BRPI1010461A2

BRPI1010461A2 - respirador de peÇa facial filtrante e mÉtodo de produÇço de um respirador de peÇa facial filtrante

Info

Publication number: BRPI1010461A2
Authority: BR
Inventors: Philip Drake Eitzman; Dean Roy Duffy; Scott Allen Spoo
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2013-01-22
Also published as: EP2298096A2; KR20110031144A; CN102019051A; JP2011092698A; RU2010138662A; MX2010010234A; AU2010224323A1

Abstract

RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE E MÉTODO DE PRODUÇçO DE UM RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE. Um respirador de peça facial para filtração 10 que tem um arnês 14, um corpo da máscara 12, e o primeiro e o segundo flanges 30a, 30b. O corpo da máscara 12 compreende uma estrutura de filtração 16 e tem uma característica de preensão, como o primeiro e o segundo flanges 30a, 30b dispostos nos primeiro e no segundo lados do corpo da máscara. A primeira e a segunda áreas de marcação 32a, 32b são posicionadas no primeiro e no segundo flanges 30a, 30b, respectivamente. O fornecimento de áreas de marcação em uma característica de preensão de um respirador corpo da máscara é benéfico para informar o usuário do local onde prender o corpo da máscara para vestir, despir e ajustar.

Description

"RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE" Campo da Invenção

A presente invenção se refere a um respirador que tem uma característica de preensão localizada no corpo da máscara. A característica de preensão inclui áreas de marcação que fornecem uma indicação do local onde o usuário deve prender o corpo da máscara para vestir, ou despir, ou ajustar.

Antecedentes

Os respiradores são comumente usados sobre as passagens de respiração de uma pessoa para pelo menos um de dois propósitos comuns: (1) impedir que impurezas ou contaminantes entrem no trajeto de respiração do usuário; e (2) proteger outras pessoas ou coisas da exposição a patógenos e outros contaminantes exalados pelo usuário. Na primeira situação, o respirador é usado em um ambiente em que o ar contém partículas que são prejudiciais para o usuário, por exemplo, em uma loja de autopeças. Na segunda situação, o respirador é usado em um ambiente em que há risco de contaminação para outras pessoas ou coisas, por exemplo, em uma sala de operação ou uma sala

limpa. !

Uma variedade de respiradores tem sido projetada para atender a

um (ou ambos) desses propósitos. Alguns respiradores foram categorizados como "peças faciais para filtração" devido ao fato de que o próprio corpo da máscara funciona como o mecanismo de filtração. Ao contrário dos respiradores que usam máscaras elastoméricas ou de borracha em conjunto com cartuchos de filtro afixáveis (consulte, por exemplo, a Patente U.S. 4.098,270 de Dolby) ou elementos de filtro moldados por injeção (consulte, por exemplo, Patente U. S. 4.790.306 de Braun), os respiradores de peça facial para filtração são projetados para fazer com que o meio de filtro cobra grande parte de todo o corpo da máscara com o objetivo de que não haja necessidade de instalação ou substituição de um cartucho de filtro. Os respiradores de peça facial para filtração são apresentados comumente em uma de duas configurações: respiradores moldados e respiradores de dobra plana.

Os respiradores de peça facial para filtração moldados compreendem regularmente mantas de não-tecido de fibras termicamente unidas ou redes de plástico com costura aberta para fornecer ao corpo da máscara a sua configuração em formato de copo. Os respiradores moldados tendem a manter o mesmo formato durante o uso e o armazenamento. Os exemplos de patentes que apresentam respiradores de peça facial para filtração moldados incluem as Patentes U.S. 7.131.442 de Kronzer et al, 6.923.182, 6.041.782 de Angadjivand et al., 4.850.347 de Skov, 4.807.619 de Dyrud et al., 4.536.440 de Berg, e Des. 285.374 de Huber et al.

Os respiradores de dobra plana — conforme seu nome indica— podem ser dobrados de maneira plana para envio e armazenamento e podem ser abertos em uma configuração em formato de copo para uso. As Patentes U.S. 6.568.392 e 6.484.722 para Bostock et al., e 6.394.090 para Chen apresentam exemplos de respiradores de dobra plana.

Antes de vestir um respirador, é de extrema importância que o usuário do respirador leia e entenda as instruções de uso. Uma estranheza do usuário em relação a, por exemplo, respiradores de dobra plana pode levar ao manuseio incorreto e a erros ao vestir e tirar. Tal uso errôneo pode resultar em um ajuste impróprio e que não esteja justo, o que pode levar à falta de proteção e também pode degradar a percepção de um usuário em relação a respiradores.

Alguns respiradores de peça facial para filtração foram providos

de características de preensão para assistir o usuário a vestir e retirar. As Patentes U.S. 6.948.499 e 6.945.249 para Griesbach, Ili et al. apresentam um exemplo de tal respirador de peça facial para filtração. Enquanto este respirador PE provido de uma característica de preensão na forma de uma "aba", a característica de preensão não inclui qualquer tipo de áreas de marcação que iriam intuitivamente informar o usuário de onde segurar a máscara durante as operações de vestir, retirar e ajustar. Portanto, a característica de preensão pode não ser prontamente aparentemente e, em conformidade, pode não ser usada pelo usuário. Conforme discutido abaixo, a presente invenção, entretanto, fornece a um usuário uma maneira amigável de rapidamente identificar onde segurar a máscara para fins de ajuste.

Sumário da Invenção o A presente invenção fornece um novo respirador de peça facial

para filtração que compreende (a) um arnês; e (b) um corpo da máscara que tem uma característica de preensão localizada no mesmo, sendo que a característica de preensão tem áreas de marcação para prover uma indicação para onde segurar o corpo da máscara para ajuste. Os inventores descobriram que o uso de áreas de marcação em

uma característica de preensão é benéfico para ambos alcançar e manter um ajuste justo à face do usuário. A característica de preensão fornece uma superfície sólida através da qual os dedos do usuário podem facilmente segurar o corpo da máscara para posicioná-lo apropriadamente durante a O vestição e ajustes subseqüentes e a retirada. As áreas de marcação fornecem uma indicação ao usuário de onde a característica de preensão está localizada e como segurá-la se apresenta durante as operações de ajuste e, em conformidade, facilita o treinamento do usuário.

