BRPI0713832A2

BRPI0713832A2 - respirador

Info

Publication number: BRPI0713832A2
Application number: BRPI0713832-6A
Authority: BR
Inventors: Suresh Kalatoor
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2012-12-11
Also published as: HK1127571A1; US20150360061A1; KR20090038881A; EP2043746A4; JP2009544423A; TW200817063A; DE602007013406D1; WO2008082700A2; US20080023006A1; RU2009102180A; MX2009000839A; EP2043746B1; WO2008082700A3; CN101489629A; ATE502677T1; EP2043746A2

Abstract

RESPIRADORTrata-se de um respirador que tem um corpo de máscara e uma espuma para nariz, sendo que o corpo da máscara é adaptado para encaixar-se sobre o nariz e a boca de uma pessoa e tem uma superficie interior que se curva para baixo de forma cóncava na região do nariz do corpo da máscara. A espumapara o nariz tem uma primeira e uma segunda superficies principais opostas e uma espessura T que se estende da primeira superfície principal à segunda superfície principal. A primeira superficie principal da espuma para nariz é presa superfície interior do corpo da máscara na região do nariz e a segunda superfície principal oposta da espuma para nariz fica disponível para fazercontato substancial com o nariz da pessoa quando o corpo da máscara é colocado sobre a face da pessoa. Pelo menos a primeira superfície principal da espuma para nariz tem uma curvatura cóncava voltada para baixo predefinida. A espuma para nariz pré-formada da forma descrita tem uma possibilidade menorde ser pinçada ou deformada desnecessariamente antes de ser colocada na face de um usuário.

Description

"RESPIRADOR"

A presente invenção refere-se a uma máscara respiratória que tem uma espuma para nariz que é pré-configurada em um formato curvo em pelo menos uma de suas superfícies principais.

Antecedentes

Os respiradores (às vezes denominados "máscaras faciais filtrantes" ou "peças faciais filtrantes") são genericamente usados na parte superior das passagens resporatórias de um indivíduo com duas finalidades principais: (1) evitar que impurezas ou contaminantes entrem no sistema respiratório do usuário e (2) proteger outras pessoas ou objetos contra a exposição a patógenos e outros contaminantes exalados pelo usuário. Na primeira situação, o respirador é usado em ambientes onde o ar contém partículas que são nocivas ao usuário, por exemplo, em uma loja de auto peças. Na segunda situação, o respirador é usado em ambientes onde há risco de contaminação para outras pessoas ou outros objetos, por exemplo, em uma sala de operação ou em uma sala limpa.

Para satisfazer esses propósitos, o corpo da máscara do respirador precisa poder manter um ajuste apertado à face do usuário. Os corpos de máscaras conhecidos podem, na maioria das vezes, conformar-se ao contorno da face da pessoa sobre as bochechas e o queixo. Na região do nariz, entretanto, há uma alteração radical no contorno, o que torna o ajuste mais difícil de obter. Se o ajuste não for perfeito, poderão ocrrer problemas, já que o ar pode entrar ou sair do interior do respirador sem passar através do meio de filtro. Quando isto ocorre, contaminantes podem entrar nas vias respiratórias do usuário e outras pessoas ou objetos podem ficar expostos aos contaminantes exalados pelo usuário. Além disso, os óculos do usuário podem ficar embaçados quando o exalato escapa do interior do respirador sobre a região do nariz. Naturalmente, os óculos embaçados tornam mais problemática a visibilidade para o usuário e isso cria condicões inseguras para o usuário e para outras pessoas.

Tem sido usadas espumas para nariz no respirador para auxiliar a obtenção de um ajuste apertado sobre o nariz do usuário. As espumas para nariz podem também melhorar o conforto do usuário. As espumas para nariz convencionais têm tipicamente a forma de tiras compressíveis - consulte, por exemplo, as patentes U.S. n° 6.923.182, 5.765.556 e o pedido publicado U.S. n° 2005/0211251. A espuma para nariz é comumente usada em conjunto com um grampo nasal moldável para obter o ajuste apertado — consulte, por exemplo, as patentes U.S. n° 5.558.089, 5.307.796, 4.600.002, 3.603.315, e Des. 412.573 e patente britânica GB n° 2.103.491.

Embora as espumas para nariz conhecidas sejam capazes de ajudar a propiciar um ajuste apertado sobre o nariz do usuário, elas não são cortadas para se adaptar ao contorno interno do corpo da máscara. As espumas de nariz conhecidas são freqüentemente cortadas em uma geometria linear tridimensional. Assim, a espuma do nariz pode ficar dobrada em um ou mais locais quando curvada para acomodar o formato do corpo da máscara. E como o nariz da pessoa tem uma curvatura radical, as espumas para nariz conhecidas são freqüentemente projetadas para serem suficientemente espessas para obter uma vedação boa quando adaptada ao nariz do usuário. Entretanto, as espumas para nariz espessas têm uma tendência maior de apresentar dobra ou compactação acentuadas quando presas ao corpo da máscara.

