücks, des ersten Gummibandes und/oder des zweiten Gummibandes erfolgt vorzugsweise mittels Nähen, Klammem, Klemmen und/oder Ultraschallschweißen. According to the preferred embodiment, the method also includes the application of a decorative fabric on an outside of the filter material. The metal piece, the first rubber band and / or the second rubber band are preferably fastened by means of sewing, clips, clamps and / or ultrasonic welding.
Das Metall stück ist zudem vorzugsweise ein Draht. The metal piece is also preferably a wire.
Es handelt sich bei diesen Verfahren also nicht nur um eine Produktionsmethode für Atemschutzmasken, sondern auch um eine Verfahren zur Prävention von Versorgungsengpässen für Pandemiezeiten. Integraler Bestandteil dieses Verfahrens ist auch die Einschulung der Näher innen per Onlinevideo, wodurch zeit- und kostenintensive persönliche Einschulungen entfallen können. These processes are therefore not only a production method for respiratory masks, but also a process for the prevention of supply bottlenecks during pandemic times. An integral part of this process is also the training of the seamstresses via online video, which eliminates time-consuming and costly personal training.
Die vorliegende Erfindung wird in weiterer Folge mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. The present invention is described below with reference to the figures.
Figur 1 bis Figur 12 zeigen einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. Figure 1 to Figure 12 show a sequence of the method according to the invention in a preferred embodiment.
Figur 13 bis Figur 23 zeigen den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer alternativen Ausführungsvariante. Figure 13 to Figure 23 show the sequence of the method according to the invention in an alternative embodiment.
Figur 24 zeigt eine Möglichkeit zur Fixierung von Gummibändern an einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Maske. FIG. 24 shows a possibility for fixing rubber bands on a mask produced by means of the method according to the invention.
Anordnung Grundform Arrangement basic form
1. Die Grundform der Anordnung wird in der Universalgröße gefertigt aus einem Stück 25 x 35 cm Fig.1 —1— großer zugfester Filtermatte (zur Erreichung von FFP2 nach EN 149 muss die Filtermatte mindestens F9 nach EN 779 entsprechen), einem ausreichend Formstabilen 14 cm langen Metallstück —2— (im Prototypen haushaltsüblicher 1 x 1,5mm2 solider Kupferdraht mit weißer Isolierung), einem 34 cm langen elastischen Band —8— (z.B. Gummiband mit 5 mm Breite) für das obere Kopfband und 28 cm für das Nackenband unten —9— 1. The basic form of the arrangement is made in the universal size from a piece 25 x 35 cm Fig. 1 —1— large, tensile filter mat (to achieve FFP2 according to EN 149 the filter mat must correspond to at least F9 according to EN 779), a sufficiently dimensionally stable 14 cm long metal piece —2— (in the prototype household standard 1 x 1.5mm 2 solid copper wire with white insulation), a 34 cm long elastic band —8— (eg elastic band with 5 mm width) for the upper headband and 28 cm for the neck band below —9—
2. Das Metallstück —2— wird entsprechend Fig.1 nahe am Rand an der 25 cm Kante parallel, mit gleichmäßigem Abstand zu den Längsseiten angelegt, der Rand etwa 1 cm breit eingeschlagen und der Draht durch eine eng am Draht anliegende Naht fixiert (zB. mittels Reißverschlussfuß). Die Falte —3— wird nun zwei weitere Male eingeschlagen (Fig.3), damit die Naht vollständig in der Faltung verschwindet und der Draht sich wieder auf der Außenkante der Falte befindet. Diese Faltung bildet die zukünftige “Nasenfalte” —3— Für die Dichtheit der Anordnung ist wichtig, dass jene Flächen, die zur Abdichtung am Gesicht aufliegen, nicht durch eine Naht durchstoßen sind, damit durch Nahtlöcher und Zwirn keine Falschluft angesaugt und somit ein optimaler Dichtschluss hergestellt werden kann. Ebenso ist die Anordnung dahingehend optimiert, dass auch die nach Außen weisenden Filterflächen nicht durch eine Naht durchstoßen sind. Die Anbringung von Stickmuster auf diesen Flächen (z.B. für ein Logo) ist daher jedenfalls zu unterlassen. Sollen Logos, Drucke oder Verzierungen angebracht werden, so ist dafür die Maskenvariante “C” mit der zusätzlichen dekorativen Stoffschicht zu wählen. Diese kann vor Fertigung bedruckt, bestickt oder anderweitig verziert werden, da die dekorative Stoffschicht nicht zur Filterfunktion beiträgt. Nun werden in — Fig.3 — 7 cm der unteren 25 cm Kante nach oben hin eingeschlagen —14— Diese Falte bildet schlussendlich die Dichtungsfläche um das Kinn (“Kinnfalte”). Die Anordnung ist so gewählt, dass auch hier die Außenseite des Filtermaterials am Gesicht anliegt, womit verhindert wird, dass sich die Luft zwischen Kinn und Innenseite der Maske ihren Weg durch das gröbere Innengewebe der Filtermatte bahnen kann, anstatt durch die dichtere Außenseite der Filtermatte dringen zu müssen. Diese Anordnung garantiert, dass auch etwaige durch den Mikrospalt zwischen Kinn und Maske fließenden Luftströme mit der aktiven Filterseite interagieren müssen und dabei gefiltert werden. Wegen der Wichtigkeit dieser Falte für die Dichtheit und