Imagens, em vez de texto, se tornaram um meio progressivamente popular para transmitir informações a usuários em relação à operação de vários produtos. Muitas imagens ganharam reconhecimento universal. A intenção de áreas de marcação na presente invenção é criar uma associação na mente do usuário do lugar correto no respirador para se segurar o corpo da máscara ao reposicioná-la e retirá-la. As áreas de marcação podem a forma, por exemplo, de um padrão de impressão digital. Um padrão de impressão digital pode ser integrado em uma área de material ligado ultrassonicamente para ser visto como um contraste, ou imagem, entre as áreas soldadas e não soldadas e também pode ser sentido nas pontas dos dedos do usuário ao variar a espessura da máscara naquelas áreas. Uma imagem, entretanto, também poderia ser impressa na característica de preensão para permitir um contraste visual maior do resto da máscara. Quando as áreas de marcação são geralmente em um formato circular, o efeito poderia ser alcançado ao se cortar um formato crescente, ou mesmo um pequeno orifício, na característica de preensão, cujo orifício ou abertura teria a função adicional de permitir que a máscara fosse pendurada em um prego ou gancho para fácil armazenamento longe de superfícies contaminadas, ou mesmo como um método para dispensar. Glossário

Os termos apresentados abaixo terão os significados conforme o

definido:

"bissecto(s)" significa ,dividir em duas partes em geral iguais; "compreender (ou compreendendo)" significa sua definição como a padrão em terminologia de patente, sendo um termo abrangente que é, em geral, sinônimo de "incluindo", "tendo", ou "contendo". Embora "compreende", "inclui", "tendo", e "contendo" e variações dos mesmos sejam termos abrangentes, comumente usados, esta invenção também pode ser descrita adequadamente como usando termos mais fechados como "consiste essencialmente de", que é um termo não tão abrangente pois exclui apenas aquelas coisas ou elementos que teriam um efeito deletério no desempenho do respirador inventivo ao servir sua função intencionada;

"ar limpo" significa um volume de ar ambiente atmosférico que foi filtrado para que se removessem contaminantes; "contaminantes" significa partículas (incluindo poeiras, neblinas, e fumaças) e/ou outras substâncias que, em geral, podem não ser consideradas como partículas (por exemplo, vapores orgânicos, et cetera) mas que podem

estar suspensas no ar;

"dimensão transversal" é a dimensão que se estende lateralmente

através do respirador de lado a lado quando o respirador é visto de frente;

"configuração em formato de copo" significa qualquer formato do tipo vaso que é capaz de cobrir adequadamente o nariz e a boca de uma pessoa;

"espaço de gás exterior" significa o gás atmosférico ambiente no qual o gás exalado entra após passar através de e para além do corpo da

máscara e/ou válvula de exalação;

"peça facial de filtração" significa que o corpo da máscara em si é projetado para filtrar o ar que passa através do mesmo; não há cartuchos de filtro ou elementos de filtro moldados por injeção separavelmente identificáveis fixados a ou moldados no corpo da máscara para alcançar este propósito;

"filtro" ou "camada de filtração" significa uma ou mais camadas de material permeável a ar, cuja(s) camada(s) é adaptável para o propósito primário de remover contaminantes (como partículas) de um fluxo de ar que

passa através dela;

"meio de filtro" significa uma estrutura permeável a ar que é

projetada para remover contaminantes do ar que passa através da mesma;

"estrutura de filtração" significa uma construção que inclui um meio de filtro ou uma camada de filtração e, opcionalmente, outras camadas;

"primeiro lado" significa uma área do corpo da máscara que está localizada em um lado de um plano que bissecciona o corpo da máscara normal para a dimensão transversal; "ajuste" significa qualquer um ou combinação de vestir, retirar, ou

ajustar a posição do corpo da máscara;

"flange" significa uma parte que se projeta que tem área de

superfície o suficiente para ser segurada por uma pessoa;

"frontalmente" significa se estender a partir do perímetro do corpo

da máscara quando o corpo da máscara está em uma condição dobrada;

"arnês" significa uma estrutura ou combinação de partes que assiste no suporte do corpo da máscara na face de um usuário;

"áreas de marcação" significa marca(s), padrão(ões), imagem(ns), abertura(s), textura(s) de identificação, ou uma combinação dos mesmos;

"integral" significa ser fabricado junto, ao mesmo tempo, isto é, ser feito junto, como uma parte e não duas partes fabricadas separadamente

que são subseqüentemente unidas;

"espaço de gás interior" significa o espaço entre um corpo da

máscara e a face de um usuário;

"lateralmente" significa estender a partir de um plano que bissecciona o corpo da máscara normal para a dimensão transversal quando o

corpo da máscara está em uma condição dobrada;

"linha de demarcação" significa uma dobra, uma costura, uma

linha de soldagem, uma linha de ligação, uma linha de ponto, uma linha de

dobradiça, e/ou qualquer combinação dos mesmos;

"corpo da máscara" significa uma estrutura permeável a ar que é projetada para se ajustar sobre o nariz e a boca de uma pessoa e que ajuda a definir um espaço de gás interior separado de um espaço de gás exterior (incluindo as costuras e ligações que unem as camadas e as partes da

mesma);

"clipe nasal" significa um dispositivo mecânico (diferente de urna espuma nasal), cujo dispositivo é adaptado para o uso em um corpo da

20

25 máscara para melhorar a vedação pelo menos em volta do nariz do usuário; "perímetro" significa a borda externa do corpo da máscara, cuja borda externa seria disposta, em geral, próxima à face de um usuário quando o respirador está sendo vestido por uma pessoa;

"prega" significa uma porção que é designada para ser dobrada

pra trás sobre si mesma;

"polimérico" e "plástico", cada, significam um material que, principalmente, inclui um ou mais polímeros e que podem conter outros

ingredientes também;

"pluralidade" significa dois ou mais;

"respirador" significa um dispositivo de filtração de ar que é usado por uma pessoa para fornecer ao usuário com ar limpo para respirar;

"segundo lado" significa uma área do corpo da máscara que é localizada em um lado de um plano que bissecciona o corpo da máscara normal para a dimensão transversal (sendo que o segundo lado é oposto ao primeiro lado);

"ajuste justo" ou "ajustar de maneira justa" significa que um ajuste essencialmente hermético (ou substancialmente isento de vazamento) é fornecido (entre o corpo da máscara e a face do usuário);

"aba" significa uma parte que exiba área de superfície o suficiente

para fixar outro componente; e

"estender transversalmente" significa se estender, em geral, na

dimensão transversal.

