Многосекционное оголовье и маска респиратора в сборе и способ их изготовления

Многосекционное оголовье и маска респиратора в сборе и способ их изготовления

Реферат

 

Лицевая маска и многосекционное оголовье, прикрепляемое к заготовке лицевой маски, относятся к индивидуальным средствам защиты органов дыхания. Маска имеет правое и левое места крепления оголовья, определяющие трассу оголовья. Многосекционное оголовье представляет собой материал оголовья, простирающийся вдоль трассы оголовья между правым и левым местами крепления оголовья, и при этом имеет по меньшей мере одну продольную линию надреза, причем по меньшей мере одна продольная линия надреза определяет по меньшей мере двухсекционное оголовье. Кроме этого предлагается способ крепления многосекционного оголовья к лицевой маске. Данная маска повышенной комфортности защищает человека от частиц, взвешенных в воздухе. 3 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 табл., 24 ил.

Изобретение относится к многосекционному оголовью, длина которого в основном соответствует расстоянию между местами крепления на заготовке лицевой маски, и способу его прикрепления. Кроме того, настоящее изобретение относится к лицевой маске, изготавливаемой в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.

Фильтрующие респираторы, или лицевые маски, применяются в самых различных случаях, когда требуется защитить дыхательную систему человека от частиц, взвешенных в воздухе, либо от газов с неприятным запахом или вредных газов. Их часто надевают люди, оказывающие медицинскую помощь, для предотвращения распространения вредных микроорганизмов как к пользователю, так и от него.

Респираторы можно классифицировать как респираторы одноразового применения, которые выбрасывают в отходы после использования, респираторы, требующие технического обслуживания в небольшом объеме, у которых фильтр является сменным, и респираторы многоразового использования, в которых некоторые или все компоненты являются сменными. Одноразовые лицевые маски относятся к одному из двух типов - формованная куполообразная форма или плоская складная форма. Плоская складная форма имеет то преимущество, что ее можно носить в кармане пользователя до тех пор, пока она не потребуется, и снова сложить для поддержания в чистоте внутренней поверхности в промежутках между ее использованием.

Плоские складные лицевые маски респираторов обычно изготавливаются из одного или более тканых полотен, расположенных так, чтобы образовать заготовку лицевой маски. Они имеют складки и сгибы для фиксации тканых полотен после придания им формы, требуемой для лицевой маски. Такие конструкции могут иметь элемент жесткости для предотвращения контакта маски с лицом пользователя. Жесткость повышается также с помощью закрепляемой плавлением складки, проходящей по ширине лицевой маски в слоистой структуре, либо с помощью шва, проходящего по ширине лицевой маски.

Некоторые плоские складные лицевые маски имеют складки, заложенные по центру в горизонтальном направлении для образования верхней и нижней противоположных поверхностей. Такая лицевая маска имеет по меньшей мере одну горизонтальную складку, расположенную практически посередине между противоположными поверхностями, для обеспечения компактности фильтрующего материала в вертикальном направлении, и по меньшей мере по одной дополнительной горизонтальной складке на каждой из указанных противоположных поверхностей. Центральная складка в горизонтальном направлении короче складок на противоположных поверхностях, которые, в свою очередь, короче в горизонтальном направлении максимального горизонтального размера фильтрующего материала. Центральная складка совместно со складками на противоположных поверхностях образует карман, самостоятельно поддерживающий форму.

В другом примере осуществления плоская складная лицевая маска содержит карман из упругого фильтрующего листового материала, имеющий в основном сужающуюся форму, в котором больший конец кармана имеет открытый край, а меньший конец кармана - закрытый край. Закрытый конец кармана, сформированный с линиями сгиба, создает в основном четырехстороннюю поверхность, содержащую треугольные поверхности, складываемые для вложения внутрь кармана. Эти треугольные поверхности обращены друг к другу и наклонены относительно друг друга во время пользования маской.

