Brevet FR3109273A1 — publié le 20211022

L’invention concerne un masque (1) de protection réutilisable contre des particules aérosols d’un diamètre 3 µm et à usage non sanitaire, le masque (1) comprenant une partie filtrante (2) destinée à recouvrir le nez, la bouche et le menton d’un porteur dans une position de protection, ladite partie filtrante (2) étant assujettie latéralement à au moins un lien (11) adapté pour se nouer derrière la tête du porteur pour maintenir le masque (1) en position de protection. Selon l’invention, la partie filtrante (2) comprend un tricot interne destiné à être en contact avec le porteur et composé de coton présentant un titre compris entre 1/34 Nm et 1/120 Nm et de fibres élastiques vanisées présentant un titre compris entre 11 dTex et 44 dTex, et un tricot externe (4) en microfibres présentant un titre compris entre 1/78 dTex et 8/78 dTex, les tricots interne et externe (4) étant tricotés ensemble en Jacquard selon des motifs définissant au moins des bordures périphériques (5) de la partie filtrante (2). Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Masque de protection réutilisable contre des particules aérosols, et à usage non sanitaire La présente invention se rapporte au domaine technique des masques de protection destinés à être positionnés sur le visage d’un porteur, en recouvrement du nez, de la bouche et du menton afin de réaliser une protection des voies respiratoires contre des particules aérosols, tels que des virus par exemple, d’un diamètre de 3 µm mais aussi de 1 µm. Art antérieur Il est connu de l’art antérieur des masques de protection contre des particules aérosols, comprenant une partie filtrante, de forme sensiblement rectangulaire, destinée à recouvrir le nez, la bouche et le menton d’un porteur dans une position de protection. D’une manière générale, et afin de fixer cette partie filtrante sur le visage du porteur, il est connu que ladite partie filtrante soit assujettie, latéralement, à au moins un lien adapté pour se nouer derrière la tête du porteur afin de maintenir le masque en position de protection. L’un des inconvénients de ce type de masque est son caractère jetable et que, outre les questions environnementales, dans une situation de crise sanitaire il devient donc rapidement en rupture de stock. Un autre inconvénient réside dans le fait que certains masques de l’art antérieur ne possèdent pas des performances de filtration appropriées pour faire obstacle aux particules concernées d’un diamètre de 3 µm, et encore moins de 1 µm. Eu égard au domaine de l’invention, l’efficacité de filtration du masque concerné, notamment pour faire obstacle aux particules aérosols d’un diamètre de 3 µm émises par le porteur, doit être : - supérieure à 70 % pour un masque dit de catégorie 2 à visée collective pour protéger l’ensemble d’un groupe portant ce masque, ou destiné aux personnes dans le milieu professionnel ayant des contacts occasionnels avec d’autres personnes ; - supérieure à 90 % pour un masque dit de catégorie 1 à usage professionnel et destiné aux personnels affectés à des postes ou missions comportant un contact régulier avec le public. Un autre inconvénient de certains masques de l’état de la technique est leur respirabilité insuffisante, en d’autres termes leur perméabilité à l’air. En effet, le masque doit pouvoir être porté par un porteur en assurant un certain débit d’air lui permettant de respirer convenablement et confortablement. Eu égard au domaine de l’invention, la perméabilité à l’air du masque doit être supérieure à 96 L.m -2 .s -1 pour une dépression de 100 Pa. L’un des buts de l’invention est donc de remédier aux inconvénients de l’intérieur en proposant un masque de protection contre des particules aérosols et à usage non sanitaire, qui soit réutilisable, tout en présentant une efficacité de filtration des particules de 3 µm émises par le porteur supérieure à 70 %, et de préférence supérieure à 90 %, et tout en possédant une perméabilité à l’air supérieure à 96 L.m -2 .s -1 pour une dépression de 100 Pa. À cet effet, il a été mis au point un masque de protection réutilisable contre des particules aérosols d’un diamètre 3 µm et à usage non sanitaire, comprenant une partie filtrante destinée à recouvrir le nez, la bouche et le menton d’un porteur dans une position de protection. D’une manière connue, la partie filtrante est assujettie latéralement à au moins un lien adapté pour se nouer derrière la tête du porteur pour maintenir le masque en position de