Медицинская защитная маска с регулируемым размером
MEDICAL PROTECTIVE MASK OF REGULATED SIZE

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для защиты органов дыхания от содержащихся в воздухе различных вредных примесей, таких как пыль, бактерии, вирусы, аэрозоли и т.п. Устройство предназначено также для защиты от инфекций, передающихся воздушно-капельным путем, особенно в условиях массовых эпидемий, и может быть использовано в медицине, в промышленности и в быту.
Известны конструкции складывающихся плоских лицевых респираторных масок, примеры которых представлены в патентах US №6568392 от 27.05.2003 г., US №6484722 от 26.11.2002 г. и US №6394090 от 28.05.2002 г. Эти устройства характеризуются тем, что они хранятся в плоском компактном виде и включают в свою конструкцию элементы (швы, сгибы и складки), которые позволяют респираторному узлу раскрываться и принимать маске форму чаши при использовании маски.
Известно техническое решение защитной маски подобного типа по описанию к патенту US 5699791 от 23.12.1997. Для улучшения фильтрующих свойств эта маска имеет двухслойную структуру фильтрующего материала, складчатое строение фильтрующей поверхности респираторного узла, увеличивающее его площадь при надевании маски на лицо. Маска в области, прилегающей к носу, имеет гибкую вставку-наносник, которая позволяет изогнуть респираторный узел в соответствии с особенностями формы носа для плотного прилегания верхнего края маски к лицу. Вставка запаяна в пластиковую полоску, что предотвращает ее кручение и излом.
Недостатком данного аналога является то, что респираторный узел, при надевании маски на лицо, не сохраняет устойчивую форму, поэтому возможен его контакт с лицом, сопровождающийся его намоканием с потерей фильтрующих свойств.
Известна маска одноразовая медицинская по патенту RU 110937 от 10.12.2011 г. Сущность данного аналога предусматривает наличие фильтрующего элемента, выполненного из тканого или нетканого матерчатого фильтрующего материала и двух гибких вставок, встроенных в фильтрующий элемент маски: верхняя вставка-наносник, служит для лучшего прилегания маски к лицу, с учетом индивидуальных особенностей носа, нижняя формообразующая вставка, в свою очередь, служит для фиксации формы респираторного узла, она расположена горизонтально, разделяя респираторный узел приблизительно на две половины: верхнюю и нижнюю.
Такая конструкция совмещает в себе полезные качества складывающихся респираторных масок и респираторных масок готовой формы. С одной стороны, обеспечивается компактность устройства при его транспортировке и хранении - как у складывающейся плоской респираторной маски и, с другой стороны, предотвращается прилегание фильтрующего элемента к ротовой области, как у масок готовой формы, чем обеспечивается снижение пневматического сопротивления маски при вдохе, а также уменьшается риск увлажнения маски и передачи инфекции воздушно-капельным путем. При всех достоинствах данного аналога, одной формообразующей вставки все же недостаточно для придания функциональной (фильтрующей) области маски вполне устойчивой формы, поэтому не исключен контакт фильтрующего элемента с лицом, при котором возможно его намокание с потерей фильтрующих свойств и снижение защитных свойств маски, кроме того, в этой маске не исключается подсосы воздуха в области подбородка.
По совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом-прототипом к предлагаемому техническому решению является техническое решение "Полумаска защитная (респиратор) для использования в медицине и промышленности с фиксаторами формы" по патенту на полезную модель RU 148033 от 20.11.2014. Прототип содержит респираторный узел, выполненный из нетканого фильтрующего материала, который может быть плессирован, т.е. иметь поперечные складки. В состав устройства также входит приспособление для крепления полумаски к голове, выполненное в виде тесемок или заушных петель. В конструкцию устройства включен также наносник, выполненный в виде эластичной вставки, вшитой в верхний край респираторного узла, а также включены от одной до четырех формообразующих эластичных вставок, вшитых в материал полумаски, причем эти вставки выполняют функцию фиксаторов формы и позволяют придать и сохранить форму респираторного узла в виде объемного, относительно жесткого воздушного кармана. Это препятствует соприкосновению полумаски с ротовой частью при вдохе, благодаря чему существенно снижается пневматическое сопротивление маски, а также риск увлажнения фильтрующего материала и передачи инфекции.
