WO2022185142A1 - Respirator mask - Google Patents

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WO2022185142A1
WO2022185142A1 PCT/IB2022/051500 IB2022051500W WO2022185142A1 WO 2022185142 A1 WO2022185142 A1 WO 2022185142A1 IB 2022051500 W IB2022051500 W IB 2022051500W WO 2022185142 A1 WO2022185142 A1 WO 2022185142A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter medium
filter
front part
film
stiffening structure
Prior art date
Application number
PCT/IB2022/051500
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German (de)
French (fr)
Inventor
Claude RIESER
Original Assignee
Flawa Consumer Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CH00566/21A external-priority patent/CH718426A2/en
Application filed by Flawa Consumer Gmbh filed Critical Flawa Consumer Gmbh
Publication of WO2022185142A1 publication Critical patent/WO2022185142A1/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • A41D13/1107Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres characterised by their shape
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A62B23/025Filters for breathing-protection purposes for respirators the filter having substantially the shape of a mask

Definitions

  • the invention relates to respiratory protection masks and methods for producing such respiratory protection masks.
  • respirator protective mask
  • protective face mask are devices that either cover a person's entire face (full face masks) or the wearer's mouth and nose area excluding the eye area (half face masks). Respiratory masks serve to protect the wearer from inhaling potentially harmful substances, in particular toxic or infectious dusts and aerosols. The air is passed through a suitable filter before it is inhaled, in which the unwanted substances are retained.
  • protective masks can additionally or alternatively also be designed to conversely protect the environment from excretions from the wearer. An example of this is medical face masks. Respirator masks are usually fixed to the wearer's head with straps.
  • Protective masks for solid and liquid substances are divided into different classes, depending on the protective effect they have and the filter performance they have.
  • Medical hygiene protective masks are divided into classes I, II and IIR according to the European standard EN 14683 and serve as simple hygiene protection for everyday medical and private use.
  • Hygiene masks primarily protect against liquid drops and coarse dust. Such masks are made from a textile web with three layers of nonwoven fabric, which is gathered in folds and ultrasonically welded at the edges of the mask before the masks are then cut out. Such masks only seal insufficiently at the edges because of the simple and unstable structure.
  • the tighter sealing particle-filtering half masks or fine dust masks are divided into classes FFP1, FFP2 and FFP3 according to the European standard EN 149.
  • Such masks are made from a textile web with several layers of non-woven fabrics. The web is folded, the necessary connections are made by ultrasonic welding and the individual masks are then cut out of the web. This results in a spherical curvature which, if dimensioned appropriately, can close off a user's mouth and nose area well.
  • WO 96/28217 A1 shows a half-mask that can be folded flat and has a front part and an upper part or lower part which is sealingly connected to the front part above or below it and seals the mask against the face in the nose area or chin area.
  • the three parts consist of a flexible textile filter medium and form a three-dimensional mask body when unfolded.
  • US 2008/0271739 A1 shows a similar three-part half mask with a front part, an upper part and a lower part.
  • the filter medium of the three parts consists of several textile layers, namely an inner cover layer, an outer cover layer and a filter layer arranged in between.
  • an inner cover layer In the front part, between the two cover layers, there is also a stiffening structure in the form of an additional fabric layer, which mechanically reinforces the flexible material in the front part in order to prevent the mask from collapsing when inhaling due to the resulting negative pressure.
  • the top and bottom remain relatively compliant to seal against the user's face.
  • the additional layer in the front part increases the flow resistance, which can lead to more air flowing through the upper part when exhaling. In the case of spectacle wearers, this leads to fogging of the spectacle lenses due to the humid breathing air, especially in cold temperatures.
  • WO 2008/085546 A2 shows a two-part half mask that can be folded flat and has two side parts made of a filter medium.
  • US 2013/0291876 A1 shows a half mask with a one-piece mask body.
  • a rigid mesh is attached to a three-layer filter fleece and formed into a rigid three-dimensional mask body.
  • Rigid three-dimensional skirt will not collapse upon inhalation.
  • they are not adaptable to different face shapes.
  • respirators with a permanently three-dimensional mask body require more volume when stored. With conventional respirators, the wearer's mouth area is not visible. This is problematic when, in support of or as a substitute for acoustic communication, a conversation partner relies on visually recognizing what is being said through the speaker's lip movements (lip reading), or on reading facial expressions as an integral part of sign language.
  • half masks were created in which a viewing window is built into the front part in the area of the mouth.
  • CN 212088294 U shows a breathing protection mask with a front part and an upper part or lower part which is sealingly connected to this above or below the front part and which seals the mask against the face in the nose area or chin area.
  • the front part consists of a central section made of a transparent film through which the wearer's mouth is visible, and two adjacent sections made of filter material. This multi-part structure of the front part makes the manufacture of such respirators more complex.
  • KR 20200144518 A shows a respirator mask in which a central recess is formed in the filter material of the front part, in which a piece of transparent film is placed as a viewing window. The film viewing window must be placed individually and piece by piece on the front part before it is connected to the filter material along the perimeter. Production accordingly requires additional work steps that are technically complex and error-prone.
  • a medical hygiene mask made of a transparent, semipermeable membrane is known from WO 2018/140841 A1.
  • a transparent filter material for protective masks was developed by EPF Lausanne and EM PA St. Gallen ("Project HelloMask”), for which a patent application was filed in March 2020.
  • the fleece fibers are produced by means of electrospinning, resulting in a significantly smaller fiber thickness than with the conventional meltblow process.
  • the transparent filter material shows high flexibility and low rigidity.
  • the low rigidity makes the transparent fleece material unsuitable for more complex mask structures such as the three-part mask body from WO 96/28217 A1 and US 2008/0271739 A1.
  • An object of the invention is to provide a respirator which does not have at least one of the disadvantages mentioned above and others.
  • a respirator should be simple, efficient and inexpensive to produce.
  • a respiratory protection mask according to the invention should have a low breathing resistance, in particular when inhaling.
  • a respirator according to the invention should not collapse when inhaled. It should be safe and easy to use.
  • Another object of the invention is to provide an advantageous method of manufacturing respirator masks.
  • a first aspect of the invention relates to an advantageous breathing mask for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols.
  • a protective mask comprises a filter part consisting of a flat, flexible filter medium which is mechanically reinforced by a flat stiffening structure.
  • the stiffened filter part is flexible and/or can be reversibly deformed by mechanical force.
  • filter medium The purpose of the filter medium is to retain fine dust and aerosols in the air as it flows through the filter medium.
  • Suitable filter media are advantageously equipped as flexible textile fabrics.
  • filter media can be made up of several layers of different materials. For example, a fine-pored filter layer can be arranged between two non-woven cover layers.
  • a possible advantageous structure of a filter medium for a respiratory mask according to the invention can, for example, comprise a first and a second cover fleece made of polypropylene (PP) spunbonded fleece (thermally bonded, 25 g/m2 according to DIN EN 29073 T1 A4, manufacturer: Technitex Device GmbH, DE, type : 00617.02), as well as a porous filter layer made of polypropylene meltblown fleece (25 g/m2, thickness 0.35 or 0.3 mm, manufacturer: Shandong Dawn Polymer Co. Ltd., CN; type: Nantong/Autefa MB25; or alternatively) arranged in between Sandler AG, DE; Type: Sawascreen 8605).
  • PP polypropylene
  • the transparent filter medium discussed above can also be used as the filter medium, for which EPF Lausanne and EMPA St. Gallen applied for a patent in March 2020.
  • the disclosure content of this patent application is hereby incorporated in its entirety by reference into this description.
  • Said flexible, transparent filter material can be mechanically stabilized by the stiffening structure in such a way that a mask can be made from it that does not collapse when inhaled.
  • the stiffened filter part prevents the mask from collapsing when inhaling due to the negative pressure that occurs inside the mask.
  • the stiffening structure determines the mechanical properties of the filter part. If the stiffening structure is designed to be elastically flexible, for example in the form of an elastically flexible, semi-rigid film, then the filter part with the flexible filter medium connected to the stiffening structure is also elastically flexible and semi-rigid. If, on the other hand, the stiffening structure is designed to be permanently deformable by mechanical force, for example in the form of a deformable wire mesh, then the filter part with the flexible filter medium connected to the stiffening structure is also permanently deformable by mechanical force.
  • the stiffening structure advantageously rests on a surface of the filter medium of the filter part and is permanently connected to it. This external arrangement of the stiffening structure enables a simple construction of the flat filter medium and a simple production of such a mask.
  • the flat stiffening structure of the filter part can be arranged on a side of the filter part facing away from the face or on a side of the filter part facing the face.
  • the arrangement of the stiffening structure within the filter medium is also conceivable, for example the stiffening structure can be arranged between the outer layers of the filter medium in the case of a multi-layer filter medium.
  • Such a configuration has the advantage that the stiffening structure can also be fixed in a form-fitting manner within the filter medium.
  • the planar stiffening structure of the filter part of a respirator according to the invention is advantageously designed as a grid or as a film which rests on a surface of the filter medium of the filter part and is connected to the filter medium.
  • the area of the stiffening structure of the filter part which overlaps the active area of the filter medium of the filter part is smaller than the area of the active area of the filter medium of the filter part.
  • planar stiffening structure of the filter part of a breathing protection mask according to the invention is advantageously designed as a film which has one or more recesses.
  • the foil to be configured as a frame with a framework structure arranged therein, so that the necessary overall rigidity of the filter part is achieved with a minimum of foil area in the region of the active filter area of the filter part.
  • planar stiffening structure of the filter part of a breathing protection mask according to the invention is also advantageously designed as a transparent film.
  • the surface of the filter medium remains visible, in particular printed written data or graphic decorative elements. If the filter medium itself is transparent, the transparency is not impaired by the film, which is also transparent.
  • a transparent film it is advantageously equipped with a suitable anti-reflection layer.
  • Corresponding coatings are known, for example, from the field of plastic spectacle lenses.
  • this is advantageously coated in such a way that the film does not fog up in humid air, because fogging of the film, i.e. condensation of a large number of very fine water droplets from the humidity on the film, makes the film opaque .
  • the surface of the film is hydrophilic, so that the condensation of water on the surface of the film leads to a closed, invisible film of water instead of droplets.
  • Various technical solutions are known for this. It is known, for example, for polymer films to incorporate monomers with hydrophilic groups, for example with short PEG chains, into the polymer structure. Anti-fog polymeric films are used in particular for packaging fresh vegetables and meat in trays.
  • the flat stiffening structure of the filter part is advantageously connected to the filter medium of the filter part along a line on the upper and/or lower outer edge and/or a lateral outer edge of the filter part.
  • the stiffening structure and filter medium can be connected by sewing, stapling, gluing or welding.
  • the connecting line can be designed, for example, as a continuous welding line, as a welding point area or as a sequence of shorter welding lines.
  • the connection is advantageously made by ultrasonic welding.
  • Fastening means can be provided on the filter part of a breathing mask according to the invention for fastening the breathing mask to a user's head or to protective equipment.
  • ear straps in the form of elastic cord loops, which are each attached to a lateral end of the front part and are hung behind the user's ears during use, are customary in order to fasten the mask to the user's head.
  • head straps in which two elastic straps are placed between the two lateral ends of the mask. In use, these straps then pass around the head of the mask wearer. This variant is particularly suitable for wearers of protective suits that cover the ears. Loose, non-elastic straps that are reversibly knotted behind the button are also possible.
  • the straps can be attached to the mask body by tacking or ultrasonic welding.
  • elastic braided cords can be used for the straps (e.g.: 1: 96% polyester, 4% elastane, diameter 3 mm round; manufacturer: JHCO Elastic; type: 12045; e.g. 2: 40% polyester, 60% elastodiene, diameter 5 mm flat; extensibility 280%; manufacturer: JHCO Elastic; type: 10800). Due to the high extensibility, such straps are particularly well suited for head-spanning straps. Due to the material, the aforementioned straps cannot be ultrasonically welded and are instead stapled to the front part.
  • a hollow cord 2.5 mm x 1 mm made of 77.2% polyamide and 22.8% elastane is well suited for ear straps, which can be bonded to the front part by ultrasonic welding (extensibility 120%; manufacturer: Baumeister; type: A708294).
  • the head straps (head attachment) undergo plastic deformation when the mask is used.
  • a clamping bracket that can be deformed by the action of mechanical force can also be provided on the filter part in the region of the upper outer edge.
  • Such a clamping bracket allows the flexible material of the upper part to be adapted to the irregular surface of the face in the area of the nose and eyes, which is individual for each mask wearer, and thus to optimize the sealing effect.
  • Such a clamping bracket can be equipped, for example, as a wire, as a double wire, as a sheet metal strip or as a wire mesh.
  • the clamping bracket can be fastened to the outer surface of the upper part or arranged between the cover layers of the filter medium.
  • a face-side sealing pad can also be arranged on the filter part in the area of the upper outer edge.
  • Such a sealing pad serves to increase the sealing effect of the breathing mask in the area of the nose and eyes in order to minimize the air flow between the outer edge of the upper part and the skin when exhaling. Among other things, this is intended to prevent fogging of the lenses of spectacle wearers.
  • Foam rubber for example, or another elastic foam material can be used as a sealing pad.
  • An example of a suitable material is PE foam (thickness 1-2 mm, supplied from a roll and self-adhesive on one side; type: Top-Cell; manufacturer: Topplast).
  • a particularly advantageous embodiment of a respiratory protection mask according to the invention for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols comprises a front part consisting of a flat, flexible filter medium which is mechanically reinforced by a flat stiffening structure; an upper part connected to the front part on a first side of the front part along a first connecting line; and a lower part which is connected to the front part along a second connecting line on a second side of the front part remote from the first side.
  • the front part, the upper part and the lower part together form a concave mask body when the breathing mask is in an open state.
  • the planar stiffening structure of the front part is designed as a film which rests on an outer surface of the filter medium of the front part and is connected to the filter medium.
  • the area of the stiffening structure which overlaps with the area of the filter medium of the front part that is active as a filter is smaller than the area of the area of the filter medium of the front part that is active as a filter.
  • the stiffened front part prevents the mask body from collapsing when inhaling due to the resulting negative pressure inside the mask, while the flexible lower and upper part allows the mask body to fit flush and tightly against the user's face.
  • the stiffening takes place via the foil, which rests on the outer surface of the filter medium of the front part and is mechanically connected to it.
  • the surface of the filter medium of the front part that is active as a filter is that surface of the filter medium through which air can potentially flow back and forth between the half-space of the mask on the face side (i.e. the inside of the mask) and the half-space of the mask facing away from the face (i.e. the outside of the mask). Since the area of the stiffening sheet which overlaps this active filter area of the front part is smaller than this active filter area, part of the active filter area of the front part remains open and the air flow is not blocked by the stiffening sheet. Overall, the flow resistance of the front part is the same or less than with a continuous stiffening layer inside the filter medium, as is known from the prior art.
  • the front part can be connected to the upper part along the first connecting line, or the front part can be connected to the lower part along the second connecting line, for example by sewing, stapling, gluing or welding.
  • the connection is advantageously made by ultrasonic welding, which, however, requires suitable thermoplastic materials for this purpose.
  • a polymer film is advantageously used for the film of the stiffening structure, for example a film made from unstretched polypropylene (CPP) with a thickness of 0.13 mm.
  • the film is particularly advantageously transparent
  • the film can be provided with an anti-fog coating and/or an anti-reflection coating.
  • Polypropylene (PP) films or polyethylene terephthalate (PET) films can also be used.
  • other flat, flexible structures such as cardboard or thin sheet metal are also suitable as stiffening structures.
  • thermoplastic polymer films have the advantage, among other things, that they can be firmly bonded to the filter medium by ultrasonic welding.
  • the transparent filter medium discussed above can also be used as the filter medium, for which EPF Lausanne and EM PA St. Gallen applied for a patent in March 2020.
  • Said flexible, transparent filter material can be mechanically stabilized by an advantageously transparent stiffening film, as discussed above, in such a way that a mask of the three-part type described can be produced from it.
  • the film of the stiffening structure of the front part of the respirator mask can be arranged on the side of the front part facing away from the face, ie the outside of the mask, or on the side of the front part facing the face, ie the inside of the mask.
  • the foil of the stiffening structure of the front part has one or more recesses.
  • the foil to be designed as a frame with a framework structure arranged therein, so that the necessary overall rigidity of the front part is achieved with a minimum of foil area in the region of the active filter area of the front part.
  • the foil of the stiffening structure of the front part is advantageously transparent.
  • the surface of the filter medium remains visible, in particular printed written data or graphic decorative elements. If the filter medium itself is transparent, the transparency is not impeded by the film, which is also transparent.
  • the film can also act as a viewing window, which will be discussed below.
  • the filter medium of the front part has a recess which is completely covered with the foil of the stiffening structure of the front part. Said film closes said recess in a sealing manner. Said film is transparent.
  • a tight connection does not necessarily mean a fluid-tight connection.
  • any connection can be described as tight if the flow resistance is several orders of magnitude higher than the flow resistance of the filter medium, so that for this reason alone there is no gas flow through this connection.
  • two filter media or a film and a filter medium can be sealingly connected, although there is no closed welding line.
  • the two layers are so close together that the flow resistance between the two layers is much higher than the flow resistance of the filter medium perpendicular to the filter surface.
  • the film of the stiffening structure of the front part is sealingly connected to the filter medium along the circumference of the recess of the filter medium of the front part.
  • the film of the stiffening structure of the front part is also advantageously coated in such a way that the film does not fog up in moist air.
  • a fogging of the film ie a condensation of a large number of very fine water droplets from the humidity, especially in the breathing air, is unfavorable in view of the additional effect of the film as a viewing window and should therefore be avoided to advantage.
  • the film can also be equipped with a suitable anti-reflection layer in a breathing mask according to the invention.
  • Corresponding coatings are known, for example, from the area of plastic spectacle lenses. Avoiding reflections on a transparent foil improves the view from the outside through the viewing window of the mouth area, since the reflection of light on the foil is avoided. This can be the case in particular with direct sunlight or point-shaped light sources.
  • the foil of the stiffening structure of the front part is advantageously connected to the filter medium along a line on the upper and/or lower outer edge of the front part.
  • the foil and filter medium can be connected by sewing, stapling, gluing or welding.
  • the connecting line can, for example, be a continuous welding line, a welding spot area or a series of shorter ones Weld lines be configured.
  • the connection is advantageously made by ultrasonic welding.
  • the connecting line particularly advantageously coincides with the corresponding connecting line between the front part and the upper part or the lower part.
  • Fastening means are advantageously provided for attaching the respirator to the head of a user or to a protective equipment with a respirator on the front part. Suitable fasteners have already been discussed above.
  • a clamping bracket is arranged on the upper part in the area of the outer edge, which can be deformed by mechanical force. Suitable clamping brackets have already been discussed above.
  • a sealing pad is attached to the upper part in the area of the outer edge on the side facing the face. Suitable sealing pads have already been discussed above
  • a second aspect of the invention relates to a method for manufacturing a folded breathing mask, comprising the steps:
  • the foil web can be placed on the filter medium web before or after the filter medium is folded.
  • Recesses in the foil are advantageously cut out of the foil before the foil is placed on the filter medium. If necessary, outer contours can also be cut into the film.
  • the foil is welded to the filter medium.
  • a recess is cut out in the web area of the front part before the foil web is placed on the filter medium web.
  • the mask to be produced is provided with a clamping element, this can be placed on the finished filter medium or on one of the layers of the filter medium before the various layers are brought together.
  • the clamping element is supplied from a roll, cut to length and made available in this way.
  • a sealing pad is advantageously supplied from a roll, cut out to fit and placed at the appropriate point on the future upper part before the filter medium is folded.
  • FIG. 1 schematically shows an advantageous protective mask in a front view.
  • FIG. 2 schematically shows another advantageous protective mask in a front view.
  • FIG. 3 schematically shows a further advantageous protective mask in a front view.
  • FIG. 4 schematically shows another advantageous protective mask in a front view.
  • FIG. 5 shows in perspective an advantageous protective mask fastened to a user's head.
  • FIG. 6 shows the protective mask from FIG. 5 in a perspective side view.
  • FIG. 7 shows, separately and schematically, the individual parts of the protective mask from FIG. 5, with (a) the upper part, (b) the front part, and (c) the lower part of the protective mask.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the protective mask from FIG. 5 in the folded state from the rear.
  • FIG. 9 schematically shows the front part of a further embodiment of an advantageous protective mask without a viewing window, in the folded state with a view of the front part.
  • FIG. 10 schematically shows three further embodiments of advantageous protective masks without a viewing window, in the open state, worn by a user.
  • FIG. 11 schematically shows the individual work steps of an advantageous method for producing an advantageous protective mask. Ways to carry out the invention
  • FIGS. 1, 2, 3 and 4 Various exemplary embodiments of a respirator mask 1 according to the invention with a one-piece filter part 7 are shown schematically in FIGS. 1, 2, 3 and 4, with a view of the front side facing away from the face.
  • the respirator mask 1 shown in FIG. 1 comprises a one-piece filter part 7 and two lateral fastening means 5 fastened to it in the form of elastic ear loops.
  • the filter part 7 consists of an essentially rectangular, flat filter medium 70 and a flat stiffening structure 71 fastened to the filter medium 70.
  • the flat filter medium 70 can be constructed, for example, as a three-layer filter, with an outer cover fleece, an inner cover fleece and a filter fleece lying in between.
  • the flat filter medium can also be designed as a transparent filter medium.
  • a protective mask 1 with a transparent filter medium allows the mouth area of the mask wearer to be seen from the outside, so that the facial expressions and in particular the mouth image remain visible.
  • the planar stiffening structure 71 is designed as a lattice network 72 with a plurality of thin rods lying at right angles to one another.
  • the area of the filter medium 70 covered by the grid 72 is comparatively small, so that the flow resistance of the filter medium is not adversely affected.
