IT202000007441A1

IT202000007441A1 - Sistema di fabbricazione e combinazione di materiali per la realizzazione di un dispositivo per la respirazione filtrata

Info

Publication number: IT202000007441A1
Application number: IT102020000007441A
Authority: IT
Inventors: Marcello Bottino
Original assignee: Orange S R L
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2021-10-07
Also published as: EP3892351A2; EP3892351A3

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: ?Sistema di fabbricazione e combinazione di materiali per la realizzazione di un dispositivo per la respirazione filtrata?

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di fabbricazione e combinazione di materiali per la realizzazione di un dispositivo per la respirazione filtrata o dispositivi simili.

Dispositivi di questo tipo sono attualmente noti e utilizzati in un?ampia variet? di applicazioni per proteggere il sistema respiratorio da particelle sospese in aria, da polveri e da aerosol solidi e liquidi, ad esempio per la difesa dalle polveri sottili e altri inquinanti o da agenti patogeni come batteri o virus.

Nello specifico, l?invenzione riguarda una mascherina facciale filtrante, ossia una maschera atta a rivestire la parte inferiore del viso, in particolare solo la bocca, il naso e le parti di viso a essi adiacenti, evitando l?inalazione di polveri o altri corpi in sospensione in aria.

Le mascherine sono tipicamente costituite da uno o pi? strati di materiali permeabili all?aria, tipicamente da uno strato interno, da uno strato filtrante e da uno strato di copertura.

Alcune mascherine prevedono una copertura realizzante una camera interna racchiudente la bocca e il naso che sono cos? separati dall?ambiente esterno e una fascia elastica vincolante la copertura al viso dell?utilizzatore. In tali mascherine, la copertura ? interamente in materiale filtrante e, solitamente, in tessuto non-tessuto. In alternativa, essa ? impermeabile all?aria (per esempio gomma, neoprene o silicone) e dotata di filtri intercambiabili.

Quando l?aria passa attraverso la maschera, lo strato filtrante trattiene gli agenti contaminanti contenuti all?interno del flusso d?aria, impedendone l?inalazione da parte dell?utilizzatore. Analogamente, l?aria esalata passando attraverso la maschera, viene purificata dagli agenti patogeni e dai contaminanti, consentendo la protezione delle persone vicine.

Le mascherine attualmente in commercio sono generalmente costituite da pi? parti cucite tra loro o saldate ad ultrasuoni o alta frequenza.

Nonostante le numerose tipologie di maschere esistenti, vi ? comunque una continua ricerca di dispositivi di protezione aventi alcune propriet? superiori a quelle dei sistemi finora noti e di metodi di fabbricazione che siano semplici ed economici ed al contempo garantiscano un?alta efficacia.

Oggetto della presente invenzione ? un metodo di produzione di una mascherina di protezione delle vie respiratorie di un utente o di un pannolino o di un indumento, il quale metodo comprende i seguenti passi:

a) taglio di un tessuto elastico per formare un corpo principale;

b) taglio di un tessuto non tessuto (TNT) per formare un elemento filtrante;

c) posizionamento dell?elemento filtrante in sovrapposizione al corpo principale;

d) termo pressatura dell?assieme di corpo principale ed elemento filtrante per l?applicazione di una pressione e una temperatura tali per cui una porzione periferica dell?elemento filtrante fonde e aderisce al corpo principale.

In un esempio esecutivo preferito, il metodo ? applicato per la produzione di una mascherina di protezione delle vie respiratorie di un utente, essendo il corpo principale sagomato in modo tale da coprire la parte inferiore del viso dell?utente in condizione indossata e comprendendo il corpo principale mezzi di vincolo alle orecchie e/o al capo dell?utente, essendo inoltre l?elemento filtrante posizionato in sovrapposizione al corpo principale nella zona atta ad andare a contatto con la bocca e il naso dell?utente.

In questo modo si fabbrica in pochi semplici passaggi una mascherina comoda da utilizzare per la mancanza di cuciture e per l?elasticit? dei materiali, che garantisce al contempo prestazioni ottimali di protezione.