Еще в одном примере осуществления плоская складная лицевая маска имеет верхний и нижний участки с расположенным между ними практически центральным участком. Центральный участок основной части маски складывается назад относительно вертикальной линии складывания, или сгиба, которая практически делит эту часть пополам. Эта линия складывания, или сгиба, во время ношения маски более или менее совпадает с воображаемой вертикальной линией, проходящей через центр лба, нос и центр рта пользователя. Верхний участок основной части простирается вверх под углом от верхнего края центрального участка, так что его верхний край контактирует с переносицей и скулами лица пользователя. Нижний участок основной части простирается вниз, в направлении горла от нижнего края центральной части таким образом, чтобы прикрыть нижнюю часть подбородка пользователя. Эта маска проходит над губами и ртом пользователя, но не имеет с ними непосредственного контакта.

Формованные куполообразные лицевые маски изготавливают из кармана фильтрующего листового материала, имеющего противоположные боковые стенки, в основном сужающейся формы с открытым краем на большем конце и закрытым краем на меньшем конце. Кромка кармана на закрытом конце изогнута наружу, что, например, обеспечивается пересекающимися прямыми и/или кривыми линиями. Закрытый конец имеет линии сгиба, определяющие поверхность, которая складывается внутрь закрытого конца кармана для образования в основном конического, простирающегося внутрь углубления для придания карману жесткости, предотвращающей складывание в сторону лица пользователя при вдыхании воздуха.

В одноразовых лицевых масках часто применяется закрепленная эластичная лента для фиксации маски на голове пользователя. Для формованных куполообразных или плоских складных лицевых масок должны быть спроектированы оголовья, создающие усилие, достаточное для надежного удержания лицевой маски на месте и одновременного создания давления в пределах "комфортной зоны" пользователя с различными размерами головы и лица. Недостаточное усилие может привести к негерметичности по периметру лицевой маски. Разнообразие форм и жесткости лицевых масок, а также разные размеры и формы голов пользователей создают трудности в определении универсальной величины усилия ленты. Для легких одноразовых лицевых масок считается достаточным усилие ленты 100-150 грамм при относительном удлинении от 20% до 300%.

Для получения оголовья с усилием ленты, достаточным для создания адекватного уплотнения стыка лица с маской в пределах "комфортной зоны" наибольшей группы пользователей, изготовители в основном выбирают длинные ленты оголовья из низкомодульных материалов. Например, оголовья обычно имеют длину 152-356 мм. Обычными материалами для оголовья являются натуральный каучук, полиизопрен, полиуретан и натуральные и синтетические эластичные тесьма или трикотаж. Оголовье обычно превышает по длине расстояние между местами его крепления как при измерении вдоль оси, пересекающей места крепления оголовья, так и при измерении вдоль поверхности заготовки лицевой маски. Оголовья, имеющие длину, превышающую единственную длину, равную расстоянию между местами крепления заготовки лицевой маски, трудно собирать на высокоскоростном производственном оборудовании по ряду причин. Например, слабина или избыток материала оголовья может помешать перемещению заготовок лицевых масок по производственной линии. С податливыми эластичными материалами оголовья возникают трудности при работе на высокоскоростном производственном оборудовании. Чем выше скорость производственного оборудования, тем труднее совмещать оголовье с предусмотренными местами крепления.

Некоторые эластомерные материалы, используемые для оголовий, например натуральный каучук, имеют чрезмерную липкость. Эти материалы часто обрабатывают тальком или другими порошками для облегчения обращения с оголовьем и для повышения комфортности пользователя. Однако тальк может накапливаться в производственном оборудовании. Непоследовательное или неравномерное нанесение талька может создать затруднения в обращении с материалом оголовья. И, наконец, процесс использования высокоскоростного производственного оборудования может быть еще больше усложнен в случае прикрепления составных оголовий, например, в виде головной ленты и шейной ленты, к одной заготовке лицевой маски.

Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к многосекционному оголовью для лицевой маски и способу его крепления. Кроме того, настоящее изобретение относится к лицевой маске, изготавливаемой способом крепления многосекционного оголовья согласно настоящему изобретению.