Недостатком прототипа является его недостаточная эффективность, обусловленная отсутствием обоснованного количества и оптимальной формы поперечных складок, а также отсутствием обоснованного количества, обоснованного расположения и обоснованных упругопластических свойств формообразующих эластичных вставок, что может иметь своим последствием неудовлетворительное прилегание маски к поверхности лица.
Заявляемое изобретение имеет своей целью решение задачи усовершенствования конструкции медицинской защитной маски. При использовании изобретения достигается следующая совокупность полезных технических результатов:
1. Повышение уровня эффективности, т.е. защитных свойств маски.
2. Уменьшение пневматического сопротивления респираторного узла маски.
3. Обеспечение возможности регулирования размера маски в зависимости от размеров и типа лица пользователя.
Сущность изобретения заключается в том, что медицинская защитная маска содержит полотно респираторного узла прямоугольной формы с поперечными складками, выполненное из нетканого фильтрующего материала, приспособление для крепления маски к голове, выполненное в виде заушных петель или завязок, наносник, выполненный в виде гибкой неупругой продолговатой полоски-вставки, вшитой в верхний край респираторного узла, содержит дополнительные гибкие продолговатые полоски-вставки, вшитые в полотно респираторного узла параллельно наноснику.
При этом патентуемое техническое решение, по сравнению с известными техническими решениями аналогов и прототипа, представляет собою конструкцию, которой присущи следующие существенные отличительные признаки:
- полотно респираторного узла выполнено трехслойным, причем наружный слой, предназначенный для контакта с окружающим пространством, а так же внутренний слой, предназначенный для контакта с лицом, выполнены из материала типа спанбонд на основе полипропилена, а средний слой выполнен из материала типа мелтблаун на основе полипропилена,
- первая от верхнего края респираторного узла складка выполнена с загибом полотна вверх, а вторая и третья складки - соответственно с загибами полотна вниз,
- средняя дополнительная гибкая продолговатая полоска-вставка вшита между первой и второй складками и выполнена из упругого материала,
- нижняя дополнительная гибкая продолговатая полоска-вставка вшита в нижний край респираторного узла и выполнена из неупругого материала.
Сущность патентуемого технического решения поясняется чертежами.
На Фиг. 1 изображена патентуемая медицинская защитная маска с регулируемым размером, фронтальный вид.
На Фиг. 2 изображен разрез респираторного узла патентуемой маски по сечению А-А.
На Фиг. 3 изображен разрез респираторного узла патентуемой маски по сечению Б-Б.
1
2
3
4
2
2
Медицинская защитная маска с регулируемым размером, изображенная на Фиг. 1 и Фиг. 2, включает в себя респираторный узел (), которой выполнен с тремя складками (), () и () соответственно, из трехслойного полотна. Материалом полотна служит нетканый синтетический фильтрующий материал, слои которого, благодаря своим свойствам, обеспечивают в составленном из них пакете наилучшее сочетание необходимых эксплуатационных качеств респираторного узла, а именно высокую фильтрующую способность, низкое пневматическое сопротивление, достаточную жесткость, гипоаллергенность и т.д. Этим требованиям отвечает, в частности, многослойный пакет, наружный слой которого, предназначенный для контакта с окружающим пространством, а так же внутренний слой, предназначенный для контакта с лицом, выполнены из нетканого экологичного и гипоаллергенного материала типа спанбонд на основе полипропилена с поверхностной плотностью в пределах от 15 г/м до 40 г/м.