Breve descrição dos desenhos A Figura 1 é uma perspectiva frontal de um respirador de peça facial para filtração 10, de acordo com a presente invenção, sendo usado na

face de uma pessoa;

A Figura 2 é uma vista de topo do respirador 10 mostrado na Figura 1;

A Figura 3 é uma vista de topo aumentada;

A Figura 4 é uma vista em seção transversal do corpo da máscara 12 tirada ao longo das linhas 4-4 da Figura 2; e

A Figura 5 é uma vista em seção transversal da estrutura de filtração 16 tirada ao longo das linhas 5-5 da Figura 4.

Descrição detalhada da Invenção

Na prática desta invenção, um respirador de peça facial para filtração é fornecido que tem uma característica de preensão disposta no corpo da máscara. Áreas de marcação são colocadas na característica de preensão de modo que o usuário possa prontamente aprender que o atributo é projetado para ser segurado pelo usuário durante o ajuste. A característica de preensão pode compreender os primeiro e segundo flanges que se estendem ambos lateralmente e frontalmente a partir do corpo da mástíara quando em uma configuração aberta. Os primeiro e segundo flanges fornecem "pegas" em cada lado do corpo da máscara para permitir ao usuário posicionar apropriadamente o corpo da máscara durante o uso. O usuário não precisa beliscar o corpo da máscara para mover a máscara em uma posição de ajuste na face desejada. Os flanges, portanto, fornecem um meio muito útil para realizar o ajuste de máscara. As áreas de marcação atuam para informar o usuário que os flanges estão onde o corpo da máscara deveria ser segurado durante os atos de vestir, tirar e ajustar.

A Figura 1 mostra um exemplo de um respirador de peça facial para filtração de dobra plana 10 que pode ser usado de acordo com a presente invenção para fornecer ar limpo para o usuário para respirar. Conforme ilustrado, o respirador de peça facial para filtração 10 inclui um corpo da máscara 12 e um arnês 14. O corpo da~máscara 12 tem uma estrutura de filtração 16 através da qual o ar inalado passa antes de entrar no sistema - respiratório do usuário. A estrutura de filtração 16 remove os contaminantes do ambiente de modo que o usuário respire ar limpo. O corpo da máscara 12 inclui uma porção superior 18 e uma porção inferior 20. A porção superior 18 e a porção inferior 20 são separadas por uma linha de demarcação 22. Nesta modalidade particular, a linha de demarcação 22 é uma a prega que se estende transversalmente através da porção central do corpo da máscara. O corpo da máscara 12 também inclui um perímetro que inclui um segmento superior 24a e um segmento inferior 24b. O arnês 14 tem uma fita 26 que é grampeada a uma aba 28a. Conforme ilustrado, a aba 28a é uma parte integral

doflange30a.

A Figura 2 mostra que o respirador 10 pode ter os primeiro e

segundo flanges 30a e 30b localizados em lados opostos do corpo da máscara 12. A fita 26 é fixada a cada aba 28a, 28b com o uso, por exemplo, de um grampo. Os flanges 30a e 30b projetam ambos lateralmente e frontalmente a partir do corpo da máscara e, desse modo, fornecem uma característica de preensão para o usuário. Cada flange projeta lateralmente a partir do corpo da máscara no que se estende para longe de um plano P que bissecciona o corpo da máscara nas direções x. Os flanges 30a e 30b tan? bém se estendem frontalmente a partir do corpo da máscara 12 no que eles se estendem para longe do perímetro 24a em direção à borda frontal 22 do corpo da máscara 12 na direção apontada pela seta y. Cada flange tipicamente ocupa uma área de superfície de cerca de 1 a 15 centímetros quadrados (cm2), mais tipicamente cerca de 2 a 12 cm2, ainda mais tipicamente cerca de 5 a 10 cm2. Cada flange também se estende, tipicamente, para longe do corpo da máscara pelo menos 2 milímetros (mm), mais tipicamente, pelo menos 5 mm, e ainda mais tipicamente, pelo menos 1 a 2 centímetros (cm). Os flanges 30a, 30b podem ser integralmente ou não integralmente dispostos no corpo da máscara e podem compreender uma ou mais ou todas as várias camadas que compõem o corpo da máscara. Isto é, os flanges podem ser uma extensão do material usado para fazer o corpo da máscara, ou eles podem ser feitos de um material separado como um plástico rígido ou semi-rígido. Os flanges 30a, 30b, cada, têm áreas de marcação 32a, 32b localizadas no um ou mais lados dos flanges. Conforme mostrado, as áreas de marcação 32, 32 podem ser na forma de uma impressão digital para informar ao usuário de onde o corpo da máscara pode ser segurado entre os dedos opostos do usuário, por exemplo, o polegar e o dedo indicador. As áreas de marcação poderiam adotar outros formatos e formas, por exemplo, círculos concêntricos, ovais, ou retângulos. Alternativamente, as áreas de marcação poderiam incluir um orifício no flange de modo que o usuário possa sentir o contato entre seus dedos opostos.

