IT202000006415A1 - PROTECTION DEVICE. - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO DI PROTEZIONE PROTECTION DEVICE
La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di protezione individuale, in particolare a un dispositivo per la protezione respiratoria quale una mascherina respiratoria, pi? in particolare per l?uso in ambienti potenzialmente contaminati da agenti chimici, particolato o microbi. The present invention relates to an individual protection device, in particular to a respiratory protection device such as a respiratory mask, more particularly for use in environments potentially contaminated by chemicals, particulates or microbes.
Com?? noto, la diffusione di alcuni virus e batteri avviene tramite vie aerea tra le persone, ma anche tramite superfici o oggetti. Tuttavia, la seconda via di trasmissione ? facilmente gestibile in quanto esistono molteplici elementi protettivi per le mani (guanti) e il resto del corpo, che formano delle barriere infrangibili. Inoltre, nel caso in cui batteri o virus vadano a contatto con parti del corpo, il contagio non avviene in maniera immediata. How? known, the spread of some viruses and bacteria occurs through the airways between people, but also through surfaces or objects. However, the second way of transmission? easily manageable as there are multiple protective elements for the hands (gloves) and the rest of the body, which form unbreakable barriers. Furthermore, in the event that bacteria or viruses come into contact with parts of the body, the infection does not occur immediately.
Perch? avvenga il contagio ? necessario che il patogeno entri nell?organismo, in alcuni casi tramite le vie respiratorie come il naso e la bocca. Per questi motivi ? estremamente importante garantire una protezione efficace, soprattutto a lungo termine, di tali parti del corpo. Why? does the contagion happen? it is necessary for the pathogen to enter the organism, in some cases via the respiratory tract such as the nose and mouth. For these reasons ? It is extremely important to ensure effective protection, especially in the long term, of these parts of the body.
Tuttavia si tratta di zone delicate e difficili da proteggere dal momento in cui entra in gioco la respirazione, che deve essere consentita e pu? compromettere l?efficacia dei dispositivi di protezione, ma soprattutto la durata di tale efficacia. Infatti, i dispositivi di protezione respiratoria di tipo noto sono nella maggior parte del tipo usa e getta, comprendenti un elemento attivo a filtro posto in corrispondenza degli orifizi di naso e bocca e in grado di filtrare l?aria che entra in contatto con esso. However, these are delicate and difficult areas to protect from the moment in which breathing comes into play, which must be allowed and can? compromise the effectiveness of the protective devices, but above all the duration of this effectiveness. In fact, the respiratory protection devices of the known type are mostly of the disposable type, comprising an active filter element placed in correspondence with the orifices of the nose and mouth and capable of filtering the air that comes into contact with it.
Tali dispositivi hanno una durata di utilizzo oltre la quale devono essere eliminati e sostituiti. These devices have a useful life beyond which they must be eliminated and replaced.
In particolare, con l?utilizzo prolungato degli elementi di protezione respiratoria, il filtro non pu? pi? garantire una filtrazione efficace, in quanto si verifica: In particular, with the prolonged use of the respiratory protection elements, the filter cannot? pi? ensure effective filtration, as it occurs:
- l?otturazione del materiale filtrante a maglia, o ?mesh?, da parte del particolato, con conseguente perdita di carico e riduzione del passaggio di aria; - la presenza/accumulo di un elevato numero di elementi microbici potenzialmente patogeni filtrati oltre il quale pu? diventare non trascurabile il passaggio attraverso il filtro (condizione di equilibrio); - the clogging of the mesh filter material, or? mesh ?, by the particulate, with consequent loss of pressure and reduction of the passage of air; - the presence / accumulation of a high number of potentially pathogenic filtered microbial elements beyond which can? the passage through the filter becomes not negligible (condition of equilibrium);
- l?umidificazione del filtro che pu? causare alterazioni delle propriet? filtranti; - the humidification of the filter that can? cause alteration of properties? filtering;
- la presenza di una concentrazione potenzialmente pericolosa di contaminanti sulla superficie del dispositivo, e quindi nei pressi delle zone sensibili dell?utilizzatore, che risulter? esposto a probabilit? di infezioni via via maggiori. - the presence of a potentially dangerous concentration of contaminants on the surface of the device, and therefore near the sensitive areas of the user, which will result? exposed to probability? of infections gradually increasing.
