面罩

技术领域

本发明涉及一种弹性面罩。

背景技术

面罩用于保护使用者免受环境影响，且面罩广泛的被例如医护人员、化学和/或采矿行业所使用，或者用于保护使用者免受空气污染和废气的侵害。

面罩的设计根据它们旨在保护使用者免受的影响进行调整。市场上有各种复杂度和防护程度的面罩。例如，一些面罩是无吊带的，可以直接附着在使用者的脸上，而另一些面罩包括用于改善呼吸能力的阀。

由危险的高烟雾排放引起的气候变化导致全球多个国家的人口患上慢性肺病，日常生活中使用面罩在许多国家是很普遍的。此外，在医疗保健中，经常需要面罩以防止工作人员接触病原体并避免体液从工作人员的口鼻传播到患者身上。

为了使面罩实现并保持适当的功能，面罩周边与使用者脸部之间的密封是很重要的。密封中的泄漏会导致含有污染物、病原体或其他有害成分的空气穿透由面罩形成的屏障，从而削弱其效果。面罩密封的破裂通常是脸部运动的结果，例如，当使用者说话时引起的。

WO2004/080219公开了一种面罩，所述面罩包括一密封面罩，所述密封面罩包括具有围绕鼻孔和嘴部的密封件的周边，且所述周边粘附到皮肤上。所述密封件的粘合剂可以是对皮肤友好的粘合剂或对皮肤不友好的粘合剂，并且所述密封件包括可以是弹性体的一条带。对于所述对皮肤不友好的粘合剂，所述粘合剂包括在从脸部拉下所述密封件时足以从所述脸部去除第一层皮肤的强度。然而，这样的去除对使用者的皮肤是痛苦和有害的，而一个对皮肤友好的粘合剂可能会导致因脸部运动而引起的泄漏。

EP1214896涉及一种控制和改善吸入空气质量的一种面罩。所述呼吸面罩包括一凸缘和一过滤层，所述面罩是无吊带的且依靠一水凝胶粘合剂将所述面罩附着和密封到使用者上。所述粘合剂可具有弹性。然而，没有一个现有技术文献有提出一个深思熟虑的结构，这又导致面罩缺乏工业上适用且可用的功能，同时又不具有成本效益。

因此，需要一种改进的弹性面罩来解决密封泄漏的问题，并减轻本领域内的上述问题。

发明内容

因此，本发明优选地试图单独或以任何组合减轻、缓和或消除本领域中的一个或多个上述缺陷和缺点，且通过根据所附独立权利要求提出一解决方案以解决至少上述问题。在所附从属权利要求中定义了有利的实施例。

在第一方面，提供了一种面罩，所述面罩包括一中央区域，所述中央区域包括一织物材料，一弹性区域，其至少部分地从所述中央区域横向延伸且包括一弹性材料，所述弹性材料与所述中央区域在一界面部分处连接。所述弹性区域包括沿着所述面罩周边至少一部分设置在所述弹性材料的一底面上的一粘合剂，以形成一粘性密封型材。在所述交叉部分和包括所述弹性材料的所述密封型材之间的空间是一中间弹性区域。

在一个实施例中，所述中间弹性区域的弹性大于所述中央区域的弹性。进一步地，所述中间弹性区域的弹性可以大于所述粘性密封型材的弹性。

进一步的优点将从详细描述以及所附从属权利要求中显而易见。

附图说明

本发明能够实现的这些和其他方面、特征和优点将从以下参考附图对本发明的实施例的描述中显而易见并得到阐明，其中

图1A示出了根据本公开的一使用者佩戴一面罩；

图1B示出了图1A中所述使用者佩戴的面罩的一纵向截面图；

图1C示出了根据本公开包括在所述面罩中的一弹性材料的一横截面；

图2A示出了根据本公开的一第二面罩；

图2B示出了一使用者佩戴图2A所示的面罩；及

图3示出了根据本公开的一面罩的另一个替代示例。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员能够实施本发明，下面将结合附图对本发明的实施例进行更详细的描述。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开更彻底和完整，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。这些实施例不限制本发明，本发明仅受所附专利权利要求的限制。此外，在附图中所示的特定实施例的详细描述中使用的术语不旨在限制本发明。

