WO2021198161A1 - Infection protection mask for disinfecting and/or cleaning respiratory air - Google Patents

Abstract

The invention relates to an infection protection mask (1) for disinfecting and/or cleaning respiratory air (2), comprising an air-permeable support material (3) which can at least partly cover the mouth-nose section (4) of a person (5) so that the respiratory air (2) for the person (5) can flow through the infection protection mask (1) while the person is breathing. The infection protection mask (1) according to the invention has a plasma generating device (6), wherein the plasma generating device (6) comprises two electric conductors (7) which are insulated from each other, are mutually spaced, and can generate a non-thermal plasma by means of an electric potential difference, and the electric conductors (7) are arranged on the air-permeable support material (3) such that the respiratory air (2) flowing through the infection protection mask (1) can be cleaned of microbes by the non-terminal plasma generated in the plasma generating device (6).

Description

Infektionsschutzmaske zur Desinfektion und/oder Reinigung von Atemluft Infection protection mask for disinfecting and / or cleaning breathing air

Die Erfindung betrifft eine Infektionsschutzmaske zur Desinfektion und/oder Reinigung von Atemluft mit einem luftdurchlässigen Trägermaterial, das mindestens teilweise eine Mund-Nasen-Partie eines Menschen abdecken kann, sodass die Atemluft des Menschen die Infektionsschutzmaske beim Atmen durchströmen kann. The invention relates to an infection protection mask for disinfecting and / or cleaning breathing air with an air-permeable carrier material that can at least partially cover a person's mouth and nose so that the breathing air of the person can flow through the infection protection mask when breathing.

Zweck von Infektionsschutzmasken ist, die Übertragung von Krankheitserregern und Keimen (bspw. Viren, Bakterien, Allergenen) von Menschen auf Menschen oder Tieren auf Menschen mittels Sekrettröpfchen zu erschweren. Dabei werden Infektionsschutzmasken typischerweise anhand ihrer Gesamtleckage, die sich aus Undichtigkeiten am Gesicht oder der jeweiligen Maskenkonstruktion ergeben, unterschieden (DIN EN 149). Die Klassen, anhand derer die Infektionsschutzmasken unterschieden werden, reichen von Gesamtleckagen der Infektionsschutzmasken von bis zu 22% (FFP-1) für alltägliche, nicht-toxische Einsatzzwecke (bspw. als Arbeitsschutz) bis zu Gesamtleckagen von nicht mehr als 2% (FFP-3) für Einsatzzwecke als Schutz vor beispielsweise Keimen (Viren, Bakterien, Pilzen und deren Sporen). The purpose of infection protection masks is to make the transmission of pathogens and germs (e.g. viruses, bacteria, allergens) from humans to humans or animals to humans more difficult by means of secretion droplets. Infection protection masks are typically differentiated on the basis of their total leakage, which results from leaks on the face or the respective mask construction (DIN EN 149). The classes used to distinguish the infection protection masks range from total leakages of the infection protection masks of up to 22% (FFP-1) for everyday, non-toxic purposes (e.g. as occupational safety) to total leaks of no more than 2% (FFP- 3) for use as Protection against, for example, germs (viruses, bacteria, fungi and their spores).

Weiter werden die Infektionsschutzmasken in der Praxis nach ihrem Aufbau in Voll- und Halbmasken unterschieden. Danach bedecken Vollmasken das komplette Gesicht (und noch mehr), während Halbmasken nur eine Teilpartie des Gesichtes bedecken - typischerweise die Mund-Nasen-Partie. Während Vollmasken üblich in einer Helm-Masken- Kombination ausgestaltet sind, werden die Halbmasken oft nur aus Papier- oder Vliesschichten gefertigt, die dann mit Binden- oder Gummibändern am Kopf oder den Ohren eines Trägers befestigt werden. Furthermore, the infection protection masks in practice are divided into full and half masks according to their structure. Then full masks cover the entire face (and even more), while half masks only cover part of the face - typically the mouth and nose area. While full masks are usually designed in a helmet-mask combination, the half masks are often only made of paper or fleece layers, which are then attached to the head or ears of a wearer with ties or rubber bands.