damit für die Filterleistung und die Minimierung der Leckage, wurde diese Falte mit 7 cm sehr großzügig gewählt. Das soll auch verhindern, dass der Benutzer die Falte absichtlich oder unabsichtlich ausfaltet und damit die Maske nicht mehr richtig angezogen werden kann und somit ein dichter Sitz nicht mehr hergestellt werden könnte. Die Anordnung wird in — Fig.4 — in der Hälfte zusammengelegt, indem die untere Hälfte nach oben geklappt wird und damit die Nasenfalte —3— überdeckt wird. Danach — Fig.5 — wird die Anordnung N-förmig zu einer Ziehharmonika gefaltet und temporär mit einer Klammer (z.B. Wäscheklammer) fixiert. Die Nasenfalte muss dabei ins Innere der Ziehharmonika weisen und von der zukünftigen Kinnfalte bedeckt sein. Selbiges — Fig.6 — wird auch auf der anderen Seite Spiegel verkehrt vorgenommen und mittels einer Klammer fixiert, sodass eine durchgehende Ziehharmonika-Faltung entsteht. Die nächsten beiden Schritte werden nacheinander auf der linken und rechten Seiten der Anordnung ausgeführt. Zunächst wird nach — Fig.8 — die Kinnfalte —14— gegenüber dem restlichen Maskenrand ca. 1,5 cm nach innen gezogen und in dieser Position fixiert. Dadurch wird der Zug auf die Kinnfalte beim Tragen der Maske reduziert und damit ein Einreißen des Filtermaterials an der Nahtstelle vermieden. Nun wird die Maske auf die Vorderseite gewendet Fig.9. Nun werden die beiden Falten über der Nasenfalte ebenfalls ca. 1,5 cm zur Maskenmitte gezogen Fig.10. Nun wird die vorderste Falte (sie bildet die zentrale Mundfalte —15— aus) noch einmal ca. 1,5 cm zur Mitte gezogen, sodass der Rand der Falte wieder parallel zum Rand der Nasenfalte steht, allerdings 1,5 cm nach innen versetzt Fig.l l. Die versetzten Falten bilden nun ein charakteristisches “N” aus. 2. The piece of metal —2— is placed parallel to the 25 cm edge, close to the edge, evenly spaced from the long sides, as shown in Fig . by means of a zipper foot). The fold —3— is now tucked in two more times (Fig. 3) so that the seam disappears completely in the fold and the wire is again on the outer edge of the fold. This fold forms the future “nasal fold” —3— For the tightness of the arrangement, it is important that those surfaces that lie on the face for sealing are not pierced by a seam, so that no false air is sucked in through seam holes and thread and thus an optimal seal can be produced. The arrangement is also optimized so that the outward-facing filter surfaces are not pierced by a seam. The application of embroidery patterns to these areas (e.g. for a logo) is therefore not permitted. If logos, prints or decorations are to be attached, the mask variant “C” with the additional decorative layer of fabric should be selected. This can be printed, embroidered or otherwise decorated before production, as the decorative fabric layer does not contribute to the filter function. Now in - Fig. 3 - 7 cm of the lower 25 cm edge is tucked in towards the top - 14 - This fold finally forms the sealing surface around the chin (“chin fold”). The arrangement is chosen so that the outside of the filter material is in contact with the face, which prevents the air between the chin and inside of the mask from making its way through the coarser inner fabric of the filter mat instead of penetrating through the denser outside of the filter mat to have to. This arrangement guarantees that any air currents flowing through the microgap between chin and mask must interact with the active filter side and are filtered in the process. Because of the importance of this fold for the tightness and thus for the filter performance and the minimization of the leakage, this fold of 7 cm was chosen very generously. This is also intended to prevent the user from intentionally or unintentionally folding out the fold and so that the mask can no longer be put on properly and thus a tight fit can no longer be established. The arrangement is folded in half in - Fig. 4 - by folding the lower half upwards and thus covering the nasal fold -3-. Then - Fig. 5 - the arrangement is folded in an N-shape to form an accordion and temporarily fixed with a clamp (eg clothespin). The nasal fold must point towards the inside of the accordion and be covered by the future fold of the chin. The same - Fig. 6 - is also done the wrong way round on the other side of the mirror and fixed with a clamp, so that a continuous accordion fold is created. The next two steps are performed sequentially on the left and right sides of the array. First of all, according to - Fig. 8 - the chin crease is pulled inward about 1.5 cm from the rest of the mask edge and is fixed in this position. This reduces the tension on the chin crease when wearing the mask and thus prevents the filter material from tearing at the seam. Now the mask is turned on its front side Fig. 9. Now the two folds above the nasal fold are also drawn approx. 1.5 cm towards the center of the mask Fig. 10. Now the foremost fold (it forms the central fold of the mouth —15—) is pulled again approx. 1.5 cm towards the middle, so that the edge of the fold is again parallel to the edge of the nasal fold, but offset 1.5 cm inward .l l. The staggered folds now form a characteristic “N”.
