DE60120003T2

DE60120003T2 - Verfahren zur Herstellung einer Maske

Info

Publication number: DE60120003T2
Application number: DE60120003T
Authority: DE
Inventors: Mark William North Fort Myers Doane; James Edward New Orleans Thomas
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: EXIGENT CORP. (N.D.GES.D.STAATES LOUISIANA, SH, US
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: GB0002805D0; ZA200101051B; AU1825901A; JP4686036B2; US20010025641A1; AU778226B2; JP2001238952A; GB2359996A; EP1125595B1; DK1125595T3; GB0102371D0; DE60120003D1; EP1125595A1; CA2333828A1; GB2359996B; US20050005931A1; ATE327795T1

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Masken.
Masken wie z.B. Gesichtsmasken oder Kehlkopfmasken umfassen eine relativ steife Halterung, ein Kegel- oder Schuhelement und einen weicheren, biegsameren ringförmigen Ballon, eine Manschette oder ein Polster, das sich um die Kante der Halterung erstreckt und sich leicht an die Anatomie anpasst und einen Dichtungskontakt mit dem Patientengewebe herstellt. Die Manschette wird separat von der Halterung ausgebildet und wird anschließend wie z.B. mittels eines Klebstoffs oder Lösungsmittels mit dieser verbunden. Die Manschette kann durch ein Spritzgieß- oder Drehformverfahren hergestellt werden; die Halterung wird gewöhnlich durch ein Spritzgießverfahren hergestellt. Beispiele von Kehlkopfmasken und ihrer Herstellung sind in US 5305743 , US 5297547 , US 5282464 , GB 2267034 , US 5249571 , US 5241956 , US 5303697 , GB 2249959 , GB 2111394 , EP 448878 , US 4995388 , GB 2205499 , GB 2128561 , GB 2298797 , GB 2334215 , PCT/GB00/03045, PCT/GB00/03044 und GB 2337020 gezeigt. US 5355879 beschreibt verschiedene Arten einer Kehlkopfmaske, die in einem Stück geformt werden können oder eine separate Manschette aufweisen, die klebend an einer Rückplatte befestigt ist. GB 2038703 beschreibt eine Gesichtsmaske mit einem halbstarren Kegel und einem geschäumten Polster, das an den Kegel geklebt ist. WO 0061213 beschreibt eine durch Drehformen ausgebildete Kehlkopfmaske.
Masken, die in dieser Weise hergestellt werden, sind aufgrund des Bedarfs für verschiedene Herstellungs- und Montagevorgänge relativ teuer. Die Verbindung zwischen der Halterung und dem Polster sieht eine mögliche Stelle für ein Versagen oder einen Austritt vor und erfordert eine Prüfung, um eine wirksame Verbindung sicherzustellen. Wenn die Maske intern verwendet wird, wie z.B. bei einer Kehlkopfmaske, können die Konsequenzen der Trennung des Polsters und der Halterung schlimm sein. Die Verbindung selbst kann die Maske steifer machen oder kann es schwieriger machen, exakt die gewünschte Flexibilität zu erreichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Herstellung für eine Maske bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maske bereitgestellt mit den Schritten des Vorformens eines Halterungselements, des Vorsehens einer Form mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, wobei der erste Teil eine Öffnung zum Aufnehmen des Halterungselements aufweist und der zweite Teil eine Aussparung aufweist, die die Form einer Manschette festlegt, des Zugebens eines flüssigen Kunststoffmaterials in die Aussparung, des Anordnens des vorgeformten Halterungselements in der Öffnung des ersten Teils, des Anordnens des ersten und des zweiten Teils der Form zusammen, des Drehens der Form, so dass das flüssige Kunststoffmaterial die Aussparung überzieht, um eine dünne Schicht aus geliertem Kunststoff in der Aussparung auszubilden, des Drehens der Form, so dass das flüssige Kunststoffmaterial denjenigen Teil des Halterungselements überzieht, der die Aussparung bedeckt, um es mit dem Halterungselement zu verkleben, und des Entnehmens des Halterungselements aus der Form, wenn eine hohle Manschette an diesem durch Drehen geformt wurde.