Pertanto, negli ospedali e negli ambienti dove avviene un grande passaggio di gente potenzialmente contaminata ? necessario poter sostituire i dispositivi di protezione respiratoria con dei dispositivi di protezione nuovi. Tale necessit? comporta numerosi inconvenienti, quali: Therefore, in hospitals and in environments where there is a large passage of potentially contaminated people? it is necessary to be able to replace respiratory protective devices with new protective devices. This need? involves numerous drawbacks, such as:
- la necessit? di scorte: le strutture dovranno dotarsi di una fornitura sufficiente a garantire la disponibilit? dei dispositivi per gli operatori, con conseguente problema di costi e di volume di stoccaggio; - the necessity? of stocks: the structures will have to have a sufficient supply to guarantee the availability? of devices for operators, with consequent problems of costs and storage volume;
- la reperibilit? in caso di emergenza: com?? noto, durante una forte emergenza (SARS, Covid19, Influenza H1N1) le scorte possono scarseggiare a livello internazionale, i prezzi salire, ed i rischi di truffa aumentare; - the availability? in case of emergency: com ?? known, during a strong emergency (SARS, Covid19, H1N1 flu) stocks can become scarce internationally, prices rise, and the risks of fraud increase;
- lo smaltimento: i dispositivi di protezione microbica aerea e di particolato potenzialmente tossico devono essere smaltiti come rifiuti speciali, con costi non trascurabili, specialmente se i volumi sono grandi. Scopo della presente invenzione ? quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati ed in particolare quello di ideare un dispositivo di protezione aerea riutilizzabile. - disposal: airborne microbial protection devices and potentially toxic particulate matter must be disposed of as special waste, with non-negligible costs, especially if the volumes are large. Purpose of the present invention? that of obviating the aforementioned drawbacks and in particular that of devising a reusable aerial protection device.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo di protezione aerea che possa essere pulito, essiccato e sterilizzato in maniera semplice ed efficace. Another object of the present invention? to provide an aerial protection device that can be cleaned, dried and sterilized in a simple and effective way.
Questi e altri scopi secondo la presente invenzione sono raggiunti realizzando un dispositivo di protezione aerea come esposto nella rivendicazione 1. These and other purposes according to the present invention are achieved by making an overhead protection device as set forth in claim 1.
Ulteriori caratteristiche del dispositivo sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Further characteristics of the device are the subject of the dependent claims.
Le caratteristiche e i vantaggi di un dispositivo di protezione aerea secondo il presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali: The characteristics and advantages of an overhead protection device according to the present invention will become more evident from the following, exemplary and non-limiting description, referring to the attached schematic drawings in which:
- la figura 1 ? una vista prospettica di una forma di realizzazione del dispositivo di protezione respiratoria secondo la presente invenzione; - figure 1? a perspective view of an embodiment of the respiratory protective device according to the present invention;
- la figura 2 ? una vista frontale del dispositivo di figura 1; - figure 2? a front view of the device of Figure 1;
- la figura 3 ? una vista prospettica in esploso del dispositivo di figura 1; - figure 3? an exploded perspective view of the device of figure 1;
- la figura 4 ? una vista posteriore del dispositivo di figura 1. - figure 4? a rear view of the device of figure 1.
Con riferimento alle figure, viene mostrato un dispositivo di protezione individuale (DPI), in particolare di protezione da contaminanti aerei biologici e non biologici (particolato, composti chimici), ovvero un dispositivo di protezione respiratoria, complessivamente indicato con il riferimento numerico 10. With reference to the figures, an individual protection device (PPE) is shown, in particular for protection against biological and non-biological airborne contaminants (particulate matter, chemical compounds), or a respiratory protection device, indicated as a whole with the numerical reference 10.
