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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neuartige Gesichtsmasken, die Schichten
aus faserigem Material enthalten, wobei die äußerste Schicht ein spinngebundenes/schmelzgeblasenes/spinngebundenes Laminat
ist, das beispielsweise aus
EP-A-0
754 796 bekannt ist. Die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung
bieten Schutz vor dem Eindringen von Flüssigkeit, Atmungsfähigkeit
und Komfort für
den Träger.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wie
allgemein bekannt ist, wurden Gesichtsmasken entworfen, um das Eindringen
von Flüssigkeiten
und/oder luftübertragenen
Kontaminanten durch die Gesichtsmaske deutlich zu verringern, wenn
nicht sogar zu verhindern. Bei Ausführung chirurgischer Eingriffe
zählen
zu solchen Flüssigkeitsquellen
die Transpiration des Patienten, Flüssigkeiten eines Patienten,
wie Blut, und lebenserhaltende Flüssigkeiten, wie Plasma und
Kochsalzlösung.
Beispiele für
luftübertragene
Kontaminanten sind, ohne darauf beschränkt zu sein, biologische Kontaminanten,
wie Bakterien, Viren und Pilzsporen. Solche Kontaminanten können auch teilchenförmiges Material enthalten,
wie zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, Flusen, Mineralpulver,
Staub, Hautschuppen und Atmungströpfchen. Ein Maß einer
Fähigkeit
eines Stoffs, den Durchgang solcher luftübertragenen Materialien zu
verhindern, wird manchmal als "Filtrationseffizienz" bezeichnet.
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Viele
Gesichtsmasken wurden ursprünglich aus
Baumwolle oder Leinen hergestellt. Solche Gesichtsmasken, die aus
diesen Materialien gebildet wurden, ermöglichten jedoch den Durchgang
oder das Eindringen verschiedener Flüssigkeiten, die bei chirurgischen
Eingriffen vorhanden sind. In diesen Fällen wurde durch die Gesichtsmaske
hindurch ein Pfad für
den Durchgang biologischer Kontaminanten gebildet, die entweder
in der Flüssigkeit
vorhanden sind oder anschließend
mit der Flüssigkeit
in Kontakt gelangen. Zusätzlich
bieten Gesichtsmasken, die aus Baumwolle oder Leinen gebildet sind,
in vielen Fällen
eine unzureichende Sperre gegenüber
dem Durchgang von luftübertragenen
Kontaminanten. Ferner waren diese Artikel teuer und natürlich waren Wasch-
und Sterilisationsprozeduren vor einer Wiederverwendung erforderlich.
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Gesichtsmasken
für den
einmaligen Gebrauch haben Gesichtsmasken aus Leinen weitgehend ersetzt.
Zu Vorteilen solcher Gesichtsmasken für den einmaligen Gebrauch zählen die
Bildung solcher Artikel aus vollständig Flüssigkeit abweisenden Stoffen
und/oder perforierten Filmen, die ein Eindringen von Flüssigkeit
verhindern. Auf diese Weise wird verhindert, dass biologische Kontaminanten,
die durch Flüssigkeit
befördert
werden, durch solche Stoffe gehen. In einigen Fällen jedoch können Gesichtsmasken,
die aus perforierten Filmen gebildet und gleichzeitig für Flüssigkeit
und luftübertragene Kontaminanten
undurchdringlich sind, über
eine längere
Zeit für
den Träger
unbequem werden. Ferner sind solche Gesichtsmasken relativ teurer
als Gesichtsmasken, die nur Vliesbahnen enthalten.
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In
einigen Fällen
weisen Gesichtsmasken, die aus Flüssigkeit abweisenden Stoffen
hergestellt sind, wie aus Stoffen, die aus Vliespolymeren gebildet
sind, Flüssigkeiten
ausreichend zurück
und sind atmungsfähiger
und somit komfortabler für
den Träger
als nicht poröse
Materialien. Diese Verbesserungen in Komfort und Atmungsfähigkeit,
die solche Vliesstoffe bieten, wurden jedoch allgemein auf Kosten
der Sperreigenschaften oder Filtrationseffizienz erreicht.
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Eine
Art eines Vliesstoffs, ein herkömmliches spinngebundenes/schmelzgeblasenes/spinngebundenes
(SMS) Laminat, wurde allgemein aufgrund seiner ausgezeichneten Sperreigenschaften
und relativ geringen Kosten für
chirurgische Gewänder,
wie Mäntel
und Tücher,
verwendet. Bisher wurden solche SMS-Laminate aufgrund ihrer unannehmbaren
Atmungsfähigkeitseigenschaften
nicht für
im Handel erhältlichen
Gesichtsmasken verwendet. Folglich wurde die Suche nach Materialien
für Gesichtsmasken fortgesetzt,
die Schutz vor dem Eindringen von Flüssigkeit, Atmungsfähigkeit
und Komfort bei relativ geringen Kosten bieten.
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Daher
besteht in der Technik ein Bedarf an Gesichtsmasken und Verfahren
zu deren Herstellung, die verbesserten Schutz vor dem Eindringen von
Flüssigkeit, Atmungsfähigkeikeit
und Komfort wie auch verbesserte Filtrationseffizienz bieten. Solche
verbesserten Materialien und Verfahren werden durch die vorliegende
Erfindung bereitgestellt und werden aus der folgenden Beschreibung
und den Ansprüchen
offensichtlicher.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist eine Gesichtsmaske, wie in Anspruch
1 definiert. Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Gesichtsmaske, die
ein spinngebundenes/schmelzgeblasenes/spinngebundenes (SMS) Laminat
umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine neuartige
Gesichtsmaske mit einer äußersten
Schicht in Form eines SMS-Laminats. Zusätzlich zu der SMS-Schicht enthalten
die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung eine Zwischenschicht,
vorzugsweise in der Form einer oder mehrerer schmelzgeblasener Elektretstoffe,
und eine innerste Schicht, vorzugsweise in der Form eines spinngebundenen
Stoffs oder eines zweiten SMS-Laminats.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung bieten verbesserten Schutz
vor dem Eindringen von Flüssigkeit,
Atmungsfähigkeit
und Komfort genausowie verbesserte Filtrationseffizienz, während die
Verwendung teurer Komponenten, wie perforierter Filme vermieden
wird. Die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung enthalten verschiedene Schichten,
von welchen jede gewünschte
Eigenschaften bereitstellt und zu den gesamten Filtrationseigenschaften
der Gesichtsmasken beiträgt.
