IT202000010231A1 - Filtro aria ad azione antipatogena e procedimento per la sua realizzazione - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "FILTRO ARIA AD AZIONE ANTIPATOGENA E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE"
DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne un filtro aria ad azione antipatogena ed il procedimento per la sua realizzazione.
Allo scopo di proteggere il naso e la bocca dal contatto con agenti patogeni come virus, batteri e simili, ? noto utilizzare delle mascherine di materiale filtrante, adatte per separare i microorganismi dall'aria respirata. In questo modo gli agenti patogeni, che sono trattenuti sulla superficie della mascherina, con l'uso tendono ad accumularsi, dando luogo ad una proliferazione che, in quanto localizzata proprio in corrispondenza delle vie aeree dell'utilizzatore del soggetto che la indossa, risulta addirittura nociva per la salute.
Per superare questo inconveniente ? noto trattare i tessuti in genere e in particolare quelli impiegati nel settore ospedaliero, con prodotti chimici ad azione biocida, ovvero capace di neutralizzare l'azione degli agenti patogeni.
Le soluzioni note ora descritte presentano tuttavia l'inconveniente di presentare una limitata efficacia antibatterica, inferiore rispetto a quella necessaria per raggiungere il desiderato effetto antibatterico, in particolare per effetto della luce e del calore.
Un ulteriore inconveniente delle soluzioni note sopra descritte ? rappresentato dalla tendenza del materiale di supporto ad assorbire o ad agganciare le particelle di saliva che, grazie al loro contenuto di umidit?, vengono assorbite dal materiale del substrato, facendo quindi perdere al substrato il suo effetto filtrante.
Costituisce quindi lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un filtro aria ad azione antipatogena ed il relativo procedimento di realizzazione, adatti per superare gli inconvenienti sopra ricordati.
Questo ed altri scopi sono raggiunti con il filtro aria ed il procedimento delle rivendicazioni rispettivamente 1 e 10. Dei preferiti modi per realizzare l'invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.
In rapporto alle note realizzazioni del settore il filtro aria ed il procedimento dell'invenzione offrono il vantaggio di conferire al substrato la desiderata azione antibatterica, conservandola nel tempo, al calore ed agli agenti atmosferici in genere.
Secondo un ulteriore vantaggio del filtro e del procedimento dell'invenzione, le particelle e le nanoparticelle di saliva sono respinte dall'azione idrorepellente dello strato polimerico esterno, impedendone in questo modo la presa o l'aggancio al corpo del filtro, senza tuttavia compromettere il passaggio dell'aria depurata dagli agenti patogeni.
Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di alcuni preferiti modi di realizzare il procedimento ed il filtro dell'invenzione illustrati, a titolo di esempi non limitativi, nelle figure delle allegate tavole di disegni.
In esse:
- la figura 1 illustra in sezione un primo esempio di realizzazione del filtro dell'invenzione; e
- la figura 2 illustra una variante di realizzazione del filtro di figura 1.
Il filtro dell'invenzione, indicato complessivamente con 1 in figura 1, ? composto da un substrato 2 di materiale con capacit? filtrante dell'aria. Materiali adatti per l'invenzione sono i prodotti tessili realizzati con fibre naturali o sintetiche, come per esempio i tessuti e non tessuti di cotone, lana, seta, nylon e simili.
Su almeno una delle superfici del substrato 2 ? applicato uno strato interno 3 di polimero con monomero costituito da monossido di silicio (SiO)n, preferibilmente con n compreso tra 2 e 5 e avente spessore compreso tra 10 e 500 nm, adatto per isolare dall'esterno la superficie del substrato 1 e per proteggere dall'ossidazione il sovrastante rivestimento metallico 4.
Secondo l'invenzione, lo strato 3 del filtro 1 ? realizzato per mezzo di una deposizione chimica da vapore assistita al plasma PECVD - Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, che utilizza sorgenti al plasma per generare una scarica di gas per l'attivazione del monomero SiO-. In questo modo si ottiene un film silicico polimerico (SiO)n che riveste ed aderisce fortemente alla superficie del substrato 2.
Nel procedimento dell'invenzione lo stadio PECVD ? realizzato preferibilmente con l'impiego di HMDSO (esametildisilossano) in qualit? di precursore per ottenere lo strato polimerico 3, in presenza di un gas vettore come Ar, N2 e O2. Nel processo l'HMDSO si combina con il plasma e si divide in vapore acqueo ed anidride carbonica, che vengono portati in atmosfera dalle pompe di vuoto del reattore, mentre sulle superfici da trattare si deposita lo strato silicico polimerico.