2
2
Средний слой респираторного узла (1) может быть выполнен из нетканого фильтрующего материала типа мелтблаун на основе полипропилена диаметром волокон в пределах от 0,5 мкм до 5,0 мкм и с поверхностной плотностью в пределах от 15 г/м до 50 г/м. Такой трехслойный материал в виде полотна выпускается промышленностью под торговыми названиями нетканый материал "CMC" или нетканый материал "SMS", в названии отражены особенности материала, а именно то, что он является трехслойным и его наружные слои изготовлены из нетканого материала типа Спанбонд, а внутренний слой - из нетканого материала типа Мелтблаун.
В простейшем случае, в соответствии с сущностью изобретения, респираторный узел патентуемой маски может быть выполнен из материала типа SMS. В другом случае, для улучшения фильтрующих свойств респираторного узла целесообразно в полной мере использовать электретные свойства, присущие материалу типа мелтблаун на основе полипропиленовых волокон, которые предварительно заряжены в электростатическом поле. Для этого до стадии формирования волокон материала мелтблаун целесообразно введение в состав полипропилена дисперсных добавок, повышающих его электретные свойства. Такой добавкой может служить, например, аморфный диоксид кремния, так называемый аэросил, эффективность которого показана в источнике [1]. Эффективной добавкой может служить алюминиевая пудра, введенная в состав материала в количестве до двух объемных процентов, как это показано в источнике [2].
Известно, также, что значительно улучшают электретные свойства полипропилена различные фторсодержащие добавки, такие как фторсодержащий оксазолидинон, фторсодержащий пиперазин или перфорированные алканы, и некоторые другие добавки, что известно из источников [3], [4], [5], [6].
5
6
7
Верхняя складка (2) респираторного узла (1) выполнена с загибом его полотна вверх, а вторая (3) и третья (4) складки - соответственно с загибами полотна вниз, как это показано на Фиг. 2. Складка (2) и складка (3) благодаря загибу полотна в противоположные стороны образуют карман, по форме сходный с прописной греческой буквой Ω. Патентуемая маска, так же как и прототип, содержит приспособление для крепления маски к голове, выполненное в виде заушных петель (), укрепленных методом ультразвуковой сварки или методом пришивания на боковых кромках респираторного узла (1). Петли (5) выполнены из мягкой, плоской, плетеной в виде полого шнура, полиэстеровой или полипропиленовой резинки шириной от 4 мм до 8 мм. Патентуемая маска содержит также наносник (), выполненный в виде гибкой неупругой продолговатой полоски-вставки, вшитой в верхний край респираторного узла, между слоями полотна из которого изготовлен респираторный узел. Средняя дополнительная гибкая продолговатая полоска-вставка () горизонтально вшита между первой и второй складками респираторного узла и выполнена из упругого травмобезопасного (неломкого) материала, например из полиэтилена, полипропилена или капролона в виде продолговатой полоски шириной от 3 мм до 5 мм и толщиной от 0,5 мм до 1 мм.
8
9
Наносник (6) и нижняя дополнительная гибкая продолговатая полоска-вставка () вшиты между слоями материала соответственно в верхний в нижний край респираторного узла и выполнены из гибкого неупругого материала, например из алюминиевой фольги толщиной от 0,3 мм до 0,8 мм и шириной от 3 мм до 5 мм или из отрезков двухпроволочной клип-ленты шириной от 3 мм до 5 мм и толщиной проволок от 0,3 мм до 0,8 мм. Длина наносника (6) и длина полоски-вставки (8) могут быть различными в пределах от 50 мм до 100 мм. Целесообразно чтобы гибкие продолговатые полоски-вставки (7), (8), а так же наносник (6) были расположены между наружным и средним слоями полотна респираторного узла (1) и зафиксированы швами (9), которые выполнены точечной или роликовой ультразвуковой сваркой. Расположенные на боковых краях респираторного узла (1) участки складок (2), (3) и (4) сложены вплотную к полотну респираторного узла (1) и прошиты сквозными через все полотно швами (), которые также выполнены точечной или роликовой ультразвуковой сваркой, при этом все слои полотна респираторного узла (1) оказываются простеганы и соединены между собой посредством швов (9).