Eine Kehlkopfmaskenanordnung und eine Gesichtsmaskenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gilt:
1 ist eine Seitenaufrissansicht einer Kehlkopfmaskenanordnung teilweise im Schnitt für Hintergrundinformationen;
2 ist eine schematische Schnittseitenaufrissansicht einer Formvorrichtung, die zum Ausbilden der Maske der Anordnung von 1 verwendet wird, in einer ersten Stufe im Formvorgang;
3 ist eine Schnittseitenaufrissansicht der Formvorrichtung von 2 in einer anschließenden Stufe im Formvorgang;
4 ist eine Schnittseitenaufrissansicht einer gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Gesichtsmaske;
5 ist eine perspektivische Schnittansicht der Form, die zur Herstellung der Gesichtsmaske von 4 verwendet wird; und
6 zeigt die Unterseite des Kegels der Gesichtsmaske in einer Vorstufe der Herstellung.
Die in den 1 bis 3 gezeigte und nachstehend beschriebene Kehlkopfmaske dient für Hintergrundinformationen, die für ein Verständnis der Erfindung nützlich sind.
Mit Bezug zuerst auf 1 umfasst die Kehlkopfmaskenanordnung einen Tubus 1 und eine Maske 2, die am Patientenende 10 des Tubus angebracht ist.
Der Tubus 1 besteht aus einem biegsamen Kunststoffmaterial wie z.B. PVC und ist entlang seiner Länge gekrümmt. Eine Bohrung 11 erstreckt sich entlang des Tubus 1 von seinem Patientenende 10 zu seinem hinteren Maschinenende 12. Eine Aufblasleitung 13 mit kleiner Bohrung erstreckt sich entlang der Länge des Tubus 1 innerhalb eines Kanals 14, der entlang der Außenseite seiner Wand ausgebildet ist, wie z.B. in der Weise, die in PCT/GB00/03044 beschrieben ist. In Richtung ihres Maschinenendes erstreckt sich die Aufblasleitung 13 vom Tubus 1 weg und ist mit einem kombinierten Ventil und einer Kopplung 15 der üblichen Art verbunden.
Die Maske 2 umfasst eine Halterung 20 und eine aufblasbare Manschette 21. Die Halterung 20 besteht aus einem Kunststoffmaterial und weist im Allgemeinen eine Schuh- oder Trichterform auf. Sie weist eine relativ dicke Wand auf, so dass sie relativ steif ist. Das hintere Maschinenende der Halterung 20 weist einen Hals 22 mit kreisförmigem Querschnitt auf, der das Patientenende 10 des Tubus 1 umschließt und an dieses geklebt ist. Eine Silikondichtung (nicht dargestellt), kann zwischen den Tubus 1 und die Halterung 20 eingefügt sein, um die Dichtung zu verbessern. Die Halterung 20 weitet sich vom Maschinenende 22 zu ihrem Patientenende 23 nach außen auf, welches zur Achse des Maschinenendes in einem Winkel θ von etwa 25° geneigt ist, so dass das Patientenende der Halterung eine ovale Form aufweist, wobei ihr Vorderende 24 spitzer ist als ihr Hinterende 25. Das Patientenende 23 der Halterung 20 ist so geneigt, dass es der Innenseite der Krümmung des Tubus 1 zugewandt ist. Intern steht das Maschinenende 22 der Halterung 20 mit einem Hohlraum 26 in der Halterung in Verbindung, der sich in der Querschnittsfläche entlang seiner Länge vom Maschinenende vergrößert.
Die Manschette 21 ist einteilig als einziges Stück mit der Halterung 20 ausgebildet und besteht aus demselben Kunststoffmaterial, weist jedoch eine dünnere Wand auf, so dass sie weicher und flexibler ist. Die Manschette 21 ist zu einem Ring mit derselben Form wie das Patientenende 23 der Halterung 20 ausgebildet und ist oval, wobei ihr nach vorn gerichtetes Ende 27 spitzer ist als ihr nach hinten gerichtetes Ende 28. Die Manschette 21 umschließt einen zentralen Bereich 29 mit derselben Form wie das Patientenende 23 der Halterung 20. Die Aufblasleitung 13 erstreckt sich über das Patientenende 10 des Tubus hinaus, ist in die Halterung 20 geformt und steht in die Manschette 21 vor, so dass die Manschette über die Aufblasleitung aufgeblasen und entleert werden kann. Wenn sie in der Position in einem Patienten aufgeblasen wird, dehnt sich die Manschette 21 aus, um das Patientengewebe im Bereich des Hypopharynx zu berühren.