Tale dispositivo di protezione 10 respiratoria comprende un elemento filtrante 1 e viene sterilizzato da un elemento di sterilizzazione 2, che pu? essere parte integrante dell?elemento filtrante 1 stesso ma anche un elemento separato. This respiratory protection device 10 comprises a filtering element 1 and is sterilized by a sterilizing element 2, which can be sterilized. be an integral part of the filter element 1 itself but also a separate element.
In particolare, l?elemento filtrante 1 ? atto ad essere disposto in corrispondenza degli orifizi respiratori come il naso e la bocca ed ? atto a filtrare l?aria che passa a traverso di esso dall?ambiente esterno, potenzialmente contaminato. In particular, the filter element 1? adapted to be arranged in correspondence of the respiratory orifices such as the nose and mouth and d? designed to filter the air that passes through it from the potentially contaminated external environment.
Secondo la presente invenzione, tale elemento filtrante 1 ? dotato delle seguenti caratteristiche: According to the present invention, this filter element 1? equipped with the following features:
- bassa assorbanza di radiazione nell?intervallo delle radiazioni ultraviolette; - low absorbance of radiation in the ultraviolet radiation range;
- inerzia chimica tale da non essere particolarmente suscettibile all?aggressione di raggi UV e specie chimiche generate da essi; - chemical inertness such as not to be particularly susceptible to the aggression of UV rays and chemical species generated by them;
- una componente integrata sulla superficie dell?elemento filtrante attiva nella generazione di specie chimiche ad alta energia (ROS). - a component integrated on the surface of the filter element active in the generation of high energy chemical species (ROS).
Tale componente integrata pu? ad esempio essere in biossido di titanio. Il biossido di titanio ? infatti un catalizzatore in grado di degradare per ossidazione numerosi composti organici. This integrated component can? for example be in titanium dioxide. Titanium dioxide? in fact a catalyst capable of degrading numerous organic compounds by oxidation.
Preferibilmente, tali caratteristiche sono ottenute realizzando un elemento filtrante 1 in materiale plastico filato o sinterizzato. Preferably, these characteristics are obtained by making a filter element 1 in spun or sintered plastic material.
La sinterizzazione ? una tecnica tramite la quale una polvere di un materiale viene tipicamente compressa ad una temperatura leggermente inferiore a quella di fusione del materiale stesso. I granuli di polvere quindi subiscono un processo di saldatura incompleta nei punti di contatto ed il risultato ? un oggetto solido, caratterizzato da una porosit? interna variabile in base alla granulometria della polvere utilizzata, alla temperatura e alla pressione di esercizio. The sintering? a technique by which a powder of a material is typically compressed at a slightly lower temperature than the melting temperature of the material itself. The dust granules then undergo an incomplete welding process at the points of contact and the result? a solid object, characterized by a porosity? internal variable according to the particle size of the powder used, the temperature and the operating pressure.
Ad oggi le tecniche per ottenere la sinterizzazione di una polvere sono molteplici, ed attraverso di esse ? possibile ottenere degli elementi filtranti molto efficaci, caratterizzati da una porosit? che pu? arrivare anche al di sotto dei micrometri. To date, the techniques for obtaining the sintering of a powder are many, and through them? possible to obtain very effective filter elements, characterized by a porosity? what can? reach even below micrometers.
In particolare, l?elemento filtrante 1 ? composto da un polimero fluorurato trasparente ai raggi ultravioletti, come ad esempio il etilene propilene fluorurato, (FEP) o il politetrafluoroetilene (PTFE), anche detto teflon), caratterizzati da una bassa assorbanza di fotoni a lunghezza d?onda tipiche dell?ultravioletto. Pertanto, in una forma di realizzazione ottimale, l?elemento filtrante 1 comprende polimero fluorato con delle micro-particelle di biossido di titanio. In particular, the filter element 1? composed of a fluorinated polymer transparent to ultraviolet rays, such as fluorinated ethylene propylene, (FEP) or polytetrafluoroethylene (PTFE), also called Teflon), characterized by a low absorbance of photons at wavelengths typical of ultraviolet. Therefore, in an optimal embodiment, the filter element 1 comprises fluorinated polymer with titanium dioxide micro-particles.