Alle aus der Praxis bekanntenAll known from practice

Infektionsschutzmasken funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Sie filtern die Umgebungs und/oder Atemluft des Trägers, wobei der jeweilige Aufwand und die mit der Infektionsschutzmaske erzielte Effektivität einer Klassifikation zugeordnet werden kann, nach der die Infektionsschutzmasken üblicherweise klassifiziert werden können. Beispielsweise ist es für Halbmasken für den normalen Krankenhausalltag ausreichend, diese aus mehrlagigen Vliesmaterialien auszugestalten, sodass mit Keimen belastete, fremde Sekrettröpfchen durch die Vliesmaterialien abgefangen werden und nicht an die Schleimhäute des Trägers gelangen können. Die Wirksamkeit der Infektionsschutzmasken verringert sich entsprechend der Tragedauer, da die die Atemluft filternden Materialien durch die Feuchtigkeit in der Atemluft zugesetzt und verstopft werden. Infection protection masks work on the same principle. They filter the ambient and / or breathing air of the wearer, whereby the respective effort and the effectiveness achieved with the infection protection mask can be assigned to a classification according to which the infection protection masks can usually be classified. For example, it is sufficient for half masks for normal everyday hospital life to make them from multi-layer fleece materials so that foreign secretion droplets contaminated with germs are caught by the fleece materials and cannot reach the mucous membranes of the wearer. The effectiveness of the Infection protection masks are reduced according to the length of time they are worn, since the materials that filter the air are clogged and clogged by the moisture in the air.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Wirksamkeit von Infektionsschutzmasken über eine möglichst lange Nutzungsdauer zu verbessern, sodass in der Umgebungsluft befindliche Viren, Bakterien, Keime und Allergene möglichst effektiv aus der Atemluft eines Trägers der Infektionsschutzmaske gefiltert werden können. It is therefore an object of the invention to improve the effectiveness of infection protection masks over the longest possible useful life so that viruses, bacteria, germs and allergens in the ambient air can be filtered as effectively as possible from the breathing air of a wearer of the infection protection mask.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Infektionsschutzmaske eine Plasmaerzeugungseinrichtung aufweist, wobei die Plasmaerzeugungseinrichtung zwei voneinander isolierte und beabstandete elektrische Leiter umfasst, mit welchen mittels einer elektrischen Potentialdifferenz ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann, wobei die elektrischen Leiter auf dem luftdurchlässigen Trägermaterial so angeordnet sind, dass die die Infektionsschutzmaske durchströmende Atemluft von dem in der Plasmaerzeugungseinrichtung erzeugten nichtthermischen Plasma von Keimen gereinigt werden kann. Die beiden elektrischen Leiter bilden dabei Elektroden, zwischen denen ein elektrisches Feld ausgebildet wird, sobald eine elektrische Potentialdifferenz an die beiden elektrischen Leiter angelegt wird. Die elektrischen Leiter können dabei eine dielektrisch behinderte Entladung bewirken, durch welche ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann. Dabei muss die Atemluft eines Trägers der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske an den elektrischen Leitern vorbeiströmen, wobei das zwischen den elektrischen Leitern erzeugte elektrische Feld die durchströmende Atemluft bzw. die Ladungsträger in der Atemluft anregt. Es hat sich gezeigt, dass bei einer geeigneten Ausgestaltung und Anordnung der beiden jeweils eine Elektrode bildenden elektrischen Leiter mit einer Wechselspannung im Bereich zwischen mehreren Hundert Volt und einigen Tausend Volt und einer Frequenz im Bereich zwischen mehreren Zehn Hertz bis mehreren Hundert Hertz bereits ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann, dessen Intensität ausreichend ist, um eine effektive desinfizierende Wirkung bzw. eine Reduzierung von Bakterien und Viren zu ermöglichen. Der Anregung der Ladungsträger folgt, ab einer entsprechenden elektrischen Wechselspannung und Frequenz, der Übergang der Atemluft in einen Aggregatzustand des nichtthermischen Plasmas. The object is achieved according to the invention in that the infection protection mask has a plasma generating device, the plasma generating device comprising two electrical conductors isolated from one another and spaced apart, with which a non-thermal plasma can be generated by means of an electrical potential difference, the electrical conductors being arranged on the air-permeable carrier material in this way that the breathing air flowing through the infection protection mask can be cleaned of germs by the non-thermal plasma generated in the plasma generating device. The two electrical conductors form electrodes between which an electrical field is formed as soon as an electrical potential difference is applied to the two electrical conductors. The electrical conductors can cause a dielectrically hindered discharge through which a non-thermal plasma can be generated. The breathing air of a wearer of the infection protection mask according to the invention must flow past the electrical conductors, the electrical field generated between the electrical conductors stimulating the breathing air flowing through or the charge carriers in the breathing air. It has been shown that with a suitable design and arrangement of the two electrical conductors, each forming an electrode, with an alternating voltage in the range between several hundred volts and several thousand volts and a frequency in the range between several tens of hertz to several hundred hertz, a nonthermal plasma is already present can be generated, the intensity of which is sufficient to allow an effective disinfecting effect or a reduction of bacteria and viruses. The excitation of the charge carriers follows, from a corresponding electrical alternating voltage and frequency, the transition of the breathing air into an aggregate state of the non-thermal plasma.