L?utilizzo di una macchina di pressatura a caldo ha il grande vantaggio di sfruttare le caratteristiche termiche intrinseche dei materiali per creare un vincolo stretto tra i componenti e consentire di evitare l?uso di colle e/o cuciture.

Il corpo principale infatti agisce da struttura di supporto costitutiva della maggior parte della mascherina, compreso i mezzi di vincolo della mascherina stessa al capo dell?utente e agisce al contempo come substrato per il fissaggio dell?elemento filtrante.

Il grande vantaggio dell?invenzione ? insito nel comfort e nella vestibilit? che la struttura garantisce, grazie alla combinazione di un tessuto elastico che conferisce queste caratteristiche alla funzionalit? di un materiale filtrante. Il taglio al vivo del corpo principale conferisce un elevato comfort quando la mascherina ? indossata, dal momento che non sono necessarie bordature.

In una forma esecutiva preferita il taglio del corpo principale prevede anche la creazione di due aperture nel corpo principale di vincolo alle orecchie dell?utente. In alternativa o in combinazione ? possibile creare appendici di vincolo al capo dell?utente.

In una forma esecutiva preferita il tessuto non tessuto ha bassa temperatura di fusione, preferibilmente inferiore a 180? C.

In una forma esecutiva la detta temperatura di termo pressatura ? compresa tra 145? C e 180? C.

In un?ulteriore forma esecutiva la detta pressione di termo pressatura ? compresa tra 0,2 Kg/cm<2 >e 0,4 Kg/cm<2>.

In una forma esecutiva ulteriore, successivamente al passo d) vengono formate pence nella zona atta al contatto con il naso dell?utente e/o nella zona atta al contatto con il mento dell?utente per conferire una configurazione concava alla mascherina.

Si forma in questo modo con un ulteriore semplice passaggio una forma finale tale per cui la mascherina pu? essere indossata facilmente nel modo corretto e garantisce un utilizzo ad elevato comfort nel tempo e una adesione ottimale al viso dell?utente per esercitare correttamente la propria funzione di protezione.

In una variante esecutiva preferita, la termo pressatura ? effettuata unicamente sulla detta porzione periferica dell?elemento filtrante mediante uno stampo apposito.

Ci? consente di applicare la temperatura e la pressione necessaria alla fusione dell?elemento filtrante unicamente nella zona destinata all?adesione, senza coinvolgere il resto dell?elemento filtrante e dell?intera mascherina.

In una variante esecutiva alternativa ed opzionale il passo d) prevede i seguenti sotto-passi:

d1) posizionamento di un elemento amovibile di schermatura in sovrapposizione all?elemento filtrante, il quale elemento di schermatura ha dimensioni inferiori all?elemento filtrante ed ? posizionato in modo tale per cui viene lasciata esposta la detta porzione periferica dell?elemento filtrante;

d2) applicazione delle dette pressione e temperatura all?intero assieme per la fusione unicamente della porzione periferica esposta dell?elemento filtrante;

d3) rimozione dell?elemento di schermatura.

Ci? consente di utilizzare una macchina di pressatura a caldo che applica una temperatura e una pressione uniformi, sfruttando la temperatura di fusione maggiore del corpo principale e la temperatura di fusione inferiore dell?elemento filtrante. L?elemento di schermatura permette di proteggere dalla fusione la parte centrale dell?elemento filtrante, preservandone la funzionalit?, e limitando alla fusione la porzione periferica dell?elemento filtrante di adesione al corpo principale.

Oggetto della presente invenzione ? inoltre una mascherina di protezione delle vie respiratorie di un utente comprendente un elemento di copertura di almeno bocca e naso dell?utente e mezzi di vincolo dell?elemento di copertura al capo dell?utente. L?elemento di copertura comprende un corpo principale di tessuto elastico conformato in modo tale da coprire la parte inferiore del viso dell?utente in condizione indossata. L?elemento di copertura comprende inoltre un elemento filtrante di materiale tessuto non tessuto e di forma tale da coprire naso e bocca dell?utente in condizione indossata, il quale elemento filtrante ? accoppiato al detto corpo principale mediante una porzione periferica termofusa e solidificata in adesione al detto corpo principale.