Schritte 8 bis 11 werden nun auf der rechten Seite wiederholt. Steps 8 to 11 are now repeated on the right side.
Die Anordnung wird mittels Klammer fixiert, damit sie sich bis zum Nähen nicht mehr verschieben kann. Diese Anordnung verkürzt Ober- und Unterseite der Maske gegenüber der zentralen “Mundfalte”, wodurch sich eine runde Auswölbung bildet. Dadurch wird ausreichend Atemraum im Mundbereich geschaffen. Die Maske liegt damit nicht am Mund an, wodurch beim Atmen die Luft durch die gesamte Filterfläche dringt. Dadurch vermindert sich der Druckunterschied zwischen Außen und Innen bei Ein- und Ausatmen, was “im selben Atemzug” die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Kondensation am Filtermedium reduziert. Ein geringer Druckunterschied (im Prüfaufbau wurden 0,3 mbar Druckdifferenz gemessen, EN 149 erlaubt bis zu 3 mbar) bedeutet außerdem eine geringere Belastung für die Lunge, wodurch auch ein langes Tragen der Maske aushaltbar wird. 12. Die folgenden beiden Schritte sind am Besten nacheinander auf einer Seite durchzuführen und sofort mit einer Naht zu fixieren und erst danach auf der anderen Seite zu wiederholen. In — Fig. 12 — wird das 34 cm lange Gummiband —8— zwischen der mittleren Falte und der Nasenfalte zum Vernähen eingelegt. Das 28 cm lange Gummiband —9— wird zwischen der mittleren Falte und der Mundfalte zum Vernähen eingelegt. Danach wird die Anordnung mittels einer Naht fixiert. Die Naht verläuft dabei entlang des Randes der am weitesten nach innen gerückten Falte. Das ist die Mundfalte. Es ist darauf zu achten, dass die Gummibänder ausreichend tief in die Faltung eingelegt wurden, sodass sie auch von der Naht erfasst werden. Ist die Naht auf der ersten Seite gesetzt, kann der Vorgang auf der anderen Seite wiederholt werden. The arrangement is fixed by means of a clamp so that it can no longer shift until sewing. This arrangement shortens the top and bottom of the mask compared to the central "mouth fold", which forms a round bulge. This creates sufficient breathing space in the mouth area. The mask is not in contact with the mouth, which means that the air penetrates through the entire filter surface when breathing. This reduces the pressure difference between outside and inside when inhaling and exhaling, which “in the same breath” reduces the likelihood of condensation forming on the filter medium. A small pressure difference (0.3 mbar pressure difference was measured in the test setup, EN 149 allows up to 3 mbar) also means less stress on the lungs, which means that the mask can be worn for long periods of time. 12. The following two steps are best to be carried out one after the other on one side and immediately fixed with a seam and only then repeated on the other side. In - Fig. 12 - the 34 cm long elastic band - 8 - is inserted between the middle fold and the nasal fold for sewing. The 28 cm long elastic band —9— is inserted between the middle fold and the fold of the mouth for sewing. The arrangement is then fixed by means of a seam. The seam runs along the edge of the fold that is furthest inward. This is the fold of the mouth. It is important to ensure that the elastic bands are inserted deep enough into the fold so that they are also caught by the seam. If the seam is set on the first side, the process can be repeated on the other side.
Sind beide Nähte gesetzt, können die überstehenden Teile der Faltung abgeschnitten werden um ein gerades Schnittbild herzustellen. When both seams are in place, the protruding parts of the fold can be cut off to create a straight cut.
COLOR Variante (mit dekorativem Stoff) COLOR variant (with decorative fabric)
COLOR Variante basiert auf der Grundform. Damit eine dekoratives Stoffschicht angebracht werden kann, werden Nasen- und Kinnfalte leicht abgewandelt ausgeführt. COLOR variant is based on the basic shape. So that a decorative layer of fabric can be attached, the nose and chin folds are slightly modified.