A Figura 3 mostra um exemplo de um orifício 33 que pode ser fornecido nas áreas de marcação 32b. As áreas de marcação podem ser criadas a partir de um padrão de solda, uma imagem impressa, uma ou mais aberturas, corte(s) de fenda(s), perfurações, pegajosidade, ou uma combinação de tais coisas. As áreas de marcação tipicamente ocuparão uma área de superfície de cerca de 1 a 6 centímetros quadrados (cm2), mais tipicamente cerca de 2 a 4 cm2. Embora outro item como tinta seja adicionado à superfície do corpo da máscara para criar as áreas de marcação, as áreas de marcação tipicamente são formadas integralmente e exclusivamente dos materiais do corpo da máscara em si, por exemplo, como um padrão de solda. As áreas de marcação podem ser um padrão de solda que é notável nas superfícies principais opostas de casa flange — isto é, a solda se estende através da espessura do flange. As camadas que compreendem o corpo da máscara, em conformidade, podem ser soldadas de modo que o padrão de solda seja notável a partir da superfície superior ou inferior da característica de preensão. Um flange integral pode ter soldas adicionais ou ligações 34 fornecidas no mesmo para aumentar a rigidez do flange. Alternativamente, uma camada adesiva pode ser usada entre as camadas para aumentar a rigidez do flange. Com o uso de Teste de Rigidez à Flexão apresentado abaixo, os flanges podem ter um módulo flexural de pelo menos 10 Mega Pascais (MPa)1 mais tipicamente pelo menos 20 MPa quando dobrado ao longo de uma superfície principal do flange. Na extremidade superior, o módulo flexural é tipicamente menor que 100 MPa, mais tipicamente menor que 60 MPa. Estes números (isto é, em ambas as extremidades superior e inferior) são aproximadamente duas vezes maiores quando o teste é executado ao longo das bordas da amostra. A rigidez do flange pode ser medida com o uso de um método ASTM D790 modificado "Propriedades Flexurais de Plásticos Não Reforçados e Reforçados e Materiais Isolantes Elétricos," Método I "Teste de dobra em três pontos". O módulo Flexural pode ser calculado de acordo com ASTM D790 na região linear da plotagem de esforço e deformação. Embora as abas 28a e 28b sejam ilustradas na Figura 2 como tendo uma borda compartilhada que é parte do segmento de perímetro 24a, as abas, entretanto, podem se estender para além da parte de periferia de contato com a face do perímetro do corpo da máscara quando a máscara está localizada sobre a face de um usuário, conforme mostrado na Figura 1. A periferia de contato com a face reside, em geral, na área delineada 35 e, portanto, não é parte do perímetro da aba. O perímetro do corpo da máscara pode ter uma série de ligações ou soldas 34' para unir as várias camadas do corpo da máscara 12. Linhas de ligação 36 também podem ser fornecidas onde os flanges 30a, 30b encontram a estrutura de filtração 16. A porção superior 18 pode incluir pelo menos uma linha de prega 38 que se estende a partir do primeiro lado do corpo da máscara ao segundo lado do corpo da máscara. Exemplos de outras características de preensão além das abas integrais podem incluir a adição de outros componentes fixados ao corpo da máscara como saliências, alças, e guarnições, e podem incluir: partes moldadas por injeção de plástico; partes cortadas pela matriz feitas de plástico, metal, e/ou materiais celulósicos; dispositivos acopláveis mecânicos; dispositivos fixados de forma adesiva feitos de plástico, metal, e/ou materiais celulósicos; e dispositivos mecanicamente fixados, como rebites que são deformados durante o processo de fixação. O Pedido de Patente U.S. 12/338.084 intitulado Respirador de dobra plana que tem flanges dispostos no corpo da máscara, apresenta um exemplo de um respirador de peça facial para filtração que usa as características de preensão, adequado para o uso na

presente invenção.

A Figura 4 ilustra um exemplo de uma configuração em prega de

um corpo da máscara 12 que pode ser usada em conexão com a presente invenção. Conforme mostrado, o corpo da máscara 12 inclui pregas 22 e 38, já mencionadas com referência às Figuras 1 e 2. O painel ou porção superior 18 do corpo da máscara 12 também incluem uma prega 40. O painel ou porção inferior 20 do corpo da máscara 12 inclui as pregas 42, 44, 46, 48, 50, e 52. A porção inferior 20 do corpo da máscara 12 pode incluir mais meios área de superfície de filtro do que a porção superior 18. O corpo da máscara 12 também inclui uma manta de perímetro 54 que está presa ao corpo da máscara ao longo de seu perímetro. Um clipe nasal 56 pode ser disposto na porção superior 18 do corpo da máscara de modo central, adjacente ao perímetro entre a estrutura de filtração 16 e a manta de perímetro 54. O clipe nasal 56 pode ser feito de um metal ou plástico maleável que seja capaz de ser ajustado manualmente pelo usuário para se ajustar ao contorno do nariz do usuário. A manta de perímetro 54 pode ser dobrada sobre o corpo da máscara no perímetro 24a, 24b. A manta do perímetro 54 também pode ser uma extensão de uma manta de cobertura interna 58, dobrada e presa em volta da borda de 24a e 24b. Alternativamente, a manta de perímetro poderia ser uma extensão da manta de cobertura externa 60. Conforme mostrado, a porção superior 18 aparece como um painel de prega quando o corpo da máscara 12 está em uma 10

15

20

25

condição dobrada; similarmente, a porção inferior 20 (Figura 1) aparece como um painel de pregas quando a máscara está em sua condição de armazenamento dobrada. Mais ou menos pregas do que o ilustrado podem ser usadas ao fornecer um respirador de peça facial para filtração de dobra plana,

de acordo com a presente invenção.

