ФИЛЬТРУЮЩАЯ МАСКА ПОВЫШЕННОЙ ВИДИМОСТИ
HIGH VISIBILITY FILTER MASK

Настоящее изобретение относится к индивидуальной гибкой термоформованной или складной дыхательной маске, имеющей фосфоресцирующие и/или флуоресцентные свойства, обеспечивающие повышенную видимость маски.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Защитные дыхательные маски закрывают рот и нос пользователя. Фильтрующие маски обеспечивают фильтрацию вдыхаемого воздуха. Эти маски обычно содержат наружную оболочку, или кожух, расположенный перед фильтром. Эта наружная оболочка составляет переднюю часть маски и защищает фильтрующий материал. Для обеспечения нормального дыхания пользователя наружная оболочка должна быть воздухопроницаемой. В зависимости от свойств фильтрующего материала эти маски позволяют, например, фильтровать пыль или микроорганизмы, такие как бактерии или вирусы. Фильтрующие маски должны соответствовать стандартам для средств респираторной защиты. Такими стандартами являются, например, EN149, US 42 CFR часть 84 и AS/NZS1716. EN149 является Европейским стандартом для средств респираторной защиты и фильтрующих полумасок для защиты от частиц.
Проблемой является обеспечение видимости этих масок в условиях естественной или искусственной темноты (ночь, дым, темные помещения и т.д.).
В патентном документе GB 807983 описываются кислородные маски, применяемые при разгерметизации в самолетах. Оболочка маски или маска по периметру может быть пропитана или обработана по поверхности флуоресцентным материалом. В этом документе не описываются защитные фильтрующие маски. В кислородных масках наружный кожух обычно изготавливается из жесткого материала, не являющегося воздухопроницаемым.
В патентном документе US 2003/0075174 описывается дыхательный аппарат, полностью закрывающий голову. Передняя поверхность этого устройства изготавливается из прозрачного материала, не пропускающего воздух, и содержит отверстие, в котором расположен фильтр. Это устройство содержит верхнюю часть, которая может иметь красную, оранжевую или флуоресцентную окраску. В этом документе не описывается фильтрующая маска, содержащая наружную оболочку, защищающую фильтр.
В патентном документе WO 00/72921 описываются лицевые маски, содержащие вентилятор. В патентном документе GB 2280620 описываются наружные оболочки для дыхательных масок. В этих документах ничего не говорится о флуоресцентных или фосфоресцирующих свойствах.
В патентном документе US 2002/0119333 описываются эмали, которые могут быть фосфоресцирующими, для применения в слоистых структурах. Эти составы не пригодны для применения в фильтрующих масках.
Одно из решений может состоять в нанесении флуоресцентных или фосфоресцирующих лент на видимые части маски. Видимыми частями маски являются, например:
- наружный кожух, составляющий оболочку маски и содержащий и защищающий фильтрующий материал;
- решетка или подобная часть, расположенная на передней части маски и поддерживающая и защищающая фильтрующий материал;
- локализированные структурные элементы жесткости по периметру или на передней части маски;
- система фиксации маски на лице;
- носовой зажим;
- выдыхательный клапан или мембрана.
Однако такое решение усложняет изготовление маски и делает маску видимой только частично. Кроме того, эти ленты увеличивают жесткость маски.
Другое решение может состоять в окрашивании всей наружной оболочки флуоресцентной или фосфоресцирующей краской при помощи обычных способов, например распыления или пропитки.
Но это решение поднимает проблему стабильности нанесенных на поверхность красок с течением времени.
Учитывая, что одним из основных свойств наружной оболочки является пригодность для дыхания (или воздухопроницаемость), нестабильность красок может также приводить к вдыханию частиц краски при использовании маски или к загрязнению частицами краски фильтрующего материала.
Недостатком нанесения красок на поверхность наружной оболочки является также изменение пористости и, следовательно, пригодности для дыхания этой оболочки.
Кроме того, для удобства пользователя оболочка должна быть легкой и гибкой.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении недостатков решений, известных из уровня техники. В соответствии с настоящим изобретением для решения поставленной задачи предлагается защитная дыхательная маска, содержащая наружную оболочку, расположенную перед фильтрующим материалом, причем оболочка изготавливается из материала, окрашенного в массе фосфоресцирующими и/или флуоресцентными веществами в количестве, достаточном для обеспечения повышенной видимости маски.
Первым преимуществом маски в соответствии с настоящим изобретением является стабильность флуоресцентных и фосфоресцирующих свойств, поскольку материал, из которого изготавливается наружная оболочка, окрашен в массе.
