BG3922U1

BG3922U1 - Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси

Info

Publication number: BG3922U1
Application number: BG5074U
Authority: BG
Inventors: Койчо Митев; Христов Янков Емил; Стоян Шишков; Цветанов Асенов Асен; Любомир Богданов; Ангелов Шишков Стоян; Стоян Говедаров; Веселинов Хинков Антон; Даниел Тодоров; Владимиров Говедаров Стоян; Антон Хинков; Валериев Богданов Любомир; Емил Янков; Стоянов Парушев Любомир; Любомир Парушев; Генов Кръстев Михаил; Михаил Кръстев; Иванов Дойчинов Йордан; Йордан Дойчинов; Иванова Пенчева Велизара
Original assignee: Русенски Университет "Ангел Кънчев"
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2020-10-30

Abstract

Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси, който съдържа най-малко един слой хигроскопичен тъкан или нетъкан текстил (3), като от двете му страни са поставени плътно прилепнали гъсти мрежи (сита) (2) и (4), характеризиращ се с това, че плътно прилепналите гъсти мрежи (2) и (4) са от тънки нишки електропроводим метал и/или плат (5) и (6) от тъкан или нетъкан текстил, при което двете мрежи (2) и (4) и/или двата плата (5) и (6) от тъкан или нетъкан текстил са покрити чрез вакуумно, електродъгово или магнетронно разпрашване в контролирана среда или галванично напластяване със слой наночастици от два различни метала, избрани от групата, състояща се от сребро, платина, злато, мед, цинк, титан, магнезий, литий и техните сплави, а при едно вариантно изпълнение двете метални мрежи (2) и (4) от електропроводим метал са свързани и с полюсите на преносима батерия (1) за постоянен електрически ток.

Description

(54) ФИЛТЪР HA МАСКА ЗА ЛИЦЕ СРЕЩУ ПАТОГЕНИ И ВИРУСИ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до филтър на маска за лице, която е предназначена за индивидуална защита срещу проникване на патогени и вируси в дихателните пътища на човешкото тяло, както и срещу пренасянето им от пациент към хора от околната среда.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че вирусът (на латински - virus - „отрова“) е микроскопичен патоген, който инфектира клетки в живи организми. Вирусите могат да се възпроизвеждат единствено като подчиняват и контролират други клетки, понеже самите те не притежават собствен клетъчен апарат за само възпроизвеждане. Вирусите са много малки, с размери 15-350 nm и са видими само с оптичен или електронен микроскоп. Имат разнообразна форма: сферични, пръчковидни, многостенна призма и др. Вирусите не могат да се размножават в изкуствени хранителни среди, а единствено в живи клетки. Представляват строги вътреклетъчни паразити, които използват синтезиращите системи и енергията на клетката при своето размножаване. Най-често вирусите се разпространяват по въздушно-капков път, но и по контактен път.

Известни са множество технически решения за филтри на маски за лице, които са предназначени, да осигурят защита срещу разпространението на вирусите. Някои от тези маски са за еднократна употреба и всички те съдържат най-малко един пласт филтрираща тъкан или не тъкан материал от текстил.

Патент на САЩ [1] US 7077139 В2 - разкрива маска за лице за еднократна употреба. Решението включва тяло на маска, покриващо по същество носа, устата и брадичката на носителя и разширение, снабдено с тялото на маската. Разширението е конфигурирано така, че да обгражда задната част на главата на потребителя и да покрива по същество бузите, челюстта и ушите на потребителя. Значителна част от разширението е оформена от еластичен материал, обработен с репелентно средство, за да се предотврати навлизането или излизането от замърсители на такава обработена част от разширението.

WO 2011026515 А1 [2] разкрива многопластов филтрационен материал, който е приложим за маска за лице при замърсяване на въздуха и се състои от: филтърна част, съдържаща филтрационен материал, пригоден да покрива устата и ноздрите на потребителя, адаптиран сегмент за разглобяемо разположение около главата на потребителя и приспособено да подравнява сегмента на филтъра над устата и ноздрите на потребителя, при което филтърният сегмент и опорният сегмент са свързани с шев при подравняване на един или повече клапани за издишване, разположени във филтърния сегмент.

WO 2020013907 А1 [3] разкрива маска за лице, включваща въздух пропускливо тяло, което съдържа филтриращ материал, имащ проксимална и дистална повърхност, при което въздух пропускливото тяло е конструктивно конфигурирано за проксималната повърхност, за да покрие носа и устата на потребител, когато се носи от потребителя, а вентилаторът е конфигуриран да генерира въздушен поток през филтърния материал. (Пояснение: Една точка, по-близка до тялото е проксимална, а по-далечна от тялото е дистална).

