Результат интеллектуальной деятельности: Индивидуальное респираторное защитное устройство

Уровень техники

Индивидуальные респираторные защитные устройства, также известные как респираторы или лицевые маски, используются для широкого диапазона применений, в которых необходимо обеспечить защиту дыхательной системы человека от переносимых по воздуху веществ, или токсичных или вредных газов. В целом такие респираторы или изготовлены формованием с приданием чашевидной формы, например, как описано в документе US 4827924, или выполнены с возможностью складывания, например, как описано в документе ЕР 814871.

Формованные чашевидные маски, как правило, содержат по меньшей мере один слой фильтрующего материала, поддерживаемого внутренней и/или внешней опорной оболочкой. Для обеспечения хорошего прилегания к лицу пользователя вокруг внутренней кромки чашевидной формы выполнена уплотнительная прокладка. Уплотнительная прокладка обычно выполнена из гибкого материала, вследствие чего она принимает форму лица пользователя, обеспечивая уплотнение и хороший контакт между маской и лицом пользователя. Качество прилегания таких респираторов должно быть высоким, поскольку важно, чтобы как можно больше воздуха проходило через фильтрующий материал, а не возле кромок респиратора при его использовании. Такие респираторы также могут быть выполнены с клапаном, способствующим осуществлению дыхания.

Таким образом, уплотнительная прокладка сама по себе является ключевым фактором в обеспечении повторяемого, надежного прилегания респиратора. В связи с различными формами лица пользователей уплотнительная прокладка должна быть достаточно гибкой и иметь соответствующий размер, чтобы прилегать вокруг многих различных профилей. Одной из проблематичных областей является область возле носа пользователя, где респиратор должен плотно и надежно прилегать к коже для обеспечения минимального перемещения респиратора во время использования, а также воздухонепроницаемого прилегания. Для обеспечения такого прилегания респираторы, как правило, снабжают носовым зажимом, таким как полоска из металла, расположенным на внешней поверхности респиратора и выполненным с возможностью изгиба в области носа пользователя для удерживания респиратора на месте. Одной альтернативой применению носового зажима является использование вспененной на месте уплотнительной прокладки, которая заполняет промежуток возле края носа пользователя, обеспечивая таким образом улучшенное прилегание. Такое решение описано в документе ЕР 1614361, в котором вокруг кромки респиратора сформована эластичная краевая полоса с деформируемыми краями, расположенными в области носа.

Однако по-прежнему могут возникать различные проблемы, связанные с использованием носового зажима или другой уплотнительной прокладки: во-первых, включение носового зажима может привести к появлению дополнительных расходов на изготовление; во-вторых, носовой зажим может быть неудобным для некоторых пользователей, поскольку форма и размеры лица значительно варьируют среди групп пользователей; и в-третьих, прилегание, обеспечиваемое без использования носового зажима, может быть в целом хуже без такого плотного контакта между уплотнительной прокладкой и кожей пользователя. Кроме того, если прилегание далеко от идеального, у пользователей, которым для выполнения определенных задач также необходимо использовать очки, появляются дополнительные проблемы, например, в случае защитных очков или медицинских очков. Например, могут возникнуть сложности с использованием защитных очков в правильном или удобном положении, если опора для линз или оправа соприкасается с верхней кромкой респиратора или уплотнительной прокладки. Даже при использовании в правильном положении плохо прилегающая уплотнительная прокладка приводит к выходу влаги в результате дыхания из респиратора и ее перемещению под оправу или линзы очков, вызывая затуманивание очков.

Сущность изобретения

Таким образом, было бы желательно решить все эти проблемы путем предоставления уплотнительной прокладки, обеспечивающей оптимальное прилегание ко всем типам и размерам лица, с минимальным повышением стоимости по сравнению с уже существующими изделиями или, в наилучшем варианте, со сниженными затратами на изготовление.

Целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере некоторых из этих задач путем предоставления индивидуального респираторного защитного устройства для использования пользователем, содержащего: корпус респиратора, содержащий периферийную часть, фильтрующий материал, образующий по меньшей мере часть корпуса респиратора, и уплотнительную прокладку, причем уплотнительная прокладка расположена на периферийной части и выполнена протяженной вдоль по меньшей мере части ее длины, причем уплотнительная прокладка выполнена из гибкого эластомерного материала и имеет заданный профиль, причем профиль содержит выступ, который выступает в направлении от периферийной части, и место сгиба, относительно которого уплотнительная прокладка выполнена с возможностью сгиба, расположенное на выступе.