A Figura 5 ilustra que a estrutura de filtração 16 pode incluir uma

ou mais camadas como uma manta de cobertura interna 58, uma manta de cobertura externa 60, e uma camada de filtração 62. As mantas de cobertura interna e externa 58 e 60 podem ser fornecidas para proteger a camada de filtração 62 e para evitar que as fibras da camada de filtração 62 soltem e entrem no interior da máscara. Durante o uso do respirador, o ar passa seqüencialmente pelas camadas 60, 62, e 58 antes de. entrar no interior da máscara. O ar que está disposto no espaço de gás interior da máscara pode, então, ser inalado pelo usuário. Quando um usuário exala, o ar passa na direção oposta seqüencialmente pelas camadas 58, 62, e 60. Alternativamente, uma válvula de exalação (não mostrada) pode ser fornecida no corpo da máscara para permitir que o ar exalado seja rapidamente purificado a partir de um espaço de gás interior para entrar no espaço de gás exterior, minimizando a passagem de ar através da estrutura de filtração 16. Tipicamente, as mantas de cobertura 58 e 60 são feitas de uma seleção de materiais não tecidos que fornecem um toque confortável, particularmente no lado da estrutura de filtração que faz contato com a face do usuário. A construção de várias camadas de filtro e mantas de cobertura que podem ser usadas em conjunto com a estrutura de suporte da presente invenção é descrita abaixo mais detalhadamente. Para melhorar o ajuste e conforto do usuário, uma vedação elastomérica pode ser presta ao perímetro da estrutura de filtração 16. Tal vedação de face pode se estender radialmente para dentro a partir do perímetro para entrar em contato com a face do usuário quando o respirador está sendo vestido. Exemplos de vedações de face são descritos nas Patentes U.S. 6.568.392 para Bostock et al„ 5.617.849 para Springett et al., e 4.600.002 para Maryyanek et al., e na Patente Canadense 1.296.487 para Yard. A estrutura de filtração também pode ter uma rede ou malha estrutural justaposta contra pelo menos uma ou mais camadas 58, 60, ou 62, tipicamente contra a superfície externa da manta de cobertura externa 60. O uso de tal malha é descrito no Pedido de Patente U.S. de N0 de Série 12/338.091, depositado em 18 de dezembro de 2008, intitulado Expandable Face Mask with Reinforcing Netting.

A estrutura de filtração que é usada em conexão com a presente invenção pode ter uma variedade de diferentes formatos e configurações. Em geral, o formato e configuração da estrutura de filtração corresponde ao formato geral do corpo da máscara. Embora uma estrutura de filtração ter sido ilustrada com múltiplas camadas que incluem uma camada de filtração e duas mantas de cobertura, a estrutura de filtração pode simplesmente compreender uma camada de filtração ou uma combinação de camadas de filtração. Por exemplo, um pré-filtro pode estar disposto a montante para uma camada de filtração a jusante mais seletiva e refinada. Além disso, materiais absorventes como carbono ativado podem estar dispostos entre as fibras e/ou várias camadas que compreendem a estrutura de filtração. Além disso, camadas de filtração de particulado separadas podem ser usadas em conjunto com camadas absorventes para fornecer a filtração para ambos particulados e vapores. A estrutura de filtração pode incluir uma ou mais camadas de enrijecimento que assistem no fornecimento de uma configuração em formato de copo. A estrutura de filtração também poderia ter uma ou mais linhas horizontais e/ou verticais de demarcação que contribuem para sua integridade estrutural.

A estrutura de filtração que é usada em um corpo da máscara da invenção pode ser de um tipo de filtro de vapor e gás ou de captura de partícula. A estrutura de filtração também pode ser uma camada de barreira que evita a transferência de líquido de um lado da camada de filtro para o outro para evitar, por exemplo, que aerossóis líquidos ou respingos líquidos (por exemplo, sangue) penetrem a camada de filtro. Múltiplas camadas de meio de filtro similar ou dissimilar podem ser usadas para construir a estrutura de filtração da invenção conforme o pedido exige. Filtros que podem ser empregados de modo benéfico em um corpo da máscara em camadas da invenção são, em geral, baixos em queda de pressão (por exemplo, menor do que cerca de 195 a 295 Pascais a uma velocidade de superfície de 13,8 centímetros pro segundo) para minimizar o trabalho de respiração do usuário da máscara. As camadas de filtração podem, adicionalmente, ser flexíveis e podem ter força de cisalhamento o suficiente de modo que elas, em geral, retenham sua estrutura sob as condições de uso esperadas. Exemplos de filtros de captura de partícula incluem uma ou mais mantas de fibras inorgânicas finas (como fibra de vidro) ou fibras sintéticas poliméricas. Mantas de fibra sintética podem incluir microfibras poliméricas carregadas de eletreto que são produzidas a partir de processos como.sopro em fusão. Microfibras de poliolefina formadas de polipropileno que foi carregado eletricamente são particularmente úteis para aplicações de captura de particulado. Uma camada de filtro alternativa pode compreender um componente absorvente para remover gases prejudiciais ou odoríferos do ar de respiração. Absorventes podem incluir pós ou grânulos que são ligados em uma camada de filtro pode adesivos, aglutinantes, ou estruturas fibrosas—consult ar as Patentes U.S. 6.334.671 para Springett et al. e 3.971.373 para Braun. Uma camada absorvente pode ser formada por revestir um substrato, como uma espuma fibrosa ou reticulada, para formar uma camada coerente fina. Materiais absorventes podem incluir carbonos ativados que são quimicamente tratados ou não, substratos catalisadores de alumna-sílica porosos, e partículas de alumna. Um exemplo de uma estrutura de filtração absorvente que pode ser conformada em várias configurações é descrito na Patente U.S. 6.391.429 para Senkus et al.