Следующим преимуществом маски в соответствии с настоящим изобретением является то, что фосфоресцирующей или флуоресцентной изготавливается вся поверхность наружной оболочки, и при этом не изменяются ее воздухопроницаемые свойства.
Следующим преимуществом маски в соответствии с настоящим изобретением является то, что процесс изготовления маски не изменяется. Для изготовления наружной оболочки используется непосредственно материал, окрашенный в массе (или в материале).
Таким образом, одной из задач настоящего изобретения является создание термоформованной или складной гибкой индивидуальной защитной дыхательной маски, содержащей фильтрующий материал и наружную оболочку (1, 10, 11), составляющую переднюю часть маски и защищающую фильтрующий материал, причем наружная оболочка изготавливается из материала, окрашенного в массе фосфоресцирующими и/или флуоресцентными веществами в количестве, достаточном для обеспечения повышенной видимости маски.
В соответствии с настоящим изобретением наружная оболочка изготавливается из материала, имеющего фосфоресцирующие и/или флуоресцентные свойства, достаточные для обеспечения повышенной видимости маски. Материал, используемый для изготовления наружной оболочки, окрашивается в массе, или в материале, фосфоресцирующими или флуоресцентными веществами.
Стандарт для сигнальной одежды повышенной видимости общеизвестен. Фильтрующая маска в соответствии с настоящим изобретением имеет высокое видимое альбедо/коэффициент яркости. Предпочтительно видимое альбедо / коэффициент яркости составляет, по меньшей мере, 0,70 β для желтой флуоресцентной маски, по меньшей мере, 0,40 β для оранжево-красной флуоресцентной маски и, по меньшей мере, 0,25 β для красной флуоресцентной маски. Чтобы соответствовать стандартам для сигнальной одежды повышенной видимости, маски также должны удовлетворять стандартам для хроматических координат.
Предпочтительно фильтрующие маски в соответствии с настоящим изобретением являются легкими для удобства пользователя. Обычно маски в соответствии с настоящим изобретением являются одноразовыми.
Предпочтительно маски в соответствии с настоящим изобретением являются одноразовыми полумасками.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения наружная оболочка изготавливается из волокон, включающих в себя волокна, окрашенные в массе фосфоресцирующими или флуоресцентными веществами, имеющими повышенную видимость. В качестве альтернативы оболочка изготавливается из фосфоресцирующего и/или флуоресцентного термопластичного или эластомерного материала, окрашенного в массе.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения наружная оболочка (1, 10, 11) изготавливается из волокон. Эти волокна включают в себя волокна нейтрального материала, окрашенные в массе фосфоресцирующими и/или флуоресцентными веществами, имеющими повышенную видимость. Флуоресцентное или фосфоресцирующее вещество может быть добавлено к волокнам (полиэфирным, полипропиленовым, хлопковым или другим). Обычно эти вещества представляют собой пигменты.
Предпочтительно материал, из которого изготавливается оболочка, не окрашивается посредством нанесения слоя флуоресцентной или фосфоресцирующей краски на поверхность.
Предпочтительно массовое процентное содержание фосфоресцирующих и/или флуоресцентных веществ в волокнах составляет 0,01-40%, предпочтительно 0,01-4% и более предпочтительно 1-4%.
Обычно волокна выбирают из группы, состоящей из термоплавких волокон, полиэфирных, полипропиленовых, хлопковых, бамбуковых и полиамидных волокон и их смесей.
Предпочтительно наружная оболочка (1) содержит 30-100%, более предпочтительно 40-100%, 50-100%, 50-70% и наиболее предпочтительно 60-70%, по массе волокон, имеющих фосфоресцирующие и/или флуоресцентные свойства.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения оболочка содержит 65% волокон, имеющих фосфоресцирующие и/или флуоресцентные свойства.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения оболочка содержит 100% волокон, имеющих фосфоресцирующие и/или флуоресцентные свойства.
Предпочтительно волокна распределяются так, чтобы вся видимая поверхность наружной оболочки имела повышенную видимость.
В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения наружная оболочка является термоформованным кожухом из нетканого материала, содержащего 65% фосфоресцирующих и/или флуоресцентных полиэфирных волокон и 35% белых термоплавких полиэфирных волокон.
2
2
2
2
2
Предпочтительно нетканый материал содержит 80-220 г/м полиэфирных волокон. Более предпочтительно нетканый материал содержит 80-180 г/м, 100-160 г/м, 140-200 г/м или 120-220 г/м полиэфирных волокон.
В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения маска содержит внутренний кожух (1'), причем фильтрующий материал (1'') расположен между наружной оболочкой (1) и внутренним кожухом (1').
В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения наружная оболочка представляет собой складной кожух из нетканого материала, содержащего 100% фосфоресцирующих и/или флуоресцентных полипропиленовых волокон.