Tatsächlich
arbeiten die verschiedenen Schichten der Gesichtsmasken synergistisch
zusammen, um Filtrationseigenschaften, wie ein verbessertes Eindringen von
Flüssigkeiten,
bereitzustellen, also Eigenschaften, die durch Verwendung einer
beliebigen einzelnen Schicht der Gesichtsmasken nicht erreicht werden
können.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung können aus zahlreichen Materialien
zusätzlich zu
dem SMS-Laminat hergestellt werden, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein,
Geweben, Vliesstoffen, gewirkten Stoffen und Kombinationen davon.
Die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung werden aus einem SMS-Laminat,
einer innersten Schicht, wie in Anspruch 1 definiert, und einer oder
mehreren zusätzlichen
Filterschichten gebildet, die zwischen dem SMA-Laminat und der innersten Schicht
angeordnet sind. Besonders wünschenswert umfassen
die Gesichtsmasken ein äußeres SMS-Laminat,
mindestens einen dazwischen liegenden Filterstoff in der Form eines
schmelzgeblasenen Elektretstoffs, und eine innerste Schicht in Form
eines spinngebundenen Stoffs, eines nass abgelegten Stoffs oder
eines zweiten SMS-Laminats.
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Das
faserige Material, das zur Bildung der obengenannten Bahnen verwendet
wird, enthält
synthetische Fasern, natürliche
Faser und Kombinationen davon. Die Wahl der Fasern hängt zum
Beispiel von den Kosten der Faser und den gewünschten Eigenschaften der fertigen
Gesichtsmaske ab, z. B. Flüssigkeitsbeständigkeit,
Dampfdurchlässigkeit
und Flüssigkeitssaugfähigkeit.
Zum Beispiel können
geeignete faserige Materialien synthetische Fasern, wie jene, die
von Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden, Polyacrylen usw. abgeleitet
sind, alleine oder in Kombination miteinander enthalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein. Ebenso können
natürliche
Fasern, wie Baumwolle, Leinen, Jute, Hanf, Baumwolle, Wolle, Zellstoff,
usw.; regenerierte zelluloseartige Fasern, wie Viskose, Rayon und
Kupferammoniumrayon; oder modifizierte zelluloseartige Fasern, wie Zelluloseacetat
gleichfalls verwendet werden. Mischungen aus einer oder mehreren
der obengenannten Fasern können
nach Wunsch ebenso verwendet werden.
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Es
hat sich gezeigt, dass die Gesichtsmasken, die aus synthetischen
Fasern, alleine oder in Kombination mit natürlichen Fasern, hergestellt
werden, besonders gut für
die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung erfüllen den Bedarf in der Technik
an geeigneten Gesichtsmasken, die verbesserten Schutz vor dem Eindringen
von Flüssigkeit,
Atmungsfähigkeit und
Komfort wie auch eine verbesserte Filtrationseffizienz bieten. Eine
ausführliche
Beschreibung der Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung folgt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung enthalten einen flexiblen
Körperabschnitt,
der im Allgemeinen eine rechteckige oder quadratische Form aufweist
und ein Filtrationsmaterial umfasst. Das Filtrationsmaterial besteht
vorzugsweise aus einer oder mehreren Schichten eines Vliesmaterials mit
Luftdurchlässigkeit.
Mindestens eine Schicht ist aus einem spinngebundenem/schmelzgeblasenen/spinngebundenen
(SMS) Laminat gebildet. Vorzugsweise ist das SMS-Laminat als äußerste Schicht oder
Deckschicht der Gesichtsmaske bereitgestellt. Die SMS-Deckschicht
ist mit einer Zwischenschicht kombiniert, die der Gesichtsmaske
zusätzliche
Filtrationseigenschaften verleiht, und einer inneren Schicht, die
mit dem Gesicht des Trägers
in Kontakt steht und Komfort bietet. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
der Körperabschnitt
eine äußerste Schicht
aus einem SMS-Laminat, eine Zwischenschicht aus einem schmelzgeblasenen
Elektretmaterials und eine innere Schicht aus einem Vliesstoff.
Vorzugsweise ist die innere Schicht ein Deckschichtmaterial, wie
jenes, das aus einem zelluloseartigen Material oder einem zelluloseartigen
Material in Kombination mit synthetischen Fasern gebildet wird,
ein spinngebundener Stoff; oder ein zweites SMS-Laminat. Jede der Schichten des Körperabschnitts
ist im Allgemeinen rechteckig und vorzugsweise von gleicher Ausdehnung
wie die anderen Schichten; die äußerste Schicht
oder jede andere Schicht kann jedoch größer und dazu ausgebildet sein, über eine
oder mehrere andere Schichten gefaltet zu werden.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung können aus zahlreichen Substraten
zusätzlich zu
dem SMS-Laminat hergestellt werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein,
Gewebe, Vliesstoffe, Gelege, gewirkte Stoffe und Kombinationen davon.
