IT202000014191A1 - Materiale filtrante per maschera ad uso sanitario - Google Patents

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Berardino Fabio Di
Renzo ODOARDI
Carmine Cimini
Alessandro Gagliardini
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Texol S R L
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Description

?Materiale filtrante per maschera ad uso sanitario?
CAMPO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la preparazione di un materiale filtrante per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, atto ad essere incorporato in un articolo sanitario, nonch? ad un materiale filtrante ottenibile mediante detto procedimento, e ad una mascherina sanitaria di protezione individuale comprendente detto materiale.
STATO DELL?ARTE
Con l?emergenza sanitaria globale da COVID-19 si ? registrato in tutto il mondo un incremento significativo della domanda di dispositivi di protezione individuale, e, di riflesso, un aumento dell?esigenza di reperibilit? sul mercato di materiali efficaci e a basso costo idonei a proteggere da agenti biologici aerodispersi, quali particelle virali o batteriche.
I principali requisiti delle mascherine facciali di protezione individuale di tipo medico, in base alla norma UNI EN 14683:2019, sono riassunti nella Tabella 1 seguente:
Tabella 1: Requisiti per maschere sanitarie
Di particolare rilevanza sono i parametri di efficienza di filtrazione batterica (Bacterial Filtration Efficiency, BFE), la quale deve raggiungere valori almeno pari al 95% nel caso di comuni mascherine di Tipo-1, e di pressione differenziale (DP), la quale rappresenta una misura dei livelli di traspirabilit? assicurati dalla mascherina di protezione.
La maggior parte delle mascherine attualmente disponibili in commercio ? realizzata con materiali in tessuto-non-tessuto ottenuti mediante tecnologia ?spunbond?. Generalmente, detti materiali sono caratterizzati da valori di efficienza di filtrazione batterica intorno al 50-60%. Un aumento della grammatura, ad esempio attraverso l?inserimento nella mascherina di pi? strati di materiale filtrante, consente di aumentare la capacit? filtrante della mascherina medesima, spesso tuttavia in maniera limitata, non consentendo il raggiungimento dei valori di BFE richiesti dalla norma.
Un aumento eccessivo degli strati di materiale filtrante pu? inoltre spesso comportare un?insufficiente traspirabilit?, rendendo necessario l?impiego di valvole all?interno delle mascherine che possano rendere pi? agevole la respirazione. In tale contesto, la possibilit? di sviluppare nuove procedure per la preparazione di dispositivi filtranti in grado di coniugare una maggiore efficienza di filtrazione di particelle nocive ed un?elevata traspirabilit?, ovvero una bassa pressione differenziale, rappresenta una delle esigenze e anche una delle sfide principali del settore.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
Lo scopo della presente invenzione ? quello di ovviare ai problemi riscontrati nell?arte nota e soddisfare l?esigenza di reperibilit? di dispositivi di protezione filtranti che siano in grado di coniugare un?elevata efficienza di filtrazione ad un?alta traspirabilit?, fornendo come soluzione un procedimento per la preparazione di un materiale filtrante particolarmente adatto per bloccare aerosol comprendenti agenti patogeni virali o batterici e/o particelle tossiche.
In particolare, il procedimento di fabbricazione del materiale filtrante oggetto dell?invenzione prevede la realizzazione di un tessuto-non-tessuto, atto ad essere incorporato in una mascherina sanitaria di protezione, formato da tre strati, in cui gli strati esterni sono realizzati utilizzando la tecnologia ?spunlace?, mentre lo strato centrale viene realizzato mediante tecnologia ?air-laid?. Detto materiale filtrante ? preferibilmente costituito da un tessuto-non-tessuto comprendente fibre di natura cellulosica, quali polpa di cellulosa, rayon-viscosa e cotone.
Quando inserito all?interno di una maschera sanitaria, il materiale filtrante oggetto della presente invenzione consente di raggiungere livelli di filtrazione batterica anche superiori al 99%. Inoltre, come chiaramente mostrato nei test di pressione differenziale (DP) riportati nella sezione sperimentale, il trovato della presente invenzione ? sorprendentemente in grado di assicurare una traspirabilit? molto pi? elevata (< 18 Pa/cm<2>) rispetto alle maschere filtranti convenzionali pur caratterizzate da efficienze paragonabili di filtrazione batterica. Infatti, a tali livelli di filtrazione, le maschere sanitarie note presentano generalmente valori di pressione differenziale vicini al limite di norma (49 Pa/cm<2>) e necessitano pertanto di apposite valvole per agevolare la respirazione. Il rapporto BFE/DP del materiale filtrante sviluppato dagli inventori risulta invece sorprendentemente vantaggioso rispetto a quanto riportato per materiali filtranti noti nel settore, quali, ad esempio, i filtranti a base di microfibre ottenuti mediante tecnologia ?meltblown?.