2
2
Предпочтительно нетканый материал содержит от 70 до 150 г/м, предпочтительно от 90 до 130 г/м, волокон.
В соответствии с примерами вариантов осуществления настоящего изобретения материал наружной оболочки предпочтительно изготавливается из:
- 40 мас.% термоплавких волокон и 60 мас.% фосфоресцирующих и/или флуоресцентных полиэфирных волокон;
- 35 мас.% термоплавких волокон и 65 мас.% фосфоресцирующих и/или флуоресцентных полиэфирных волокон.
Термоплавкие полиэфирные волокна предпочтительно имеют температуру плавления 110°С и линейную плотность приблизительно 5 дтекс.
Фосфоресцирующие или флуоресцентные волокна также являются полиэфирными волокнами, имеющими температуру плавления 250°С и линейную плотность приблизительно 8 дтекс. Это также может быть смесь полиэфирных волокон, имеющих температуру плавления 250°С и линейную плотность приблизительно 8 дтекс или приблизительно 3 дтекс.
В соответствии со следующим вариантом осуществления настоящего изобретения оболочка изготавливается из флуоресцентных и/или фосфоресцирующих полипропиленовых волокон.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением рекомендуется изготавливать фосфоресцирующую и/или флуоресцентную систему фиксации маски на лице: шнурки, трикотажные тесемки, тканые тесемки, эластичные тесемки, фибриллированная пленка (натуральный каучук, синтетический каучук, полиуретан и т.д.).
В одной из форм осуществления маска может содержать спереди решетку из синтетического каучука (термопластичного и/или эластомерного материала), содержащего флуоресцентные и/или фосфоресцирующие пигменты.
В другой форме осуществления маска может содержать флуоресцентные или фосфоресцирующие эластомерные элементы жесткости.
Для масок, содержащих выдыхательный клапан или мембрану (3) и/или носовой зажим (2), предпочтительно придавать флуоресцентную или фосфоресцирующую окраску выдыхательному клапану или носовому зажиму.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На прилагаемых чертежах схематически представлены варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 представлено схематическое покомпонентное изображение термоформованной маски.
На фиг.2 представлен вид спереди термоформованной маски в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 представлен вид спереди варианта осуществления термоформованной маски.
На фиг.4 представлен вид сбоку складной маски в развернутом состоянии.
На фиг.5 представлен вид спереди маски по фиг.4.
На фиг.6 представлен общий вид маски по фиг.4 в сложенном состоянии.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 представлено схематическое покомпонентное изображение маски, изготовленной из двух термоформованных кожухов (1, 1') и промежуточного фильтрующего материала (1''), представленного в виде листа, но в действительности соответствующего форме кожухов, между которыми он содержится.
На маске по фиг.2, изображенной спереди, видны наружная оболочка (1), носовой зажим (2), клапан (3) и ушки (4) для прикрепления фиксирующих тесемок (5).
За наружной оболочкой маска имеет внутренний кожух и фильтрующий материал, содержащийся между двумя кожухами.
Два кожуха имеют конструкцию, позволяющую надеть маску на лицо.
Они изготовлены, например, из нетканых волокон.
На фиг.3 представлен общий вид спереди маски по фиг.2 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, без носового зажима, но с усиливающим контуром (6).
Складная маска, представленная в развернутом состоянии на фиг.4 и 5, содержит верхнюю часть (10), имеющую носовой зажим (2), и нижнюю часть (11), имеющую клапан (3). Эти две части имеют трапецеидальную форму.
На фиг.6 эта маска представлена в сложенном состоянии.
Описанные варианты осуществления настоящего изобретения не являются ограничивающими.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1
Пример 1 описывает респиратор одноразового использования по фиг.2.
Основная часть респиратора одноразового использования содержит наружную оболочку, фильтрующий материал и внутренний кожух.
2
1. Наружная оболочка изготовлена из полиэфирных волокон (нетканых, механически соединенных при помощи иглопробивания, 80-180 г/м): 65% полиэфирных волокон (8 дтекс), флуоресцентных и/или фосфоресцирующих в сердцевине, и 35% белого термоплавкого полиэфирного волокна (5 дтекс). Температура плавления полиэфирного волокна равна 250°С, тогда как температура плавления термоплавкого полиэфирного волокна равна 110°С.
2
2. Фильтрующий материал изготовлен из белых полипропиленовых волокон. Нетканый материал изготовлен методом плавления с раздувом, затем волокна электростатически заряжены (от 20 до 200 г/м в зависимости от необходимой эффективности фильтрования).