Vorzugsweise sind die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung
aus einer oder mehreren Vliesstoffschichten gebildet. Im Falle mehrerer Schichten
sind die Schichten im Allgemeinen nebeneinander liegend oder in
einem Oberfläche-zu-Oberfläche-Verhältnis positioniert,
und alle oder ein Teil der Schichten können an benachbarte Schichten
gebunden sein. Im Falle von Vliesstoffen kann der Vliesstoff auch
aus mehreren separaten Vliesbahnen gebildet sein, wobei die separaten
Vliesbahnen gleich oder unterschiedlich sind.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "Vliesstoff" einen Stoff, der eine Struktur aus
einzelnen Fasern oder Filamenten hat, die regellos und/oder in einer
Richtung mattenförmig
ineinander gelegt sind. Vliesstoffe können mit zahlreichen Verfahren
hergestellt werden, einschließlich,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Luftablegeverfahren, Nassablegeverfahren, Hydroverschlingungsverfahren, Stapelfaserkardieren
und – binden,
und Lösungsspinnen.
Geeignete Vliesstoffe enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
spinngebundene Stoffe, schmelzgeblasene Stoffe, nass abgelegte Stoffe
und Kombinationen davon.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "spinngebundener Stoff" eine Bahn aus Fasern und/oder
Filamenten geringen Durchmessers, die durch Extrudieren eines geschmolzenen
thermoplastischen Materials oder Koextrudieren von mehr als einem
geschmolzenen thermoplastischen Material, als Filamente aus einer
Mehrzahl feiner, für
gewöhnlich kreisförmiger Kapillaren
in einer Spinndüse
gebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente
dann rasch verringert wird, zum Beispiel durch nicht eduktives oder
eduktives Strömungsstrecken
oder andere allgemein bekannte Spinnbindungsmechanismen. Die Produktion
spinngebundener Vliesbahnen ist in Patenten, wie Appel, et al.,
US. Pat. Nr. 4,340,563 ;
Dorschner et al.,
U.S. Pat. Nr. 3,692,618 ; Kinney,
U.S. Pat. Nr. 3,338,992 und
3,341,394 ; Levy
U.S. Pat. Nr. 3,276,944 ;
Peterson,
U.S. Pat. Nr. 3,502,538 ;
Hartman,
U.S. Pat. Nr. 3,502,783 ;
Dobo et al.
U.S. Pat. Nr. 3,542,615 ;
und Harmon,
Kanadisches Patent
Nr. 803,714 dargestellt.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "schmelzgeblasene Stoffe" einen Stoff, der
Fasern umfasst, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen
Materials durch eine Mehrzahl feiner, für gewöhnlich kreisförmiger Düsenkapillaren
als geschmolzene Fäden
oder Filamente in einen Hochgeschwindigkeitsgas-(z. B. Luft-)Strom
gebildet werden, der die Filamente aus geschmolzenem thermoplastischen
Material verfeinert, um deren Durchmesser zu verringern, der ein
Mikrofaserdurchmesser sein kann. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern
durch den Hochgeschwindigkeitsgasstrom befördert und auf einer Sammelfläche zur
Bildung einer Bahn aus regellos verteilten schmelzgeblasenen Fasern
abgelegt. Das Schmelzblasverfahren ist allgemein bekannt und ist
in verschiedenen Patenten und Veröffentlichungen beschrieben,
einschließlich NRL
Report 4364, "Manufacture
of Super-Fine Organic Fibers",
von V. A. Wendt, E. L. Bonne und C. D. Fluharty; NRL Report 5265, "An Improved Device
for the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers", von K. D. Lawrence,
R. T. Lukas und J. A. Young; und
U.S.
Patent Nr. 3,849,241 , erteilt am 19. November 1974, an
Buntin et al..
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "Mikrofaser" Fasern von geringem Durchmesser mit einem
durchschnittlichen Durchmesser von nicht mehr als etwa 100 Mikron,
zum Beispiel mit einem Durchmesser von etwa 0,5 Mikron bis etwa
50 Mikron. Insbesondere können
Mikrofasern auch einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1
Mikron bis etwa 20 Mikron haben. Mikrofasern mit einem durchschnittlichen
Durchmesser von etwa 3 Mikron oder weniger werden allgemein als
ultrafeine Mikrofasern bezeichnet.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "nass abgelegte Stoffe" Stoffe, die durch
ein Verfahren, wie ein Papierherstellungsverfahren, gebildet werden,
wobei Fasern, die in einem flüssigen
Medium dispergiert sind, auf ein Sieb derart abgelegt werden, dass
das flüssige
Medium durch das Sieb fließt und
ein Stoff auf der Oberfläche
des Siebs zurückbleibt.
Faserbindemittel können
auf die Fasern im flüssigen
Medium oder nach der Ablage auf dem Sieb aufgetragen werden. Nass
abgelegte Stoffe können natürliche und/oder
synthetische Fasern enthalten.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff " Spunlaced-Stoffe" eine Bahn aus einem Material, das aus
einer Mischung aus natürlichen
Fasern und synthetischen Fasern besteht, wobei die Fasern Hochgeschwindigkeitswasserströmen ausgesetzt werden,
die die Fasern verschlingen, um eine mechanische Bindung zu erreichen.
Vorzugsweise sind die natürlichen
Fasern Zellstofffasern und die synthetischen Fasern sind Polyesterfasern.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung umfassen ein spinngebundenes/schmelzgeblasenes/spinngebundenes
(SMS) Laminat. Vorzugsweise umfassen die Gesichtsmasken der vorliegenden
Erfindung ein SMS-Laminat als äußerste Schicht der
Gesichtsmaske. Insbesondere umfassen die Gesichtsmasken ein SMS-Laminat
als äußerste Schicht und
mindestens einen Filterstoff in Form eines schmelzgeblasenen Elektretstoffs.