Oltre ai vantaggi gi? illustrati, dati di letteratura hanno dimostrato che i virus SARS sopravvivono solamente poche ore su materiali realizzati con fibre cellulosiche, mentre sono in grado di sopravvivere per un tempo anche superiore ai sette giorni su comuni maschere sanitarie a base di materiali plastici come il polipropilene. Il procedimento oggetto della presente invenzione consente di realizzare materiali filtranti anche interamente costituiti da fibre di natura cellulosica, e risulta dunque particolarmente indicato per la realizzazione di maschere protettive ad elevata riutilizzabilit?, efficaci contro particelle virali SARS.
Pertanto, un primo aspetto della presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la preparazione di un materiale filtrante per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, atto ad essere incorporato in un articolo sanitario, comprendente i seguenti passaggi:
(i) preparare un primo strato di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (ii) preparare un secondo strato di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia air-laid; (iii) preparare un terzo strato di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (iv) saldare tra loro gli strati ottenuti in detti passaggi (i), (ii) e (iii).
Un secondo aspetto della presente invenzione ? il materiale filtrante ottenibile dal procedimento della presente invenzione.
Un terzo aspetto della presente invenzione ? una mascherina sanitaria (5) di protezione comprendente il materiale filtrante della presente invenzione.
Altri vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Figura 1 ? Rappresentazione schematica di una forma di realizzazione del materiale filtrante secondo l?invenzione vista in versione scomposta nei diversi strati costituenti.
Figura 2 ? Rappresentazione schematica vista in pianta dall?alto di una forma di realizzazione di una maschera sanitaria di protezione secondo l?invenzione.
Nelle figure sopra introdotte, le dimensioni vanno intese come puramente esemplificative e non necessariamente con componenti mostrati in proporzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
GLOSSARIO
I termini impiegati nella presente descrizione sono come generalmente compresi dall?esperto della tecnica, salvo ove diversamente indicato.
Il termine ?tessuto-non-tessuto? ? utilizzato secondo l?accezione comunemente nota nella tecnica, ovvero per indicare un materiale simile a un tessuto ma ottenuto con procedimenti diversi dalla tessitura o dalla maglieria, caratterizzato da fibre disposte a strati o incrociate, unite insieme meccanicamente, con adesivi, o con processi termici.
Laddove specificata, l?unit? di misura ?decitex?, abbreviata ?dtex?, rappresenta l?unit? di misura per la densit? lineare utilizzata in campo tessile per la titolazione delle fibre tessili, corrispondente a 1 grammo su 10 chilometri.
L?unit? di misura grammo/m<2 >anche abbreviata ?gms?, sta ad indicare nella presente invenzione la massa in grammi del materiale in tessuto-non-tessuto calcolata su metro quadrato.
Come gi? menzionato, la presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la realizzazione di un materiale filtrante, atto ad essere incorporato in una mascherina sanitaria, per la realizzazione di un dispositivo di protezione individuale in grado di coniugare elevata efficienza di filtrazione batterica, elevata traspirabilit? e maggiore riutilizzabilit?.
Con riferimento inizialmente alla Figura 1, un materiale filtrante secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione ? complessivamente denotato con (1).
Pertanto, un primo aspetto dell?invenzione si riferisce ad un procedimento per la preparazione di un materiale filtrante (1) per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, atto ad essere incorporato in un articolo sanitario, che comprende i seguenti passaggi:
(i) preparare un primo strato (2) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (ii) preparare un secondo strato (3) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia airlaid;
(iii) preparare un terzo strato (4) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (iv) saldare tra loro gli strati ottenuti in detti passaggi (i), (ii) e (iii).
Il procedimento descritto nella presente invenzione potrebbe essere utilizzato per la realizzazione di materiali filtranti con diverso grado di stratificazione ma comprendenti almeno tre strati ottenuti mediante tecnologie su indicate, a condizione che siano soddisfatti i requisiti di funzionalit?.