Sumário da Invenção

A presente invenção fornece um respirador que compreende: (a) um corpo de máscara que é adaptado para encaixar-se sobre o nariz e a boca de uma pessoa e que tem uma superfície interior que se curva para baixo e de forma côncava na região do nariz de tal corpo de máscara e (b) uma espuma para nariz que tem uma primeira e uma segunda superfícies principais opostas e uma espessura T que se estende da primeira superfície principal à segunda superfície principal. A primeira superfície principal da espuma para nariz é presa na superfície interior do corpo da máscara na região do nariz e a segunda superfície principal oposta da espuma para nariz é posicionada para fazer contato substancial com o nariz da pessoa quando o corpo da máscara é colocado sobre a face da pessoa. A primeira superfície principal da espuma para nariz tem uma curvatura côncava voltada para baixo e predefinida.

A presente invenção difere dos respiradores conhecidos no fato de que a espuma para nariz tem uma primeira superfície principal que tem uma curvatura predefinida. De preferência, esta curvatura predefinida é substancialmente igual à curvatura do interior do corpo da máscara no local onde a espuma do nariz é presa ao corpo da máscara. Os requerentes descobriram que se a espuma para nariz for dotada de tal curvatura predefinida, é menos provável que a espuma para nariz se dobre no centro ou em outro local ao longo de seu comprimento. De preferência, a segunda superfície principal da espuma para nariz também tem uma curvatura côncava predefinida e voltada para baixo. Com esta pre-formação da espuma, pode haver menos deformação ou amassamento da espuma para atingir o ajuste apertado sobre o nariz do usuário. E pode haver menos oportunidade para ocorrer vazamento na região do nariz do corpo da máscara.

Estas e outras vantagens da invenção são mostradas e descritas com mais detalhes nos desenhos e na descrição detalhada desta invenção, onde números de referência similares são usados para partes similares. Entretanto, deve-se entender que os desenhos e a descrição servem para propósitos de ilustração e não devem ser lidos de uma maneira que limitem desnecessariamente o escopo desta invenção.

Glossário

Os termos mostrados abaixo têm as seguintes definições: "aerossol" significa um gás que contém partículas suspensas sob a forma sólida e/ou líquida;

"ar puro" significa um volume de ar ambiente atmosférico que foi filtrado para remover contaminantes;

"compreende" (ou "que compreende") tem a definição padrão da

terminologia de patentes, sendo uma expressão indefinida que é geralmente um sinônimo de "inclui", "que tem" ou "que contém". Embora os termos "compreende", "inclui", "que tem" e "que contém" sejam termos comuns e indefinidos, esta invenção pode também ser descrita com o uso de termos mais específicos como "consiste essencialmente em", que é um termo semi indefinido que exclui apenas os objetos ou elementos que teriam um efeito prejudicial na capacidade da espuma para nariz de atender sua função pretendida;

"contaminantes" significa partículas (inclusive poeiras, névoas e gases) e/ou outras substâncias que geralmente não são consideradas partículas (por exemplo, vapores orgânicos, etc), porém, podem estar suspensas no ar, inclusive no ar de um fluxo de exalação;

"dimensão transversal" é a dimensão que se estende através do nariz do usuário quando o respirador é usado; é sinônimo da dimensão de "comprimento" da espuma do nariz; "válvula de exalação" é a válvula usada em um respirador para

abrí-lo unidirecionalmente em resposta a uma pressão ou força proveniente do ar exalado;

"ar exalado" é o ar que é exalado por um usuário do respirador; "espaço de gás exterior" significa o espaço de gás atmosférico ambiente, para dentro do qual o gás exalado entra após passar através, e para além, do corpo da máscara e/ou da válvula de exalação;

"meio de filtro" significa uma estrutura permeável a ar que é capaz de remover contaminantes do ar que passa através dele; "primeira superfície principal" significa uma superfície de espuma para nariz que tem uma área superficial suficiente para a fixação adequada da espuma para nariz a uma superfície interior do corpo da máscara;

"arnês" significa uma estrutura ou uma combinação de peças que ajuda a manter o corpo da máscara na face de um usuário;

"espaço de gás interior" siginifica o espaço entre o corpo da máscara e a face de uma pessoa;

"dimensão do comprimento" significa a direção do comprimento (eixo longo) da espuma para nariz (que se estende através da ponte do nariz do usuário quando a máscara é usada);

"maleável" significa deformável em resposta à mera pressão do

dedo;

"corpo da máscara" significa uma estrutura permeável ao ar que pode ser adaptada ao menos sobre o nariz e boca de uma pessoa e que ajuda a definir um espaço de gás interior separado do espaço de gás exterior;