  • the grid 72 can be designed, for example, as a one-piece grid structure made of polymer, or can be made by joining horizontal and vertical rods together. If the filter part is to have elastic, semi-rigid properties as a whole, a grid made of an elastic plastic material is particularly suitable as a stiffening means. If, on the other hand, the filter part is to be deformable or formable as a whole, a grid in the form of a deformable metal wire grid is particularly well suited.
  • the grid can be connected to the filter medium, for example, by gluing, or by welding, in particular ultrasonic welding.
  • Compatible materials are advantageously used in ultrasonic welding, particularly advantageously essentially identical thermoplastic polymers.
  • the wire With a wire mesh, the wire may be coated with polymer.
  • the filter medium can also be attached only along the outer edges. In such a case, however, the filter medium can lift off from the stiffening structure in the case of negative pressure.
  • Such an embodiment variant is therefore particularly useful when the stiffening structure is connected to the face-side surface of the filter medium. This prevents the filter medium from collapsing when inhaled, since it is supported by the stiffening structure despite the lack of a connection.
  • the planar stiffening structure 71 in the form of the wire mesh 72 can also be connected to the filter medium 70 at a plurality of connection points 711 . Such connection points can be designed in particular as ultrasonic welding points or adhesive points.
  • Such an embodiment of a protective mask 1 according to the invention is shown, for example, in FIG. 2, in two variants. Elements that are the same as in FIG. 1 are not dealt with separately.
  • connection points 711 black points
  • connection points 711 can also only be provided at every second node of the grid, as shown on the page to the left of the dashed auxiliary line.
  • connection points in this figure 2 is primarily intended to illustrate the principle. As a rule, however, the arrangement of the connection points is chosen to be essentially symmetrical. However, it is possible that more or fewer connection points are used in different zones of the filter part. This allows the mechanical properties of the filter part to be designed differently in the zones. For example, only every second node of the grid can be connected to the filter medium in a central zone of the rectangular filter medium, and every node in an outer region.
  • FIG. the flat stiffening medium 71 is designed as a foil 73, which is essentially congruent with the filter medium 70 underneath.
  • the foil 73 has a plurality of hexagonal recesses 731, so that the remaining material of the foil 73 has a framework structure of webs 732 forms.
  • the foil 70 preferably consists of the same polymer material as the filter medium 70. If the filter medium is made of polypropylene fleece, for example, the foil is preferably also made of polypropylene. On the one hand, this allows the various components to be easily connected by ultrasonic welding. On the other hand, the uniform material makes it easier to recycle the protective masks.
  • the flat stiffening medium 71 designed as a film 73 is advantageously connected to the filter medium 70 along the circumference, for example by ultrasonic welding.
  • the film 73 can be selectively connected to the filter medium 70 at the webs 732 and/or the nodal points of the webs, for example by ultrasonic welding. The corresponding connection points are not shown in the figure.
  • connection points can be arranged according to the desired mechanical properties of the filter part.
  • the number and arrangement of the connection points can be selected so that, on the one hand, the desired mechanical stabilization of the filter medium is achieved and, on the other hand, when inhaling, the filter medium can lift itself off a stiffening structure arranged away from the face so far due to the negative pressure that the filter surface can also be damaged is exposed under part of the foil. In this way, the inhalation resistance of the protective mask can be minimized. For example, in the area of the webs 732, every second node at which three webs meet can be connected to the filter medium.
  • the foil is also advantageously transparent so that the view through the transparent filter medium is not restricted.
  • the shape and distribution of the recesses in the foil can be chosen in such a way that the desired mechanical properties of the stiffening structure are achieved. Corresponding variants will be discussed further below, for example in FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 1 Another embodiment of a protective mask 1 according to the invention is shown in FIG.
  • a flat stiffening structure 71 in the form of a grid 72 analogous to FIGS. 1 and 2 is arranged within a filter medium made of two or more layers.
  • the filter medium 70 can consist, for example, of an outer cover fleece, an inner cover fleece and a filter fleece lying in between.
  • the flat filter medium can also consist of two layers of a transparent filter medium, for example.
  • the layers of the multi-layer filter medium are preferably connected to one another along the circumference, for example by ultrasonic welding.
  • the grid 72 arranged between two layers of the multi-layer filter medium 70 is thus fixed in the filter part 7 in a form-fitting manner.
  • the individual layers of the multi-layer filter medium 70 are connected to one another at a plurality of connection points 701 perpendicularly to the filter plane. This can easily be achieved, for example, by means of an ultrasonic spot weld.
  • connection points 701 are arranged in all gaps of the grid on one side to the right of the dashed auxiliary line. As an alternative to this, connection points 701 can also only be provided in every second gap in the grid, as shown on the page to the left of the dashed auxiliary line.
  • the arrangement of the connection points in this Figure 4 is again intended for illustration.
  • the arrangement of the connection points is advantageously chosen to be essentially symmetrical. It is possible that more or fewer connection points are used in different zones of the filter part. This allows the mechanical properties of the filter part to be made different in the zones.
  • a connection point can be provided in a central zone of the rectangular filter medium only in every second gap of the grid, and in an outer area in every gap of the grid.
  • a foil-shaped stiffening structure can also be used in such an embodiment, for example the foil 93 from FIG.
  • the form-fitting fixing of the stiffening structure within the filter medium also makes it possible to use a plurality of linear rods that are not connected to one another instead of a lattice network.
  • elastically flexible polymer filaments of a certain thickness can be provided from a roll, cut to length and placed on a first partial layer of the filter medium.
  • the second partial layer of the filter medium is then placed on the first partial layer and the stiffening structure, and the layers of the filter medium are connected to one another along the circumference and at the connection points provided.
  • Such manufacture can reduce manufacturing costs because the manufacturing step for the lattice structure is eliminated. Furthermore, it is also possible to select different distances between the individual rods in order to also influence the mechanical properties of the filter part.
  • different materials can be used, for example, for the horizontal and vertical bars of the stiffening structure. For example, it is possible to fabricate the horizontal bars 721 from an elastic polymer filament and the vertical bars 722 from a malleable metal wire.
  • All of the exemplary embodiments of protective masks according to the invention discussed above can be provided with a clamping element, for example a double-wire clip, which is fastened to an upper edge of the filter part. Such a clamping element serves to adapt the upper edge of the filter part to the shape of the nose area and thus to improve the sealing effect.
  • the aforementioned exemplary embodiments of protective masks according to the invention have an essentially flat filter part. When the mask is put on, this is deformed in such a way that a three-dimensional mask body is created, which can seal the mouth and nose of the wearer.
  • the above-mentioned design variants can also be implemented analogously to the known medical hygiene masks with a filter part gathered at the side.
  • the finished filter part made of filter medium and stiffening structure is gathered at the lateral edges so that several horizontal folds are formed.
  • the side edges are shortened, with the horizontal folds being unfolded again when the mask is put on in the inner area, and a concave mask body is created.
  • such masks according to the invention are stiffer because of the additional stiffening element, so that they collapse less when inhaled, or a thinner filter medium can be used with the same stiffness.
  • protective masks according to the invention discussed above can also be produced from the shown advantageous combination of flat filter medium and flat stiffening structure.
  • protective masks with a two-part or three-part filter part as known for example from WO 96/28217 A1, US 2008/0271739 A1 or WO 2008/085546 A2, can be manufactured with a filter part according to the invention.
  • a filter part according to the invention can also be realized from a less dimensionally stable transparent filter medium such as the already discussed filter medium from EPFL and EMPA.
  • the flat filter medium and the flat connection structure are connected to one another as disclosed above.
  • the resulting flat structure is then processed into the two-part or three-part mask bodies like a conventional filter medium.
  • Stiff, three-dimensional mask bodies can also be manufactured with a filter part according to the invention
  • a protective mask from the less dimensionally stable transparent filter medium from EPFL and EM PA.
  • the flat filter medium and the flat connection structure are in turn connected to one another to form a flat structure.
  • This can then be brought into the desired three-dimensional shape, for example by pressing the flat filter structure into a concave shape with a convex die.
  • the filter part forms folds in a controlled manner.
  • the three-dimensional structure of the filter part can then be fixed in that the regions of the filter part folded over one another are connected to one another at the periphery, for example by ultrasonic welding.
  • the flat stiffening structure and the flat filter medium are pressed into the concave shape independently of one another. For example, first the stiffening structure and then the filter medium can be pressed into the mold. The connection between the stiffening structure and the filter medium then only takes place in the three-dimensional structure.
  • the planar stiffening structure is advantageously designed in such a way that it is not mechanically damaged during forming or pressing into the mold. Even more advantageously, the planar stiffening structure is designed in such a way that after the shaping step in the three-dimensional shape, the elements of the stiffening structure are arranged at the intended location.
  • FIGS. 5, 6, 7 and 8 A further exemplary embodiment of a respirator mask 1 according to the invention is shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8.
  • the mask body of the respirator mask 1 consists of an upper part 3, a front part 2 and a lower part 4.
  • the upper part 3 is sealingly connected to the front part 2 along a connecting line 11.
  • the lower part 4 is in turn connected to the front part 2 in a sealing manner along a connecting line 12 . Because of the curved connecting lines 11, 12, the upper part 3, the front part 2 and the lower part 4 together form a three-dimensional, concave mask body.
  • the concave mask body can thus seal off the mouth and nose area of a mask wearer, so that air can essentially only flow from the outside through the filter medium 24, 34, 44 into the mask interior 13 can get (inhalation of the mask wearer) or can only get through the filter medium 24, 34, 44 from the inside of the mask to the outside 14 (exhalation of the mask wearer).
  • the upper part 3 consists of the flat filter medium 34, with an outer cover fleece 341, an inner cover fleece 342 and a filter layer lying in between (not visible).
  • a sealing pad 33 is arranged in the area of the outer edge 35 on a side 13 facing the face.
  • a clamping element 32 is arranged on the side 14 of the upper part of the respirator mask which faces away from the face.
  • the clamping element 32 consists of a deformable wire element, which is deformed to fit the shape of the nose and eye area in order to adapt the upper part 3 precisely. In this way, the facial region can be sealed off as tightly as possible by the upper part.
  • the various layers of the filter medium 34 are firmly connected with a large number of ultrasonic welding points throughout the entire thickness of the filter medium.
  • the lower part 4 consists of the same three-layer filter medium 44 as the upper part 3.
  • the various layers of the filter medium 44 are also connected in a spot welding zone 41 on the outer edge 45 of the lower part 4 with a large number of ultrasonic welding points through the entire thickness of the filter medium .
  • the lower part 4 seals off the mask interior in the chin area of the mask wearer against the face.
  • the front part 2 consists of the same three-layer filter medium 24 as the three-layer filter medium 34, 44 of the upper part 3 or lower part 4.
  • the filter medium 24 has a recess 23 in a central area above the mouth of the mask wearer.
  • a stiffening film 22 is attached to the filter medium 24 on the side 14 of the front part 2 facing away from the face.
  • the stiffening film 22 has three recesses 221 in each of the two lateral areas next to the recess 23 of the filter medium 24 , in which the filter medium 24 is not covered by the film 22 .
  • the film 22 In the area of the recess 23 of the filter medium 24, however, the film 22 has no recess and covers the entire recess 23.
  • a weld seam 26 runs around the recess 23 and connects the film 22 and the filter medium 24 in a materially bonded manner. The recess 23 is thus closed by the fluidically tight film 22 .
  • the foil 22 is transparent. As a result, the mouth of the mask wearer is visible from the outside through the viewing window formed from the recess 23 and the overlying film 22 . A third party can thus recognize both the facial expressions and the mouth image of the mask wearer.
  • the film 22 is materially bonded along a weld seam 25 on the connecting line 11 to the filter medium 24 of the front part 2 and to the filter medium 34 of the upper part 3 by ultrasonic welding.
  • the film 22 is materially bonded along a weld seam 27 on the connecting line 12 to the filter medium 24 of the front part 2 and to the filter medium 44 of the lower part 4 by ultrasonic welding.
  • the weld seam 27 coincides with the peripheral weld seam 26 in the central area.
  • the upper part 3, the front part 2 with the filter medium 24 and foil 22 and the lower part 4 are bonded to one another laterally in the spot welding zone 21, 31', 41'.
  • fastening means 5 in the form of elastic ear loops are also connected to the front part 2 in a materially bonded manner by ultra-welding.
  • the recesses 221 in the film 22 form webs 222 of the film 22 which rest on the outer non-woven cover fabric 241 of the filter medium 24 .
  • the webs 222 are designed in such a way that the stiffening film 22 in conjunction with the weld seams 25, 26, 27 mechanically reinforces the very flexible filter medium 24 in such a way that when inhaling, despite the negative pressure forming inside the mask 13, the front part does not move too far in the direction of the face is pressed, so the mask does not collapse.
  • the recesses 221 are designed in such a way that a sufficiently large active filter area of the filter medium 24 remains, in which the filter medium is not covered by the foil 22 and air can flow through the filter medium.
  • the breathing resistance of the filter medium of the front part is not negatively influenced.
  • the filter medium 24 When inhaling, the filter medium 24 is pushed slightly towards the inside 13 of the mask due to the pressure difference. As a result, the filter media 24 lifts away from the ridges 222 and the surface of the filter media 24 underlying the ridges 222 is also temporarily exposed. When inhaling, the entire surface of the filter medium 24 is therefore available for the air to flow through. This means that the breathing resistance is as low as possible, especially when inhaling.
  • the respirator mask 1 shown is shown in the three-dimensional open configuration.
  • the upper part 3 and the lower part 4 can be folded onto the front part 2 along the connecting lines 11, 12 in such a way that the mask body is flat in a closed configuration (cf. FIG. 8).
  • This closed configuration also results directly from the manufacture of the respirators. The corresponding procedure will be discussed further below.
  • the front part 2 of a respirator mask 1 according to the invention can also be designed without a recess 23 in the filter medium 24 of the front part 2 .
  • the advantageous effect of an external stiffening of the flexible filter medium 24 is also given in such an embodiment.
  • a possible exemplary embodiment of such an advantageous front part 2 of a respirator mask 1 is shown in FIG.
  • a foil-shaped stiffening structure 22 is arranged on the filter medium 24 and is connected to the filter medium 24 by ultrasonic welding along two connecting lines 11 and 12, analogously to the previous exemplary embodiment.
  • the stiffening film 22 has several recesses 221, resulting in a structure of webs and crossing points 222 which, in cooperation with the connecting seams 27 and 25 on the outer edges of the front part 2, bring about the desired stiffening of the front part.
  • the surface covered by the film 22 of the underlying filter medium 24, which is in operative connection with the inside of the mask, is significantly smaller than the surface of the recesses 221 in the film 22.
  • the active filter surface of the front part 2 is thus covered by the film 22 reduced only to a small extent.
  • the increase in flow resistance is the same as or less than it would be if an additional stiffening layer were introduced within the filter medium over the entire active filter surface, as is known from the prior art.
  • the filter medium 24 of the front part 2 When inhaling, the filter medium 24 of the front part 2 is additionally pressed in the direction of the mask interior due to the negative pressure when inhaling, so that the surface of the filter medium 24 below the film 22 is also exposed and is available for the air to flow through.
  • a connecting weld seam 28 is shown in Figure 9 along a center line of the front part 2, along which the foil 22 with the underlying filter medium 24 connected is.
  • the lifting of the filter medium 24 from the foil 22 during inhalation is controlled in such a way that essentially the full area of the active filter medium 24 is available without the filter medium 24 touching the nose or mouth area of the mask wearer.
  • FIG. 9 Further exemplary embodiments of advantageous breathing masks 1 are shown in FIG. In a first example in FIG.
  • four recesses 221 are arranged in the film 22, resulting in a reduced web structure 222 with five webs and two crossing points.
  • two connecting lines 11 and 12 are provided on the upper and lower edges of the front part, along which the film 22 and the filter medium of the front part 2 are connected to one another.
  • the film 22 can optionally be connected to the underlying filter medium 24 along webs or at individual points.
  • a connecting seam (not shown) can be provided along the horizontal web between the two crossing points, along which the film 22 is cohesively connected to the filter medium 24 of the front part 2 by ultrasonic welding. In this way, the possible lifting of the filter medium 24 from the foil structure 22 during inhalation can be determined in a suitable manner.
  • Figure 10(b) Another example of a respirator according to the invention is shown in Figure 10(b).
  • two smaller recesses 221 are provided in the film 22 on the side.
  • the filter medium 24 can optionally be connected to the underlying filter medium 24 along the webs 222 or at individual points of these webs.
  • the film 22 has a larger number of recesses 221, resulting in a more complex framework structure of webs and crossing points 222.
  • the filter medium 24 is advantageously only connected to the filter medium 24 at individual connection points if it is to be possible for the filter medium to be lifted off the webs 222 . Since the framework structure is very stable due to the large number of webs and crossing points, the width of the webs can be reduced to a minimum. In this way, only a small surface area of the filter medium 24 is blocked by the foil 22, so that lifting of the filter medium 24 would no longer significantly reduce the resistance during inhalation. In such a case, the film 22 can also be connected to the filter medium 24 along all webs or at all crossing points, which would further stabilize the front part.
  • respirators can also be manufactured in an efficient manner.
  • a method according to the invention for the production of one of the prescribed breathing masks allows the production to be carried out in a continuous manner without additional more complex production steps.
  • a complex production of the filter medium with inserts to be positioned precisely and the placement of individual components such as viewing windows can be dispensed with.
  • the filter medium is provided as a continuous web, in that a continuous web of the outer cover fleece, the filter fleece and the inner cover fleece are brought together and laid flat on top of one another.
  • the filter medium of the upper part, the lower part and the front part of a respirator mask will later be formed from this web of filter medium.
  • the three layers of the filter medium are bonded by ultrasonic welding along the outer edges of the future lower part and the future upper part and are thus fixed to one another in an immovable manner for the further manufacturing process.
  • the breathing mask has a clamping element
  • a wire element can be cut to length off the roll and fixed on the filter medium at the intended location on the future upper part.
  • the clamping element is advantageously designed to be self-adhesive on one side in order to achieve efficient, irreversible fixing.
  • the clamping element can be placed on one of the layers, in particular on an inner layer of the filter medium, before the various fleece layers of the filter medium are brought together.
  • a corresponding sealing pad for example made of PE foam, can be supplied from a roll, cut out to fit and placed on the filter medium at the intended location on the future top to be fixed.
  • the sealing layer is advantageously designed to be self-adhesive on one side in order to achieve efficient, irreversible fixing.
  • a next step S23 protruding edge material of the filter medium web is cut off S23a along the outer edges of the future upper part and lower part of the respirator mask.
  • the recess for the future viewing window of the front part is cut S23b in the filter medium web, if such a viewing window is provided.
  • a preparatory step S12 an endless web of film is provided and the intended recesses are cut into the film.
  • This film web is then placed on the filter medium web in a step S24.
  • the film is connected to the filter medium by ultrasonic welding along the circumference of the window recess in the filter medium.
  • the film is now also immovably connected to the filter medium.
  • additional or alternative connection points can be provided between the film and the filter medium, which can be created in this step S25.
  • a next step S26 the two outer web segments of the filter medium are folded onto a central area in such a way that the front part, the bottom part and the top part of the future breathing mask lie on top of one another in the correct orientation.
  • the film is not folded because it does not overlap with the web areas of the bottom and top.
  • the films lying on top of one another are then welded along a first connecting line 11, 25 between the front part and the upper part and a second connecting line 12, 27 between the front part and the lower part and in the spot welding zones 21, 31', 4 at the two lateral ends of the mask - Layer and filter medium layer of the front part and the film layer of the upper part or the film layer of the lower part connected to each other by ultrasonic welding.
  • Fastening straps in the form of ear loops are cut to length from an elastic braided cord in a preparatory step S13, placed on the front of the front part in the area of the welding zone 21 in a step S28 and fastened to the front part in a step S29.
  • fastening straps are designed as straps spanning the head, two cords are advantageously fed from a roll parallel to the path of the filter medium and fastened on the front side of the front part in the area of the welding zone 21 on the front part.
  • a separate detachment of the fastening straps from the roll is not necessary here, since the detachment takes place during the detachment S30 of the masks from the continuous web, which is described below.
  • the material of the cord used is suitable, this can be done by ultrasonic welding. Otherwise, the straps can also be attached to the front part by stapling or gluing.
  • a final step S30 the protruding material of the future mask, both the filter medium and the foil, and possibly the headband, is cut off along the outer contours of the front part and the individual masks are separated from the continuous web.
  • the individual masks that have already been folded can now be processed further, in particular stacked and/or packaged.
  • steps S28, S29 can also be carried out after the mask bodies have been separated. However, this increases the effort required to carry out the necessary processing steps reliably.

Abstract

A respirator mask (1) for protection of the mouth and nose region of a user from dusts and aerosols comprises a filter part (7, 2) that consists of a flat, flexible filter medium (70, 24), which in turn is mechanically reinforced by a flat stiffening structure (71, 22). The stiffened filter part is flexible and/or can be reversibly deformed by application of mechanical force.

Description

ATEMSCHUTZMASKE RESPIRATOR
Gebiet der Technik field of technology
Die Erfindung betrifft Atemschutzmasken und Verfahren zur Herstellung solcher Atem- schutzmasken. The invention relates to respiratory protection masks and methods for producing such respiratory protection masks.