Das nichtthermische Plasma ist hierbei völlig ungefährlich für den Menschen, da das nichtthermische Plasma durch seinen geringen Ionisationsgrad und den unterschiedlichen Energien seiner enthaltenen Teilchensorten (Neutralteilchen, Ionen, Elektronen) nur eine geringe Temperatur aufweist. Trotzdem besitzen die enthaltenen Teilchen mit hoher Energie eine für Keime zerstörende Wirkung. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske wird durch die desinfizierenden Eigenschaften des nichtthermischen Plasmas erheblich gesteigert, wobei die desinfizierende Wirkung von nichtthermischen Plasmen belegt ist - u.a. in MORFILL, G. E.; KONG, Michael G.; ZIMMERMANN, J. L. Focus on plasma medicine. New Journal of Physics, 2009, 11. Jg., Nr. 11, S. 115011. Die Atemluft des Trägers wird keimfreier und ungefährlicher. The non-thermal plasma is completely harmless to humans because the non-thermal plasma has only a low temperature due to its low degree of ionization and the different energies of the types of particles it contains (neutral particles, ions, electrons). Still have the included Particles with high energy have a destructive effect on germs. The effectiveness of the infection protection mask according to the invention is considerably increased by the disinfecting properties of the nonthermal plasma, the disinfecting effect of nonthermal plasmas being documented - inter alia in MORFILL, GE; KONG, Michael G .; ZIMMERMANN, JL Focus on plasma medicine. New Journal of Physics, 2009, 11th vol., No. 11, p. 115011. The breath of the wearer becomes more sterile and harmless.

Es kann erfindungsgemäß vorteilhaft sein, wenn die voneinander isolierten und beabstandeten elektrischen Leiter der Plasmaerzeugungseinrichtung zu einem gitterförmigen Plasmagewebe angeordnet sind. Eine zu einem Gewebe geformte Struktur der elektrischen Leiter bewirkt, dass die Abstände und Querschnittsflächen der sich gegenüberliegenden Spannungsoberflächen der elektrischen Leiter überaus klein ausgestaltet werden können. Das bewirkt eine im Verhältnis zur aufgebrachten elektrischen Wechselspannung hohe elektrische Feldstärke, die direkt auf die Ladungsträger in der die elektrischen Leiter umströmenden Atemluft wirkt, und diese dadurch anregt. Auch lässt sich das entsprechende Plasmagewebe vorteilhaft und einfach maschinell hersteilen, sodass das hergestellte Plasmagewebe unkompliziert auf das Trägermaterial aufgetragen werden kann. Optional können die elektrischen Leiter auch verdrillt ausgestaltet, oder aber auch parallel und/oder mäandertörmig angeordnet sein. According to the invention, it can be advantageous if the electrical conductors of the plasma generating device, which are insulated from one another and spaced apart, are arranged to form a grid-shaped plasma fabric. A structure of the electrical conductors that is formed into a fabric has the effect that the distances and cross-sectional areas of the opposing voltage surfaces of the electrical conductors can be made extremely small. This causes a high electrical field strength in relation to the applied electrical alternating voltage, which acts directly on the charge carriers in the breathing air flowing around the electrical conductors, thereby stimulating them. The corresponding plasma tissue can also advantageously and easily be produced by machine, so that the plasma tissue produced can be applied to the carrier material in an uncomplicated manner. Optionally, the electrical conductors can also be twisted configured, or also be arranged parallel and / or meandering.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die erfindungsgemäße Infektionsschutzmaske derart ausgestaltet ist, dass auf den auf dem Trägermaterial angeordneten elektrischen Leitern mindestens ein weiteres luftdurchlässiges Abdeckmaterial angeordnet ist, wobei die elektrischen Leiter sich zwischen dem Trägermaterial und dem Abdeckmaterial befinden und die elektrischen Leiter von dem Trägermaterial und dem Abdeckmaterial umhüllt sind. Dadurch lassen sich die elektrischen Leiter derIt can be particularly advantageous if the infection protection mask according to the invention is designed in such a way that at least one further air-permeable cover material is arranged on the electrical conductors arranged on the carrier material, the electrical conductors being between the carrier material and the cover material and the electrical conductors from the carrier material and the covering material are wrapped. This allows the electrical conductors of the