"memória" significa que a parte deformada tem uma tendência a retornar a seu formato pré-existente depois do cessar das forças deformadoras;

o termo "parte do meio" é a parte central da espuma para nariz que se estende sobre a ponte ou sobre o topo do nariz do usuário;

"não integral" em referência à espuma para nariz, significa feita separadamente;

"prendedor nasal" significa um dispositivo mecânco (que não a espuma para nariz) adaptado para uso em uma máscara facial de filtragem para aprimorar a vedação ao menos ao redor do nariz de um usuário;

"espuma para nariz" significa um material poroso que é adaptado para colocação no interior de um corpo de máscara para aprimorar a fixação e/ou o conforto sobre o nariz quando o respirador é usado; "região do nariz" significa a porção do corpo da máscara que fica sobre o nariz de uma pessoa quando o respirador é usado;

"partículas" significa quaisquer substâncias líquidas e/ou sólidas capazes de ser suspensas em ar, por exemplo, poeiras, névoas, gases, patógenos, bactérias, vírus, muco, saliva, sangue, etc.;

"polímero" significa um material que contém unidades químicas de repetição, regular or irregularmente dispostas;

"polimérico" e "plástico" significam que o material contém principalmente um ou mais polímeros e pode, também, conter outros ingredientes;

"poroso" significa a mistura de um volume de material sólido e um volume de espaços vazios;

"porção" significa uma parte de algo maior;

"predefinido" significa que a curvatura é disposta na espuma para nariz como resultado de sua fabricação e não como resultado de sua colocação no corpo da máscara;

"raio de curvatura" é a quantidade de curvatura de um formato. O termo é freqüentemente seguido de um número que descreve o raio de um círculo cuja circunferência corresponderia ao formato que está sendo descrito; "respirador" significa um dispositivo que é usado por uma pessoa

para filtrar o ar antes que ele entre no sistema respiratório dessa pessoa;

"segunda superfície principal" significa uma superfície da espuma para nariz que é dimensionada para ser suficientemente grande para possibilitar que a espuma para nariz faça contato adequado com o nariz de um usuário quando o respirador é usado;

"sustentabilidade de formato" significa que o formato se conserva, de forma substancial, depois do cessar de qualquer uma das forças deformadoras; "caimento justo" or "ajustar-se firmemente" significa que um ajuste essencialmente à prova de ar (ou substancialmente livre de vazadura) é fornecido (entre o corpo da máscara e a face do usuário);

"termoplástico" significa um polímero que pode ser amaciado por calor e endurecido por resfriamento em um processo físico reversível; e

"dimensão transversal" significa a dimensão que se extende em ângulo reto em relação à dimensão longitudinal (e ao longo do comprimento do nariz do usuário quando a máscara é usada).

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista frontal de um bloco de espuma 10 que ilustra

como múltiplas espumas para nariz 12 podem ser cortadas a partir delas em formas arqueadas predefinidas;

A figura 2a é uma vista frontal da espuma para nariz arqueada 12; A figura 2b é uma vista superior de uma espuma para nariz arqueada 12 feita na direção da seta A vista na figura 2a;

As figuras 3a a 3c são vistas em perspectiva de três modalidades de espumas para nariz diferentes 12,12' e 12";

A figura 4 é a vista traseira de um respirador 24 que tem uma espuma para nariz 12 localizada em uma superfície interior 18 do corpo da

máscara 20; e

A figura 5 é uma seção transversal do corpo da máscara 20.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferenciais Na descrição das modalidades preferenciais da invenção, é usada uma terminologia específica para fins de clareza. Entretanto, a invenção não pretende limitar-se aos termos específicos selecionados e cada termo assim selecionado inclui todos os equivalentes técnicos que funcionam de forma similar.

Ná prática da presente invenção, é fornecido um novo respirador que tem uma espuma para nariz com uma curvatura côncava predefinida e voltada para baixo na primeira superfície principal. A primeira superfície principal da espuma para nariz pode também ser configurada para ter uma curvatura que corresponde genericamente à curvatura côncava interior e voltada para baixo do corpo da máscara do respirador. Quando a espuma para nariz é cortada ou, de outro modo, moldada em tal formato predefinido, ela se torna menos susceptível a ser apertada ou compactada em um ou mais locais ao longo de seu comprimento quando colocada no interior do corpo da máscara. Antes da presente invenção, as espumas de vedação para nariz convencionais não podiam ser cortadas em uma configuração genericamente linear que não tivesse nenhuma relação com a curvatura do interior do corpo da máscara. Assim, as espumas para nariz foram suscetíveis a se tornarem comprimidas quando foram curvadas para se acomodarem o formato do interior do corpo da máscara. A presente invenção, assim, pode reservar a compactação da espuma para nariz para acomodar o formato do nariz do

usuário quando a máscara é usada.

