Brevet FR2511253A1 — publié le 19830218

La présente invention concerne les masques respiratoi- res à jeter, et plus particulièrement les masques pliants qui protègent l'usager contre les agents générateurs de pneumoconioses et de fibroses. Il est important de protéger, à l'aide d'un masque, l'appareil respiratoire des sujets soumis à un environnement déplaisant ou nocif Le confort du port des masques, la commodité de leur port et l'absence d'entretien constituent des facteurs essentiels pour surmonter la réticence habi- tuelle des candidats porteurs. En plus des exigences en matière de faible encombre- ment, de légèreté et de bonne adaptation au visage, les utilisateurs potentiels veulent que les masques offrent une résistance minimale à la respiration et qu'ils ne créent pas une atmosphère de respiration "chaude et moite" dans leur partie frontale Cela demande que cette partie frontale soit suffisamment écartée du nez et de la bouche et qu'elle ne s'aplatisse pas lors de l'inhalation. Ces critères ont été jusqu'ici au mieux satisfaits en ayant recours à des structures de masques supportées par une armature et/ou en forme de coupe rigide du type décrit dans les modèle et brevet des E U A N O 2-48 497 et 3 521 630 Ces masques ont cependant l'inconvénient d'être de fabrication coûteuse, difficiles à stocker, malaisés de port pour les utilisateurs et vulnérables à l'écrasement, en particulier dans le cas de la structure illustrée dans le modèle des E.U A N O 248 497 D'tn autre côté, les structures suppor- tées par une armature demandent un nettoyage périodique, un remplacement fastidieux du filtre et des moyens permettant de stocker les masques à l'abri, en dehors des périodes d'utilisation. Compte tenu de ces inconvénients, tant les ouvriers que les fabricants préfèrent les masques de poche qui peuvent être facilement transportés, pliés et jetés Ces disposi- tifs, tels que ceux décrits dans les modèle et brevet des E.U A N O 249 072 et 4 248 220, n'ont pas l'efficacité des masques supportés par une armature ou en forme de coupe En particulier, ils ne sont pas faciles à appliquer sur le visage, ils ne s'y adaptent pas confortablement, ils manquent de résistance à l'aplatissement et ils n'ont pas la capacité de filtration de l'air qu'offrent les systèmes de filtration à couches multiples En outre, leur pliage compliqué, leur couture, leur rivetage ou autre mode d'assemblage les rend relativement difficiles et coûteux à fabriquer. Compte tenu de ce qui précède, la présente invention a pour but d'améliorer les masques respiratoires pliés et leur procédé de fabrication. Un autre but de l'invention est de permettre une production massive, simple et économique de masques respira- toires, plus particulièrement par utilisation d'une nappe continue à couches multiples de matériaux à jeter. L'invention se propose encore d'apporter un produit fini dont l'adaptation au-visage et le confort respiratoire sont exceptionnels, avec une efficacité de filtration de l'air optimale. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue, en perspective, d'une forme d'exécution préférée de l'invention, la figure 2 est une coupe à plus grande échelle prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1, la figure 3 est une vue en élévation frontale du masque de la figure 1 représenté en position d'usage, la figure 4 est une vue latérale d'un masque des figures 1 et 2 également représenté en position d'usage, les figures 5 et 6 sont des illustrations schématiques d'une coupe de l'assemblage de matériaux utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention, la figure 7 est une vue en plan de l'assemblage des figures 5 et 6 à la suite d'une première opération de soudage à chaud selon l'invention, la figure 8 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 8-8 de la figure 7, les résultats de l'opération de soudage à chaud étant illustrés de façon schématique, la figure 9 est une autre vue en plan de l'assemblage des figures 5 et 6 illustrant une étape supplémentaire de soudage à chaud selon le procédé de l'invention, et la figure 10 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 10-10 de la figure 9. Si l'on se réfère aux dessins, le masque 10 (Figure 1) est montré à plat, c'est-à-dire plié, pour la commodité du conditionnement, de l'expédition et/ou du transport dans la poche de l'utilisateur, en cas de besoin ou lorsque le port n'est pas nécessaire Aux figures 3 et 4, le masque 10 est ouvrert et montré en position d'usage. Le corps 12 du masque comprend des nappes supérieure et inférieure superposées 14 et 16 en matériau