A camada de filtração é tipicamente escolhida para alcançar um efeito de filtração desejado. A camada de filtração, em geral, irá remover uma alta porcentagem de partículas e/ou outros contaminantes do fluxo gasoso que passa através dela. Para camadas de filtro fibrosas, as fibras selecionadas dependem do tipo de substância a ser filtrada e, tipicamente, são escolhidas de modo que elas não se liguem durante a operação de moldagem. Conforme indicado, a camada de filtração pode ser em uma variedade de formatos e formas; ela tipicamente tem uma espessura de cerca de 0,2 milímetros (mm) a mm, mais tipicamente cerca de 0,3 mm a 5 mm, e poderia ser uma manta em geral planar ou poderia ser enrugada para fornecer uma área de superfície expandida— ver, por exemplo, as Patentes U.S. 5.804.295 e 5.656.368 para Braun et al. A camada de filtração também pode incluir camadas de filtração múltiplas unidas por um adesivo ou qualquer outro meio. Essencialmente, qualquer material adequado que seja conhecido (ou posteriormente, desenvolvido) para formar uma camada de filtração pode ser usado como o material de filtração. Mantas de fibras submetidas a sopro em fusão, tal como aquelas ensinadas em Wente, Van A., Superfine Thermoplastic Fibers, 48 lndus. Engn. Chem., 1342 et seq. (1956), especialmente quando em uma forma persistentemente carregada eletricamente (eletreto), são especialmente úteis (consultar, por exemplo, Patente N0 U.S. 4.215.682 para Kubik et al.). Estas fibras submetidas a fusão em sopro podem ser microfibras que têm um diâmetro de fibra efetivo menor do que cerca de 20 micrômetros (μητι) (referidos como BMF para "microfibra soprada"), tipicamente cerca de 1 a 12 μηι. O diâmetro de fibra efetivo pode ser determinado de acordo com Davies, C. N., The Separation Of Airborne Dust Partículas, Institution Of Mechanical Engineers, Londres, Anais 1B, 1952. São particularmente preferíveis mantas BMF que contêm fibras formadas de polipropileno, poli(4-metil-1-penteno), e combinações do mesmo. Fibras de filme fibrilado carregadas eletricamente ensinadas em van Turnhout, Patente Re. N0 U.S. 31.285, também podem ser adequadas, bem como mantas fibrosas de lã de rosina e mantas de fibras de vidro ou sopradas por solução, ou fibras aspergidas eletrostaticamente, especialmente na forma de microfilme. A carga elétrica pode ser transmitida às fibras ao colocar as fibras em contato com a água, conforme apresentado nas Patentes U.S. 6.824.718 para Eitzman et al., 6.783.574 para Angadjivand et al., 6.743.464 para Insley et al., 6.454.986 e 6.406.657 para Eitzman et al., e 6.375.886 e 5.496.507 para Angadjivand et al. a carga elétrica também pode ser transmitida às fibras por carregamento de corona, conforme apresentado na Patente U.S. 4.588.537 para Klasse et al. ou por tribo-carregamento conforme apresentado na Patente U.S. 4.798.850 para Brown. Além disso, aditivos podem ser incluídos nas fibras para melhorar o desempenho de filtração das mantas produzidas através do processo de hidro-carregamento (consultar a Patente U.S. 5.908.598 para Rousseau et al.). Átomos de Fluorina, em particular, podem ser dispostos como superfícies de fibra na camada de filtro para melhorar o desempenho de filtração em um ambiente de neblina oleoso— ver a Patente U.S. 6.398.847 B1, 6.397.458 B1, e 6.409.806 B1 para Jones et al. Pesos de base típicos para camadas de filtração BMF de eletreto são de cerca de 10 a 100 gramas por metro quadrado. Quando carregados eletricamente, de acordo com as técnicas aqui descritas, por exemplo, a. patente '507 Angadjivand et al., e quando são incluídos átomos de fluorina, conforme mencionado nas patentes Jones et al., o peso de base pode ser de cerca de 20 a 40 g/m2 e de cerca de 10 a 30 g/m2, respectivamente.

Uma manta de cobertura interna pode ser usada para fornecer 10

uma superfície macia para entrar em contato com a face do usuário, e uma manta de cobertura externa pode ser usada para capturar fibras soltas no corpo da máscara ou por motivos estéticos. A manta de cobertura tipicamente não fornece qualquer benefício de filtração substancial à estrutura de filtração, embora ela possa agir como um pré-filtro quando disposta no exterior (ou a montante de) da camada de filtração. Para obter um grau adequado de conforto, uma manta de cobertura interna tipicamente tem um peso de base comparativamente baixo e é formada a partir de fibras comparativamente finas. Mais particularmente, a manta de cobertura pode ser formada de modo a ter um peso base de cerca de 5 a 50g/m2 (tipicamente 10 a 30g/m2), e as fibras usadas freqüentemente têm um diâmetro de fibra médio de cerca de 5 a 24 micrômetros, tipicamente de cerca de 7 a 18 micrômetros, e mais tipicamente de cerca de 8 a 12 micrômetros. Materiais adequados para a manta de cobertura podem ser microfibra soprada (BMF), particularmente materiais de BMF de poliolefina, por exemplo, materiais de BMF de polipropileno (incluindo misturas de polipropileno e também misturas de polipropileno e polietileno) e fibras de fiação contínua. Mantas de cobertura que são usadas na invenção preferivelmente têm muito poucas fibras projetando a partir da superfície, da manta após o processamento e, portanto, têm uma superfície externa lisa. Exemplos de mantas de cobertura que podem ser usadas na presente invenção são apresentados, por exemplo, na Patente U.S. 6.041.782 para Angadjivand, Patente U.S. 6.123.077 para Bostock et al., e WO 96/28216A

para Bostock et al.

A(s) fita(s) que são usadas no arnês podem ser feitas de uma

variedade de materiais, como borrachas termorrígidas, elastômeros

termoplásticos, combinações de borracha/filaça trançados ou entrelaçadas,

componentes trançados inelásticos, e similares. A(s) fita(s) pode ser feita de

um material elástico como um material elástico trançado. A fita pode,

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- preferivelmente, ser expandida para maior do que duas vezes seu comprimento total e ser retornada para seu estado relaxado. A fita também poderia possivelmente ser aumentada para três ou quatro vezes seu comprimento de estado relaxado e pode ser retornada para sua condição original sem nenhum dano feito à mesma quando as forças de tensão são removidas. O limite elástico, portanto, é preferivelmente não menos do que duas, três ou quatro vezes o comprimento da fita quando em seu estado relaxado. Tipicamente, a(s) fita(s) é de cerca de 20 a 30 cm de comprimento, de cerca de 3 a 10 mm de largura, e de cerca de 0,9 a 1,5 mm de espessura. A(s) fita(s) pode se estender da primeira aba à segunda aba como uma fita contínua ou a fita pode ter uma pluralidade de partes, que podem ser unidas por fechos ou fivelas adicionais. Por exemplo, a fita pode ter uma primeira e uma segunda partes que são unidas por um fecho que pode ser rapidamente desacoplado pelo usuário quando for remover o corpo da máscara da face. Um exemplo de uma fita que pode ser usada em conjunto com a presente invenção é mostrado na Patente U.S. 6.332.465 para Xue et al. Exemplos de mecanismo para fechar ou prender que podem ser usados para juntar uma ou mais partes da fita são mostrados, por exemplo, nas seguintes Patentes U.S.: 6.062.221 para Brostrom et al.;

5.237.986 para Seppala; e EP1.495.785A1 para Chien. Uma válvula de exalação também pode ser fixada ao corpo da

máscara para facilitar a purificação do ar exalado a partir do espaço de gás interior. O uso de uma válvula de exalação pode melhorar o conforto do usuário ao rapidamente remover o ar úmido quente exalado do interior da máscara. Ver, por exemplo, as Patentes U.S. 7.188.622, 7.028.689, e 7.013.895 para Martin et al.; 7.428.903, 7.311.104, 7.117.868, 6.854.463, 6.843.248, e 5.325.892 para Japuntich et al.; 6.883.518 para Mittelstadt et al.; e RE37.974 para Bowers. Essencialmente, qualquer válvula de exalação que fornece uma queda de pressão adequada e que pode ser presa apropriadamente ao corpo da máscara pode ser usada em conexão com a presente invenção para rapidamente entregar o ar exalado do espaço de gás interior para o espaço de gás exterior.