La formazione dello strato 3 a base di (SiO)n permette di modificare le caratteristiche chimico/fisiche superficiali del substrato 2, senza tuttavia comprometterne l'azione filtrante sull'aria contaminata. Lo strato di rivestimento 3 cos? ottenuto possiede caratteristiche di flessibilit?, ? chimicamente inerte, ? idoneo al contatto diretto con le mucose della bocca e del naso, presenta una forte adesione con il substrato 2, ? resistente agli impatti, ? idrorepellente, trasparente e protegge il sovrastante strato metallico 4 dalla ossidazione.
Secondo l'invenzione, al di sopra dello strato polimerico interno 3 ? applicato uno strato metallico 4, realizzato con tecnologia sputtering di deposizione fisica PVD - Physical Vapour Deposition, nel quale il materiale di formazione di questo strato ? costituito dal metallo di formazione di un catodo in camera a vuoto, con formazione di plasma. Preferiti per l'invenzione sono i catodi di un metallo ad azione antibatterica, in particolare un metallo scelto tra argento, rame, zinco, oro e loro miscele che, nella fase di sputtering, si deposita sullo strato 3 nella forma di nanoparticelle di 10-15 nm di diametro, che a loro volta generano un film 4 con spessore di 20-200 nm. Agendo sui parametri della deposizione sputtering ? possibile controllare tanto lo spessore del film 4, quanto la concentrazione degli ioni metallici che lo compongono.
Anche in questo caso lo strato metallico 4 non ostacola il passaggio dell'aria che, filtrando attraverso di esso, entra in contatto con le nanoparticelle metalliche ad azione biocida, liberandola in questo modo dall'inquinamento batterico.
Sullo strato metallico 4 ? successivamente depositato, secondo l'invenzione, un ulteriore strato polimerico esterno 5 a base di (SiO)n, del tutto analogo allo strato 3 e che rappresenta lo strato del filtro 1 rivolto verso l'esterno.
Lo strato 5, che permette il passaggio dell'aria e che svolge azione idrorepellente, impedisce alle particelle di saliva di aderire al filtro 1 e quindi di attraversarlo. In questo modo ? evitato il rischio che il carico patogeno veicolato dalla saliva possa raggiungere, dall'esterno, le mucose dell'utilizzatore.
Vantaggiosamente, i due processi PVD e PECVD possono essere eseguiti in un unico impianto reattore in vuoto.
Con il procedimento dell'invenzione si rende possibile realizzare dei filtri che aggiungono, alla normale separazione fisica dall'aria delle particelle solide che la stessa trasporta, anche un'azione biocida verso gli agenti patogeni presenti, quali batteri, virus e simili.
In questo modo il procedimento dell'invenzione si presta alla realizzazione di filtri aria per molteplici applicazioni, come le mascherine utilizzate per proteggere la bocca ed il naso dal contatto con i virus e i batteri, e i filtri aria per gli impianti di condizionamento degli autoveicoli, domestici, industriali e simili.
All'invenzione, come sopra descritta, ? possibile apportare delle modifiche per realizzare delle varianti che tuttavia rientrano nell'ambito delle rivendicazioni che seguono.
Cos?, per esempio e come illustrato in figura 2, lo strato interno 3 potrebbe essere omesso, mantenendo invece lo strato metallico 4 e quello polimerico esterno 5. Ulteriori combinazioni sulla disposizione di questi strati sono inoltre possibili, realizzate variando la disposizione ed il numero degli strati 3,4,5 presenti su una sola o su entrambe le facce del substrato 2. Allo stesso modo lo stadio di deposizione PECVD degli strati 3 e 5 potrebbe essere realizzato anche in assenza del precursore HMDSO.
L'invenzione sar? ora illustrata negli esempi che seguono, riportati senza nessun intendimento limitativo.
Esempio 1
Filtro con un solo strato esterno PECVD con HMDSO
E' stato preparato il filtro illustrato nella figura 2, partendo da un substrato 2 costituito da un tessuto di fibra di cotone con spessore di 1000 micron.
Con metodologia sputtering in presenza di catodi di argento, sul substrato 2 ? stato depositato uno strato 4 di nanoparticelle di argento, avente spessore di 50 nm.