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Wie
hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "Elektret" oder "Elektretiesierung" eine Behandlung, die einem dielektrischen
Material, wie Polyolefinen, Ladungen verleiht. Die Ladung enthält Schichten
aus positiven oder negativen Ladungen, die an oder nahe der Oberfläche des
Polymers gefangen sind, oder Ladungswolken, die im Volumen des Polymers
gespeichert sind. Die Ladung enthält auch Polarisationsladungen,
die in Ausrichtung der Dipole der Moleküle eingefroren sind. Verfahren,
um einem Material eine Elektretisierung zu verleihen, sind dem Fachmann
gut bekannt. Diese Verfahren enthalten zum Beispiel thermische,
Flüssigkeitskontakt-,
Elektronenstrahl- und Koronaentladungsverfahren. Eine besondere
Technik, ein Material einer elektrostatischen Elektretisierung zu
unterziehen, ist die Technik, die in
U.S.
Patent Nr. 5,401,466 offenbart ist. Diese Technik beinhaltet
ein Material einem Paar elektrischer Felder auszusetzen, wobei die
elektrischen Felder entgegen gesetzte Polaritäten aufweisen.
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Das
faserige Material, das zur Bildung der obengenannten Stoffe verwendet
wird, enthält
synthetische Fasern, natürliche
Fasern und Kombinationen davon. Die Wahl der Fasern hängt zum
Beispiel von den Faserkosten und den gewünschten Eigenschaften des fertigen
Tuchs ab, z. B. Flüssigkeitsbeständigkeit,
Dampfdurchlässigkeit
und Flüssigkeitssaugfähigkeit.
Zum Beispiel können
geeignete faserige Materialien synthetische Fasern, wie jene, die
von Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden, Polyacrylen usw. abgeleitet
sind, alleine oder in Kombination miteinander enthalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein. Synthetische Monokomponenten- und Multikomponenten- oder
Konjugatfasern können
alleine oder in Kombination mit anderen Fasern verwendet werden. Weitere
geeignete Fasern enthalten natürliche
Fasern, wie Baumwolle, Leinen, Jute, Hanf, Baumwolle, Wolle, Zellstoff,
usw.. Ebenso können
regenerierte zelluloseartige Fasern verwendet werden, wie Viskose,
Rayon und Kupferammoniumrayon, oder modifizierte zelluloseartige
Fasern, wie Zelluloseacetat. Mischungen einer oder mehrerer der
obengenannten Fasern können
nach Wunsch ebenso verwendet werden.
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Synthetische
Monokomponenten- und Konjugatfasern, die für die vorliegende Erfindung
geeignet sind, können
aus einer Vielzahl thermoplastischer Polymere gebildet werden, von
welchen bekannt ist, dass sie Fasern bilden. Geeignete Polymere
zur Bildung der Tücher
der vorliegenden Erfindung enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
Polyolefine, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und dergleichen;
Polyamide, z. B. Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 10, Nylon 12 und dergleichen;
Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat
und dergleichen; Polycarbonate; Polystyrole; thermoplastische Elastomere,
z. B. Ethylenpropylengummis, Styrol-Block-Copolymere, Copolyester-Elastomere und Polyamid-Elastomere und dergleichen;
Fluorpolymere, z. B. Polytetrafluorethylen und Polytrifluorchlorethylen;
Vinylpolymere, z. B. Polyvinylchlorid, Polyurethane; und Mischungen
und Copolymere davon. Besonders geeignete Polymere zur Bildung der
Tücher der
vorliegenden Erfindung sind Polyolefine, einschließlich Polyethylen;
Polypropylen; Polybutylen; und Copolymere wie auch Mischungen davon.
Von den geeigneten Polymeren zur Bildung von Konjugatfasern, enthalten
besonders geeignete Polymere für
die hoch schmelzende Komponente der Konjugatfasern Polypropylen,
Copolymere von Polypropylen und Ethylen und Mischungen davon, insbesondere Polypropylen,
und besonders geeignete Polymere für die nieder schmelzende Komponente
enthalten Polyethylene, insbesondere lineares Polyethylen geringer Dichte,
Polyethylen hoher Dichte und Mischungen davon; und besonders geeignete
Komponentenpolymere für
Konjugatfasern sind Polyethylen und Polypropylen.
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Geeignete
Faser bildende Polymere können zusätzlich eingemischte
thermoplastische Elastomere haben. Zusätzlich können die Polymerkomponenten
Zusatzstoffe zur Verbesserung der Kräuselungsfähigkeit und/oder zur Senkung
der Bindungstemperatur der Fasern haben, und zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit,
Festigkeit und Weichheit der erhaltenen Bahnen. Zum Beispiel kann
die nieder schmelzende Polymerkomponente etwa 5 bis etwa 20 Gew.-%
eines thermoplastischen Elastomers aufweisen, wie eines ABA'-Blockcopolymers
aus Styrol, Ethylenbutylen und Styrol. Solche Copolymere sind im
Handel erhältlich
und einige sind in
U.S. Pat.
Nr. 4,663,220 an Wisneski et al. spezifiziert. Ein Beispiel für ein äußerst geeignetes
elastomeres Blockcopolymer ist KRATON G-2740. Eine andere Gruppe
geeigneter Zusatzpolymere sind Ethylen-Alkyl-Acrylat-Copolymere, wie Ethylenbutylacetat,
Ethylenmethylacrylat und Ethylenethylacrylat und die geeignete Menge
zum Erzeugen der gewünschten
Eigenschaften reicht von etwa 2 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% basierend
auf dem Gesamtgewicht der nieder schmelzenden Polymerkomponente.