Многосекционное оголовье имеет единственную длину, соответствующую расстоянию между местами крепления как при измерении вдоль поверхности заготовки лицевой маски, так и вдоль оси, пересекающей места крепления, для облегчения обращения с материалом и осуществления крепления с использованием высокоскоростного производственного оборудования. Настоящий способ пригоден для использования с заготовками формованных куполообразных или плоских складных лицевых масок, хирургическими масками, масками для использования в стерильных помещениях и различными другими лицевыми масками.

Способ крепления многосекционного оголовья к лицевой маске включает в себя изготовление заготовки лицевой маски, имеющей правое и левое места крепления оголовья. Заготовка лицевой маски имеет трассу оголовья, проходящую между левым и правым местами крепления оголовья. Материал оголовья располагают вдоль трассы оголовья. Материал оголовья крепят по меньшей мере к одному из левого и правого мест крепления оголовья. В материале оголовья формируют по меньшей мере одну продольную линию надреза, идущую в основном вдоль трассы оголовья, причем, по меньшей мере, одна продольная линия надреза определяет по меньшей мере двухсекционное оголовье.

Операция формирования по меньшей мере одной продольной линии надреза может осуществляться до, после или одновременно с операцией крепления материала оголовья по меньшей мере к одному из левого и правого мест крепления.

В одном примере осуществления изобретения материал оголовья содержит, по меньшей мере, один непрерывный термопластичный поверхностный слой, прикрепленный к эластомерной сердцевине. Материал оголовья имеет первый модуль упругости в неактивированном состоянии и второй, более низкий модуль упругости в активированном состоянии. Термопластичный поверхностный слой образует микроструктурированный остаточно деформированный поверхностный слой, когда материал оголовья находится в активированном состоянии. В одном из примеров осуществления изобретения эластомерная сердцевина и по меньшей мере один термопластичный слой находятся в непрерывном контакте в активированном состоянии. С активированным растяжением материалом оголовья можно обращаться как с пленкой, используя высокоскоростное производственное оборудование, и прикреплять этот материал к нескольким заготовкам лицевых масок в виде оголовья одной длины, особенно в неактивированном состоянии.

Настоящий способ может включать в себя операцию активации растяжением по меньшей мере части материала оголовья до или после операции крепления к заготовке лицевой маски. Материал стяжки в неактивированном состоянии визуально отличим от активированного состояния для обеспечения индикации несанкционированного использования.

Трасса оголовья может быть осью, пересекающей левое и правое места крепления оголовья, либо трассой, которая в основном следует по контуру поверхности заготовки лицевой маски. В одном примере осуществления изобретения материал оголовья проходит вдоль трассы оголовья, имеющей одинаковую протяженность с поверхностью заготовки лицевой маски. В случае формованной куполообразной заготовки лицевой маски трасса оголовья может иметь одинаковую протяженность с передней поверхностью куполообразной части заготовки лицевой маски. В альтернативном варианте трасса оголовья может проходить вдоль оси, пересекающей места крепления, ближайшие к куполообразной стороне соответствующей заготовки лицевой маски.

Продольная линия надреза в материале оголовья может представлять собой прорезь. Продольная линия надреза предпочтительно заканчивается до левого и правого мест крепления оголовья. На каждом конце продольной линии надреза может быть выполнена пробивка для минимизации вероятности разрыва материала оголовья при разделении головной и шейной лент.

В одном примере осуществления изобретения формируют первую поперечную линию надреза, проходящую от первого конца продольной линии надреза до края материала оголовья, и вторую поперечную линию надреза, проходящую от второго конца продольной линии надреза до противоположного края материала оголовья.

Способ крепления материала оголовья может также включать в себя разделение материала оголовья по меньшей мере вдоль одной продольной линии надреза для образования двухсекционной стяжки. В другом примере осуществления изобретения продольная линия надреза имеет пару прорезей для продевания ушей, эти прорези сформированы в материале оголовья вблизи левого и правого мест крепления. Другая линия надреза сформирована перпендикулярно трассе оголовья вблизи средней точки между левым и правым местами крепления оголовья для образования левой и правой частей оголовья.