Plasmaerzeugungseinrichtung effektiv in das Träger und Abdeckmaterial einbetten, die Infektionsschutzmaske bleibt dennoch luftdurchlässig. Auf diese Weise können die Nutzungsdauer und die Robustheit der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske gesteigert werden. Effectively embed the plasma generating device in the carrier and cover material, the infection protection mask still remains air-permeable. In this way, the service life and the robustness of the infection protection mask according to the invention can be increased.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske kann erheblich gesteigert werden, wenn optional vorgesehen ist, dass das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial ein Feinstaubfiltermaterial ist, um Feststoffe und/oder Aerosole aus der Atemluft zu filtern. Ebenfalls optional vorteilhaft kann sein, dass das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial ein mikroporöses Vliesfiltermaterial ist, sodass die Anzahl von oxygenen Radikalen und Mehrfachverbindungen in der Atemluft reduziert werden können. Feinstaubpartikel sind Staubpartikel, deren Korndurchmesser zwischen ca. 0,1 bis 10 mpi liegt. Sie werden hauptsächlich von beispielsweise der produzierenden Wirtschaft und von Verkehrsmitteln emittiert, weshalb gerade Ballungsräume und Stadtgebiete eine hohe Konzentration von Feinstaubpartikeln aufweisen. Feinstaubpartikeln ist es durch ihren geringen Korndurchmesser möglich, mit der Atemluft in den Körper des Menschen zu gelangen, wobei sie sich schädlich auf die Gesundheit auswirken - somit auch direkt die Sterblichkeit, und dieThe effect of the infection protection mask according to the invention can be significantly increased if it is optionally provided that the carrier material and / or the cover material is a fine dust filter material in order to filter solids and / or aerosols from the air we breathe. It can also optionally be advantageous that the carrier material and / or the cover material is a microporous fleece filter material, so that the Number of oxygenic radicals and multiple compounds in the breath can be reduced. Fine dust particles are dust particles with a grain diameter between approx. 0.1 to 10 mpi. They are mainly emitted by, for example, the manufacturing industry and by means of transport, which is why metropolitan areas and urban areas in particular have a high concentration of fine dust particles. Due to their small grain diameter, fine dust particles can get into the human body with the air they breathe, whereby they have a harmful effect on health - thus also directly mortality, and the

Wahrscheinlichkeit an einer Herz-Lungen-Erkrankung zu erkranken, erhöhen. Gleiches gilt für Aerosole, die keimbehaftet und gesundheitsschädlich sein können. Materialien wie beispielsweise Mullit, Cordierit, Siliziumcarbid, Kohlenstoff und/oder Aluminiumtitanat sind (auch in Kombination) dafür bekannt, entsprechende Schadstoffe wie Feinstaub, Aerosole und Ozon effektiv aus der (Atem-)Luft zu filtern. Ebenfalls denkbar ist, jeweils mehrere Lagen eines identischen oder aber unterschiedlichen Träger- und/oder Abdeckmaterials zu verwenden, um die Filterwirkung der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske weiter zu erhöhen. Increase the likelihood of developing heart and lung disease. The same applies to aerosols, which can be contaminated with germs and harmful to health. Materials such as mullite, cordierite, silicon carbide, carbon and / or aluminum titanate are known (also in combination) for effectively filtering pollutants such as fine dust, aerosols and ozone from the (breath) air. It is also conceivable to use several layers of an identical or different carrier and / or cover material in order to further increase the filter effect of the infection protection mask according to the invention.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass die Infektionsschutzmaske eine geeignete Spannungsversorgung umfasst, die mit der Plasmaerzeugungseinrichtung elektrisch leitend verbindbar ist oder verbunden ist, und diese mit elektrischer Energie versorgen kann. Die Spannungsversorgung kann danach eine mobile bzw. transportable Spannungsversorgung sein und einen Energiespeicher für elektrische Energie in Form eines oder mehrerer Akkus oder einer Batterie oder mehrerer Batterien aufweisen. Das ermöglicht der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske ein breiteres Einsatzgebiet, wobei der Träger der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske über einen längeren Zeitraum unterwegs sein kann. Die Akkus der Spannungsversorgung können wiederaufladbar sein, beispielsweise über einen USB-Anschluss. Es ist ebenfalls möglich, den oder die Akkus bzw. Batterien nach einer Nutzung gegen neue und noch nicht verbrauchte Akkus oder Batterien auszutauschen. Die Spannungsversorgung weist zweckmäßigerweise auch eine geeignete Transformationseinrichtung auf, mit welcher eine von dem Energiespeicher zur Verfügung gestellte Eingangsspannung in eine Wechselspannung mit einer geeigneten Spannung und Frequenz umwandelt. Derartige Transformationseinrichtungen sind handelsüblich erhältlich und weisen einen ausreichend geringen Raumbedarf sowie ein geringes Eigengewicht auf, um bei einer transportablen Spannungsversorgung von einem Träger der Infektionsschutzmaske dauerhaft mitgeführt werden zu können. Optional müssen die Plasmaerzeugungseinrichtung und die Spannungsversorgung nicht in demselben Bereich des Körpers untergebracht sein. So kann die Spannungsversorgung am Gürtel oder in einer (Hosen- /Brust-)Tasche des Trägers der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske untergebracht sein, während die Spannungsversorgung dieAccording to a particularly advantageous embodiment of the inventive concept, it can be provided that the infection protection mask is a suitable one Comprises a voltage supply which can be or is connected to the plasma generating device in an electrically conductive manner, and which can supply it with electrical energy. The voltage supply can then be a mobile or transportable voltage supply and have an energy store for electrical energy in the form of one or more rechargeable batteries or one or more batteries. This enables the infection protection mask according to the invention to be used in a broader range, with the wearer of the infection protection mask according to the invention being able to travel over a longer period of time. The batteries of the power supply can be rechargeable, for example via a USB connection. It is also possible to replace the rechargeable battery or batteries after use with new and not yet used rechargeable batteries or batteries. The voltage supply expediently also has a suitable transformation device with which an input voltage made available by the energy store is converted into an alternating voltage with a suitable voltage and frequency. Such transformation devices are commercially available and have a sufficiently small space requirement and a low dead weight to be able to be carried along permanently by a wearer of the infection protection mask with a transportable voltage supply. Optionally, the plasma generating device and the voltage supply do not have to be accommodated in the same area of the body. Thus, the voltage supply can be accommodated on the belt or in a (pants / chest) pocket of the wearer of the infection protection mask according to the invention, while the voltage supply the