Die Manschette 21 und die Halterung 20 werden unter Verwendung einer Drehformvorrichtung ausgebildet, die in den 2 und 3 gezeigt ist. Die Vorrichtung umfasst eine Form 30 in zwei Teilen: einem oberen Teil 31 und einem unteren Teil 32, die nach der Verwendung getrennt werden können, um zu ermöglichen, dass die Komponente entnommen wird. Um die obere Oberfläche 33 des unteren Teils 32 erstreckt sich ein ringförmiger Kanal 34, dessen Wand der äußeren Form der Manschette 21 entspricht. Die untere Oberfläche des oberen Teils 31 der Form weist eine Aussparung 35 mit ungefähr einer Trichterform auf, deren Wand der äußeren Form der Halterung 20 entspricht. Außerdem weist der obere Teil 31 eine Nut 36 auf, in der das Patientenende der Aufblasleitung 13 festgeklemmt wird. Die Aufblasleitung 13 steht um einen kurzen Abstand über das Patientenende der Nut 36 hinaus in den Kanal 34 vor. Ein mit PTFE beschichteter Draht oder ein massiver PTFE-Stab (nicht dargestellt) wird während des Formens in die Leitung 13 eingesetzt, um einen Verschluss zu verhindern, und wird anschließend entfernt. Die Formvorrichtung umfasst außerdem eine herkömmliche Heizvorrichtung 40 und eine Verschiebungseinrichtung 41 zum Ändern der Orientierung der Form 30 nach Wunsch.
Anfänglich wird die Form 30 wie in 2 gezeigt orientiert, wobei der obere Teil 31 ganz oben liegt. Ein abgemessenes Volumen an Plastisol 37 oder eines anderen durch Wärme gelierbaren Kunststoffs in flüssiger Form wird durch einen Einlassdurchgang, nicht dargestellt, zur Form 30 zugegeben, so dass der Kunststoff in den Kanal 34 im unteren Teil 32 fließt. Der Kunststoff liegt vorzugsweise in flüssiger Form vor, könnte jedoch in einer anderen Fluidform vorliegen, wie z.B. als Pulver. Die Form 30 wird dann um die x-Achse 42 und die z-Achse 43 geschaukelt, so dass das Plastisol mit der ganzen Oberfläche des Kanals 34 in Kontakt kommt. Die Form 30 wird durch die Heizvorrichtung 40 erhitzt, so dass das Plastisol 37 geliert, wo es mit der Oberfläche der Form in Kontakt kommt. Diese Schaukelbewegung ist relativ kurz, so dass die Schicht aus Kunststoffmaterial, die auf der Oberfläche des Kanals 34 aufgebaut wird, nur dünn ist und insbesondere die geeignete Dicke aufweist, um die erforderliche Flexibilität der Manschette 21 vorzusehen. Es ist zu sehen, dass der auf der Oberfläche des Kanals 34 abgeschiedene Kunststoff ein hohles, röhrenförmiges Gebilde mit ringförmiger Form bereitstellt.
Nachdem die gewünschte Dicke von Kunststoff auf der Oberfläche des Kanals 34 abgelegt wurde, begibt sich die Formvorrichtung zu einer zweiten Phase, in der die Form 30 um die z-Achse 43 gedreht wird, wie in 3 gezeigt. Wenn dies geschieht, läuft das restliche Plastisol 37 aus dem Kanal 34 und in eine Seite der trichterförmigen Aussparung 35. Die Menge an auf der Wand des Kanals 34 abgeschienenem Plastisol ist im Vergleich zum Gesamtvolumen klein, so dass die Mehrheit des Plastisols in der zweiten Phase noch flüssig ist. Die Form 30 wird allmählich um die x-Achse 42 und die z-Achse 43 gedreht und geschaukelt, so dass das Plastisol 37 auf der Wand der Aussparung 35 abgeschieden wird. Dieser Prozess dauert länger als der zum Ausbilden der Manschette 21 verwendete, da die gewünschte Wanddicke des Halterungsteils 20 wesentlich größer ist als jene der Manschette. Typischerweise hätte die Wand der Halterung 20 eine Dicke von mehreren Millimetern, wohingegen die Wand der Manschette 21 nur ein Bruchteil eines Millimeters wäre. Die verwendete Menge an Plastisol ist vorzugsweise derart, dass, wenn die gewünschte Wanddicke der Halterung 20 abgeschieden wurde, das ganze Plastisol geliert wurde. Während beider dieser Drehformbewegungen kann es erforderlich sein, die Form 30 auch um die y-Achse zu drehen oder zu schaukeln. Die Aufblasleitung 13, die sich entlang der Nut 36 erstreckt, wird in die Dicke der Wand aus abgeschiedenem Kunststoffmaterial eingebettet. Es kann erforderlich sein, das Patientenende der Aufblasleitung 13 mit einem entnehmbaren Einsatz wie z.B. einem Draht zu blockieren, um zu verhindern, dass es mit dem Kunststoffmaterial blockiert wird. Anstelle des Formens der Maske um die Aufblasleitung könnte die Maske mit einer kleinen Bohrung wie z.B. mittels eines Drahtkernstifts innerhalb der Form geformt werden. Ein Ende der Bohrung würde sich zum Maschinenende der Maske erstrecken und das andere Ende würde in die Manschette münden. Die Bohrung könnte eine Verbindung mit einer Aufblasleitung herstellen, die sich innerhalb der Wand des Tubus erstreckt.
