WO2022122794A1 - Mund-nasen-bedeckung - Google Patents

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WO2022122794A1
WO2022122794A1 PCT/EP2021/084722 EP2021084722W WO2022122794A1 WO 2022122794 A1 WO2022122794 A1 WO 2022122794A1 EP 2021084722 W EP2021084722 W EP 2021084722W WO 2022122794 A1 WO2022122794 A1 WO 2022122794A1
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Matthias Dietze
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Solida Ag
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Definitions

  • the invention relates to a mouth-nose cover with at least three flexible, air-permeable layers arranged parallel to one another, one layer of which faces the body of the wearer when the mouth-nose cover is in use and covers the area of the mouth and nose, with a connection area, in which the layers are connected to each other and which runs around the edge area or adjacent to the edge area of the mouth and nose cover, with at least one of the middle layers being equipped with bacterial filter material.
  • a mouth and nose cover serves the wearer of the mask on the one hand and the environment on the other. In both directions, it should be avoided that bacteria, viruses, dirt and other particles in the air get out of the breathing area or into the breathing area of the wearer of the mask and thus lead to infection or contamination of the environment, for example.
  • Various types of mouth and nose covers of this type have been in use for decades and are required in the billions. In this context, use is to be considered above all in medical areas of application, i.e. by medical and nursing staff in hospitals, homes, in doctor’s offices, in emergency vehicles or also in home care, but also generally in areas where people meet.
  • Such medical face masks usually have a rectangular shape with a drape so that the mask can adapt to the face.
  • the masks have ear loops and a wire nose clip and defined filter properties.
  • FFP Particle filtering half masks
  • FFP is an abbreviation of the English words "Filtering Face Piece”. These masks belong to the "Personal Protective Equipment” product category.
  • These masks are also known as dust masks. They are usually dome-shaped or foldable in a form reminiscent of coffee filters and also protect the wearer of the mask from particles and Trabant aerosols.
  • Such breathing masks are known, for example, from DE 20 2009 006 455 U1, but also from many other publications and from practice.
  • Such a medical mouth and nose cover (often abbreviated as MNS), which is produced billions of times worldwide, is usually made up of three layers of material in a relatively simple manner. This applies in particular to the construction of mouth and nose covers known as "flat masks".
  • Two outer layers ie an inner layer adjacent to the wearer's body and an outer layer facing away from the wearer's body, are each made from a SPUN BON D fleece. This material is also referred to as "non-woven”. It is a polypropylene material that has proven itself for these purposes, is very inexpensive and also welds well.
  • This welding not only holds the three layers together, but at the same time also closes off the center to the outside in order to prevent the inhaled or exhaled air flow between the layers from escaping to the side to the outside.
  • the object of the invention is therefore to further improve a mouth and nose cover with the generic properties.
  • This object is achieved by means of the invention in a mouth-nose cover of the generic type in that at least the layer adjacent to the body of the wearer of the mouth-nose cover is designed with air spaces in its interior.
  • the central task of a mouth and nose cover or a medical mask is to provide a certified bacterial filter performance. This is primarily generated by the intermediate layer, which is not modified according to the invention.
  • the improved version according to the invention achieves the same results as previous masks, which also work very well.
  • the invention departs from this and uses a material which has air spaces in its interior.
  • This layer placed between the bacterial filter and the support, serves to shield the filter from contact with the skin and to hold it in place.
  • This task is also performed by a filter material that is equipped with air spaces on the inside.
  • the disadvantage of this material is of course that it is much more expensive than the traditional, cheaply available standing spunbond webs made of polypropylene. A person skilled in the art would therefore not even consider an expensive material with air spaces for economic reasons.
  • the air spaces mean that the bacterial filter is kept at a distance from the skin of the wearer of the mouth-nose cover, namely by the volume fractions not occupied by the air spaces, and on the other hand a significantly better breathability and skin-friendliness can be achieved than is possible with conventional masks.
  • the breathing air of the wearer of the mask can easily penetrate through the air spaces and thus encounter significantly less breathing resistance. It is precisely this resistance or the unfavorable breathability that has made it very difficult to wear conventional masks. This applies in particular if you have to wear such masks all day or at least for longer periods of time, which is the case in medical applications. By wearing it during work processes, for example during an operation, it is also often not possible to move or remove the mask, which severely impairs breathing, since the environment can then be impaired.
  • the air spaces inside this layer mean that the respiratory streams flow unchanged through the mask and in particular through the middle layer having the bacterial filter, both when inhaling and when exhaling, and are thus filtered.
  • a person skilled in the art therefore finds, to his own surprise, that unexpected and quite significant advantages can be achieved with this material. They can be worn longer without reducing their filtering ability and, most importantly, without irritating the wearer. They affect the wearer less in his work and are also better accepted by the wearer than conventional filter masks.
  • the layer adjacent to the body of the wearer of the mouth-nose cover is constructed from a knitted fabric made from monofilaments, in particular from polyamide fibers, in particular from a knitted micromesh material made from polyamide.
  • polyester In addition to polyamide, the use of polyester (PES) has also proven to be very advantageous. Also in this case it is about a knitted fabric.
  • polylactide also known as polylactic acid. This material has the added benefit of being used in biodegradable disposable masks.
  • Polylactid or polylactic acid is a biodegradable yarn.
  • Polylactide also has a melting point of about 160° and could therefore be used as a biodegradable inner layer for machine production of the mouth and nose protectors according to the invention.