à couches multiples filtrant l'air Chaque nappe comprend de préféren ce une coquille extérieure 18, un milieu intermédiaire filtrant gonflé 20 et une gaze intérieure 22 Les couches sont soudées ensemble le long de leur bord en laissant le matériau intermédiaire non comprimé et très efficace comme moyen de filtration de l'air Les côtes 24 et 26 formées par soudage à chaud dans le matériau peuvent être prévues pour permettre au corps 12 de conserver sa forme et empêcher qu'il s'aplatisse pendant l'inhalation. Une sélection appropriée de matériaux compatibles sur le plan du soudage à chaud est essentielle au soudage convenable des bords des nappes 14 et 16 Des exemples sont donnés ci-dessous: La structure de coquille extérieure 18 doit être en un matériau capable de résister aux manipulations tout en ayant une porosité permettant un passage facile de l'air inhalé et exhalé On peut utiliser un réseau de fibres polyester avec un liant thermosoudable en poly(chlorure de vinyle) Comme produits convenables disponibles dans le commerce, on peut mentionner les non- tissés de polyester Stearns et Foster de type 4144 X ou W 3499 fourni par The Stearns and Foster Company de Cincinnati, Ohio, E U A et le non-tissé de polyester Union Wadding 196 g fourni par l'Union Wadding Company de Pawtucket Rhode Island, E U,o A Le milieu filtrant intérieur 20, de préférence maintenu dans un état quelque peu gonflé entre les lignes de thermosoudage, peut être formé d'un rassemblement aléatoire de fibres de polyester avec un milieu thermoplastique On peut utiliser des fibres de Vinyon et/ou de viscose Un produit du commerce convenant à cet effet est le polyester Riegel Stype S-03059-1 à 100 g/m fourni par Riegel Products Corporation de Milford, New Jersey, E U A. La gaze 18 qui vient en contact avec le visage lorsque le masque est porté est formée d'un voile ou d'un réseau doux et fortement poreux de polypropylène Un produit du commerce convenant pour cet usage est le milieu filtrant en propylène Snowpro Style no 440-0827 à 27 g/m 2 fourni par Snow Filtration Company de Cincinnati, Ohio, E U A. Il doit être entendu qu'en combinaison avec les matériaux sélectionnés pour les nappes 14 et 16, ceux qui sont moins sensibles que les autres au soudage peuvent néanmoins être facilement réunis aux autres qui ont une plus grande réponse au chauffage diélectrique ou autre. Bien que les opérations de thermosoudage des bords ou autres selon la présente invention soient, de préférence, effectuées diélectriquement -à l'aide d'appareils classiques bien connus de l'homme de l'art et ne demandant pas plus ample description, on doit comprendre que l'on peut utiliser également des matrices chauffées électriquement ou d'une autre manière, en appliquant une pression et/ou des ultrasons En outre, le soudage des bords et/ou des côtes de la structure du masque selon l'invention peut employer des adhésifs si besoin Des piqûres quoique constituant la solution la moins recherchée peuvent également être utilisées dans tout ou partie de l'assemblage du masque. Il doit être clair que, bien que les matériaux et sources de matériaux indiqués ci-dessus permettent une mise en oeuvre satisfaisante de l'invention, ils ne sont en aucune manière limitatifs et l'homme de métier comprend facilement que l'on petit obtenir, produire et utiliser divers autres milieux fibreux, nappes, réseaux, coquilles ou gazes naturels ou synthétiques disponibles dans le 1 1253- commerce ou spécialement préparés. Si l'on se réfère plus particulièrement à la structure du masque, les figures 1, 2 et 3 montrent que les contours des bords curvilignes spéciaux 28 et 30 ont été choisis pour former un contact sensiblement étanche à l'air et confortable autour du nez, de la bouche et du menton lorsque le masque 10 est en position de port et maintenu par les bandeaux élastiques 32, 34 Les bords restants peuvent être rectilignes et faire un angle entre eux, être à angle droit entre eux ou ne comporter que deux côtés à angle aigu ou un côté unique semi-circulaire reliant les extrémités opposées des bords 28 et 30. Un chevron malléable 36 solidarisé du masque facilite l'adaptation et le maintien en place du masque sur le nez. Le chevron petit être formé d'une bande d'aluminium ou d'un matériau équivalent collée à l'endroit voulu. En pressant le chevron en direction du nez après l'application du masque, on peut obtenir facilement la jonction nasale étanche précitée Bien que la zone nasale soit habituellement considérée comme étant le zone la plus difficile à entourer étanchément, cela peut facilement être réalisé de cette manière. Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, le masque 10 peut passer facilement et rapidement de sa configuration pliée permettant son transport en poche (figure 1) à une configuration en coupe relativement rigide pour le port, par écartement des bords 28 et 30, mise en place de l'ouverture sur le nez, la bouche et le menton, glissement des bandeaux 32, 34 par dessus la tête et conformation du chevron 36 contre le nez. Les côtes 24 et 26 prêtent de la rigidité à la structure ouverte et contribuent à empêcher l'aplatissement du corps 12 du masque pendant l'inhalation en conservant un large espace entre le nez, la bouche et les parois internes du masque, ce qui élimine l'impression de chaleur et de moiteur désagréable ordinairement ressentie par l'usager. Un mode de réalisation préféré du masque 10 est illustré schématiquement aux figures 5 à 10: il s'agit là d'une technique de fabrication massive utilisant une alimentation continue en matériaux (bande 42) Il doit cependant être clair que cette technique peut être adaptée à de grandes ou petites productions, ou à la fabrication d'un masque à la fois. La figure 5 montre en coupe schématique des matériaux en couches o l'on voit l'orientation initiale des maté- riaux utilisés pour produire les nappes 14 et 16 des masques selon l'invention. Dans cette orientation des matériaux 18, 20 et 22 utilisé pour produire chacune des nappes 14 et 16, les nappes sont séparées du côté des gazes par un tampon diélectrique 38 (figure 6) et les trois pièces sont réunies en vue de leur thermosoudage ultérieur, par exemple par chauffage diélectrique de manière classique ne demandant pas de plus ample description Pour plus de détails à ce sujet, on peut se reporter à la littérature de -spécialité et notamment à l'ouvrage "Electronics for Industry" de W I. Bendz Edition John Wiley & Sons, Inc. Si l'on choisit d'effectuer le soudage à l'aide de matrices chauffées ou analogue, le tampon 38 devrait comprendre un matériau quelconque isolant de la chaleur. Une opération préférée ultérieure consiste à souder à chaud des parties des nappes supérieure et inférieure 14 et 16 le long des lignes 40 dont chacune a la configuration de l'un des bords 28 et 30 du masque à produire La figure 7 montre trois lignes 40 de ce type à partir desquelles trois corps de masque 12 seront finalement produits On doit comprendre, cependant, que des lignes thermosoudées simi- laires 40 a seront produites sur la nappe 16 qui n'est pas visible à la figure 7 A la figure 8, les thermosoudures 40 et 40 a sont illustrées schématiquement comme étant des lignes uniques chacunes. On enlève ensuite le tampon 38 ou on fait avancer la bande de matériaux en nappe 42 au delà du tampon, comme à la figure 9, après quoi le thermosoudage le long des lignes 44, c'est-à-dire complètement au travers des deux nappes 14 et 16, termine le contour du masque, laissant dans tous les cas les thermosoudures 40 et 40 a séparables La figure 10 montre la soudure le long des lignes 44. Les corps de masque 12 sont finalement déecoupés à partir de la bande d'alimentation 42 le long des nappes 14 et 16, à l'extérieur des soudures 40, 40 a et 44 On fixe ensuite les bandeaux 32, 34 (figures 1, 3 et 4), par exemple par collage, rivetage, agrafage ou par thermosouda- ge. Les côtes 24, 26 peuvent être formées par thermosoudage en position convenable sur la bande d'alimentation 42 au moment de la formation des soudures 40, 40 a (figures 7 et 8), par exemple comme le montrent les lignes uniques 24 a, 1 ou postérieurement au découpage et à l'enlèvement des corps de masque 12 Dans le dernier cas, on peut faire glisser un tampon convenable dans chaque corps de masque 12 pour empêcher que la réalisation des côtes réunisse les deux nappes 14 et 16 ensemble. Enfin, si cela n'a pas déjà été fait à un stade plus précoce, le chevron 36 (figures 1,3 et 4) est collé en place à l'état plat. Des procédés de fabrication également possibles consistent à inverser l'ordre d'accomplissement des soudu- res 40, 40 a et 44; à prédécouper les nappes 14 et 16, c'est-à-dire avant le soudage des bords; à utiliser des matrices chauffées tt à travailler sous pressioi pour former les soudures 40, 40 a et 44 et/ou à réaliser un soudage aux ultrasons. Il est bien entendu que des variantes et des modifications diverses peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre. 251125 l REVENDICATIONS 1 Masque respiratoire plié, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une paire de nappes ( 14, 16) superposées à couches multiples de matériaux perméables à