Technologischer Hintergrund Technological background
Die Begriffe Atemschutzmaske, Schutzmaske, Maske und Gesichtsschutzmaske werden in dieser Beschreibung synonym verwendet. Atemschutzmasken sind Vorrichtungen, welche entweder das ganze Gesicht einer Per son abdecken (Vollmasken) oder den Mund- und Nasenbereich des Trägers ohne den Augenbereich (Halbmasken). Atemschutzmasken dienen dazu, den Träger vordem Einatmen potenziell gesundheitsschädlicher Stoffe zu schützen, insbesondere giftigen oder infektiösen Stäuben und Aerosolen. Die Luft wird vor der Einatmen durch einen geeig- neten Filter geführt, in welchem die unerwünschten Stoffe zurückgehalten werden. Weiter können Schutzmasken zusätzlich oder alternativ auch dazu konzipiert sein, umgekehrt die Umgebung vor Ausscheidungen des Trägers zu schützen. Ein Beispiel dafür sind medizinische Gesichtsmasken. Atemschutzmasken werden in der Regel mittels Bändern am Kopf des Trägers fixiert. Schutzmasken für feste und flüssige Stoffe werden in verschiedenen Klassen eingeteilt, je nachdem, was für eine Schutzwirkung sie entfalten, respektive welche Filterleistung sie aufweisen. Medizinische Hygieneschutzmasken werden gemäss der europäischen Norm EN 14683 in die Klassen I, II und IIR eingeteilt und dienen als einfacher Hygiene schutz für den alltäglichen medizinischen und privaten Gebrauch. Hygienemasken schützen vor allem vor Flüssigkeitstropfen und grobem Staub. Solche Masken werden aus einer Textilbahn mit drei Lagen Vliesstoff hergestellt, welche gerafft in Falten gelegt, und an den Maskenrändern ultraschallverschweisst wird, bevor dann anschliessend die Masken ausgeschnitten werden. An den Rändern dichten solche Masken wegen des einfachen und wenig stabilen Aufbaus nur ungenügend ab. Die dichter abschliessenden partikelfiltrierenden Halbmasken oder Feinstaubmasken sind gemäss der europäischen Norm EN 149 unterteilt in die Klassen FFP1, FFP2 und FFP3. Solche Masken sind aus einer Textilbahn mit mehreren Lagen an Vliesstoffen hergestellt. Die Bahn wird gefaltet, die notwendigen Verbindungen werden durch Ultra- schallverschweissen erstellt und die einzelnen Masken anschliessend aus der Bahn ausgeschnitten. Dadurch entsteht eine sphärische Wölbung, welche bei passender Bemessung den Mund-Nasen-bereich eines Benutzers gut abschliessen kann. The terms respirator, protective mask, mask and protective face mask are used synonymously in this description. Respirators are devices that either cover a person's entire face (full face masks) or the wearer's mouth and nose area excluding the eye area (half face masks). Respiratory masks serve to protect the wearer from inhaling potentially harmful substances, in particular toxic or infectious dusts and aerosols. The air is passed through a suitable filter before it is inhaled, in which the unwanted substances are retained. Furthermore, protective masks can additionally or alternatively also be designed to conversely protect the environment from excretions from the wearer. An example of this is medical face masks. Respirator masks are usually fixed to the wearer's head with straps. Protective masks for solid and liquid substances are divided into different classes, depending on the protective effect they have and the filter performance they have. Medical hygiene protective masks are divided into classes I, II and IIR according to the European standard EN 14683 and serve as simple hygiene protection for everyday medical and private use. Hygiene masks primarily protect against liquid drops and coarse dust. Such masks are made from a textile web with three layers of nonwoven fabric, which is gathered in folds and ultrasonically welded at the edges of the mask before the masks are then cut out. Such masks only seal insufficiently at the edges because of the simple and unstable structure. The tighter sealing particle-filtering half masks or fine dust masks are divided into classes FFP1, FFP2 and FFP3 according to the European standard EN 149. Such masks are made from a textile web with several layers of non-woven fabrics. The web is folded, the necessary connections are made by ultrasonic welding and the individual masks are then cut out of the web. This results in a spherical curvature which, if dimensioned appropriately, can close off a user's mouth and nose area well.
WO 96/28217 A1 zeigt eine flach faltbare Halbmaske mit einem Frontteil und einem oberhalb beziehungsweise unterhalb des Frontteils mit diesem dichtend verbundenen Oberteil beziehungsweise Unterteil, welches die Maske im Nasenbereich beziehungsweise Kinnbereich gegen das Gesicht abschliesst. Die drei Teile bestehen aus einem flexiblen textilen Filtermedium und bilden im aufgefalteten Zustand einen dreidimensio nalen Maskenkörper. WO 96/28217 A1 shows a half-mask that can be folded flat and has a front part and an upper part or lower part which is sealingly connected to the front part above or below it and seals the mask against the face in the nose area or chin area. The three parts consist of a flexible textile filter medium and form a three-dimensional mask body when unfolded.
US 2008/0271739 A1 zeigt eine ähnliche dreiteilige Halbmaske mit einem Frontteil, ei- nem Oberteil und einem Unterteil. Das Filtermedium der drei Teile besteht aus mehreren textilen Lagen, nämlich aus einer inneren Decklage, einer äusseren Decklage und einer dazwischen angeordneten Filterlage. Im Frontteil ist zwischen den beiden Decklagen zusätzlich noch eine Versteifungsstruktur in Form einer zusätzlichen Gewebelage angeordnet ist, welche beim Frontteil das flexible Material mechanisch verstärkt, um ein un- erwünschtes Kollabieren der Maske beim Einatmen aufgrund des entstehenden Unterdrucks zu vermeiden. Das Oberteil und das Unterteil bleiben relativ nachgiebig, um das Gesicht des Benutzers abzudichten. Die zusätzliche Lage im Frontteil erhöht den Durch flusswiderstand, was dazu führen kann, dass beim Ausatmen die Luft vermehr durch das Oberteil strömt. Die führt bei Brillenträgern vor allem bei kalten Temperaturen zu einem Beschlagen der Brillengläser aufgrund der feuchten Atemluft. US 2008/0271739 A1 shows a similar three-part half mask with a front part, an upper part and a lower part. The filter medium of the three parts consists of several textile layers, namely an inner cover layer, an outer cover layer and a filter layer arranged in between. In the front part, between the two cover layers, there is also a stiffening structure in the form of an additional fabric layer, which mechanically reinforces the flexible material in the front part in order to prevent the mask from collapsing when inhaling due to the resulting negative pressure. The top and bottom remain relatively compliant to seal against the user's face. The additional layer in the front part increases the flow resistance, which can lead to more air flowing through the upper part when exhaling. In the case of spectacle wearers, this leads to fogging of the spectacle lenses due to the humid breathing air, especially in cold temperatures.
WO 2008/085546 A2 zeigt in Figur 1 und 2 eine flach faltbare zweiteilige Halbmaske mit zwei Seitenteilen aus einem Filtermedium. In FIGS. 1 and 2, WO 2008/085546 A2 shows a two-part half mask that can be folded flat and has two side parts made of a filter medium.
US 2013/0291876 A1 zeigt eine Halbmaske mit einem einteiligen Maskenkörper. Ein starres Netz wird auf einem dreilagigen Filtervlies angebracht und zu einem steifen drei- dimensionalen Maskenkörper geformt. Starre dreidimensionale Maskenkörper kollabieren nicht beim Einatmen. Jedoch sind sie nicht an verschiedenen Gesichtsformen anpassbar. Zudem benötigen Atemschutzmasken mit dauerhaft dreidimensionalem Maskenkörper mehr Volumen beim Lagern. Bei herkömmlichen Atemschutzmasken ist der Mundbereich des Trägers nicht sichtbar. Dies ist dann problematisch, wenn zur Unterstützung oder als Ersatz der akustischen Kommunikation ein Gesprächspartner darauf angewiesen ist, das Gesprochene über die Lippenbewegungen des Sprechers visuell zu erkennen (Lippenlesen), oder die Mimik als integrativer Teil der Gebärdensprache zu lesen. Um dieses Problem zu lösen, wurden Halbmasken geschaffen, bei welchen im Bereich des Mundes ein Sichtfenster eingebaut in das Frontteil eingebaut ist. US 2013/0291876 A1 shows a half mask with a one-piece mask body. A rigid mesh is attached to a three-layer filter fleece and formed into a rigid three-dimensional mask body. Rigid three-dimensional skirt will not collapse upon inhalation. However, they are not adaptable to different face shapes. In addition, respirators with a permanently three-dimensional mask body require more volume when stored. With conventional respirators, the wearer's mouth area is not visible. This is problematic when, in support of or as a substitute for acoustic communication, a conversation partner relies on visually recognizing what is being said through the speaker's lip movements (lip reading), or on reading facial expressions as an integral part of sign language. In order to solve this problem, half masks were created in which a viewing window is built into the front part in the area of the mouth.
CN 212088294 U zeigt eine Atemschutzmaske mit einem Frontteil und einem oberhalb beziehungsweise unterhalb des Frontteils mit diesem dichtend verbundenen Oberteil be- ziehungsweise Unterteil, welches die Maske im Nasenbereich beziehungsweise Kinnbereich gegen das Gesicht abschliesst. Das Frontteil besteht in einem mittleren Abschnitt aus einer transparenten Folie, durch welche der Mund des Trägers sichtbar ist, und zwei daran anschliessenden Abschnitten aus Filtermaterial. Dieser mehrteilige Aufbau des Frontteils macht die Herstellung solcher Atemschutzmasken aufwendiger. KR 20200144518 A zeigt eine Atemschutzmaske, bei welcher im Filtermaterial des Frontteils eine zentrale Ausnehmung gebildet ist, in welche als Sichtfenster ein Stück transparente Folie aufgesetzt ist. Das Foliensichtfenster muss vereinzelt und Stück für Stück auf dem Frontteil platziert werden, bevor es entlang des Umfangs mit dem Filtermaterial verbunden wird. Die Herstellung erfordert entsprechend zusätzliche Arbeits- schritte, die technisch aufwendig und fehleranfällig sind. CN 212088294 U shows a breathing protection mask with a front part and an upper part or lower part which is sealingly connected to this above or below the front part and which seals the mask against the face in the nose area or chin area. The front part consists of a central section made of a transparent film through which the wearer's mouth is visible, and two adjacent sections made of filter material. This multi-part structure of the front part makes the manufacture of such respirators more complex. KR 20200144518 A shows a respirator mask in which a central recess is formed in the filter material of the front part, in which a piece of transparent film is placed as a viewing window. The film viewing window must be placed individually and piece by piece on the front part before it is connected to the filter material along the perimeter. Production accordingly requires additional work steps that are technically complex and error-prone.
Eine medizinische Hygienemaske aus einer durchsichtigen semipermeablen Membran ist aus WO 2018/140841 A1 bekannt. A medical hygiene mask made of a transparent, semipermeable membrane is known from WO 2018/140841 A1.
Von EPF Lausanne und EM PA St. Gallen wurde ein transparentes Filtermaterial für Schutzmasken entwickelt («Project HelloMask»), wofür im März 2020 eine Patentanmel- düng eingereicht wurde. Die Vliesfasern werden mittels Electrospinning hergestellt, so dass eine wesentlich geringere Faserdicke resultiert als beim herkömmlichen Meltblow- Verfahren. Das transparente Filtermaterial zeigt eine hohe Flexibilität bzw. geringe Steifigkeit. Für die die Produktion von medizinischen Gesichtsmasken aus diesem Filterme dium wäre es notwendig, die flächige Struktur gerafft zu Falten, was jedoch die Trans- parenz des Materials und die mechanische Festigkeit negativ beeinflussen kann. Gleichzeitig macht die geringe Steifigkeit das transparente Vliesmaterial ungeeignet für komplexere Maskenstrukturen wie beispielsweise die dreiteiligen Maskenkörper aus WO 96/28217 A1 und US 2008/0271739 A1. A transparent filter material for protective masks was developed by EPF Lausanne and EM PA St. Gallen ("Project HelloMask"), for which a patent application was filed in March 2020. The fleece fibers are produced by means of electrospinning, resulting in a significantly smaller fiber thickness than with the conventional meltblow process. The transparent filter material shows high flexibility and low rigidity. For the production of medical face masks from this filter medium, it would be necessary to fold the flat structure in a gathered manner, which, however, can have a negative effect on the transparency of the material and the mechanical strength. At the same time, the low rigidity makes the transparent fleece material unsuitable for more complex mask structures such as the three-part mask body from WO 96/28217 A1 and US 2008/0271739 A1.
Es besteht ein allgemeines Bedürfnis nach Verbesserungen in diesem Gebiet. Darstellung der Erfindung There is a general need for improvement in this area. Presentation of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Atemschutzmaske zur Verfügung zu stellen, die mindestens einen der oben erwähnten und anderer Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll eine solche Atemschutzmaske einfach, effizient und kostengünstig herstellbar sein. An object of the invention is to provide a respirator which does not have at least one of the disadvantages mentioned above and others. In particular, such a respirator should be simple, efficient and inexpensive to produce.
Eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske soll einen geringen Atemwiderstand aufweisen, insbesondere beim Einatmen. Eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske soll beim Einatmen nicht kollabieren. Sie soll sicher und einfach in der Anwendung sein.A respiratory protection mask according to the invention should have a low breathing resistance, in particular when inhaling. A respirator according to the invention should not collapse when inhaled. It should be safe and easy to use.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Atemschutzmasken bereitzustellen. Another object of the invention is to provide an advantageous method of manufacturing respirator masks.
Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch eine erfindungsgemässe Atemschutz maske und ein erfindungsgemässes Herstellungsverfahren, gemäss den unabhängigen Ansprüchen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine vorteilhafte Atemschutzmaske zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen. Eine solche Atemschutzmaske umfasst ein Filterteil, bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium, welches durch eine flächige Versteifungsstruktur mechanisch verstärkt ist. Das versteifte Filterteil ist flexibel und/oder ist durch mechanische Krafteinwirkung reversibel deformierbar. These and other objects are achieved by a respiratory protection mask according to the invention and a manufacturing method according to the invention, according to the independent claims. Further preferred embodiments are given in the dependent claims. A first aspect of the invention relates to an advantageous breathing mask for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols. Such a protective mask comprises a filter part consisting of a flat, flexible filter medium which is mechanically reinforced by a flat stiffening structure. The stiffened filter part is flexible and/or can be reversibly deformed by mechanical force.
Das Filtermedium hat den Zweck, Feinstäube und Aerosole in der Luft beim Strömen durch das Filtermedium zurückzuhalten. Vorteilhaft sind geeignete Filtermedien als flexible textile Flächengebilde ausgestattet. Zur Erreichung der gewünschten Eigenschaften können Filtermedien aus mehreren Lagen unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein. Beispielsweise kann eine feinporige Filterschicht zwischen zwei Deckvliesschichten angeordnet sein. Ein möglicher vorteilhafter Aufbau eines Filtermediums für eine erfindungsgemässe Atemschutzmaske kann beispielsweise ein erstes und ein zweites Deckvlies aus Polypropylen(PP)-Spinnvlies umfassen (thermisch verfestigt, 25 g/m2 gemäss DIN EN 29073 T1 A4, Hersteller: Technitex Sachsen GmbH, DE, Typ: 00617.02), sowie eine dazwischen angeordnete poröse Filterschicht aus Polypropylen-Meltblown- Vlies (25 g/m2, Dicke 0.35 bzw. 0.3 mm, Hersteller: Shandong Dawn Polymer Co. Ltd., CN; Typ: Nantong/Autefa MB25; oder alternativ Sandler AG, DE; Typ: Sawascreen 8605). Anstatt undurchsichtiges Vliesmaterial kann als Filtermedium auch das vorangehend besprochene transparente Filtermedium verwendet werden, wie es von EPF Lausanne und EMPA St. Gallen im März 2020 zum Patent angemeldet worden ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung wird hiermit in seiner Gesamtheit durch Referenz in diese Beschreibung aufgenommen. Das genannte flexible transparente Filtermaterial kann durch die Versteifungsstruktur mechanisch so stabilisiert werden, dass daraus eine Maske gefertigt werden kann, die nicht beim Einatmen kollabiert. The purpose of the filter medium is to retain fine dust and aerosols in the air as it flows through the filter medium. Suitable filter media are advantageously equipped as flexible textile fabrics. In order to achieve the desired properties, filter media can be made up of several layers of different materials. For example, a fine-pored filter layer can be arranged between two non-woven cover layers. A possible advantageous structure of a filter medium for a respiratory mask according to the invention can, for example, comprise a first and a second cover fleece made of polypropylene (PP) spunbonded fleece (thermally bonded, 25 g/m2 according to DIN EN 29073 T1 A4, manufacturer: Technitex Sachsen GmbH, DE, type : 00617.02), as well as a porous filter layer made of polypropylene meltblown fleece (25 g/m2, thickness 0.35 or 0.3 mm, manufacturer: Shandong Dawn Polymer Co. Ltd., CN; type: Nantong/Autefa MB25; or alternatively) arranged in between Sandler AG, DE; Type: Sawascreen 8605). Instead of opaque fleece material, the transparent filter medium discussed above can also be used as the filter medium, for which EPF Lausanne and EMPA St. Gallen applied for a patent in March 2020. The disclosure content of this patent application is hereby incorporated in its entirety by reference into this description. Said flexible, transparent filter material can be mechanically stabilized by the stiffening structure in such a way that a mask can be made from it that does not collapse when inhaled.
Das versteifte Filterteil verhindert ein Kollabieren der Maske beim Einatmen aufgrund des auftretenden Unterdrucks im Maskeninnern. Die Versteifungsstruktur bestimmt die mechanischen Eigenschaften des Filterteils. Ist die Versteifungsstruktur elastisch flexibel ausgestaltet, beispielsweise in Form einer elastisch flexiblen, halbstarren Folie, so ist auch das Filterteil mit dem mit der Versteifungstruktur verbundenen flexiblen Filterme dium elastisch flexibel und halbstarr. Ist die Versteifungsstruktur hingegen durch mechanische Krafteinwirkung bleibend deformierbar ausgestaltet, beispielsweise in Form eines deformierbaren Drahtnetzes, so ist auch das Filterteil mit dem mit der Versteifungstruktur verbundenen flexiblen Filtermedium durch mechanische Krafteinwirkung bleibend deformierbar. The stiffened filter part prevents the mask from collapsing when inhaling due to the negative pressure that occurs inside the mask. The stiffening structure determines the mechanical properties of the filter part. If the stiffening structure is designed to be elastically flexible, for example in the form of an elastically flexible, semi-rigid film, then the filter part with the flexible filter medium connected to the stiffening structure is also elastically flexible and semi-rigid. If, on the other hand, the stiffening structure is designed to be permanently deformable by mechanical force, for example in the form of a deformable wire mesh, then the filter part with the flexible filter medium connected to the stiffening structure is also permanently deformable by mechanical force.
Die Versteifungsstruktur liegt vorteilhaft auf einer Oberfläche des Filtermediums des Filterteils auf und ist mit diesem dauerhaft verbunden. Diese externe Anordnung der Ver- steifungsstruktur ermöglicht einen einfachen Aufbau des flächigen Filtermediums, und eine einfache Herstellung einer solchen Maske. The stiffening structure advantageously rests on a surface of the filter medium of the filter part and is permanently connected to it. This external arrangement of the stiffening structure enables a simple construction of the flat filter medium and a simple production of such a mask.
Die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils kann auf einer gesichtsabgewandten Seite des Filterteils oder auf einer gesichtszugewandten Seite des Filterteils angeordnet sein. Denkbar ist auch die Anordnung der Versteifungstruktur innerhalb des Filtermediums, so kann beispielsweise die Versteifungstruktur bei einem mehrlagigen Filtermedium zwischen den äusseren Lagen des Filtermediums angeordnet sein. Eine solche Konfiguration hat den Vorteil, dass die Versteifungsstruktur auch formschlüssig innerhalb des Fil termediums fixiert werden kann. Die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft als Gitter oder als Folie ausgestaltet, welche auf einer Oberfläche des Filtermediums des Filterteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden ist. Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft die Fläche der Versteifungsstruktur des Filterteils welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils überlappt, kleiner als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils. The flat stiffening structure of the filter part can be arranged on a side of the filter part facing away from the face or on a side of the filter part facing the face. The arrangement of the stiffening structure within the filter medium is also conceivable, for example the stiffening structure can be arranged between the outer layers of the filter medium in the case of a multi-layer filter medium. Such a configuration has the advantage that the stiffening structure can also be fixed in a form-fitting manner within the filter medium. The planar stiffening structure of the filter part of a respirator according to the invention is advantageously designed as a grid or as a film which rests on a surface of the filter medium of the filter part and is connected to the filter medium. In a breathing protection mask according to the invention, the area of the stiffening structure of the filter part which overlaps the active area of the filter medium of the filter part is smaller than the area of the active area of the filter medium of the filter part.
Vorteilhaft ist die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske als Folie ausgestaltet, welche eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist. The planar stiffening structure of the filter part of a breathing protection mask according to the invention is advantageously designed as a film which has one or more recesses.
Dies erlaubt es, die Folie als Rahmen mit einer darin angeordneten Fach werkstruktur auszugestalten, so dass mit einem Minimum an Folienfläche im Bereich der aktiven Filterfläche des Filterteils die notwendige Gesamtsteifigkeit des Filterteils erreicht wird.This allows the foil to be configured as a frame with a framework structure arranged therein, so that the necessary overall rigidity of the filter part is achieved with a minimum of foil area in the region of the active filter area of the filter part.
Ebenso vorteilhaft ist die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske als transparente Folie ausgestaltet. The planar stiffening structure of the filter part of a breathing protection mask according to the invention is also advantageously designed as a transparent film.
Die Oberfläche des Filtermediums bleibt so sichtbar, insbesondere aufgedruckte schriftliche Daten oder auch grafische Dekorationselemente. Ist das Filtermedium selber transparent, so wird die Transparenz durch die ebenfalls transparente Folie nicht beeinträch tigt. The surface of the filter medium remains visible, in particular printed written data or graphic decorative elements. If the filter medium itself is transparent, the transparency is not impaired by the film, which is also transparent.