  • the mouth and nose coverings according to the invention can in particular have the shape of medical face masks, ie a rectangular shape with a fold so that the mask can adapt to the face.
  • the outside can also be colored and the back can be white, but other variations are also possible.
  • the masks can also have ear loops and a nose clip.
  • a shape as a particle-filtering half mask with a dome shape or a shape that can be folded in the manner of a coffee filter is also possible.
  • All three yarns i.e. PA (polyamide), PES (polyester) and PLA (polylactide), are so-called monofilaments.
  • Monofilaments consist of one capillary thread, in contrast to so-called multifilaments, in which the thread consists of several capillary threads. Because the three yarns are monofilaments, they are also moisture-wicking. In the mouth-nose-covering filters form This means that there is no accumulation of moisture, which would be detrimental to the purpose of hygiene and would also impede breathing.
  • particle abrasion which is also known as shredding, with all three monofilaments.
  • bonded short fibers such as spunbond nonwovens, where particle abrasion can also occur, depending on the processing quality.
  • a textile material is therefore used which has an open mesh structure, i.e. different from the closed, dense surface that is formed with polypropylene fleece.
  • the open mesh structure creates an air space between the wearer's skin and the filter area.
  • a continuous yarn made of polyamide (PA), for example is a so-called monofilament.
  • PA polyamide
  • a monofilament made of polyamide continuous yarn does not absorb moisture. The moisture can thus be transported through the mesh spaces to the polypropylene filter area.
  • Chemical continuous yarns such as polyamide (PA), polyester (PES), low melt polyester (LMPES) and polylactide (PLA) are therefore preferred. These solidify again when they solidify again after reaching the melting point for the welding process and subsequent cooling.
  • the layer of the mouth and nose covering adjacent to the wearer is therefore preferably formed by a knitted fabric.
  • a knitted fabric is not formed using warp or weft threads, but is made up of loops. From a physical point of view, holes or air spaces are created in the knitted fabric in this way. These holes make it possible for air to pass through or for the exhaled or inhaled gas to pass through. These holes for the passage of air are now in this position and of course not in the bacterial filter.
  • the mask according to the invention can now offer the wearer significantly better and freer breathing, with the bacterial filter effect being identical due to the unchanged filter position.
  • Such a reduced impairment of the breathing process and thus much freer breathing is an enormous advantage, especially when using the mask all day or at least for a longer period of time, which represents a considerable increase in comfort and of course also enables the wearer to concentrate more due to the less disruption caused by the mask the mask is done.
  • the inner layer facing the wearer's body and made of a knitted micromesh material made of polyamide, polyester or polylactide is perceived by the wearer as being significantly more comfortable.
  • a kind of silky character develops, since the knitting makes it more natural Contact surface instead of the previous one-piece spunbond webs or non-woven layers produced in the direct process.
  • the masks are preferably produced on machine systems in which the three or, in certain embodiments, four layers are welded to one another in the edge areas either by ultrasonic welding, or by so-called thermobonding.
  • machine systems in which the three or, in certain embodiments, four layers are welded to one another in the edge areas either by ultrasonic welding, or by so-called thermobonding.
  • micromesh materials made of polyamide, polyester or polylactide have a significant weight advantage over the spunbond fleece layers. They are therefore significantly lighter and therefore place less stress on the wearer.
  • the respirator according to the invention is particularly kind to the skin. It is also extremely breathable.
  • the breathing mask according to the invention provides bacterial protection due to its structure.
  • Embodiments of the inventive breathing mask can be flexibly adapted to different face shapes by means of individually adjustable straps.
  • the respirator according to the invention is particularly advantageous as a hygienic single-use product.
  • the inner layer consists of two layers of the knitted fabric in the form of a micromesh.
  • a further layer of the micromesh material with its silky character is therefore inserted between the first layer, which is in direct contact with the skin, and the intermediate layer made of the filter material.
  • this additional layer can be provided without exceeding the weight of traditional respirators. Nevertheless, the two layers make it possible to catch the water vapor passing through between the two layers, i.e. to improve the filter effect and still keep the air permeability very good. Due to the additional paths that are formed for the amounts of air passing through, breathing through such a respirator mask is easier, which means that wearing the mouth and nose cover is perceived as less stressful.
  • the air spaces in the layer between the middle layer with the bacterial filter material on the one hand and the skin of the wearer of the mouth and nose cover on the other hand are - as described - preferably produced by an open mesh structure in a textile material. This allows the desired properties to be achieved.
  • An open mesh structure always leads to a certain elasticity in a textile material, both in a woven fabric and in a knitted fabric, depending on the mesh size.
  • This elasticity in the running direction can preferably be taken into account when producing the masks. Due to the tensile force when the material is pulled in, the elastic material expands in the longitudinal direction and simultaneously contracts in the transverse direction, i.e. tapers in the transverse direction.
  • the material is now preferably used in textile technology as a right-left knitted fabric and is stretched out lengthwise in a stenter and heat-set. As a result, the longitudinal elasticity is almost zero, but the lightness and air permeability of the material are retained. Only after heat setting is the material cut to the desired web width and rolled up, whereas the previously produced in a larger width on the knitting machine.
  • the outer layer 30 facing away from the body of the wearer of the mouth and nose cover is designed with an overhang at the upper and lower edge of the mask, which is folded over and placed on the body of the wearer's mouth -The inner layer adjacent to the nose cover is placed and welded. If you work with such an overhang, the polyamide is stably edged and welded. As has been shown in tests, additional welding on the sides is unnecessary.