In una forma esecutiva il materiale del corpo principale ? un tessuto realizzato in fibra di poliammide e/o poliestere e fibra elasticizzante.

Secondo un perfezionamento il materiale del corpo principale ? costituito da poliammide e elastam.

In un?ulteriore forma esecutiva l?elemento filtrante ? di TNT in polipropilene.

In un esempio esecutivo i detti mezzi di vincolo comprendono due aperture praticate nel detto corpo principale e/o appendici elastiche nello stesso o in altro materiale, le quali aperture o appendici elastiche sono atte al vincolo del corpo principale alle orecchie o alla nuca dell?utente.

Il metodo ed il dispositivo sin qui esposti utilizzano la combinazione di un tessuto elastico in poliammide o poliestere con un filtrante in polipropilene per saldatura o fusione diretta. Si combina in questo modo l?ergonomicit? del corpo principale con la funzionalit? filtrante dell?elemento applicato, utilizzando una metodologia di fissaggio, la saldatura o fusione diretta, estremamente semplice ed efficace. L?invenzione pu? essere vantaggiosamente applicata per la produzione di mascherine chirurgiche, maschere DPI FFP1, FFP2, FFP3, e indumenti vari. ? infatti evidente per il tecnico del ramo che l?invenzione sin qui esposta ed a seguito rivendicata non ? da intendersi limitatamente ad una mascherina ma pu? essere applicata a qualsiasi altro prodotto in cui sia funzionale tale costruzione, che combina materiale elastico per una maggiore vestibilit? e traspirazione o comfort sul corpo e elemento filtrante o di trattenimento liquidi in polipropilene, come ad esempio pannolini.

I materiali utilizzati rendono la mascherina anche lavabile normalmente o sterilizzabile in appositi sterilizzatori UV.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui: la fig. 1 illustra una vista d?insieme della mascherina oggetto della presente invenzione;

la fig. 2 illustra i componenti separati della mascherina;

la fig. 3 illustra il posizionamento relativo tra i componenti della mascherina;

la fig. 4 illustra la formazione di una pence; la fig. 5 illustra l?applicazione di temperatura e pressione per provocare l?adesione dei componenti da parte di una macchina di termo pressatura;

le figg. 6 e 7 illustrano due differenti viste, rispettivamente frontale e laterale, della mascherina indossata da un utente.

Le figure illustrano la mascherina 1 di protezione delle vie respiratorie di un utente secondo la presente invenzione. La mascherina 1 comprende un unico corpo principale 2 di tessuto elastico, conformato in modo tale da coprire la parte inferiore del viso dell?utente in condizione indossata. Il corpo principale 2 ? provvisto di due aperture 20 atte al vincolo del corpo principale e quindi dell?intera mascherina 1 alle orecchie dell?utente.

Il materiale del corpo principale 2 ? un tessuto indemagliabile e comprende fibra di poliammide e/o poliestere e fibra elasticizzante, in particolare ? costituito da poliammide e elastam in percentuali variabili. Un esempio esecutivo preferito prevede nylon all?80% ed elastam al 20%. ? possibile tuttavia prevedere altri tipi di fibre sintetiche e/o naturali, in percentuali variabili, atte a creare un corpo principale 2 che agisca da substrato ed elemento di supporto dell?intera mascherina 1.

Il corpo principale 2 ? preferibilmente di forma inizialmente piana e simmetrica lungo un asse corrispondente all?asse verticale in posizione indossata, in modo da presentare due opposte estremit? laterali rispetto a tale asse in cui sono presenti le aperture 20. Le aperture 20 sono sufficientemente ampie da alloggiare le orecchie dell?utente e sono posizionate in modo tale da creare con i bordi periferici laterali del corpo principale due stringhe di aggancio alle orecchie dell?utente come visibile nelle figure 6 e 7.