10
В качестве дополнительного элемента, который способствует достижению дополнительного технического результата, заключающегося в предотвращении запотевания очков пользователя, в конструкцию маски целесообразно ввести тонкую воздухонепроницаемую пленку в виде полоски () шириной от 10 мм до 30 мм и толщиной от 5 мкм до 10 мкм, наклеенной на поверхность внутреннего, предназначенного для контакта с лицом пользователя и расположенную по всей длине верхней кромки респираторного узла (1).
7
Медицинская защитная маска с регулируемым размером используется и функционирует следующим образом. После надевания на лицо и укрепления маски на голове с помощью заушных петель (5) пользователь формирует маску путем изгиба и пластической деформации наносника (6) таким образом, чтобы респираторный узел (1) наилучшим образом прилегал к поверхности лица в области носа и глазных впадин. Затем аналогичным образом формируется нижняя часть респираторного узла путем изгиба и пластической деформации нижней полоски-вставки (8) таким образом, чтобы респираторный узел (1) наилучшим образом прилегал к поверхности лица в области подбородка. Этим обеспечивается регулирование размера маски и ее подгонка, в соответствии с размером и индивидуальными особенностями лица пользователя. Средняя дополнительная гибкая продолговатая полоска-вставка (), изготовленная из полоски упругого материала, раскрывает карман, образованный складками (2) и (3), и придает ему устойчивую форму.
Заявленные технические результаты связаны с сущностью изобретения следующим образом соответственно:
- повышение уровня эффективности, т.е. защитных свойств маски, обеспечивается ее существенными признаками и достигается за счет того, что респираторный узел (1), снабженый наносником (6) и нижней полоской-вставкой (8), после их пластической деформации "по месту" и подгонки в соответствии с размером и индивидуальными особенностями лица пользователя, наилучшим образом прилегает к поверхности лица в области носа, глазных впадин и подбородка. Это предотвращает подсос воздуха из окружающей среды. Достижению этого технического результата так же способствует то, что полотно респираторного узла выполнено трехслойным;
7
- уменьшение пневматического сопротивления респираторного узла маски достигается увеличением его поверхности за счет выполнения на нем складок (2), (3), (4), причем складка (2) и складка (3), благодаря загибу полотна в противоположные стороны, а также складка (4), в совокупности образуют карман с большой фильтрующей поверхностью. Устойчивость формы этому карману обеспечивает средняя дополнительная гибкая продолговатая полоска - вставка (), изготовленная из упругого материала, которая раскрывает карман, образованный складками (2) и (3) и (4), и придает ему устойчивую форму;
- возможность регулирования размера маски, в зависимости от размеров и типа лица пользователя, обеспечивается наличием наносника (6) и нижней полоски-вставки (8). После их пластической деформации "по месту" и подгонки в соответствии с размером и индивидуальными особенностями лица пользователя маска наилучшим образом прилегает к поверхности лица в области носа, глазных впадин и подбородка. Это позволяет снизить количество типоразмеров маски.
Заявленная медицинская защитная маска с регулируемым размером может быть изготовлена промышленным способом из известных материалов с применением известного в мировой практике высокопроизводительного автоматизированного технологического оборудования.
Источники изобретения
1. А.В. Смирнов и др. Структурные и электретные свойства полипропилена с различным содержанием аморфного диоксида кремния. Журнал «Наносистемы: физика, химия, математика». 2012, 3 (2), с. 65-72.
2. Темнова Д.Э. и Фомичева Е.Е. Влияние дисперсного наполнителя на основе алюминия на электретные свойства полипропилена. Журнал «Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена», выпуск №95, 2009, с. 32-34.
3. Патент US 5025052, опубл. 18.06.1991 г.
4. Патент US 5099026, опубл. 25.10. 2001 г.
5. Патент US 5411576, опубл. 02.05.1995 г.
6. Патент US 5472481, опубл. 05.12.1995 г.