A figura 1 mostra um bloco de espuma para nariz 10 a partir do qual uma pluralidade de espumas para nariz arqueada e predefinida 12 pode ser cortada. Nas técnicas anteriores para a fabricação de espumas para nariz, as espumas para nariz 12 eram cortadas como tiras lineares que se estendem através do bloco de espuma para nariz 10. Como mostrado na figura 1, as espumas para nariz 12 são cortadas de forma que o corte interno de uma espuma para nariz também defina o corte externo da espuma para nariz adjacente. Quando as espumas para nariz são cortadas desta maneira, nenhum desperdício é produzido entre as espumas para nariz adjacentes. O desperdício pode ser criado nos lados 13 do bloco 10 mas não entre cada espuma para nariz adjacente 12. Embora a figura 1 mostre múltiplas espumas para nariz sendo cortadas a partir de um bloco único de espuma, as espumas podem ser moldadas de outras formas, como moldagem individual de cada espuma para nariz no formato adequado.

A figura 2a ilustra adicionalmente a espuma para nariz 12 e suas primeira e segunda superfícies principais opostas 14 e 16, respectivamente. As superfícies principais opostas 14 e 16 são separadas entre si pela espessura T da espuma para nariz. A primeira superfície principal 14 poderia ser presa à superfície interior 18 do corpo da máscara 20 em sua região do nariz 22 (figura 4). A segunda superfície principal 16 da espuma para nariz 12 está disponível para fazer contato substancial com o nariz do usuário quando o respirador 24 (figura 4) é colocado. Como mostrado na figura 2a., a espuma para nariz 12 tem uma curvatura côncava predefinida. A curvatura é particularmente pronunciada na região central 23 e pode ser definida pelo raio η e r2. O primeiro raio η define o raio da curvatura interna da espuma para nariz 12, e o segundo raio r2 define a curvatura da superfície externa da espuma para nariz 12 quando visualizada a partir da elevação lateral. A segunda superfície principal 16 pode ter um comprimento de arco A-L. Em uma modalidade preferencial, as dimensões de η genericamente variam de cerca de 1,5 a 75 milímetros (mm), mais tipicamente, de cerca de 2 a 50 mm. As variações de dimensões de r2 genericamente são de cerca de ri mais a espessura da espuma para nariz. O comprimento da espuma para nariz A-L em sua superfície interior é tipicamente de cerca de 4 a 10 cm, mais tipicamente, de cerca de 7 a 9 cm. A espessura da espuma para nariz T é geralmente maior que cerca de 3 mm e pode ser de até cerca de 15 mm, mais tipicamente, maior que cerca de 4 ou 5 mm até cerca de 10 mm.

Como mostrado na figura 2b, a espuma para nariz 12 tem dimensão longitudinal projetada total P-L e largura W. A dimensão longitudinal projetada P-L é genericamente de cerca de 3 a 9 cm, mais comumente de cerca de 5 a 8 cm. A largura W genericamente é de cerca de 0,5 a 3 cm, mais tipicamente de cerca de 0,8 a 2 cm. A largura W é a distância entre a primeira e segunda superfícies laterais 19 e 21, respectivamente, da espuma para nariz 12.

A espuma para nariz pode ser feita de uma variedade de materiais como poliuretano, cloreto de polivinila, poliolefina como polipropileno e polietileno, acetato de vinila de polietileno, borracha (natural ou sintética) como poliisopreno ou combinações dos mesmos. A espuma para nariz poderia ser produzida a partir de uma espuma de células abertas ou células fechadas. As espumas microcelulares também podem ser usadas. A espuma para nariz poderia usar essencialmente qualquer material compressível (conhecido agora ou desenvolvido posteriormente) que se adapte ao formato do nariz de uma pessoa.

As figuras 3a-3c mostram três modalidades diferentes de um elemento de espuma para nariz 12, 12', e 12". Cada espuma para nariz tem uma primeira superfície principal 14, 14* e 14", e uma segunda superfície principal 16, 16' e 16". A modalidade mostrada na figura 5a tem geralmente uma curvatura constante sobre a primeira e a segunda superfícies principais e tem uma primeira e segunda extremidades afuniladas 15 e 17. Essas extremidades afuniladas também estão presentes nas modalidades mostradas nas figuras 3b e 3c como 15', 15" e 17", 17", respectivamente Nas modalidades apresentadas na figura 3b, a espuma para nariz tem a primeira e a segunda porções retas 25' e 27' e tem uma porção central curvada fechada 23'. Na figura 3c, a porção central 23" não tem um raio tão apertado como a porção central 23* mostrada na figura 3b. O arco particular que é usado na primeira superfície principal 14, 14' e 14" pode variar como mostrado nas figuras 3a a 3c. A configuração do arco pode variar dependendo do formato interior do corpo da máscara. Como indicado acima, é preferencial, mas não necessário, que a primeira superfície principal siga mais de perto o interior do corpo da máscara na região do nariz. Quando a primeira superfície principal 14, 14' e 14" corresponde mais de perto à superfície interior do corpo da máscara na região do nariz, pode haver mais oportunidade para que a espuma para nariz fique presa ou desnecessariamente compactada, particularmente no centro da espuma para nariz 23, 23', ou 23".