Wenn das ganze Plastisol geliert hat, wird die Form 30 in der üblichen Weise vollständig wärmebehandelt, um den Kunststoff zu härten. Die Form 30 wird dann in ihre zwei Teile 31 und 32 getrennt und die Maske 2 wird entnommen. Nach der Entfernung von irgendwelchem Anguss- oder überschüssigen Kunststoff wird die Maske 2 in der üblichen Weise mit dem Tubus 1 verbunden, wobei die Aufblasleitung 13 in den Kanal 14 geklemmt wird. Die Manschette 21 kann dann nach Wunsch über die Aufblasleitung 13 aufgeblasen oder entleert werden.
In der Praxis hätte die Formvorrichtung mehrere Formen, die an einer Fördereinrichtung, einem Drehteller oder dergleichen angebracht sind, die durch verschiedene Stationen laufen, in der das Plastisol zugegeben wird, die Form wie geeignet orientiert wird, die Form wärmebehandelt wird und die fertiggestellte Komponente entnommen wird.
Die vorstehend beschriebene Manschette und Halterung werden einteilig ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung realisiert, dass es nicht wesentlich ist, dass die Halterung und die Manschette einteilig ausgebildet werden, da die Vorteile auch erzielt werden können, wenn die Halterung vorgeformt wird und die Manschette anschließend mit der Halterung geformt wird. Dies erreicht dennoch eine Vereinfachung der Herstellung und eine verbesserte Integrität der Verbindung zwischen der Manschette und der Halterung. Wenn die Halterung oder der Kegel klar und transparent sein muss, wie z.B. bei Gesichtsmasken, bei denen es wichtig ist, den Mundbereich des Patienten sehen zu können, kann ein Drehformen nicht geeignet sein, da dieses Verfahren noch nicht die erforderliche Transparenz erzeugen kann. Drehformen ist jedoch immer noch ein wünschenswertes Verfahren zum Ausbilden der Manschette der Maske. Während in vorherigen Gesichtsmasken sowohl die Halterung/der Kegel als auch die Manschette vorgeformt und anschließend aneinander geklebt werden, soll die vorliegende Erfindung die Manschette direkt an der vorgeformten Halterung/am vorgeformten Kegel formen, so dass der Formvorgang selbst die Bindung zwischen der Manschette und dem Kegel erzeugt.
Mit Bezug auf 4 ist eine Gesichtsmaske 50 mit einem oberen Halterungselement oder Kegel 51 und einer unteren Manschette 52 gezeigt. Der Kegel 51 weist einen Hauptkörper 53 mit Kuppelform mit einem kurzen röhrenförmigen Verbindungselement 54 an seinem oberen Ende und einem schmalen, nach außen vorstehenden Flansch 55 an seinem unteren Ende, der eine ovale Form aufweist, auf. Der Kegel 51 besteht aus einem klaren, transparenten Kunststoffmaterial, typischerweise PVC, und wird durch ein Spritzgießverfahren oder durch irgendein anderes Verfahren hergestellt, das die erforderliche Transparenz erreicht. Die Manschette 52 ist ein hohler, aufblasbarer, röhrenförmiger Ballon mit einem Aufblaseinlass 56, der sich durch den Flansch 55 des Kegels 51 erstreckt. Die Manschette 52 ist so geformt, dass sie um die Nase und den Mund abdichtet.