1. Die Atemschutzmaske nach COLOR Variante wird in der Universalgröße gefertigt aus einem Stück 25 x 30 cm Fig.13 —1— großer zugfester Filtermatte (zur Erreichung von FFP2 nach EN 149 muss die Filtermatte mindestens F9 nach EN 779 entsprechen), einem ausreichend Formstabilen 14 cm langen Metallstück —2— (im Prototypen haushaltsüblicher 1 x 1,5mm2 solider Kupferdraht mit weißer Isolierung), einem 34 cm langen elastischen Band —8— (z.B. Gummiband mit 5 mm Breite) für das obere Kopfband und 28 cm für das Nackenband unten —9— 1. The protective mask according to the COLOR variant is manufactured in the universal size from a piece of 25 x 30 cm Fig. 13 —1— large, tensile filter mat (to achieve FFP2 according to EN 149, the filter mat must correspond to at least F9 according to EN 779), a sufficiently dimensionally stable 14 cm long piece of metal —2— (in the prototype household standard 1 x 1.5mm 2 solid copper wire with white insulation), a 34 cm long elastic band —8— (e.g. elastic band with a width of 5 mm) for the upper headband and 28 cm for the Neck tape below —9—
2. Der Stoff wird so gelegt, dass die rauhe Seite des Filtermaterials (Außenseite) nach unten weist und die glatte nach oben. Das Metallstück —2— wird entsprechend Fig.13 nahe am Rand an der 25 cm Kante parallel, mit gleichmäßigem Abstand zu den Längsseiten angelegt, der Rand etwa 1 cm oder schmäler eingeschlagen und der Draht durch eine eng am Draht anliegende Naht fixiert (zB. mittels Reißverschlussfuß). 2. The fabric is laid so that the rough side of the filter material (outside) faces down and the smooth side up. The piece of metal "2" is placed parallel to the edge of the 25 cm edge as shown in Fig. by means of a zipper foot).
3. Der Stoff wird nun gewendet, sodass die glatte Seite des Filtermaterials nach unten weist und die rauhe nach oben. Nun wird der dekorative Stoff mit der “rechten” Seite nach unten (die Seite, die am Ende das Maskenäußere bilden wird) so auf die Filtermatte aufgelegt, dass der bunte Stoff bündig mit der Unterkante des Filtermaterials (gegenüber der Nasenfalte) abschließt. Die elastische Seite des dekorativen ist dabei horizontal entlang der 25 cm Kante ausgerichtet. 3. The fabric is now turned over so that the smooth side of the filter material is facing down and the rough side is facing up. Now the decorative fabric is placed with the “right” side down (the side that will ultimately form the outside of the mask) on the filter mat so that the colored fabric is flush with the lower edge of the Completes filter material (opposite the nasal fold). The elastic side of the decorative is aligned horizontally along the 25 cm edge.
Nun wird der dekorative Stoff einer durchgehenden Naht jeweils ca. 0,5 cm von seinem oberen —5— und unteren Rand —6— entfernt mit mit dem Filtermaterial verbunden. Die Falte —3— wird nun mindestens zwei weitere Male eingeschlagen oder gerollt, bis die Nasenfalte ganz an die obere Deko-Naht (5) heran gerückt ist. Die Naht der Nasenfalte verschwindet so vollständig in der Faltung und der Draht befindet sich wieder auf der Außenkante der Falte. So bildet sich die zukünftige “Nasenfalte” —3— Für die Dichtheit der Anordnung ist wichtig, dass jene Filterflächen, die zur Abdichtung am Gesicht aufliegen, nicht durch eine Naht durchstoßen sind, damit durch Nahtlöcher und Zwirn keine Falschluft angesaugt und somit ein optimaler Dichtschluss hergestellt werden kann. Ebenso ist die Anordnung dahingehend optimiert, dass auch die nach Außen weisenden Filterflächen nicht durch eine Naht durchstoßen sind. Da eine Anbringung von Stickmustern (z.B. für ein Logos), Drucken und Verzierungen direkt am Filter nicht möglich ist, ist Maskenvariante “C” zusätzlich mit einer dekorativen Stoffschicht ausgestattet, die vor Fertigung bedruckt, bestickt oder anderweitig verziert werden kann, ohne dabei die Filterfunktion zu beiträchtigen. Das Werkstück wird wie in Fig.15 verstürzt. Die Nasenfalte sollte dafür vorher mit einer Klammer temporär fixiert werden und zwar so, dass die Klammer Nasenfalte und Filterstoff fasst, nicht aber den dekorativen Stoff. Die verstürzte Anordnung, bestehend aus den beiden übereinander liegenden, miteinander verbundenen Stoffen, wird in — Fig.16 — in der Hälfte zusammengelegt, indem die untere Hälfte nach oben geklappt wird und damit die Nasenfalte — 7— überdeckt wird. Danach — Fig.17 — wird die Anordnung N-förmig zu einer Ziehharmonika gefaltet und temporär mit einer Klammer (z.B. Wäscheklammer) fixiert. Die Nasenfalte muss dabei ins Innere der Ziehharmonika weisen und von der zukünftigen Kinnfalte bedeckt sein. Selbiges wird auch auf der anderen Seite Spiegel verkehrt zu —Fig.17— vorgenommen und mittels einer Klammer fixiert, sodass eine durchgehende Ziehharmonika-Faltung entsteht. Die nächsten beiden Schritte werden nacheinander auf der linken und rechten Seiten der Anordnung ausgeführt. Wir beginnen Links. Zunächst wird die Anordnung so gedreht wie in Fig.18 gezeigt. Nach — Fig.19 — wird die Kinnfalte —14— gegenüber dem restlichen Maskenrand ca. 1,5 cm nach innen gezogen und in dieser Position fixiert. Dadurch wird der Zug auf die Kinnfalte beim Tragen der Maske reduziert und damit ein Einreißen des Filtermaterials an der Nahtstelle vermieden. Nun wird der unterste Zentimeter der der Kinnfalte ca. 1 cm nach oben eingeschlagen — Fig.20— . Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das die Maske vollflächig auf der Filterseite am Gesicht aufliegt und nicht versehentlich eine Undichtheit geschaffen wird, weil die Maske am Kinn teilweise mit dem dekorativen Stoff aufliegt. Now the decorative fabric is connected to the filter material in a continuous seam approx. 0.5 cm from its upper —5— and lower edge —6—. The fold —3— is now tucked in or rolled at least two more times until the nasal fold is right up to the top decorative seam (5). The seam of the nasal fold disappears completely in the fold and the wire is again on the outer edge of the fold. This is how the future “nasal fold” is formed —3— For the tightness of the arrangement, it is important that the filter surfaces that lie on the face for sealing are not pierced by a seam, so that no false air is sucked in through seam holes and thread and thus an optimal seal can be produced. The arrangement is also optimized so that the outward-facing filter surfaces are not pierced by a seam. Since it is not possible to attach embroidery patterns (e.g. for a logo), prints and decorations directly to the filter, mask variant “C” is also equipped with a decorative layer of fabric that can be printed, embroidered or otherwise decorated before production without the filter function to contribute. The workpiece is turned over as in Fig. 15. The nasal fold should be temporarily fixed beforehand with a clamp in such a way that the clamp holds the nasal fold and filter material, but not the decorative material. The overturned arrangement, consisting of the two superimposed, interconnected fabrics, is folded in half in - Fig. 16 - by folding the lower half upwards and thus covering the nasal fold - 7 -. Then - Fig. 17 - the arrangement is folded in an N-shape to form an accordion and temporarily fixed with a clamp (eg clothespin). The nasal fold must point towards the inside of the accordion and be covered by the future fold of the chin. The same is done on the other side of the mirror, the opposite of —Fig. 17— and fixed with a clamp so that a continuous accordion fold is created. The next two steps are performed sequentially on the left and right sides of the array. We start on the left. First, the arrangement is rotated as shown in Fig. 18. According to - Fig. 19 - the chin crease - 14 - is pulled inwards about 1.5 cm from the rest of the mask edge and is fixed in this position. This reduces the tension on the chin crease when wearing the mask and thus prevents the filter material from tearing at the seam. Now the lowest centimeter of the chin fold is tucked in approx. 1 cm upwards - Fig. 20—. In this way, it is ensured that the mask lies fully on the filter side of the face and that a leak is not accidentally created because the mask partially rests on the chin with the decorative fabric.
Die Einrückung wird mit Klammem bis zum Nähen temporär fixiert. Nun werden die Schritte 17 und 18 auf der rechten Seite wiederholt. Die Maske auf die Vorderseite gewendet — Fig.21— . Wir beginnen links. Nun werden die beiden Falten über der Nasenfalte ebenfalls ca. 1,5 cm zur Maskenmitte gezogen — Fig.22— . Nun wird die vorderste Falte (sie bildet die zentrale Mundfalte —15— aus) noch einmal ca. 1,5 cm zur Mitte gezogen, sodass der Rand der Falte wieder parallel zum Rand der Nasenfalte steht, allerdings 1,5 cm nach innen versetzt wie in —Fig.23— . Die versetzten Falten bilden nun ein charakteristisches “N” aus. The indentation is temporarily fixed with brackets until sewing. Now steps 17 and 18 are repeated on the right-hand side. The mask turned on the front - Fig.21-. We start on the left. Now the two folds over the nasal fold are also drawn approx. 1.5 cm towards the center of the mask - Fig. 22-. Now the foremost fold (it forms the central fold of the mouth —15—) is drawn again approx. 1.5 cm towards the middle, so that the edge of the fold is again parallel to the edge of the nasal fold, but offset 1.5 cm inwards as in —Fig.23—. The staggered folds now form a characteristic “N”.