Гибкость уплотнительной прокладки и профиль образуют адаптируемую конструкцию, которая легко и полностью принимает форму лица пользователя. Выступ обеспечивает точное позиционирование уплотнительной прокладки в области носа и скул, предотвращая протекание воздуха внутрь во время использования. Вследствие сгибания в одном месте обеспечивается оптимизация прилегания уплотнительной прокладки.

Предпочтительно, выступ выполнен с выемкой, при этом данная выемка формирует место сгиба.

Предпочтительно, указанная выемка выполнена с возможностью вмещения носа пользователя.

Устройство может дополнительно содержать средства фиксации для крепления индивидуального респираторного устройства на пользователе, вследствие чего уплотнительная прокладка изгибается и принимает форму лица пользователя. Предпочтительно, средства фиксации выполнены регулируемыми, причем при отрегулированных средствах фиксации уплотнительная прокладка изгибается и принимает форму лица пользователя.

Предпочтительно, выступ выполнен деформируемым, обеспечивающим прилегание уплотнительной прокладки в сущности вплотную к носу и щекам пользователя.

Предпочтительно, уплотнительная прокладка выполнена протяженной в сущности вдоль всей периферийной части.

Предпочтительно, уплотнительная прокладка прилегает в сущности вплотную к носу, щекам и подбородку пользователя.

Предпочтительно, выступ образован локальным увеличением толщины эластомерного материала. Предпочтительно, место сгиба образовано локальным уменьшением толщины эластомерного материала. Выступ предпочтительно образован на участке уплотнительной прокладки, который контактирует с носом пользователя во время использования.

Профиль может иметь в сущности V-образную форму.

Предпочтительно уплотнительная прокладка содержит термопластичный эластомер (ТРЕ). Уплотнительная прокладка может быть выполнена с помощью литья под давлением.

Фильтрующий материал может быть в виде покровного элемента, а корпус респиратора может содержать внутренний чашевидный опорный элемент, причем фильтрующий материал расположен поверх внутреннего чашевидного опорного элемента. Покровный элемент и внутренний чашевидный опорный элемент могут быть соединены на периферийной части корпуса респиратора. Корпус респиратора может содержать по меньшей мере две панели.

Предпочтительно, уплотнительная прокладка выполнена протяженной вдоль всей периферийной части корпуса респиратора.

Предпочтительно, устройство представляет собой респираторное устройство, не требующее технического обслуживания.

Предпочтительно, уплотнительная прокладка содержит листовой эластомерный материал.

Уплотнительная прокладка может быть выполнена с отверстием, выполненным с возможностью вмещения носа и рта пользователя.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано лишь в пояснительных целях и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - вид в перспективе индивидуального респираторного устройства, содержащего уплотнительную прокладку, в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 - вид сбоку индивидуального респираторного устройства, содержащего уплотнительную прокладку, в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 3 - вид сверху уплотнительной прокладки, на котором обозначено несколько поперечных сечений;

фиг. 4а - поперечное сечение вдоль линии А-А' на фиг. 3;

фиг. 4b - поперечное сечение вдоль линии В-В' на фиг. 3;

фиг. 4с - поперечное сечение вдоль линии С-С' на фиг. 3;

фиг. 4d - поперечное сечение вдоль линии D-D' на фиг. 3;

фиг. 4е - поперечное сечение вдоль линии E-Ε' на фиг. 3;

фиг. 4f - поперечное сечение вдоль линии F-F' на фиг. 3;

фиг. 4g - поперечное сечение вдоль линии G-G' на фиг. 3; и

фиг. 4h - поперечное сечение вдоль линии Η-H' на фиг. 3.

Подробное описание

Для обеспечения улучшенного прилегания без использования носовых зажимов, а также для устранения проблем, возникающих в результате плохого прилегания, таких как запотевание очков, в настоящем изобретении применяется профилированная уплотнительная прокладка, выполненная из гибкого эластомерного материала. Уплотнительная прокладка прикреплена к периферийной части индивидуального респираторного устройства и выполнена протяженной вдоль по меньшей мере части ее длины. Профиль содержит выступ, который выступает в направлении от периферийной части, и место сгиба, относительно которого уплотнительная прокладка выполнена с возможностью сгиба, расположенное на выступе. Гибкость обеспечивает деформирование уплотнительной прокладки в области носа, щек и подбородка пользователя, обеспечивая контакт с кожей во всех точках вдоль уплотнительной прокладки и, таким образом, вокруг периферийной части устройства, где она протяжена. Предпочтительно, уплотнительная прокладка выполнена протяженной вдоль всей периферийной части, таким образом обеспечивая отличное прилегание независимо от формы и размеров лица пользователя.