Il dispositivo di protezione respiratoria 10 comprende inoltre un elemento di sterilizzazione 2, integrato o esterno all?elemento filtrante 1. The respiratory protection device 10 further comprises a sterilization element 2, integrated or external to the filter element 1.
In una prima forma di realizzazione, illustrata nelle allegate figure, l?elemento di sterilizzazione 2 ? integrato all?elemento filtrante 1. In a first embodiment, illustrated in the attached figures, the sterilization element 2? integrated into the filter element 1.
In tal caso l?elemento di sterilizzazione 2, visibile in figura 5, ? costituito da una o pi? sorgenti di radiazioni ultra violette 3 disposte all?interno dell?elemento filtrante 1 e atte a irradiare di raggi UV lo stesso. In this case, the sterilization element 2, visible in figure 5,? consisting of one or more? sources of ultra violet radiation 3 arranged inside the filtering element 1 and capable of irradiating the same with UV rays.
Preferibilmente, in tale prima forma di realizzazione le sorgenti UV 3 emettono radiazioni appartenenti al intervallo di radiazioni cosiddetto UVA, che vanno da circa da 400 a 315 nm. Tale caratteristica consente di limitare la produzione di ozono in corrispondenza delle vie respiratorie dell?operatore. Preferably, in this first embodiment the UV sources 3 emit radiations belonging to the so-called UVA radiation range, ranging from about 400 to 315 nm. This feature allows to limit the production of ozone in correspondence of the respiratory tract of the operator.
Preferibilmente, l?elemento di sterilizzazione 2 comprende anche una componente elettronica 4 costituita da un sistema di alimentazione associata alla pluralit? di sorgenti di radiazioni UV 3 per garantirne l?alimentazione. Tale sistema di alimentazione pu? ad esempio essere una o pi? batterie ricaricabili. Preferably, the sterilization element 2 also comprises an electronic component 4 consisting of a power supply system associated with the plurality of products. of UV radiation sources 3 to ensure their power supply. Such a power system can? for example, be one or more? rechargeable batteries.
Preferibilmente, tali sorgenti di radiazioni UV 3 sono dei fotodiodi a led che emettono radiazioni nella regione dell?ultravioletto. Preferably, these UV radiation sources 3 are LED photodiodes which emit radiation in the ultraviolet region.
In una forma di realizzazione ottimale, come visibile in particolare in figura 5, le sorgenti UV 3 sono disposte ad anello, nella zona perimetrale dell?elemento filtrante 1, ci? che garantisce di poter irradiare tutta la superficie dell?elemento filtrante 1, in particolare grazie alla bassa assorbanza del materiale in cui ? realizzato che consente la propagazione dei raggi UV attraverso di esso. In an optimal embodiment, as can be seen in particular in Figure 5, the UV sources 3 are arranged in a ring, in the perimeter area of the filter element 1, that is to say? which guarantees to be able to irradiate the entire surface of the filter element 1, in particular thanks to the low absorbance of the material in which? realized that allows the propagation of UV rays through it.
In tale forma di realizzazione illustrata il dispositivo di protezione 10, comprende ulteriormente un corpo di alloggiamento 5 dell?elemento filtrante 1 atto a sostenerlo e a tenerlo in posizione, e una struttura di supporto 6 che si andr? ad applicare al viso di un utilizzatore, tramite apposite fascette elastiche o altri elementi di aggancio del tipo noto, non illustrati. In this illustrated embodiment, the protection device 10 further comprises a housing body 5 of the filter element 1 adapted to support it and to keep it in position, and a support structure 6 which will be used. to apply to the face of a user, by means of suitable elastic bands or other hooking elements of the known type, not illustrated.