Bei Verwendung einer transparenten Folie ist diese vorteilhaft mit einer geeigneten Anti- Reflektions-Schicht ausgestattet. Entsprechende Beschichtungen sind beispielsweise aus dem Bereich von Kunststoff-Brillengläsern bekannt. If a transparent film is used, it is advantageously equipped with a suitable anti-reflection layer. Corresponding coatings are known, for example, from the field of plastic spectacle lenses.
Alternativ oder zusätzlich ist bei Verwendung einer transparenten Folie diese vorteilhaft derartig beschichtet ist, dass die Folie in feuchter Luft nicht beschlägt, denn ein Beschlagen der Folie, also ein Kondensieren von einer Vielzahl von feinsten Wassertröpfchen aus der Luftfeuchtigkeit auf der Folie, macht die Folie intransparent. Alternatively or additionally, when using a transparent film, this is advantageously coated in such a way that the film does not fog up in humid air, because fogging of the film, i.e. condensation of a large number of very fine water droplets from the humidity on the film, makes the film opaque .
Für das Verhindern des Beschlagens wird die Oberfläche der Folie hydrophil ausgerüs tet, so dass die Kondensation von Wasser auf der Folienoberfläche anstatt zu Tröpfchenbildung zu einem geschlossenen, unsichtbaren Wasserfilm führt. Dafür sind verschiedenen technische Lösungen bekannt. Für Polymerfolien ist es beispielsweise bekannt, in die Polymerstruktur Monomere mit hydrophilen Gruppen einzubauen, zum Beispiel mit kurzen PEG-Ketten. Beschlagsfreie Polymerfolien werden insbesondere zum Verpacken von Frischgemüse und Fleisch in Schalen verwendet. Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist vorteilhaft die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils entlang einer Linie am oberen und/oder unteren Aussenrand und/odereinem seitlichen Aussenrand des Filterteils mit dem Filtermedium des Filterteils verbunden. To prevent fogging, the surface of the film is hydrophilic, so that the condensation of water on the surface of the film leads to a closed, invisible film of water instead of droplets. Various technical solutions are known for this. It is known, for example, for polymer films to incorporate monomers with hydrophilic groups, for example with short PEG chains, into the polymer structure. Anti-fog polymeric films are used in particular for packaging fresh vegetables and meat in trays. In a breathing mask according to the invention, the flat stiffening structure of the filter part is advantageously connected to the filter medium of the filter part along a line on the upper and/or lower outer edge and/or a lateral outer edge of the filter part.
Die Verbindung von Versteifungsstruktur und Filtermedium kann durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen erfolgen. Die Verbindungslinie kann beispielsweise als durchgehende Schweisslinie, als Schweisspunktfläche oder als Abfolge von kürzeren Schweisslinien ausgestaltet sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschallschweissen. The stiffening structure and filter medium can be connected by sewing, stapling, gluing or welding. The connecting line can be designed, for example, as a continuous welding line, as a welding point area or as a sequence of shorter welding lines. The connection is advantageously made by ultrasonic welding.
Am Filterteil einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske können Befestigungsmittel vorgesehen sein zur Befestigung der Atemschutzmaske am Kopf eines Benutzers oder an einer Schutzausrüstung. Fastening means can be provided on the filter part of a breathing mask according to the invention for fastening the breathing mask to a user's head or to protective equipment.
Üblich sind beispielsweise Ohrbändel in Form von elastischen Schnurschlaufen, die je an einem seitlichen Ende des Frontteils befestigt werden und im Gebrauch hinter den Ohren des Benutzers eingehängt werden, um die Maske am Kopf des Benutzers zu be festigen. Ebenfalls üblich sind Kopfbändel, bei welchen zwei elastische Bänderzwischen den beiden seitlichen Enden der Maske angeordnet sind. Im Gebrauch verlaufen diese Bänder dann um den Kopf des Maskenträgers. Diese Variante ist insbesondere auch für Träger von Schutzanzügen geeignet, welche die Ohren verdecken. Ebenfalls möglich sind lose, nicht elastische Bändel, die hinter dem Knopf reversibel verknotet werden.For example, ear straps in the form of elastic cord loops, which are each attached to a lateral end of the front part and are hung behind the user's ears during use, are customary in order to fasten the mask to the user's head. Also common are head straps, in which two elastic straps are placed between the two lateral ends of the mask. In use, these straps then pass around the head of the mask wearer. This variant is particularly suitable for wearers of protective suits that cover the ears. Loose, non-elastic straps that are reversibly knotted behind the button are also possible.
Die Bändel können, je nach Material, durch Heften oder Ultraschallschweissen auf dem Maskenkörper befestigt werden. Depending on the material, the straps can be attached to the mask body by tacking or ultrasonic welding.
Beispielsweise können für die Bändel elastische Flechtkordeln verwendet werden (Bsp: 1: 96% Polyester, 4 % Elasthan, Durchmesser 3 mm rund; Hersteller: JHCO Elastic; Typ: 12045; Bsp. 2: 40% Polyester, 60% Elastodien, Durchmesser 5 mm flach; Dehnbarkeit 280%; Hersteller: JHCO Elastic; Typ: 10800). Wegen der hohen Dehnbarkeit sind solche Bändel für kopfumspannende Bändel besonders gut geeignet. Aufgrund des Materials sind die vorgenannten Bändel nicht ultraschallschweissbar und werden stattdessen auf das Frontteil geheftet. Für Ohrenbändel gut geeignet ist beispielsweise eine Hohlschnur 2.5 mm x 1 mm aus 77.2% Polyamid und 22.8% Elasthan, die durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig mit dem Frontteil verbunden werden kann (Dehnbarkeit 120%; Her steller: Baumeister; Typ: A708294). Die Kopfbändel (Kopfbefestigung) erfahren eine plastische Verformung beim Gebrauch der Maske. Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske kann weiter am Filterteil im Bereich des oberen Aussenrands ein durch mechanische Krafteinwirkung deformierbarer Klemmbügel vorgesehen sein. For example, elastic braided cords can be used for the straps (e.g.: 1: 96% polyester, 4% elastane, diameter 3 mm round; manufacturer: JHCO Elastic; type: 12045; e.g. 2: 40% polyester, 60% elastodiene, diameter 5 mm flat; extensibility 280%; manufacturer: JHCO Elastic; type: 10800). Due to the high extensibility, such straps are particularly well suited for head-spanning straps. Due to the material, the aforementioned straps cannot be ultrasonically welded and are instead stapled to the front part. For example, a hollow cord 2.5 mm x 1 mm made of 77.2% polyamide and 22.8% elastane is well suited for ear straps, which can be bonded to the front part by ultrasonic welding (extensibility 120%; manufacturer: Baumeister; type: A708294). The head straps (head attachment) undergo plastic deformation when the mask is used. In a breathing protection mask according to the invention, a clamping bracket that can be deformed by the action of mechanical force can also be provided on the filter part in the region of the upper outer edge.
Ein solcher Klemmbügel erlaubt es, das flexible Material des Oberteils an die unregel- mässige und für jeden Maskenträger individuelle Oberfläche des Gesichts im Bereich der Nase und der Augen anzupassen und so die Dichtwirkung zu optimieren. Such a clamping bracket allows the flexible material of the upper part to be adapted to the irregular surface of the face in the area of the nose and eyes, which is individual for each mask wearer, and thus to optimize the sealing effect.
Ein solcher Klemmbügel kann beispielsweise als Draht, als Doppeldraht, als Blechstreifen oder als Drahtgeflecht ausgestattet sein. Der Klemmbügel kann auf der Aussenflä- che des Oberteils befestigt sein oder zwischen den Decklagen des Filtermediums ange- ordnet sein. Such a clamping bracket can be equipped, for example, as a wire, as a double wire, as a sheet metal strip or as a wire mesh. The clamping bracket can be fastened to the outer surface of the upper part or arranged between the cover layers of the filter medium.
Bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske kann weiter am Filterteil im Bereich des oberen Aussenrands eine gesichtsseitige Abdichtungsauflage angeordnet sein.In a breathing protection mask according to the invention, a face-side sealing pad can also be arranged on the filter part in the area of the upper outer edge.
Eine solche Abdichtungsauflage, insbesondere zusammenwirkend mit einem Klemmbügel im Nasenbereich, dient dazu, die Dichtwirkung der Atemschutzmaske im Bereich der Nase und der Augen zu erhöhen, um beim Ausatmen den Luftstrom zwischen dem Aus- senrand des Oberteils und der Haut zu minimieren. Dies soll unter anderem das Beschlagen der Brillengläser bei Brillenträgern vermeiden. Als Abdichtungsauflage kann beispielsweise Moosgummi verwendet werden, oder ein anderer elastischer Schaum stoff. Ein Beispiel für ein geeignetes Material ist PE-Schaum (Dicke 1-2 mm, ab Rolle zugeführt und selbstklebend auf einer Seite; Typ: Top-Cell; Hersteller: Topplast). Such a sealing pad, in particular in conjunction with a clamping bracket in the nose area, serves to increase the sealing effect of the breathing mask in the area of the nose and eyes in order to minimize the air flow between the outer edge of the upper part and the skin when exhaling. Among other things, this is intended to prevent fogging of the lenses of spectacle wearers. Foam rubber, for example, or another elastic foam material can be used as a sealing pad. An example of a suitable material is PE foam (thickness 1-2 mm, supplied from a roll and self-adhesive on one side; type: Top-Cell; manufacturer: Topplast).
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Atemschutz maske zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen umfasst ein Frontteil, bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium, welches durch eine flächige Versteifungsstruktur mechanisch verstärkt wird; ein Oberteil, welches an einer ersten Seite des Frontteils entlang einer ersten Verbindungslinie mit dem Frontteil verbunden ist; und ein Unterteil, welches an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Frontteils entlang einer zweiten Verbindungslinie mit den Frontteil verbunden ist. Das Frontteil, das Oberteil und das Unterteil bilden zusammen in einem geöffneten Zustand der Atemschutzmaske einem konkaven Maskenkörper. Die flächige Versteifungsstruktur des Frontteils ist als Folie ausgestaltet, welche auf einer äusseren Oberfläche des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit dem Filterme dium verbunden ist. Die Fläche der Versteifungsstruktur, welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils überlappt, ist kleiner als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils. Das versteifte Frontteil verhindert ein Kollabieren des Maskenkörpers beim Einatmen aufgrund des dabei auftretenden Unterdrucks im Maskeninnern, während das flexible Unterteil und Oberteil ein bündiges, dichtendes Anliegen des Maskenkörpers am Gesicht eines Benutzers ermöglicht. Die Versteifung erfolgt über die Folie, welche auf der äusseren Oberfläche des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit diesem mechanisch verbunden ist. Diese externe Anordnung der Versteifungsstruktur ermöglicht einen wesentlich einfacheren Aufbau des flächigen Filtermediums, welches im Bereich des Oberteils, des Frontteils und des Unterteils identisch ausgestaltet werden kann, und auch eine einfachere Herstellung einer solchen Maske. A particularly advantageous embodiment of a respiratory protection mask according to the invention for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols comprises a front part consisting of a flat, flexible filter medium which is mechanically reinforced by a flat stiffening structure; an upper part connected to the front part on a first side of the front part along a first connecting line; and a lower part which is connected to the front part along a second connecting line on a second side of the front part remote from the first side. The front part, the upper part and the lower part together form a concave mask body when the breathing mask is in an open state. The planar stiffening structure of the front part is designed as a film which rests on an outer surface of the filter medium of the front part and is connected to the filter medium. The area of the stiffening structure which overlaps with the area of the filter medium of the front part that is active as a filter is smaller than the area of the area of the filter medium of the front part that is active as a filter. The stiffened front part prevents the mask body from collapsing when inhaling due to the resulting negative pressure inside the mask, while the flexible lower and upper part allows the mask body to fit flush and tightly against the user's face. The stiffening takes place via the foil, which rests on the outer surface of the filter medium of the front part and is mechanically connected to it. This external arrangement of the stiffening structure enables a significantly simpler construction of the flat filter medium, which can be configured identically in the area of the upper part, the front part and the lower part, and also simpler production of such a mask.
Die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils ist diejenige Fläche des Filtermediums, durch welche potenziell Luft zwischen dem gesichtsseitigen Halbraum der Maske (also der Maskeninnenseite) und dem gesichtsabgewandten Halb raum der Maske (also der Maskenaussenseite) hin und her fliessen kann. Da die Fläche der Versteifungsfolie, welche mit dieser aktiven Filterfläche des Frontteils überlappt, kleiner ist als diese aktive Filterfläche, bleibt ein Teil der aktiven Filterfläche des Frontteils offen und der Luftfluss wird nicht durch die Versteifungsfolie blockiert. Gesamthaft ist so der Durchflusswiderstand des Frontteils gleich hoch oder geringer als bei einer durchgehenden Versteifungslage im Inneren des Filtermediums, wie aus dem Stand der Technik bekannt. The surface of the filter medium of the front part that is active as a filter is that surface of the filter medium through which air can potentially flow back and forth between the half-space of the mask on the face side (i.e. the inside of the mask) and the half-space of the mask facing away from the face (i.e. the outside of the mask). Since the area of the stiffening sheet which overlaps this active filter area of the front part is smaller than this active filter area, part of the active filter area of the front part remains open and the air flow is not blocked by the stiffening sheet. Overall, the flow resistance of the front part is the same or less than with a continuous stiffening layer inside the filter medium, as is known from the prior art.
Die Verbindung des Frontteils mit dem Oberteil entlang der ersten Verbindungslinie, beziehungsweise die Verbindung des Frontteils mit dem Unterteil entlang der zweiten Verbindungslinie, kann beispielsweise durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen realisiert sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschall- schweissen, was jedoch dafür geeignete thermoplastische Materialien voraussetzt.The front part can be connected to the upper part along the first connecting line, or the front part can be connected to the lower part along the second connecting line, for example by sewing, stapling, gluing or welding. The connection is advantageously made by ultrasonic welding, which, however, requires suitable thermoplastic materials for this purpose.
Für die Folie der Versteifungsstruktur wird vorteilhaft eine Polymerfolie verwendet, bei spielsweise eine Folie aus ungestrecktem Polypropylen (CPP) mit einer Dicke von 0.13 mm eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist die Folie transparent A polymer film is advantageously used for the film of the stiffening structure, for example a film made from unstretched polypropylene (CPP) with a thickness of 0.13 mm. The film is particularly advantageously transparent
Die Folie kann mit einer Anti-Fog-Beschichtung und/oder einer Anti-Reflektions-Be- schichtung ausgestattet sein. The film can be provided with an anti-fog coating and/or an anti-reflection coating.
Ebenfalls verwendet werden können beispielsweise Polypropylen(PP)-Folien oder Po- lyethylenterephthalat(PET)-Folien. Geeignet als Versteifungsstruktur sind aber auf an dere flächige, biegsame Strukturen wie beispielsweise Karton oder dünnes Blech. Thermoplastische Polymerfolien haben aber unter anderem den Vorteil, dass sie mit dem Filtermedium durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig verbunden werden können. Anstatt undurchsichtiges Vliesmaterial kann wiederum als Filtermedium auch das vorangehend besprochene transparente Filtermedium verwendet werden, wie es von EPF Lausanne und EM PA St. Gallen im März 2020 zum Patent angemeldet worden ist.Polypropylene (PP) films or polyethylene terephthalate (PET) films, for example, can also be used. However, other flat, flexible structures such as cardboard or thin sheet metal are also suitable as stiffening structures. However, thermoplastic polymer films have the advantage, among other things, that they can be firmly bonded to the filter medium by ultrasonic welding. Instead of opaque non-woven material, the transparent filter medium discussed above can also be used as the filter medium, for which EPF Lausanne and EM PA St. Gallen applied for a patent in March 2020.
Das genannte flexible transparente Filtermaterial kann durch eine vorteilhaft transparente Versteifungsfolie wie oben diskutiert mechanisch so stabilisiert werden, dass daraus eine Maske des beschriebenen dreiteiligen Typs hergestellt werden kann. Said flexible, transparent filter material can be mechanically stabilized by an advantageously transparent stiffening film, as discussed above, in such a way that a mask of the three-part type described can be produced from it.
Die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils der Atemschutzmaske kann auf der ge- sichtsabgewandten Seite des Frontteils, also der Maskenaussenseite, oder auf der ge- sichtszugewandten Seite des Frontteils, also der Maskeninnenseite, angeordnet sein.The film of the stiffening structure of the front part of the respirator mask can be arranged on the side of the front part facing away from the face, ie the outside of the mask, or on the side of the front part facing the face, ie the inside of the mask.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Atemschutzmaske weist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils eine oder mehrere Ausnehmungen auf. In an advantageous embodiment of a respirator mask, the foil of the stiffening structure of the front part has one or more recesses.
Dies erlaubt es, die Folie als Rahmen mit einer darin angeordneten Fachwerkstruktur auszugestalten, so dass mit einem Minimum an Folienfläche im Bereich der aktiven Filterfläche des Frontteils die notwendige Gesamtsteifigkeit des Frontteils erreicht wird.This allows the foil to be designed as a frame with a framework structure arranged therein, so that the necessary overall rigidity of the front part is achieved with a minimum of foil area in the region of the active filter area of the front part.
Vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils transparent. The foil of the stiffening structure of the front part is advantageously transparent.
Zum einen bleibt so die Oberfläche des Filtermediums sichtbar, insbesondere aufgedruckte schriftliche Daten oder auch grafische Dekorationselemente. Ist das Filtermedium selber transparent, so wird die Transparenz durch die ebenfalls transparente Folie nicht behindert. On the one hand, the surface of the filter medium remains visible, in particular printed written data or graphic decorative elements. If the filter medium itself is transparent, the transparency is not impeded by the film, which is also transparent.
Zum anderen kann die Folie zusätzlich als Sichtfenster wirken, worauf untenstehend eingegangen wird. On the other hand, the film can also act as a viewing window, which will be discussed below.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einer Atemschutzmaske weist das Filtermedium des Frontteils eine Ausnehmung auf, welche vollständig mit der Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils bedeckt ist. Die genannte Folie verschliesst die ge nannte Ausnehmung dichtend. Die genannte Folie ist transparent. In a particularly advantageous embodiment of a respirator mask, the filter medium of the front part has a recess which is completely covered with the foil of the stiffening structure of the front part. Said film closes said recess in a sealing manner. Said film is transparent.
Auf diese Weise bildet die transparente Folie mit der Ausnehmung der Filtermediums zusammen ein Sichtfenster im Frontteil der Atemschutzmaske. Wird die Ausnehmung so platziert, dass beim vorgesehenen Gebrauch der Maske die Ausnehmung über dem Mund des Maskenträgers liegt, so kann eine Drittperson das Mundbild des Maskenträgers sehen. Personen mit Hörbeeinträchtigungen können auf diese Weise trotz des Tra gens einer Schutzmaske mittels Lippenlesen oder Gebärdensprache kommunizieren. Als dichte Verbindung ist im Zusammenhang mit erfindungsgemässen Atemschutzmas ken nicht zwingend eine fluidisch dichte Verbindung gemeint. Als dicht kann im Zusam menhang mit Atemschutzmasken jede Verbindung bezeichnet werden, bei welchem der Durchflusswiderstand um Grössenordnungen höher ist als der Durchflusswiderstand des Filtermediums, so dass nur schon aus diesem Grund keine Gasströmung durch diese Verbindung erfolgt. So können beispielsweise mittels einer Vielzahl von Schwerpunk ten oder Linien zwei Filtermedien oder eine Folie und ein Filtermedium dichtend verbun den werden, obwohl keine geschlossene Schweisslinie vorliegt. Im Bereich zwischen den Schweisspunkten liegen die beiden Schichten jedoch so nahe aufeinander, dass der Durchflusswiderstand zwischen den beiden Schichten hindurch sehr viel höher ist als der Durchflusswiderstand des Filtermediums senkrecht zu der Filterfläche. In this way, the transparent film together with the recess in the filter medium forms a viewing window in the front part of the breathing mask. If the recess is placed in such a way that the recess lies over the mouth of the mask wearer when the mask is used as intended, then a third person can see the mouth image of the mask wearer. In this way, people with hearing impairments can communicate using lip reading or sign language despite wearing a protective mask. In connection with respiratory protection masks according to the invention, a tight connection does not necessarily mean a fluid-tight connection. In connection with respirator masks, any connection can be described as tight if the flow resistance is several orders of magnitude higher than the flow resistance of the filter medium, so that for this reason alone there is no gas flow through this connection. For example, by means of a large number of focal points or lines, two filter media or a film and a filter medium can be sealingly connected, although there is no closed welding line. In the area between the welding points, however, the two layers are so close together that the flow resistance between the two layers is much higher than the flow resistance of the filter medium perpendicular to the filter surface.
Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführungsform einer Atemschutzmaske die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils entlang des Umfangs der Ausnehmung des Filterme diums des Frontteils mit dem Filtermedium dichtend verbunden. Ebenfalls vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils derartig be schichtet, dass die Folie in feuchter Luft nicht beschlägt. Ein Beschlagen der Folie, also ein Kondensieren von einer Vielzahl von feinsten Wassertröpfchen aus der Luftfeuchtig keit, insbesondere in der Atemluft, ist mit Blick auf den zusätzlichen Effekt der Folie als Sichtfenster ungünstig, und sollte deshalb vorteilhaft vermieden werden. Das gleiche gilt bei der Verwendung eines transparenten Filtermediums. Advantageously, in such an embodiment of a breathing mask, the film of the stiffening structure of the front part is sealingly connected to the filter medium along the circumference of the recess of the filter medium of the front part. The film of the stiffening structure of the front part is also advantageously coated in such a way that the film does not fog up in moist air. A fogging of the film, ie a condensation of a large number of very fine water droplets from the humidity, especially in the breathing air, is unfavorable in view of the additional effect of the film as a viewing window and should therefore be avoided to advantage. The same applies when using a transparent filter medium.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske die Fo lie auch mit einer geeigneten Anti-Reflektions-Schicht ausgestattet sein. Entsprechende Beschichtungen sind beispielsweise aus dem Bereich von Kunststoff-Brillengläsern be kannt. Das Vermeiden von Reflexionen auf einer transparenten Folie verbessert die Sicht von aussen durch das Sichtfenster auf den Mundbereich, da die Reflektion von Licht auf der Folie vermieden wird. Dies kann insbesondere bei direktem Sonnenlicht oder punktför migen Lichtquellen der Fall sein. As an alternative or in addition, the film can also be equipped with a suitable anti-reflection layer in a breathing mask according to the invention. Corresponding coatings are known, for example, from the area of plastic spectacle lenses. Avoiding reflections on a transparent foil improves the view from the outside through the viewing window of the mouth area, since the reflection of light on the foil is avoided. This can be the case in particular with direct sunlight or point-shaped light sources.