К заготовкам лицевых масок относятся заготовки формованных куполообразных масок респираторов, заготовки плоских складных масок респираторов или различные другие лицевые маски. Способ крепления материала оголовья включает термическое соединение, ультразвуковую сварку, связующие материала, клеи, склеивающие при надавливании, клеи, скобы, пряжки, кнопки, крючки, петли и пуговицы.

В одном примере осуществления изобретения операция изготовления заготовки лицевой маски требует наличия соединительных участков заготовки лицевой маски для формирования лицевой маски практически одновременно с операцией крепления материала оголовья.

В примерах осуществления изобретения, в которых лицевая маска изготавливается из рулонного материала, левое и правое места крепления могут находиться на внешней поверхности лицевой маски или располагаться между двумя поверхностями полотна. По меньшей мере часть полотна, формирующего заготовку лицевой маски, представляет собой фильтрующий материал. Способ позиционирования материала оголовья предпочтительно содержит подачу материала оголовья от непрерывного рулона этого материала.

В одном примере осуществления изобретения операция изготовления заготовки лицевой маски включает формирование плоской центральной части, имеющей достаточную ширину, чтобы простираться по лицу пользователя примерно от одной скулы до другой над носовым участком лица. Центральная часть имеет по меньшей мере верхний край и нижний край. Плоскую верхнюю часть крепят практически по всей протяженности верхнего края центральной части. Плоскую нижнюю часть крепят практически по всей протяженности нижнего края центральной части. Плоская центральная часть, верхняя часть и нижняя часть могут иметь эллиптическую форму. На заготовке лицевой маски можно также смонтировать клапан выдоха.

Настоящее изобретение относится также к лицевой маске, которую изготавливают способом крепления многосекционного оголовья, рассматриваемым в этом описании. Настоящий способ крепления многосекционного оголовья пригоден для технологий высокоскоростного производства и может содержать дополнительные операции, требующиеся для крепления носовых зажимов, клапанов выдоха и других типичных компонентов респираторов.

Настоящее изобретение относится также к многосекционному оголовью, прикрепляемому к заготовке лицевой маски, рассмотренному выше. Заготовка лицевой маски имеет левое и правое места крепления оголовья, определяющие трассу оголовья. Многосекционное оголовье содержит материал, располагаемый вдоль трассы оголовья между левым и правым местами крепления. Материал оголовья имеет по меньшей мере одну продольную линию надреза, проходящую в основном вдоль трассы оголовья, причем по меньшей мере одна продольная линия надреза определяет формирование по меньшей мере двухсекционного оголовья.

В одном примере осуществления изобретения материал оголовья представляет собой активируемый растяжением композиционный материал, находящийся либо в активированном, либо в неактивированном состоянии. Этот активируемый растяжением композиционный материал в активированном состоянии визуально отличим от композиционного материала в неактивированном состоянии для индикации несанкционированного использования.

В настоящем описании используются следующие термины и определения.

Термин "лицевая маска" в данном контексте означает респираторы, хирургические маски, маски для использования в стерильных помещениях, щитки для лица, пылезащитные маски и другие разнообразные лицевые покровы.

Термин "трасса оголовья" в данном контексте означает трассу между левым и правым местами крепления, измеряемую в основном вдоль поверхности заготовки лицевой маски или вдоль оси, пересекающей левое и правое места крепления.

Термин "активируемый растяжением эластик" в данном контексте означает материал, который имеет первый модуль упругости до активации растяжением и второй, меньший модуль упругости после активации растяжением. Некоторые активируемые растяжением эластичные материалы после активации увеличиваются также по длине. Модуль упругости измеряется на начальном наклоне кривой "напряжение-деформация" как до, так и после активации растяжением.

Термин "термическое соединение" в данном контексте означает соединение материалов, имеющих термопластичный компонент, с помощью горячего прутка, ультразвуковой или импульсной сварки, либо другими сварочными средствами, использующими термические процессы.