Plasmaerzeugungseinrichtung im Gesichtsbereich kabelgebunden und unauffällig mit elektrischer Energie versorgt. Plasma generating device in the facial area, wired and inconspicuously supplied with electrical energy.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske als Vollmaske können Plasmaerzeugungseinrichtung und Stromversorgung raumsparend in einem Helm oder einer Kopfbedeckung untergebracht werden, was sich bei einem Einsatz als Vollmaske anbieten würde. If the infection protection mask according to the invention is designed as a full mask, the plasma generating device and power supply can be accommodated in a helmet or headgear in a space-saving manner, which would be useful when used as a full mask.

Es wäre überaus nachhaltig und würde die Wiederverwendbarkeit der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske verbessern, wenn optional vorgesehen ist, dass dieIt would be extremely sustainable and would improve the reusability of the infection protection mask according to the invention if it is optionally provided that the

Plasmaerzeugungseinrichtung einen elektrischen Steckverbinder aufweist, mit dem die Plasmaerzeugungseinrichtung lösbar elektrisch leitend mit der Spannungsversorgung verbindbar ist. Der Steckverbinder könnte an dem Träger- oder dem Abdeckmaterial der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske angebracht sein, während ein elektrisches Versorgungskabel mit Stecker vom Steckverbinder zur Spannungsversorgung reicht. Dadurch wäre es möglich, dass die Gesichtsmaske bzw. die erfindungsgemäße Infektionsschutzmaske ohne Spannungsversorgung und Verkabelung austauschbar ist. Ist das Trägermaterial und/oder das Abdeckmaterial durch Gebrauch verschmutzt, verstopft oder verbraucht, können diese Bestandteile der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske problemlos mittels des Steckverbinders von der Spannungsversorgung gelöst und durch eine unverbrauchte oder wieder aufbereitete Gesichtsmaske ausgetauscht werden. Plasma generating device has an electrical connector with which the plasma generating device can be connected to the voltage supply in a detachable, electrically conductive manner. The connector could be attached to the carrier or the cover material of the infection protection mask according to the invention, while an electrical supply cable with a plug from Plug connector for power supply is sufficient. This would make it possible for the face mask or the infection protection mask according to the invention to be exchangeable without a voltage supply and cabling. If the carrier material and / or the cover material is soiled, clogged or consumed through use, these components of the infection protection mask according to the invention can easily be disconnected from the power supply by means of the connector and replaced with an unused or reprocessed face mask.

Technisch vorteilhaft kann es sein, wenn für die Erfindung vorgesehen ist, dass die Stromversorgung einen Transformator aufweist, der die entsprechende elektrische Wechselspannung für die Plasmaerzeugungseinrichtung bereitstellen kann. Plasmen können auf unterschiedliche Arten erzeugt werden, wobei es sich erfindungsgemäß anbietet, das nichtthermische Plasma durch ein elektrisches Wechselfeld bzw. eine elektrische Wechselspannung mit entsprechender Frequenz zu erzeugen. Damit der Strom ungefährlich klein für den Menschen bleibt, müsste die Wechselspannung für die Erzeugung des nichtthermischen Plasmas entsprechend hoch sein.It can be technically advantageous if it is provided for the invention that the power supply has a transformer which can provide the corresponding electrical alternating voltage for the plasma generating device. Plasmas can be generated in different ways, whereby it is possible according to the invention to generate the non-thermal plasma by means of an electrical alternating field or an electrical alternating voltage with a corresponding frequency. In order for the current to remain harmlessly small for humans, the alternating voltage for the generation of the non-thermal plasma would have to be correspondingly high.