protection. Selon l’invention, la partie filtrante comprend : - un tricot interne composé de coton présentant un titre compris entre 1/34 Nm et 1/120 Nm, et de préférence de 1/68 Nm et de fibres élastiques, de préférence élasthanne, vanisées présentant un titre compris entre 11 dTex et 44 dTex, de préférence 22 dTex, destiné à être en contact avec le porteur, - un tricot externe en microfibres, de préférence en Polyamide, présentant un titre compris entre 1/78 dTex et 8/78 dTex, de préférence 4/78 dTex. Les tricots interne et externe sont tricotés ensemble en Jacquard selon des motifs définissant au moins des bordures périphériques de la partie filtrante. L’invention permet ainsi de fournir des masques de protection tricotés en Jacquard, fabriqués notamment sur des métiers à double fontures circulaires grands diamètres, de manière à obtenir un tricot sous forme d’un tube qui est ensuite coupé et qui présente par exemple 8 à 9 masques à découper sur la laize. Le masque selon l’invention est donc tricoté, et dépourvu de coutures qui pourraient représenter autant de passages de particules aérosols, ce qui diminuerait les performances de filtration. Le masque selon l’invention est tricoté, cela signifie qu’il ne nécessite aucune opération de confection ultérieure. Après fabrication, le masque est prêt à l’emploi. L’invention fournit un masque présentant, selon les tests effectués, une efficacité en protection du porteur, c’est-à-dire à l’inspiration, de 95,6 % pour des particules de 3 µm, et de 95,1 % pour des particules de 1 µm, et une efficacité en rétention des projections, c’est-à-dire à l’expiration de 96,3 % pour des particules de 3 µm, et de 95,4 % pour des particules de 1 µm. S’agissant du critère de respirabilité, les tests de perméabilité à l’air ont permis de démontrer que le masque selon l’invention présente une perméabilité à l’air, à dépression de 100 Pa, de 135 L.m -2 .s -1 . De ce qui précède, pour le masque selon l’invention, l’efficacité de protection aux particules aérosols d’un diamètre de 3 µm est bien supérieure à 70 %, et même supérieure à 90 %, et la perméabilité est supérieure à 96 L.m -2 .s -1 , de sorte qu’il présente une perméabilité à l’air ainsi que des performances en efficacité de protection compatibles avec un usage de type masque de catégorie 1, c’est-à-dire masque individuel à usage des professionnels en contact avec le public. Par ailleurs, du fait de sa composition en microfibres, notamment Polyamide, et coton avec des fibres élastiques vanisées, notamment élasthanne, le masque selon l’invention est lavable et réutilisable au moins 10 fois, sans dégrader ses performances en termes de respirabilité et d’efficacité de protection contre les particules aérosols. Selon une première forme de réalisation, la partie filtrante peut être constituée de deux couches formées par les tricots interne et externe tricotés en Jacquard cloqué. Afin d’augmenter davantage les performances précitées, et de façon à atteindre des caractéristiques assimilables à celles d’un masque dit « chirurgical », la partie filtrante comprend éventuellement une couche en microfibres, par exemple en Polyamide, disposée entre le tricot interne et le tricot externe. Cette couche intermédiaire est par exemple insérée entre les deux tricots du masque grâce à la technique du tramage. Pour ce faire les métiers à tricoter sont équipés d’un kit trameur. Par exemple, la partie filtrante peut être constituée de trois couches formées par les tricots interne et externe tricotés en Jacquard tramé de microfibres, par exemple Polyamide, présentant un titre compris entre 1/78 dTex et 8/78 dTex, de préférence présentant un titre de 4/78 dTex 68 brins. Dans cette configuration, l’invention fournit un masque considéré comme ayant des performances compatibles avec les masque de type chirurgical puisque, selon les tests effectués, le masque présente une efficacité de protection aux particules aérosols d’un diamètre de 3 µm de 99,2 % aussi bien pour un masque à usage de protection du porteur, c’est-à-dire pour le flux mesuré de l’extérieur vers l’intérieur, à l’inspiration, que pour un masque à usage de rétention des projections émises par le porteur, c’est-à-dire pour un flux mesuré de l’intérieur vers l’extérieur, à l’expiration. Ces mêmes tests ont également démontré que le masque selon l’invention présente une efficacité de protection aux particules aérosols d’un diamètre de 1 µm, de 98,5 %, aussi bien à l’inspiration qu’à l’expiration. S’agissant du critère de