Pertanto, una versione preferita di realizzazione si riferisce ad un procedimento per la realizzazione di un materiale filtrante a tre strati, in cui i due strati esterni sono preparati mediante tecnologia ?spunlace?, mentre lo strato centrale ? realizzato con tecnologia ?air-laid?.
In base alla tecnologia ?spunlace?, le fibre del materiale in tessuto-non-tessuto sono inviate ad una ?carda? all?interno della quale sono orientate producendo un cardato. Detto cardato ? quindi sottoposto ad un processo di saldatura, o di ?interlacciatura?, attraverso l?applicazione di getti d?acqua molto fini sotto pressione (hydro-entanglement). Generalmente il processo ?spunlace? utilizza fibre in fiocco, tipicamente con titolo compreso tra 1-10 dtex e una lunghezza orientativamente intorno ai 40 mm.
In una forma preferita di realizzazione del procedimento dell?invenzione, le fibre del primo materiale esterno (2) vengono quindi cardate ed ?interlacciate? con getti d?acqua ad alta pressione e, su tale primo strato (2) viene depositato lo strato ottenuto mediante processo air-laid (3). Infine, sopra a tale strato (3) viene depositato il secondo strato esterno (4) cardato ?spunlace?.
Durante il passaggio (iv), gli strati ottenuti nelle fasi (i), (ii) e (iii) sono sovrapposti e vengono quindi interlacciati e saldati l?uno all?altro a formare un materiale filtrante apparentemente omogeneo e perfettamente coeso.
Detto processo di saldatura (iv), o ?coesionatura? degli strati ottenuti pu? essere effettuato con metodi noti allo stato dell?arte, ad esempio mediante saldatura con getti d?acqua ad alta pressione, termosaldatura, o saldatura ad ultrasuoni.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il procedimento pu? anche comprendere uno o pi? passaggi intermedi in cui ciascuno strato in tessuto-non-tessuto ottenuto ? sottoposto ad asciugatura in forno. Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, il procedimento per la realizzazione di detto materiale filtrante pu? comprendere un passaggio (v), in cui il materiale multistrato ottenuto direttamente nel passaggio (iv) ? passato in forno per l?asciugatura.
Al termine di uno qualsiasi dei passaggi di asciugatura descritti, il materiale ottenuto in una delle varie forme di realizzazione pu? anche essere avvolto in bobine che possono essere sottoposte a operazioni di taglio o di avvolgimento.
La composizione degli strati del materiale filtrante realizzabile mediante il procedimento della presente invenzione pu? essere variata sia in termini di natura delle fibre, sia in termini di grammatura.
In un aspetto dell?invenzione, le fibre di detto primo strato (2) possono essere, ad esempio, fibre di natura idrofobica mentre le fibre di detto terzo strato (4) possono essere fibre di natura idrofilica, o viceversa.
In particolare, secondo un aspetto dell?invenzione, le fibre di detto primo strato (2) e le fibre di detto terzo strato (4) possono essere selezionate tra fibre sintetiche, quali polipropilene o poliestere, o fibre di natura cellulosica, quali rayon viscosa, cotone, lyocell, o polpa di cellulosa.
Fibre idonee per la realizzazione di detti primo (2) e/o terzo strato (4) secondo il procedimento della presente invenzione, includono fibre caratterizzate da un titolo compreso tra 1-10 dtex, che possiedono una lunghezza compresa tra 20 e 80 mm, preferibilmente compresa tra 30 e 60 mm ed ancora pi? preferibilmente tra 34 e 50 mm.
In alternativa, per aumentare il potere filtrante del materiale, in particolare nei confronti di aerosol di dimensioni inferiori a 3 micron o di altre microparticelle inquinanti, ? possibile impiegare fibre con titolo inferiore ad 1 dtex, ma ancora compatibili con i procedimenti di cardatura. Queste fibre includono, ad esempio, fibre Lyocell micro con titolo di 0.9 dtex e lunghezza di 34 mm prodotte dalla ditta Lenzing (Austria), o ancora fibre di viscosa microfine con titolo di 0.5 dtex e lunghezza di 40 mm prodotte dalla ditta Kelheim fibres (Germania).
Pertanto, secondo un aspetto della presente invenzione, le fibre di detto primo strato (2) e/o le fibre di detto terzo strato (4) hanno un titolo compreso tra 0.5 e 10 dtex, preferibilmente compreso tra 0.5 e 2.2 dtex ed ancora pi? preferibilmente tra 0.9 e 1.7 dtex.