Термин "термопластик" в данном контексте означает полимерный материал, имеющий термопластичный компонент, к которому могут относиться полиолефины, простые и сложные полиэфиры и полиамиды. К примерам подходящих термопластичных полимеров относятся (только в целях пояснения) такие полиолефины, как полиэтилен, полипропилен, поли-1-бутен, поли-2-бутен, поли-1- пентен, поли-2-пентен, поли-3-метил-1-пентен, поли-4-метил-1- пентен, 1,2-поли-1,3-бутадиен, 1,4-поли-1,3-бутадиен, полиизопрен, полихлоропрен, полиакрилонитрил, поливинилацетат, поливинилиденхлорид, полистирол и т.п.; такие сложные полиэфиры, как полиэтилентерефталат, политетраметилентерефталат, полициклогексилен-1,4-диметилентерефталат или полиоксиметилен-1,4-циклогексиленметиленокситерефталоил и т.п.; такие простые полиэфиры, как полиоксиэтилен-полибутилентерефталат, полиокситриметилен-полибутилентерефталат, полиокситетраметилен- полибутилентерефталат, полиокситетраметилен-полиэтилентерефталат и т.п.; а также такие полиамиды, как поли-6-аминокапроновая кислота или поликапролактам, полигексаметиленадипамид, полигексаметиленсебацамид, поли-11-аминоундекановая кислота и т.п.

Термин "одна длина" в данном контексте означает расстояние между левым и правым местами крепления при измерении в основном вдоль поверхности заготовки лицевой маски или вдоль оси, пересекающей левое и правое места крепления.

Фиг. 1 представляет примерную кривую "сила-удлинение" для материала оголовья; фиг. 2 представляет часть поперечного сечения эластомерного композиционного материала; фиг. 3 представляет часть поперечного сечения композиционного материала, приведенного на фиг. 2, с микроструктуризацией, вызванной одноосным растяжением; фиг. 4A представляет схематичную иллюстрацию примерного производственного процесса прикрепления многосекционного оголовья к плоскому складному респиратору; фиг. 4B-4D представляют промежуточные формы полотна в примерном производственном процессе, показанном на фиг. 4A; фиг. 5А представляет полосу лицевых масок с двухсекционным оголовьем одной длины; фиг. 5В представляет вид сверху тканого полотна, содержащего множество примерных лицевых масок с двухсекционным оголовьем одной длины; фиг. 6A-6J представляют другие примерные варианты форм оголовья; фиг. 7 представляет перспективу примерного плоского складного респиратора, показанного в раскрытом положении; фиг. 8 представляет перспективу примерного плоского складного респиратора, показанного в сложенном положении; фиг. 9 представляет перспективу примерного плоского складного респиратора с двухсекционным оголовьем, прикрепленным вдоль его передней поверхности; фиг. 10 представляет перспективу примерного плоского складного респиратора с односекционным оголовьем, прикрепленным вдоль его задней поверхности; фиг. 11 представляет перспективу примерного плоского складного респиратора с односекционным оголовьем, прикрепленным вдоль его передней поверхности; фиг. 12 представляет двухсекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья, и пересекающее клапан выдоха и переднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 13 представляет двухсекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее заднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 14 представляет односекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья, и пересекающее клапан выдоха и переднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 15 представляет односекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее заднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 16 представляет двухсекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее переднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 17 представляет двухсекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее заднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 18 представляет односекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее переднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 19 представляет односекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья и пересекающее заднюю поверхность куполообразной лицевой маски; фиг. 20 представляет двухсекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья, и пересекающее клапан выдоха и переднюю поверхность плоской складной лицевой маски; фиг. 21 представляет односекционное оголовье, проходящее вдоль трассы оголовья, и пересекающее клапан выдоха и переднюю поверхность плоской складной лицевой маски; фиг. 22 представляет применение двухсекционного оголовья на примерной лицевой маске; фиг. 23 представляет односекционное оголовье, прикрепленное к примерной лицевой маске; фиг. 24 показывает оголовье в виде непрерывной петли, удерживаемое заготовкой лицевой маски.