Weitere geeignete Zusatzpolymere enthalten Polybutylen-Copolymere
und Ethylen-Propylen-Copolymere.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung können aus Stoffen gebildet werden,
die eine Mischung aus synthetischen Fasern und natürlichen Fasern
enthalten. Vorzugsweise werden die Gesichtsmasken aus Stoffen gebildet,
die synthetische Fasern in einer Menge von etwa 100 bis 25 Gewichtsprozent
und natürliche
Fasern in einer Menge von etwa 0 bis 75 Gewichtsprozent, basierend
auf dem Gesamtgewicht des Stoffes, enthalten. Insbesondere werden
die Gesichtsmasken aus Stoffen gebildet, die synthetische Fasern
in einer Menge von etwa 100 bis 50 Gewichtsprozent und natürliche Fasern
in einer Menge von etwa 0 bis 50 Gewichtsprozent, basierend auf
dem Gesamtgewicht des Stoffes, enthalten. Insbesondere werden die
Gesichtsmasken aus Stoffen gebildet, die synthetische Fasern in einer
Menge von etwa 100 bis 90 Gewichtsprozent und natürliche Fasern
in einer Menge von etwa 0 bis 10 Gewichtsprozent, basierend auf
dem Gesamtgewicht des Stoffes, enthalten.
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Es
hat sich gezeigt, dass Vliesstoffe, die aus synthetischen Fasern,
alleine oder in Kombination mit natürlichen Fasern gebildet sind,
besonders gut für
die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Insbesondere
sind synthetische Fasern, die ein Polyolefin enthalten, besonders
für die Gesichtsmasken
geeignet. Vorzugsweise sind die Polyolefinfasern Polypropylen- oder
Polyethylenfasern. Insbesondere sind die Fasern Polypropylenfasern.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung enthalten ein SMS-Laminat,
das den Gesichtsmasken die gewünschten
Eigenschaften verleiht. Das SMS-Laminat der vorliegenden Erfindung
bietet einen verbesserten Schutz vor dem Eindringen von Flüssigkeit,
wie auch Atmungsfähigkeit.
Wenn das SMS-Laminat als äußerste Schicht
verwendet wird, bietet es ein erstes Maß an Schutz vor dem Eindringen
von Flüssigkeit.
Obwohl das SMS-Laminat nicht Flüssigkeit
undurchlässig
ist, bietet das SMS-Laminat ein erstes Maß an Schutz vor dem Eindringen
von Flüssigkeit,
so dass es, wenn es mit anderen herkömmlichen, Flüssigkeit
durchlässigen
Gesichtsmaskenschichten kombiniert wird, wie einem schmelzgeblasenen
Elektretstoff, als Flüssigkeit
undurchlässiger
Verbundstoff dient. Das SMS-Laminat
wird durch allgemein bekannte Verfahren gebildet, wie in
U.S. Patent Nr. 5,213,881 ,
erteilt an Timmons et al. und übertragen
an Kimberly-Clark Worldwide, offenbart sind, aber zur Herstellung
eines SMS-Laminats mit verbesserter Atmungsfähigkeit, das für Anwendungen
als Gesichtsmaske annehmbar ist, wird eine leichte Bestäubung von
schmelzgeblasenem Material auf einer Oberfläche eines spinngebundenen Stoffs
unter Verwendung einer Schmelzblasstation gebildet, im Gegensatz
zu mehreren Schmelzbalsstationen. Vorzugsweise hat das SMS-Laminat
ein Flächengewicht
von weniger als 51 g/m
2 (1,5 Unzen pro Quadratyard
(osy)). Die Einheit "osy" kann durch Multiplikation
mit dem Faktor 34 in die Einheit g/m
2 umgewandelt
werden (1 osy = 34 g/m
2). Insbesondere hat
das SMS-Laminat ein Flächengewicht
von weniger als 42,5 g/m
2 (1,25 osy). Insbesondere
hat das SMS-Laminat ein Flächengewicht
von weniger als 23,8 g/m
2 (0,7 osy). Insbesondere
hat die schmelzgeblasene Schicht des SMS-Laminats ein Flächengewicht von weniger als
10,2 g/m
2 (0,3 Unzen pro Quadratyard osy)).
Insbesondere hat die schmelzgeblasene Schicht des SMS-Laminats ein
Flächengewicht von
weniger als 6,8 g/m
2 (0,2 osy). Insbesondere
hat die schmelzgeblasene Schicht des SMS-Laminats ein Flächengewicht von 3,4 g/m
2 (0,1 osy) bis 5,1 g/m
2 (0,15
osy).
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Das
SMS-Laminat der Gesichtsmasken kann auch mit verschiedenen Chemikalien
behandelt werden, um ihnen wünschenswerte
Eigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel kann das SMS-Laminat mit
Chemikalien behandelt werden, um die Flüssigkeit abweisende Eigenschaft
des SMS-Laminats zu verbessern. Chemikalien zur Verbesserung der
Flüssigkeit
abweisenden Eigenschaft von Vliesstoffen sind in der Technik allgemein
bekannt, und jede derartige Chemikalie ist für die vorliegende Erfindung geeignet,
solange die Chemikalie die Atmungsfähigkeit des SMS-Laminats nicht beeinträchtigt.
Besonders nützliche
Chemikalien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Flurochemikalien,
wie Zonyl FTS, hergestellt von E. I. DuPont de Nemours & Company, Wilmington,
Delaware. Das SMS-Laminat kann auch mit jedem bekannten antistatischen
Mittel behandelt werden.