Sullo strato metallico 4 ? stato quindi formato, con tecnologia PECVD ed in presenza di HMDSO, uno strato polimerico 5 di monossido di silicio con spessore di 100 nm.
Esempio 2
Filtro con strati interno ed esterno PECVD e con HMDSO E' stato preparato il filtro illustrato nella figura 1, partendo da un substrato 2 costituito da un tessuto di fibra di cotone con spessore di 300 micron.
Sul substrato 2 ? stato depositato, con tecnologia PECVD ed in presenza di HMDSO, uno strato polimerico 3 di monossido di silicio con spessore di 100 nm.
Con metodologia sputtering a catodi di rame, sullo strato 3 di monossido di silicio ? stato successivamente depositato uno strato 4 di nanoparticelle di rame, avente spessore di 50 nm.
Su questo strato metallico 4 ? stato quindi formato, con tecnologia PECVD ed in presenza di HMDSO, uno strato polimerico 5 di monossido di silicio con spessore di 100 nm.
Claims (15)
1. Filtro aria ad azione antipatogena, del tipo comprendente un substrato (2) di materiale con capacit? filtrante dell'aria, caratterizzato dal fatto di comprendere uno strato (4) di materiale metallico ad azione biocida depositato su almeno una superficie del detto substrato (2), la superficie libera del detto strato metallico (4) essendo rivestita con uno strato esterno (5) di materiale polimerico ad azione filtrante sull'aria ed idrorepellente.
2. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre uno strato interno (3) di materiale polimerico ad azione filtrante dell'aria, interposto tra la detta almeno una superficie del substrato (2) e il detto strato (4) di materiale metallico.
3. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto strato (4) ? uno strato di un metallo scelto tra argento, rame, zinco, oro e loro miscele.
4. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto strato (4) ? depositato sulla superficie del substrato (2) con tecnologia sputtering di deposizione fisica PVD - Physical Vapour Deposition.
5. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto strato (4) ha uno spessore di 20-200 nm.
6. Filtro secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti strati (3,5) sono degli strati polimerici con monomero formato da monossido di silicio.
7. Filtro secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti strati (3,5) hanno uno spessore compreso tra 10 e 500 nm.
8. Filtro secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti strati (3,5) sono depositati, rispettivamente sul detto substrato (2) e sul citato strato metallico (4), per deposizione chimica da vapore assistita al plasma PECVD - Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition.
9. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto substrato (2) ? formato da un materiale tessile realizzato con fibre naturali o sintetiche.
10. Procedimento per la realizzazione del filtro secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto di prevedere la formazione dei detti strati (3,5) per deposizione, con tecnologia PECVD - Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, di un polimero con monomero costituito da monossido di silicio.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la detta deposizione con tecnologia PECVD ? realizzata in presenza di silossani.
12. Procedimento per la realizzazione del filtro secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto di prevedere la formazione del detto strato (4) con tecnologia sputtering di deposizione fisica PVD - Physical Vapour Deposition.
13. Dispositivo di filtrazione dell'aria ad azione antipatogena, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un filtro secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti.
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di essere una mascherina per la protezione della bocca e del naso.
15. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di essere un filtro aria per impianti di condizionamento di autovetture, domestici, industriali e simili.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102020000010231A IT202000010231A1 (it) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Filtro aria ad azione antipatogena e procedimento per la sua realizzazione |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT202000010231A1 (it) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100162895A1 (en) * | 2007-02-26 | 2010-07-01 | Bertram Bohringer | Adsorption filter material with integrated particle- and/or aerosolfiltering function and its use |
| US20110113538A1 (en) * | 2008-01-04 | 2011-05-19 | Von Bluecher Hasso | Functional protective material with a reactively finished membrane and protective clothing produced therewith |
| US20170181428A1 (en) * | 2003-11-17 | 2017-06-29 | Bio-Gate Ag | Coating material |
-
2020
- 2020-05-07 IT IT102020000010231A patent/IT202000010231A1/it unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170181428A1 (en) * | 2003-11-17 | 2017-06-29 | Bio-Gate Ag | Coating material |
| US20100162895A1 (en) * | 2007-02-26 | 2010-07-01 | Bertram Bohringer | Adsorption filter material with integrated particle- and/or aerosolfiltering function and its use |
| US20110113538A1 (en) * | 2008-01-04 | 2011-05-19 | Von Bluecher Hasso | Functional protective material with a reactively finished membrane and protective clothing produced therewith |
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