respirabilité du masque selon cette configuration, les tests de perméabilité à l’air ont permis de démontrer que le masque présente une perméabilité à l’air, à dépression de 100 Pa, de 324 L.m -2 .s -1 . Avantageusement, et dans cette dernière configuration, les microfibres tramées sont orientées dans le sens sagittal pour éviter l’affaissement de la trame lors du port du masque, qui entrainerait une diminution des performances de filtration dans le temps. Le maintien de la trame est assuré par des points de piqué placés à dessein dans le masque. Avantageusement, les tricots interne et externe sont tricotés ensemble en Jacquard selon des motifs définissant également des fourreaux latéraux, notamment orientés selon le sens sagittal, permettant la réception avec capacité de coulissement et de réglage du lien destiné à se nouer derrière la tête du porteur. De préférence, les motifs du tricot Jacquard définissent également des lignes transversales, c’est-à-dire orientées sensiblement dans le sens sagittal, destinées à border le nez, la bouche et le menton du porteur. Les lignes transversales sont inclinées vers l’extérieur depuis le nez vers le menton du porteur. Ces lignes transversales permettent de pouvoir assurer une certaine stabilité à la partie filtrante, tout en permettant de pouvoir ajuster au mieux le masque à la morphologie du porteur, et de plaquer la partie filtrante contre son visage. Ces lignes transversales permettent d’améliorer l’étanchéité de la partie filtrante, forçant le flux inspiré et expiré par le porteur à traverser ladite partie filtrante. Par ailleurs, lorsque la partie filtrante présente une trame en microfibres, les lignes transversales inclinées permettent de pouvoir assurer des points de solidarisation de ladite trame en microfibres. Toujours dans un but d’assurer une stabilité à la partie filtrante, une adaptation à la morphologie du patient, une étanchéité, ainsi qu’éventuellement des points de solidarisation complémentaires de la trame en microfibres, les motifs du tricot Jacquard définissent également des lignes longitudinales destinées à border la bouche du porteur. Les lignes longitudinales étant éventuellement arquées vers l’extérieur. Les motifs du tricot Jacquard peuvent également définir une poche centrée sur un bord supérieur de la partie filtrante pour la réception d’une barrette déformable pour épouser la forme du nez du porteur. L’opération de tricotage est suivie par une opération de finition en apprêt dont les caractéristiques permettent de fixer l’élasthanne du tissu masque garantissant de fait des stabilités dimensionnelles résistantes aux lavages successifs. Description sommaire des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique des masques de protection tricotés en Jacquard, avec par exemple une laize comportant 8 masques. la figure 2 illustre une vue de détail de l’un des masques de la figure 1, sur lequel ont été matérialisées des zones de découpe. la figure 3 illustre un masque découpé. la figure 4 illustre un masque de protection dans lequel un lien de fixation à la tête du porteur a été passé successivement dans les fourreaux latéraux. la figure 5 illustre un masque selon l’invention porté par un porteur, vu de face la figure 6 est une figure similaire à celle de la figure 5, vu de côté. Description détaillée de l’invention En référence aux figures 1 à 6, l’invention concerne un masque (1), réutilisable, de protection contre des particules aérosols, notamment d’un diamètre de 3 µm, éventuellement d’un diamètre de 1 µm, et à usage non sanitaire. Le masque (1) comprend une partie filtrante (2), par exemple de forme sensiblement rectangulaire, dont les longueurs (3) peuvent être arquées vers l’extérieur, voir figure 3, afin de présenter une meilleure ergonomie. Cette partie filtrante (2) est destinée à recouvrir le nez, la bouche et le menton d’un porteur dans une position de protection. La partie filtrante (2) comprend au moins un tricot interne composé de coton, de préférence biologique, et de fibres élastiques vanisées, de préférence élasthanne, et un tricot externe (4) en microfibres, par exemple en Polyamide. D’autres microfibres peuvent également être utilisées comme du Polypropylène microfibres ou du Polyester microfibres sans sortir du cadre de l’invention. Les tricots interne et externe (4) sont tricotés ensemble en Jacquard, par exemple cloqué ou tramé avec du Polyamide microfibres orienté dans le sens sagittal (nez-bouche), selon des motifs définissant la structure du masque (1) de protection. En référence aux figures 3 et 4, les motifs définissent notamment au moins des bordures périphériques (5) de la partie filtrante (2), et éventuellement des lignes transversales (6) destinées à border le nez, la bouche et le menton du porteur, inclinées vers l’extérieur depuis le nez vers le menton du porteur. D’autres lignes transversales (7) peuvent être réalisées à proximité des bords latéraux de la partie filtrante (2). Les motifs définissent également éventuellement des lignes longitudinales (8), par exemple deux de chaque côté de la bouche du porteur, et éventuellement arquées vers l’extérieur. Les lignes (8) se positionnent sous le menton et permettent de bien plaquer la partie filtrante (2) au menton et améliorer son étanchéité, et se positionne également au niveau du nez du porteur, par exemple au-dessus et au-dessous de l’extrémité du nez pour optimiser le positionnement du masque, son maintien en position et son étanchéité, voir figure 5. Les motifs peuvent définir une poche (9), centrée sur un bord supérieur de la partie filtrante (2), destinée à reposer sur le nez du porteur, pour la réception d’une barrette (non représentée) déformable pour épouser la forme du nez du porteur et aider au maintien du masque (1) en position de protection. Selon une forme de réalisation préférée, les motifs définissent également des fourreaux latéraux (10) permettant la réception avec capacité de coulissement et de réglage d’un lien (11), voir figure 4, adapté pour se nouer derrière la tête du porteur pour maintenir le masque (1) en position de protection, voir figures 5 et 6. Le masque (1) selon l’invention est réalisé par tricotage, notamment sur un métier à double fontures circulaires grand diamètre, sans couture, et sans nécessiter d’étapes de confection. En référence à la figure 1, on obtient un tricot sous forme d’un tube qui est ensuite coupé et qui présente par exemple 8 à 9 masques à découper sur la laize. Les masques (1) sont découpés individuellement selon les lignes de découpe représentées en pointillés sur la figure 2 pour obtenir le masque découpé illustré aux figures 3 et 4. A partir de ce concept deux formes de réalisation sont décrites ci-après. Selon une première forme de réalisation, la partie filtrante (2) comprend deux couches, dont : - un tricot interne 100% coton bio présentant un titre de 1/68 Nm + élasthanne vanisé présentant un titre de 22 dTex ; - un tricot externe (4) 100% Polyamide microfibres présentant un titre de 4/78 dTex 68 brins. L’efficacité de protection aux aérosols d’un tel masque (1), en protection du porteur, c’est-à-dire à l’inspiration est de 95,6 % pour des particules de 3 µm, et de 95,1 % pour des particules de 1 µm. L’efficacité de protection aux aérosols en rétention des projections, c’est-à-dire à l’expiration est de 96,3 % pour des particules de 3 µm, et de 95,4 % pour des particules de 1 µm Afin de mesurer cette efficacité, le masque (1) est découpé à l’emporte-pièce pour réaliser un disque de 48 mm de diamètre. Le disque est placé dans une veine contenant un aérosol de poudre de Holi polydisperse. Les concentrations en aérosol dans la veine et dans le flux ayant traversé le disque sont mesurées. Le résultat annoncé est le pourcentage de particules de diamètre 3 µm et 1 µm arrêtées par le disque. La respirabilité du masque (1) selon cette première forme de réalisation en deux couches, c’est-à-dire sa perméabilité à l’air à dépression de 100 Pa, est de135 L.m -2 .s -1 . La respirabilité de la partie filtrante (2) du masque (1) est analysée avec un perméabilimètre et sur un échantillon de la partie filtrante (2) d’une surface de 20 cm². Le débit surfacique d’air (en L.m -2 .s -1 ) traversant l’échantillon de la partie filtrante (2) est mesuré à une dépression fixée à 100 Pa. Selon une deuxième forme de réalisation, la partie filtrante (2) comprend trois couches, dont : - un tricot interne 100% coton bio présentant un titre de 1/68 Nm + élasthanne vanisé présentant un titre de 22 dTex; - un tramé 100% Polyamide microfibres présentant un titre de 4/78 dTex 68 brins ; - un tricot externe (4) 100% Polyamide microfibres présentant un titre de 4/78 dTex 68 brins. L’efficacité de protection d’un tel masque (1) aux particules aérosols d’un diamètre de 3 µm est de 99,2 % aussi bien à l’inspiration qu’à l’expiration, et l’efficacité de protection aux particules aérosols d’un diamètre de 1 µm, est de 98,5 %, aussi bien à l’inspiration qu’à l’expiration. La respirabilité du masque (1) selon