A figura 4 mostra uma máscara de respirador 24 que inclui um corpo de máscara 20 e a espuma para nariz 12. A espuma para nariz 12 tem uma curvatura côncava quando a máscara é vista na posição vertical, como mostrado na figura 4. A espuma para nariz 12 pode ser presa ao corpo da máscara 20 pela aplicação de um adesivo à primeira superfície principal 14 da espuma para nariz 12 ou ao interior do corpo da máscara 20, ou ambos. O adesivo poderia ser, por exemplo, um adesivo sensível à pressão ou termofusível e poderia ser aplicado como revestimento ou por aspersão. Essencialmente, qualquer adesivo ou outros meios adequados de fixação, solda ultra-sônica, por exemplo, poderiam ser usados para fixar a espuma 12 no corpo da máscara 20 interior 18. O corpo da máscara 20 é adaptado para encaixar-se sobre o nariz e a boca de uma pessoa em uma relação espaçada para a face do usuário para criar um espaço de gás interior ou espaço vazio entre a face do usuário e a superfície interior 18 do corpo da máscara 20. O corpo da máscara 20 pode ter um formato de bojo, hemisférico ou curvo, como mostrado na Figura 3 — consulte, também, as patentes U.S. n° 4.536.440 por Berg, 4.807.619 por Dyrud et al. e 5.307.796 por Kronzer et al. O corpo do respirador também pode assumir outros formatos conforme desejado. Por exemplo, o corpo da máscara pode ser uma máscara em formato de bojo com uma construção conforme mostrado nas patentes U.S. n° 4.827.924 por Japuntich. O corpo da mascara pode ser um produto dobrado e compactado semelhantes aos produtos de máscara dobrados duas e três vezes apresentados nas patentes U.S. n° 6.722.366 e 6.715.489 por Bostock, D459.471 e D458.364 por Curran et al. e D448.472 e D443.927 por Chen. Consulte, também, as patentes U.S. n° 4.419.993, 4.419.994, 4.300.549, 4.802.473 e Re. η° 28.102. O respirador 24 pode incluir também um grampo nasal maleável que pode ser adaptado ao formato do nariz do usuário. O grampo nasal pode ser produzido a partir de um metal ou material plástico que retém seu formato deformado após ter sido manualmente adaptado. Exemplos de grampos nasais são mostrados nas patentes U.S. n° 5.558.089 e D412.573 por Castiglione, e na U.S. n° de série 11/236.283 por Kalatoor et al. Como o formato do corpo da máscara na região do nariz tende a ser direcionado pelo formato do grampo nasal, a curvatura da espuma para nariz pode ser fornecida para geralmente fazer a curvatura corresponder ao grampo nasal. O corpo da máscara pode incluir uma ou mais camadas de meio de filtro. Comumente1 uma manta de não-tecido de microfibras carregadas eletricamente — isto é, fibras que têm diâmetro efetivo de cerca de 25 micrômetros (μιτι) ou menos (tipicamente cerca de 1 a 15 μηη) — é usada como camada de meio filtrante. O meio de filtro pode ser carregado de acordo com as patentes U.S. n° 6.119.691 por Angadjivand et al. Essencialmente, qualquer corpo da máscara presentemente conhecido (ou desenvolvido posteriormente) que seja permeável ao ar e inclua uma camada ou meio de filtro poderia ser usado de acordo com esta invenção.