Подробное описание предпочтительного примера осуществления изобретения Оголовье должно удерживать респиратор на лице пользователя с достаточным усилием, чтобы обеспечить герметизацию, но в то же время оно не должно создавать такое большое усилие, чтобы при его ношении создавались неудобства для пользователя. Желательно также создать респиратор с оголовьем единого размера, который могут надевать все пользователи, несмотря на разные размеры головы. Эти требования могут быть соблюдены при использовании эластомерных оголовий согласно настоящему изобретению. В идеальном случае небольшое удлинение оголовья должно создавать относительно большое усилие, чтобы удовлетворить требования создания минимального усилия для пользователя с меньшим размером головы, тогда как при дальнейшем удлинении должно создаваться почти постоянное усилие или, по крайней мере, меньшее увеличение усилия, чтобы удовлетворить требования пользователя с большим размером головы.

Установлено, что для многих легких одноразовых респираторов требуется минимальное усилие около 30 г, чтобы обеспечить достаточно плотное прилегание, но предпочтительным является усилие по меньшей мере около 50 г. В общем случае, чем больше усилие, тем выше дискомфорт при ношении респиратора в течение продолжительного периода времени. Установлено, однако, что максимальное усилие около 300 г является в основном удовлетворительным и что предпочтительным является максимальное усилие около 200 г. Эти усилия соответствуют удлинению оголовья примерно на 15-120% для предпочтительного материала оголовья. Кроме того, желательно иметь возможность растянуть оголовье примерно до 300% или более без приложения чрезмерного усилия, чтобы легко разместить оголовье на голове или на головном уборе.

Поскольку длина нерегулируемого оголовья для данного респиратора неизменна, переменными параметрами, над которыми должен работать конструктор респиратора, являются выбор эластомерного материала, его ширина и толщина. Для любого данного удлинения усилие будет пропорционально как ширине, так и толщине эластомерного материала. Ширина оголовья обычно находится в диапазоне примерно от 6 мм до 10 мм. Пригодность данного материала оголовья и его толщина могут быть определены по следующей методике. Определенное по кривой "сила-удлинение" (или по кривой "напряжение-деформация") усилие, необходимое для создания удлинения, подходящего для головы минимального размера (например, 30%), сравнивается с толщиной эластомерного материала, имеющего постоянную ширину в пределах указанного выше диапазона типовой ширины. Толщины, создающие усилие 30 г или выше, являются подходящими для соблюдения требования минимального усилия, но толщины, создающие усилие 50 г или более, являются предпочтительными. Подобным же образом, по кривой "сила-удлинение" усилие, необходимое для получения удлинения, подходящего для головы максимального размера (например, 160%), сравнивается с толщиной эластомера. Толщины, создающие усилие 300 г или менее являются подходящими для соблюдения требования максимального усилия, но толщины, создающие усилие 200 г и менее, являются предпочтительными. Толщины, отвечающие обоим требованиям, являются пригодными для использования в настоящем изобретении.

В одном примере осуществления изобретения материал оголовья представляет собой активируемый растяжением эластомерный композиционный материал, который в неактивированном состоянии имеет первый модуль упругости, а в активированном состоянии имеет второй, меньший модуль упругости. Во время активации растяжением эластомерный композиционный материал обычно удлиняют на 200-600% и дают ему возможность восстановиться. Активированный растяжением эластомерный композиционный материал имеет тенденцию постоянно удлиняться примерно на 25-75% после активации растяжением. Кроме того, при активации растяжением молекулы поверхностного слоя композиционного материала оголовья ориентируются для создания микроструктурированной поверхности, которая визуально и на ощупь отличима от материала оголовья в неактивированном состоянии. Начальный повышенный модуль упругости эластомерного композиционного материала в неактивированном или в частично активированном состоянии облегчает обращение с материалом в процессе производства. Обычные эластики значительно более чувствительны к изменениям эффективной длины, вызываемой изменениями натяжения в оборудовании для подачи и крепления.