La mascherina 1 comprende inoltre un elemento filtrante 3 di materiale tessuto non tessuto o meltblown fabric (MBF) avente forma con dimensioni preferibilmente inferiori rispetto al corpo principale 2 e tale da coprire naso e bocca dell?utente in condizione indossata.

L?elemento filtrante 3 ? accoppiato al corpo principale 2 mediante una porzione periferica 32 termofusa e solidificata in adesione al corpo principale 2.

Il materiale dell?elemento filtrante ? preferibilmente polipropilene. Altri materiali atti alla costituzione di un tessuto non tessuto filtrante e termofondente possono essere utilizzati.

Per la produzione della mascherina 1 illustrata nelle figure si procede inizialmente con il taglio di un tessuto elastico per formare il corpo principale 2. Il taglio crea anche le due aperture 20 atte al vincolo del corpo principale 2 alle orecchie dell?utente. Il tessuto elastico ? preferibilmente costituito da poliammide e elastam, come indicato sopra.

Il metodo di produzione prevede inoltre il taglio di un tessuto non tessuto per formare l?elemento filtrante 3.

Entrambi i tagli possono essere eseguiti con qualsiasi tecnica nota attuabile in questo contesto, come ad esempio taglio con lama mobile, fustellatura, taglio laser, eccetera.

L?elemento filtrante 3 viene quindi posizionato in sovrapposizione al corpo principale 2 nella zona atta ad andare a contatto con la bocca e il naso dell?utente, come indicato dalla linea tratteggiata di figura 3.

L?assieme di corpo principale 2 ed elemento filtrante 3 viene quindi posizionato in una macchina per termo pressatura 4, preferibilmente una macchina avente un piano di lavoro orizzontale come illustrato in figura 5. La macchina per termo pressatura 4 applica quindi alla mascherina 1 cos? formata una pressione e una temperatura tali per cui la porzione periferica 32 dell?elemento filtrante 3 fonde e aderisce al corpo principale 2.

Preferibilmente la termo pressatura ? effettuata soltanto sulla porzione periferica 32 dell?elemento filtrante 3 mediante uno stampo apposito ad una temperatura compresa tra 145? C e 180? C e ad una pressione compresa tra 0,2 Kg/cm<2 >e 0,4 Kg/cm<2>.

Il corpo principale 2 pu? essere uniforme nella zona di sovrapposizione dell?elemento filtrante 3, come illustrato nelle figure. In questo modo, in tale zona di sovrapposizione la mascherina presenta almeno due strati, rispettivamente costituiti dal corpo principale 2 e dall?elemento filtrante 3.

In alternativa, il corpo principale 2 presenta una apertura di forma sostanzialmente corrispondente all?elemento filtrante e di dimensioni leggermente pi? piccole, in modo che sovrapponendo l?elemento filtrante 3 al corpo principale 2 nella posizione finale i due elementi siano a contatto unicamente per una zona di sovrapposizione perimetrale corrispondente sostanzialmente alla porzione periferica 32 di accoppiamento reciproco. Questa configurazione si rivela particolarmente vantaggiosa nel caso di elementi filtranti di forma non planare ma ad esempio concavi, come accade in certi tipi di mascherine del tipo FFP2 o FFP3.

Una volta effettuata la termo pressatura viene formata una pence 21 nella zona atta al contatto con il naso dell?utente, ossia nel bordo superiore del corpo principale 2 in posizione equidistante dalle aperture 20. Preferibilmente viene formata una pence corrispondente anche nella zona atta al contatto con il mento dell?utente, non visibile in figura. Le pence 21 possono essere formate con qualsiasi tecnologia adatta attualmente nota, come ad esempio ultrasuoni, hot melt, cucitura o colla e conferiscono una configurazione concava alla mascherina 1.