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе индивидуального респираторного устройства, содержащего уплотнительную прокладку, в соответствии с настоящим изобретением. Индивидуальное респираторное устройство 1 в целом имеет чашевидную форму с корпусом 2 респиратора, имеющим периферийную часть 3, и содержит внутренний чашевидный опорный элемент 4 и фильтрующий материал в виде внешнего покровного элемента 5, причем фильтрующий материал расположен поверх внутреннего чашевидного опорного элемента 4, образуя по меньшей мере часть корпуса 2 респиратора. Уплотнительная прокладка 6 расположена на периферийной части 3 устройства 1 и в этом воплощении выполнена протяженной вокруг всей периферийной части 3 устройства 1. Уплотнительная прокладка 6 выполнена из гибкого эластомерного материала. Уплотнительная прокладка 6 имеет заданный профиль, что изображено в виде профилированного участка, причем профиль содержит выступ 7, который выступает в направлении от периферийной части 3. Профиль имеет в сущности V-образную форму. Выступ 7 выполнен на участке уплотнительной прокладки 6, которая контактирует с носом пользователя во время использования, причем он образован локальным увеличением толщины эластомерного материала уплотнительной прокладки 6. В уплотнительной прокладке 6 выполнено центральное отверстие 8 в сущности эллиптической формы для вмещения области рта и носа пользователя, вследствие чего уплотнительная прокладка 6 контактирует с носом, щеками и подбородком пользователя. В самой верхней точке, где при использовании уплотнительная прокладка 6 контактирует с переносицей пользователя, уплотнительная прокладка 6 выполнена с выемкой 9. Выемка 9 выполнена с возможностью вмещения носа пользователя. Место 10 сгиба расположено на выступе 7 и в целом соответствует положению выемки 9, так что выемка 9 образует место 10 сгиба. Место 10 сгиба образовано локальным уменьшением толщины эластомерного материала уплотнительной прокладки 6. Уплотнительная прокладка 6 выполнена с возможностью сгиба относительно этого места 10 сгиба.

Средства 11a-d фиксации предназначены для крепления устройства 1 на пользователе с обеспечением изгибания уплотнительной прокладки 6 и принятия ею формы лица пользователя. Средства 11а-d фиксации крепятся к устройству 1 на периферийной части 3 с помощью ультразвуковой сварки. На периферийной части 3 может быть выполнена дополнительная выступающая часть, выполненная протяженной вокруг по меньшей мере части, предпочтительно всей периферийной части, образуя основание, к которому могут быть присоединены средства 11а-d фиксации при необходимости. Предпочтительно средства 11а-d фиксации приварены к периферийной части 3 с помощью ультразвуковой сварки, хотя могут быть использованы другие подходящие и эквивалентные методы. Средства 11а-d фиксации выполнены регулируемыми, при этом при отрегулированных средствах фиксации уплотнительная прокладка 6 изгибается и принимает форму лица пользователя. Когда регулируемые средства 11а-d фиксации плотно затянуты, уплотнительная прокладка 6 сгибается в направлении лица пользователя относительно места 10 сгиба, вводя выемку 9 в контакт с носом. Каждое из средств 11а-d фиксации содержит пластмассовую пряжку, через которую продевается отрезок эластичного материала и может быть затянут длиннее или короче при необходимости. Каждый из двух головных ремней (не показаны) соединяется с двумя пряжками, причем головные ремни выполнены из полос эластичного материала. Конструкция пряжки предотвращает свободное перемещение в одном направлении, таким образом, плотно удерживая эластичный материал в определенном положении. Альтернативно, могут быть использованы нерегулируемые средства фиксации, такие как эластичные элементы в оплетке, которые могут быть приклеены, приварены или прикреплены скобами к периферийной части 3.