In una forma preferita di esecuzione, le fibre adoperate per la realizzazione di detto primo (2) e/o terzo strato (4) hanno un diametro compreso tra 1-30 micron, pi? preferibilmente tra 5 e 20 micron ed ancora pi? preferibilmente tra 7 e 15 micron.
Esempi non limitanti di fibre commercialmente disponibili che possono essere impiegate per la preparazione di detto primo (2) e/o terzo strato (4) secondo i passaggi (i) e/o (iii) del procedimento ivi descritto, includono fibre di viscosa con titolo di 1.7 dtex e lunghezza di 40 mm, prodotte dalla ditta Lenzing (Austria), fibre di poliestere con titolo di 1.5 dtex e lunghezza di 38 mm, prodotte dalla ditta oppure fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm, prodotte dalla ditta
Per quanto riguarda la grammatura di detto primo strato (2) e/o detto terzo strato (4), secondo un aspetto dell?invenzione, questa pu? variare in un intervallo di 30-60 grammi/m<2>.
Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita dell?invenzione, il secondo strato (3) preparato mediante tecnologia ?air-laid? nel passaggio (ii) del procedimento ivi descritto, comprende o ? costituito da fibre di polpa di cellulosa.
Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, detto passaggio (ii) prevede in particolare l?impiego di fibre generalmente corte, quali fibre di polpa di cellulosa di lunghezza preferibilmente compresa tra 1 e 4 mm. In base alla tecnologia ?air-laid?, le fibre di polpa di cellulosa sono disperse in corrente d?aria, trasportate attraverso cilindri rotativi perforati (o altri sistemi di distribuzione), e successivamente depositate sopra detta superficie forata (o tappeto), in modo da formare un ?materassino? (web). Detto passaggio (ii) pu? impiegare il vuoto attraverso detta superficie forata in modo da assistere e facilitare il processo di deposizione delle fibre.
Un esempio di fibre di polpa di cellulosa adatte ad essere impiegate nel procedimento secondo la presente invenzione, ? rappresentato dalle fibre di cellulosa prodotte dalla ditta Georgia Pacific (USA), note commercialmente come ?Golden Isles Fluffy Treated Fluff grade 4722?, caratterizzate da una lunghezza media pari ad almeno 2.68 mm.
Al fine di incrementarne la resistenza, ? anche possibile mescolare dette fibre di cellulosa a fibre sintetiche bi-componenti o, in alternativa, a latex sintetici in grado costituire legami addizionali nel materassino di cellulosa che si viene a formare durante il processo ?air-laid?.
Nei casi in cui si utilizzi polpa di cellulosa in forma di fogli o nastri compatti, il procedimento della presente invenzione pu? anche comprendere un ulteriore passaggio a monte del processo (ii), in cui detti fogli e/o nastri di cellulosa possono essere inviati ad apparecchiature quali, ad esempio, un molino a martelli, che effettuano una rottura dei fogli formando fibre discrete che vengono poi indirizzate dalla corrente d?aria secondo il processo di produzione ?air-laid?.
Ancora per la realizzazione di detto secondo strato (3), il tessuto-non-tessuto pu? essere caratterizzato da una grammatura variabile in un intervallo di 25-160 grammi/m<2>.
La grammatura totale del materiale filtrante ottenuto secondo una qualsiasi delle varianti di procedimento ivi descritte, pu? quindi variare in un intervallo di 70-160 grammi/m<2>, mentre il suo spessore totale pu? variare in un intervallo di 0.3-1.2 mm, pi? preferibilmente da 0.60 a 1.0 mm ed ancora pi? preferibilmente da 0.75 a 0.90 mm.
Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, il materiale filtrante ottenuto secondo una qualsiasi delle varianti di esecuzione del procedimento descritto pu? possedere una capacit? di assorbimento di acqua almeno pari al 600%, preferibilmente superiore al 600%.
Come gi? accennato, i materiali costituiti da fibre di natura cellulosica sono particolarmente adatti alla realizzazione di articoli sanitari da impiegarsi nella protezione individuale da agenti patogeni virali in quanto, al contrario di materiali in plastica o composti da fibre sintetiche, risultano pi? ?sfavorevoli? alla sopravvivenza delle particelle virali, aumentando dunque il grado di riutilizzabilit? del prodotto.
In una sua accezione preferita, il materiale filtrante ottenuto dal procedimento secondo la presente invenzione ? caratterizzato da un contenuto in fibre di natura cellulosica compreso tra 5 e 100 %, preferibilmente pari al 60%.