Una variante esecutiva opzionale del metodo di fabbricazione prevede il posizionamento di un elemento amovibile di schermatura in sovrapposizione all?elemento filtrante, non illustrato in figura, prima di eseguire la termo pressatura. L?elemento di schermatura ha dimensioni inferiori all?elemento filtrante e viene posizionato in modo tale da lasciare esposta la porzione periferica 32 dell?elemento filtrante 3. L?elemento di schermatura pu? essere di qualsiasi materiale adatto ad isolare termicamente l?elemento filtrante 3.

Una volta effettuato il posizionamento corretto si procede con la termo pressatura come illustrato sopra e quindi alla rimozione dell?elemento di schermatura.

La mascherina cos? formata ? di semplice fabbricazione ed estremamente confortevole perch? costituita da un unico elemento senza cuciture n? utilizzo di colle che, grazie all?elasticit? del materiale e alla presenza di pence, si adatta perfettamente al viso dell?utente come illustrato nelle figure 6 e 7.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di produzione di una mascherina (1) di protezione delle vie respiratorie di un utente, o di un pannolino, o di un indumento, caratterizzato dal fatto che comprende i seguenti passi: a) taglio di un tessuto elastico per formare un corpo principale (2); b) taglio di un tessuto non tessuto per formare un elemento filtrante (3); c) posizionamento dell?elemento filtrante (3) in sovrapposizione al corpo principale (2); d) termo pressatura dell?assieme di corpo principale (2) ed elemento filtrante (3) per l?applicazione di una pressione e una temperatura tali per cui una porzione periferica (32) dell?elemento filtrante (3) fonde e aderisce al corpo principale (2).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo principale (2) ? sagomato in modo tale da coprire la parte inferiore del viso dell?utente in condizione indossata e comprende mezzi di vincolo alle orecchie e/o al capo dell?utente e l?elemento filtrante (3) ? posizionato in sovrapposizione al corpo principale (2) nella zona atta ad andare a contatto con la bocca e il naso dell?utente.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta temperatura ? compresa tra 145? C e 180? C e la detta pressione ? compresa tra 0,2 Kg/cm<2 >e 0,4 Kg/cm<2>.
4. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui successivamente al passo d) vengono formate pence (21) nella zona atta al contatto con il naso dell?utente e/o nella zona atta al contatto con il mento dell?utente per conferire una configurazione concava alla mascherina (1).
5. Metodo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, in cui la termo pressatura ? effettuata unicamente sulla detta porzione periferica (32) dell?elemento filtrante (3) mediante uno stampo apposito.
6. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il passo d) prevede i seguenti sottopassi: d1) posizionamento di un elemento amovibile di schermatura in sovrapposizione all?elemento filtrante (3), il quale elemento di schermatura ha dimensioni inferiori all?elemento filtrante (3) ed ? posizionato in modo tale per cui viene lasciata esposta la detta porzione periferica (32) dell?elemento filtrante (3); d2) applicazione delle dette pressione e temperatura all?intero assieme per la fusione unicamente della porzione periferica (32) esposta dell?elemento filtrante (3); d3) rimozione dell?elemento di schermatura.
7. Mascherina di protezione delle vie respiratorie di un utente comprendente un elemento di copertura di almeno bocca e naso dell?utente e mezzi di vincolo dell?elemento di copertura al capo dell?utente, caratterizzata dal fatto che l?elemento di copertura comprende un corpo principale (2) di tessuto elastico conformato in modo tale da coprire la parte inferiore del viso dell?utente in condizione indossata della mascherina (1) e un elemento filtrante (3) di materiale tessuto non tessuto e di forma tale da coprire naso e bocca dell?utente in condizione indossata della mascherina (1), il quale elemento filtrante (3) ? accoppiato al detto corpo principale (2) mediante una porzione periferica (32) termofusa e solidificata in adesione al detto corpo principale (2).
8. Mascherina secondo la rivendicazione 7, in cui il materiale del corpo principale (2) comprende fibra di poliammide e/o poliestere e fibra elasticizzante.
9. Mascherina secondo la rivendicazione 8, in cui il materiale del corpo principale (2) ? costituito da poliammide e elastam.
10. Mascherina secondo la rivendicazione 7, in cui l?elemento filtrante (3) ? di polipropilene.