Публикация [4] на Business Insider информира за създадена маска, покрита със сол, която може, да неутрализира вируси като коронавирус за 5 min. Технологията е тествана върху три грипни щама. По думите на учения - биомедицински инженер и професор от университета в Алберта в Канада - има

BG 3922 UI потенциално решение: Маска, която може да убие вредни патогени, а не просто да ги блокира. Тайната съставка е трапезната сол. Тъй като молекулната структура на солта е кристална, нейните твърди и остри ъгли могат да пробият вируси, което ги прави нежизнеспособни.

От тази информация не става ясно, как предложеното техническо решение действа в случаите, когато в резултат от висока влажност при дишане солта е преминала от кристално в разтопено състояние.

Интересни научни изследвания [5] от ирански учен показват, че някои вируси могат, да бъдат обезвреждани посредством постоянен електрически ток.

Известен е [6] метод за приготвяне на изделие за филтрация, включващ: третиране на влакна с един или повече олигодинамични метали и/или сол на олигодинамичен метал, включващ споменатите влакна във въздух пропусклив филтриращ слой, като този филтрационен слой е оперативно свързан с въздух пропусклив поддържащ слой, конфигуриран да се побира над носа и устата на носителя.

Споменатите един или повече олигодинамични метали са: сребро, живак, мед, желязо, олово, цинк, бисмут, злато, алуминий, платина, паладий, иридий, калай, антимон или всяка комбинация от тях. Споменатите влакна съдържат полиестери, полиолефини (неполярни полимери), полиамиди, полипропилени, акрили, памук, целулоза или всякаква комбинация от тях и са с диаметър от около 0,3 mm до около 0,7 mm. Споменатият филтрационен слой съдържа хидрофилна пяна, в която се отделят влакна, обработени с олигодинамичен метал. Методът включва допълнително третиране на влакната с поне едно вторично антимикробно вещество, което е антибактериално средство, антивирусно средство, средство против плесени, анти-дрожди, противогъбично средство или всяка комбинация от тях.

Филтърът, предназначен за маска за лице и изготвен по описания метод се очаква, да бъде ефективен предвид анти микробните свойства на хидрофилна пяна, в която се отделят влакна, обработени с олигодинамичен метал, както и допълнително третиране на влакната с поне едно вторично антимикробно вещество, което е антибактериално средство, антивирусно средство, средство против плесени, антидрожди, противогъбично средство или всяка комбинация от тях.

Публикация [7] разкрива възможности на технологията Livinguard, разработена от изследователи от свободния университет в Берлин от Института по хигиена на животните и здравето на околната среда с което се твърди, че текстилът, третиран с технологията Livinguard, може да унищожи 99,9% от SARS-CoV2 (вирусът, който причинява COVID-19). Маската може да се използва за продължителни периоди и да се използва повторно след измиване тъй като тъканта, покриваща филтърната среда непрекъснато унищожава микроорганизмите при контакт. Маската е сертифицирана като нетоксична и безопасна за употреба.

Китайски полезен модел [8] разкрива дихателен филтър за мъгла с уплътнителен пръстен от силикон, състоящ се от капак 7, ленти за уши 8 и дихателен клапан 6, като дихателният клапан 6 е разположен върху капака 7, двете страни на капака 7 са свързани съответно с една лента за ухо 8, като капакът 7 се състои от два слоя нетъкан текстил 1, нано-сребърен слой 3 и пластмасова опора 4, при което нано-сребърният слой 3 е разположен между двата слоя нетъкан тъкан текстил 1, а дъгообразната пластмасова опора 4 е разположена между нано-сребърния слой 3 и вътрешния нетъкан слой 1.

Друго китайско техническо решение [9] разкрива филтърно сито за стерилизация на носна кухина. Филтърното сито за стерилизация на носна кухина се състои от филтърно сито, което е разположено в носната кухина, гъвкаво свързващ мостов елемент, слой филтърно сито и алкохолен лекарствен памук, при

BG 3922 UI което филтърното сито има тръбна форма и средата на филтърното сито е свързана с гъвкавия мостов елемент; повърхността на филтърното сито представлява тънък филм с вентилационен отвор, където пропускащата площ, която е 50% е разположено филтърното сито, като върху вътрешната повърхност и външната повърхност на филтърното сито се нанасят средства за стерилизация, а алкохолният лекарствен памук се поставя между вътрешната и външната повърхност на филтърното сито.