  • a further advantage of the monofilaments for the polyamide in the layer of the mouth and nose covering compared to the prior art polypropylene fleece is that there is no particle abrasion, which is also referred to as so-called shredding.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an embodiment of a mouth and nose cover according to the invention.
  • FIG. 1 shows a mouth-and-nose cover shown in schematic form in section.
  • the mouth and nose covering consists of four layers 10, 11, 20, 30.
  • the layer 10 is closest to a body 5 of a wearer of the mouth and nose covering. This consists of a micromesh material in knitted form Polyamide.
  • the second layer 11 consists of the same material and is arranged parallel to the surface of the first layer 10 .
  • the following next layer 20, seen from the wearer’s body 5, is a bacterial filter which, in particular, prevents bacteria, viruses and microorganisms from moving outwards from the wearer’s skin or from the mouth 6 and nose, or from the environment into the mouth and nose openings or on the skin of the wearer.
  • This layer 20 made of bacterial filter material is then in turn covered on the outside by an outer layer 30 .
  • this also consists of the polyamide of the micromesh structure; in other embodiments, a layer of spunbond fleece is selected here.
  • bracket-like attachments can be provided on the outside, as usual, with which the mouth and nose cover is held on the ears or in another form.

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Abstract

Mund-Nasen-Bedeckung mit zumindest drei flexiblen luftdurchlässigen zueinander parallel angeordneten Lagen, von denen eine Lage (10) im Gebrauch dem Körper des Trägers zugewandt ist und den Bereich von Mund und Nase abdeckt, mit einem Verbindungsbereich, in dem die Lagen miteinander verbunden sind und der im Randbereich oder benachbart zum Randbereich des Mund-Nasen-Schutzes umläuft, wobei zumindest eine der mittleren Lagen mit bakteriellem Filtermaterial ausgerüstet ist. Zumindest die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage (10) ist in ihrem Inneren mit Lufträumen ausgebildet. Sie besteht insbesondere aus einem gewirkten Micromesh-Material aus Polyamid, Polyester oder Polylactid.

Description

Mund-Nasen-Bedeckung
Die Erfindung betrifft eine Mund-Nasen-Bedeckung mit zumindest drei flexiblen luftdurchlässigen zueinander flächenparallel angeordneten Lagen, von denen eine Lage im Gebrauch der Mund-Nasen-Bedeckung dem Körper des Trägers zugewandt ist und den Bereich von Mund und Nase abdeckt, mit einem Verbindungsbereich, in dem die Lagen miteinander verbunden sind und der im Randbereich oder benachbart zum Randbereich der Mund-Nasen-Bedeckung umläuft, wobei zumindest eine der mittleren Lagen mit bakteriellem Filtermaterial ausgerüstet ist.
Eine Mund-Nasen-Bedeckung, häufig auch als Maske bezeichnet, dient einerseits dem Träger der Maske und andererseits auch der Umwelt. In beide Richtungen soll vermieden werden, dass Bakterien, Viren, Verschmutzungen und andere Partikel in der Luft aus dem Atembereich oder in den Atembereich des Trägers der Maske gelangen und so beispielsweise zu Ansteckungen oder Kontamination der Umgebung führen können. Verschiedene Arten von derartigen Mund-Nasen- Bedeckungen sind seit Jahrzehnten im Gebrauch und werden in milliardenfacher Stückzahl benötigt. Dabei ist an eine Verwendung vor allem in medizinischen Anwendungsbereichen zu denken, also bei medizinischem und pflegerischem Personal in Krankenhäusern, Heimen, in Arztpraxen, in Rettungsfahrzeugen oder auch bei häuslicher Pflege, aber auch generell in Bereichen, in denen Menschen aufeinander treffen.
In jüngster Zeit ist auch weiterer Bedarf hinzugekommen, insbesondere auf dem pflegerischen Sektor bei Podologen und anderen auf Körper- und Haarpflege gerichteten Tätigkeiten und bei allen Bemühungen, die eine Verbreitung von Viren, Bakterien und anderen problematischen Organismen vermindern oder aufhalten sollen.
Es gibt verschiedene Typen der beschriebenen Mund-Nasen- Bedeckung. Gerade bei den aktuell gewordenen Vorschriften zum Schutz gegen beziehungsweise vor Corona sind zwei unterschiedliche Typen bekannt geworden, einerseits die sogenannten medizinischen Gesichtsmasken, die auch als „Flat-Mask“ und als OP-Maske bezeichnet werden, und andererseits die FFP-Masken, die auch als partikelfilternde Halbmasken und „Filtering Face Piece“ bezeichnet werden. Beide Maskentypen erfordern eine Zertifizierung nach unterschiedlichen ISO-Normen durch anerkannte Prüflabore. Beide Typen sind zwar von der Form her unterschiedlich, dienen aber ähnlichen Zwecken und haben auch einen im Grundsatz ähnlichen Aufbau. Die medizinische Gesichtsmaske ist aus dem medizinischen Alltag bekannt und wird umgangssprachlich auch als Operationsmaske oder als Mund-Schutz bezeichnet. Es handelt sich jedoch um ein Medizinprodukt.
Derartige medizinische Gesichtsmasken besitzen meist eine rechteckige Form mit einem Faltenwurf, damit sich die Maske dem Gesicht anpassen kann. Die Masken haben Ohrschlaufen und einen Nasenbügel aus Draht und definierte Filtereigenschaften.
