ES2627065T3 - Material compuesto textil que comprende no tejido de nanofibra - Google Patents
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Abstract
Un material compuesto textil absorbente que comprende una capa de soporte y una capa activa, en el que la capa activa está conectada a la capa de soporte y comprende un no tejido de nanofibra opcionalmente relleno de un superabsorbente la capa de soporte comprende celulosa, derivados de celulosa, poliglicolida, ácido poliláctico, poli(adipato de etileno), polihidroxialcanoato, poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de trimetileno), poli(naftalato de etileno) o una mezcla o copolímero de los mismos; la capa de soporte es impermeable al vapor de agua; y el no tejido de nanofibra comprende fibras con un diámetro de entre 0,001 μm y 10 μm.
Description
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DESCRIPCION
Material compuesto textil que comprende no tejido de nanofibra Antecedentes de la invencion
Previamente, una descontaminacion de la piel despues del contacto con sustancias peligrosas liberadas por accidentes qufmicos y de reactores, por ejemplo, se lleva a cabo principalmente por el intenso lavado usando diferentes detergentes y disolventes. Sin embargo, esta forma de proceder tiene la desventaja de que es diffcilmente posible o imposible en absoluto extraer partfculas de sustancias nocivas que ya han penetrado en los folfculos pilosos o la capa superior de celulas de la piel, es decir, los corneocitos superiores del estrato corneo, que constituyen un deposito a largo plazo para sustancias administradas por via topica. Ademas, en caso de una descontaminacion, las sustancias nocivas que van a eliminarse de la superficie de la piel son parcialmente frotadas en los folfculos pilosos y los pliegues de la piel por un intenso lavado. De esta forma, puede incluso aumentarse el efecto a largo plazo de las sustancias nocivas en la piel. Adicionalmente, metodos eficientes para la descontaminacion de la piel puede ser importantes no solo en el caso de accidentes industriales o de investigacion, sino tambien en relacion con ataques terroristas. Por consiguiente, hay una necesidad de proporcionar un material y metodo de descontaminacion de la piel que permita una eliminacion eficaz de sustancias nocivas de la superficie de la piel sin lavar.
Como se usa en el presente documento, el termino "descontaminacion" o "descontaminar" indica la eliminacion sustancial de contaminantes o sustancias nocivas sobre una superficie que va a descontaminarse o limpiarse. En general, la descontaminacion elimina al menos el 30 % (por ejemplo, al menos el 50 %, al menos el 70 %, al menos el 80 %, al menos el 85 % o al menos el 90 %) de los contaminantes o sustancias nocivas.
Como se usa en el presente documento, el termino "sustancias nocivas" o "contaminantes" se refiere a sustancias que ni son un componente natural ni una parte integral de una superficie que va a limpiarse o descontaminarse. Pueden ser, por ejemplo, sustancias perjudiciales tales como veneno u otras toxinas o contaminantes extranos que no son deseables sobre la piel. Pueden estar en una forma lfquida (por ejemplo, basada en agua u aceite), emulsion, crema, coloidal, o partfculas solidas.
La tela no tejida es un material similar a tela hecho de fibras largas, unidas juntas por tratamiento qufmico, mecanico, por calor o disolvente. El termino se usa para indicar telas, tales como fieltro, que ni estan tejidas ni son de punto. Los no tejidos hechos de fibras textiles que tienen un diametro inferior a 10 pm, preferentemente inferior a 1 pm, se denominan normalmente "no tejidos de nanofibra". Los no tejidos de nanofibra se describen, por ejemplo, en la patente de EE.UU. N.° 4.043.331 y la publicacion de solicitud PCT N.° WO 01/27365. Estos documentos tambien desvelan metodos para la fabricacion de estos no tejidos y se incorporan en el presente documento por referencia en sus totalidades.
Como se usa en el presente documento, el termino "superabsorbente" indica materiales que pueden absorber y retener cantidades extremadamente grandes de agua u otros fluidos o lfquidos (por ejemplo, hasta mil veces su propia masa). Cuando el material es un polfmero, un superabsorbente tal puede absorber agua u otro lfquido e hincharse para formar un gel. Los superabsorbentes (incluyendo polfmeros superabsorbentes) y metodos de su fabricacion son muy conocidos en la tecnica. Veanse, por ejemplo, Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6a Ed., Vol. 35, pp. 73 ff., 2003; Modern Superabsorbent Polymer Technology (1 ed.), Fredric L. Buchholz y Andrew T.; Graham (Ed.), John Wiley & Sons, 1997. Ejemplos de superabsorbente incluyen sal de sodio del acido poli-acrflico, copolfmeros de poliacrilamida (por ejemplo, copolfmero de poliacrilato/poliacrilamida), copolfmero de etileno- anhfdrido maleico, carboximetilcelulosa reticulada, copolfmeros de poli(alcohol vinflico), poli(oxido de etileno) reticulado y copolfmero injertado con almidon de poliacrilonitrilo.
El documento DE - A 102005054698 desvela un no tejido de nanofibra acabado con un superabsorbente, que puede usarse para la absorcion o liberacion lenta de diferentes fluidos, por ejemplo, lfquidos corporales tales como sudor. Describe superabsorbentes superficialmente post-curados que tienen una envuelta mas fuertemente post-curada y un nucleo menos fuertemente post-curado que sirve para absorber fluidos. En comparacion con los superabsorbentes que no estan post-curados, superabsorbentes que tienen una estructura tal muestran un efecto de "bloqueo de gel" mas pequeno. Este efecto se produce por una obstruccion de partfculas de superabsorbente hinchadas o partfculas de superabsorbente que han empezado a hincharse, y tiene un impacto negativo sobre la absorbancia y la capacidad de retencion del superabsorbente.
El documento WO 2011/023342 es un documento posteriormente publicado y desvela un material compuesto textil absorbente para descontaminar la piel, que comprende una capa de soporte flexible y una capa activa conectada con la capa de soporte. La capa activa comprende un no tejido de nanofibra relleno de un superabsorbente para absorber y retener sustancias nocivas de la piel. El material compuesto textil se usa en un metodo para descontaminar la piel de sustancias nocivas sin un procedimiento de lavado y/o de masaje.
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Por consiguiente, el uso de un no tejido de nanofibra en un material compuesto textil, en el que el no tejido de nanofibra esta relleno de un superabsorbente, permitirfa la descontaminacion de la piel de sustancias nocivas sin lavar. Como se usa en el presente documento, el termino "piel" indica tanto la piel de un mamffero (por ejemplo, un ser humano) como la superficie ffsica de un sujeto a traves de la cual puede penetrar el agua u otro lfquido.
Sumario de la invencion
Lo siguiente presenta un sumario simplificado con el fin de proporcionar un entendimiento basico de algunos aspectos de la innovacion desvelada. Este sumario no es una vision general amplia, y no pretende identificar elementos clave o crfticos o delinear el alcance de los mismos. Su unico fin es presentar algunos conceptos en una forma simplificada como preludio a la descripcion mas detallada que se presenta despues.
En un aspecto, la invencion proporciona materiales compuestos textiles absorbentes, que comprenden cada uno una capa de soporte y una capa activa, en los que la capa activa esta conectada a la capa de soporte y comprende un no tejido de nanofibra opcionalmente relleno de un superabsorbente. La capa de soporte comprende celulosa, derivados de celulosa, poliglicolida, acido polilactico, poli(adipato de etileno), polihidroxialcanoato, poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de trimetileno), poli(naftalato de etileno), o una mezcla o copolfmero de los mismos. Ademas, la capa de soporte es impermeable al agua, y el no tejido de nanofibra comprende fibras con un diametro de entre 0,001 pm y 10 pm.
Se ha encontrado por los inventores que el superabsorbente opcional era muy capaz de absorber o capturar (qufmicamente o ffsicamente) sustancia lfquida o aceitosa de una superficie o piel que va a descontaminarse o limpiarse, y la estructura de no tejido de nanofibra proporciona espacio ffsico o algunas veces carga electronica que la hace adecuada para absorber o atrapar partfculas solidas. Alternativamente, el no tejido de nanofibra puede absorber o atrapar partfculas solidas mediante fuerzas de van der Waals.
Una "capa de soporte" se refiere a una capa que esta disenada y colocada para llevar la "capa activa". Puede tener la misma composicion qufmica o diferente en comparacion con una capa activa, y puede o puede no contener o incluir un superabsorbente.
En algunas realizaciones, la capa de soporte y la capa activa estan fntegramente formadas entre si. En algunas otras realizaciones, la capa de soporte y la capa activa estan unidas entre si.
En algunas realizaciones, la capa de soporte es impermeable al vapor de aceite. En algunas otras realizaciones, la capa de soporte es permeable a la radiacion termica. En todavfa algunas otras realizaciones, la capa de soporte es conductora del calor. Por ejemplo, la capa de soporte puede comprender metal o ceramicos.
En algunas realizaciones, la capa activa incluye ademas un agente que es capaz de estimular la produccion de sudor sobre una piel. En algunas otras realizaciones, la capa activa incluye ademas un recubrimiento metalico. En todavfa algunas otras realizaciones, la capa de soporte es elastica. En algunas otras realizaciones, la capa de soporte es flexible. En todavfa aun algunas otras realizaciones, la capa de soporte no es expansible.
Como se usa en el presente documento, el termino "produccion de sudor" puede aplicarse a no solo una piel de mamffero que puede producir o eliminar naturalmente sudor, sino tambien a la superficie de piel no de mamffero a traves de la cual puede penetrar el fluido o permear bajo cierta condicion.
En algunas realizaciones, el superabsorbente contenido en el material compuesto incluye partfculas de polfmero que tienen un nucleo que se hincha en presencia de agua y una envuelta superficialmente post-curada. Las partfculas de polfmero pueden ser una fraccion de tamiz de partfculas de polfmero que no han sido machacadas despues del post-curado superficial de la envuelta.
En algunas otras realizaciones, el superabsorbente puede incluir un polfmero de injerto de almidon, un superabsorbente biodegradable, carbono activo, arcilla, oxido de aluminio, resina de intercambio ionico o poliacrilato. Ejemplos de superabsorbente biodegradable incluyen, por ejemplo, copolfmero reticulado de poli(carboximetilcelulosa) o poli(hidroxietilcelulosa), y carbodiimida. Vease, por ejemplo, el documento US 20080227944 que se incorpora en el presente documento por referencia en su totalidad.