Активированные растяжением эластомерные композиционные материалы, применяемые в настоящем изобретении, могут быть сконструированы из эластомерной сердцевины, окруженной неэластичной матрицей, которые после растяжения и восстановления создадут эластомерный композиционный материал типа, описанного в патенте США N 5429856 (Крюгер и др.), опубликованном 4 июля 1995 года, и в патенте США N 4880682 (Хазелтон и др.), опубликованном 14 ноября 1989 года. Оба этих патента приведены в данном тексте как ссылки.

Альтернативный эластомерный композиционный материал описан в патенте США N 5501679, выданном Крюгеру. Этот патент приведен в данном тексте как ссылка. Этот эластомерный композиционный материал представляет собой нелипкий многослойный эластомерный слоистый материал, содержащий по меньшей мере одну эластомерную сердцевину и по меньшей мере один относительно неэластичный поверхностный слой. Поверхностный слой растягивают выше его предела упругости и освобождают вместе с сердцевиной, чтобы образовать микроструктурированный поверхностный слой. Микроструктурирование означает, что поверхность имеет неровности в виде выступов или углублений или складки, которые достаточно велики, чтобы быть замечены невооруженным глазом человека, поскольку они создают повышенную непрозрачность по сравнению с непрозрачностью композиционного материала до микроструктурирования, причем неровности достаточно малы, чтобы ощущаться как гладкие или мягкие для кожи человека. Для рассмотрения деталей микроструктурированной текстуры требуется увеличение. Кривая "сила-удлинение" одного примерного варианта эластомерного композиционного материала в активированном состоянии, соответствующая среднему усилию, измеренному во время выполненного цикла удлинения и цикла возврата в исходное состояние, показана на фиг. 1. Кривая "R" представляет собой кривую "сила-удлинение" в направлении удлинения, а кривая "R" представляет собой кривую "сила-удлинение" в обратном направлении.

Эластомерный слой может вообще содержать любой материал, способный к формированию в виде тонкопленочного слоя и проявляющий эластомерные свойства при окружающих условиях. Определение "эластомерный" означает, что данный материал практически восстанавливает свою первоначальную форму после растяжения. Кроме того, предпочтительно, эластомер будет сохранять только небольшую остаточную деформацию после растяжения и релаксации, причем эта остаточная деформация предпочтительно составляет менее 20%, а более предпочтительно менее 10% при умеренном удлинении, например, около 400-500%. В общем случае приемлем любой эластомер, который может быть растянут до степени, создающей относительно постоянную остаточную деформацию в относительно неэластичном поверхностном слое. Удлинение может быть небольшим, например 50%. Но предпочтительно, чтобы эластомер был способен выдержать удлинение от 300 до 1200% при комнатной температуре, а наиболее предпочтительно - удлинение от 600 до 800% при комнатной температуре. Эластомерами могут быть как беспримесные эластомеры, так и смеси с эластомерной фазой или содержимым, которые могут еще проявлять эластомерные свойства при комнатной температуре.

Поверхностный слой может быть сформирован из любого полукристаллического или аморфного полимера, менее эластичного по сравнению со слоем (слоями) сердцевины и имеющего остаточную деформацию при относительном удлинении, которому подвергается эластомерный композиционный материал. Поэтому в качестве поверхностных слоев либо в чистом виде, либо в виде смесей можно использовать малоэластичные соединения, такие как некоторые олефиновые эластомеры, например этиленпропиленовые эластомеры или эластомеры тройного сополимера этилена, пропилена и диена, либо сополимеры этилена, например этиленвинилацетат. Однако поверхностный слой обычно представляет собой полиолефин, например полиэтилен, полипропилен, полибутилен или сополимер полиэтилена и полипропилена, но может также быть полностью или частично полиамидом, таким как нейлон, сложным полиэфиром, таким как полиэтилентерефталат или поливинилиденфторид, полиакрилатом, таким как полиметилметакрилат и т.п. и их смесями. На материал поверхностного слоя может оказывать влияние тип выбранного эластомера. Если эластомерная сердцевина находится в непосредственном контакте с поверхностным слоем, последний должен иметь достаточную адгезию к слою эластомерной сердцевины, так чтобы его нельзя было легко отделить. Кроме того, в случаях использования высокомодульной эластомерной сердцевины с поверхностным слоем из болеет мягкого полимера может не сформироваться микротекстурированная поверхность.