Partikelfilternde Halbmasken werden umgangssprachlich auch als Atemschutzmasken oder FFP-Masken bezeichnet. FFP ist aber eine Abkürzung aus den englischen Worten „Filtering Face Piece“. Diese Masken gehören zu der Produktkategorie „persönliche Schutzausrüstung“.
Diese Masken werden auch als Staubschutzmasken bezeichnet. Sie sind meist kuppelförmig oder in einer an Kaffeefilter erinnernden Form faltbar und schützen auch den Träger der Maske vor Partikeln, Trabant-Aerosolen.
Eine Mehrfachverwendung derartiger Schutzelemente ist praktisch ausgeschlossen, da bei einer Mehrfachverwendung nicht nur eine Reinigung von Schmutz, sondern eben ganz gezielt von Krankheitsbakterien , Viren etc. erfolgen muss, die bestimmungsgemäß von der Maske eingefangen werden. Das Sammeln und gezielte Verbringen derartiger Atemschutzmasken für eine Desinfizierung oder Reinigung ist wesentlich aufwändiger und auch für die Umwelt belastender als eine Entsorgung und gegebenenfalls Vernichtung.
Dies hat aber umgekehrt auch zu Folge, dass gerade die Kosten, die mit der Herstellung derartiger Schutzelemente verbunden sind, und der Aufwand, der für ihre Herstellung betrieben wird, schon seit Jahren möglichst geringgehalten werden müssen, um die entsprechenden Schutzelemente in beliebiger Zahl bereitstellen zu können.
Bekannt sind derartige Atemschutzmasken beispielsweise aus der DE 20 2009 006 455 U1 , aber auch aus vielen weiteren Druckschriften und aus der Praxis.
Üblicherweise wird eine derartige milliardenfach weltweit produzierte medizinische Mund-Nasen-Bedeckung (häufig auch als MNS abgekürzt) relativ einfach aus dreilagigem Material aufgebaut. Dies gilt insbesondere für den als „Flat-Mask“ bezeichneten Aufbau von Mund-Nasen-Bedeckungen. Dabei werden zwei äußere Lagen, also eine dem Körper des Trägers benachbarte Innenlage und eine vom Körper des Trägers abgewandte Außenlage, jeweils aus einem SPUN BON D-Vlies hergestellt. Dieses Material wird auch als „non-woven“ bezeichnet. Es handelt sich um ein Polypropylen-Material, das sich für diese Zwecke bewährt hat, sehr kostengünstig ist und sich auch gut verschweißen lässt.
Dies ist von Vorteil, um eine zwischen den Innenlagen und Außenlagen liegende Zwischenlage aus einem bakteriellen Filter mit der Innenlage und der Außenlage zu verbinden, nämlich durch Verschweißung. Diese Verschweißung hält nicht nur die drei Lagen zusammen, sondern schließt zugleich auch das Zentrum nach außen hin ab, um ein Ausweichen des eingeatmeten oder ausgeatmeten Luftstromes zwischen den Lagen zur Seite nach außen zu vermeiden.
Die auf dem Markt befindlichen Atemschutzmasken beziehungsweise die bekannten Mund-Nasen-Masken erfüllen auch weitgehend bereits die an sie gestellten Forderungen. Gleichwohl besteht das Bedürfnis, gerade im Hinblick auf die weiter zunehmenden Einsatzbereiche Verbesserungen vorzunehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mund-Nasen-Bedeckung mit den gattungsgemäßen Eigenschaften weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird mittels der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Mund- Nasen-Bedeckung dadurch gelöst, dass zumindest die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage in ihrem Inneren mit Lufträumen ausgebildet ist.
Mit einer derartigen erfindungsgemäßen erheblichen Modifizierung der bekannten Masken lassen sich überraschend weitere Vorteile erzielen.
Der zentrale Aufgabenbereich einer Mund-Nasen-Bedeckung beziehungsweise einer medizinischen Maske besteht darin, eine zertifizierte bakterielle Filterleistung zu erbringen. Diese wird in erster Linie durch die Zwischenlage erzeugt, an der erfindungsgemäß keine Änderung vorgenommen wird. Hier erreicht die erfindungsgemäße, verbesserte Version also die gleichen Ergebnisse wie bisherige, ebenfalls schon sehr gut arbeitende Masken.
Der Unterschied liegt jedoch in der dem Träger zugewandten Lage, die zwischen diesen Filter und der Hautoberfläche angeordnet wird, wenn man die Maske aufsetzt. Hier war man bisher stets davon ausgegangen, dass ausschließlich ein sogenannter Spunbond-Vlies eingesetzt werden kann, der also aus gut verschweißbarem, kostengünstigem und auch zuverlässig wirkendem Polypropylen aufgebaut ist.
Die Erfindung geht jedoch davon ab und setzt ein Material ein, welches in ihrem Inneren Lufträume aufweist.
Diese Lufträume ändern nichts an der bakteriellen Filterleistung des Gesamtproduktes, die von dieser Schicht, bisher also vom Polypropylen, auch gar nicht wahrgenommen worden ist. Diese zwischen dem bakteriellen Filter und dem Träger angeordnete Lage dient dazu, dass Filter vom Kontakt mit der Haut abzuschirmen und in Position zu halten.