2
3. Внутренний кожух изготовлен из полиэфирных волокон (нетканых, механически соединенных при помощи иглопробивания, 80-180 г/м): 65% белых классических полиэфирных волокон (8 дтекс) и 35% белых термоплавких полиэфирных волокон (5 дтекс).
Пример 2
Пример 2 описывает другой респиратор одноразового использования по фиг.2.
Как и в предыдущем примере, основная часть респиратора одноразового использования содержит наружную оболочку, фильтрующий материал и внутренний кожух.
2
1. Наружная оболочка изготовлена из полиэфирных волокон (нетканых, механически соединенных при помощи иглопробивания, 80-180 г/м): 35% флуоресцентных полиэфирных волокон (8 дтекс), 30% флуоресцентных полиэфирных волокон (3,2 дтекс) и 35% белых термоплавких полиэфирных волокон (5 дтекс).
2
2. Фильтрующий материал изготовлен из белых полипропиленовых волокон. Нетканый материал изготовлен методом плавления с раздувом, затем волокна электростатически заряжены (от 20 до 200 г/м в зависимости от необходимой эффективности фильтрования).
2
3. Внутренний кожух изготовлен из полиэфирных волокон (нетканых, механически соединенных при помощи иглопробивания, 80-180 г/м): 35% белых полиэфирных волокон (8 дтекс) и 30% белых полиэфирных волокон (3,2 дтекс) и 35% белых термоплавких полиэфирных волокон (5 дтекс).
Пример 3
Пример 3 описывает респиратор одноразового использования по фиг.3.
Основная часть респиратора одноразового использования содержит наружную оболочку, фильтрующий материал и внутренний кожух.
2
1. Наружная оболочка изготовлена из полиэфирных волокон (нетканых, механически соединенных при помощи иглопробивания, 120-220 г/м): 65% флуоресцентных полиэфирных волокон (8 дтекс) и 35% белых термоплавких полиэфирных волокон (5 дтекс).
2
2. Фильтрующий материал изготовлен из белых полипропиленовых волокон. Нетканый материал изготовлен методом плавления с раздувом, затем волокна электростатически заряжены (от 20 до 200 г/м в зависимости от необходимой эффективности фильтрования).
2
3. Внутренний кожух изготовлен из белых полиэфирных волокон. Нетканый материал изготовлен методом связывания волокон непосредственно после экструзии (10-50 г/м).
Пример 4
Пример 4 описывает респиратор одноразового использования по фиг.4.
Основная часть респиратора одноразового использования содержит наружную оболочку, фильтрующий материал и внутренний кожух.
2
1. Наружная оболочка изготовлена из полипропиленовых волокон: 100% волокон являются флуоресцентными и/или фосфоресцирующими в сердцевине. Нетканый материал изготовлен методом связывания волокон непосредственно после экструзии (70-150 г/м в зависимости от продукта).
2
2. Фильтрующий материал изготовлен из белых полипропиленовых волокон. Нетканый материал изготовлен методом плавления с раздувом, затем волокна электростатически заряжены (от 20 до 200 г/м в зависимости от необходимой эффективности фильтрования).
2
3. Внутренний кожух изготовлен из белых полиэфирных волокон. Нетканый материал изготовлен методом связывания волокон непосредственно после экструзии (10-50 г/м).
Пример 5
Способ изготовления формованных масок включает в себя следующие этапы:
a) Термоформование
Нетканый материал нагревают в двух сушильных печах (220°С) и затем предварительно формуют под прессом (7 бар) в двух формах для придания формы будущей маски.
b) Ультразвуковая сварка
Технология ультразвуковой сварки используется для сваривания маски по периметру для обеспечения удержания фильтрующего материала на нетканом материале и для сваривания носового зажима и клапана с кожухом. Две свариваемые части подвергают низкоамплитудным и высокочастотным колебаниям при помощи сонотрода (частота 20000 Гц, давление 6 бар). Результирующая сила трения перегревает материал до расплавления, обеспечивающего сваривание.
c) Разрезание
Режущие инструменты используются для разрезания масок по периметру и разрезания фильтрующего материала. Материал разрезают под прессом (6 бар) в соответствии с необходимой формой путем разрезания между внутренним и наружным режущими инструментами.
d) Прикрепление скобками резинок к маскам
Пример 6
Были измерены хроматические координаты и коэффициент яркости для двух формованных масок. Маски в соответствии с настоящим изобретением соответствуют требованиям Европейского стандарта EN471:2003 для одежды повышенной видимости. Результаты измерений приведены в таблице.
Хроматическая координата
Коэффициент яркости
x(D65)
y(D65)
β(D65) (%)
Формованная маска флуоресцентная желтая
0,3621
0,5339
115,6
Формованная маска флуоресцентная оранжевая
0,5202
0,3392
65,9