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Vorzugsweise
enthalten die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung eine äußerste Schicht
in Form eines SMS-Laminats. In einer gewünschten Ausführungsform
befindet sich mindestens eine schmelzgeblasene Schicht mit dem SMS-Laminat
in Kontakt. Vorzugsweise ist die schmelzgeblasene Schicht ein schmelzgeblasenes
Elektret. Für
gewöhnlich
hat die schmelzgeblasene Elektretschicht ein Flächengewicht von weniger als
51 g/m2 (1,5 osy), so dass die gesamte Atmungsfähigkeit
der Gesichtsmaske bei einem annehmbaren Wert gehalten wird (gemäß Militärstandards
stellt ein Druckabfall von weniger als 5 mm H2O
pro cm2 ein annehmbares Maß für die Atmungsfähigkeit
dar). Vorzugsweise hat die schmelzgeblasene Elektretschicht ein
Flächengewicht
von weniger als 34 g/m2 (1,0 osy). Vorzugsweise
hat die schmelzgeblasene Elektretschicht ein Flächengewicht von 13,6 g/m2 (0,4 osy) bis 27,2 g/m2 (0,8
osy). Wie zuvor besprochen, stellt das SMS-Laminat alleine ein erstes
Maß an
Schutz vor dem Eindringen von Flüssigkeit
bereit. Wenn es mit einer schmelzgeblasenen Elektretstoffschicht
kombiniert wird, stellen die kombinierten Schichten einen vollständigen Schutz
vor dem Eindringen von Flüssigkeit bereit,
wie durch den Nelson Blood Penetration Test (in der Folge als "Nelson-Test" bezeichnet) gemessen
wurde, obwohl das bestäubte
SMS-Laminat oder die schmelzgeblasene Elektretschicht, wie zuvor
beschrieben, alleine den Test nicht bestünden.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise
als äußerste Schicht ein
SMS-Laminat, einen dazwischen liegenden, schmelzgeblasenen Elektretstoff,
und eine innerste Schicht für
den Kontakt mit dem Gesicht des Trägers. Die innerste Schicht
bietet dem Träger
Komfort und kann auch Eigenschaften, wie Anti-Saugfähigkeit, Flüssigkeit abweisende Eigenschaft
und Teilchenfiltration, bereitstellen. Gemäß der Erfindung sind die innersten
Schichten ein nass abgelegtes Deckschichtmaterial, wie jenes, das
aus einem zelluloseartigen Material oder einem zelluloseartigen
Material in Kombination mit synthetischen Fasern gebildet ist; ein spinngebundener
Stoff, oder ein zweites SMS-Laminat.
In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die innerste Schicht ein zweites SMS-Laminat mit einem Flächengewicht
von weniger als 42,5 g/m2 (1,25 osy), insbesondere
weniger als 34 g/m2 (1,0 osy) und ganz besonders
von 23,8 g/m2 (0,7 osy) bis 34 g/m2 (1 osy).
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Der
Körperabschnitt
der Gesichtsmaske, der aus Filtrationsmaterial gebildet ist, hat
eine obere Kante oder einen oberen Kantenabschnitt, eine untere
Kante oder einen unteren Kantenabschnitt, und zwei gegenüberliegende
Seiten oder seitliche Kantenabschnitte. Der Körperabschnitt der Maske kann auch
mit mehreren Falten oder Fältchen
versehen sein, vorzugsweise 1 bis 5 Fältchen, die im Wesentlichen
parallel zu der oberen Kante des im Allgemeinen rechteckigen Körperabschnitts
angeordnet sind. Zusätzlich
kann die Maske zur Bildung horizontaler Fältchen gefaltet werden, die,
wenn sie aufgefaltet und über
das Gesicht des Trägers
gezogen werden, ausreichend Raum bieten und sich an die Gesichtszüge des Trägers anpassen.
Als Alternative kann die Maske vertikale Fältchen enthalten, die im Wesentlichen
parallel zu den zwei gegenüber
liegenden Kanten des im Allgemeinen rechteckigen Körperabschnitts
angeordnet sind.
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In
den meisten Ausführungsformen
werden die Schichten des Körperabschnitts
derart aneinander laminiert, dass eine geringe Neigung zu einer Trennung
oder einem Zerreißen
besteht, insbesondere an den Kanten des Körperabschnitts. In einigen Ausführungsformen
kann es wünschenswert
sein, mindestens einen Bindestreifen bzw. ein Bindeband entlang
den Boden- und Seitenkantenabschnitten oder entlang allen Kantenabschnitten
der Maske zu verwenden, um jede Neigung der Schichten zu einer Trennung
oder des Körperabschnitts zum
Zerreißen zu
verringern. Der Bindestreifen kann aus einem oder mehreren Streifen
aus einem Material, vorzugsweise Vliesmaterial, gebildet sein, die
entlang ihrer Längsachse
gefaltet sind. Die Kantenabschnitte der Maske werden dann innerhalb
der Falte angeordnet und der Bindestreifen wird entweder an die
Kantenabschnitte genäht
oder geklebt.
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Der
obere Kantenabschnitt des Körperabschnitts
des Filtrationsmaterials enthält
im Allgemeinen einen Bindestreifen der unmittelbar zuvor beschriebenen
Art. Das heißt,
der Bindestreifen ist aus einem Streifen Vliesmaterial gebildet,
das an seiner Längsachse
derart gefaltet ist, dass die Falte das Kissen aufnimmt und darin
zweckdienlich gesichert ist, entweder mit einem Klebemittel oder
durch Nähte durch
beide äußeren Oberflächen des
Bindestreifens und das dazwischen liegende Filtrationsmaterial.
Als Alternative zur Anordnung des Körperabschnitts in der Falte,
die in einem Bindestreifen gebildet ist, kann letztere an einer
Oberfläche
des Körperabschnitts durch
mit Hilfe eines Klebemittels oder Annähen des Streifens an den Körperabschnitt
gesichert werden.