Vorteilhaft ist die Folie der Versteifungsstruktur des Frontteils entlang einer Linie am oberen und/oder unteren Aussenrand des Frontteils mit dem Filtermedium verbunden.The foil of the stiffening structure of the front part is advantageously connected to the filter medium along a line on the upper and/or lower outer edge of the front part.
Die Verbindung von Folie und Filtermedium kann durch Vernähen, Zusammenheften, Verkleben oder Verschweissen erfolgen. Die Verbindungslinie kann beispielsweise als durchgehende Schweisslinie, als Schweisspunktfläche oder als Abfolge von kürzeren Schweisslinien ausgestaltet sein. Vorteilhaft erfolgt die Verbindung durch Ultraschall- schweissen. The foil and filter medium can be connected by sewing, stapling, gluing or welding. The connecting line can, for example, be a continuous welding line, a welding spot area or a series of shorter ones Weld lines be configured. The connection is advantageously made by ultrasonic welding.
Besonders vorteilhaft fällt die Verbindungslinie zusammen mit der entsprechenden Ver bindungslinie zwischen Frontteil und Oberteil beziehungsweise Unterteil. The connecting line particularly advantageously coincides with the corresponding connecting line between the front part and the upper part or the lower part.
Vorteilhaft sind bei einer Atemschutzmaske am Frontteil Befestigungsmittel vorgesehen zur Befestigung der Atemschutzmaske am Kopf eines Benutzers oder an einer Schutz ausrüstung. Geeignete Befestigungsmittel wurden obenstehend bereits besprochen.Fastening means are advantageously provided for attaching the respirator to the head of a user or to a protective equipment with a respirator on the front part. Suitable fasteners have already been discussed above.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante einer Atemschutzmaske ist am Oberteil im Bereich des Aussenrands ein Klemmbügel angeordnet, welcher durch mechanische Krafteinwirkung deformiert werden kann. Geeignete Klemmbügel wurden obenstehend bereits besprochen. In an advantageous embodiment variant of a respirator mask, a clamping bracket is arranged on the upper part in the area of the outer edge, which can be deformed by mechanical force. Suitable clamping brackets have already been discussed above.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante einer Atemschutzmaske ist am Oberteil im Bereich des Aussenrands auf der gesichtszugewandten Seite eine Abdich tungsauflage angebracht. Geeignete Abdichtungsauflagen wurden obenstehend bereits besprochen In a further advantageous embodiment variant of a respirator mask, a sealing pad is attached to the upper part in the area of the outer edge on the side facing the face. Suitable sealing pads have already been discussed above
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zu Herstellung einer gefalteten Atemschutzmaske, umfassend die Schritte: A second aspect of the invention relates to a method for manufacturing a folded breathing mask, comprising the steps:
Bereitstellen einer Bahn eines flächigen Filtermediums; providing a web of sheet-like filter media;
Erstellen der Randkonturen eines Oberteils und eines Unterteils einer Atemschutz maske, beispielsweise durch Ultraschallschweissen; Creating the edge contours of an upper part and a lower part of a respirator mask, for example by ultrasonic welding;
- Abtrennen des ausserhalb der Randkonturen liegenden Materials entlang der erstell ten Randkonturen des Oberteils und des Unterteils; - Separating the material lying outside the edge contours along the created edge contours of the upper part and the lower part;
- Auflegen einer Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn im Bereich eines Frontteils der Atemschutzmaske; - Placing a film web on the filter medium web in the area of a front part of the respirator;
Falten der Filtermedium-Bahn, so dass die Bereiche des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils übereinander liegen; folding the web of filter media so that the portions of the top, bottom, and face are superimposed;
Erstellen einer dichtenden Verbindung zwischen dem Frontteil und dem Oberteil und zwischen dem Frontteil und dem Unterteil, beispielsweise durch Ultraschallschweis sen; Creating a sealing connection between the front part and the upper part and between the front part and the lower part, for example by ultrasonic welding;
- Abtrennen des ausserhalb der Aussenkonturen des Frontteils liegenden Materials entlang den Aussenkonturen des Frontteils; - Separating the material lying outside the outer contours of the front part along the outer contours of the front part;
Bereitstellen des vereinzelten, gefalteten Maskenkörpers zur weiteren Verarbeitung. Das Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn kann vor oder nach dem Falten des Filtermediums stattfinden. Providing the isolated, folded mask body for further processing. The foil web can be placed on the filter medium web before or after the filter medium is folded.
Ausnehmungen in der Folie werden vorteilhaft vor dem Auflegen der Folie auf das Filtermedium aus der Folie geschnitten. Gegebenenfalls können auch Aussenkonturen in die Folie geschnitten werden. Recesses in the foil are advantageously cut out of the foil before the foil is placed on the filter medium. If necessary, outer contours can also be cut into the film.
In einer vorteilhaften Variante eines solchen Verfahrens wird nach dem Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn die Folie mit dem Filtermedium verschweisst. In an advantageous variant of such a method, after the foil web has been placed on the filter medium web, the foil is welded to the filter medium.
In einer weiteren vorteilhaften Variante eines solchen Verfahrens wird vor dem Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium-Bahn eine Ausnehmung im Bahn-Bereich des Frontteils ausgeschnitten. In a further advantageous variant of such a method, a recess is cut out in the web area of the front part before the foil web is placed on the filter medium web.
Ist bei der herzustellenden Maske ein Klemmelement vorgesehen, so kann dieses auf dem fertigen Filtermedium, oder vor der Zusammenführung der verschiedenen Lagen auf einer der Lagen des Filtermediums platziert werden. Vorteilhaft wird das Klemmelement ab Rolle zugeführt, passend abgelängt und so bereitgestellt. Eine Abdichtungsauflage wird vorteilhaft ab Rolle zugeführt, passend ausgeschnitten und vor dem Falten des Filtermediums an der passenden Stelle des zukünftigen Oberteils platziert. If the mask to be produced is provided with a clamping element, this can be placed on the finished filter medium or on one of the layers of the filter medium before the various layers are brought together. Advantageously, the clamping element is supplied from a roll, cut to length and made available in this way. A sealing pad is advantageously supplied from a roll, cut out to fit and placed at the appropriate point on the future upper part before the filter medium is folded.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnungen Bezug genommen. Diese zeigen lediglich Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands. In den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit den gleichen oder zumindest ähnlichen Bezugszeichen versehen Figur 1 zeigt schematisch in Frontansicht eine vorteilhafte Schutzmaske. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention, reference is made to the drawings below. These only show exemplary embodiments of the subject matter of the invention. In the figures and the associated description, parts that are the same or have the same effect are provided with the same or at least similar reference symbols. FIG. 1 schematically shows an advantageous protective mask in a front view.
Figur 2 zeigt schematisch in Frontansicht eine andere vorteilhafte Schutzmaske.FIG. 2 schematically shows another advantageous protective mask in a front view.
Figur 3 zeigt schematisch in Frontansicht eine weitere vorteilhafte Schutzmaske. Figur 4 zeigt schematisch in Frontansicht noch eine andere vorteilhafte Schutzmaske. FIG. 3 schematically shows a further advantageous protective mask in a front view. FIG. 4 schematically shows another advantageous protective mask in a front view.
Figur 5 zeigt perspektivisch eine am Kopf eines Benutzers befestigte vorteilhafte Schutzmaske. Figur 6 zeigt die Schutzmaske aus Figur 5 in einer perspektivischen Seitenansicht.FIG. 5 shows in perspective an advantageous protective mask fastened to a user's head. FIG. 6 shows the protective mask from FIG. 5 in a perspective side view.
Figur 7 zeigt schematisch separat dargestellt die einzelnen Teile der Schutzmaske aus Figur 5, mit (a) dem Oberteil, (b) dem Frontteil, und (c) dem Unterteil der Schutzmaske. FIG. 7 shows, separately and schematically, the individual parts of the protective mask from FIG. 5, with (a) the upper part, (b) the front part, and (c) the lower part of the protective mask.
Figur 8 zeigt perspektivisch die Schutzmaske aus Figur 5 in zusammengelegtem Zustand von der Rückseite her. FIG. 8 shows a perspective view of the protective mask from FIG. 5 in the folded state from the rear.
Figur 9 zeigt schematisch das Frontteil einer weiteren Ausführungsform einer vor teilhaften Schutzmaske ohne Sichtfenster, in zusammengelegtem Zustand mit Blick auf das Frontteil. FIG. 9 schematically shows the front part of a further embodiment of an advantageous protective mask without a viewing window, in the folded state with a view of the front part.
Figur 10 zeigt schematisch drei weitere Ausführungsformen von vorteilhaften Schutzmasken ohne Sichtfenster, im geöffneten Zustand, getragen von einem Benutzer. FIG. 10 schematically shows three further embodiments of advantageous protective masks without a viewing window, in the open state, worn by a user.
Figur 11 zeigt schematisch die einzelnen Arbeitsschritte eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung einer vorteilhaften Schutzmaske. Wege zur Ausführung der Erfindung FIG. 11 schematically shows the individual work steps of an advantageous method for producing an advantageous protective mask. Ways to carry out the invention
Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken. The examples given below are given to better illustrate the present invention, but are not intended to limit the invention to the features disclosed herein.
Verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 mit einem einteiligen Filterteil 7 sind in den Figuren 1, 2, 3 und 4 schematisch dargestellt, mit Blick auf die vom Gesicht abgewandte Frontseite. Various exemplary embodiments of a respirator mask 1 according to the invention with a one-piece filter part 7 are shown schematically in FIGS. 1, 2, 3 and 4, with a view of the front side facing away from the face.
Die in Figur 1 gezeigte Atemschutzmaske 1 umfasst ein einteiliges Filterteil 7 und zwei daran befestigte seitliche Befestigungsmittel 5 in Form von elastischen Ohrenschlaufen. Das Filterteil 7 besteht aus einem Wesentlichen rechteckigen flächigen Filtermedium 70 und einer auf dem Filtermedium 70 befestigen flächigen Versteifungsstruktur 71. The respirator mask 1 shown in FIG. 1 comprises a one-piece filter part 7 and two lateral fastening means 5 fastened to it in the form of elastic ear loops. The filter part 7 consists of an essentially rectangular, flat filter medium 70 and a flat stiffening structure 71 fastened to the filter medium 70.
Das flächige Filtermedium 70 kann beispielsweise als dreilagiger Filter aufgebaut sein, mit einem äusseren Deckvlies, einem inneren Deckvlies und einem dazwischen liegen- den Filtervlies. Alternativ kann das flächige Filtermedium auch als transparentes Filtermedium ausgestaltet sein. Eine Schutzmaske 1 mit einem transparenten Filtermedium erlaubt den Blick von aussen auf den Mundbereich des Maskenträgers, so dass die Mimik und insbesondere das Mundbild sichtbar bleiben. The flat filter medium 70 can be constructed, for example, as a three-layer filter, with an outer cover fleece, an inner cover fleece and a filter fleece lying in between. Alternatively, the flat filter medium can also be designed as a transparent filter medium. A protective mask 1 with a transparent filter medium allows the mouth area of the mask wearer to be seen from the outside, so that the facial expressions and in particular the mouth image remain visible.
Die flächige Versteifungsstruktur 71 ist als Gitternetz 72 ausgestaltet, mit einer Mehrzahl von im rechten Winkel zueinander liegenden dünnen Stäben. Die durch das Gitternetz 72 abgedeckte Fläche des Filtermediums 70 ist vergleichsweise gering, so dass der Durchströmwiderstand des Filtermediums nicht negativ beeinflusst wird. Gleichzeitig ist bei einem transparentem Filtermedium auch die Sicht durch das Filtermedium im Wesentlichen ungehindert. Das Gitternetz 72 kann beispielsweise als aus Polymer gefertigte einteilige Gitterstruktur ausgestaltet sein, oder durch Zusammenfügen von horizontalen und vertikalen Stäben gefertigt werden. Soll das Filterteil als Ganzes elastische, halbstarre Eigenschaften aufweisen, so ist ein Gitternetz aus einem elastischen Kunststoffmaterial als Versteifungsmittel besonders geeignet. Soll hingegen das Filterteil als Ganzes deformierbar bzw. formbar sein, so ist ein Gitternetz in Form eines verformbaren metallischen Drahtgitters besonders gut geeignet. The planar stiffening structure 71 is designed as a lattice network 72 with a plurality of thin rods lying at right angles to one another. The area of the filter medium 70 covered by the grid 72 is comparatively small, so that the flow resistance of the filter medium is not adversely affected. At the same time, with a transparent filter medium, the view through the filter medium is essentially unhindered. The grid 72 can be designed, for example, as a one-piece grid structure made of polymer, or can be made by joining horizontal and vertical rods together. If the filter part is to have elastic, semi-rigid properties as a whole, a grid made of an elastic plastic material is particularly suitable as a stiffening means. If, on the other hand, the filter part is to be deformable or formable as a whole, a grid in the form of a deformable metal wire grid is particularly well suited.
Das Gitternetz kann beispielsweise durch Kleben mit dem Filtermedium verbunden werden, oder durch Verschweissen, insbesondere Ultraschallschweissen. Vorteilhaft werden beim Ultraschallschweissen kompatible Materialien verwendet, besonders vorteil- haft im Wesentlichen identische thermoplastische Polymere. Bei einem Drahtgitter kann der Draht mit Polymer beschichtet sein. The grid can be connected to the filter medium, for example, by gluing, or by welding, in particular ultrasonic welding. Compatible materials are advantageously used in ultrasonic welding, particularly advantageously essentially identical thermoplastic polymers. With a wire mesh, the wire may be coated with polymer.
Anstatt das gesamte Gitternetz mit dem Filtermedium zu verbinden, kann die Befestigung auch nur entlang der Aussenränder erfolgen. In solch einem Fall kann sich jedoch bei Unterdrück das Filtermedium von der Versteifungsstruktur abheben. Eine solche Ausführungsvariante ist deshalb vor allem dann sinnvoll, wenn die Versteifungsstruktur mit der gesichtsseitigen Oberfläche des Filtermediums verbunden ist. So kann ein Kol labieren des Filtermediums beim Einatmen vermieden werden, da diese strotz fehlender Verbindung durch die Versteifungstruktur gestützt wird. Die flächige Versteifungstruktur 71 in Form des Drahtgitters 72 kann auch an einer Mehrzahl von Verbindungspunkten 711 mit dem Filtermedium 70 verbunden sein. Solche verbindungspunkte können insbesondere als Ultraschallschweisspunkte oder Klebepunkte ausgestaltet sein. Eine solche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemässen Schutz- maske 1 ist beispielsweise in Figur 2 dargestellt, in zwei Varianten. Auf Elemente, die gleich sind wie in Figur 1, wird nicht separat eingegangen. Instead of connecting the entire grid to the filter medium, it can also be attached only along the outer edges. In such a case, however, the filter medium can lift off from the stiffening structure in the case of negative pressure. Such an embodiment variant is therefore particularly useful when the stiffening structure is connected to the face-side surface of the filter medium. This prevents the filter medium from collapsing when inhaled, since it is supported by the stiffening structure despite the lack of a connection. The planar stiffening structure 71 in the form of the wire mesh 72 can also be connected to the filter medium 70 at a plurality of connection points 711 . Such connection points can be designed in particular as ultrasonic welding points or adhesive points. Such an embodiment of a protective mask 1 according to the invention is shown, for example, in FIG. 2, in two variants. Elements that are the same as in FIG. 1 are not dealt with separately.
Auf einer Seite rechts der gestrichelten Hilfslinie ist das Gitternetz 72 mit Verbindungspunkten 711 (schwarze Punkte) an allen Knotenpunkten des Gitternetzes mit dem Filtermedium verbunden. Alternativ dazu können Verbindungspunkte 711 auch nur bei je- dem zweiten Knotenpunkt des Gitternetzes vorgesehen sein, wie auf der Seite links der gestrichelten Hilfslinie dargestellt. On one side to the right of the dashed auxiliary line, the grid 72 is connected to the filter medium with connection points 711 (black points) at all node points of the grid. As an alternative to this, connection points 711 can also only be provided at every second node of the grid, as shown on the page to the left of the dashed auxiliary line.
Die konkrete Anordnung der Verbindungspunkte in dieser Figur 2 soll vor allem das Prin zip illustrieren. In der Regel wird jedoch die Anordnung der Verbindungspunkte im Wesentlichen symmetrisch gewählt werden. Möglich ist jedoch, dass in verschiedenen Zo- nen des Filterteils mehr oder weniger Verbindungspunkte verwendet werden. Dies er laubt, die mechanischen Eigenschaften des Filterteils in den Zonen verschieden zu gestalten. Beispielsweise kann in einer zentralen Zone des rechteckigen Filtermediums nur jeder zweite Knotenpunkt des Gitternetzes mit dem Filtermedium verbinden sein, und in einem Aussenbereich jeder Knotenpunkt. Eine weitere Variante einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 ist in Figur 3 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das flächige Versteifungsmedium 71 als Folie 73 ausgestaltet, welche im Wesentlichen deckungsgleich ist zum darunter liegenden Filtermedium 70. Die Folie 73 weist eine Mehrzahl von sechseckigen Ausnehmungen 731 auf, so dass das verbleibende Material der Folie 73 eine Fachwerk-Struktur aus Stegen 732 bildet. The specific arrangement of the connection points in this figure 2 is primarily intended to illustrate the principle. As a rule, however, the arrangement of the connection points is chosen to be essentially symmetrical. However, it is possible that more or fewer connection points are used in different zones of the filter part. This allows the mechanical properties of the filter part to be designed differently in the zones. For example, only every second node of the grid can be connected to the filter medium in a central zone of the rectangular filter medium, and every node in an outer region. A further variant of a respirator mask 1 according to the invention is shown in FIG. In this exemplary embodiment, the flat stiffening medium 71 is designed as a foil 73, which is essentially congruent with the filter medium 70 underneath. The foil 73 has a plurality of hexagonal recesses 731, so that the remaining material of the foil 73 has a framework structure of webs 732 forms.
Die Folie 70 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Polymermaterial wie das Filtermedium 70. Ist das Filtermedium beispielsweise aus Polypropylenvlies ausgebaut, so ist vorzugsweise auch die Folie aus Polypropylen. Dies erlaubt zum einen ein einfaches Verbinden der verschiedenen Bauelemente durch Ultraschallschweissen. Zum anderen erleichtert das einheitliche Material eine allfällige Rezyklierung der Schutzmasken.The foil 70 preferably consists of the same polymer material as the filter medium 70. If the filter medium is made of polypropylene fleece, for example, the foil is preferably also made of polypropylene. On the one hand, this allows the various components to be easily connected by ultrasonic welding. On the other hand, the uniform material makes it easier to recycle the protective masks.
Das als Folie 73 ausgestaltete flächige Versteifungsmedium 71 wird vorteilhaft entlang des Umfangs mit dem Filtermedium 70 verbunden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Zusätzlich kann die Folie 73 an den Stegen 732 und/oder den Knotenpunkten der Stege punktuell mit dem Filtermedium 70 verbunden sein, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Die entsprechenden Verbindungspunkte sind in der Figur nicht dargestellt. The flat stiffening medium 71 designed as a film 73 is advantageously connected to the filter medium 70 along the circumference, for example by ultrasonic welding. In addition, the film 73 can be selectively connected to the filter medium 70 at the webs 732 and/or the nodal points of the webs, for example by ultrasonic welding. The corresponding connection points are not shown in the figure.
Die Verbindungspunkte können entsprechend den gewünschten mechanischen Eigenschaften des Filterteils angeordnet sein. Beispielsweise kann die Anzahl und Anordnung der Verbindungspunkte so gewählt sein, dass zum einen die gewünschte mechanische Stabilisierung des Filtermediums erzielt wird, und zum anderen sich beim Einatmen das Filtermedium sich aufgrund des Unterdrucks so weit von einer gesichtsabgewandt angeordneten Versteifungstruktur abheben kann, dass auch die Filterfläche unter einem Teil der Folie freigelegt wird. Auf diese Weise kann der Einatmungswiderstand der Schutzmaske minimiert werden. Beispielsweise kann im Bereich der Stege 732 von den Knotenpunkten, an denen drei Stege zusammenstossen, jeder zweite Knotenpunkt mit dem Filtermedium verbunden sein. The connection points can be arranged according to the desired mechanical properties of the filter part. For example, the number and arrangement of the connection points can be selected so that, on the one hand, the desired mechanical stabilization of the filter medium is achieved and, on the other hand, when inhaling, the filter medium can lift itself off a stiffening structure arranged away from the face so far due to the negative pressure that the filter surface can also be damaged is exposed under part of the foil. In this way, the inhalation resistance of the protective mask can be minimized. For example, in the area of the webs 732, every second node at which three webs meet can be connected to the filter medium.