Участок уплотнительной прокладки 6, расположенный возле выемки 9 и примыкающий к ней, непосредственно контактирует с носом и щеками пользователя, обеспечивая хорошее прилегание. Этому способствует то, что выступ 7 выполнен деформируемым, обеспечивающим прилегание уплотнительной прокладки 6 в сущности вплотную к носу и щекам пользователя. В данном примере уплотнительная прокладка 6 выполнена протяженной в сущности по всей периферийной части 3, так что уплотнительная прокладка 6 прилегает в сущности вплотную к носу, щекам и подбородку пользователя.

Внутренний чашевидный опорный элемент 4 предпочтительно выполнен из материала из термоскрепленных полиэфирных нетканых штапельных волокон, уложенных воздухом, хотя опционально может быть использован материал из полиолефиновых, поликарбонатных, полиуретановых, целлюлозных волокон или их комбинации. Внешнее покровное полотно 5 предпочтительно выполнено из нетканых материалов, полученных из полипропиленовых двухкомпонентных волокон по технологии спанбонд. Внутреннее покровное полотно (не показано) опционально может быть расположено между внешним покровным полотном 5 и внутренним чашевидным опорным элементом 4, и предпочтительно также выполнено из нетканого материала, полученного из полипропиленовых двухкомпонентных волокон по технологии спанбонд. Внутренний чашевидный опорный элемент 4, внешнее покровное полотно 5 и уплотнительная прокладка 6 приварены вместе на периферийной части 3. Предпочтительно используется ультразвуковая сварка, однако подходящими также являются термическая сварка и другие методы сварки. Несмотря на то, что в этом воплощении настоящего изобретения используется внутренний чашевидный опорный элемент, может быть предпочтительным использование опорного элемента другого типа или совсем не использовать опорный элемент. Например, может быть использован внешний чашевидный опорный элемент с внутренним фильтрующим слоем, образующий корпус 2 респиратора.

Фиг. 2 представляет собой вид сбоку индивидуального респираторного устройства, содержащего уплотнительную прокладку, в соответствии с настоящим изобретением. На нем более подробно показана форма профиля. Профиль имеет в сущности V-образную форму, причем вершина "V" соответствует выступу 7. Когда средства 11a-d фиксации плотно затянуты в направлении стрелок А, А', уплотнительная прокладка 6 сгибается вниз в месте сгиба, прижимая участки 12а, 12b на обеих сторонах места 10 сгиба и выемку 9 к скулам пользователя. В то же время часть уплотнительной прокладки 6 на периферийной части 3, противоположной выемке 9, плотно прижимается к подбородку пользователя. Это обеспечивает воздухонепроницаемое прилегание вокруг всей периферийной части 3 устройства 1.

Уплотнительная прокладка 6 выполнена из гибкого эластомерного материала, предпочтительно из термопластичного эластомера (ТРЕ). Подходящие материалы включают Evoprene® G 967 и G 953, оба доступные от компании AlphaGary Limited, Beler Way, Leicester Road Industrial Estate, Melton Mowbray, Leicestershire LE13 0DG, UK. Предпочтительно, уплотнительную прокладку 6 получают с помощью литья под давлением термопластичного эластомерного материала. Пресс-форму из двух частей предпочтительно заполняют под давлением из по меньшей мере одной точки впрыска на поверхность пресс-формы, в результате чего получают готовую уплотнительную прокладку 6, имеющую по меньшей мере одну точку впрыска на поверхности, а не на кромке. Впрыск на поверхность пресс-формы, а не на кромку, дает в результате превосходное сопротивление разрыву и механическую прочность готовой уплотнительной прокладки 6.

Фиг. 3 представляет собой вид сверху уплотнительной прокладки, на котором обозначено несколько поперечных сечений. На этих поперечных сечениях более подробно показаны профиль и выступ 7. На фиг. 3 показана одна половина уплотнительной прокладки 6, причем следует понимать, что профиль не показанной половины является зеркальным отражением профиля, показанного на поперечных сечениях А-А' - Н-Н'. Фиг. 4а представляет собой поперечное сечение вдоль линии А-А' на фиг. 3, причем на ней показана толщина уплотнительной прокладки 6 на участке выемки 9 и места 10 сгиба. Несмотря на то что ниже указаны номинальные значения толщины, их следует понимать как предпочтительные значения, находящиеся в диапазоне, определенном допусками на изготовление в пределах ±0,2 мм. Кроме того, как номинальные значения, так и допуски могут варьироваться в зависимости от сорта и состава материала ТРЕ, используемого для изготовления уплотнительной прокладки 6.