Das ist vorteilhaft machbar, wenn der Transformator mit ausreichend unterschiedlichen Windungszahlen ausgestaltet ist, sodass bei kleinen Batteriespannungen als Eingangsspannungen für den Transformator hohe Wechselspannungen moduliert werden können. Hohe Frequenzen ermöglichen es außerdem den Transformator klein auszugestalten, was besonders vorteilhaft für mobile, batteriebetriebene Anwendung der erfindungsgemäßen Infektionsschutzmaske ist. This is advantageously feasible if the transformer is designed with sufficiently different numbers of turns so that when the battery voltages are low, high AC voltages are modulated as input voltages for the transformer can be. High frequencies also make it possible to design the transformer small, which is particularly advantageous for mobile, battery-operated use of the infection protection mask according to the invention.

Nachfolgend sind schematische Darstellungen exemplarischer Ausgestaltungen der Erfindung in den Figuren gezeigt. Es zeigen: In the following, schematic representations of exemplary embodiments of the invention are shown in the figures. Show it:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Infektionsschutzmaske, Figure 1 is a schematic representation of an infection protection mask,

Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung der Infektionsschutzmaske aus Figur 1 längs der Linie II-II in Figur 1 und FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of the infection protection mask from FIG. 1 along the line II-II in FIG. 1 and FIG

Figur 3 eine Ausgestaltung derFigure 3 shows an embodiment of

Infektionsschutzmaske im Anwendungsfall an einem Menschen . Infection protection mask when used on a person.

In Figur 1 und Figur 2 ist eineIn Figure 1 and Figure 2 is a

Infektionsschutzmaske 1 dargestellt, die in Figur 1 von einer Vorderseite und in Figur 2 in einer Schnittdarstellung längs der Linie II-II in Figur 1 gezeigt ist. Wie in Figur 3 dargestellt ist, ist die Infektionsschutzmaske 1 dafür gedacht eine Mund-Nasen-Partie 4 eines Menschen 5 mindestens teilweise, möglichst jedoch vollständig abzudecken. Das wird mit in den Figuren 1 und 3 dargestellten Gummibändern 12 bewerkstelligt, welche die Infektionsschutzmaske 1 sicher am Kopf des Menschen 5 befestigen. Atmet der Mensch 5 ein und aus, wird eine bestimmte Menge Atemluft 2 durch die Infektionsschutzmaske 1 befördert. Die Atemluft 2 in gezeigter Ausgestaltung der Erfindung durchströmt ein luftdurchlässiges Abdeckmaterial 9, ein gitterförmig angeordnetes Plasmagewebe 8 einer Plasmaerzeugungseinrichtung 6 und ein luftdurchlässiges Trägermaterial 3 der Infektionsschutzmaske 1. Infection protection mask 1 is shown, which is shown in Figure 1 from a front side and in Figure 2 in a sectional view along the line II-II in Figure 1. As shown in FIG. 3, the infection protection mask 1 is intended to cover a mouth and nose area 4 of a person 5 at least partially, but as far as possible completely. This is accomplished with rubber bands 12 shown in Figures 1 and 3, which the Securely attach the infection protection mask 1 to the head of the person 5. If the person 5 inhales and exhales, a certain amount of breathing air 2 is conveyed through the infection protection mask 1. The breathing air 2 in the embodiment of the invention shown flows through an air-permeable cover material 9, a grid-shaped plasma fabric 8 of a plasma generating device 6 and an air-permeable carrier material 3 of the infection protection mask 1.

Die Plasmaerzeugungseinrichtung 6 generiert hierbei mit einer von einer Spannungsversorgung 11 bereitgestellten elektrischen Wechselspannung ein nichtthermisches Plasma in dem Plasmagewebe 8. Das Plasmagewebe 8 besteht dazu im Wesentlichen aus zwei elektrischen Leitern 7, zwischen denen die elektrische Wechselspannung anliegt, wobei die elektrischen Leitungen 7 gitterförmig angeordnet sind. Das Plasmagewebe 8 ermöglicht an den Stellen, an denen sich Querschnittsflächen der elektrischen Leiter in einem geringen Abstand gegenüberliegen, hohe elektrische Feldstärken, welche die Bildung eines nichtthermischen Plasmas begünstigen. The plasma generating device 6 generates a non-thermal plasma in the plasma tissue 8 with an electrical alternating voltage provided by a voltage supply 11 . The plasma fabric 8 enables high electrical field strengths, which promote the formation of a non-thermal plasma, at the points at which cross-sectional areas of the electrical conductors lie opposite one another at a small distance.