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Mittel
zum Fixieren der Maske oder zum Halten der Maske an dem Kopf eines
Trägers
können
an dem oberen Kanten- und
unteren Kantenabschnitt der Maske bereitgestellt sein. Diese können die
Form getrennter Bänder
aufweisen, die an der oberen Kante und der unteren Kante der Maske
an den Seiten der Maske befestigt sind. Die Bänder können direkt an dem Körperabschnitt
befestigt sein oder an einem Bindestreifen, der an dem oberen Kantenabschnitt und
dem unteren Kantenabschnitt befestigt ist oder diesen teilweise
umgibt. Als Alternative kann das Befestigungsmittel die Form eines überlangen
Bindestreifens desselben Materials und derselben Breite wie der
zuvor beschriebenen Bindestreifen aufweisen, der so verwendet wird,
dass der Streifen, wenn er symmetrisch angeordnet wird, eine Länge hat,
die sich seitlich deutlich über
die Seitenkanten des Körperabschnitts
erstreckt, wodurch Enden des Bindestreifens bereitgestellt werden,
die gleich den Bändern
sind, die hinter dem Kopf des Trägers
gebunden werden. Im Allgemeinen ist ein Bindestreifen mit einer
Länge von
etwa 63,5 bis 83,8 cm (etwa 25 bis 33 Inch) an einer Maske geeignet,
die an einer Seite Dimensionen von etwa 15,2 cm (6 Inch) hat. Wie
der Bindestreifen kann diese zuletzt beschriebene Ausführungsform,
die verlängerte
Enden verwendet, die als Bänder
dienen, so angeordnet sein, dass das Filtrationsmaterial in der
Falte des Bindestreifens gesichert ist, oder der Bindestreifen kann
an dem oberen Kantenabschnitt und dem unteren Kantenabschnitt des
Körperabschnitts
durch Nähen
des Bindestreifens an den Köper
in Kontakt mit einer Oberfläche des
Körperabschnitts
gesichert werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
enthält
das Sichern separater Bänder
an oder neben dem oberen Kantenabschnitt oder unteren Kantenabschnitt
an einer Bindung, die entweder unter Verwendung einer äußeren Schicht
oder einer inneren Schicht gebildet wird, mit Dimensionen, die größer als
die anderen Schichten des im Wesentlichen rechteckigen Kissens aus
Filtrationsmaterial sind. Die übergroße Schicht kann
zurückgefaltet
werden, um die verbleibenden Schichten innerhalb der Falte aufzunehmen,
die in der übergroßen Schicht
gebildet ist. Alle Schichten können
dann an ihren Kantenabschnitten gesichert werden, entweder mit geeigneten
Klebemitteln, die zwischen dem überlappenden
gefalteten Kantenabschnitt und der Oberfläche angeordnet sind, an welche
sie angeklebt sind, oder durch Nähen
der Kantenabschnitte der Schichten und des gefalteten überlappenden
Abschnitts. Egal, ob die Bänder,
die als Mittel zum Befestigen der Maske an dem Kopf eines Trägers verwendet
werden, aus einem übergroßen Streifen
eines Bindematerials gebildet sind oder separat befestigt werden,
wenn sie aus einem gefalteten Material gebildet werden, wird die
Falte in dem Band vorzugsweise genäht oder zusammengeklebt.
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Obwohl
die zuvor beschriebenen Gesichtsmasken einen im Wesentlichen quadratischen
oder rechteckigen Körperabschnitt
aufweisen und an einem Träger
mit vier Bändern
befestigt sind, liegen auch andere Designs von Gesichtsmasken im
Umfang der vorliegenden Erfindung. Ein geeignetes Design einer Gesichtsmaske
ist in
U.S. Patent Nr. 4,662,005 , übertragen
an die Kimberly-Clark Coporation, offenbart, wobei die Gesichtsmaske
eine becher- oder beutelförmige
Konfiguration hat, die am Kinn eines Trägers liegt und auch zwei Bänder an
gegenüber
liegenden Seiten einer oberen Kante aufweist, die um einen Kopf
eines Trägers
gebunden werden. Andere Designs liegen auch im Umfang der vorliegenden
Erfindung.
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Ein
Nasenstück
kann auch an dem oberen Kantenabschnitt des Körperabschnitts der Gesichtsmaske
mit einem dünnen
Streifen aus biegsamem oder verformbarem Material bereitgestellt
sein, wie zum Beispiel aus Aluminium oder dünnem Lehrenstahl. Das Nasenstück kann
innerhalb der Falte des Bindestreifens eingeschlossen sein und zwischen der
Falte in Position gehalten werden und durch den Bindestreifen oder
jene Abschnitte des Körperabschnitts,
die als Bindestreifen dienen, und die oberen Kantenabschnitte des
Körperabschnitts
genäht
werden. Als Alternative kann das Nasenstück angeklebt werden, wie zwischen
dem Bindestreifen und der äußeren Oberfläche einer
der Schichten des Köperabschnitts.
Ein Beispiel, wie dies durchgeführt
werden kann, ist die Befestigung des Nasenstücks an der klebenden Seite
eines übergroßen Stücks druckempfindlichen
Bandes, das an eine äußere Oberfläche des
Körperabschnitts
oder an eine innere Oberfläche eines
Bindestreifens geklebt wird, so dass der Metallstreifen zwischen
dem Band und entweder dem Körperabschnitt
oder dem Bindestreifen eingeschlossen ist. Als Alternative kann
ein doppelseitiger druckempfindlicher Klebstoff zur Anordnung des
Nasenstücks an
den zuvor beschriebenen Positionen verwendet werden. Ein Streifen
Deckschichtmaterial oder spinngebundenes Material kann dann über der
freien Klebstoffseite des doppelseitigen Bandes angeordnet werden.
Eine andere alternative Ausführungsform verwendet
den metallischen Nasenstückstreifen
mit einer selbsthaftenden Rückseite,
die durch einen geeigneten Klebstoff bereitgestellt wird, der auf
einer seiner Oberflächen
aufgetragen wird.