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra contenido en el material compuesto incluye celulosa o su derivado, poliuretano (por ejemplo, poliuretanos basados en poliester o polieter, aromaticos o alifaticos), poliamida, poliester, poliacrilonitrilo, poli(alcohol vinflico), polivinilpirrolidona, poli(oxido de etileno), acetato de celulosa, poli(etilenimina), poli(caprolactona), poli(2-hidroximetacrilato), o una mezcla o copolfmero de los mismos.
En algunas realizaciones, el material compuesto textil absorbente incluye ademas una capa adhesiva. La capa adhesiva puede estar colocada, por ejemplo, sobre la capa de soporte (lejos de la capa activa) o sobre la capa activa, y permitira que el material compuesto se adhiera a o se conecte con una superficie, por ejemplo, un area de piel. Por consiguiente, en algunas otras realizaciones, la capa de soporte en el material compuesto es mayor que la
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capa activa y esta provista de una capa adhesiva que envuelve su borde; mientras que en algunas otras realizaciones se proporciona una capa adhesiva y se pone sobre la capa activa.
En algunas otras realizaciones, la capa activa incluye ademas un agente (o un indicador de color) para indicar la presencia de agua u otro lfquido en la capa activa. Cuando un material compuesto tal se aplica sobre un area de la piel, el cambio de color del agente (o indicador de color) podrfa indicar la produccion de sudor.
En algunas realizaciones, el material compuesto textil absorbente incluye ademas al menos una capa de un no tejido de nanofibra sin el superabsorbente. Esta capa adicional de un no tejido de nanofibra puede configurarse o colocarse, por ejemplo, para unirse o conectarse a la capa activa (que puede tener superabsorbente) sobre el opuesto de la capa de soporte.
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra comprende fibras con un diametro de entre aproximadamente 0,001 pm y aproximadamente 10 pm (por ejemplo, entre aproximadamente 0,1 pm y aproximadamente 1,5 pm, o entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 900 nm).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene un tamano de poro promedio de entre aproximadamente 0,01 pm y aproximadamente 500 pm (por ejemplo, inferior a aproximadamente 250 pm, o inferior a 100 pm).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una porosidad de entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 90 % (por ejemplo, entre aproximadamente el 40 % y aproximadamente el 90 %, o entre aproximadamente el 70 % y aproximadamente el 90 %).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una densidad de entre aproximadamente 0,8 g/cm3 y aproximadamente 1,5 g/cm3.
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una masa por unidad area de entre aproximadamente 5 g/m2 y aproximadamente 1.000 g/m2 (por ejemplo, entre aproximadamente 50 g/m2 y aproximadamente 500 g/m2, entre aproximadamente 50 g/m2 y aproximadamente 400 g/m2; o entre aproximadamente 150 g/m2 y aproximadamente 250 g/m2).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una fuerza de rotura y alargamiento de 0,1 a 100,0 MPa y 100 al 2.000 % (por ejemplo, 0,5 a 5,0 MPa y 250 al 1.000 %, o 1,5 a 2,0 MPa y 400 al 500 %), como se mide en un metodo de tira segun la norma de EDANA WSP 110.4 (05).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una absorbencia en solucion salina de entre aproximadamente 0,1 g/g y aproximadamente 200,0 g/g (por ejemplo, entre aproximadamente 2,5 g/g y aproximadamente 150,0 g/g, o entre aproximadamente 8,0 g/g y aproximadamente 10,0 g/g), como se mide en una prueba de la bolsa de te en NaCl al 0,9 % en agua durante 30 minutos segun la prueba de la norma de EDANA WSP 240.2 (05).
En algunas realizaciones, el no tejido de nanofibra tiene una capacidad de retencion para solucion salina de entre aproximadamente 0,1 g/g y aproximadamente 100,0 g/g (por ejemplo, entre aproximadamente 3,0 g/g y aproximadamente 25,0 g/g, o entre aproximadamente 6,0 g/g y aproximadamente 8,0 g/g), como se mide segun la prueba de la norma de EDANA WSP 241.2 (05).
En algunas realizaciones, la capa activa tiene un nivel de relleno de superabsorbente de entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 80 % (por ejemplo, entre aproximadamente el 40 % y aproximadamente el 80 %, o entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 75 %).
En algunas realizaciones, la capa activa tiene una absorbencia en solucion salina de entre aproximadamente 10 g/g y aproximadamente 100 g/g (por ejemplo, entre aproximadamente 25 g/g y aproximadamente 31 g/g) a un nivel de relleno superabsorbente del 50 %, o entre aproximadamente 20 g/g y 75 g/g (por ejemplo, entre aproximadamente 38 g/g y aproximadamente 45 g/g) a un nivel de relleno superabsorbente del 75 %, o al menos 0,01 g/g sin superabsorbente.
En algunas realizaciones, la capa activa tiene una capacidad de retencion para solucion salina de entre 14 g/g y 40 g/g (por ejemplo, entre 20 g/g y 35 g/g) a un nivel de relleno de superabsorbente de entre el 50 % y el 75 %.
En otro aspecto, se desvela un metodo de descontaminacion de un area de la piel contaminada con sustancias nocivas, que incluye las etapas de:
aplicar el material compuesto textil absorbente al area de la piel contaminada durante un periodo de tiempo predeterminado, y
eliminar el material compuesto textil absorbente del area de la piel contaminada,
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en el que el material compuesto textil absorbente comprende una capa de soporte y una capa activa, la capa activa esta conectada a la capa de soporte y comprende un no tejido de nanofibra relleno de un superabsorbente, y el metodo esta libre de un procedimiento de lavado o un procedimiento de masaje.
En algunas realizaciones, el material compuesto textil absorbente incluye ademas una capa adhesiva sobre la capa activa orientada hacia el area de la piel contaminada.
En algunas realizaciones desveladas, el metodo incluye ademas aplicar un segundo material compuesto textil absorbente al area de la piel contaminada; en el que el segundo material compuesto textil absorbente comprende una capa de soporte, una capa activa y una capa adhesiva; la capa activa esta conectada a la capa de soporte y comprende un no tejido de nanofibra relleno con un superabsorbente; y la capa adhesiva esta sobre la capa activa orientada hacia el area de la piel contaminada y adhiere el material compuesto absorbente al area de la piel contaminada.
En algunas realizaciones desveladas, el metodo incluye ademas estimular la produccion de sudor en el area de la piel contaminada, en el que la capa de soporte en el material compuesto es impermeable al vapor de agua.
En algunas realizaciones desveladas, el metodo incluye ademas estimular la produccion de sudor en el area de la piel contaminada, en el que al menos una de la capa activa y la capa de soporte es permeable a la radiacion termica.
En algunas realizaciones desveladas, el metodo incluye ademas estimular la produccion de sudor en el area de la piel contaminada, en el que al menos una de una capa activa y una capa de soporte es conductora del calor.
En algunas realizaciones desveladas, el metodo incluye ademas estimular la produccion de sudor en el area de la piel contaminada, en el que una capa activa comprende un agente promotor del sudor.
Todavfa otro metodo desvelado para descontaminar piel humana de sustancias nocivas incluye las etapas de:
aplicar un material compuesto textil a un area de la piel contaminada durante un periodo de tiempo predeterminado; y
eliminar el material compuesto textil del area de la piel contaminada;
en el que el material compuesto textil comprende un no tejido de nanofibra y un superabsorbente integrado en el no tejido de nanofibra, teniendo el no tejido de nanofibra un diametro de fibra inferior a 1 pm.
En algunas realizaciones desveladas, el area de la piel contaminada comprende folfculos pilosos contaminados antes de aplicar el material compuesto textil, y las sustancias nocivas se eliminan de los folfculos pilosos cuando o despues de eliminar el material compuesto textil.
La materia desvelada en el presente documento, en otro aspecto, comprende el uso de un no tejido de nanofibra en un material compuesto textil para descontaminar piel contaminada con sustancias nocivas sin un procedimiento de lavado, en el que el no tejido de nanofibra esta relleno de un superabsorbente que es capaz de absorber y retener las sustancias nocivas de la piel.
En algunas realizaciones, el material compuesto textil comprende una capa activa comprendida del no tejido de nanofibra y el superabsorbente. Opcionalmente, la capa activa puede incluir ademas al menos una capa de cubierta que esta formada de un no tejido de nanofibra sin un superabsorbente, y una capa de base que comprende el no tejido de nanofibra relleno del superabsorbente.
En algunas otras realizaciones, la capa activa tiene una estructura de sandwich que comprende una capa de cubierta superior e inferior formada de un no tejido de nanofibra sin un superabsorbente, y una capa de base (es decir, capa central) que comprende el no tejido de nanofibra relleno del superabsorbente, estando la capa de base dispuesta entre dicha capa de cubierta superior e inferior. Las capas de cubierta pueden ayudar a prevenir que el superabsorbente exude de la capa de base, y proporcionar un tacto mas suave al material compuesto textil.
Con el fin de formar la capa activa, el superabsorbente puede espolvorearse sobre el no tejido de nanofibra y mantenerse mecanicamente en la estructura de nanofibra. Alternativamente, el superabsorbente puede proporcionarse o incluirse a las nanofibras durante el proceso de hilado, o puede anadirse a la solucion de polfmero antes del hilado.
En un aspecto adicional de la invencion, el material compuesto textil se usa para la fabricacion de un kit para descontaminar un area de la piel contaminada con sustancias nocivas, segun la reivindicacion 22.
En algunas realizaciones, un material compuesto textil usado para descontaminar la piel incluye una capa de soporte flexible y una capa activa conectada a la capa de soporte, y la capa activa incluye un no tejido de nanofibra relleno
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de un superabsorbente que es capaz de absorber y retener sustancias nocivas de la piel.
Dentro del contexto de la descontaminacion de la piel, el material compuesto textil se aplica a un area de la piel contaminada por partfculas de sustancias nocivas de forma que la capa activa se ponga en contacto con las partes de la piel en cuestion. La capa de soporte puede usarse para el moldeo y, debido a su flexibilidad, para la optima adaptacion de forma del material compuesto a la superficie de la piel.
El no tejido de nanofibra contenido en la capa activa y acabado con un superabsorbente es particularmente absorbente debido a la alta capilaridad en el no tejido, y absorbe las sustancias nocivas que van a eliminarse, segun el gradiente de concentracion existente entre la superficie de la piel y el material no tejido. Las sustancias nocivas pueden entonces ser eficazmente almacenadas y retenidas por el superabsorbente. Despues de un tiempo de descontaminacion apropiado de, por ejemplo, aproximadamente 30 segundos a 30 minutos o aproximadamente 1 a 5 minutos, dependiendo de la naturaleza de las sustancias nocivas, el material compuesto textil que incluye las sustancias nocivas absorbidas puede eliminarse otra vez de la piel.