Diese Aufgabe leistet auch ein Filtermaterial, dass im Inneren mit Lufträumen ausgestattet ist. Der Nachteil dieses Materials besteht natürlich darin, dass es wesentlich teurer ist als die herkömmlichen, kostengünstig zur Verfügung stehenden Spunbond-Vliese aus Polypropylen. Ein Fachmann würde daher ein kostspieliges Material mit Lufträumen aus wirtschaftlichen Gründen gar nicht in Erwägung ziehen.
Die Lufträume führen jedoch dazu, dass unverändert das bakterielle Filter auf Abstand von der Haut des Trägers des Mund-Nasen-Bedeckung gehalten wird, nämlich durch die nicht von den Lufträumen eingenommenen Volumenanteile, und das andererseits eine wesentlich bessere Atemdurchlässigkeit gewährt und Hautfreundlichkeit erreicht werden kann, als dies mit herkömmlichen Masken möglich ist. Durch die Lufträume kann nämlich die Atemluft des Trägers der Maske ganz einfach hindurch dringen und somit auf wesentlich weniger Atmungswiderstand stoßen. Genau dieser Widerstand beziehungsweise die ungünstige Atemdurchlässigkeit ist es nämlich, die bisher das Tragen herkömmlicher Masken sehr erschwert haben. Das gilt ganz besonders dann, wenn man ganztägig oder jedenfalls über längere Zeiträume derartige Masken tragen muss, was gerade bei einer medizinischen Anwendung der Fall ist. Durch das Tragen gerade während der Arbeitsvorgänge, beispielsweise während einer Operation, ist es darüber hinaus häufig auch nicht möglich, die die Atmung stark beeinträchtigende Maske zwischendurch zu verschieben oder abzusetzen, da dann bereits eine Beeinträchtigung der Umgebung erfolgen kann.
Die Lufträume im Inneren dieser Lage führen jedoch dazu, dass die Atemströme sowohl beim Einatmen wie auch beim Ausatmen unverändert durch die Maske und insbesondere durch die den bakteriellen Filter aufweisende mittlere Lage hindurch strömen und somit gefiltert wird. Ein Fachmann stellt daher zu seiner eigenen Überraschung fest, dass unerwartete und ganz erhebliche Vorteile mit diesem Material erreichbar sind. Sie können länger getragen werden, ohne dass ihre Filterfähigkeit leidet und insbesondere ohne zu Reizung beim Träger zu führen. Sie beeinträchtigen den Träger weniger bei seiner Tätigkeit und werden auch besser von den Trägern akzeptiert als herkömmliche Filtermasken.
Natürlich besteht der Wunsch, auch diese deutlich verbesserten Masken möglichst kostengünstig herzustellen und anbieten zu können, auch wenn kein Spunbond- Vlies eingesetzt wird. Diese zusätzliche Aufgabe wird bevorzugt dadurch gelöst, dass die den Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage aus einem Gewirke aus Monofilamenten, insbesondere aus Polyamidfasern aufgebaut ist, insbesondere aus einem gewirkten Micromesh-Material aus Polyamid besteht.
Neben Polyamid hat sich auch der Einsatz von Polyester (PES) als sehr vorteilhaft erwiesen. Auch in diesem Falle geht es um ein Gewirke.
Ein alternatives Material, das neben Polyamid und Polyester auch einsetzbar ist, ist Polylactid, auch als Polymilchsäure bezeichnet). Dieses Material hat den zusätzlichen Vorteil, das es zu biologisch abbaubaren Einmalmasken eingesetzt werden kann. Polylactid beziehungsweise Polylactidsäure oder polylactic acid ist ein biologisch abbaubares Garn. Polylactid besitzt ebenfalls einen Schmelzpunkt von etwa 160° und wäre damit für einen Einsatz als biologisch abbaubare Innenlage für eine maschinelle Produktion der erfindungsgemäßen Mund-Nasen- Schutze einsetzbar.
Die Mund-Nasen-Bedeckungen gemäß der Erfindung können insbesondere die Form von medizinischen Gesichtsmasken besitzen, also eine rechteckige Form mit einem Faltenwurf, damit sich die Maske dem Gesicht anpassen kann. Dabei kann die Außenseite auch farbig und die Rückseite in weißer Farbe ausgebildet sein, andere Variationen sind aber ebenso möglich. Die Masken können auch wiederrum Ohrschlaufen und einen Nasenbügel besitzen.
Auch eine Form als Partikelfilternde Halbmaske mit einer Kuppelform oder einer nach Art eines Kaffeefilters faltbaren Form sind möglich.
Alle drei Garne, also PA (Polyamid), PES (Polyester) und PLA (Polylactid), sind sogenannte Monofilamente. Monofilamente bestehen aus einem Kapilarfaden im Gegensatz zu sogenannten Multifilamenten, bei denen der Faden aus mehreren Kapilarfäden besteht. Da die drei Garne Monofilamente sind, sind sie darüber hinaus feuchtigkeitsabweisend. In den Mund-Nasen-Bedeckung-Filtern bilden sich dadurch keine Feuchtigkeitsansammlungen, die dem Hygienezweck abträglich und darüber hinaus wiederrum die Atmung behindern wären.
Darüber hinaus gibt es bei allen drei Monofilamenten auch keinen sogenannten Partikelabrieb, der auch als shredding bezeichnet wird. Diese Gefahr besteht bei verklebten kurzen Fasern, wie etwa bei Spunbond-Vliesen, bei denen es je nach Verarbeitungsqualität durchaus auch zu einem Partikelabrieb kommen kann.