Mit Bezug nun auch auf 5 wird der vorgeformte Kegel 51 in einer Drehform 60 mit einem oberen Teil 61 aus einem Wärmeisolationsmaterial wie z.B. PTFE und einem unteren Teil 62 aus einem Metall wie z.B. Aluminium angeordnet. Der obere Teil 61 weist eine große Öffnung 63 auf, in der sich der Hauptteil des Kegels 51 befindet, wobei ein Zwischenraum zwischen der Außenseite des Kegels und der Innenseite der Öffnung besteht. Der untere Teil 62 der Form weist eine ringförmige Aussparung 64 in seiner oberen Oberfläche 65 mit derselben ovalen Form wie die untere Kante des Kegels 51 auf. Im Querschnitt definiert die Aussparung 64 die Form der unaufgeblasenen Manschette 52. Zwei Isolationsdichtungen 66 und 67 aus einem Silikon mit geringer Härte sind an der oberen Oberfläche des Formteils 62 um die Innenseite bzw. die Außenseite der Aussparung 64 befestigt.
Anfänglich wird eine abgemessene Menge von Plastisol 68 oder einem ähnlichen Material in die Aussparung 64 im unteren Teil 62 der Form 60 gegossen. Der Kegel 51 wird dann am unteren Teil 62 der Form angeordnet, wobei sich der Flansch 55 um die Öffnung der Aussparung 64 erstreckt und an der inneren und äußeren Dichtung 66 und 67 sitzt. Die untere Oberfläche des Flanschs 55 ist in 6 gezeigt, in der zu sehen ist, dass sie Positionierungsvorsprünge 69 und Rippen 70 aufweist, die in entsprechende Aussparungen (nicht dargestellt) in der oberen Oberfläche 65 des unteren Teils 62 der Form 60 eingreifen. Der obere Teil 61 der Form 60 wird dann nach unten geklappt, so dass der Flansch 55 zwischen den zwei Teilen eingeschlossen wird. Ein Stift 71, der im oberen Teil 61 der Form 60 montiert ist, steht nach unten durch ein Loch im Flansch 55 um einen kurzen Abstand in die Aussparung 64 vor. Die gesamte Form 60 wird dann in zwei Richtungen gedreht, um die Oberfläche der Aussparung 64 mit dem Plastisol 68 zu überziehen. Der untere Teil 62 der Form 60 wird erhitzt, wie z.B. mit Infrarotlampen, um das auf die Oberfläche der Aussparung 64 aufgetragene Plastisol zu gelieren. Die Form 60 wird in zwei Richtungen gedreht und stoppt, wenn der obere Teil 61 unter dem unteren Teil 62 liegt. In dieser Position fließt das Plastisol 68 in Richtung des Kegelflanschs 55, wo es die Rippen 70 und die untere Oberfläche des Flanschs schmilzt, um es sicher mit diesem zu verkleben. Nach geeigneter Härtung werden die zwei Teile 61 und 62 der Form getrennt und die fertiggestellte Gesichtsmaske 50 wird entnommen. Der Aufblaseinlass 56 wird anschließend in das durch den Stift 71 hergestellte Loch eingesetzt und mit diesem versiegelt. Dieses Verfahren ermöglicht, dass eine hohle Manschette durch Drehformen hergestellt wird und ein Kegel durch ein anderes Verfahren hergestellt wird, während manuelle Montagevorgänge vermieden werden und eine sichere Verbindung sichergestellt wird.
Es ist zu erkennen, dass die Manschette einer Gesichtsmaske, einer Kehlkopfmaske oder dergleichen nicht notwendigerweise hohl sein muss, sondern aus Schaum bestehen könnte.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Maske mit den Schritten des Vorformens eines Halterungselements (51), des Vorsehens einer Form (60) mit einem ersten Teil (61) und einem zweiten Teil (62), wobei der erste Teil eine Öffnung zum Aufnehmen des Halterungselements (51) aufweist und der zweite Teil (62) eine Aussparung (64) aufweist, die die Form einer Manschette (52) festlegt, des Zugebens eines flüssigen Kunststoffmaterials (68) in die Aussparung (64), des Anordnens des vorgeformten Halterungselements (51) in der Öffnung des ersten Teils (61), des Anordnens des ersten und des zweiten Teils (61 und 62) der Form zusammen, des Drehens der Form (60), so dass das flüssige Kunststoffmaterial (68) die Aussparung (64) überzieht, um eine dünne Schicht aus geliertem Kunststoff in der Aussparung auszubilden, des Drehens der Form (60), so dass das flüssige Kunststoffmaterial (68) denjenigen Teil des Halterungselements (51) überzieht, der die Aussparung bedeckt, um es mit dem Halterungselement zu verbinden, und des Entnehmens des Halterungselements (51) aus der Form (60), wenn eine hohle Manschette (52) durch Drehen an diesem geformt wurde.