Заявка за патент [10] с входящ № BG 113092 разкрива филтър на маска за лице срещу вируси, който съдържа най-малко един слой филтър от хигроскопичен тъкан или нетъкан текстил, като от двете страни на филтъра са поставени плътно прилепнали гъсти мрежи (сита) от тънки нишки електропроводим метал, при което всяка от двете мрежи е свързана с различен полюс на преносима батерия за постоянен електрически ток, като в електрическата верига, която захранва двете мрежи от тънки нишки електропроводим метал е включен светлинен индикатор - лампичка, окачена върху маската.

Не са известни технически решения за филтри на маска за лице, които деактивират патогени и вируси посредством конструкция на филтъра, която функционира като статичен галваничен елемент, активиран от въздушната струя при дишане и издишване от потребителя.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е, да се предложи конструкция за филтър на маска за лице срещу патогени и вируси, която е в състояние, да деактивира попадналите отвън и отвътре върху филтъра патогени и вируси, за да се ограничи разпространението им, при което филтърът функционира като пасивен статичен галваничен елемент, активиран от въздушната струя и капчиците влага, съдържащи се във въздуха при дишане и издишване от потребителя.

Задачата е решена като филтър на маска за лице срещу патогени и вируси, който съдържа най-малко един слой хигроскопичен тъкан или нетъкан текстил, като от двете му страни са поставени плътно прилепнали гъсти мрежи (сита) и се характеризира с това, че плътно прилепналите гъсти мрежи са от тънки нишки електропроводим метал и/или плат от тъкан или нетъкан текстил, при което двете мрежи (сита) и/или двата плата от тъкан или нетъкан текстил са покрити чрез вакуумно, електродъгово или магнетронно разпрашване в контролирана среда или галванично напластяване със слой нано частици от два различни метала, избрани от групата, състояща се от сребро, платина, злато, мед, цинк, титан, магнезий, литий и техните сплави, а при едно вариантно изпълнение двете метални мрежи от електропроводим метал са свързани и с полюсите на преносима батерия за реализиране на постоянен електрически ток в процеса на работа.

Нано частиците от двата различни метала, които са положени върху гъстите мрежи (сита) и/или плат от тъкан или нетъкан текстил отделят електрони под формата на електрически заряд при окисляване от влагата при дишане и издишване и притежават положителен и съответно отрицателен електрически заряди, като създават електрически потенциал, при което през влажните зони на хигроскопичния тъкан или нетъкан текстил преминава електрически ток, който деактивира патогените и вирусите, които се съдържат в капките от влага. Така филтърът на маска за лице срещу патогени и вируси работи като галваничен елемент в двете посоки - от и към потребителя [11].

За предпочитане е, мрежите от тънки метални нишки, върху които са положени нано частици да бъдат от хром-никел CrNi, мед или медна сплав (месинг, бронз и др.), а тъканият или нетъкан текстил с

BG 3922 UI положени по повърхността му нано частици да е от чист 100% памук, при което мрежите от хром-никел или сплав от месинг или бронз са с диаметър на нишките не повече от 0.3 mm, големината на отворите между нишките от мрежата да е не повече от 0.5 mm а дебелината на покритието от титан и съответно сребро не по-голямо от 6 pm. Дебелината на текстилните памучни нишки е в диапазона от 0.10 до 2.0 mm

За постигане на по-добър капацитет и за да бъде удължен срокът за експлоатация на филтрите, металните мрежи с покритие от един вид нано частици се монтират долепени до мрежи от текстил със същото покритие от нано частици.

Предпочитани за ежедневна употреба решения:

• нетъкан текстил от памук с дебелина 0.15 mm с покритие до 0.1 pm от титан + чист слой нетъкан текстил от памук с дебелина 0.15 mm + нетъкан текстил от памук с дебелина 0.15 mm със сребърно покритие до 0.5 pm;

• тъкан текстил с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие до 0.1 pm от титан + чист 1.00 mm тъкан текстил от 100% памук + тъкан текстил от 100% памук с дебелина 0.2 mm и покритие до 0.5 pm със сребро;

• тъкан текстил с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие от сребро до 0.5 pm + тъкан текстил с дебелина 2.0 mm от 100% памук с едностранно раздърпване на влакната до власинки + тъкан текстил с дебелина 0,2 mm с титаново покритие до 0.1 pm;

• тъкан текстил с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие от титан до 0.1 pm + тъкан текстил с дебелина 0.2 mm от 100% памук + тъкан текстил с дебелина 2.0 mm от 100% памук с покритие от сребро до 0.5 pm;

• тъкан текстил с дебелина 0.2 mm, 100% памук с покритие от титан до 0.1 pm + чист тъкан текстил с дебелина 1.0 mm с едностранно раздърпване на влакната до власинки + тъкан текстил с дебелина 2.0 mm от 100% памук и покритие от сребро до 0.5 pm.