Um clipe nasal que é usado em conjunto com a presente invenção pode ser essencialmente qualquer parte adicional que assista a melhora do ajuste sobre o nariz do usuário. Porque existem mudanças substanciais em contorno para a face do usuário nesta região, um clipe nasal pode assistir melhor o corpo da máscara em alcançar o ajuste apropriado neste local. O clipe nasal pode compreender, por exemplo, uma faixa macia imóvel maleável de metal como alumínio, que pode ser formatada para segurar a máscara em uma relação de ajuste desejada sobre o nariz do usuário e onde o nariz encontra a face. Um exemplo de um clipe nasal adequado é mostrado na Patente U.S. 5.558.089 e Des. 412.573 para Castiglione. Outros clipes nasais são descritos no Pedido de Patente U.S. 12/238.737 (depositado em 26 de setembro de 2008); Publicações U.S. 2007-0044803A1 (depositado em 25 de agosto de 2005); e 2007-0068529A1 (depositado em 27 de setembro de 2005).

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a uma máscara de dobra plana particular, a invenção pode ser usada em conjunto com máscaras de dobra plana que têm outras configurações— como aquelas mostradas nas Patentes U.S. 7.069.930 para Bostock et al. e 6.394.090 para Chen, ou podem ser usadas em conjunto com máscaras moldadas—consultar, por exemplo as Patentes U.S. 7.131.442 para Kronzeret al., 6.923.182 para Angadjivand et al, e 6.827.764 para Springett et al. a invenção também pode ser usada em conexão com as máscaras moldadas citadas acima.

Exemplo

Uma estrutura de filtração de respirador foi formada a partir de três camadas de material não tecido e outros componentes de respirador. A máscara foi montada em duas operações principais- a feitura da pré-forma e o acabamento da máscara. O estágio de feitura da pré-forma incluía as etapas de laminação e a fixação de mantas fibrosas não tecidas, a formação de linhas de vinco de pregas, e a fixação do clipe nasal. A operação de acabamento da máscara incluía dobrar as pregas ao longo de linhas vincadas salientes, fundir as bordas laterais da máscara com o atributo de áreas de marcação reivindicadas, cortar a aba em sua forma final, e fixar a faixa de cabeça.

O corpo do respirador foi formado a partir de três camadas de material não tecido: manta de cobertura externa (205 mm χ 300 mm); um material de filtro (205 mm χ 300 mm); e uma manta de cobertura interna (238 mm χ 300 mm). As mantas de cobertura interna e externa eram de não tecido de fiação contínua de polipropileno com 34 gramas por metro quadrado (gsm). O material de filtro usado no corpo da máscara era uma manta de polipropileno de microfibra soprada carregada de eletreto que tinha um peso base de 59 gsm, uma solidez de 6%, e um diâmetro de fibra efetivo de 7,5 micrômetros.

O corpo do respirador foi feito ao preguear cada uma das camadas, que eram, então, ultrassonicamente soldadas juntas com o uso de um padrão de ligação de ponto. A spldagem ultrassônica foi executada com o uso de uma unidade de soldagem ultrassônica, Modelo 2000, de Branson, Danbury, Connecticut1 operada a uma pressão ram de 483 kilo pascais (kPa) com uma amplitude de trompa, freqüência, e tempo de permanência de 100%, kilohertz (kHz) e 0,6 segundos, respectivamente. Operando contra uma bigorna com estacas de topo chato, tendo áreas de face individuais de 1,6 milímetros quadrados dispostos em um padrão de rede com espaçamento de aproximadamente um centímetro no centro das estacas, a trompa de face chata do soldador atuou contra a bigorna em uma pressão de contato de aproximadamente 6 MPa. Com as camadas de não tecido fixadas, as linhas de vinco que definem a localização da prega foram salientadas nas camadas fixadas de não tecido. A salientação das linhas de vinco foi feita com o uso de uma máquina de corte em matriz, a Máquina de Corte Hytronic Modelo B, da USM Corporation, Haverhill, Massachusetts, a 15 tons de força e com uma matriz de régua de vinco. A matriz tinha nove barras com bordas de raio que atravessavam o comprimento da pré-forma e, quando pressionadas na pré- forma, criaram linhas nas camadas de não tecido. As linhas realçadas comprimiam as mantas juntas no ponto de contato, mas não penetravam ou fundiam significativamente o material.