Conforme mostrado na Figura 4, o respirador 24 inclui, também, um arnês, como correias26 que são dimensionadas para passar por trás da cabeça do usuário com a funaliade de auxiliar no oferecimento de um caimento justo à face do usuário. As correias, 26 de preferência, são feitas de um material elástico que faz o corpo da máscara 24 exercer uma leve pressão sobre a face do usuário. Inúmeros materiais diferentes podem ser adequados para uso como correias 26, por exemplo, as correias podem ser formadas a partir de elastômero termoplástico que é soldado por ultrassom ao corpo da máscara 20. A soldagem ultra-sônica pode ser benéfica, em detrimento ao uso de grampos, para fixar o arnês ao corpo da máscara, já que não se usa metal. O respirador particulado 3Μ 8210™ é um exemplo de uma máscara facial de filtragem que emprega correias soldadas de modo ultra-sônico. Faixas elásticas de algodão tecido, cordões de borracha (por exemplo, borracha de poliisopreno) e/ou filamentos também podem ser usados, bem como correias ajustáveis não-elásticas,— consulte as patentes U.S. n° 6.705.317 por Castiglione e 6.332.465 por Xue et al. Outros exemplos de arnêses de máscara que podem ser usados de acordo com a presente invenção são mostrados nas patentes U.S. n° 6.457.473B1, 6.062.221 e 5.394.568 por Brostrom et al., nas patentes U.S. n° 6.591.837, 6.119.692 e 5.464.010 por Byram e nas patentes U.S. n° 6.095.143 e 5.819.731 por Dyrud et al. Essencialmente, qualquer sistema de correia (conhecido atualmete ou desenvolvido no futuro) que seja moldado para uso em sustenção de uma peça facial respiratória na cabeça de um usuário poderia ser usado como um arnês de acordo com a a presente invenção. O arnês pode incluir, também, um suporte para cabeça em conjunto com uma ou mais correias para sustentar a máscara. O respirador pode ter, também, uma válvula de exalação situada sobre ele, como a válvula unidirecional de fluidos apresentada nas patentes U.S. n° 6.854.463 por Japuntich et al. Uma válvula de exalação permite que o ar exalado escape do espaço de gás interior sem ter que passar através do meio de filtro no corpo da máscara 20. A válvula de exalação pode ser presa ao corpo da máscara através do uso de um adesivo, — consulte a patente U.S. n° 6.125.849 por Williams et al. — ou através de retenção mecânica, — consulte a patente U.S. n° 6.604.524 por Curran et al. O corpo da máscara ilustrado 20 é permeável ao ar e pode ser dotado de uma abertura (não mostrada) localizada onde uma válvula de exalação poderia ser fixada ao corpo da máscara 20 de modo que o ar exalado pudesse sair rapidamente do espaço de gás interior através desta válvula de exalação. Um local preferencial da abertura no corpo da máscara 20 fica diretamente à frente de onde a boca do usuário estaria quando a máscara estiver sendo usada. A localização da abertura e, portanto, da válvula de exalação neste local permite que a válvula abra com maior facilidade em resposta à força ou momento proveniente da corrente de fluxo de exalação. Para um corpo de máscara 20 do tipo mostrado na figura 1, essencialmente toda a superfície exposta do corpo da máscara 20 é permeável a ar para o ar inalado.

O corpo da máscara pode ficar distante da face do usuário ou

pode residir em uma posição nivelada ou próxima à esta. Em quaisquer situações, o corpo da máscara ajuda a definir um espaço interior de gás dentro do qual o ar exalado passa antes de sair do interior da máscara através da válvula de exalação. O corpo da máscara poderia ter, também, um lacre com indicação de ajuste termocrômico em sua periferia para permitir que o usuário verifique facilmente se um caimento apropriado foi estabelecido, - consulte as patentes U.S. n° 5.617.849 por Springett et al.

A figura 5 mostra que o corpo da máscara 20 pode compreender múltiplas camadas, incluindo uma camada interna de reforço ou de modelagem 28, uma camada de filtração 30 e uma manta de revestimento exterior 32. A camada interna de reforço ou formação28 fornece uma estrutura ao corpo do respirador 20 e sustentação para a camada de filtragem 30. A camada de modelagem 28 pode estar localizada dentro ou fora da camada de filtração 30 e pode ser feita, por exemplo, a partir de uma manta de não-tecido de fibras termossoldáveis que foram moldadas em, por exemplo, uma configuração em formato de bojo, por exemplo, pelo método apresentado na patente U.S. n° 5.307.796 por Kronzer et al. A camada de modelagem 28 também poderia ser feita de uma rede plástica moldada — consulte a patente U.S. n° 4.850.347 por Skov. Embora a camada de modelagem tenha a finalidade principal de fornecer estrutura para a máscara e fornecer suporte para uma camada de filtração, ela pode também agir como filtro, tipicamente para capturar as partículas maiores suspensas no espaço de gás exterior, se disposta fora da camada filtrante. Juntas, as camadas de formação e filtração podem operar como um elemento de filtragem de inalação. Quando um usuário inala, o ar é extraído através do corpo da máscara e as partículas levadas pelo ar ficam aprisionadas nos interstícios entre as fibras, particularmente a fibras na camada de filtração. Na modalidade mostrada na figura 4, a camada filtrante 30 é "integral" com o corpo da máscara 20 — isto é, faz parte do corpo da máscara e não é um item subseqüentemente fixado (ou removido) do corpo da máscara, como um cartucho de filtro.