Es wird also ein textiles Material verwendet, welches eine offene Maschenstruktur besitzt, also anders als die geschlossene, dichte Fläche, die beim Polypropylenvlies gebildet wird. Die offene Maschenstruktur schafft einen Luftraum zwischen der Haut des Trägers und dem Filterbereich.
Neben dem leichten Tragegefühl, das durch den Luftraum erzeugt wird, und dem geringeren Gewicht der Maske, das als Nebeneffekt auftritt, ist auch noch zu vermerken, dass ein beispielsweise aus Polyamid (PA) bestehendes Endlosgarn ein sogenanntes Monofilament ist. Anders als Polypropylenvliese nimmt ein solches Monofilament aus Polyamidendlosgarn keine Feuchtigkeit auf. Die Feuchtigkeit kann somit durch die Maschenräume zum Polypropylen-Filterbereich transportiert werden.
Die Verwendung von Naturfasern wie Baumwolle, Seide und dergleichen als Material für die Lage zwischen dem bakteriellen Filtermaterial und dem Körper des Trägers sind weniger bevorzugt, da diese Materialien schlecht schweißbar sind. Nach Erreichen einer Schmelztemperatur zerfallen diese Naturfasern und sind demzufolge dann nicht mehr schweißbar.
Bevorzugt werden daher chemische Endlosgarne wie Polyamid (PA), Polyester (PES), low melt Polyester (LMPES) und Polylactide (PLA). Diese verfestigen sich wieder, wenn sie nach Erreichen des Schmelzpunktes für den Verschweißungsvorgang und anschließender Abkühlung wieder verfestigen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Lage aus dem gewirkten Micromesh- Material aus Polyamid, Polyester - oder PLA - Endlosgarnen mit einem Titer von dtex 15 bis 30, vorzugsweise dtex 22 produziert wird und das Material ein Flächengewicht von 24 - 30 gr/m2 aufweist.
Die dem Träger benachbarte Lage der Mund-Nasen-Bedeckung wird also bevorzugt durch ein Gewirk gebildet. Ein Gewirk wird anders als beispielsweise ein Gewebe nicht mittels Kette oder Schussfaden gebildet, sondern es ist aus Schlaufen zusammen gesetzt. Physikalisch betrachtet werden in dem Gewirk auf diese Weise Löcher beziehungsweise Lufträume entstehen. Durch diese Löcher ergibt sich die Möglichkeit für einen Luftdurchtritt beziehungsweise für einen Durchtritt des ausgeatmeten beziehungsweise eingeatmeten Gases. Diese Löcher für den Luftdurchtritt befinden sich nun in dieser Lage und natürlich nicht in dem bakteriellen Filter.
Während also bei Masken aus dem Stand der Technik die Luftströmung durch eine gleichmäßige feste Schicht eines Nonwoven-Vlieses muss, muss sie bei den erfindungsgemäßen Konzeptionen nur durch eine Art löchriges Gewirke. Das Gewirke aus dieser Lage liegt dann aber mit der Maske am Kopf an. Der Widerstand beim Atmen reduziert sich um etwa 40 %, wie erste Versuche gezeigt haben.
Durch diesen reduzierten Ate mwid erstand können mit der erfindungsgemäßen Maske nun wesentlich bessere und freie Atmungen des Trägers geboten werden, wobei die bakterielle Filterwirkung auf Grund der ungeänderten Filterlage identisch ist. Eine derart reduzierte Beeinträchtigung des Atemvorganges und somit ein viel freieres Atmen ist gerade bei einem ganztägigen oder jedenfalls länger andauernden Gebrauch der Maske ein enormer Vorteil, der eine erhebliche Komfortsteigerung bildet und natürlich auch ermöglicht, dass eine höhere Konzentration des Trägers auf Grund der geringeren Störung durch die Maske erfolgt.
So hat sich herausgestellt, dass die dem Körper des Trägers zugewandte Innenlage aus einem gewirkten Micromesh-Material aus Polyamid, Polyester oder Polylactid von den Trägern als wesentlich angenehmer empfunden wird. Es baut sich eine Art seidiger Charakter auf, da durch die Wirkherstellung eine natürlichere Kontaktfläche statt der bisherigen einstückig im direkten Verfahren hergestellten Spunbond-Vliese oder auch non-woven-Lagen entsteht.
Trotz dieser Herstellung ist eine problemlose Verschweißung möglich, da Polyamid im Gegensatz zu beispielsweise Baumwollfasern ohne Weiteres mit den Zwischenlagen Polyester oder Polylactid verschmolzen werden kann, diese Aufgabe eines Mund-Nasen-Bedeckung also ohne Weiteres lösbar ist.
Die Masken werden bevorzugt auf maschinellen Anlagen produziert, bei denen die drei oder in bestimmten Ausführungsformen 4 Lagen entweder per Ultraschallschweißung, fachsprachlich also Ultrasonic Welding, oder durch sogenanntes Thermobonding in den Randbereichen miteinander verschweißt werden. Durch die Anwendung dieser beiden Techniken können im Grundsatz herkömmliche maschinelle Anlagen eingesetzt werden, die nur entsprechend eingestellt werden müssen. Dadurch reduzieren sich die Kosten für die Herstellung insgesamt, da keine neuen maschinellen Anlagen vorgesehen werden müssen.