cette deuxième forme de réalisation en trois couches, c’est-à-dire sa perméabilité à l’air à dépression de 100 Pa, est 324 L.m -2 .s -1 . Les masques (1) selon l’invention satisfont donc les exigences, en usage non sanitaire, pour protéger aussi bien le porteur, à l’inspiration, que les personnes environnantes, à l’expiration. En particulier, le masque (1) selon la première forme de réalisation en deux couches permet un usage de type catégorie 1, c’est-à-dire de masque individuel à usage des professionnels en contact avec le public. Ce masque est destiné aux personnels affectés à des postes ou missions comportant un contact régulier avec le public. Tandis que le masque (1) selon la deuxième forme de réalisation en trois couches présente des performances compatibles au type de masque chirurgical. Outre leurs performances de filtration et de respirabilité, les masques (1) selon l’invention sont lavables à 60°C et réutilisables au moins 10 fois tout en conservant leurs performances. En particulier, les masques (1) doivent être lavés à 60°C en cycle court avec une lessive habituelle, être éventuellement essorés à 800 tours/min maximum, et être séchés à l’air libre. Les masques (1) peuvent être repassés à 110°C sur la face intérieure du masque. Il ressort de ce qui précède, que l’invention fournit bien un masque (1) de protection contre des particules aérosols et à usage non sanitaire, qui soit réutilisable, tout en présentant une efficacité de filtration des particules de 3 µm émises par le porteur supérieure à 70 %, et de préférence supérieure à 90 %, et tout en possédant une perméabilité à l’air supérieure à 96 L.m -2 .s -1 pour une dépression de 100 Pa. Masque (1) de protection réutilisable contre des particules aérosols d’un diamètre 3 µm et à usage non sanitaire, le masque (1) comprenant une partie filtrante (2) destinée à recouvrir le nez, la bouche et le menton d’un porteur dans une position de protection, ladite partie filtrante (2) étant assujettie latéralement à au moins un lien (11) adapté pour se nouer derrière la tête du porteur pour maintenir le masque (1) en position de protection, caractérisé en ce que la partie filtrante (2) comprend un tricot interne destiné à être en contact avec le porteur et composé de coton présentant un titre compris entre 1/34 Nm et 1/120 Nm et de fibres élastiques vanisées présentant un titre compris entre 11 dTex et 44 dTex, et un tricot externe (4) en microfibres présentant un titre compris entre 1/78 dTex et 8/78 dTex, les tricots interne et externe (4) étant tricotés ensemble en Jacquard selon des motifs définissant au moins des bordures périphériques (5) de la partie filtrante (2). Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie filtrante (2) est constituée de deux couches formées par les tricots interne et externe (4) tricotés en Jacquard cloqué. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie filtrante (2) comprend une couche en microfibres disposée entre le tricot interne et le tricot externe (4). Masque (1) de protection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie filtrante (2) est constituée de trois couches formées par les tricots interne et externe (4) tricotés en Jacquard tramé de microfibres présentant un titre compris entre 1/78 et 8/78 dTex. Masque (1) de protection selon la revendication 4, caractérisé en ce que les microfibres tramées sont orientées dans le sens sagittal. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coton présente un titre de 1/68 Nm. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres élastiques sont en élasthanne et présentent de préférence un titre de 22 dTex. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microfibres sont en Polyamide et présentent de préférence un titre de 4/78 dTex. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les motifs définissent également des fourreaux latéraux (10) permettant la réception avec capacité de coulissement et de réglage du lien (11) destiné à se nouer derrière la tête du porteur. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les motifs définissent également des deux lignes transversales (6) destinées à border le nez, la bouche et le menton du porteur, les lignes transversales (6) étant inclinées vers l’extérieur depuis le nez vers le menton du porteur. Masque (1) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les motifs définissent également des lignes longitudinales (8) destinées à border la bouche du porteur, les lignes longitudinales (8) étant arquées vers l’extérieur.