Die durch die Infektionsschutzmaske 1 strömende Atemluft 2 wird zumindest teilweise in der unmittelbaren Umgebung des Plasmagewebes 8 in den Aggregatzustand eines nichtthermischen Plasmas versetzt. Das hat die vorteilhafte Wirkung, dass Keime, wie beispielsweise Viren, Bakterien, Allergene und dergleichen, von den Teilchen des nichtthermischen Plasmas, die eine ausreichend hohe Energie aufweisen, zerstört werden. Die Atemluft 2 des Menschen 5 wird keimfreier und sauberer. Zusätzlich können das Trägermaterial 3 und/oder das Abdeckmaterial 9 aus Filtermaterialien bestehen. Dadurch können weiterer Feinstaub, Aerosole oder andere Schadstoffe aus der Atemluft 2 gefiltert werden. The breathing air 2 flowing through the infection protection mask 1 is at least partially converted into the physical state of a non-thermal plasma in the immediate vicinity of the plasma tissue 8. This has the beneficial effect that germs such as viruses, bacteria, Allergens and the like, are destroyed by the particles of the nonthermal plasma which have a sufficiently high energy. The breathing air 2 of the person 5 becomes more sterile and cleaner. In addition, the carrier material 3 and / or the cover material 9 can consist of filter materials. As a result, further fine dust, aerosols or other pollutants can be filtered out of the breathing air 2.

Die Energiezufuhr der Plasmaerzeugungseinrichtung 6 erfolgt mittels der dazugehörigen Spannungsversorgung 11, die in Figur 3 beispielsweise an der Hüfte des Menschen 5, befestigt bzw. an einem Gürtel angebracht ist. Ebenfalls kann die Spannungsversorgung 11 in einer Brust- oder Hosentasche gelagert werden, sodass der die Infektionsschutzmaske 1 tragende Mensch 5 vollständig mobil bleibt. Die elektrische Verbindung zwischen der Plasmaerzeugungseinrichtung 6 und der Spannungsversorgung 11 ist durch ein Versorgungskabel 13 gesichert. The plasma generating device 6 is supplied with energy by means of the associated voltage supply 11, which in FIG. 3 is fastened, for example, to the hip of the person 5 or is attached to a belt. The voltage supply 11 can also be stored in a breast pocket or trouser pocket, so that the person 5 wearing the infection protection mask 1 remains completely mobile. The electrical connection between the plasma generating device 6 and the voltage supply 11 is secured by a supply cable 13.

Für eine bessere Handhabbarkeit und Nachhaltigkeit der Infektionsschutzmaske 1 weist diese einen elektrischen Steckverbinder 10 auf, der am Trägermaterial 3 befestigt und mit dem Plasmagewebe 8 verbunden ist. Das hat den Vorteil, dass die Spannungsversorgung 11 mit dem Versorgungskabel 13 bei der nächsten Infektionsschutzmaske 1 wiederverwendet werden können, wenn die Nutzungsdauer des Trägermaterials 3 der bisher verwendeten Infektionsschutzmaske 1 abgelaufen ist. Auch ist die Infektionsschutzmaske 1 durch den Steckverbinder 10 von der Spannungsversorgung 11 leicht trennbar und kann abgelegt oder für einen späteren Einsatz verstaut werden. For better manageability and sustainability of the infection protection mask 1, it has an electrical connector 10 which is attached to the carrier material 3 and connected to the plasma tissue 8. This has the advantage that the voltage supply 11 with the supply cable 13 can be reused for the next infection protection mask 1 if the The useful life of the carrier material 3 of the previously used infection protection mask 1 has expired. The infection protection mask 1 can also be easily separated from the voltage supply 11 by the plug connector 10 and can be put down or stowed away for later use.

Bezugszeichenliste List of reference symbols

I. Infektionsschutzmaske 2. Atemluft I. Infection protection mask 2. Breathing air

3. Luftdurchlässiges Trägermaterial3. Air-permeable carrier material

4. Mund-Nasen-Partie 4. Mouth and nose area

5. Mensch 5. Human

6. Plasmaerzeugungseinrichtung 7. Elektrische Leiter 6. Plasma generating device 7. Electrical conductors

8. Gitterförmiges Plasmagewebe 8. Lattice-shaped plasma tissue

9. Luftdurchlässiges Abdeckmaterial9. Air-permeable covering material

10. Elektrischer Steckverbinder10. Electrical connector

II. Stromversorgung 12. Gummibänder II. Power supply 12. Rubber bands

13. Versorgungskabel 13. Supply cable

Claims

Patentansprüche Claims

1. Infektionsschutzmaske (1) zur Desinfektion und/oder Reinigung von Atemluft (2) mit einem luftdurchlässigen Trägermaterial (3), das mindestens teilweise eine Mund-Nasen-Partie (4) eines Menschen (5) abdecken kann, sodass die Atemluft (2) des Menschen (5) die1. Infection protection mask (1) for disinfecting and / or cleaning breathing air (2) with an air-permeable carrier material (3) which can at least partially cover a mouth and nose area (4) of a person (5) so that the breathing air (2 ) of man (5) the