In una forma di realizzazione ottimale, il dispositivo di protezione comprende anche una valvola di ritegno 7, che serve a permettere una libera uscita dell'aria espirata dall?operatore, evitando che ripassi attraverso l?elemento filtrante 1. Ad esempio, pu? essere utilizzata una valvola del tipo ?duckbill?. In an optimal embodiment, the protection device also comprises a check valve 7, which serves to allow a free exit of the air exhaled by the operator, preventing it from passing through the filtering element 1. For example, it can? a? duckbill? type valve be used.
In una forma di realizzazione alternativa del dispositivo di protezione respiratoria, in particolare in una forma di realizzazione nel quale ? necessario un dispositivo di protezione respiratoria 10 meno ingombrante, l?elemento di sterilizzazione 2 ? esterno al dispositivo di protezione respiratoria 10. In an alternative embodiment of the respiratory protective device, in particular in an embodiment in which? need a less bulky respiratory protection device 10, the sterilization element 2? external to respiratory protective device 10.
In tal caso il dispositivo di protezione respiratoria 10 viene fornito, ad esempio, sotto forma di kit comprendente un elemento filtrante 1 come descritto in precedenza che viene applicato al viso di un operatore tramite elementi di aggancio, quali fascette, oppure tramite una struttura di supporto 6 come quella illustrata nelle figure, e un contenitore o ?box? sterilizzante comprendente almeno una sorgente di raggi UV. Tale contenitore ? in particolare, in grado di contenere completamente l?elemento filtrante 1 in modo da poterlo irradiare completamente di raggi UV. In this case, the respiratory protection device 10 is supplied, for example, in the form of a kit comprising a filter element 1 as described above which is applied to the face of an operator by means of hooking elements, such as clamps, or by means of a support structure. 6 like the one illustrated in the figures, and a container or? Box? sterilant comprising at least one source of UV rays. Such a container? in particular, capable of completely containing the filtering element 1 so as to be able to radiate it completely with UV rays.
In particolare, le sorgenti di radiazioni UV del contenitore UV emettono radiazioni appartenenti alle categorie UVB (315 a 280 nm) e UVC (280 a 100 nm), preferibilmente UVC, il che consente di rendere la sterilizzazione pi? efficace, grazie all?effetto ionizzante e alla produzione di ozono. In particular, the UV radiation sources of the UV container emit radiation belonging to the UVB (315 to 280 nm) and UVC (280 to 100 nm) categories, preferably UVC, which allows to make sterilization more effective. effective, thanks to the ionizing effect and the production of ozone.
Tale forma di realizzazione consente di realizzare dispositivi poco invasivi, come ad esempio mascherine di tipo ?chirurgico?. This embodiment allows to realize minimally invasive devices, such as for example "surgical" type masks.
Il funzionamento del dispositivo di protezione respiratoria ? il seguente. How does the respiratory protective device work? the following.
Com?? noto, i raggi ultravioletti, inducono le formazioni di specie ioniche, radicaliche, e possono catalizzare la formazione di ozono da due molecole di ossigeno. How? known, ultraviolet rays induce the formation of ionic and radical species and can catalyze the formation of ozone from two oxygen molecules.
Queste specie chimiche, essendo reattive, ed in alcuni casi ossidanti, svolgono un?azione battericida, fungicida e virucida e possono ossidare alcune forme di molecole e particolato, come ad esempio le polveri sottili grafitiche tipiche dello smog cittadino, trasformandole in anidride carbonica e acqua. These chemical species, being reactive, and in some cases oxidizing, perform a bactericidal, fungicidal and virucidal action and can oxidize some forms of molecules and particulates, such as the graphitic fine powders typical of city smog, transforming them into carbon dioxide and water. .