Como este tipo de descontaminacion de la piel se basa principalmente en el efecto absorbente del no tejido de nanofibra acabado con un superabsorbente, se evita un frotado de las sustancias nocivas en los folfculos pilosos y los pliegues de la piel, y asf se previene que las partfculas de sustancias nocivas entren adicionalmente en los folfculos pilosos o la capa de celulas superior de los corneocitos. Por tanto, se excluye de forma fiable el riesgo del efecto a largo plazo de las sustancias nocivas en la piel.
En algunas realizaciones de la invencion, al menos una de la capa de soporte y la capa activa estan disenadas para estimular la produccion de sudor por la piel. Un aumento de la produccion de sudor por las areas de la piel cubiertas por la capa activa o la capa de soporte aumenta el efecto descontaminante del material compuesto textil. El sudor purga las sustancias nocivas que ya han penetrado en los folfculos pilosos y la capa de celulas superior de los corneocitos. El sudor, junto con estas sustancias nocivas y las partfculas de sustancias nocivas todavfa presentes sobre la superficie de la piel, es entonces absorbido por el superabsorbente en el no tejido de nanofibra y retenido en su interior. Como tal, esto podrfa proporcionar descontaminacion eficaz de un area de la piel sin recurrir a lavar con agua.
El material compuesto textil tiene una capa de soporte que es impermeable al vapor de agua. Esta capa de soporte puede cerrar la capa activa que se encuentra sobre la superficie de la piel contaminada en un modo impermeable a la humedad y asf estimular la produccion de sudor en el area de la piel encerrada. La superficie de la piel no puede liberar el sudor aquf producido al entorno mediante evaporacion. Mas bien, el sudor, junto con las sustancias nocivas purgadas, es absorbido por el no tejido de nanofibra y retenido en el superabsorbente.
Segun una realizacion adicional, al menos una de la capa activa y la capa de soporte esta configurada para ser permeable a la radiacion termica. Las areas de la piel en cuestion que se cubren por el material compuesto textil pueden entonces ser deliberadamente calentadas, por ejemplo, usando radiadores de calor o una reaccion qufmica que produce calor. Asf se obtiene una estimulacion rapida y controlada de la produccion de sudor en el area de la piel contaminada. La transferencia de calor entre la capa activa y la superficie de la piel puede tener lugar por conduccion de calor. Es preferible que tanto la capa de soporte como la capa activa sean permeables a la radiacion termica.
En algunas otras realizaciones, la capa de soporte o la capa activa del material compuesto textil esta configurada de manera que sea conductora del calor. Es, por ejemplo, posible insertar fibras conductoras del calor o filamentos conductores del calor en la capa de soporte o la capa activa, o proveer la capa activa de un recubrimiento conductor del calor. Ejemplos de fibras o filamentos conductores del calor adecuados incluyen materiales metalicos o ceramicos. Como en la realizacion descrita anteriormente, las areas de la piel en cuestion pueden ser deliberadamente calentadas usando una fuente calefactora apropiada tal como, por ejemplo, un elemento calefactor electrico, y, por tanto, puede estimularse la produccion de sudor.
En todavfa algunas otras realizaciones, la capa activa puede contener un agente que promueve la produccion de sudor, por ejemplo, aplicando un agente promotor del sudor sobre la superficie de la capa activa que esta orientada hacia la piel. El material compuesto textil actua entonces como un sistema transdermico, siendo el agente absorbido por la piel primero y estimulando la produccion de sudor. A diferencia de los sistemas transdermicos, el agente promotor del sudor no requiere efecto a largo plazo, ya que la produccion de sudor va a ser localmente restringida y pretende ser producida solo durante la duracion de la descontaminacion. El sudor producido en el area de la piel contaminada, junto con las sustancias nocivas purgadas y el excesivo agente, es entonces absorbido por el no tejido de nanofibra y retenido en el superabsorbente.
Las realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse entre sf de cualquier forma. Por ejemplo, la capa de soporte puede ser al mismo tiempo impermeable al vapor de agua y conductora del calor o permeable a la radiacion termica, o la capa activa puede contener un agente que promueve la produccion de sudor. Combinaciones adicionales tambien son concebibles y se considera que estan dentro del alcance de la invencion.
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La capa de soporte y la capa activa pueden estar formadas fntegramente entre si. Por ejemplo, la capa de soporte puede ser una tela tejida, y las nanofibras de la capa activa pueden estar firmemente hiladas sobre y con los filamentos de la tela tejida de la capa de soporte. La capa de soporte y la capa activa pueden unirse entre si. Las capas pueden producirse por separado, de manera que tengan las propiedades deseadas respectivas, y entonces unirse entre si por union qufmica, termica o ffsica como es generalmente conocido en la tecnica.
En algunas realizaciones, la capa de soporte es elastica, permitiendo la adaptacion optima del material compuesto textil a la piel. Si la capa de soporte es elastica, el material compuesto textil puede adaptarse a la forma de la superficie de la piel por contraccion o expansion.
En algunas otras realizaciones, la capa de soporte puede configurarse para no ser expansible. Durante la absorcion de sustancias nocivas purgadas por el sudor, el superabsorbente contenido en la capa activa se hincha, como resultado de lo cual aumenta el volumen de la capa activa. Como la capa de soporte, que esta dispuesta sobre el lado de la capa activa que esta orientada lejos de la piel, no puede expandirse, este aumento en el volumen hace que el contacto entre la capa activa y la superficie de la piel se intensifique y la capa activa descanse mas firmemente sobre el area de la piel en cuestion, y asf aumenta ademas la eficacia de la descontaminacion.
En algunas realizaciones adicionales, se proporciona una capa adhesiva sobre la superficie del material compuesto que esta orientada hacia la piel para asegurar el material compuesto textil a la piel. En esta realizacion, la capa de soporte tiene preferentemente un area superficial plana que es mayor que un area superficial plana de la capa activa de manera que la capa de soporte se superponga a la capa activa que asf envuelve el borde de la capa activa. La parte de borde de solapamiento de la capa de soporte esta provista de la capa adhesiva para conectar el material compuesto con la piel.
Adicionalmente, la superficie de la capa activa que esta orientada lejos de la capa de soporte, es decir, la superficie del lado de la piel, puede proveerse de una capa adhesiva. Esto conduce a un contacto incluso mejor de la capa activa con la piel, que a su vez conduce a una mejora del efecto descontaminante.
Ademas, la capa adhesiva aplicada a la capa activa puede disenarse para eliminar la capa de celulas superior de los corneocitos de la piel. Por consiguiente, en algunas realizaciones, el material compuesto tambien incluye una capa adhesiva sobre la capa activa que puede usarse para eliminar la capa de celulas superior de los corneocitos de la piel que va a descontaminarse. Cuando se retira el sistema de material compuesto textil del area de la piel que va a descontaminarse, la capa de celulas superior de los corneocitos, junto con las partfculas de sustancia nociva que ya han entrado en la ultima, se extrae asf de una forma no invasiva, y asf aumenta otra vez la proporcion de las sustancias nocivas eliminadas.
En algunas otras realizaciones, el material compuesto textil comprende una capa de soporte flexible, una primera capa activa y una segunda capa activa, en el que la primera capa activa esta provista de un recubrimiento de metal. El no tejido de nanofibra incluido en o que constituye la primera capa activa hace que se formen picos y valles. Los valles pueden estar rellenos de la segunda capa activa. Aunque al menos la segunda capa activa esta compuesta por el no tejido de nanofibra relleno de superabsorbente, tanto la primera como la segunda capas activas pueden incluir el superabsorbente. La capa adhesiva se proporciona sobre el recubrimiento metalico, o sobre la porcion de borde de la capa de soporte, como se ha descrito anteriormente.
La capa activa tambien puede comprender un indicador de color para indicar la produccion de sudor. Debido a esta adicion, puede ser indicado el tiempo optimo para eliminar el material de la piel al usuario del material compuesto textil. Los colores del indicador de color cambian si el no tejido de nanofibra ha absorbido una cantidad de sudor que es suficiente para descontaminar o se ha agotado la capacidad del superabsorbente para absorber lfquido. El indicador de color puede combinarse con el superabsorbente e incorporarse en la capa activa, por ejemplo, anadiendo el superabsorbente combinado e indicador de color al fundido de polfmero o solucion antes del hilado del no tejido de nanofibra.
El material compuesto textil puede configurarse como o hacerse en forma de una tela, una compresa, un aposito, una gasa, o un artfculo de tela o parte de tela para aplicacion sobre superficies mas grandes.
En algunas realizaciones, las partfculas de polfmero superabsorbente son una fraccion de tamiz que tiene una distribucion del tamano de partfcula de d50 = 55-100 pm y d100 = 100-150 pm, y no se machacan despues del post- curado superficial de la envuelta, antes de su incorporacion en el no tejido de nanofibra.
El no tejido de nanofibras puede producirse mediante hilado del fundido, electrohilado o hilado con chorro de gas (NGJ) de polfmeros adecuados. Tambien se contempla que parte de las nanofibras en el no tejido puedan sustituirse por microfibras que tienen un diametro mas grande que las nanofibras.
El superabsorbente puede espolvorearse sobre una hoja del no tejido de nanofibra e integrarse mecanicamente en la estructura de nanofibra. Este proceso puede repetirse hasta que se logre el nivel de relleno de superabsorbente deseado. Alternativamente, el superabsorbente puede aplicarse a las nanofibras durante el proceso de hilado
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cuando la fibra se seca y solidifica. O, el superabsorbente puede dispersarse homogeneamente en una solucion de polfmero que entonces se somete a hilado en un no tejido de nanofibra que incluye el superabsorbente incorporado en la estructura de fibra.
En algunas realizaciones del material compuesto que puede usarse para descontaminar la piel, el no tejido de nanofibra contenido en el tiene al menos una o mas de las siguientes propiedades ffsicas: un diametro de fibra de entre 0,001 pm y 10 pm (por ejemplo, entre 0,1 pm y 1,5 pm, o entre 300 nm y 900 nm; un tamano de poro promedio de entre 0,01 pm y 500 pm (por ejemplo, preferentemente inferior a 250 pm, mas preferentemente inferior a 100 pm; una porosidad (es decir, el porcentaje del volumen total del no tejido que es espacio libre) de entre el 40 % y el 90 % (por ejemplo, entre el 70 % y el 90 %); un espesor de la capa activa de entre 0,1 mm y 2 mm; una densidad de entre 0,8 y 1,5 g/cm3; una masa por unidad area de entre 50 y 500 g/m2 (por ejemplo, entre 50 y 400 g/m2, o entre 150 y 250 g/m2), una fuerza de rotura y alargamiento (metodo de la tira), segun la norma de EDANA WSP 110.4 (05), de 1,5 - 2 MPa y 485 al 500 %; una absorbencia (tb) en solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de la bolsa de te segun la prueba de la norma de EDANA WSP 240.2 (05), de entre aproximadamente 8 g/g y 10 g/g; una capacidad de retencion (CRC), para solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide segun la prueba de la norma de EDANA WSP 241.2 (05), de entre aproximadamente 6 g/g y 8 g/g.