Уплотнительная прокладка 6 имеет номинальную толщину 1,67 мм на участке выступа 7, 0,80 мм на периферийной части 3 и 0,65 мм на остальной части уплотнительной прокладки 6. Таким образом, выступ 7 образован локальным увеличением толщины эластомерного материала. Фиг. 4b представляет собой поперечное сечение вдоль линии В-В' на фиг. 3, а фиг. 4с представляет собой поперечное сечение вдоль линии С-С на фиг. 3. Таким образом, номинальная толщина уплотнительной прокладки 6 на выступе 7 составляет 2,04 мм и 1,73 мм соответственно, что означает, что место сгиба образовано локальным уменьшением толщины эластомерного материала. Толщина материала, из которого выполнен выступ 7, уменьшается при удалении от выемки 9, как показано на фиг. 4d (1,50 мм) и 4е (1,14 мм). В местах, где выступ 7 наклонен в направлении периферийной части 8 на сечениях F-F' и G-G', как показано на фиг. 4f и 4g, толщина незначительно увеличивается (1,34 мм и 1,67 мм соответственно), то есть в местах, где уплотнительная прокладка 6 контактирует с челюстью пользователя возле уголков рта. В завершение, часть уплотнительной прокладки 6, которая прилегает в области подбородка пользователя, как показано на сечении Н-Н' на фиг. 4h, имеет приблизительно такую же номинальную толщину, что и остальная часть уплотнительной прокладки вдали от выступа 7 и периферийной части 3, то есть 0,65 мм. В частности, на фиг. 4b и 4с можно увидеть, как изменение толщины уплотнительной прокладки 6 позволяет ей деформироваться и контактировать с носом и щеками пользователя, по-прежнему оставаясь достаточно структурной на выступе 7 для образования воздухонепроницаемого уплотнения. В отличие от устройств, известных из уровня техники, уплотнительная прокладка содержит листовой эластомерный материал, эксплуатационные свойства которого определяются изменениями толщины материала и профилями, образованными в результате литья под давлением.

Примеры

Для определения эффективности уплотнительной прокладки осуществляли испытание для измерения общего протекания внутрь (TIL) устройства. Указанное испытание представляло собой испытание на протекание воздуха внутрь устройства из внешней окружающей среды вследствие плохой герметизации относительно лица пользователя, что являлось показателем качества прилегания устройства. Функциональные требования в отношении испытания на общее протекание внутрь изложены в пункте 7.9.1 стандарта EN149:2001+ Al :2009 для устройств класса FFP3 (фильтрующие полумаски). Для определения общего протекания внутрь испытуемые субъекты надевали устройство и регулировали его соответствующим образом для обеспечения наилучшего прилегания к элементам их лиц, затем они с надетым устройством выполняли множество заданий в атмосфере, содержащей аэрозольную суспензию (соотношение концентрации соли внутри маски и концентрации соли снаружи маски в %). TIL определяли исходя из количества частиц, присутствующих внутри устройства после использования, причем данное количество свидетельствует о протечке вокруг уплотнительной прокладки, а также о герметичности относительно лица пользователя. Для соответствия требованиям стандарта EN149:2001+ Al :2009 использовали контрольную группу людей с различными размерами лиц, причем в соответствии со стандартом лишь у 4 испытуемых субъектов из 10 должно превышаться максимально допустимое значение TIL, составляющее 5%, при этом среднее значение TIL при всех видах деятельности не должно превышать 2% применительно к любому испытуемому субъекту. Испытуемые виды деятельности включают: ходьбу, движения головой вверх и вниз, разговор и второй подход ходьбы. Ни у одного из 10 испытуемых субъектов не было зарегистрировано превышение 5%-ного максимально допустимого значения или 2%-ного среднего значения, таким образом, устройство в соответствии с настоящим изобретением соответствует требованиям стандарта.

В вышеуказанном примере устройство 1 выполнено чашевидным, с уплотнительной прокладкой 6, выполненной протяженной вдоль всей периферийной части 3 корпуса 2 респиратора. Однако может быть желательно включить в устройство уплотнительную прокладку, которая не является чашевидной. Например, корпус 2 респиратора может содержать по меньшей мере две панели, таким образом образующие складываемое респираторное устройство. В любом случае, устройство 1 также может содержать клапан 15. Предпочтительно, устройство 1 представляет собой респираторное устройство, не требующее технического обслуживания. Альтернативно, устройство может представлять собой респиратор многоразового использования.