Os materiais filtrantes que são comuns em respiradores de máscara de meia pressão negativa — como a máscara facial filtrante 24 mostrada na figura 4 — freqüentemente contêm uma manta emaranhada de microfibras carregadas eletricamente, particularmente microfibras produzidas por extrusão em blocos com passagem de ar quente (BMF, "meltblown microfibers"). As microfibras tipicamente têm um diâmetro de fibra eficaz médio de 20 a micrômetros (pm) ou menos, mas comumente são de cerca de 1 a cerca de pm, e ainda mais comumente são de cerca de 3 a 10 pm de diâmetro. O diâmetro eficaz da fibra pode ser calculado como descrito em Davies, C.N., The Separation of Airborne Dust and particles (A separação do pó e partículas carregados pelo ar), Institution of Mechanical Engineers, Londres, Proceedings 1B. 1952. As mantas de BMF podem ser formadas como descrito em Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers (Fibras termoplásticas superfina) em Industrial Engineering Chemistry, vol. 48, páginas 1342 et seq. (1956) ou no Relatório No. 4364 do Naval Research Laboratories, publicado em 25 de maio de 1954, intitulado Manufacture of Superfine Organic Fibers (Fabricação de fibras orgânicas superfinas) de Wente, Van A., Boone, C.D., e Fluharty1 E.L. As mantas fibrosas produzidas por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade podem ser uniformemente preparadas e podem conter múltiplas camadas, como as mantas descritas nas patentes U.S. n° 6.492.286B1 e 6.139.308 por Berrigan et al. Quando estão sob a forma de uma manta aleatoriamente entrelaçada, as mantas de BMF podem ter integridade suficiente para serem manuseadas como uma placa têxtil. Pode-se conferir carga elétrica às mantas fibrosas através do uso de técnicas descritas, por exemplo, nas patentes U.S. n° 6.454.986B1 e 6.406.657B1 por Eitzman et al., nas patentes U.S. n° 6.375.886B1, 6.119.691 e 5.496.507 por Angadjivand et al., na patente U.S. n° 4.215.682 por Kubik et al. e na patente U.S. n° 4.592.815 por Nakao.

Exemplos de materiais fibrosos que podem ser usados como filtros em um corpo da máscara são apresentados na patente U.S. N0 5.706.804 por Baumann et al., na patente U.S. n° 4.419.993 por Peterson, na patente reexpedida U.S. No. Re 28,102 por Mayhew, nas patentes U.S. n° 5.472.481 e 5.411.576 por Jones et al. e na patente U.S. n° 5.908.598 por Rousseau et al. As fibras podem conter polímeros, como polipropileno e/ou poli-4-metil-1-penteno (consulte as patentes U.S. n° 4.874.399 por Jones et al. e 6.057.256 por Dyrud et al.) e podem conter, também, átomos de flúor e/ou outros aditivos para melhorar o desempenho de filtragem — consulte, as patentes U.S. n° 6.432.175B1, 6.409.806B1, 6.398.847B1, 6.397.458B1 por Jones et al. e as patentes U.S. n° 5.025.052 e 5.099.026 por Crater et al., e podem, também, ter baixos teores de hidrocarbonetos extraíveis para melhorar o desempenho, — consulte a patente U.S. n° 6.213.122 por Rousseau et al. As mantas fibrosas pode, também, ser fabricadas de modo a terem uma resistência de mistura oleosa elevada conforme descrito na patente U.S. n° 4.874.399 por Reed et al. e nas patentes U.S. n° 6.238.466 e 6.068.799, ambas por Rousseau et al. Opcionalmente, a camada de filtragem poderia ser corrugada conforme descrito na patente U.S. n° 5.804.295 e 5.763.078 por Braun. O corpo da máscara também pode incluir uma manta de revestimento externo para proteger a camada de filtração. A manta com revestimento pode, também, ser constituída a partir de mantas não-tecidas de BMF ou, alternativamente, a partir de mantas de fibras de fiação contínua. Uma manta com revestimento interno poderia, também, ser usada para oferecer uma máscara com um caimento leve e confortável à face do usuário, — consulte a patente U.S. n° 6.041.782 por Angadjivand et al. As mantas de revestimento também podem ter habilidades filtrantes, embora tipicamente não tão boas quanto à camada de filtração.

O exemplo a seguir foi selecionado meramente para ilustrar adicionalmente as características, as vantagens e outros detalhes da invenção. Deve-se compreender expressamente, no entanto, que embora os Exemplos sirvam a esse propósito, os ingredientes e quantidades específicos usados, bem como outras condições e detalhes, não devem ser interpretados de maneira que limitaria indevidamente o escopo desta invenção. Exemplo