Пояснение на приложените фигури

На фигура 1 и фигура 2 са представени принципни изображения на маски за лице с филтър, предмет на полезния модел при вариант с вградена преносима батерия за постоянен електрически ток.

На фигура 3 и фигура 4 са представени принципни изображения на маски за лице с вграден филтър от метални мрежи с покритие от титан и сребро.

На фигура 5, фигура 6 и фигура 7 са представени принципни изображения на маски за лице с вграден филтър от метални мрежи и мрежи от текстил с покритие от титан и сребро.

Пример за изпълнение на полезния модел

Примерни варианти за филтри с последователност на пластовете от вътре навън спрямо потребителя, дебелина на покритието не повече от 6 pm, метални нишки от хром-никел или мед или сплав на медта (месинг, бронз) с диаметър на нишките не повече от 0.3 mm и отвори между нишките не поголеми от 0.5 mm и различна дебелина на тъкан и нетъкан текстил:

Вариант 1: метална мрежа от хром-никел с диаметър на нишките 0.15 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой 2 нано частици от титан с дебелина 6 pm + нетъкан текстил от памук с дебелина 0.15 mm с титаново покритие 5 от 0.1 pm + чист слой нетъкан текстил 3 от памук с дебелина 0,15 mm + нетъкан текстил 6 от памук с дебелина 0.15 mm с покритие 0.5 pm от сребро + метална мрежа от хром

BG 3922 UI никел c диаметър на нишките 0.15 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой 4 нано частици от сребро 3.2 цт;

Вариант 2: нетъкан текстил 5 от памук с дебелина 0.15 mm с покритие от 0.1 цт титан + чист слой 3 нетъкан текстил от памук с дебелина 0,15 mm + нетъкан текстил 6 от памук с дебелина 0.15 mm със сребърно покритие от 0.5 цт;

Вариант 3: тъкан текстил 5 с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие 0.1 цт от титан + чист 1.00 mm тъкан текстил 3 от 100% памук + тъкан текстил 6 от 100% памук с дебелина 0.2 mm и покритие 0.5 цт със сребро;

Вариант 4: тъкан текстил 5 с дебелина 0.2 mm с титаново покритие 0.1 цт + тъкан текстил 3 с дебелина 2.0 mm от 100% памук с едностранно раздърпване на влакната до власинки + тъкан текстил 6 с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие от сребро 0.5 цт;

Вариант 5: тъкан текстил 5 с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие от титан 0.1 цт + тъкан текстил 3 с дебелина 0.2 mm от 100% памук + тъкан текстил 6 с дебелина 2.0 mm от 100% памук с покритие от сребро 0.5 цт;

Вариант 6: тъкан текстил 5 с дебелина 0.2 mm, 100% памук с покритие от титан 0.1 цт + чист тъкан текстил 3 с дебелина 1.0 mm с едностранно раздърпване на влакната до власинки + тъкан текстил 6 с дебелина 2.0 mm от 100% памук и покритие от сребро 0.5 цт;

Вариант 7: метална мрежа 2 от хром-никел или сплав от месинг с диаметър на нишките 0.15 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой нано частици от титан с дебелина 4 цт + чист слой нетъкан текстил 3 от памук с дебелина 0.15 mm + метална мрежа 4 от хром-никел с диаметър на нишките 0.15 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой нано частици от сребро, при което металните мрежи 4 и 2 с покритие от сребро и титан са свързани с полюсите на преносима батерия 1 с работно напрежение 1.5 V или 3 V.

Вариант 8: тъкан текстил 5 с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие от титан 0.1 цт + чист тъкан текстил 3 с дебелина 1.0 mm с едностранно раздърпване на влакната до власинки + тъкан текстил с дебелина 2.0 mm от 100% памук и покритие с нано частици от мед 0.3 цт (метал);

Приложение (използване) на полезния модел

Описаните филтри са приложими както за маски за лице за превантивна борба срещу патогени и вируси, така и за производството на защитни облекла за медиците на 1 -ва линия, които работят в силно заразна среда, така и за лаборанти, работещи в силно заразна среди.

Маските за лице във варианти само от текстил с покритие от сребро и титан могат да бъдат за многократна употреба чрез изпиране до 60°. Нано частиците, с които са покрити текстилните платове са здраво прилепнали към влакната и осигуряват преминаването на йони с различен електрически потенциал от единия слой покритие към другия, при което патогени и вируси, които се съдържат във влажните капки при дишане издишване се деактивират.