Wird ein transparentes Filtermedium verwendet, so ist vorteilhaft auch die Folie transparent, damit die Sicht durch das transparente Filtermedium nicht eingeschränkt wird. Die Form und Verteilung der Ausnehmungen in der Folie kann so gewählt werden, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften der Versteifungsstruktur erreicht werden. Auf entsprechende Varianten wird weiter untenstehend noch eingegangen werden, beispielsweise in den Figuren 9 und 10. If a transparent filter medium is used, the foil is also advantageously transparent so that the view through the transparent filter medium is not restricted. The shape and distribution of the recesses in the foil can be chosen in such a way that the desired mechanical properties of the stiffening structure are achieved. Corresponding variants will be discussed further below, for example in FIGS. 9 and 10.
Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schutzmaske 1 ist in Figur 4 gezeigt. Eine flächige Versteifungsstruktur 71 in Form eines Gitternetzes 72 analog zu den Figuren 1 und 2 ist innerhalb eines Filtermediums aus zwei oder mehr Lagen angeordnet. Another embodiment of a protective mask 1 according to the invention is shown in FIG. A flat stiffening structure 71 in the form of a grid 72 analogous to FIGS. 1 and 2 is arranged within a filter medium made of two or more layers.
Das Filtermedium 70 kann beispielsweise aus einem äusseren Deckvlies, einem inneren Deckvlies und einem dazwischen liegenden Filtervlies bestehen. Alternativ kann das flä- chige Filtermedium beispielsweise auch aus zwei Lagen eines transparenten Filtermediums bestehen. Die Lagen des mehrlagigen Filtermediums sind vorzugsweise entlang des Umfangs miteinander verbunden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. Das zwischen zwei Lagen des mehrlagigen Filtermediums 70 angeordnete Gitternetz 72 ist dadurch im Filterteil 7 formschlüssig fixiert. Um im inneren Bereich die mechanische Stabilisierung des Filtermediums 70 durch die Versteifungstruktur 71 zu erzielen, werden an einer Mehrzahl von Verbindungspunkten 701 die einzelnen Lagen des mehrlagigen Filtermediums 70 senkrecht zur Filterebene miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise einfach durch einen Ultraschallschweisspunkt erreicht werden. Es resultiert eine zusätzliche formschlüssige Fixierung des Gitternetzes 72 im inneren Bereich des Filterteils, und dadurch indirekt eine mechanische Stabilisierung des Filtermediums. The filter medium 70 can consist, for example, of an outer cover fleece, an inner cover fleece and a filter fleece lying in between. Alternatively, the flat filter medium can also consist of two layers of a transparent filter medium, for example. The layers of the multi-layer filter medium are preferably connected to one another along the circumference, for example by ultrasonic welding. The grid 72 arranged between two layers of the multi-layer filter medium 70 is thus fixed in the filter part 7 in a form-fitting manner. In order to achieve the mechanical stabilization of the filter medium 70 by the stiffening structure 71 in the inner area, the individual layers of the multi-layer filter medium 70 are connected to one another at a plurality of connection points 701 perpendicularly to the filter plane. This can easily be achieved, for example, by means of an ultrasonic spot weld. One results additional positive fixation of the grid 72 in the inner area of the filter part, and thereby indirectly a mechanical stabilization of the filter medium.
Auf einer Seite rechts der gestrichelten Hilfslinie sind die Verbindungspunkte 701 (schwarze Punkte) in allen Lücken des Gitternetzes angeordnet. Alternativ dazu können Verbindungspunkte 701 auch nur in jeder zweiten Lücke des Gitternetzes vorgesehen sein, wie auf der Seite links der gestrichelten Hilfslinie dargestellt. Die Anordnung der Verbindungspunkte in dieser Figur 4 ist wiederum zur Illustration gedacht. Die Anordnung der Verbindungspunkte wird vorteilhaft im Wesentlichen symmetrisch gewählt. Möglich ist, dass in verschiedenen Zonen des Filterteils mehr oder weniger Verbindungspunkte verwendet werden. Dies erlaubt, die mechanischen Eigenschaften des Filterteils in den Zonen verschieden zu gestalten. Beispielsweise kann in einer zentralen Zone des rechteckigen Filtermediums nur in jeder zweiten Lücke des Gitternetzes ein Verbin dungspunkt vorgesehen sein, und in einem Aussenbereich in jeder Lücke des Gitternetzes. The connection points 701 (black points) are arranged in all gaps of the grid on one side to the right of the dashed auxiliary line. As an alternative to this, connection points 701 can also only be provided in every second gap in the grid, as shown on the page to the left of the dashed auxiliary line. The arrangement of the connection points in this Figure 4 is again intended for illustration. The arrangement of the connection points is advantageously chosen to be essentially symmetrical. It is possible that more or fewer connection points are used in different zones of the filter part. This allows the mechanical properties of the filter part to be made different in the zones. For example, a connection point can be provided in a central zone of the rectangular filter medium only in every second gap of the grid, and in an outer area in every gap of the grid.
Anstatt des Gitternetzes 72 kann bei einer solchen Ausführungsform auch eine folienför mige Versteifungstruktur verwendet werden, beispielsweise die Folie 93 aus Figur 3.Instead of the grid 72, a foil-shaped stiffening structure can also be used in such an embodiment, for example the foil 93 from FIG.
Da keine direkte Verbindung der Versteifungsstruktur mit dem Filtermedium notwendig ist, müssen die entsprechenden Materialien nicht kompatibel sein. Since no direct connection of the stiffening structure to the filter medium is necessary, the corresponding materials do not have to be compatible.
Die formschlüssige Fixierung der Versteifungsstruktur innerhalb des Filtermediums erlaubt es weiter, anstatt eines Gitternetzes eine Mehrzahl von untereinander nicht verbundenen linearen Stäben zu verwenden. So können beispielsweise elastisch biegbare Polymerfilamente einer gewissen Dicke ab Rolle bereitgestellt, abgelängt und auf einer ersten Teillage des Filtermediums platziert werden. Anschliessend wird die zweite Teillage des Filtermediums auf der ersten Teillage und der Versteifungsstruktur platziert, und die Lagen des Filtermediums werden entlang des Umfangs und an den vorgesehenen Verbindungspunkten miteinander verbunden. The form-fitting fixing of the stiffening structure within the filter medium also makes it possible to use a plurality of linear rods that are not connected to one another instead of a lattice network. For example, elastically flexible polymer filaments of a certain thickness can be provided from a roll, cut to length and placed on a first partial layer of the filter medium. The second partial layer of the filter medium is then placed on the first partial layer and the stiffening structure, and the layers of the filter medium are connected to one another along the circumference and at the connection points provided.
Eine solche Herstellung kann die Fertigungskosten senken, weil der Fertigungsschritt für die Gitterstruktur entfällt. Weiter ist es auch möglich, den Abstand der einzelnen Stäbe zueinander verscheiden zu wählen, um so ebenfalls die mechanischen Eigenschaft des Filterteils zu beeinflussen. Ebenso können beispielsweise für die horizontalen und vertikalen Stäbe der Versteifungsstruktur verschiedene Materialen verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, die horizontalen Stäbe 721 aus einem elastischen Polymerfilament zu fertigen, und die vertikalen Stäbe 722 aus einem verformbaren Metalldraht. Alle obenstehend besprochenen Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schutzmasken können mit einem Klemmelement, beispielsweise einem Doppeldrahtbügel, versehen werden, welcher an einem oberen Rand des Filterteils befestigt wird. Ein solches Klemmelement dient dazu, den oberen Rand des Filterteils an die Form des Nasenbereichs anzupassen und so die Dichtungswirkung zu verbessern. Such manufacture can reduce manufacturing costs because the manufacturing step for the lattice structure is eliminated. Furthermore, it is also possible to select different distances between the individual rods in order to also influence the mechanical properties of the filter part. Likewise, different materials can be used, for example, for the horizontal and vertical bars of the stiffening structure. For example, it is possible to fabricate the horizontal bars 721 from an elastic polymer filament and the vertical bars 722 from a malleable metal wire. All of the exemplary embodiments of protective masks according to the invention discussed above can be provided with a clamping element, for example a double-wire clip, which is fastened to an upper edge of the filter part. Such a clamping element serves to adapt the upper edge of the filter part to the shape of the nose area and thus to improve the sealing effect.
Die vorgenannten Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schutzmasken weisen ein im Wesentlichen flaches Filterteil auf. Dieses wird beim Anlegen der Maske so verformt, dass ein dreidimensionaler Maskenkörper entsteht, welcher Mund und Nase des Trägers dichtend abschliessen kann. Die vorgenannten Ausführungsvarianten lassen sich alternativ auch analog zu den bekannten medizinischen Hygienemasken auch mit seitlich gerafftem Filterteil realisieren. Zu diesem Zweck wird das fertige Filterteil aus Filtermedium und Versteifungsstruktur an den seitlichen Rändern gerafft, so dass sich mehrere horizontale Falten bilden. Dadurch werden die Seitenränder verkürzt, wobei die horizontalen Falten beim Anlegen der Maske im Innenbereich wieder auseinander gefaltetwerden, und ein konkaver Maskenkörper entsteht. Im Gegensatz zu den herkömmlichen medizinischen Hygienemasken sind solche erfindungsgemässen Masken wegen des zusätzlichen Versteifungselements jedoch steifer, so dass sie beim Einatmen weniger kollabieren, bzw. bei gleicher Steifigkeit ein dünneres Filtermedium verwendet werden kann. The aforementioned exemplary embodiments of protective masks according to the invention have an essentially flat filter part. When the mask is put on, this is deformed in such a way that a three-dimensional mask body is created, which can seal the mouth and nose of the wearer. As an alternative, the above-mentioned design variants can also be implemented analogously to the known medical hygiene masks with a filter part gathered at the side. For this purpose, the finished filter part made of filter medium and stiffening structure is gathered at the lateral edges so that several horizontal folds are formed. As a result, the side edges are shortened, with the horizontal folds being unfolded again when the mask is put on in the inner area, and a concave mask body is created. In contrast to the conventional medical hygiene masks, however, such masks according to the invention are stiffer because of the additional stiffening element, so that they collapse less when inhaled, or a thinner filter medium can be used with the same stiffness.
Analog zu den obenstehend besprochenen erfindungsgemässen Schutzmasken lassen sich aus der gezeigten vorteilhaften Kombination von flächigem Filtermedium und flächiger Versteifungsstruktur auch kompliziertere Maskengeometrien fertigen. So können Schutzmasken mit zweiteiligem oder dreiteiligem Filterteil, wie sie beispielsweise aus WO 96/28217 A1 , US 2008/0271739 A1 oder WO 2008/085546 A2 bekannt sind, mit einem erfindungsgemässen Filterteil gefertigt werden. Auf diese Weise lassen sich auch aus einem wenig formstabilen transparenten Filtermedium wie beispielsweise dem bereits diskutierten Filtermedium von EPFL und EMPA solche komplexeren Schutzmasken realisieren. Analogously to the protective masks according to the invention discussed above, more complicated mask geometries can also be produced from the shown advantageous combination of flat filter medium and flat stiffening structure. Thus, protective masks with a two-part or three-part filter part, as known for example from WO 96/28217 A1, US 2008/0271739 A1 or WO 2008/085546 A2, can be manufactured with a filter part according to the invention. In this way, such more complex protective masks can also be realized from a less dimensionally stable transparent filter medium such as the already discussed filter medium from EPFL and EMPA.
In einer möglichen Variante werden das flächige Filtermedium und die flächige Verbindungsstruktur wie vorangehend offenbart miteinander verbunden. Die entstehende flächige Struktur wird anschliessend wie ein herkömmliches Filtermedium zu den zweiteiligen oder dreiteiligen Maskenkörpern verarbeitet. In a possible variant, the flat filter medium and the flat connection structure are connected to one another as disclosed above. The resulting flat structure is then processed into the two-part or three-part mask bodies like a conventional filter medium.
Auch steife dreidimensionale Maskenkörper wie beispielhaft in US 2013/0291876 A1 gezeigt können mit einem erfindungsgemässen Filterteil gefertigt sein, um so eine solche Schutzmaske beispielsweise aus dem wenig formstabilen transparenten Filtermedium von EPFL und EM PA zu realisieren. Zu diesem Zweck kann Stiff, three-dimensional mask bodies, as shown by way of example in US 2013/0291876 A1, can also be manufactured with a filter part according to the invention For example, to make a protective mask from the less dimensionally stable transparent filter medium from EPFL and EM PA. For this purpose can
In einer möglichen Variante werden wiederum das flächige Filtermedium und die flächige Verbindungsstruktur miteinander zu einer flächigen Struktur verbunden. Diese kann anschliessend in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht werden, beispielsweise indem die flächige Filterstruktur mit einem konvexen Stempel in eine konkave Form gedrückt wird. Dabei bildet das Filterteil in kontrollierter Art und Weise Falten. Die dreidimensionale Struktur des Filterteils kann anschliessend fixiert werden, indem die übereinander gefalteten Bereiche des Filterteils am Umfang miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Ultraschallschweissen. In a possible variant, the flat filter medium and the flat connection structure are in turn connected to one another to form a flat structure. This can then be brought into the desired three-dimensional shape, for example by pressing the flat filter structure into a concave shape with a convex die. The filter part forms folds in a controlled manner. The three-dimensional structure of the filter part can then be fixed in that the regions of the filter part folded over one another are connected to one another at the periphery, for example by ultrasonic welding.
In einer anderen Variante werden die flächige Versteifungsstruktur und das flächige Filtermedium unabhängig voneinander in die konkave Form gedrückt. Beispielsweise kann zuerst die Versteifungsstruktur und anschliessend das Filtermedium in die Form gedrückt werden. Die Verbindung von Versteifungsstruktur und Filtermedium erfolgt dann erst in der dreidimensionalen Struktur. In another variant, the flat stiffening structure and the flat filter medium are pressed into the concave shape independently of one another. For example, first the stiffening structure and then the filter medium can be pressed into the mold. The connection between the stiffening structure and the filter medium then only takes place in the three-dimensional structure.
Vorteilhaft ist bei den vorgenannten Fertigungsverfahren die flächige Versteifungsstruktur so ausgestaltet, dass sie beim Umformen bzw. Drücken in die Form nicht mechanisch beschädigt wird. Noch vorteilhafter ist die flächige Versteifungsstruktur so ausgestaltet, dass nach dem Umformungsschritt in der dreidimensionalen Form die Elemente der Versteifungsstruktur an vorgesehenen Ort angeordnet sind. In the aforementioned manufacturing processes, the planar stiffening structure is advantageously designed in such a way that it is not mechanically damaged during forming or pressing into the mold. Even more advantageously, the planar stiffening structure is designed in such a way that after the shaping step in the three-dimensional shape, the elements of the stiffening structure are arranged at the intended location.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 ist in den Figuren 5, 6, 7 und 8 gezeigt. Der Maskenkörper der Atemschutzmaske 1 besteht aus einem Oberteil 3, einem Frontteil 2 und einem Unterteil 4. Das Oberteil 3 ist entlang einer Verbindungslinie 11 mit dem Frontteil 2 dichtend verbunden. Das Unterteil 4 wiederum ist entlang einer Verbindungslinie 12 mit dem Frontteil 2 dichtend verbunden. Aufgrund der gekrümmten Verbindungslinien 11, 12 bilden Oberteil 3, Frontteil 2 und Unterteil 4 zusammen einen dreidimensionalen, konkaven Maskenkörper. Zusammen mit einer geeigneten Formgebung der Aussenränder 35, 45 von Oberteil und Unterteil 4 kann so der konkave Maskenkörper den Mund- und Nasenbereich eines Maskenträgers dichtend abschliessen, so dass Luft im Wesentlichen von aussen nur durch das Filtermedium 24, 34, 44 in das Maskeninnere 13 gelangen kann (Einatmen des Maskenträgers) beziehungsweise nur durch das Filtermedium 24, 34, 44 aus dem Maskeninneren nach aussen 14 gelangen kann (Ausatmen des Maskenträgers). Das Oberteil 3 besteht aus dem flächigen Filtermedium 34, mit einem äusseren Deckvlies 341, einem inneren Deckvlies 342 und einer dazwischen liegenden Filterschicht (nicht sichtbar). Auf einer dem Gesicht zugewandten Seite 13 ist im Bereich des Aus- senrands 35 eine Abdichtungsauflage 33 angeordnet. Beim Tragen der Maske 1 liegt diese Abdichtungsauflage 33 auf der Nase und dem Gesicht des Maskenträgers auf. Auf der dem Gesicht abgewandten Seite 14 des Oberteils der Atemschutzmaske ist ein Klemmelement 32 angeordnet. Das Klemmelement 32 besteht aus einem verformbaren Drahtelement, welches zur passgenauen Anpassung des Oberteils 3 an die Form des Nasen- und Augenbereichs passend deformiert wird. Auf diese Art kann eine möglichst dichte Abschliessung der Gesichtsregion durch das Oberteil erreicht werden. A further exemplary embodiment of a respirator mask 1 according to the invention is shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8. The mask body of the respirator mask 1 consists of an upper part 3, a front part 2 and a lower part 4. The upper part 3 is sealingly connected to the front part 2 along a connecting line 11. The lower part 4 is in turn connected to the front part 2 in a sealing manner along a connecting line 12 . Because of the curved connecting lines 11, 12, the upper part 3, the front part 2 and the lower part 4 together form a three-dimensional, concave mask body. Together with a suitable shape of the outer edges 35, 45 of the upper and lower part 4, the concave mask body can thus seal off the mouth and nose area of a mask wearer, so that air can essentially only flow from the outside through the filter medium 24, 34, 44 into the mask interior 13 can get (inhalation of the mask wearer) or can only get through the filter medium 24, 34, 44 from the inside of the mask to the outside 14 (exhalation of the mask wearer). The upper part 3 consists of the flat filter medium 34, with an outer cover fleece 341, an inner cover fleece 342 and a filter layer lying in between (not visible). A sealing pad 33 is arranged in the area of the outer edge 35 on a side 13 facing the face. When the mask 1 is worn, this sealing pad 33 rests on the nose and face of the mask wearer. A clamping element 32 is arranged on the side 14 of the upper part of the respirator mask which faces away from the face. The clamping element 32 consists of a deformable wire element, which is deformed to fit the shape of the nose and eye area in order to adapt the upper part 3 precisely. In this way, the facial region can be sealed off as tightly as possible by the upper part.
In einer Punktschweisszone 31 am Aussenrand 35 des Oberteils 3 sind die verschiedenen Lagen des Filtermediums 34 mit einer Vielzahl von Ultraschallschweisspunkten durchgehend durch die ganze Dicke des Filtermediums stoffschlüssig verbunden.In a spot welding zone 31 on the outer edge 35 of the upper part 3, the various layers of the filter medium 34 are firmly connected with a large number of ultrasonic welding points throughout the entire thickness of the filter medium.
Das Unterteil 4 besteht aus dem gleichen dreilagigen Filtermedium 44 wie das Oberteil 3. Beim Unterteil 4 ist ebenfalls in einer Punktschweisszone 41 am Aussenrand 45 des Unterteils 4 die verschiedenen Lagen des Filtermediums 44 mit einer Vielzahl von Ultraschallschweisspunkten durchgehend durch die ganze Dicke des Filtermediums stoffschlüssig verbunden. Das Unterteil 4 schliesst den Maskeninnenraum im Kinnbereich des Maskenträgers dichtend gegen das Gesicht ab. The lower part 4 consists of the same three-layer filter medium 44 as the upper part 3. In the case of the lower part 4, the various layers of the filter medium 44 are also connected in a spot welding zone 41 on the outer edge 45 of the lower part 4 with a large number of ultrasonic welding points through the entire thickness of the filter medium . The lower part 4 seals off the mask interior in the chin area of the mask wearer against the face.
Das Frontteil 2 besteht aus dem gleichen dreilagigen Filtermedium 24 wie das dreilagige Filtermedium 34, 44 des Oberteils 3 beziehungsweise Unterteils 4. In einem zentralen Bereich über dem Mund des Maskenträgers weist das Filtermedium 24 eine Ausnehmung 23 auf. Auf der vom Gesicht abgewandten Seite 14 des Frontteils 2 ist eine versteifende Folie 22 auf dem Filtermedium 24 befestigt. Die versteifende Folie 22 weist in den beiden seitlichen Bereichen neben der Ausnehmung 23 des Filtermediums 24 je weils drei Ausnehmungen 221 auf, in welchen das Filtermedium 24 nicht durch die Folie 22 abgedeckt ist. Im Bereich der Ausnehmung 23 des Filtermediums 24 weist die Folie 22 hingegen keine Ausnehmung auf und bedeckt die gesamte Ausnehmung 23. Eine Schweissnaht 26 verläuft rund um die Ausnehmung 23 und verbindet Folie 22 und Filtermedium 24 stoffschlüssig. Die Ausnehmung 23 ist somit durch die fluidisch dichte Folie 22 verschlossen. The front part 2 consists of the same three-layer filter medium 24 as the three-layer filter medium 34, 44 of the upper part 3 or lower part 4. The filter medium 24 has a recess 23 in a central area above the mouth of the mask wearer. A stiffening film 22 is attached to the filter medium 24 on the side 14 of the front part 2 facing away from the face. The stiffening film 22 has three recesses 221 in each of the two lateral areas next to the recess 23 of the filter medium 24 , in which the filter medium 24 is not covered by the film 22 . In the area of the recess 23 of the filter medium 24, however, the film 22 has no recess and covers the entire recess 23. A weld seam 26 runs around the recess 23 and connects the film 22 and the filter medium 24 in a materially bonded manner. The recess 23 is thus closed by the fluidically tight film 22 .