Поверхностный слой используется в сочетании с эластомерной сердцевиной и может быть либо наружным слоем, либо внутренним слоем (например, находящимся между двумя эластомерными слоями). Как в виде наружного, так и в виде внутреннего слоя поверхностный слой изменяет эластичные свойства эластомерного композиционного материала.

Одним из преимуществ эластомерного композиционного материала, описанного в заявке США N 07/503716, является его способность контролировать механизм восстановления усадки композиционного материла в зависимости от формирования пленочной структуры, характера эластомерной сердцевины, характера поверхностного слоя, способа растяжения композиционного материала и относительной толщины эластомерного и поверхностного слоя (слоев). Посредством контроля этих переменных параметров в соответствии с указаниями в заявке N 07/503716 эластомерный композиционный материал можно сконструировать таким образом, чтобы он восстанавливался немедленно, восстанавливался по истечении некоторого времени или восстанавливался после тепловой активации.

На очень толстых поверхностных слоях почти не образуется поверхностная микроструктура при любом относительном растяжении, даже при воздействии теплом. Эластомерный композиционный материал сохраняет относительно постоянную ширину после повторного растяжения. Эта характеристика отсутствия сужений предохраняет композиционный материал от врезания в кожу пользователя. В основном поверхностный слой снижает эластичное усилие слоя сердцевины противодействующим усилием сопротивления. Поверхностный слой не будет растягиваться вместе с эластомером после активации композиционного материала, а просто раскладывается в виде жесткого листа. Это усиливает сердцевину, оказывая сопротивление или препятствуя сжатию эластомерной сердцевины, включая тенденцию к образованию сужения. Микротекстурирование контролируется не только способом растяжения эластомерного композиционного материала, но также и степенью растяжения, общей толщиной композиционного материала, составом композиционного слоя и соотношением сердцевины и поверхностного слоя.

На фиг. 2 показана конструкция 1 трехслойного композиционного материала в поперечном сечении, где сердцевина 3 является эластомерной сердцевиной, скрепленной с поверхностными слоями 2 и 4. Эти поверхностные слои 2, 4 могут быть как одинаковыми, так и разными полимерами. Такое расположение слоев предпочтительно формируется процессом совместной экструзии. Независимо от способа изготовления композиционного материала, например, нанесением покрытия, наслаиванием, последовательной экструзией, совместной экструзией или комбинацией этих процессов, сформированный композиционный материал и его слои будут предпочтительно иметь практически равномерную толщину по всему композиционному материалу. Предпочтительно слои имеют одинаковую протяженность по ширине и длине композиционного материала. При такой конструкции микротекстурирование практически равномерно по всей поверхности эластомерного композиционного материала и обеспечивает в основном одинаковый коэффициент трения по поверхности композиционного материала. Композиционные материалы, изготовленные таким образом, имеют в основном одинаковые эластомерные свойства с минимумом краевых эффектов, таких как закручивание, изменение модуля, отделение частиц и т.п.

На фиг. 3 показана диаграмма общих размеров, которые переменны для одноосно растянутых и восстановившихся композиционных материалов. Общая текстура представляет собой регулярно повторяющиеся складки. К указанным переменным размерам относятся общая высота А-А' расстояние B - от вершины до вершины и расстояние C-C' от вершины до впадины. Еще одним признаком композиционного материала, показанного на фиг. 3, является то, что при одноосном растяжении и восстановлении обычно формируются регулярные, периодически