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Die
Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung können durch jedes Verfahren
zur Herstellung von Gesichtsmasken hergestellt werden, das dem Durchschnittsfachmann
bekannt ist. Vorzugsweise werden die Gesichtsmasken der vorliegenden
Erfindung durch das folgende Verfahren oder eine Variation davon
hergestellt. Die vorgeformten Schichten der Gesichtsmaske werden
in eine gewünschte Form und
gewünschte
Dimensionen geschnitten. Die Schichten werden zur Bildung eines
Körperabschnitts
verbunden. Vorzugsweise werden die Schichten entlang einer peripheren
Kante des Körperabschnitts
verbunden, so dass die Atmungsfähigkeit
der Gesichtsmaske nicht beeinträchtigt
wird. Die Schichten können
durch jedes bekannte Befestigungsmittel verbunden werden, wie Nähen, Klebstoffe,
usw.. Ein Nasenstück
kann auf oder zwischen den Schichten des Körperabschnitts, wie zuvor besprochen,
positioniert werden. Vorzugsweise werden ein oder mehr Bindestreifen
zum Bedecken und Binden der Kanten der Schichten des Körperabschnitts
verwendet. Die Bindestreifen können
an dem Körperabschnitt
durch Befestigungsmittel, wie Nähen,
Klebstoffe, usw., befestigt werden. Falls notwendig, werden Bänder an
den oberen und unteren Kanten des Körperabschnitts befestigt.
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Während der
Schwerpunkt auf chirurgische Gesichtsmasken gelegt wurde, gibt es
viele andere Anwendungen für
die Gesichtsmasken der vorliegenden Erfindung. Andere Anwendungen
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, Laboranwendungen, Reinraumanwendungen, wie in der Halbleiterherstellung,
landwirtschaftliche Anwendungen, Anwendungen in Minen und umweltbedingte
Anwendungen.
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Die
vorliegende Erfindung ist zuvor und in der Folge anhand von Beispielen
beschrieben, die keineswegs als Einschränkung des Umfangs der Erfindung
zu verstehen sind. Im Gegenteil, es sollte klar sein, dass verschiedene
andere Ausführungsformen, Modifizierungen
und Äquivalente
möglich
sind, die, nach dem Lesen der vorliegenden Beschreibung, für den Fachmann
naheliegend sind, ohne von der vorliegenden Erfindung und/oder dem
Umfang der beiliegenden Ansprüche
abzuweichen.
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BEISPIEL
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Fünfundzwanzig
Probestücke,
die eine äußerste Schicht,
eine Zwischenschicht und eine innerste Schicht umfassten, wurden
als flache Probestücke
mit etwa 15,2 cm × 17,8
cm (6 Inch × 7
Inch) hergestellt. Die äußerste Schicht
umfasste ein 42,5 g/m2 (1,25 osy) gestäubtes SMS-Laminat,
das faseriges Material in Form von Polypropylen/Polyethylen-Copolymerfasern
enthielt (etwa 95 Gew.-% PP und 5 Gew.-% PE). Die Zwischenschicht
umfasste eine 20,4 g/m2 (0,6 osy) schmelzgeblasene
Elektretschicht, die Polypropylenfasern enthielt. Die innerste Schicht
umfasste eine nass abgelegte Papierschicht mit einem Flächengewicht
von etwa 20,4 g/m2 (0,6 osy). Jedes Probestück wurde
auf eine Schräge
mit einem Winkel von 45° gelegt
und die Kanten wurden mit Band gesichert, um die Möglichkeit
eines Aufsaugens zu verringern. Ein vorgewogenes, 10,2 cm × 12,7 cm
(4 × 5
Inch) Stück
Löschpapier
wurde unter jedem Probestück
angeordnet und ein Stück
Polyurethan wurde unter jedem Probestück und jedem Löschpapier
angeordnet. Jedes Probestück
wurde mit einem Abstand von 18 Inch zu der Spitze einer Sprühöffnung eines
druckbeaufschlagten Gefäßes positioniert,
das synthetisches Blut enthielt. Ein Solenoid ließ das synthetische
Blut durch eine Nadel der Stärke
18 (0,084 cm (0,033 Inch) Sprühöffnung) über einen
1,0 Sekunden Impuls und auf jedes Probestück sprühen. Fünf aufeinanderfolgende Sprühungen wurde
an jedem Probestück
von der Sprühspitze
abgegeben. Der Druck in dem Druckgefäß wurde bei 140,6 kPa (5,8
psig) gehalten.
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Die
1,0 Sekunden Sprühung
wurde fünfmal aufeinanderfolgend
auf den mittleren Abschnitt des Probestücks ausgelöst. Das Probestück wurde
entfernt, das Löschpapier
gewogen und auf ein Durchdringen mit synthetischem Blut untersucht.
Die Löschpapiere
wurden auf das Durchdringen mit synthetischem Blut und die Erhöhung im
Gewicht des Löschpapiers
bewertet. Die Rückseite
jedes Probestücks
wurde visuell auf das Durchdringen mit synthetischem Blut untersucht.
Die Ergebnisse wurden danach bewertet, ob ein Durchdringen mit synthetischem
Blut beobachtet wurde.
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Die
Ergebnisse des Fluid-Durchdringungstests, der an den obengenannten
fünfundzwanzig Gesichtsmaskenproben
durchgeführt
wurde, zeigten kein visuelles Durchdringen mit synthetischem Blut. Die
Zunahme im Gewicht der Löschpapiere
reichte von 0,001 g bis 0,035 g, wobei die Zunahme höchstwahrscheinlich
auf die Feuchtigkeit in der Luft und die Handhabung des Löschpapiers
zurückzuführen ist.