Die Folie 22 ist transparent. Als Folge davon ist der Mund des Maskenträgers durch das aus der Ausnehmung 23 und der darüberliegenden Folie 22 gebildete Sichtfenster von aussen sichtbar. Ein Dritter kann somit sowohl die Mimik als auch das Mundbild des Maskenträgers erkennen. An einem oberen Rand des Frontteils 2 ist die Folie 22 entlang einer Schweissnaht 25 an der Verbindungslinie 11 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 und mit dem Filtermedium 34 des Oberteils 3 durch Ultraschallverschweissen stoffschlüssig verbunden. Analog ist die Folie 22 entlang einer Schweissnaht 27 an der Verbindungslinie 12 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 und mit dem Filtermedium 44 des Unterteils 4 durch Ultraschallverschweissen stoffschlüssig verbunden. The foil 22 is transparent. As a result, the mouth of the mask wearer is visible from the outside through the viewing window formed from the recess 23 and the overlying film 22 . A third party can thus recognize both the facial expressions and the mouth image of the mask wearer. At an upper edge of the front part 2, the film 22 is materially bonded along a weld seam 25 on the connecting line 11 to the filter medium 24 of the front part 2 and to the filter medium 34 of the upper part 3 by ultrasonic welding. Analogously, the film 22 is materially bonded along a weld seam 27 on the connecting line 12 to the filter medium 24 of the front part 2 and to the filter medium 44 of the lower part 4 by ultrasonic welding.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Schweissnaht 27 in zentralen Bereich mit der umlaufenden Schweissnaht 26 zusammen. Es wäre jedoch analog zum oberen Rand des Frontteils 2 möglich, die beiden Schweissnähte 26, 27 separat auszugestalten. Seitlich sind das Oberteil 3, das Frontteil 2 mit Filtermedium 24 und Folie 22 und das Unterteil 4 in der Punktschweisszone 21, 31', 41' stoffschlüssig miteinander verbunden. Im Bereich der Punktschweisszone 21 sind zudem Befestigungsmittel 5 in Form von elastischen Ohrenschlaufen durch Ultraschweissen stoffschlüssig mit dem Frontteil 2 verbunden. Durch die Ausnehmungen 221 in der Folie 22 bilden sich Stege 222 der Folie 22, die auf dem äusseren Deckvlies 241 des Filtermedium 24 aufliegen. Die Stege 222 sind so gestaltet, dass die Versteifungsfolie 22 in Verbindung mit den Schweissnähten 25, 26, 27 das sehr flexible Filtermedium 24 mechanisch derart verstärkt, dass es beim Einatmen trotz des sich bildenden Unterdrucks im Maskeninneren 13 das Frontteil nicht zu weit in Richtung Gesicht gedrückt wird, die Maske also nicht kollabiert. In the exemplary embodiment shown, the weld seam 27 coincides with the peripheral weld seam 26 in the central area. However, analogous to the upper edge of the front part 2, it would be possible to design the two weld seams 26, 27 separately. The upper part 3, the front part 2 with the filter medium 24 and foil 22 and the lower part 4 are bonded to one another laterally in the spot welding zone 21, 31', 41'. In the area of the spot welding zone 21, fastening means 5 in the form of elastic ear loops are also connected to the front part 2 in a materially bonded manner by ultra-welding. The recesses 221 in the film 22 form webs 222 of the film 22 which rest on the outer non-woven cover fabric 241 of the filter medium 24 . The webs 222 are designed in such a way that the stiffening film 22 in conjunction with the weld seams 25, 26, 27 mechanically reinforces the very flexible filter medium 24 in such a way that when inhaling, despite the negative pressure forming inside the mask 13, the front part does not move too far in the direction of the face is pressed, so the mask does not collapse.
Die Ausnehmungen 221 sind gleichzeitig so gestaltet, dass ein ausreichend grosser aktiver Filterbereich des Filtermediums 24 verbleibt, in welchem das Filtermedium nicht durch die Folie 22 bedeckt ist und Luft durch das Filtermedium strömen kann. At the same time, the recesses 221 are designed in such a way that a sufficiently large active filter area of the filter medium 24 remains, in which the filter medium is not covered by the foil 22 and air can flow through the filter medium.
Der Atemwiderstand des Filtermediums des Frontteils wird nicht negativ beeinflusst. Beim Einatmen wird das Filtermedium 24 aufgrund der Druckdifferenz leicht in Richtung Masken inneres 13 gedrückt. Als Folge davon hebt sich das Filtermedium 24 von den Stegen 222 ab, und die unter den Stegen 222 liegende Fläche des Filtermediums 24 liegt vorübergehend ebenfalls frei. Beim Einatmen steht somit die gesamte Fläche des Filtermediums 24 für das das Durchströmen der Luft zur Verfügung. Dies führt dazu, dass vor allem beim Einatmen der Atemwiderstand möglichst gering ist. The breathing resistance of the filter medium of the front part is not negatively influenced. When inhaling, the filter medium 24 is pushed slightly towards the inside 13 of the mask due to the pressure difference. As a result, the filter media 24 lifts away from the ridges 222 and the surface of the filter media 24 underlying the ridges 222 is also temporarily exposed. When inhaling, the entire surface of the filter medium 24 is therefore available for the air to flow through. This means that the breathing resistance is as low as possible, especially when inhaling.
Je nach Ausgestaltung der Stege 222 ist es auch möglich, die Folie 22 an gewissen Stellen der Stege punktuell mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 zu verbinden, um die mechanische Stabilität des gesamten Frontteils 2 zu optimieren. In den Figuren 5 und 6 ist die gezeigte Atemschutzmaske 1 in der dreidimensionalen geöffneten Konfiguration dargestellt. Das Oberteil 3 und das Unterteil 4 können entlang der Verbindungslinien 11 , 12 derart auf das Frontteil 2 gefaltet werden, dass in einer geschlossenen Konfiguration der Maskenkörper flach ist (vgl. Figur 8). Diese geschlossene Konfiguration ergibt sich zudem auch direkt bei der Herstellung der Atemschutzmasken. Auf das entsprechende Verfahren wird weiter unten noch eingegangen werden.Depending on the design of the webs 222, it is also possible to connect the film 22 to the underlying filter medium 24 at certain points of the webs in order to optimize the mechanical stability of the entire front part 2. In the figures 5 and 6, the respirator mask 1 shown is shown in the three-dimensional open configuration. The upper part 3 and the lower part 4 can be folded onto the front part 2 along the connecting lines 11, 12 in such a way that the mask body is flat in a closed configuration (cf. FIG. 8). This closed configuration also results directly from the manufacture of the respirators. The corresponding procedure will be discussed further below.
Das Frontteil 2 einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske 1 kann auch ohne eine Ausnehmung 23 im Filtermedium 24 des Frontteils 2 ausgestaltet sein. Der vorteilhafte Effekt einer externen Versteifung des flexiblen Filtermediums 24 ist auch bei einer solchen Ausführungsform gegeben. Ein mögliches Ausführungsbeispiel eines solchen vorteilhaften Frontteils 2 einer Atemschutzmaske 1 ist in Figur 9 gezeigt. Auf dem Filtermedium 24 ist eine folienförmige Versteifungsstruktur 22 angeordnet, die entlang von zwei Verbindungslinien 11 und 12 durch Ultraschallschweissen mit dem Filtermedium 24 verbunden ist, analog zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Die versteifende Folie 22 weist mehrere Ausnehmungen 221 auf, wodurch sich eine Struktur von Stegen und Kreuzungspunkten 222 ergibt, die im Zusammenwirken mit den Verbindungsnähten 27 und 25 an den äusseren Rändern des Frontteils 2 die gewünschte Versteifung des Frontteils bewirken. The front part 2 of a respirator mask 1 according to the invention can also be designed without a recess 23 in the filter medium 24 of the front part 2 . The advantageous effect of an external stiffening of the flexible filter medium 24 is also given in such an embodiment. A possible exemplary embodiment of such an advantageous front part 2 of a respirator mask 1 is shown in FIG. A foil-shaped stiffening structure 22 is arranged on the filter medium 24 and is connected to the filter medium 24 by ultrasonic welding along two connecting lines 11 and 12, analogously to the previous exemplary embodiment. The stiffening film 22 has several recesses 221, resulting in a structure of webs and crossing points 222 which, in cooperation with the connecting seams 27 and 25 on the outer edges of the front part 2, bring about the desired stiffening of the front part.
In diesem gezeigten Ausführungsbeispiel eines Frontteils 2 ist die durch die Folie 22 abgedeckte Fläche des darunterliegenden, mit dem Maskeninneren in Wirkverbindung stehenden Filtermediums 24 wesentlich kleiner als die Fläche der Ausnehmungen 221 in der Folie 22. Die aktive Filterfläche des Frontteils 2 wird somit durch die Folie 22 nur zu einem kleinen Teil reduziert. Die Erhöhung des Durchflusswiderstands ist dabei gleich oder geringer als sie beim Einbringen einer zusätzlichen versteifenden Schicht innerhalb des Filtermediums über die gesamte aktive Filterfläche wäre, wie aus dem Stand der Technik bekannt. In this exemplary embodiment of a front part 2, the surface covered by the film 22 of the underlying filter medium 24, which is in operative connection with the inside of the mask, is significantly smaller than the surface of the recesses 221 in the film 22. The active filter surface of the front part 2 is thus covered by the film 22 reduced only to a small extent. The increase in flow resistance is the same as or less than it would be if an additional stiffening layer were introduced within the filter medium over the entire active filter surface, as is known from the prior art.
Beim Einatmen wird zusätzlich das Filtermedium 24 des Frontteils 2 aufgrund des Unterdrucks beim Einatmen in Richtung des Maskeninnenraums gedrückt, so dass auch die Fläche des Filtermediums 24 unterhalb der Folie 22 frei liegt und für das Durchströmen der Luft zur Verfügung steht. When inhaling, the filter medium 24 of the front part 2 is additionally pressed in the direction of the mask interior due to the negative pressure when inhaling, so that the surface of the filter medium 24 below the film 22 is also exposed and is available for the air to flow through.
Ebenfalls ist es möglich, die Folie 22 an einem oder mehreren zusätzlichen Verbindungspunkten mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 zu verbinden, um die Gesamtstabilität des Frontteils in der gewünschten Art und Weise zu beeinflussen. Beispielhaft ist in Figur 9 entlang einer Mittellinie des Frontteils 2 eine Verbindungsschweissnaht 28 dargestellt, entlang welcher die Folie 22 mit dem darunter liegenden Filtermedium 24 verbunden ist. Auf diese Weise ist das Abheben des Filtermediums 24 von der Folie 22 beim Einatmen so gesteuert, dass im Wesentlichen die volle Fläche des aktiven Filtermediums 24 zur Verfügung steht, ohne dass das Filtermedium 24 Nase oder Mundbereich des Maskenträgers berührt. Weitere Ausführungsbeispiele vorteilhafter Atemschutzmasken 1 sind in Figur 10 dargestellt. In einem ersten Beispiel in Figur 10(a) sind in der Folie 22 vier Ausnehmungen 221 angeordnet, so dass eine reduzierte Stegstruktur 222 mit fünf Stegen und zwei Kreuzungspunkten resultiert. Wie auch bei den vorangegangenen Ausführungsbeispiele sind zwei Verbindungslinien 11 und 12 am oberen und unteren Rand des Frontteils vorgese- hen, entlang denen die Folie 22 und das Filtermedium des Frontteils 2 miteinander verbunden sind. It is also possible to connect the foil 22 to the underlying filter medium 24 at one or more additional connection points in order to influence the overall stability of the front part in the desired manner. As an example, a connecting weld seam 28 is shown in Figure 9 along a center line of the front part 2, along which the foil 22 with the underlying filter medium 24 connected is. In this way, the lifting of the filter medium 24 from the foil 22 during inhalation is controlled in such a way that essentially the full area of the active filter medium 24 is available without the filter medium 24 touching the nose or mouth area of the mask wearer. Further exemplary embodiments of advantageous breathing masks 1 are shown in FIG. In a first example in FIG. 10(a), four recesses 221 are arranged in the film 22, resulting in a reduced web structure 222 with five webs and two crossing points. As in the previous exemplary embodiments, two connecting lines 11 and 12 are provided on the upper and lower edges of the front part, along which the film 22 and the filter medium of the front part 2 are connected to one another.
Praktisch die ganze Fläche des Filtermediums 24 ist für die durchströmende Luft zu gänglich. Die Folie 22 kann optional entlang von Stegen oder an einzelnen Punkten mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 verbunden sein. Beispielsweise kann entlang des horizontalen Stegs zwischen den beiden Kreuzungspunkten eine Verbindungsnaht vorgesehen sein (nicht dargestellt), entlang welcher die Folie 22 mit dem Filtermedium 24 des Frontteils 2 durch Ultraschallschweissen stoffschlüssig verbunden wird. Auf diese Weise kann das mögliche Abheben des Filtermediums 24 von der Folienstruktur 22 beim Einatmen in geeigneter Weise festgelegt werden. Ein anderes Beispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist in Figur 10(b) dargestellt. Neben einer zentralen Ausnehmung 221 in der Folie 22 sind seitlich zwei kleinere Ausnehmungen 221 in der Folie 22 vorgesehen. Es resultieren zwei einzelne, das Filtermedium 24 überspannende Stege der Folie 22, welche die obere Verbindungslinie 11 und die untere Verbindungslinie 12 der Folie miteinander verbinden und so die Folie mechanisch stabilisieren. Wiederum kann optional das Filtermedium 24 entlang den Ste gen 222 oder an einzelnen Punkten dieser Stege mit dem darunterliegenden Filtermedium 24 verbunden sein. Practically the entire surface of the filter medium 24 is accessible to the air flowing through. The film 22 can optionally be connected to the underlying filter medium 24 along webs or at individual points. For example, a connecting seam (not shown) can be provided along the horizontal web between the two crossing points, along which the film 22 is cohesively connected to the filter medium 24 of the front part 2 by ultrasonic welding. In this way, the possible lifting of the filter medium 24 from the foil structure 22 during inhalation can be determined in a suitable manner. Another example of a respirator according to the invention is shown in Figure 10(b). In addition to a central recess 221 in the film 22, two smaller recesses 221 are provided in the film 22 on the side. The result is two individual webs of the film 22 spanning the filter medium 24, which connect the upper connecting line 11 and the lower connecting line 12 of the film to one another and thus mechanically stabilize the film. Again, the filter medium 24 can optionally be connected to the underlying filter medium 24 along the webs 222 or at individual points of these webs.
Noch ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemässen Atemschutzmaske ist in Figur 10(c) dargestellt. Die Folie 22 weist in dieser Ausführungsform eine grössere Anzahl von Ausnehmungen 221 auf, wodurch eine komplexere Fachwerk-Struktur von Stegen und Kreuzungspunkten 222 resultiert. In solch einer Ausführungsform wird vorteilhaft das Filtermedium 24 nur an einzelnen Verbindungspunkten mit dem Filtermedium 24 verbunden, wenn ein Abheben des Filtermediums von den Stegen 222 ermöglicht werden soll. Da die Fachwerkstruktur aufgrund der Vielzahl von Stegen und Kreuzungspunkten sehr stabil ist, kann wiederum die Breite der Stege auf ein Minimum reduziert werden. Es wird so nur ein geringer Flächenanteil des Filtermediums 24 durch die Folie 22 blockiert, so dass ein Abheben des Filtermediums 24 den Widerstand beim Einatmen nicht mehr wesentlich verringern würde. In einem solchen Fall kann die Folie 22 auch entlang aller Stege oder an allen Kreuzungspunkten mit dem Filtermedium 24 verbunden sein, was das Frontteil noch weiter stabilisieren würde. Yet another example of a respirator according to the invention is shown in Figure 10(c). In this embodiment, the film 22 has a larger number of recesses 221, resulting in a more complex framework structure of webs and crossing points 222. In such an embodiment, the filter medium 24 is advantageously only connected to the filter medium 24 at individual connection points if it is to be possible for the filter medium to be lifted off the webs 222 . Since the framework structure is very stable due to the large number of webs and crossing points, the width of the webs can be reduced to a minimum. In this way, only a small surface area of the filter medium 24 is blocked by the foil 22, so that lifting of the filter medium 24 would no longer significantly reduce the resistance during inhalation. In such a case, the film 22 can also be connected to the filter medium 24 along all webs or at all crossing points, which would further stabilize the front part.
Neben den vorteilhaften technischen Wirkungen der diskutierten Atemschutzmasken an sich können solche Atemschutzmasken auch auf effiziente Art und Weise hergestellt werden. In addition to the advantageous technical effects of the discussed respirators per se, such respirators can also be manufactured in an efficient manner.
Für die Herstellung von dreiteiligen Atemschutzmasken mit einem Frontteil, einem Oberteil und einem Unterteil ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein in der Regel mehrlagiges Filtermedium als Endlos-Bahn bereitzustellen, die verschiedenen Lagen des Filtermediums entlang der Aussenkanten der zukünftigen Oberteile und Unterteile durch Ultraschallschweissen zu verbinden, und die zwei äusseren Bahnsegmente, auf welchen sich die zukünftigen Oberteile beziehungsweise Unterteile befinden, auf das dazwischen liegende zentrale Bahnsegment zu falten, auf welchem sich die zukünftigen Frontteile befinden. Durch Ultraschallschweissen entlang geeigneter Verbindungslinienwerden die Verbindungen zwischen Oberteil und Frontteil beziehungsweise zwischen Unterteil und Frontteil geschaffen. Überstehendes Material wird entlang der Aussenrän- der des Frontteils abgetrennt und die einzelnen fertigen Masken von der kontinuierlichen Bahn abgetrennt. Anschliessend können an diese vereinzelten, fertig gefalteten Masken Befestigungsmittel angebracht werden, wie Ohrbändel oder Kopfbändel. For the production of three-part respirators with a front part, an upper part and a lower part, it is known from the prior art to provide a generally multi-layered filter medium as an endless web, the different layers of the filter medium along the outer edges of the future upper parts and lower parts To connect ultrasonic welding, and to fold the two outer web segments, on which the future tops and bottoms are located, respectively, onto the central web segment lying in between, on which the future front parts are located. The connections between the upper part and the front part or between the lower part and the front part are created by ultrasonic welding along suitable connecting lines. Overhanging material is cut off along the outer edges of the front part and the individual finished masks are separated from the continuous web. Fastening means, such as ear straps or head straps, can then be attached to these individual, completely folded masks.
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer der vorgeschriebenen Atemschutzmasken erlaubt es, die Herstellung in kontinuierlicher Art und Weise ohne zusätz liche komplexere Fertigungsschritte zu realisieren. Insbesondere kann auf eine komplexe Fertigung des Filtermediums mit exakt zu positionierender Einlagen und auf das Platzieren vereinzelter Bauteile wie beispielsweise Sichtfenster verzichtet werden.A method according to the invention for the production of one of the prescribed breathing masks allows the production to be carried out in a continuous manner without additional more complex production steps. In particular, a complex production of the filter medium with inserts to be positioned precisely and the placement of individual components such as viewing windows can be dispensed with.
Ein Beispiel eines vorteilhaften Herstellungsverfahren für Atemschutzmasken gemäss den obenstehend diskutierten Ausführungsbeispielen ist in Figur 11 dargestellt. In einem ersten Schritt S21 wird das Filtermedium als Endlosbahn bereitgestellt, indem eine Endlosbahn des äusseren Deckvlieses, des Filtervlieses und des inneren Deckvlieses zusammengeführt und flächig aufeinandergelegt werden. Aus dieser Bahn des Filtermediums werden später das Filtermedium des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils einer Atemschutzmaske gebildet werden. In einem nächsten Schritt S22 werden entlang den Aussenrändern des zukünftigen Unterteils und des zukünftigen Oberteils die drei Lagen des Filtermediums durch Ultra- schallschweissen stoffschlüssig verbunden und so für das weitere Herstellungsverfahren unverschiebbar aufeinander fixiert. Ist vorgesehen, dass die Atemschutzmaske ein Klemmelement aufweist, so kann in einem separaten Schritt S11 ein Drahtelement ab Rolle passend abgelängt und auf dem Filtermedium am vorgesehenen Ort auf dem zukünftigen Oberteil fixiert werden. Vorteilhaft ist das Klammelement einseitig selbstklebend ausgestaltet, um eine effiziente irreversible Fixierung zu erreichen. Alternativ kann das Klemmelement auf vor dem Zusammenführen der verschiedenen Vlieslagen des Filtermediums auf einer der Lagen platziert werden, insbesondere auf einer inneren Lage des Filtermediums. An example of an advantageous manufacturing method for breathing masks according to the exemplary embodiments discussed above is shown in FIG. In a first step S21, the filter medium is provided as a continuous web, in that a continuous web of the outer cover fleece, the filter fleece and the inner cover fleece are brought together and laid flat on top of one another. The filter medium of the upper part, the lower part and the front part of a respirator mask will later be formed from this web of filter medium. In a next step S22, the three layers of the filter medium are bonded by ultrasonic welding along the outer edges of the future lower part and the future upper part and are thus fixed to one another in an immovable manner for the further manufacturing process. If it is provided that the breathing mask has a clamping element, then in a separate step S11 a wire element can be cut to length off the roll and fixed on the filter medium at the intended location on the future upper part. The clamping element is advantageously designed to be self-adhesive on one side in order to achieve efficient, irreversible fixing. Alternatively, the clamping element can be placed on one of the layers, in particular on an inner layer of the filter medium, before the various fleece layers of the filter medium are brought together.
Ist vorgesehen, dass die Atemschutzmaske ein Abdichtungselement im Nasenbereich aufweist, so kann in einem separaten Schritt (nicht dargestellt) S11 eine entsprechende Abdichtungsauflage, beispielsweise aus einem PE-Schaum, ab Rolle zugeführt, pas send ausgeschnitten und auf dem Filtermedium am vorgesehenen Ort auf dem zukünftigen Oberteil fixiert werden. Vorteilhaft ist die Abdichtungsauflage einseitig selbstklebend ausgestaltet, um eine effiziente irreversible Fixierung zu erreichen. If the respirator is intended to have a sealing element in the nose area, then in a separate step (not shown) S11, a corresponding sealing pad, for example made of PE foam, can be supplied from a roll, cut out to fit and placed on the filter medium at the intended location on the future top to be fixed. The sealing layer is advantageously designed to be self-adhesive on one side in order to achieve efficient, irreversible fixing.