l'air, dont l'un au moins ( 20) est capable de filtrer les agents contaminants indésirables portés par l'air, tout en lais- sant passer-l'air, lesdites nappes ( 14, 16) ayant un bord ( 28, 30) de profil curviligne spécial pour s'adapter au visage lorsque le masque est en position de port, les matériaux desdites nappes ( 14, 16) étant réunis ensemble le long de tout leur bord sauf le long de leurs bords curvilignes ( 28, 30) et étant réunis séparément le long de ces bords curvilignes ( 28, 30), grâce à quoi l'écartement desdits bords curvilignes ( 28, 30) séparément réunis ouvre ledit masque pour le port, et des moyens de maintien ( 32, 34, 36) dudit masque contre le visage d'un porteur. 2 Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de chacune desdites nappes ( 14, 16) est formée d'un milieu fibreux gonflé ( 20). 3 Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de chacune desdites nappes ( 14, 16) est interposée entre des couches formant gaze ( 22) et coquille 18). 4 Masque selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque couche formant coquille ( 18) est disposée vers l'extérieur du masque pour protéger la couche filtrante ( 28) et en ce -que la couche formant gaze ( 22) est disposée vers l'intérieur dudit masque. 5 Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits bords ( 44) des matériaux desdites nappes ( 14, 16) sont thermosoudés ensemble. 6 Masque selon la revendication 5, caractérisé en ce que des lignes de thermosoudage supplémentaires ( 24) faites dans les matériaux desdites nappes ( 14, 16) renforcent lesdites nappes, lesdites lignes ( 24) s'étendant selon une 11253 direction approximativement perpendiculaire à la direction générale de chacun desdits bords curvilignes ( 28, 30) desdites nappes. 7 Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un bandeau ( 32, 34) dont les extrémités opposées sont fixées à l'une au moins desdites nappes ( 14, 16). 8 Masque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens malléables ( 36) fixés à un côté desdites nappes ( 14, 16) aux fins d'adapter le masque au visage de l'utilisateur. 9 Masque selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens malléables ( 36) ont la configuration d'un chevron. 10 Procédé de fabrication d'un masque repiratoire plié, caractérisé en ce qu'il consiste-à: superposer une première et une seconde nappes ( 14, 16) de matériau à couches multiples adapté à former la partie frontale du masque, à mettre en oeuvre les étapes suivantes l'une après l'autre: (a) à réunir séparément les couches de chacune des nappes ( 14, 16) le long d'une ligne ( 40, 40 a) ayant un contour adapté à donner un bord ( 28, 30) venant en contact avec le visage de l'utilisateur, (b) à réunir toutes les couches des première et seconde nappes ( 14, 16) ensemble le long d'au moins une ligne ( 44) allant de l'une des extrémités desdites lignes ( 40, 40 a) des bords ( 28, 30) venant en contact avec le visage à l'extrémité opposée desdites lignes ( 40, 40 a), à découper lesdites nappes ( 14, 16) autour et à l'extérieur de toutes les lignes de jonction ( 40, 40 a, 44) entre les matériaux, et à fixer, à l'une au moins desdites nappes découpées, des moyens de maintien ( 32, 34) du masque sur la tête de l'utilisateur. il Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ?Sc 1153 ce que ladite jonction ( 40, 40 a, 44) desdites couches de matériaux est faite par thermosoudage. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites nappes ( 14, 16) sont découpées à la forme voulue avant ladite opération de jonction entre lesdites couches de matériaux. 13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la jonction séparée ( 40, 40 a) desdites couches de nappe le long des lignes ( 28, 30) dessinées pour l'adap- tation au visage de l'utilisateur est effectuée par une unique opération de thermosoudage utilisant un tampon de thermosoudage ( 38) entre lesdites nappes ( 14, 16) pour empêcher la jonction entre lesdits bords ( 28, 30) venant en contact avec le visage. 14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite jonction ( 44) de toutes les couches de la première et seconde nappes ( 14, 16) est effectuée par une unique opération de thèrmosoudage sans emploi dudit tampon ( 38). 15 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à fixer au moins un bandeau ( 32, 34) auxdites nappes découpées ( 14, 16). 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à fixer un chevron malléable ( 36) approximativement au centre sur l'une des faces de la nappe ( 14, 16) découpée au voisinage du bord ( 28, 30) venant en contact avec le visage.