参考图1A-图3，示出了面罩100、200、300这三个实施例。所述三个面罩100、200、300均包括四个主要区域10、20、30、40，排列如下：

-一中央区域40，包括一织物材料45；

-一弹性区域20，从所述中央区域40设置并横向延伸，且由一弹性材料15所形成。所述弹性材料15在一界面部分30处与所述中央区域40连接；及

-所述弹性区域20包括沿所述面罩100、200、300的一周边110、210、310的至少一部分设置在所述弹性材料15的一底面12上的一粘合剂基质11(也称为一粘合剂11)，因此形成一弹性粘性密封轮廓10和位于所述密封轮廓10和所述界面之间的一中间区域25。

因此，在所述界面部分30和所述弹性粘性密封轮廓10之间形成一弹性中间区域25，所述弹性粘性密封轮廓10在本发明中也被称为密封轮廓10。

图1A和1B示出了一使用者U佩戴所述面罩100，覆盖了所述使用者U的嘴M(图1B中所示)和鼻子区域。所述面罩100是一无吊带面罩100，其通过所述密封轮廓10中的所述弹性材料15的所述粘合剂基质11直接附接到所述使用者U的皮肤上。在所述面罩100中，所述弹性材料15和所述密封轮廓10围绕所述面罩100的所述周边110延伸。

嘴M和鼻子的一部分，一直到鼻骨NB的一定高度，代表了对一面罩100的覆盖很重要的一个关键区域。覆盖嘴M和鼻子可以防止环境空气中的污染例如病原体或灰尘等被所述使用者U吸入，并防止体液从所述使用者U扩散到周围环境。如图1A和1B所示，所述面罩100以足够的边缘覆盖这关键区域。

所述面罩100包括四个主要区域10、20、30、40和一呼吸阀50。所述弹性区域20包括所述弹性材料15，所述弹性材料15分为所述弹性中间区域25和所述密封型材10。所述弹性材料15(和所述面罩100)的外周边110包括所述弹性密封型材10，在其中所述弹性材料15在其底面12上设置有所述粘合剂基质11(本文也称为粘合剂11)。所述粘合剂11附着在所述使用者U的皮肤上，使得所述面罩100不需要任何紧固带。

所述面罩10包括由与用于所述密封型材10的相同的弹性材料15形成的所述中间区域25在所述弹性密封型材10旁边居中设置。然而，所述中间区域25的弹性材料15在面对所述使用者的其底面上没有设置一粘合剂。因此，图1A中的所述密封型材10的虚线区域表示弹性材料15在其所述底面12上设置有所述粘合剂基质11的区域(如图1C所示)。如图1B所示，所述中间弹性区域25与所述使用者U的脸部分离且不接触。因此，由于之间的间隔距离，所述使用者U的脸部与所述中间弹性区域25之间存在一自由通道。

图1C示出了主要为所述弹性区域20的横截面，所述弹性区域20包括形成所述中间区域25和所述密封型材10的所述弹性材料15。所述密封型材10和所述中间区域25之间的一人工边界由图1C中的垂直虚线表示。如图1C所示，所述弹性粘性密封轮廓10包括位于所述底面12上的所述粘合剂11。所述弹性区域20与所述界面部分30之间的边界也在图1C中以虚线表示。所述弹性材料15设置在所述界面部分30中的织物材料45的顶部。此外，包括所述织物材料45的所述中央区域40的一部分在图1C中示出。所述界面部分30和所述中央区域40之间的边界也由虚线表示。观察图1C未按比例绘制。

所述粘合剂基质11粘附到所述使用者U的皮肤上，使得所述面罩100不需要任何连接带并且还有助于在所述面罩100和所述使用者的皮肤之间形成屏障。

可选地，可以使用一第二弹性材料来形成所述中间区域25。这种材料应该表现出与用于形成所述密封型材10的弹性材料15相似的弹性特性，优选地具有相同的弹性特性。在使用一第二弹性材料的情况下时，所述密封型材10和所述中间区域25应该以不形成刚性或硬挺界面的方式结合。这种界面会降低密封型材10补偿面部运动的可能性。实验已经证实，由两种不同弹性材料形成的密封型材10和中间区域25之间的刚性接合会导致鼻区的关键区域中的泄漏。所述密封型材10和所述中间区域25之间的相互作用将在下文中详细解释。