Como uma etapa final na operação de feitura da pré-forma, as bordas que se estendiam da manta de cobertura interna foram embrulhadas em volta das bordas da pré-forma e soldadas ultrassonicamente no lugar. A soldagem ultrassônica foi executada com o uso de uma unidade de soldagem ultrassônica Modelo 2000X de Branson, Danbury, Connecticut, operada a uma pressão ram de 448 kPa com uma amplitude de trompa, freqüência e tempo de permanência de 100%, 20 kHz, e 0,5 segundos, respectivamente. A operação contra uma bigorna com uma superfície de contato de 4,1 centímetros quadrados, com o uso de condições de pressão RAM e trompa especificadas, resultou em pressões de contato de 8,5 MPa para unir os materiais da pré- forma. A área da bigorna usada para ligar a borda do perímetro da pré-forma foi configurada em estacas de topo achatado quadradas, tendo áreas de face individuais de 1,6 milímetros quadrados que foram dispostas em um padrão 34', conforme mostrado na Figura 2. A trompa de face achatada do soldador atuou contra uma bigorna, fixando a manta do perímetro à pré-forma. Com o uso deste processo, um clipe nasal foi fixado ao topo da pré-forma e foi encapsulado entre a manta de cobertura externa e dobrado sobre a borda da manta de cobertura interna. O clipe nasal era uma faixa de alumínio plasticamente deformável maleável que tinha o formato mostrado na Figura 2 e tinha 9 cm de comprimento por 0,5 cm de largura por 1 mm de espessura. Na operação de finalização da máscara, as pregas foram dobradas ao longo das linhas de vinco, conforme mostrado na Figura 4. As pregas localizadas acima da dobra central da máscara, foram dobradas de modo que a dobra exterior estivesse voltada para baixo com a máscara aberta; isto foi feito para ajudar a evitar o acúmulo de matéria bruta nas dobras da máscara quando vestida. Com a pré-forma apropriadamente pregueada e dobrada em volta da dobra central, a pré-forma foi ultrassonicamente soldada para fundir as bordas laterais da máscara (28a e 28b na Figura 2) e para criar as camadas ligadas do flange enrijecido que inclui as áreas de pega de marcação (32a e 32b na Figura 2). A soldagem ultrassônica foi feita com o uso de uma unidade de soldagem Modelo 2000x também da Branson, operada a uma pressão ram de 483 kPa com uma amplitude de trompa, freqüência e tempo de permanência de 100%, 20kHz, e 8 segundos, respectivamente. A área de contato da bigorna para a ligação do material de flange foi configurada com estacas de topo achatado quadradas, tendo áreas de face individuais de 1,04 milímetros quadrados que estavam espaçadas a 2,88 milímetros de seus lados chatos, e incluía o formato das áreas de marcação reivindicadas. O padrão de ligação resultante é indicado como 30a na Figura 2. As barras de bigorna que formavam as ligações de borda lateral da máscara eram de 95,25 milímetros de comprimento e 9,525 milímetros de largura, com o padrão de ligação resultante indicado como 36 na Figura 2. A trompa de face achatada do soldador atuou contra a bigorna resultando na formação do padrão de solda das áreas de marcação mostrado nas Figuras 2 e 3) e criou as camadas ligadas dos flanges. Elementos de barra angular da bigorna selaram as bordas laterais da máscara e superfícies de solda de pino fundiram e enrijeceram o material de flange. Como uma etapa final na operação de finalização da máscara, os flanges enrijecidos foram cortados para um formato desejado, e uma faixa de cabeça foi grampeada às abas. Os flanges tinham 1,0 cm de largura por 5,0 cm de comprimento com uma cabeça de raio de 0,5 cm localizada no ponto de fixação da aba da faixa de cabeça. A faixa de cabeça foi fixada ao cabeçote no raio das abas com o uso de um grampeador manual da Stanley Bostitch, East Greenwich, Rhode Island, Modelo P6C-8 e grampos N0 STH5019 1/4 polegada galvanizado. As seções do flange foram cortadas da máscara e testadas de acordo com um método definido em Teste da Rigidez à Flexão. As seções de flange foram testadas em duas orientações: ao longo do plano achatado da amostra e ao longo da borda da amostra como seria orientado ao longo do comprimento do flange. Quando dobrado ao longo do plano achatado da amostra, o módulo flexural foi 27 MPa. Quando testado ao longo da borda da amostra, era de 66 MPa. A faixa de cabeça era de 7,9 mm de largura por 0,8 mm de espessura, Amostra N0 125-1 de Providence Braid Co., Pawtucket, Rhode Island. Os flanges foram capazes de girar em um eixo geométrico paralelo à linha de fixação ao corpo da máscara e forneceram um corpo da máscara mais rígido quando aberto e vestido. As áreas de marcação dispostas nos flanges estavam prontamente visíveis como uma indicação de -

onde segurar o corpo da máscara.

Esta invenção pode sofrer várias modificações e alterações sem sair de sua essência e escopo. Em conformidade, esta invenção não é limitada ao descrito acima, mas deve ser controlada pelas limitações apresentadas nas reivindicações a seguir e quaisquer equivalentes das mesmas.

Esta invenção também pode ser adequadamente praticada na ausência de qualquer elemento não especificamente apresentado aqui.

Todas as patentes e pedidos de patente citados acima, incluindo aqueles na seção Antecedentes, são incorporados em sua totalidade neste documento a título de referência. Nos limites de um conflito ou discrepância entre a descrição em tal documento incorporado e o relatório descritivo acima, o relatório descritivo acima prevalecerá.

Claims

1. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, caracterizado por compreender: (a) um arnês; (b) um corpo de máscara que tem uma característica de preensão localizada no mesmo, sendo que a característica de preensão tem áreas de marcação para fornecer uma indicação do local onde se deve prender o corpo da máscara para ajuste.

2. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a característica de preensão compreende um flange.

3. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado "pelo fato de que a característica de preensão compreende um primeiro e um segundo flanges localizados em lados opostos do corpo da máscara.

4. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as áreas de marcação compreendem pelo menos uma porção de recorte no primeiro e no segundo flanges, respectivamente.

5. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as áreas de marcação compreendem uma primeira e uma segunda linhas de solda no primeiro e no segundo flanges, respectivamente.

6. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as linhas de solda parecem uma impressão digital.

7. RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo da máscara compreende o primeiro e o segundo flanges que são integrais ao corpo da máscara, sendo que o primeiro e o segundo flanges tem a primeira e a segunda áreas de marcação notáveis nas superfícies principais opostas de casa flange, e sendo que as áreas de marcação parecem uma impressão digital.

8. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM RESPIRADOR DE PEÇA FACIAL FILTRANTE, caracterizado por compreender: (a) fornecer um corpo de máscara que tem uma característica de preensão localizada no mesmo; o (b) posicionar áreas de marcação na característica de preensão para fornecer uma indicação para um usuário do respirador do local onde se deve prender o corpo de máscara para propósitos de ajuste; e (c) fixar um arnês ao corpo da máscara.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a característica de preensão compreende o primeiro e o segundo flanges localizados nos lados opostos do corpo da máscara.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado t pelo fato de que a primeira e a segunda áreas de marcação 5são posicionadas no primeiro e no segundo flanges, respectivamente.