Филтрите на маска за лице срещу патогени и вируси ще намерят приложение и във въздушния и автобусния транспорт, като компаниите, които управляват този бизнес предоставят на пътниците маски, дезинфектирани в мобилни контейнери, снабдени с генератори за озон и/или UV лъчи. Освен това могат

BG 3922 UI да се изработват филтри и за климатични системи на обществени сгради, транспорт (речен, градски, въздушен и др.) и домакинства.

Предимства на полезния модел

Основното предимство на полезния модел се състои в това, че филтърът ограничава превантивно значително разпространението на патогени и вируси. Патогените и вирусите се деактивират „под носа на потребителя в двете посоки - от и към потребителя.

Claims

Претенции

1. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси, който съдържа най-малко един слой хигроскопичен тъкан или нетъкан текстил (3), като от двете му страни са поставени плътно прилепнали гъсти мрежи (2) и (4), характеризиращ се с това, че плътно прилепналите гъсти мрежи (2) и (4) са от тънки нишки електропроводим метал и/или плат (5) и (6) от тъкан или нетъкан текстил, при което двете мрежи (2) и (4) и/или двата плата (5) и (6) от тъкан или нетъкан текстил са покрити чрез вакуумно, електродъгово или магнетронно разпрашване в контролирана среда или галванично напластяване със слой нано частици от два различни метала, избрани от групата, състояща се от сребро, платина, злато, мед, цинк, титан, магнезий, литий и техните смеси.
2. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че мрежите (2) и (4) са от хром-никел или сплав от месинг с диаметър на нишките не повече от 0.3 mm и отвори между нишките не повече от 0.5 mm, а покритието върху мрежите (2) и (4) и/или двата плата (5) и (6) от тъкан или нетъкан текстил със слой нано частици от два различни метала - съответно титан и сребро е с дебелина не по-малко от 4 цт, при което дебелината на текстилните памучни нишки на двата плата (5) и (6) е в диапазона от 0.15 до 2.0 mm.
3. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: метална мрежа (2) от хром-никел с диаметър на нишките 0.3 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой нано частици от титан с дебелина 5 цт, към която е прикрепен слой от нетъкан текстил (5) от памук с дебелина 0,15 mm с титаново покритие от 5 цт, като към него са прикрепени последователно: чист слой нетъкан текстил (3) от памук с дебелина 0,15 mm, слой от нетъкан текстил (6) от памук с дебелина 0,15 mm с покритие 5 цт от сребро и метална мрежа (4) от хром-никел с диаметър на нишките 0.3 mm и отвори между нишките 0.5 mm, покрита със слой от 5 цт нано частици от сребро;
4. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: нетъкан текстил (5) от памук с дебелина 0,15 mm с покритие от 5 цт титан, към който са прикрепени последователно: чист слой нетъкан текстил (j) от памук с дебелина 0,15 mm и слой от нетъкан текстил (6) от памук с дебелина 0,15 mm със сребърно покритие от 5 цт,
5. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: слой от тъкан текстил (5) с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие 5 цт от титан, към който са прикрепени последователно: чист слой 1.00 mm дебелина тъкан текстил (3) от 100% памук и слой от тъкан текстил (6) от памук с дебелина 0.2 mm и покритие 5 цт със сребро,
6. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: слой от тъкан текстил (5) с дебелина 0,2 mm с 5 цт титаново покритие, към който са прикрепени последователно: слой от тъкан текстил (3) с дебелина 2,0 mm от 100% памук с едностранно раздърпване на влакната до власинки и слой от тъкан текстил (6) с дебелина 0.2 mm от 100% памук с покритие 5 pm от сребро;
7. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: слой от тъкан текстил (5) с дебелина 0.2 mm от памук с 5 pm покритие от титан, към който са прикрепени последователно: чист слой от тъкан текстил (3) с дебелина 0.2 mm от памук и слой от тъкан текстил (6) с дебелина 2.0 mm от памук с 5 pm покритие от сребро,
8. Филтър на маска за лице срещу патогени и вируси съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че се състои от: слой от тъкан текстил (5) с дебелина 0,2 mm, 100% памук с 5 pm покритие от титан, към който са прикрепени последователно: чист слой от тъкан текстил (3) с дебелина 1.0 mm с едностранно раздърпване на влакната до власинки и слой от тъкан текстил (6) с дебелина 2.0 mm от памук и 5 pm покритие от сребро;
9. Филтър на маска за лице срешу патогени и вируси съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при едно вариантно изпълнение двете метални мрежи (2) и (4) от електропроводим метал са свързани и с полюсите на преносима батерия (1) за постоянен електрически ток.