En algunas otras realizaciones, la capa activa compuesta del no tejido de nanofibra relleno del superabsorbente tiene preferentemente al menos una o mas de las siguientes propiedades: un nivel de relleno de superabsorbente (SAP), que se calcula como el peso en peso de material seco, de entre aproximadamente el 10 % y el 80 % (por ejemplo, entre aproximadamente el 40 % y el 80 %, o entre aproximadamente el 50 % y el 70 %); una absorbencia (tb) en solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de la bolsa de te segun la prueba de la norma de EDAnA WSP 240.2 (05), de entre 20 g/g y 50 g/g (por ejemplo, entre 25 g/g y 31 g/g) a un nivel de relleno de SAP del 50 %, o entre aproximadamente 38 g/g y 45 g/g a un nivel de relleno de SAP del 75 %; una capacidad de retencion (CRC) para solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de centrffuga segun la prueba de la norma de EDANA WSP 241.2 (05), de entre 14 g/g y 40 g/g (por ejemplo, entre 20 g/g y 35 g/g) para niveles de relleno de SAP de entre el 50 % y el 75 %; y un angulo de contacto entre 110° y 125°, como se mide a 22 °C y 55 % de humedad relativa (Fibro DAT™ de Rycobel, Belgica).
Como se usa en el presente documento, el termino "o" pretende incluir el significado de "y".
Como se usa en el presente documento, un termino en singular pretende incluir el significado de su forma en plural.
Para el logro de los fines anteriores y relacionados, ciertos aspectos ilustrativos de la innovacion desvelada se describen en el presente documento a proposito de la siguiente descripcion y los dibujos adjuntos. Estos aspectos son indicativos, sin embargo, o pero de algunas de las diversas formas en las que los principios desvelados en el presente documento pueden emplearse y pretende incluir todos aquellos aspectos y sus equivalentes. Otras ventajas y caracterfsticas novedosas seran evidentes de la siguiente descripcion detallada cuando se consideren conjuntamente con los dibujos.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 ilustra una vista en seccion transversal esquematica del material compuesto textil segun los principios de la presente invencion;
la Figura 2 ilustra una vista en seccion transversal esquematica de otra realizacion del material compuesto textil segun los principios de la presente invencion, y
la Figura 3 ilustra una vista esquematica de la superficie inferior de una realizacion adicional del material compuesto textil segun los principios de la presente invencion.
La Figura 4 ilustra una vista en seccion transversal esquematica de una realizacion adicional del material compuesto textil segun los principios de la presente invencion.
La Figura 5 ilustra una vista desde abajo de la realizacion de Fig. 4 segun los principios de la presente invencion.
La Figura 6 es un grafico que ilustra el perfil de penetracion de una sustancia modelo en la piel obtenido por desprendimiento de cinta.
La Figura 7 es un grafico que ilustra la distribucion de la sustancia modelo en el estrato corneo despues de lavar.
La Figura 8 es un grafico que ilustra la distribucion de la sustancia modelo en el estrato corneo despues de la descontaminacion con un material compuesto textil compuesto de no tejido de nanofibra relleno de superabsorbente.
La Figura 9 ilustra una imagen de microscopio laser de barrido (LSM) de la distribucion de un colorante fluorescente sobre la piel despues de la aplicacion y penetracion.
Las Figuras 10a-b ilustran una imagen de LSM de la distribucion de colorante fluorescente despues de lavar. Las Figuras 11a-c ilustran una imagen de LSM de la distribucion de colorante fluorescente despues de la descontaminacion con el material compuesto textil.
La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra el metodo de descontaminacion de piel humana de sustancias nocivas.
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La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra etapas adicionales en el metodo de descontaminacion de piel humana de sustancias nocivas.
Descripcion detallada de la invencion
La innovacion se describe ahora con referencia a los dibujos, en los que numeros de referencia similares se usan para referirse a elementos similares en todo. En la siguiente descripcion, para los fines de explicacion, se exponen numerosos detalles especfficos con el fin de proporcionar un entendimiento riguroso de la misma. Puede ser evidente, sin embargo, que la innovacion pueda ponerse en practica sin estos detalles especfficos. En otros casos, se muestran estructuras y dispositivos muy conocidos en forma de diagramas de bloques con el fin de facilitar una descripcion de la misma.
Normalmente, una descontaminacion de la piel despues del contacto con sustancias nocivas por amplio lavado usando diferentes detergentes y disolventes, no extrae partfculas de sustancias nocivas que ya han penetrado en los folfculos pilosos o la capa de celulas de la piel superior, es decir, los corneocitos superiores del estrato corneo, que constituyen un deposito a largo plazo para sustancias administradas por via topica. Normalmente, los folfculos pilosos actuan de un deposito a largo plazo para sustancias administradas por via topica que proporcionan tiempos de almacenamiento significativamente elevados en comparacion con el estrato corneo. Adicionalmente, los folfculos pilosos contienen o estan rodeados por varias estructuras diana importantes, tales como capilares de sangre, celulas madre y dendrfticas. Aquf, las sustancias peligrosas pueden presentar fuertes actividades destructivas. Ademas, en caso de una descontaminacion, las sustancias nocivas que van a eliminarse de la superficie de la piel se frotan parcialmente en los folfculos pilosos y los pliegues de la piel por un amplio lavado. De esta forma, puede incluso aumentar el efecto a largo plazo de las sustancias nocivas en la piel. Asf, un material para descontaminar la piel que permite una eliminacion eficaz de sustancias nocivas de la superficie de la piel no debe utilizar lavado.
Por consiguiente, el material compuesto textil absorbente desvelado no utiliza lavado para descontaminar la piel. El material compuesto textil comprende una capa de soporte y una capa activa conectada a la capa de soporte. La capa activa comprende un no tejido de nanofibra relleno de un superabsorbente capaz de absorber y retener las sustancias nocivas de la piel. Una ventaja de la descontaminacion con los materiales compuestos textiles absorbentes es que puede llevarse a cabo inmediatamente sin la utilizacion de agua, que no siempre esta disponible en el momento requerido. Metodos eficientes para la descontaminacion de la piel pueden no solo ser importantes en el caso de accidentes industriales o de investigacion, sino tambien en relacion con ataques terroristas.
Con referencia inicialmente a los dibujos, la Figura 1 ilustra un material compuesto textil absorbente 12. El material compuesto textil absorbente 12 incluye una capa de soporte 10 y una capa activa 20 y, opcionalmente, una capa adhesiva 30 y una capa protectora 40. La capa de soporte 10 puede ser una pelfcula o una banda textil. Especfficamente, la capa de soporte 10 es hidrofoba y esta hecha de un material impermeable al vapor de agua. La capa de soporte 10 que es impermeable al vapor de agua cierra la capa activa 20 que se encuentra sobre la superficie de la piel contaminada en una manera impermeable a la humedad y asf estimula la produccion de sudor en el area de la piel encerrada. La superficie de la piel no puede liberar el sudor aquf producido al entorno mediante evaporacion. Mas bien, el sudor, junto con las sustancias nocivas purgadas, es absorbido por un no tejido de nanofibra y retenido en un superabsorbente. Alternativamente, la capa de soporte 10 puede incluir un recubrimiento o una capa intermedia impermeable al vapor de agua.
Ademas, al menos una de la capa de soporte 10 o la capa activa 20 puede configurarse para ser permeable a la radiacion termica o conduccion de calor o ambas. Las areas de la piel en cuestion que se cubren por el material compuesto textil 12 pueden entonces ser deliberadamente calentadas, por ejemplo, usando radiadores de calor o una reaccion qufmica que produce calor. Asf se obtiene una estimulacion rapida y controlada de la produccion de sudor en el area de la piel contaminada. La transferencia de calor entre la capa de soporte 10 y la superficie de la piel puede tener lugar por conduccion de calor. Es preferible que tanto la capa de soporte 10 como la capa activa 20 sean permeables a la radiacion termica.
Ademas, al menos una de la capa de soporte 10 y la capa activa 20 del material compuesto textil 12 puede configurarse para ser conductora del calor. Es, por ejemplo, posible insertar fibras conductoras de calor o filamentos conductores de calor en la capa de soporte 10 o la capa activa 20, o proveer la capa activa 20 de un recubrimiento conductor de calor. Como en la realizacion descrita anteriormente, las areas de la piel en cuestion pueden ser deliberadamente calentadas usando fuentes calefactoras apropiadas tales como, por ejemplo, un elemento calefactor electrico, y, por tanto, puede estimularse la produccion de sudor. La capa activa 20 tambien puede comprender un indicador de color para indicar la produccion de sudor. Debido a esta adicion, puede ser indicado el tiempo optimo para eliminar el material de la piel al usuario del material compuesto textil 12. Ejemplos de indicadores de color apropiados para este uso incluyen: cloruro de cobalto (II), polvo de quinizarina, rojo de pentametoxi, amarillo de metilo, fenolftalefna, timolftalefna, p-naftolbenzefna, 4-nitrofenol, 3-nitrofenol, o-cresolftalefna, rojo de m-cresol, azul de timol, purpura de m-cresol, o mezclas de los mismos, cuyos colores cambian si el no tejido de nanofibra ha absorbido una cantidad de sudor que es suficiente para descontaminar o se ha agotado la capacidad del superabsorbente para absorber lfquido. El indicador de color puede combinarse con el superabsorbente e incorporarse en la capa activa 20, por ejemplo, anadiendo el superabsorbente e indicador de color combinados al
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fundido de polfmero o solucion antes del hilado del no tejido de nanofibra.
Las realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse entre si de cualquier forma. Por ejemplo, la capa de soporte 10 puede ser al mismo tiempo impermeable al vapor de agua y conductora del calor o permeable a la radiacion termica, o la capa activa 20 puede contener un agente que promueve la produccion de sudor. Combinaciones adicionales tambien son concebibles y se considera que estan dentro del alcance de la invencion.