进一步参考图1A和1B，所述中间区域25(以及所述弹性材料15)在所述界面区域30中通过缝合、粘合剂(例如胶)、缝合和粘合剂的组合、或本领域已知的任何其他合适的连接技术与所述中央区域40接合。优选地，所述中间区域25通过缝合附接到所述中央区域40，如图1A中的界面区域30中的虚线所示。所述界面区域30在本发明中也被称为所述界面部分30。

在界面区域30中，形成所述中间区域25的所述弹性材料15与构成所述中央区域40的所述织物材料45重叠。所述织物材料45优选为一纤维布45(例如透气棉布)，其表现出很少或没有弹性。由于所述纤维布45具有很小的弹性或没有弹性，因此所述界面区域30也呈现很小的弹性或没有弹性。

在图1A和1B中，所述面罩100设有设置在所述纤维布45的所述中央区域40中的所述阀50。所述阀50可以是一塑料过滤阀，其使用一卡扣机构安装在所述面罩100中，其需要一相对非弹性的材料以确保牢固附接。如果所述中央材料40是由例如所述弹性材料15所制成时，所述弹性材料15将在试图紧固所述阀50时拉伸。然而，由一纤维布45制成的中央区域40弹性较小，并且能够将阀50牢固且持久地附接在其中，并且可以承受附接具有一卡扣机构的阀50的力。如果所述中央区域40由一具有弹性特性的材料制成，则当所述材料在所述材料45的厚度方向上被压缩时，所述阀50可能会脱落且难以确保牢固附接。

图1B示出了附接到所述使用者U的所述面罩100的一纵向截面。所述密封型材10的所述底面12(图1C所示)设置有一粘合剂11，以在所述面罩100和所述使用者U的脸之间形成紧密密封，图1B示出了所述面罩100与所述使用者的鼻骨NM和下巴C的附接。

与所述密封型材10相邻的所述中间区域25设置在所述周边110的中心并且在所述界面部分30中连接到所述中央区域40。在图1B中，在所述界面部分30中，所述织物材料45相对所述弹性材料15设置得更靠近所述使用者U的脸。然而，在所述中央区域40和所述中间区域25中可以相反设置，所述弹性材料15可以设置得更靠近所述使用者的脸。所述阀50连接到所述中央区域40的织物材料45。

图2A示出了一矩形面罩200，其包括与图1A和1B所示的面罩100相同的四个区域，即包括所述密封型材10和所述中间区域25的所述弹性区域20、所述界面部分30和所述中央区域40。所述密封型材10和中间区域25由所述弹性材料15形成，且所述弹性区域20呈现与图1C所示相同的横截面(即所述密封型材10设置有一粘合剂基质11，当附着到脸部时在面对所述使用者U的底面12上，而所述中间区域25不包括这种粘合剂11)。所述中间区域25的弹性材料15缝合到所述界面部分30中的中央区域40，如所述界面区域30中的虚线所示。所述中央区域40由一织物材料45形成，所述织物材料45折叠成多个折痕，如图2A和2B中的中央区域40中的垂直线所示。优选地，在此实施例中，所述织物材料45是一棉质材料。

所述面罩200的矩形形状便于生产并且生产便宜。同样地在面罩200中，所述弹性材料15的厚度在0.1至1.5mm的范围内，优选地在0.1至0.4mm之间。一较薄的弹性材料15也降低了制造成本。即使所述面罩200的设计简单且易于制造，在图2A所示的矩形设计中，包括相同弹性材料15的密封型材10和中间区域25也产生紧密密封。

此外，所述中间区域25中的两个拉伸区域22和24如图2A所示。所述拉伸区域22、24中的线表示所述弹性材料15的一非线性拉伸。因为所述界面区域30是刚性的，而所述密封型材10是弹性的，因此靠近所述界面部分30的弹性材料30比邻近所述密封型材10的弹性材料30拉伸得更少。所述弹性材料15的拉伸程度由所述拉伸区域22中的线表示，线越长表示拉伸越大。