Die Anordnung wird mittels Klammer fixiert, damit sie sich bis zum Nähen nicht mehr verschieben kann. Diese Anordnung verkürzt Ober- und Unterseite der Maske gegenüber der zentralen “Mundfalte” —15—, wodurch sich eine runde Auswölbung bildet. Dadurch wird ausreichend Atemraum im Mundbereich geschaffen. Die Maske liegt damit nicht am Mund an, wodurch beim Atmen die Luft durch die gesamte Filterfläche dringt. Dadurch vermindert sich der Druckunterschied zwischen Außen und Innen bei Ein- und Ausatmen, was “im selben Atemzug” die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Kondensation am Filtermedium reduziert. Ein geringer Druckunterschied (im Prüfaufbau wurden 0,3 mbar Druckdifferenz gemessen, EN 149 erlaubt bis zu 3 mbar) bedeutet außerdem eine geringere Belastung für die Lunge, wodurch auch ein langes Tragen der Maske aushaltbar wird. The arrangement is fixed by means of a clamp so that it can no longer shift until sewing. This arrangement shortens the top and bottom of the mask compared to the central “mouth fold” —15—, which forms a round bulge. This creates sufficient breathing space in the mouth area. The mask is not in contact with the mouth, which means that the air penetrates through the entire filter surface when breathing. This reduces the pressure difference between outside and inside when inhaling and exhaling, which “in the same breath” reduces the likelihood of condensation forming on the filter medium. A small pressure difference (a pressure difference of 0.3 mbar was measured in the test setup, EN 149 allows up to 3 mbar) also means less stress on the lungs, which means that long wearing of the mask is tolerable.
23. Schritte 21 und 22 werden nun auf der rechten Seite wiederholt. 23. Steps 21 and 22 are now repeated on the right-hand side.
24. Nun die überstehenden Ende entlang der Außenkante —16— der Mundfalte —15— ab schnei den. 24. Now cut off the protruding ends along the outer edge —16— of the crease in the mouth —15—.
25. Der lange Kopfgummi —8— und der kürzere Nackengummi —9— werden nun auf die Außenseite der Mundfalte —15— gelegt und mittels Overlock-Stich —10— oder anderen Fixiermethoden an der Maske fixiert wie in — Fig.24— . Die Naht fixiert außerdem die Faltung der Maske und sorgt durch die Komprimierung der Randbereiche trotz Naht für einen ausreichenden Dichtschluss an den Maskenrändem. 25. The long head elastic "8" and the shorter neck elastic "9" are now placed on the outside of the crease in the mouth "15" and fixed to the mask using an overlock stitch "10" or other fixing methods as in - Fig. 24 -. The seam also fixes the folding of the mask and, thanks to the compression of the edge areas, ensures a sufficient seal at the mask edges despite the seam.
26. Schritte 24 und 25 auf der rechten Seite wiederholen. 26. Repeat steps 24 and 25 on the right side.
27. Die Gummibänder werden danach auf die andere Maskenseite geschlagen und die Masken kann nun angelegt werden. 27. The rubber bands are then put on the other side of the mask and the masks can now be put on.
Inside-Out Variante Inside-out variant
Die Inside-Out Variante wird zum größten Teil so gefertigt, wie die COLOR Variante, allerdings wird kein dekorativer Stoff angebracht. Damit die Kinnfalte formstabil ausgeführt werden kann, ist der Ausgangsstoff am unteren Ende etwas länger auszuführen und in Anlehnung an die Nasenfalte ebenfalls nach außen einzuschlagen. The inside-out variant is mostly manufactured like the COLOR variant, but no decorative fabric is attached. So that the chin fold can be made dimensionally stable, the starting material has to be made a little longer at the lower end and, based on the nasal fold, also folded outwards.
Die Anordnung kann in jeder Variante beliebig in der Größe angepasst werden, indem der Schnitt entsprechend den Dimensionen von Kopf und Gesicht skaliert wird. Dadurch ist auch eine Produktion von Kindermasken möglich. The arrangement can be adjusted in size in any variant by scaling the cut according to the dimensions of the head and face. This also enables the production of children's masks.