La capa de soporte 10 y la capa activa 20 pueden estar formadas fntegramente entre si. Por ejemplo, la capa de soporte 10 ser una tela tejida, y las nanofibras de la capa activa 20 pueden estar firmemente hiladas sobre y con los filamentos de la tela tejida de la capa de soporte 10. Preferentemente, la capa de soporte 10 y la capa activa 20 estan unidas entre si. Las capas pueden entonces producirse por separado, de manera que tengan las propiedades deseadas respectivas, y entonces unirse entre si por union qufmica, termica o ffsica como es generalmente conocido en la tecnica.
Ademas, en una realizacion preferida, la capa de soporte 10 es elastica, permitiendo la adaptacion optima del material compuesto textil 12 a la piel. Si la capa de soporte 10 es elastica, entonces el material compuesto textil 12 puede adaptarse a la forma de la superficie de la piel por contraccion o expansion.
En otra realizacion, la capa de soporte 10 esta configurada para no ser expansible. Durante la absorcion de sustancias nocivas purgadas por el sudor, el superabsorbente contenido en la capa activa 20 se hincha, como resultado de lo cual aumenta el volumen de la capa activa 20. Como la capa de soporte 10, que esta dispuesta sobre el lado de la capa activa 20 que esta orientada lejos de la piel, no puede expandirse, este aumento en el volumen hace que el contacto entre la capa activa 20 y la superficie de la piel se intensifique y la capa activa 20 descanse mas firmemente sobre el area de la piel en cuestion, y asf aumenta ademas la eficacia de la descontaminacion.
Adicionalmente, la capa activa 20 del material compuesto textil absorbente 12 comprende un no tejido de nanofibra acabado con un superabsorbente. El superabsorbente comprende preferentemente completamente o principalmente partfculas de polfmero que tienen una estructura de piel-nucleo, que es un nucleo que se hincha en presencia de agua y una envuelta superficialmente post-curada, y asf tiene un bajo efecto de "bloqueo del gel". Las partfculas de polfmero son preferentemente una fraccion de tamiz de tales partfculas de polfmero que no han sido machacadas despues del post-curado superficial de la envuelta, antes de la incorporacion en la capa activa 20. Las partfculas de polfmero tienen preferentemente una distribucion del tamano de partfcula de d50 = 55-100 pm y d100 = 100-150 pm y comprenden (met)acrilato o copolfmero de (met)acrilato, en particular poliacrilato de sodio. Es decir, preferentemente el 50 % de las partfculas tienen un tamano de partfcula de maximo 55-100 pm, y el 100 % de las partfculas tienen un tamano de partfcula de maximo 100-150 pm. Ademas, el superabsorbente puede seleccionarse de polfmeros de injerto de almidon tales como Waterlock™, superabsorbentes biodegradables, carbono activo, arcilla, oxido de aluminio, resinas de intercambio ionico o poliacrilatos. Ejemplos de superabsorbente biodegradable incluyen, por ejemplo, copolfmero reticulado de poli(carboximetilcelulosa) o poli(hidroxietilcelulosa), y carbodiimida. El no tejido de nanofibra de la capa activa 20 acabado con el superabsorbente esta hecho de fibras superfinas o filamentos superfinos que tienen un diametro inferior a 10 pm, preferentemente inferior a 1 pm, mas preferentemente de entre aproximadamente 300 nm y aproximadamente 900 nm y esta lo mas preferentemente comprendido de nanofibras electrostaticamente hiladas. El no tejido de nanofibra comprende preferentemente fibras o filamentos formados de un polfmero termoplastico, hidrofilo o hidrofilizado. Lo mas preferentemente, el no tejido de nanofibra esta formado de poliuretano.
El no tejido de nanofibras puede producirse mediante hilado del fundido, electrohilado o hilado con chorro de gas (NGJ) de polfmeros adecuados. Tambien se contempla que parte de las nanofibras en el no tejido puedan sustituirse con microfibras. Materiales para producir el no tejido de nanofibras comprenden polfmeros termoplasticos que pueden ser poliuretano, poliamidas, poliesteres, poliacrilonitrilo, poli(alcohol vinflico), polivinilpirrolidona, poli(oxido de etileno), acetato de celulosa, poli(etilenimina), poli(caprolactona), poli(2-hidroximetacrilato), o una mezcla o copolfmero de los mismos. El poliuretano es particularmente preferido.
Con el fin de formar la capa activa 20, el superabsorbente puede espolvorearse sobre una hoja del no tejido de nanofibra electrostaticamente hilado e integrarse mecanicamente en la estructura de nanofibra. Lo mas preferentemente, el superabsorbente se dispersa homogeneamente en una solucion de polfmero que entonces se somete a hilado electrostatico en un no tejido de nanofibra que incluye el superabsorbente incorporado en la estructura de fibra.
El no tejido de nanofibra contenido en la capa activa 20 y acabado con un superabsorbente es particularmente absorbente debido a la alta capilaridad en el no tejido, y absorbe las sustancias nocivas que tienen que eliminarse, segun el gradiente de concentracion existente entre la superficie de la piel y el material no tejido. Las sustancias nocivas pueden entonces ser eficazmente almacenadas y retenidas por el superabsorbente. Despues de un tiempo de descontaminacion apropiado, por ejemplo de aproximadamente 30 segundos a 30 minutos (por ejemplo, aproximadamente 1 a 5 minutos), dependiendo de la naturaleza de la sustancia nociva, el material compuesto textil 12 que incluye las sustancias nocivas absorbidas puede eliminarse otra vez de la piel.
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Como este tipo de descontaminacion de la piel se basa principalmente en el efecto absorbente del no tejido de nanofibra acabado con un superabsorbente, se evita un frotado de las sustancias nocivas en los folfculos pilosos y los pliegues de la piel, y asf se previene que las partfculas de sustancias nocivas entren adicionalmente en los folfculos pilosos o la capa de celulas superior de los corneocitos. Por tanto, se excluye de forma fiable el riesgo del efecto a largo plazo de las sustancias nocivas en la piel.
Ademas, la capa adhesiva 30 se proporciona sobre la superficie del material compuesto 12 que esta orientada hacia la piel para conectar el material compuesto 12 con la piel y preferentemente comprende un adhesivo apto para la piel, particularmente preferentemente un adhesivo de acrilato. La adicion de la capa adhesiva 30 conduce a un contacto incluso mejor de la capa activa 20 con la piel que a su vez conduce a una mejora del efecto descontaminante.
La capa protectora 40 es opcional y se elimina antes de aplicar el sistema de material compuesto textil 12 a la piel. Ademas, el material compuesto teXtil 12 puede configurarse como una tela, una compresa, un aposito o una gasa, tambien como un artfculo de tela o parte de tela para aplicacion sobre superficies mas grandes.
En vista del uso previsto del material compuesto textil para descontaminar la piel, el no tejido de nanofibra tiene preferentemente al menos una o mas de las siguientes propiedades ffsicas: un diametro de fibra de entre 0,001 pm y 10 pm (por ejemplo, entre 0,1 pm y 1,5 pm o entre 300 nm y 900 nm); un tamano de poro promedio de entre 0,01 pm y 500 pm (por ejemplo, inferior a 250 pm o inferior a 100 pm); una porosidad (es decir, un porcentaje del volumen total del no tejido que es espacio libre) de entre el 40 % y el 90 % (por ejemplo, entre el 70 % y el 90 %); un espesor de la capa activa de entre 0,1 mm y 2 mm; una densidad de entre 0,8 y 1,5 g/cm3; una masa por unidad area de entre 50 y 500 g/m2 (por ejemplo, entre 50 y 400 g/m2 o entre 150 y 250 g/m2); una fuerza de rotura y alargamiento (metodo de la tira), segun la norma de EDANA WSP 110.4 (05), de 1,5 - 2 MPa y 485 al 500 %; una absorbencia (tb) en solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de la bolsa de te segun la prueba de la norma de EDANA WSP 240.2 (05), de entre aproximadamente 8 g/g y 10 g/g; y una capacidad de retencion (CRC) para solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide segun la prueba de la norma de EDANA WSP 241.2 (05), de entre aproximadamente 6 g/g y 8 g/g.
Ademas, la capa activa compuesta del no tejido de nanofibra relleno del superabsorbente tiene preferentemente al menos una o mas de las siguientes propiedades: un nivel de relleno de superabsorbente (SAP), que se calcula como el peso en peso de material seco, de entre aproximadamente el 10 y el 80 % (por ejemplo, entre aproximadamente el 40 y el 80 % o entre aproximadamente el 50 y el 70 %); una absorbencia (tb) en solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de la bolsa de te segun la prueba de la norma de EDANA WSP 240.2 (05) de entre 20 g/g y 50 g/g (por ejemplo, entre 25 g/g y 31 g/g), a un nivel de relleno de SAP del 50 %, o entre aproximadamente 38 g/g y 45 g/g a un nivel de relleno de SAP del 75 %; una capacidad de retencion (CRC) para solucion salina (NaCl al 0,9 % en agua, 30 min), como se mide en la prueba de centnfuga segun la prueba de la norma de EDaNa WSP 241.2 (05), de entre 14 g/g y 40 g/g (por ejemplo, entre 20 g/g y 35 g/g) para niveles de relleno de SAP de entre el 50 % y el 75 %; y un angulo de contacto como se mide a 22 °C y 55 % de humedad relativa (Fibro DAT™ de Rycobel, Belgica) de entre 110° y 125°.
Segun la realizacion mostrada en la Figura 2, se proporciona una capa de barrera 14 impermeable al vapor de agua, ademas de las capas ya ilustradas en la Figura 1. La capa de barrera 14 pretende ocluir el area de la piel contaminada y estimular la produccion de sudor. En la realizacion de la Fig. 2, la capa de barrera 14 esta formada de un material impermeable al vapor de agua (por ejemplo, polipropileno o PET). Para una estimulacion adicional de la produccion de sudor, la capa de barrera 14 y la capa de soporte 10 pueden configurarse de manera que sean permeables a la radiacion termica o sean conductoras del calor. Un aumento de la produccion de sudor por las partes de la piel cubiertas por la capa de barrera 14 o la capa de soporte 10 aumenta el efecto descontaminante del material compuesto textil 12. El sudor purga las sustancias nocivas que ya han penetrado en los folfculos pilosos y la capa de celulas superior de los corneocitos. El sudor, junto con estas sustancias nocivas y las partfculas de sustancias nocivas todavfa presentes sobre la superficie de la piel, es entonces absorbido por el superabsorbente en el no tejido de nanofibra y retenido en su interior.