所述面罩200中的弹性材料15的一示例性总宽度为25mm(沿着所有四个边)。在这种情况下，所述弹性材料15有10mm的宽度设置在所述密封型材10，10mm的宽度设置在所述中间区域25，5mm的宽度设置在所述界面部分30。

参考图2B，所述面罩200被所述使用者U佩戴。

图3公开了根据本发明公开的另一个实施例的面罩300，其中所述密封型材10部分地沿着面罩300的圆周设置。所述密封型材10沿着所述面罩300的一外边缘在所述关键的鼻骨区域NB处延伸，其通常是所述使用者U脸部(如图1A、1B和2B所示)中实现紧密密封最复杂的区域。

所述密封型材10包括一弹性材料15和设置在所述型材10的一底面12上的一粘合剂基质11，如参考图1C所示。所述弹性材料15从所述密封型材10延伸形成不包括所述粘合剂11的一中间区域25。一中央区域40包括一织物材料45，优选为包括一纤维布45和一阀50。所述纤维布45在一界面部分30中连接到所述中间区域25的弹性材料15。此外，所述面罩300包括可调节带60，其有助于在使用期间将所述面罩300保持在适当位置。

本领域中的其他面罩提供了设置一鼻夹以试图实现面罩和使用者脸部之间的密封的解决方案。然而，这种尝试是不可靠的并且不能提供紧密的密封，并且进一步容易由于鼻部运动而受到负面影响。

在使用过程中，所述外周围密封型材10通过所述粘合剂11与所述使用者U的脸部直接接触。因此，所述使用者U所引起的各种脸部运动都对密封型材10的防漏提出了很高的要求。本领域已知的面罩努力保持面罩和皮肤之间的屏障完好无损。

然而，本公开的面罩100包括由所述弹性材料15形成的所述中间区域25。由于所述中间区域25的材料15会在应力和应变下拉伸，所述用于中间区域25的弹性材料15的使用效果是所述密封型材10的粘合剂11即使在剧烈的脸部运动时也不会与所述使用者U的皮肤分离。此外，由于所述密封型材10中的粘合剂11与所述中间弹性区域25中的弹性材料15相结合在整个脸部轮廓上同样有效，因此可以防止热空气从鼻子和面罩100、200、300之间通过,这可能导致所述使用者U使用的眼镜或防护眼镜上出现凝结。这个问题是本领域已知的面罩的一主要缺点，由于使用者的鼻子和脸之间的密封不紧密，面罩无法防止这种凝结的形成。这将在下面详细解释。

由于形成所述中央区域40的纤维布45具有有限的拉伸性或不可拉伸性，所述弹性材料15在其与所述中央区域材料45重叠的界面部分30(图1B中所示)具有降低的弹性。然而，所述界面部分30和所述密封型材10之间的所述中间区域25是可拉伸的，这有助于所述密封型材10展现其完全弹性行为而没有从所述使用者U的脸部脱离的风险。由于所述密封型材10和所述中间区域25是由相同的材料15形成的，因此它们之间没有刚性界面。因此，所述中间区域25会补偿脸部运动，从而减少向所述密封型材10传递阻力和张力。这意味着即使在大量脸部运动(例如下巴运动)的情况下，也不会引起在所述弹性密封型材10底面12上的所述粘合剂基质11脱离使用者的脸部。因此，可以保持严密的屏障并且降低了环境空气泄漏进到所述面罩100中的风险。

所述密封型材10和所述中间区域25的宽度对于它们之间的相互作用也很重要。在所述中间区域25中也使用所述弹性材料15的另一个效果是需要所述使用者U的皮肤和所述密封型材10之间有一较小的接触区域来维持它们之间的流体密封。为了允许优化的弹性相互作用，所述密封型材10和所述中间区域25的所述宽度优选分别为2至25mm。更优选地，所述中间区域25具有至少与所述密封型材10相同的宽度。所述宽度范围允许足够的摆动空间，使得所述密封型材10在脸部运动时不会被拉到使其从使用者U的脸部分离的程度。对水胶体粘合剂敷料进行的实验已证实这是正确的。此外，可降低所述黏着剂11的黏着性，而仍能维持密封阻隔性。