Hierin beschrieben ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Atemschutz-Halbmasken aus flächigen Filtern mittels spezieller Falttechnik, ohne Spezialmaschinen auch in Krisenzeiten kurzfristig herstellbar, mit Metallklammer im Nasenstück und runder Auswölbung im Mundbereich, jedoch ohne Notwendigkeit einer tragenden Struktur, mit übergroßer Filterfläche und mit extrem niedrigem Atem widerstand und daher für langes Tragen und anstrengende Tätigkeiten geeignet, per Dampfsterilisation mehrfach wiederaufbereitbar, optisch aufwertbar mit dekorativen, bedruckten oder bestickten Stoffen, wobei Filterleistung, Dichtschluss und Atem wider stand in allen Varianten zB. EN 149 zu erfüllen vermögen, wenn zertifizierte Filterstoffe (EPA, HEPA, ULPA) zum Einsatz kommen, an beliebige Gesichtsgrößen anpassbar, auch als Duft- und Heilmaske einsetzbar. A method for the production of respiratory protection half masks from flat filters by means of special folding technology, without special machines even in times of crisis, is thus described here, with a metal clip in the nosepiece and a round bulge in the mouth area, but without the need for a load-bearing structure, with an oversized filter surface and with extreme low breathing resistance and therefore suitable for long periods of wear and strenuous activities, can be reprocessed several times by steam sterilization, can be optically upgraded with decorative, printed or embroidered fabrics, whereby filter performance, Sealing and breath resistance stood in all variants, for example. Can meet EN 149 if certified filter materials (EPA, HEPA, ULPA) are used, adaptable to any face size, can also be used as a scented and healing mask.
Es hat sich gezeigt, dass die Verfügbarkeit von FFP2 und FFP3 Masken in Krisenzeiten, wie beispielsweise während der Corona-Krise extrem prekär ist. Diese hierin offenbarte Maske und das hierin offenbarte Verfahren erlauben es, mit überall verfügbaren Techniken in kurzer Zeit große Mengen Atemschutzmasken mit mindestens FFP2 Filtercharakteristik lokal hersteilen zu können und erlaubt damit eine Bewältigung dieser Versorgungskrise. It has been shown that the availability of FFP2 and FFP3 masks in times of crisis, such as the Corona crisis, is extremely precarious. This mask disclosed herein and the method disclosed herein allow large quantities of respiratory protection masks with at least FFP2 filter characteristics to be locally produced locally in a short time using techniques that are available everywhere and thus allow this supply crisis to be overcome.
Der geringe Atem wider stand der Anordnung und die daraus resultierende Vermeidung von Kondensation am Filtermedium ermöglichen, dass die Maske länger als üblich und bisher empfohlen getragen werden kann. Dadurch verringert sich auch die Anzahl der pro Tag benötigten Masken. The low breath resistance of the arrangement and the resulting avoidance of condensation on the filter medium mean that the mask can be worn longer than usual and previously recommended. This also reduces the number of masks required per day.
Der von Luft durchdrungene Teil der Anordnung besteht darüber hinaus nur aus den Filtermedium selbst (ohne Tragestruktur) was auch eine Dekontamination durch Vakuum- Dampf- Verfahren u.ä. erleichtert, weil das Material schneller und sicherer vom Dampf durchdrungen werden kann und das Dekontaminationsverfahren nur auf einen einzigen Materialtypus hin optimiert werden muss. Das ermöglicht potentiell eine größere Anzahl von solchen Wiederaufbereitungszyklen und vermindert damit den Gesamt-Tagesbedarf an Masken weiter, was sich wiederum positiv auf den Versorgungsnotstand auswirkt. The part of the arrangement penetrated by air consists only of the filter medium itself (without support structure), which also requires decontamination by vacuum-steam processes and the like. facilitated because the material can be penetrated faster and more safely by steam and the decontamination process only needs to be optimized for a single type of material. This potentially enables a larger number of such reprocessing cycles and thus further reduces the total daily requirement for masks, which in turn has a positive effect on the supply emergency.
Abseits der Corona-Krise und dem Einsatz im medizinischen Bereich eignet sich die Maske durch seinen hohen Tragekomfort ideal für Allergiker in den Akutzeiten. Zudem kann die Maske auch als Duft- und Heilmaske eingesetzt werden, indem die Ränder der Maske z.B. mit ätherischen Ölen beträufelt werden, die dann über den Tag verteilt an die Atemluft abgegeben werden. Aside from the corona crisis and use in the medical field, the mask is ideally suited for allergy sufferers in acute times thanks to its high level of comfort. In addition, the mask can also be used as a scented and healing mask by drizzling the edges of the mask with essential oils, for example, which are then released into the air throughout the day.