Dadurch werden die Herstellungskosten für die erfindungsgemäßen Versionen der Mund-Nasen-Bedeckung in einem wettbewerbsfähigen Rahmen gehalten. Mittels Ultraschallschweißungsanlagen können pro Minute etwa 60 Masken produziert werden, mittels Thermobondinganlagen sogar 600 bis 800 Masken pro Minute.
Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Bahnmaterial für die verschiedenen Lagen kann also eine luftdurchlässige und hautfreundliche Konzeption realisiert werden und trotzdem eine Verbindung der mehreren Lagen mittels Ultraschallschweißung oder Thermobonding hergestellt werden.
Ein weiterer großer Vorteil liegt darin, dass die Micromesh-Materialien aus Polyamid, Polyester oder Polylactid einen erheblichen Gewichtsvorteil gegenüber den Spunbond-Vlieslagen besitzen. Sie sind also deutlich leichter und belasten damit den T räger weniger.
Die erfindungsgemäße Atemschutzmaske ist besonders hautfreundlich. Sie ist außerdem extrem atmungsdurchlässig. Die erfindungsgemäße Atemschutzmaske gewährt durch ihren Aufbau bakteriellen Schutz.
Ausführungsformen der erfinderischen Atemschutzmaske können durch individuell einstellbare Bügel flexibel an unterschiedliche Gesichtsformen angepasst werden.
Durch das angenehme Gefühl auf der Haut, das nicht einengend ist und die geruchsneutrale Effektivität der Filterlagen entsteht ein erstklassiger Tragekomfort.
Insbesondere als hygienisches Einmalprodukt ist die erfindungsgemäße Atemschutzmaske besonders vorteilhaft.
Speziell für medizinische Verwendungen entstehen große Vorteile.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform herausgestellt, bei der die Innenlage von zwei Lagen des Gewirkes in der Form als Micromesh besteht. Es wird also zwischen die direkt an der Haut anliegenden ersten Lage und der Zwischenlage aus dem Filtermaterial noch eine weitere Lage des Micromesh- Materials mit seinem seidigen Charakter zwischengefügt.
Aufgrund des geringen Gewichts dieses Materials kann diese zusätzliche Lage bereitgestellt werden, ohne das Gewicht herkömmlicher Atemschutzmasken zu überschreiten. Trotzdem wird durch die zwei Lagen eine Möglichkeit geschaffen, den hindurchtretenden Wasserdampf zwischen den beiden Lagen aufzufangen, also die Filterwirkung zu verbessern und trotzdem die Luftdurchlässigkeit sehr gut zu halten. Durch die sich bildenden zusätzlichen Wege für die hindurchtretenden Luftmengen fällt das Atmen durch eine derartige Atemschutzmaske leichter, wodurch das Tragen der Mund-Nasen-Bedeckung als weniger belastend empfunden wird.
Die Lufträume in der Lage zwischen der mittleren Lage mit den bakteriellem Filtermaterial einerseits und der Haut des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung andererseits werden - wie beschrieben - bevorzugt durch eine offene Maschenstruktur in einem textilen Material erzeugt. Dadurch können die angestrebten Eigenschaften erreicht werden.
Eine offene Maschenstruktur führt bei einem textilen Material sowohl bei einem Gewebe, wie auch bei einem Gewirke je nach der Maschengröße auch stets zu einer gewissen Elastizität. Diese Elastizität in Laufrichtung kann bevorzugt bei der Herstellung der Masken berücksichtigt werden. Durch die Zugkraft beim Einziehen des Materials dehnt sich das elastische Material in Längsrichtung aus und zieht sich gleichzeitig in Querrichtung zusammen, verjüngt sich also in Querrichtung. Bevorzugt wird das Material nun textiltechnisch als Rechts-Links-Gewirke eingesetzt und in einem Spannrahmen in Längsrichtung ausgespannt und thermofixiert. Dadurch ist die Längselastizität nahezu null, es bleibt aber die Leichtigkeit und Luftdurchlässigkeit des Materials erhalten. Erst nach der Thermofixierung wird das Material auf eine gewünschte Bahnenbreite geschnitten und aufgerollt, während des zuvor auf der Wirkmaschine noch in einer größeren Breite produziert worden ist.
Wird das Material mit diesem geschickten Griff vorbehandelt, ist keine Veränderung in der Bahnzuführung und auch keine dichtere Maschenkonstruktion textiltechnisch erforderlich.
Zu berücksichtigen ist auch noch, dass die Schmelzpunkte von Polypropylen bei ca. 160° und von Polyamid bei 220° liegen. Das kann man produktionstechnisch mit verschiedenen Maßnahmen lösen, denn die Verschweißung sollte natürlich überall bei der gleichen Temperatur erfolgen.
Hier lässt sich eine sehr gute Konzeption dadurch finden, dass die von dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung abgewandte Außenlage 30 mit einem Überstand am oberen und unteren Rand der Maske ausgebildet ist, welche umgeklappt und auf die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Innenlage aufgelegt und verschweißt ist. Wird also mit einem solchen Überstand gearbeitet, so wird das Polyamid stabil eingefasst und verschweißt. Wie sich bei Versuchen herausgestellt hat, ist eine zusätzliche Verschweißung an den Seiten entbehrlich. Ein weiterer Vorteil der Monofilamente für das Polyamid in der Lage der Mund- Nasen-Bedeckung im Verhältnis gegenüber dem Polypropylenvliesen aus dem Stand der Technik besteht darin, dass es keinen Partikelabrieb gibt, der auch als sogenanntes shredding bezeichnet wird. Weitere Vorteile und Eigenschaften sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung angegeben.
Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mund-Nasen-Bedeckung.
Man sieht in der Figur 1 eine Mund-Nasen-Bedeckung in schematischer Form geschnitten dargestellt.
Die Mund-Nasen-Bedeckung besteht aus in diesem Falle vier Lagen 10, 11 , 20, 30. Einem Körper 5 eines Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung am nächsten liegt die Lage 10. Diese besteht aus einem Micromesh-Material in gewirkter Form aus Polyamid.
Die zweite Lage 11 besteht aus dem gleichen Material und ist flächenparallel zur ersten Lage 10 angeordnet.
Die vom Körper 5 des T rägers aus gesehen folgende nächste Lage 20 dann ist ein bakterieller Filter, der insbesondere verhindert, dass Bakterien, Viren und Mikroorganismen von der Haut des Trägers beziehungsweise aus Mund 6 und Nase sich nach außen bewegen oder aus der Umwelt in die Mund- und Nasenöffnung oder auf die Haut des Trägers gelangen.
Diese Lage 20 aus bakteriellem Filtermaterial ist dann wiederum außen von einer Außenlage 30 abgedeckt. Diese besteht in einigen Ausführungsformen auch aus dem Polyamid der Micromesh-Struktur, in anderen Ausführungsformen ist hier eine Schicht aus Spunbond-Vlies ausgewählt.
Die geschnitten dargestellten Lagen sind miteinander in einem Verbindungsbereich 15 verschweißt, so dass die Atemluft in dem Bereich innerhalb der Verschweißung durch die vier Lagen 10, 11 , 20, 30 und dabei auch durch das Filtermaterial hindurchtritt. Außen können zur Erhöhung des Tragekomforts wie üblich bügelartige Ansätze vorgesehen werden, mit denen die Mund-Nasen-Bedeckung an den Ohren oder in anderer Form gehalten wird.
Bezugszeichenliste
5 Körper des T rägers der Mu nd- Nasen- Bedeckung 6 Atemöffnung (Mund, Nase)
10 innere Lage, körperzugewandte Lage
11 Lage
15 Verbindungsbereich
20 Zwischenlage
30 äußere, körperabgewandte Lage

Claims

Ansprüche Mund-Nasen-Bedeckung mit zumindest drei flexiblen luftdurchlässigen zueinander parallel angeordneten Lagen (10, 20, 30), von denen eine Lage (10) im Gebrauch der Mund-Nasen-Bedeckung dem Körper des Trägers zugewandt ist und den Bereich von Mund und Nase abdeckt, mit einem Verbindungsbereich (15), in dem die flexiblen Lagen (10, 20, 30) miteinander verbunden sind und der im Randbereich oder benachbart zum Randbereich der Mund-Nasen-Bedeckung umläuft, wobei zumindest eine der mittleren Lagen (20) mit bakteriellem Filtermaterial ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage (10) in ihrem Inneren mit Lufträumen ausgebildet ist. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die die Mund-Nasen-Bedeckung als medizinische Gesichtsmaske oder als Partikelfilternde Halbmaske aufgebaut ist. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Körper des Trägers des Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage (10) aus einem gewirkten Material aus Monofilamenten besteht. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gewirkte Material aus einem Monofilament-Endlosgarn aus Polyamid (PA), Polyester (PES) oder Polylactid (PAL) besteht. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (10) aus einem gewirkten Material aufgebaut ist, welches aus einem Monofilament-Endlosgarn mit einem Titer von dtex 15 bis dtex 30, vorzugsweise dtex 22 besteht und das gewirkte Material ein Flächengewicht (Grammatur) von 24 gr/m2 bis 30 gr/m2 besitzt. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Lage (10) aus einem Micromesh-Material besteht. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen- Bedeckung benachbarte Lage (10) als Rechts-Links-Gewirke ausgebildet ist. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mund-Nasen- Bedeckung als Einmalmaske ausgebildet ist. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material als Rechts-Links-Gewirke in einem Spannrahmen in Längsrichtung ausgespannt und thermofixiert ist und danach erst auf die gewünschte Bahnenbreite geschnitten und ausgerollt worden ist, bevor es in den Mund-Nasen-Bedeckung eingearbeitet ist. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die äußere, vom Körper abgewandte Außenlage (30) aus dem Micromesh-Material aus Polyamid besteht. 18
11. Mund-Nasen-Bedeckung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung abgewandte Außenlage (30) aus einem Spunbond-Vlies besteht.
12. Mund-Nasen- Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Innenlage (10) und die mit dem bakteriellen Filter ausgestattete Zwischenlage (20) eine zweite Lage mit in ihrem Inneren mit Lufträumen ausgebildeten Material, insbesondere aus einem Micromesh-Material aus Polyamid, Polyester oder Polylactid eingefügt ist.
13. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (20) mit dem Filtermaterial als Meltblown-Vlies ausgebildet ist.
14. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (10, 20, 30) im Verbindungsbereich (15) miteinander verschweißt sind.
15. Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung abgewandte Außenlage (30) mit einem Überstand am oberen und unteren Rand der Maske ausgebildet ist, welche umgeklappt und auf die dem Körper des Trägers der Mund-Nasen-Bedeckung benachbarte Innenlage (10) aufgelegt und verschweißt ist. 19 Mund-Nasen-Bedeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mund-Nasen-Bedeckung zur Einmalverwendung im medizinischen Bereich ausgestattet ist.
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