优选地，所述界面部分30的一宽度为所述中间区域25的一宽度的25-35％。因此，所述中间区域25中的弹性材料15有65-75％的宽度将能够提供弹性运动。

如果所述密封型材10直接附接到一个弹性较小或无弹性的区域，例如所述中央区域40，且排除所述中间区域25，则脸部运动会导致所述较硬的材料45拉动所述密封型材10。因此，所述密封型材10中的张力会导致所述密封型材10和所述使用者脸部之间的泄漏。

相反地，在所述面罩100中，即使当由相同的弹性材料15形成时，所述中间区域25也提供比所述密封型材10更大的弹性，所述因为中间区域25没有设置粘合剂11并且因为在所述使用者U的脸部和所述第二弹性材料25(图1B中所示)之间存在一间隙120。因此，所述中间区域25中的弹性材料15将减轻所述密封型材10在所述面罩100中的张力、阻力和运动。所述间隙120在嘴部M基本张开时特别重要。

在包括一密封型材的面罩中，粘合剂将所述面罩附着到使用者的皮肤上，在所述粘合剂基质的粘性与取下所述面罩时的感受之间存在相互作用。更高的粘附性导致移除时会有更大的疼痛。所述密封型材的宽度也会影响分离过程中的疼痛感程度。因此，本发明公开的面罩100经过设计使得使用者U不会经历这种疼痛。通过将所述弹性材料15延伸超过所述密封型材10以形成所述中间区域25，所述粘合剂基质11可以具有足够高的粘附性以粘附到使用者U的皮肤，但又足够低以避免去除面罩100的痛苦。

所述密封型材10和所述中间区域25优选具有在0.1-1.5mm范围内的一厚度，更优选在0.1-0.4mm之间。所述密封型材10和所述界面区域30的粘附性允许所述弹性材料15的厚度较薄，从而改善弹性特性，同时可以毫无问题地使用更大的中央区域40来支撑所述阀50。所述弹性材料15的厚度也影响其弹性。相对于面部轮廓的不规则和在运动期间，一较薄的弹性材料15更易成形，因为它更可拉伸。所述密封型材10的厚度优选在0.1-1.5mm范围内，更优选在0.1-0.4mm范围内。此外，薄的厚度有利于提供成本效益的生产。

在医院环境中，具体地例如在重症监护病房中，使用者U在此期间将长时间佩戴面罩100。因此，所述面罩100必须为周围空气和周围环境提供一可持续的屏障，以防止所述面罩100和使用者皮肤之间的泄漏。

优选地，所述弹性材料15是一可以被拉伸到至少其两倍长度的弹性体，然后不受应力松弛而可恢复到其静止状态。因此，所述弹性材料15是可成形的。所述弹性材料15可为一热塑性弹性体(例如一热塑性烯烃(TPO)基材料、一聚氨酯(TPU)基材料或一水凝胶)、一合成橡胶片或一硅胶片。优选地，所述弹性体是一可生物降解的弹性体。优选地，所述弹性材料15及其底面12上所使用的粘合剂11为医疗级材料。这降低了使用者U出现副作用的风险，例如皮疹、伤口或皮肤刺激。

所述弹性材料15及其底面12上的黏合剂基质11亦可提供一防腐屏障。在这种情况下，将一防腐剂添加到所述粘合剂基质11以防止病原体穿透形成在使用者U和所附接的面罩100之间的屏障。

此外，主要参考了几个实施例描述了本发明。然而，如本领域的技术人员容易理解的，除以上公开的实施例之外的其他实施例同样可能在本发明的范围内，如所附权利要求所定义的。

在权利要求中，术语“包含/包括”不排除其他元素或步骤的存在。此外，虽然单独列出，但是可以通过例如单个单元或处理器来实施多个装置、元件或方法步骤。另外，虽然在不同的权利要求中可能包括个别的特征，但是这些可能可以有利地组合，并且包括在不同的权利要求中并不意味着这些特征的组合不可行和/或不有利。此外，单数引用不排除复数。术语“一”、“一个”、“第一”、“第二”等不排除复数。权利要求中的附图标记仅作为说明示例提供，不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。