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
1. Verfahren zur Herstellung einer Atemschutzmaske, welche dazu ausgebildet ist Mund und Nase zu bedecken, aus einem flächigen, vorzugsweise textilen Filtermaterial (1), gekennzeichnet durch die Schritte a) Bereitstellen des flächigen Filtermaterials (1); b) Befestigen eines Metallstücks (2) im Bereich einer Seite des Filtermaterials (1), vorzugsweise mittels Einnähen in dem Filtermaterial (1); c) Mehrmaliges Umfalten des Bereiches des Filtermaterials (1), an welchem das Metallstück (2) befestigt ist um eine Nasenfalte (3) zu bilden; d) Einschlagen des Filtermaterials (1) an einer der Nasenfalte (3) gegenüberliegenden Seite um eine Kinnfalte (14) zu bilden; e) Zusammenlegen des Filtermaterials (1) im Wesentlichen in der Hälfte zwischen der Nasenfalte (3) und der Kinnfalte (14), wobei die Nasenfalte (3) auf die Kinnfalte (14) gelegt wird; f) zweimaliges Einschlagen der übereinanderliegenden Nasenfalte (3) und Kinnfalte (14) zur Ausbildung einer N-förmigen Anordnung, wobei die Nasenfalte (3) in der N-förmigen Anordnung beiderseits bedeckt ist; g) Beiderseitiges Einrücken von Enden der Kinnfalte (14) von Rändern der N-förmigen Anordnung in Richtung eines zentralen Bereichs; h) Beiderseitiges Einrücken von Enden einer der Kinnfalte (14) und der Nasenfalte (3) entlang der N-förmigen Anordnung gegenüberliegenden Seite von den Rändern der N- förmigen Anordnung in Richtung des zentralen Bereichs; i) Einlegen eines ersten Gummibandes (8) in die N-förmige Anordnung entlang der Nasenfalte (3), an einem der Kinnfalte (14) abgewandten Bereich der Nasenfalte (3), und Befestigen des ersten Gummibandes (8) an der Nasenfalte (3) vorzugsweise mittels einer Naht; j) Einlegen eines zweiten Gummibandes (9) in eine Falte der N-förmigen Anordnung, in welcher das erste Gummiband (8) befestigt ist, in einem dem ersten Gummiband (8) gegenüberliegenden Umschlagbereich der Falte, und Befestigen des zweiten Gummibands (9) in dem Umschlagbereich vorzugsweise mittels einer Naht; 1. A method for producing a respirator, which is designed to cover the mouth and nose, from a flat, preferably textile filter material (1), characterized by the steps of a) providing the flat filter material (1); b) fastening a metal piece (2) in the region of one side of the filter material (1), preferably by sewing into the filter material (1); c) folding over the area of the filter material (1) to which the metal piece (2) is attached to form a nasal fold (3); d) wrapping the filter material (1) on a side opposite the nasal fold (3) in order to form a chin fold (14); e) folding the filter material (1) essentially halfway between the nasal fold (3) and the chin fold (14), the nasal fold (3) being placed on the chin fold (14); f) folding the superimposed nasal fold (3) and chin fold (14) twice to form an N-shaped arrangement, the nasal fold (3) being covered on both sides in the N-shaped arrangement; g) mutual indentation of ends of the chin fold (14) from edges of the N-shaped array towards a central area; h) mutual indentation of ends of one of the chin folds (14) and the nasal folds (3) along the N-shaped arrangement opposite side from the edges of the N-shaped arrangement towards the central region; i) Insertion of a first rubber band (8) into the N-shaped arrangement along the nasal fold (3), in an area of the nasal fold (3) facing away from the chin fold (14), and attaching the first rubber band (8) to the nasal fold (3) ) preferably by means of a seam; j) Insertion of a second rubber band (9) into a fold of the N-shaped arrangement in which the first rubber band (8) is attached, in a turn-up area of the fold opposite the first rubber band (8), and attaching the second rubber band (9) in the turn-up area, preferably by means of a seam;
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Abschneidens von Randbereichen der N-förmigen Anordnung zwischen den Schritten h) und i). 2. The method according to claim 1, characterized by the step of cutting off edge regions of the N-shaped arrangement between steps h) and i).
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Schritt des Aufbringens eines dekorativen Stoffs auf einer Außenseite des Filtermaterials (1). 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized by the step of applying a decorative substance on an outside of the filter material (1).
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigen des Metallstücks (2), des ersten Gummibandes (8) und/oder des zweiten Gummibandes (9) mittels Nähen, Klammern, Klemmen und/oder Ultraschallschweißen erfolgt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fastening of the metal piece (2), the first rubber band (8) and / or the second rubber band (9) takes place by means of sewing, stapling, clamping and / or ultrasonic welding.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall stück (2) ein Draht ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the metal piece (2) is a wire.
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