Al menos una de la capa de barrera 14 y la capa de soporte 10 esta configurada para ser permeable a la radiacion termica. Las areas de la piel en cuestion que se cubren por el material compuesto textil 12 pueden entonces ser deliberadamente calentadas usando radiadores de calor, por ejemplo, o una reaccion qmmica que produce calor. Asf se obtiene una estimulacion rapida y controlada de la produccion de sudor en el area de la piel contaminada. La transferencia de calor entre la capa de barrera 14 y la superficie de la piel puede tener lugar por conduccion de calor. Es preferible que tanto la capa de barrera 14 como la capa de soporte 10 sean permeables a la radiacion termica.
Ademas, la capa de soporte 10 o la capa de barrera 14 del material compuesto textil 12 pueden configurarse para ser conductoras del calor. Es, por ejemplo, posible insertar fibras conductoras del calor o filamentos conductores del calor en la capa de soporte 10 o la capa de barrera 14, o proveer la capa de barrera 14 de un recubrimiento conductor del calor. Como en la realizacion descrita anteriormente, las areas de la piel en cuestion pueden ser deliberadamente calentadas usando fuentes calefactoras apropiadas tales como, por ejemplo, un elemento calefactor electrico, y, por tanto, puede estimularse la produccion de sudor.
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En otra realizacion adicional, la capa de barrera 14 puede contener un agente que promueve la produccion de sudor, por ejemplo, aplicando un agente promotor del sudor sobre la superficie de la capa de barrera 14 que esta orientada hacia la piel. El material compuesto textil 12 actua entonces como un sistema transdermico, siendo el agente absorbido por la piel primero y estimulando la produccion de sudor. A diferencia de los sistemas transdermicos, el agente promotor del sudor no requiere efecto a largo plazo, ya que la produccion de sudor va a ser localmente restringida y pretende ser producida solo durante la duracion de la descontaminacion. El sudor producido en el area de la piel contaminada, junto con las sustancias nocivas, se lava y el agente en exceso es entonces absorbido por el no tejido de nanofibra y retenido en el superabsorbente.
Ejemplos de agentes productores de sudor adecuados incluyen, pero no se limitan a, nicotinato de metilo, salicilato de 2-hidroxietilo, salicilato de metilo, salicilato de etilo, mentol B.P. o agentes que contienen derivados de benceno como se desvela, por ejemplo, en el documento JP-A 10114649.
La capa activa 20 tambien puede comprender un indicador de color para indicar la produccion de sudor. Debido a esta adicion, puede ser indicado el tiempo optimo para eliminar el material de la piel al usuario del material compuesto textil 12. Ejemplos de indicadores de color apropiados para este uso incluyen, pero no se limitan a, cloruro de cobalto (II), polvo de quinizarina, rojo de pentametoxi, amarillo de metilo, fenolftalefna, timolftalefna, p- naftolbenzefna, 4-nitrofenol, 3-nitrofenol, o-cresolftalefna, rojo de m-cresol, azul de timol, purpura de m-cresol, o mezclas de los mismos. El color del indicador de color cambia si el no tejido de nanofibra ha absorbido una cantidad de sudor que es suficiente para descontaminar y/o se ha agotado la capacidad del superabsorbente para absorber lfquido. El indicador de color puede combinarse con el superabsorbente e incorporarse en la capa activa 20, por ejemplo, anadiendo el superabsorbente e indicador de color combinados al fundido de polfmero o solucion antes del hilado del no tejido de nanofibra.
Las realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse entre si de cualquier forma. La capa de soporte 10 puede ser al mismo tiempo impermeable al vapor de agua y conductora del calor o permeable a la radiacion termica, o la capa de barrera 14 puede contener un agente que promueve la produccion de sudor. Combinaciones adicionales tambien son concebibles y se considera que estan dentro del alcance de la invencion.
Con referencia a la realizacion mostrada en la Figura 3, el material compuesto textil 12 tiene una capa de soporte 10 que tiene un area superficial plana que es mayor que un area superficial plana de la capa activa 20 de manera que la capa de soporte 10 se superponga a y envuelva el borde de la capa activa 20. El borde de solapamiento de la capa de soporte 10 esta provisto de una capa adhesiva 30. La capa adhesiva 30 se proporciona sobre la superficie del material compuesto 12 que esta orientada hacia la piel para asegurar el material compuesto textil 12 a la piel. Esto conduce a un contacto incluso mejor de la capa activa 20 con la piel que a su vez conduce a una mejora del efecto descontaminante.
Ademas, la capa adhesiva 30 aplicada a la capa activa 20 puede disenarse para eliminar la capa de celulas superior de los corneocitos de la piel. Cuando se elimina el sistema de material compuesto textil 12 del area de la piel que va a descontaminarse, la capa de celulas superior de los corneocitos, junto con las partfculas de sustancia nociva que ya han entrado en la ultima, se extrae asf de una forma no invasiva, y aumenta la proporcion de las sustancias nocivas eliminadas. En la realizacion mostrada, la forma del material compuesto textil se elige aleatoriamente y puede, por supuesto, configurarse de cualquier forma.
Una realizacion adicional se muestra con referencia a las Figs. 4 y 5. En esta realizacion, el material compuesto textil 22 comprende la capa de soporte flexible 10 y una primera y segunda capas activas 20, 20', en el que la primera capa activa 20 esta provista de un recubrimiento de metal 50. El no tejido de nanofibra que constituye la primera capa activa 20 se produce para formar picos y valles. Los valles de la primera capa activa 20 estan rellenos de la segunda capa activa 20'. Al menos la segunda capa activa 20' comprende el no tejido de nanofibra relleno de superabsorbente. Preferentemente, tanto la primera como la segunda capas activas 20, 20' incluyen el superabsorbente. La capa adhesiva 30 se proporciona sobre el recubrimiento metalico 50 (como se muestra en la Fig. 4), o sobre la porcion de borde de la capa de soporte 10 que solapa el borde de las capas activas 20, 20' (como se muestra en la Fig. 5). El metodo de formacion de los picos y valles comprende manipular las fibras durante el proceso de hilado tanto con un vacfo como con rejillas. Los picos y valles se crearon para permitir que tanto el componente absorbente 20' como el componente conductor de calor 50 estuvieran en contacto directo con la piel. Un beneficio es que el recubrimiento metalico 50, que actua de componente conductor del calor, necesita estar en contacto directo con la piel con el fin de ser conductor. Sin embargo, si la superficie entera esta recubierta, entonces la piel no tiene contacto directo con la capa absorbente, y asf no tendra absorcion optima de contaminante. Creando los picos y valles, tanto la capa absorbente 20' como la capa conductora 50 pueden estar en contacto directo con la piel.
Lo siguiente es una descripcion de las pruebas realizadas en voluntarios para mostrar la capacidad del material compuesto textil inventivo para descontaminar eficazmente la piel humana.
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Materiales y metodos de prueba
A) Material compuesto textil:
El material compuesto textil absorbente usado en esas pruebas incluye una capa activa que comprende un no tejido de nanofibra basado en poliuretano termoplastico relleno de LUQUASORB™ (BASF SE, Ludwigshafen, Alemania) que tiene una estructura de piel-nucleo y una distribucion del tamano de partfcula de d50 = 55-100 pm y d100 = 100150 pm. Otros parametros del no tejido y material compuesto fueron los siguientes:
un diametro de fibra de entre 300 nm y 1 pm; un tamano de poro de entre 0,01 pm y 500 pm;
una porosidad que es un porcentaje del volumen total de los no tejidos, que es espacio libre, de aproximadamente el 80 %;
un espesor de la capa activa de aproximadamente 0,5 mm; y una masa por unidad de area de aproximadamente 230 g/m2.
Ademas, la capa activa que comprende el no tejido de nanofibra relleno del superabsorbente tuvo las siguientes propiedades:
un nivel de relleno de superabsorbente (calculado como el peso en peso de material seco) de aproximadamente el 50 %;
una absorbencia (tb) medida en la prueba de la bolsa de te segun la prueba de la norma de EDANA WSP 240.2 (05) de aproximadamente 28 g/g (solucion salina, NaCl al 0,9 % en agua, 30 min);
una capacidad de retencion (CRC) medida en la prueba de centrffuga segun la prueba de la norma de EDANA WSP 241.2 (05), de aproximadamente 24 g/g; y
un angulo de contacto como se mide a 22 °C y 55 % de humedad relativa (Fibro DAT™ de Rycobel, Belgica) de aproximadamente 121°.
B) Formulacion modelo y tratamiento de la piel:
Se aplico un filtro solar resistente al agua que contenfa 3 % de la sustancia de filtro de UV octilmetoxicinamato sobre la piel sobre el antebrazo de 10 voluntarios sanos. El filtro solar se eligio como formulacion modelo debido a que se adhiere fuertemente sobre la superficie de la piel despues de la aplicacion. Se aplicaron 2 mg/cm2 del filtro solar sobre las areas de la piel seleccionadas a un tamano de 4 x 5 cm2 para cada area. Las areas de aplicacion se rodearon con una barrera de silicona para evitar la extension de la formulacion sobre la superficie de la piel. Despues de 10 minutos de tiempo de penetracion, se analizo la penetracion de la formulacion en la piel por el metodo de desprendimiento de cinta como se describe a continuacion.
C) Descontaminacion:
La descontaminacion se realizo sobre un area de la piel lavando durante 30 segundos bajo agua corriente con jabon. Se uso una segunda area de la piel como control sin descontaminacion.
Todas las otras areas de la piel se descontaminaron con el material compuesto textil absorbente que se comprimio sobre la piel durante 1 minuto, sin aplicar un procedimiento de lavado o masaje, y finalmente se elimino.
D) Desprendimiento de cinta:
La prueba de desprendimiento de cinta se basa en la aplicacion y eliminacion sucesivas de pelfculas adhesivas (pelfcula Tesa, Beiersdorf, Hamburgo, Alemania) de la piel. Las tiras de cinta eliminadas comprenden aproximadamente una capa de celulas de corneocitos y la parte correspondiente de sustancia topicamente aplicada se localizo dentro de esta capa de celulas. La cantidad de estrato corneo eliminada con una unica tira de cinta se determina espectroscopicamente determinando la pseudo-absorcion a 430 nm, mientras que la concentracion de la formulacion penetrada se analiza por la absorcion de la sustancia de filtro de UV octilmetoxicinamato a 310 nm.