Uma espuma para nariz da invenção foi construída e fixada ao corpo da máscara. A espuma para nariz incluiu uma espuma de poliuretano poliéster flexível fabricada pela Foamex International Inc., Linwood, PA sob a marca SIF™. A espuma tinha uma densidade nominal de 26 quilogramas por metro cúbico (kg/m3), resistência à tração de 173 quilos Pascal (kPa), resistência a ruptura de 525 Newtons por metro (N/m) como determinado de acordo com ASTM D 3574. A textura do poro da espuma foi nominalmente de 195 células por 10 centímetros lineares. A espuma para nariz foi formada a partir de uma folha de espuma de 7,9 mm de espessura que tinha um adesivo sensível à pressão aplicado em uma face. O adesivo era a base de acrílico, fabricado pela 3M Company, e foi aplicado manualmente em uma face do corte da espuma para nariz. A folha de espuma foi, em seguida, colocada em uma superfície de corte e foi cortada usando uma ferramenta de corte por matriz de régua de aço. A espuma para nariz cortada foi, em seguida, removida da ferramenta de corte, resultando em uma seção em anel arqueada, a parte que espelhou o contorno da ferramenta de corte. O formato da espuma para nariz cortada é geralmente representado nas figuras 2 e 3a. O arco interno da seção em anel tinha um raio de curvatura, η como representado na figura 2, de 43,2 mm, com um raio de arco externo correspondente à curvatura, r2, de 48,2 mm. O comprimento da trajetória A-L a raio de curvatura η ao longo do arco interno a partir do ponto 33 para o ponto 35 foi de 90 mm de comprimento. O comprimento projetado P-L era 57,3 mm. Cada extremidade da espuma para vedação do nariz tinha uma

extremidade arredondada com raio de 10 mm.

A espuma para nariz descrita acima foi afixada a um respirador particulado 8511™ disponível comercialmente, fabricado pela 3M Company, St. Paul, Minnesota. A única modificação no respirador foi que a espuma para nariz original e o grampo nasal foram removidos e a espuma para nariz interna da invenção substituiu a espuma para nariz original. A espuma para nariz da invenção foi fixada na superfície interna do bojo do respirador usando um adesivo que foi aplicado à primeira superfície principal da espuma para nariz. A espuma para nariz foi posicionada no mesmo local geral no bojo do respirador como a espuma para nariz original. O arco interno da espuma para nariz, definido pelo raio n, foi orientado para a superfície interior do bojo do respirador. O formato arqueado da primeira superfície principal da espuma para nariz permitiu que seguisse o arco da superfície interna do bojo do respirador sem deformação visualmente percebida, nem a espuma para nariz ficou presa.

Esta invenção pode empregar diversas modificações e alterações sem sair do espírito e escopo da mesma. Conseqüentemente, esta invenção não deve ser considerada como limitada ao acima descrito, mas deve ser controlada pelas limitações estabelecidas nas reivindicações a seguir e

quaisquer equivalentes das mesmas.

Esta invenção pode ser adequadamente praticada na ausência de qualquer elemento não descrito de modo específico na presente invenção.

Todas as patentes e pedidos de patente citados acima, inclusive aqueles na seção dos Fundamentos da Invenção, estão aqui incorporados a título de referência em sua totalidade. Na medida em que houver um conflito ou discrepância entre a descrição neste documento incorporado e o relatório descritivo acima, o relatório descritivo acima controlará.

Claims

1. RESPIRADOR, caracterizado pelo fato de compreender: (a) um corpo de máscara que é adaptado para encaixar-se sobre o nariz e a boca de uma pessoa e que tem uma superfície interior que se curva de forma côncava na região do nariz da pessoa; e (b) uma espuma que tem uma primeira e uma segunda superfícies principais opostas e uma espessura T que se estende da primeira superfície principal até a segunda superfície principal, sendo que a primeira superfície principal da espuma para nariz é presa à superfície interior do corpo da máscara na região do nariz, e a segunda superfície principal oposta da espuma para nariz é posicionada para fazer contato substancial com o nariz da pessoa quando o corpo da máscara é colocado sobre a face da pessoa, sendo que pelo menos a primeira superfície principal tem uma curvatura côncava predefinida.

2. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura T é de pelo menos cerca de 3 mm.

3. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a curvatura predefinida da primeira superfície é substancialmente igual á curvatura do interior do corpo da máscara no ponto em que a espuma para nariz é presa.

4. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda superfície principal da espuma para nariz tem uma curvatura côncava predefinida voltada para baixo.

5. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espuma para nariz não é integral ao corpo da máscara.

6. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura T é maior do que cerca de 3 mm e menor que cerca de 15 mm.

7. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a espessura T é maior do que cerca de 4 mm e menor que cerca de 10 mm, e a largura W é de cerca de 0,5 cm a cerca de 3 cm.

8. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira superfície principal é definida pelo raio η de cerca de 2 a 50 mm.

9. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a segunda superfície principal tem comprimento 1 o de arco A-L de cerca de 4 a 10 cm.

10. RESPIRADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espuma para nariz compreende poliuretano, cloreto de polivinila, polipropileno, polietileno, acetato de vinila de polietileno, borracha ou uma combinação destes, sendo que a espuma para nariz é uma espuma de células abertas ou de células fechadas, ou é uma espuma microcelular, e o corpo da máscara compreende uma pluralidade de camadas, sendo que pelo menos uma das camadas é uma camada de filtração fibrosa e sendo que o corpo da máscara tem um grampo nasal e um arnês preso ao mesmo.