Infektionsschutzmaske (1) beim Atmen durchströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Infektionsschutzmaske (1) eineInfection protection mask (1) can flow through when breathing, characterized in that the infection protection mask (1) a

Plasmaerzeugungseinrichtung (6) aufweist, wobei die Plasmaerzeugungseinrichtung (6) zwei voneinander isolierte und beabstandete elektrische Leiter (7) umfasst, mit welchen mittels einer elektrischen Potentialdifferenz ein nichtthermisches Plasma erzeugt werden kann, wobei die elektrischen Leiter (7) auf dem luftdurchlässigen Trägermaterial (3) angeordnet sind, sodass die diePlasma generating device (6), the plasma generating device (6) comprising two electrical conductors (7) isolated from one another and spaced apart, with which a non-thermal plasma can be generated by means of an electrical potential difference, the electrical conductors (7) on the air-permeable carrier material (3 ) are arranged so that the

Infektionsschutzmaske (1) durchströmende Atemluft (2) von dem in der Plasmaerzeugungseinrichtung (6) erzeugten nichtthermischen Plasma von Keimen gereinigt werden kann. Breathing air (2) flowing through the infection protection mask (1) can be cleaned of germs by the non-thermal plasma generated in the plasma generating device (6).

2. Infektionsschutzmaske (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander isolierten und beabstandeten elektrischen Leiter (7) zu einem gitterförmigen Plasmagewebe (8) angeordnet sind. 2. Infection protection mask (1) according to claim 1, characterized in that the electrical conductors (7), which are isolated from one another and spaced apart, are arranged to form a grid-shaped plasma tissue (8).

3. Infektionsschutzmaske (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den auf dem Trägermaterial (3) angeordneten elektrischen Leitern (7) mindestens ein weiteres luftdurchlässiges Abdeckmaterial (9) angeordnet ist, wobei die elektrischen Leiter (7) sich zwischen dem Trägermaterial (3) und dem Abdeckmaterial (9) befinden und die elektrischen Leiter (7) von dem Trägermaterial und dem Abdeckmaterial umhüllt sind. 3. Infection protection mask (1) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one further air-permeable cover material (9) is arranged on the electrical conductors (7) arranged on the carrier material (3), the electrical conductors (7) being between the carrier material (3) and the cover material (9) are located and the electrical conductors (7) are encased by the carrier material and the cover material.

4. Infektionsschutzmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) und/oder das Abdeckmaterial (9) ein Feinstaubfiltermaterial ist, um Feststoffe und/oder Aerosole aus der Atemluft (2) zu filtern. 4. Infection protection mask (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier material (3) and / or the cover material (9) is a fine dust filter material to filter solids and / or aerosols from the breathing air (2).

5. Infektionsschutzmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) und/oder das Abdeckmaterial (9) ein mikroporöses Vliesfiltermaterial ist, sodass die Anzahl von oxygenen Radikalen und Mehrfachverbindungen in der Atemluft (2) reduziert werden können. 5. Infection protection mask (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier material (3) and / or the cover material (9) is a microporous fleece filter material, so that the number of oxygenic radicals and multiple compounds in the breathing air (2) are reduced can.

6. Infektionsschutzmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Infektionsschutzmaske (1) eine Spannungsversorgung (11) umfasst, die mit der Plasmaerzeugungseinrichtung (6) elektrisch leitend verbindbar ist oder verbunden ist, und diese mit elektrischer Energie versorgen kann. 6. Infection protection mask (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the infection protection mask (1) comprises a voltage supply (11) which is electrically conductive with the plasma generating device (6) is connectable or is connected, and can supply them with electrical energy.

7. Infektionsschutzmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaerzeugungseinrichtung (6) einen elektrischen Steckverbinder (10) aufweist, mit dem die Plasmaerzeugungseinrichtung (6) lösbar elektrisch leitend mit der Spannungsversorgung verbindbar ist. 7. Infection protection mask (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma generating device (6) has an electrical connector (10) with which the plasma generating device (6) can be connected to the voltage supply in a detachable, electrically conductive manner.

8. Infektionsschutzmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgung (11) einen Transformator aufweist, der die entsprechende elektrische Wechselspannung für die8. infection protection mask (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the power supply (11) has a transformer which provides the corresponding electrical alternating voltage for the

Plasmaerzeugungseinrichtung (6) bereitstellen kann. Can provide plasma generating device (6).