Se eliminaron diez tiras de cinta de cada area de la piel. El perfil de capa cornea de las areas de la piel se calculo como se describe por Weigmann et. al., "Determination of the horny layer profile by tape stripping in combination with optical spectroscopy in the visible range as a prerequisite to quantify percutaneous absorption" en Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol., 1999, vol.12, pp. 34-45, que se incorpora por referencia. Especfficamente, el perfil de capa cornea de las areas de la piel se calculo sumando las pseudo-absorciones de las tiras de cinta individuales eliminadas de la misma area de la piel. El perfil de penetracion se determino relacionando la cantidad de la sustancia de filtro de UV penetrada con la tira de cinta correspondiente en el perfil de capa cornea. Un ejemplo tfpico se muestra en la Fig. 6, en la que la distancia entre las lfneas horizontales se corresponde con la cantidad de estrato corneo eliminada con una unica tira de cinta. Las lfneas horizontales superiores representan la superficie de la piel y las lfneas horizontales inferiores se corresponden con partes mas profundas del estrato corneo.
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La concentracion del filtro de UV octilmetoxicinamato en las diferentes muestras se determino por absorcion, usando un espectrometro de UV/VIS. Los espectros de UV/VIS de los extractos se midieron entre 240 y 500 nm. La concentracion de la sustancia de filtro de UV se calculo a partir del maximo de absorcion determinado a 310 nm basandose en una curva de calibracion en etanol.
E) Microscopfa laser de barrido (LSM) in vivo:
Se uso el microscopio laser de barrido in vivo comercialmente disponible (Stratum™, Optilas, Melbourne, Australia) para la deteccion de la sustancia modelo fluorescente sobre la superficie de la piel y en las capas superiores de la piel. La longitud de onda de excitacion del laser de argon usado fue 480 nm. La estacion basica de LSM se conecto a una pieza de mano con fibras opticas. Los sistemas opticos de obtencion de imagenes y de foco se localizaron dentro de la pieza de mano. Las areas de la piel en investigacion se dimensionaron a 250 x 250 pm2.
La intensidad de fluorescencia y la distribucion de la sustancia modelo se determino en todas las areas de la piel inmediatamente antes y despues de la descontaminacion.
Resultados
La Figura 6 es un grafico que ilustra el perfil de penetracion de una sustancia modelo en la piel obtenido por desprendimiento de cinta. Especfficamente, la Fig. 6 muestra el perfil de penetracion tfpico del filtro de UV octilmetoxicinamato 10 minutos despues de la aplicacion sin descontaminacion obtenida del area de la piel A. La mayorfa de la formulacion se localiza en las primeras capas de celulas. Las sustancias de filtro de UV podrfan detectarse hasta en las 7a capas de celulas de los corneocitos. Aproximadamente el 90 % del filtro de UV aplicado por via topica puede detectarse en las 10 primeras tiras de cinta.
La Figura 7 es un grafico que ilustra la distribucion de la sustancia modelo en el estrato corneo despues de lavar. Especfficamente, en la Fig. 7, se demuestra la distribucion de la sustancia de filtro de UV en el estrato corneo despues de lavar. Los resultados representados en la Fig. 7 muestran que la cantidad de la sustancia de filtro de UV en la capa de celulas superior se redujo mediante el procedimiento de lavado a aproximadamente el 60 %. Sin embargo, la sustancia de filtro de UV podrfa detectarse en capas mas profundas en comparacion con el perfil de penetracion mostrado en la Fig. 6.
La Figura 8 es un grafico que ilustra la distribucion de la sustancia modelo en el estrato corneo despues de la descontaminacion con un material compuesto textil compuesto de no tejido de nanofibra relleno de superabsorbente. Especfficamente, en la Fig. 8, se presentan los perfiles de penetracion despues de la descontaminacion con el material compuesto textil absorbente. En este caso, la concentracion de octilmetoxicinamato se redujo fuertemente en el estrato corneo en comparacion con el area de la piel lavada B. Especfficamente, se encontro una reduccion a aproximadamente el 35 % de la concentracion de filtro de UV inicial en el caso de descontaminacion de la piel con el material compuesto textil. No se observo una penetracion en partes mas profundas del estrato corneo como en el caso de lavado.
Se obtuvieron resultados similares para el uso de un material compuesto textil absorbente que comprende una capa activa que comprende el no tejido de nanofibra y el superabsorbente, y un material compuesto textil absorbente que tiene una estructura de sandwich, respectivamente, en el que la capa activa comprende una capa de cubierta superior e inferior formada de un no tejido de nanofibra sin un superabsorbente, y una capa de base que comprende el no tejido de nanofibra relleno de superabsorbente y dispuesta entre dicha capa de cubierta superior e inferior.
Por tanto, el uso del material compuesto textil para descontaminar la piel produjo una eliminacion de aproximadamente el 70 % de la formulacion modelo de la piel. En el caso de descontaminacion con el material compuesto textil, no se aplico masaje, de manera que el procedimiento de descontaminacion no estimula la penetracion en los folfculos pilosos. Normalmente, los folfculos pilosos actuan de deposito a largo plazo para sustancias administradas por via topica que proporcionan tiempos de almacenamiento significativamente elevados en comparacion con el estrato corneo. Adicionalmente, los folfculos pilosos contienen o estan rodeados por varias estructuras diana importantes, tales como capilares de sangre, celulas madre y dendrfticas. Aquf, las sustancias peligrosas pueden presentar fuertes actividades destructivas. La ventaja de la descontaminacion con los materiales compuestos textiles absorbentes es que puede llevarse a cabo inmediatamente sin la utilizacion de agua, que no siempre esta disponible en el momento requerido. Metodos eficientes para la descontaminacion de la piel pueden ser no solo importantes en el caso de accidentes industriales o de investigacion, sino tambien en relacion con ataques terroristas.
Imagenes tfpicas de la distribucion de la sustancia modelo fluorescente sobre la superficie de la piel por mediciones de LSM, con y sin descontaminacion, se presentan en las Fig. 9 a 11. Especfficamente, la Figura 9 ilustra una imagen de LSM de la distribucion de un colorante fluorescente sobre la piel despues de la aplicacion y penetracion. Sin descontaminacion, se detecto una fuerte serial fluorescente sobre la superficie de la piel (Fig. 9).
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Las Figuras 10a-b ilustran una imagen de LSM de la distribucion del colorante fluorescente despues de lavar. El procedimiento de lavado condujo a una eliminacion de la sustancia topicamente aplicada de la superficie de la piel. Sin embargo, todavfa se localizo una fuerte senal fluorescente en la region de los pliegues y orificios de los folfculos pilosos (Figs. 10a, b).
Las Figuras 11a-c ilustran una imagen de LSM de la distribucion del colorante fluorescente despues de la descontaminacion con el material compuesto textil. Despues de la descontaminacion con el material absorbente, la senal fluorescente fue notablemente reducida, tanto sobre la superficie de la piel, ademas de en los pliegues y orificios de los folfculos pilosos. Sin embargo, en las Figs. 11a-b, todavfa fue detectable una senal fluorescente baja en el area de los pliegues y orificios de los folfculos pilosos (Fig. 11a, b).
Ademas, se encontro que prolongar el tiempo de aplicacion del material compuesto textil absorbente mas alla de 1 minuto no mejoro el efecto de descontaminacion. Sin embargo, como se muestra en la Fig. 11c, una aplicacion repetida del material absorbente sobre la misma area de la piel condujo a una eliminacion casi completa de la sustancia modelo fluorescente de los pliegues y orificios de los folfculos pilosos (Fig. 11c).
Las Figuras 12-13 ilustran metodologfas de descontaminacion de la piel humana de sustancias nocivas. Aunque, para los fines de simplicidad de explicacion, las una o mas metodologfas mostradas en el presente documento (por ejemplo, en forma de un organigrama o diagrama de flujo) se muestran y se describen como una serie de actos, debe entenderse y apreciarse que el metodo objeto no esta limitado por el orden de los actos, ya que algunos actos pueden, de acuerdo con ellos, producirse en un orden diferente y/o simultaneamente con otros actos de los mostrados y descritos en el presente documento. Por ejemplo, aquellos expertos en la materia entenderan y apreciaran que podrfa representarse alternativamente una metodologfa como una serie de estados o acontecimientos relacionados, tales como en un diagrama de estados. Ademas, no todos los actos ilustrados pueden ser requeridos para implementar la metodologfa desvelada.
Con referencia a la Figura 12, se ilustra un metodo de descontaminacion de piel humana de sustancias nocivas. En 1200, se aplica un material compuesto textil a un area de la piel contaminada durante un periodo de tiempo predeterminado. El material compuesto textil se aplica al area de la piel contaminada sin aplicar un procedimiento de lavado o un procedimiento de masaje. Ademas, el material compuesto textil comprende una capa activa que comprende un no tejido de nanofibra que comprende un superabsorbente para absorber y retener al menos una sustancia nociva. Y, en 1202 se elimina el material compuesto textil del area de la piel contaminada.
Con referencia a la Figura 13, se ilustra adicionalmente el metodo de descontaminacion de piel humana de sustancias nocivas. En 1300, el material compuesto textil se vuelve a aplicar al area de la piel contaminada. Como se ha establecido arriba, se encontro que prolongar el tiempo de aplicacion del material compuesto textil mas alla del periodo de tiempo predeterminado no mejoro el efecto de descontaminacion. Sin embargo, una aplicacion repetida del material compuesto textil sobre la misma area de la piel contaminada condujo a una eliminacion casi completa de la sustancia nociva del area contaminada, ademas de los pliegues y orificios de los folfculos pilosos.
En 1302, el material compuesto textil se adhiere al area de la piel contaminada mediante una capa adhesiva. La capa adhesiva se aplica a la capa activa y conecta el material compuesto con el area de la piel contaminada. Ademas, la capa adhesiva puede disenarse para eliminar la capa de celulas superior de los corneocitos de la piel. Cuando se elimina el material compuesto textil del area de la piel contaminada, la capa de celulas superior de los corneocitos, junto con las partfculas de sustancia nociva, se extrae de una forma no invasiva, y aumenta la proporcion de las sustancias nocivas eliminadas.
En 1304, la produccion de sudor se estimula en el area de la piel contaminada, en la que una capa de soporte es impermeable al vapor de agua. Un aumento de la produccion de sudor por las partes de la piel cubiertas por la capa activa o capa de soporte aumenta el efecto descontaminante del material compuesto textil. El sudor purga las sustancias nocivas que ya han penetrado en los folfculos pilosos y la capa de celulas superior de los corneocitos. El sudor, junto con estas sustancias nocivas y las partfculas de sustancias nocivas todavfa presentes sobre la superficie de la piel, es entonces absorbido por el superabsorbente en el no tejido de nanofibra y retenido en su interior. En una realizacion especffica, el material compuesto textil tiene una capa de soporte que es impermeable al vapor de agua. La capa de soporte que es impermeable al vapor de agua cierra la capa activa que se encuentra sobre la superficie de la piel contaminada de una manera impermeable a la humedad y asf estimula la produccion de sudor en el area de la piel encerrada.