Ulteriormente, la Richiedente ha trovato che il biossido di titanio (TiO2) quando viene colpito da fotoni di raggi ultravioletti (UV) catalizza anch?esso la formazione di specie reattive nel suo intorno come ioni, radicali ed altre specie ossidanti. Furthermore, the Applicant has found that titanium dioxide (TiO2) when hit by ultraviolet (UV) photons also catalyzes the formation of reactive species in its surroundings such as ions, radicals and other oxidizing species.
La riduzione in polvere molto sottile del biossido di titanio, come quella presente sull?elemento filtrante 1 del dispositivo di protezione 10, ? estremamente efficace nella generazione di queste specie chimiche a causa dell?alto rapporto superficie/volume tipico dei materiali micronizzati. The very fine dust reduction of titanium dioxide, such as that present on the filter element 1 of the protection device 10,? extremely effective in the generation of these chemical species due to the high surface / volume ratio typical of micronized materials.
Pertanto, con particolare riferimento alla prima forma di realizzazione descritta, dopo un tempo di utilizzo, in maniera automatica o in maniera comandata dall?operatore ? possibile attivare le sorgenti di radiazioni UV 3 interne all?elemento filtrante 1. Therefore, with particular reference to the first embodiment described, after a time of use, automatically or in a manner controlled by the operator? It is possible to activate the sources of UV radiation 3 inside the filter element 1.
Con riferimento invece alla seconda forma di realizzazione l?elemento filtrante 1 viene posto all?interno del contenitore comprendente le sorgenti di radiazioni UV. With reference instead to the second embodiment, the filtering element 1 is placed inside the container comprising the sources of UV radiation.
In entrambi i casi, l?elemento filtrante 1 viene sottoposto a radiazioni UV, che sono direttamente ed indirettamente germicidi ed ossidanti nei confronti delle sostanze chimiche e particolato accumulato all?interno dell?elemento filtrante 1. In both cases, the filter element 1 is subjected to UV radiations, which are directly and indirectly germicidal and oxidizing towards the chemical substances and particulates accumulated inside the filter element 1.
In particolare, la sterilizzazione ? quindi svolta sia direttamente dalle radiazioni UV, che indirettamente dalle specie chimiche generate dai raggi UV e dal biossido di titanio attivato da essi. In particular, sterilization? therefore carried out both directly by UV radiation and indirectly by the chemical species generated by UV rays and by the titanium dioxide activated by them.
Ulteriormente, il materiale costituente l?elemento filtrante 1, essendo trasparente a queste lunghezze d?onda, non porter? alla formazione di zone d?ombra dove eventuali patogeni potrebbero sopravvivere. Inoltre, essendo questo materiale caratterizzato da un?elevatissima inerzia chimica, sar? poco sensibile all?attivit? degradante delle specie chimiche generate, garantendo il mantenimento della giusta dimensione della maglia o mesh filtrante, ed un alto numero di cicli di sterilizzazione. Furthermore, the material constituting the filter element 1, being transparent at these wavelengths, will not wear out. to the formation of shady areas where possible pathogens could survive. Moreover, since this material is characterized by a very high chemical inertness, it will be? not very sensitive to the activity? degrading of the chemical species generated, ensuring the maintenance of the right size of the mesh or filtering mesh, and a high number of sterilization cycles.
Tale caratteristica fa s? che il dispositivo di protezione respiratoria 10 rimanga funzionante ed efficiente per il elevato numero di cicli, quindi possa essere utilizzato numerose volte prima di cominciare a perdere efficienza protettiva. This feature does s? that the respiratory protection device 10 remains functional and efficient for the high number of cycles, therefore it can be used numerous times before starting to lose protective efficiency.
Dalla descrizione effettuata sono chiare le caratteristiche del dispositivo oggetto della presente invenzione, cos? come sono chiari i relativi vantaggi. ? chiaro, infine, che il dispositivo cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?invenzione; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonch? le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. From the above description, the characteristics of the device object of the present invention are clear, so? how clear are its advantages. ? clear, finally, that the device cos? conceived? susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the invention; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements. In practice, the materials used, as well as? the dimensions can be any according to the technical requirements.
Claims (9)
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