In einem nächsten Schritt S23 wird überstehendes Randmaterial der Filtermedium-Bahn entlang den Aussenrändern des zukünftigen Oberteils und Unterteils der Atemschutzmaske abgeschnitten S23a. Vorteilhaft wird im gleichen Schritt S23 die Ausnehmung für das zukünftige Sichtfenster des Frontteils in die Filtermedium-Bahn geschnitten S23b, falls ein solches Sichtfenster vorgesehen ist. In a next step S23, protruding edge material of the filter medium web is cut off S23a along the outer edges of the future upper part and lower part of the respirator mask. Advantageously, in the same step S23, the recess for the future viewing window of the front part is cut S23b in the filter medium web, if such a viewing window is provided.
Parallel dazu wird in einem vorbereitenden Schritt S12 eine Endlosbahn einer Folie be- reitgestellt und die vorgesehenen Ausnehmungen in die Folie geschnitten. Diese Folienbahn wird dann in einem Schritt S24 auf die Filtermedium-Bahn aufgelegt. Anschliessend wird in einem weiteren Schritt S25 die Folie entlang des Umfangs der Fensterausnehmung im Filtermedium durch Ultraschallschweissen mit dem Filtermedium verbun den. Die Folie ist nun ebenfalls mit dem Filtermedium unverschiebbar verbunden. Je nach Ausgestaltung des Frontteils können zusätzlich oder alternativ weitere Verbindungspunkte zwischen Folie und Filtermedium vorgesehen sein, die in diesem Schritt S25 erstellt werden können. Selbst wenn zusätzlich zu den noch zu erstellenden Verbindungsnähten beim fertigen Frontteil gar weiteren keine Verbindungpunkte zwischen Folie und Filtermedium vorgesehen sind, können zur vorübergehenden Fixierung der Folie auf dem Filtermedium in demjenigen Bereich des Filtermediums, welches später noch weggeschnitten werden wird, temporäre Verbindungspunkte geschaffen werden. Parallel to this, in a preparatory step S12, an endless web of film is provided and the intended recesses are cut into the film. This film web is then placed on the filter medium web in a step S24. Then, in a further step S25, the film is connected to the filter medium by ultrasonic welding along the circumference of the window recess in the filter medium. The film is now also immovably connected to the filter medium. Depending on the configuration of the front part, additional or alternative connection points can be provided between the film and the filter medium, which can be created in this step S25. Even if, in addition to the connecting seams that are still to be created, there are no further connection points between the film and filter medium in the finished front part, temporary connection points can be created for temporarily fixing the film on the filter medium in that area of the filter medium that will be cut away later.
In einem nächsten Schritt S26 werden die zwei äusseren Bahnsegmente des Filtermediums so auf einen mittleren Bereich gefaltet, dass das Frontteil, das Unterteil, und das Oberteil der zukünftigen Atemschutzmaske in der richtigen Orientierung zueinander aufeinander liegen. Die Folie wird nicht gefaltet, da sich nicht mit den Bahnbereichen der Unterteils und Oberteils überlappt. In einem nächsten Schritt S27 werden dann entlang einer ersten Verbindungslinie 11, 25 zwischen Frontteil und Oberteil und einer zweiten Verbindungslinie 12, 27 zwischen Frontteil und Unterteil und in den Punktschweisszonen 21, 31', 4 an den beiden seitlichen Enden der Maske die aufeinander liegenden Folien- Lage und Filtermedium-Lage des Fronteils und die Folienlage des Oberteils beziehungsweise die Folienlage des Unterteils miteinander durch Ultraschallschweissen verbunden.In a next step S26, the two outer web segments of the filter medium are folded onto a central area in such a way that the front part, the bottom part and the top part of the future breathing mask lie on top of one another in the correct orientation. The film is not folded because it does not overlap with the web areas of the bottom and top. In a next step S27, the films lying on top of one another are then welded along a first connecting line 11, 25 between the front part and the upper part and a second connecting line 12, 27 between the front part and the lower part and in the spot welding zones 21, 31', 4 at the two lateral ends of the mask - Layer and filter medium layer of the front part and the film layer of the upper part or the film layer of the lower part connected to each other by ultrasonic welding.
Befestigungs-Bändel in Form von Ohrenschlaufen werden in einem vorbereitenden Schritt S13 von einer elastischen Flechtkordel abgelängt, in einem Schritt S28 auf der Vorderseite des Frontteils im Bereich der Schweisszone 21 platziert und in einem Schritt S29 auf dem Frontteil befestigt. Fastening straps in the form of ear loops are cut to length from an elastic braided cord in a preparatory step S13, placed on the front of the front part in the area of the welding zone 21 in a step S28 and fastened to the front part in a step S29.
Werden Befestigungs-Bändel als den Kopf umspannende Bänder ausgestaltet, so werden vorteilhaft zwei Kordeln ab Rolle parallel zur Bahn des Filtermediums zugeführt und auf der Vorderseite des Frontteils im Bereich der Schweisszone 21 auf dem Frontteil befestigt. Ein separates Abtrennen der Befestigungsbändel von der Rolle erübrigt sich hier, da die Abtrennung beim nachfolgend beschriebenen Abtrennen S30 der Masken von der Endlosbahn erfolgt. If fastening straps are designed as straps spanning the head, two cords are advantageously fed from a roll parallel to the path of the filter medium and fastened on the front side of the front part in the area of the welding zone 21 on the front part. A separate detachment of the fastening straps from the roll is not necessary here, since the detachment takes place during the detachment S30 of the masks from the continuous web, which is described below.
Wenn das Material der verwendeten Kordel dazu geeignet ist, kann dies durch Ultraschallschweissen erfolgen. Ansonsten können die Bändel auch durch Heften oder Kleben an Frontteil befestigt werden. If the material of the cord used is suitable, this can be done by ultrasonic welding. Otherwise, the straps can also be attached to the front part by stapling or gluing.
In einem abschliessenden Schritt S30 wird das überstehende Material der zukünftigen Maske, sowohl Filtermedium als auch Folie, sowie gegebenenfalls Kopfband, entlang den Aussenkonturen des Frontteils abgeschnitten und die einzelnen Masken von der Endlosbahn abgetrennt. Die vereinzelten, bereits fertig gefalteten Masken können nun weiter verarbeitet werden, insbesondere gestapelt und/oder verpackt. Solange die Maskenkörper noch in der Endlosbahn sind, ist die relative Position der Maskenkörper in Bezug auf die Bearbeitungsgeräte der Herstellungslinie klar definiert und einfach überprüfbar, was die Durchführung der Schritte S28, S29 vereinfacht. Alter nativ können die Schritte S28, S29 jedoch auch nach der Vereinzelung der Maskenkör per erfolgen. Dies erhöht allerdings den Aufwand für eine zuverlässige Durchführung der notwendigen Verarbeitungsschritte. In a final step S30, the protruding material of the future mask, both the filter medium and the foil, and possibly the headband, is cut off along the outer contours of the front part and the individual masks are separated from the continuous web. The individual masks that have already been folded can now be processed further, in particular stacked and/or packaged. As long as the mask bodies are still in the continuous web, the relative position of the mask bodies with respect to the processing devices of the production line is clearly defined and can be easily checked, which simplifies the execution of steps S28, S29. Alternatively, steps S28, S29 can also be carried out after the mask bodies have been separated. However, this increases the effort required to carry out the necessary processing steps reliably.
Die vorliegende Erfindung ist in ihrem Umfang nicht auf die hier beschriebenen spezifi schen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ergeben sich für den Fachmann aus der Beschreibung und den dazugehörigen Figuren zusätzlich zu den hier offenbarten Beispielen verschiedene weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung, die eben falls in den Schutzbereich der Ansprüche fallen. Zusätzlich werden in der Beschreibung verschiedene Referenzen zitiert, deren Offenbarungsgehalt hiermit in deren Gesamtheit durch Referenz in die Beschreibung mit aufgenommen wird. The present invention is not limited in scope to the specific embodiments described herein. Rather, for the person skilled in the art, from the description and the associated figures, in addition to the examples disclosed here, various further modifications of the present invention result, which also fall within the scope of protection of the claims. In addition, various references are cited in the description, the disclosure content of which is hereby incorporated in its entirety by reference into the description.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Atemschutzmaske 1 respirator
11 erste Verbindungslinie 11 first connecting line
12 zweite Verbindungslinie 12 second connecting line
13 Masken-Innenseite, gesichtszugewandte Seite 13 Inside of the mask, side facing the face
14 Masken- Aussenseite, gesichtsabgewandte Seite 14 Outside of the mask, facing away from the face
2 Frontteil 2 front part
21 Punktschweisszone 21 spot welding zone
22 flächige Versteifungsstruktur, Folie 22 flat stiffening structure, foil
221 Ausnehmung in Folie 221 recess in foil
222 Steg 222 footbridge
23 Fensterausnehmung im Mundbereich 23 Window recess in the mouth area
24 flächiges Filtermedium 24 flat filter medium
241 äussere Oberfläche des flächigen Filtermediums, äussere Vliesschicht 241 Outer surface of the flat filter medium, outer fleece layer
242 innere Oberfläche des flächigen Filtermediums, innere Vliesschicht 242 inner surface of the flat filter medium, inner fleece layer
25 obere Verbindungsschweissnaht 25 upper connection weld
26 umlaufende Verbindungsschweissnaht 26 all-round connection weld seam
27 untere Verbindungsschweissnaht 27 lower connection weld
28 Verbindungsschweissnaht 28 connection weld
3 Oberteil 3 top
31 Punktschweisszone 31 spot welding zone
32 Klemmbügel 33 Abdichtungsauflage 32 clamps 33 waterproofing pad
34 flächiges Filtermedium 34 flat filter medium
341 äussere Vliesschicht 341 outer fleece layer
342 innere Vliesschicht 35 Aussenrand 342 inner fleece layer 35 outer edge
4 Unterteil 4 base
41 Punktschweisszone 41 spot welding zone
44 flächiges Filtermedium 441 äussere Vliesschicht 442 innere Vliesschicht 44 flat filter medium 441 outer fleece layer 442 inner fleece layer
45 Aussenrand 45 outer edge
5 Befestigungsmittel 5 fasteners
7 Filterteil 7 filter part
70 flächiges Filtermedium 701 Befestigungspunkte 70 flat filter medium 701 attachment points
701 äussere Oberfläche des flächigen Filtermediums701 outer surface of the flat filter medium
702 innere Oberfläche des flächigen Filtermediums702 inner surface of the sheet-like filter medium
71 flächige Versteifungsstruktur 71 planar stiffening structure
711 Befestigungspunkte 72 Gitter 711 attachment points 72 grids
721 horizontaler Gitterstab 721 horizontal bar
722 vertikaler Gitterstab 722 vertical grid bar
73 Folie 73 slide
731 Ausnehmung 732 Steg 731 recess 732 bar

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Atemschutzmaske (1) zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen, umfassend ein Filterteil (7, 2), bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium (70, 24), welches durch eine flächige Versteifungs- Struktur (71, 22) mechanisch verstärkt ist; wobei das versteifte Filterteil flexibel ist und/oder durch mechanische Krafteinwirkung reversibel deformierbar ist. 1. Respirator mask (1) for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols, comprising a filter part (7, 2) consisting of a flat, flexible filter medium (70, 24) which is strengthened by a flat structure (71, 22) is mechanically reinforced; wherein the stiffened filter part is flexible and/or can be reversibly deformed by the action of mechanical force.
2. Atemschutzmaske nach Anspruch 1, wobei die flächige Versteifungsstruktur (71 , 22) des Filterteils (7, 2) auf einer gesichtsabgewandten Seite (14) des Filterteils oder auf einer gesichtszugewandten Seite (13) des Filterteils angeordnet ist. 2. Respiratory protection mask according to claim 1, wherein the planar stiffening structure (71, 22) of the filter part (7, 2) is arranged on a face-facing side (14) of the filter part or on a face-facing side (13) of the filter part.
3. Atemschutzmaske nach Anspruch 1 oder 2, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als Gitter (72) oder als Folie (73, 22) ausgestaltet ist, welche auf einer Oberfläche (701, 241, 702, 242) des Filtermediums (70, 24) des Filterteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden (25, 26, 27, 28) ist. 3. Respiratory protection mask according to claim 1 or 2, wherein the flat stiffening structure of the filter part (7, 2) is designed as a grid (72) or as a film (73, 22) which is attached to a surface (701, 241, 702, 242) of the Filter medium (70, 24) of the filter part rests and is connected to the filter medium (25, 26, 27, 28).
4. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Flä- che der Versteifungsstruktur (71, 22) des Filterteils (7, 2), welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums (70, 24) des Filterteils überlappt, kleiner ist als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Filterteils. 4. Respiratory protection mask according to one of the preceding claims, wherein the area of the stiffening structure (71, 22) of the filter part (7, 2) which overlaps with the active as a filter area of the filter medium (70, 24) of the filter part is smaller than the surface area of the filter medium of the filter part that is active as a filter.
5. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als Folie (73, 22) ausgestaltet ist, welche eine oder mehrere Ausnehmungen (731, 221) aufweist. 5. Respiratory protection mask according to one of the preceding claims, wherein the planar stiffening structure of the filter part (7, 2) is designed as a film (73, 22) which has one or more recesses (731, 221).
6. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flächige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) als transparente Folie (73, 22) ausgestaltet ist. 6. Respiratory protection mask according to one of the preceding claims, wherein the planar stiffening structure of the filter part (7, 2) is designed as a transparent film (73, 22).
7. Atemschutzmaske nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die flä- chige Versteifungsstruktur des Filterteils (7, 2) entlang einer Linie (25, 27) am oberen und/oder unteren Aussenrand und/oder einem seitlichen Aussenrand des Fil terteils mit dem Filtermedium (70, 24) des Filterteils verbunden ist. 7. Respiratory protection mask according to one of the preceding claims, wherein the planar stiffening structure of the filter part (7, 2) along a line (25, 27) on the upper and/or lower outer edge and/or a lateral outer edge of the filter part with the filter medium ( 70, 24) of the filter part.
8. Atemschutzmaske (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche zum Schutz des Mund-Nasen-Bereichs eines Benutzers vor Stäuben und Aerosolen, umfassend ein Frontteil (2), bestehend aus einem flächigen, flexiblen Filtermedium (24), wel- ches durch eine flächige Versteifungsstruktur (22) mechanisch verstärkt wird; ein Oberteil (3), welches an einer ersten Seite des Frontteils entlang einer ersten Verbindungslinie (11) mit den Frontteil verbunden ist; und ein Unterteil (4), welches an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Frontteils entlang einer zweiten Verbindungslinie (12) mit den Frontteil verbunden ist; wobei das Frontteil, das Oberteil und das Unterteil zusammen in einem geöffneten Zustand der Atemschutzmaske einem konkaven Maskenkörper bilden; wobei die flächige Versteifungsstruktur des Frontteils als Folie (22) ausgestaltet ist, welche auf einer äusseren Oberfläche (241) des Filtermediums des Frontteils aufliegt und mit dem Filtermedium verbunden (25, 26, 27, 28) ist, und wobei die Fläche der Versteifungsstruktur, welche mit der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils überlappt, kleiner ist als die Fläche der als Filter aktiven Fläche des Filtermediums des Frontteils. 8. Respiratory mask (1) according to one of the preceding claims for protecting the mouth and nose area of a user from dust and aerosols, comprising a front part (2) consisting of a flat, flexible filter medium (24) which ches by a flat stiffening structure (22) is mechanically reinforced; an upper part (3) which is connected to the front part on a first side of the front part along a first connecting line (11); and a lower part (4) which is connected to the front part along a second connecting line (12) on a second side of the front part remote from the first side; wherein the front part, the upper part and the lower part together form a concave mask body in an open state of the respirator mask; wherein the flat stiffening structure of the front part is designed as a film (22) which rests on an outer surface (241) of the filter medium of the front part and is connected (25, 26, 27, 28) to the filter medium, and wherein the surface of the stiffening structure, which overlaps with the surface of the filter medium of the front part that is active as a filter, is smaller than the surface of the surface of the filter medium of the front part that is active as a filter.
9. Atemschutzmaske nach Anspruch 8, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) auf der gesichtsabgewandten Seite (14) des Frontteils oder auf der gesichtszugewandten Seite (13) des Frontteils angeordnet ist. 9. Respiratory protection mask according to claim 8, wherein the film (22) of the stiffening structure of the front part (2) is arranged on the face-away side (14) of the front part or on the face-facing side (13) of the front part.
10. Atemschutzmaske nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) eine oder mehrere Ausnehmungen (221) aufweist.10. Respiratory protection mask according to claim 8 or 9, wherein the film (22) of the stiffening structure of the front part (2) has one or more recesses (221).
11. Atemschutzmaske nach einem Ansprüche 8 bis 10, wobei die Folie (22) der Ver- steifungsstruktur des Frontteils (2) transparent ist. 11. Respiratory protection mask according to one of claims 8 to 10, wherein the film (22) of the stiffening structure of the front part (2) is transparent.
12. Atemschutzmaske nach Anspruch 11, wobei das Filtermedium (24) des Frontteils (2) eine Ausnehmung (23) aufweist, welche vollständig mit der Folie (22) der Ver steifungsstruktur des Frontteils bedeckt ist, wobei die genannte Folie die genannte Ausnehmung dichtend verschliesst und wobei die genannte Folie transparent ist. 12. Respiratory protection mask according to claim 11, wherein the filter medium (24) of the front part (2) has a recess (23) which is completely covered with the foil (22) of the stiffening structure of the front part, said foil sealingly closing said recess and wherein said film is transparent.
13. Atemschutzmaske nach Anspruch 12, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) entlang des Umfangs der Ausnehmung (23) des Filtermediums (24) des Frontteils (2) mit dem Filtermedium dichtend verbunden (26) ist. 13. Respiratory protection mask according to claim 12, wherein the foil (22) of the stiffening structure of the front part (2) is sealingly connected (26) to the filter medium (26) along the circumference of the recess (23) of the filter medium (24) of the front part (2).
14. Atemschutzmaske nach einem Ansprüche 8 bis 13, wobei die Folie (22) der Versteifungsstruktur des Frontteils (2) entlang einer Linie (25, 27) am oberen und/oder unteren Aussenrand des Frontteils mit dem Filtermedium verbunden ist. 14. Respiratory protection mask according to claims 8 to 13, wherein the foil (22) of the stiffening structure of the front part (2) is connected to the filter medium along a line (25, 27) at the upper and/or lower outer edge of the front part.
15. Verfahren zu Herstellung einer gefalteten Atemschutzmaske, umfassend die Schritte: 15. A method of making a folded respirator, comprising the steps of:
Bereitstellen (S21) einer Bahn eines flächigen Filtermediums (24,34,44);providing (S21) a web of a flat filter medium (24,34,44);
Erstellen (S22) der Randkonturen (35, 45) eines Oberteils (3) und eines Unter teils (4) einer Atemschutzmaske (1), beispielsweise durch Ultraschallschweis- sen (31, 41); Creation (S22) of the edge contours (35, 45) of an upper part (3) and a lower part (4) of a breathing mask (1), for example by ultrasonic welding (31, 41);
- Abtrennen (S23a) des ausserhalb der Randkonturen liegenden Materials entlang der erstellten Randkonturen (35, 45) des Oberteils und des Unterteils;- Separating (S23a) the material lying outside the edge contours along the created edge contours (35, 45) of the upper part and the lower part;
- Auflegen (S24) einer Folien-Bahn (22) auf die Filtermedium-Bahn im Bereich eines Frontteils (2) der Atemschutzmaske; - Placing (S24) a film web (22) on the filter medium web in the area of a front part (2) of the respirator;
Falten (S26) der Filtermedium-Bahn, so dass die Bereiche des Oberteils, des Unterteils und des Frontteils übereinander liegen; Folding (S26) the web of filter media so that the portions of the top, bottom and front portions are superimposed;
Erstellen (S27) einerdichtenden Verbindung (11,12, 25, 27, 21, 31 ',41') zwischen dem Frontteil (2) und dem Oberteil (3) und zwischen dem Frontteil (2) und dem Unterteil (4), beispielsweise durch Ultraschallschweissen; Creation (S27) of a sealing connection (11,12,25,27,21,31',41') between the front part (2) and the upper part (3) and between the front part (2) and the lower part (4), for example by ultrasonic welding;
Abtrennen (S30) des ausserhalb der Aussenkonturen des Frontteils liegenden Materials entlang der Aussenkonturen des Frontteils; Separating (S30) the material lying outside the outer contours of the front part along the outer contours of the front part;
Bereitstellen des vereinzelten, gefalteten Maskenkörpers (2,3,4) zur weiteren Verarbeitung; wobei das Auflegen der Folien-Bahn auf die Filtermedium- Bahn vor oder nach dem Falten des Filtermediums stattfindet. Providing the isolated, folded mask body (2,3,4) for further processing; wherein the laying of the web of film onto the web of filter medium takes place before or after the folding of the filter medium.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei nach dem Auflegen (S24) der Folien-Bahn (22) auf die Filtermedium-Bahn (24) die Folie mit dem Filtermedium verschweisst (S25) wird. 16. The method according to claim 15, wherein after the laying (S24) of the film web (22) on the filter medium web (24), the film is welded to the filter medium (S25).
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei vor dem Auflegen (S24) der Folien- Bahn (2p2) auf die Filtermedium-Bahn (24) eine Ausnehmung (23) im Bahn-Bereich des Frontteils (2) ausgeschnitten (S23b) wird. 17. The method according to claim 15 or 16, wherein before the laying (S24) of the film web (2p2) on the filter medium web (24), a recess (23) is cut out (S23b) in the web area of the front part (2). .
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