En 1306, la produccion de sudor se estimula en el area contaminada, en la que al menos una de la capa activa y la capa de soporte esta configurada para ser permeables a la radiacion termica. Al menos una de la capa de soporte y la capa activa esta disenada para estimular la produccion de sudor por la piel. Las areas de la piel en cuestion que se cubren por el material compuesto textil pueden entonces ser deliberadamente calentadas usando radiadores de calor, por ejemplo, o una reaccion qufmica que produce calor. Asf se obtiene una estimulacion rapida y controlada de la produccion de sudor en el area de la piel contaminada.
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En 1308, la produccion de sudor se estimula en el area contaminada, en la que al menos una de una capa activa y una capa de soporte del material compuesto textil esta configurada para ser conductora del calor. Es, por ejemplo, posible insertar fibras conductoras de calor o filamentos conductores de calor en la capa de soporte y/o la capa activa, o proveer la capa activa de un recubrimiento conductor de calor. Como en la realizacion descrita anteriormente, las areas de la piel en cuestion pueden ser deliberadamente calentadas usando fuentes calefactoras apropiadas tales como, por ejemplo, un elemento calefactor electrico, y, por tanto, puede estimularse la produccion de sudor.
En 1310, la produccion de sudor se estimula en el area contaminada, en la que una capa activa comprende un agente que promueve la produccion de sudor. Por ejemplo, aplicando un agente promotor del sudor sobre la superficie de la capa activa que esta orientada hacia la piel, el agente estimulara la produccion de sudor para purgar las sustancias nocivas. El material compuesto textil actua entonces como un sistema transdermico, siendo el agente absorbido por la piel primero y estimulando la produccion de sudor.
Agentes productores de sudor adecuados pueden ser nicotinato de metilo, salicilato de 2-hidroxietilo, salicilato de metilo, salicilato de etilo, mentol B.P. o agentes que contienen derivados de benceno desvelados, por ejemplo, en el documento JP-A 10114649.
Ademas, la capa activa tambien puede comprender un indicador de color para indicar la produccion de sudor. Debido a esta adicion, puede ser indicado el tiempo optimo para eliminar el material de la piel al usuario del material compuesto textil. Indicadores de color apropiados para este uso son, por ejemplo: cloruro de cobalto (II), polvo de quinizarina, rojo de pentametoxi, amarillo de metilo, fenolftalefna, timolftalefna, p-naftolbenzefna, 4-nitrofenol, 3- nitrofenol, o-cresolftalefna, rojo de m-cresol, azul de timol, purpura de m-cresol, o mezclas de los mismos, cuyos colores cambian si el no tejido de nanofibra ha absorbido una cantidad de sudor que es suficiente para descontaminar y/o se ha agotado la capacidad del superabsorbente para absorber lfquido. El indicador de color puede combinarse con el superabsorbente e incorporarse en la capa activa, por ejemplo anadiendo el superabsorbente e indicador de color combinados al fundido de polfmero o solucion antes del hilado del no tejido de nanofibra.
Las realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse entre si de cualquier forma. La capa de soporte puede ser al mismo tiempo impermeable al vapor de agua y conductora de calor o permeable a la radiacion termica, y/o la capa activa puede contener un agente que promueve la produccion de sudor. Combinaciones adicionales tambien son concebibles y se considera que estan dentro del alcance de la invencion.
La capa de soporte y la capa activa pueden estar formadas fntegramente entre si. Por ejemplo, la capa de soporte puede ser una tela tejida, y las nanofibras de la capa activa pueden estar firmemente hiladas sobre y con los filamentos de la tela tejida de la capa de soporte. Preferentemente, la capa de soporte y la capa activa estan unidas entre si. Las capas pueden entonces producirse por separado, de manera que tengan las propiedades deseadas respectivas, y entonces unirse entre si por union qufmica, termica o ffsica como es generalmente conocido en la tecnica.
Adicionalmente, tambien se contempla que las capas anteriores puedan ser intercambiables sin afectar el concepto global de la invencion. Aspectos ilustrativos se describen en el presente documento a proposito de la siguiente descripcion y los dibujos adjuntos para ilustrar adicionalmente tal intercambiabilidad. Estos aspectos son indicativos, sin embargo, o pero de algunas de las diversas formas en las que las capas desveladas en el presente documento pueden emplearse e intercambiarse, y la invencion contemplada pretende incluir todos aquellos aspectos y sus equivalentes.
Ademas, lo que se ha descrito anteriormente incluye ejemplos de la materia reivindicada. Es, por supuesto, imposible describir cada combinacion concebible de componentes o metodologfas para los fines de describir la materia reivindicada, pero un experto habitual en la materia puede reconocer que son posibles muchas combinaciones y permutaciones adicionales de la materia reivindicada. Por consiguiente, la materia reivindicada pretende englobar todas aquellas alteraciones, modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Ademas, hasta el punto de que el termino "incluye" o "incluyen" se usa en tanto la descripcion detallada como las reivindicaciones, tal termino pretende ser incluyente de un modo similar al termino "que comprende", ya que "que comprende" se interpreta cuando se emplea como una palabra de transicion en una reivindicacion.
Claims (22)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un material compuesto textil absorbente que comprende una capa de soporte y una capa activa, en el que la capa activa esta conectada a la capa de soporte y comprende un no tejido de nanofibra opcionalmente relleno de un superabsorbentela capa de soporte comprende celulosa, derivados de celulosa, poliglicolida, acido polilactico, poli(adipato de etileno), polihidroxialcanoato, poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de trimetileno), poli(naftalato de etileno) o una mezcla o copolfmero de los mismos; la capa de soporte es impermeable al vapor de agua; yel no tejido de nanofibra comprende fibras con un diametro de entre 0,001 pm y 10 pm.
- 2. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa de soporte y la capa activa estan fntegramente formadas o unidas entre si.
- 3. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa de soporte es flexible, elastica, no expansible, permeable a la radiacion termica o conductora del calor.
- 4. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa activa comprende ademas un recubrimiento conductor del calor, un indicador de color para indicar la produccion de sudor, o un agente que es capaz de estimular la produccion de sudor sobre una piel o reaccionar para neutralizar sustancias nocivas.
- 5. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el superabsorbente opcional comprende un polfmero de injerto de almidon, un superabsorbente biodegradable, carbono activo, arcilla, oxido de aluminio, resina de intercambio ionico, poliacrilato, o partfculas de polfmero que tienen un nucleo que se hincha en presencia de agua y una envuelta superficialmente post-curada.
- 6. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 5, en el que las partfculas de polfmero que tienen un nucleo que se hincha en presencia de agua son una fraccion de tamiz de partfculas de polfmero que no han sido machacadas despues del post-curado superficial de la envuelta.
- 7. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra comprende celulosa, derivado de celulosa, poliuretano, poliamida, poliester, poliacrilonitrilo, poli(alcohol vinflico), polivinilpirrolidona, poli(oxido de etileno), acetato de celulosa, poli(etilenimina), poli(caprolactona), poli(2- hidroximetacrilato) o una mezcla o copolfmero de los mismos.
- 8. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa de soporte es mayor que la capa activa y comprende una capa adhesiva que envuelve su borde para conectar el material compuesto con la piel.
- 9. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos una capa de un no tejido de nanofibra sin el superabsorbente, o una capa adhesiva opcionalmente colocada sobre la capa activa.
- 10. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra comprende fibras con un diametro de entre 0,1 pm y 1,5 pm, o entre 300 nm y 900 nm.
- 11. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene un tamano de poro promedio de entre 0,01 pm y 500 pm, inferior a 250 pm o inferior a 100 pm.
- 12. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene unaporosidad de entre el 10 % y el 90 %, entre el 40 % y el 90 % o entre el 70 % y el 90 %.
- 13. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene unadensidad de entre 0,5 g/cm3 y 1,5 g/cm3 o entre 0,8 g/cm3 y 1,5 g/cm3.
- 14. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene una masa1 2 2 2 2 2 2por unidad de area de entre 5 g/m y 1000 g/m , entre 50 g/m y 500 g/m , entre 50 g/m y 400 g/m , o entre 150 g/m2 y 250 g/m2.
- 15. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene una fuerza de rotura de 0,1 a 100 MPa o 0,5 a 5,0 MPa, y un alargamiento del 100 % al 2.000 % o 250 % al 1.000 %.
- 16. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 17, en el que el no tejido de nanofibra tiene una fuerza de rotura de 1,5 a 2,0 MPa y alargamiento del 400 % al 500 %.
- 17. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene una absorbencia en solucion salina de entre aproximadamente 0 g/g y aproximadamente 200 g/g, entre aproximadamente 2,5 g/g y aproximadamente 150,0 g/g, o entre aproximadamente 8,0 g/g y aproximadamente 10,0510152025g/g.
- 18. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que el no tejido de nanofibra tiene una capacidad de retencion para solucion salina de entre aproximadamente 0 g/g y aproximadamente 200 g/g, entre aproximadamente 3,0 g/g y aproximadamente 25,0 g/g, o entre aproximadamente 6,0 g/g y aproximadamente 8,0g/g.
- 19. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa activa tiene un nivel de relleno de superabsorbente de entre aproximadamente el 0,1 % y aproximadamente el 80 %, entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente el 80 %, entre aproximadamente el 40 % y aproximadamente el 80 %, o entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 75 %.
- 20. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa activa tiene una absorbencia en solucion salina de entre aproximadamente 10 g/g y aproximadamente 100 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente del 50 %, entre aproximadamente 20 g/g y aproximadamente 75 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente del 75 %, al menos 0,01 g/g sin superabsorbente, entre aproximadamente 25 g/g y aproximadamente 31 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente del 50 %, o entre aproximadamente 38 g/g y aproximadamente 45 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente del 75 %.
- 21. El material compuesto textil absorbente de la reivindicacion 1, en el que la capa activa tiene una capacidad de retencion para solucion salina de entre 14 g/g y 40 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente de entre el 50 % y el 75 %, o entre 20 g/g y 35 g/g a un nivel de relleno de superabsorbente de entre el 50 % y el 75 %.
- 22. Uso de un material compuesto textil absorbente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 para la fabricacion de un kit para descontaminar un area de la piel contaminada con sustancias nocivas.
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