In particolare, in una forma di esecuzione preferita del procedimento secondo la presente invenzione, detto primo strato (2) ? costituito da fibre di rayon-viscosa con titolo pari a 1.7 dtex e lunghezza pari a 40 mm; detto secondo strato (3) ? costituito da fibre di polpa di cellulosa con lunghezza media pari a 2.68 mm; detto terzo strato (4) ? costituito da fibre di poliestere con titolo pari a 1.5 dtex e lunghezza pari a 38 mm; e detto materiale filtrante ha una grammatura totale pari a 95 grammi/m<2>.
Nel complesso, questa forma di esecuzione preferita del procedimento consente dunque di ottenere un materiale filtrante caratterizzato da una percentuale di viscosa pari al 35 %, una percentuale di polpa di cellulosa pari al 25%, ed una percentuale di poliestere pari al 40%, per un totale di fibre cellulosiche pari al 60% sul peso totale del materiale.
? inoltre oggetto della presente invenzione un materiale filtrante (1) per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, atto ad essere incorporato in un articolo sanitario, comprendente almeno tre strati in tessuto-non-tessuto tra loro saldati a formare un materiale omogeneo e perfettamente coeso, in cui lo strato centrale ? costituito da fibre di polpa di cellulosa, preferibilmente fibre di polpa di cellulosa aventi una lunghezza media di 2.68 mm. Esempi non limitanti di fibre di polpa di cellulosa che possono essere utilizzate per la realizzazione di detto strato centrale del materiale filtrante includono gli esempi precedentemente descritti, in particolare fibre di cellulosa prodotte dalla ditta Georgia Pacific (USA), note commercialmente come ?Golden Isles Fluffy Treated Fluff grade 4722?.
La composizione di ciascuno degli strati componenti detto materiale filtrante pu? variare sia in termini di composizione delle fibre, sia in termini di grammatura, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione o varianti gi? illustrate.
In una forma di realizzazione preferita, detto materiale filtrante (1) pu? essere ottenuto mediante il procedimento oggetto dell?invenzione secondo una qualsiasi delle forme di esecuzione precedentemente descritte.
? oggetto dell?invenzione anche una mascherina sanitaria di protezione, configurata per essere indossata in corrispondenza del volto di un utente, comprendente il materiale filtrante secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione descritte.
Come mostrato in Figura 2, una maschera sanitaria di protezione secondo una forma di realizzazione dell?invenzione ? complessivamente denotata con (5). Detta mascherina ? caratterizzata da un corpo principale sostanzialmente flessibile in forma di fascia o banda. Il corpo principale presenta, in pianta, una direzione longitudinale L, che corrisponde alla sua lunghezza in una direzione di sviluppo prevalente, ed una direzione trasversale T, ortogonale ad L e che ne definisce la larghezza, corrispondendo altres? alla traccia sul volto dell?utente del piano anatomico sagittale. Lunghezza e larghezza possono variare lungo l?estensione longitudinale o trasversale della mascherina (5).
La mascherina sanitaria (5) dell?invenzione comprende una porzione centrale filtrante, atta a coprire bocca e naso e configurata per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, la quale porzione filtrante comprende a sua volta uno o pi? strati del materiale filtrante secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte.
La porzione centrale filtrante della mascherina (5) ? configurata per impedire che materiale biologico proveniente dall?utente che indossa la mascherina sia rilasciato a contaminare l?ambiente circostante e/o che particelle dall?esterno raggiungano il volto dell?utente medesimo.
In una variante preferita, detta porzione centrale filtrante ? caratterizzata da una configurazione multistrato. In altri termini, detta porzione centrale comprende a sua volta uno o pi? strati centrali costituiti dal materiale filtrante secondo una delle forme precedentemente descritte, e due strati esterni in tessuto-non-tessuto, di cui un primo strato esterno che viene a contatto con il volto dell?utente e un secondo strato esterno che viene in contatto con l?ambiente.
Lo strato in tessuto-non-tessuto a contatto con il volto dell?utente svolge una funzione protettiva, in quanto previene che vi sia un contatto diretto della cute con il materiale filtrante centrale.
La composizione dei due strati esterni pu? anche in questo caso variare sia in termini di natura delle fibre che in termini di grammatura.
In una variante di realizzazione preferita, i due strati esterni sono realizzati con materiale ottenuto mediante tecnologia ?spunbond?. Questo materiale pu? essere opzionalmente modificato con trattamento idrofobo. Le fibre di tessuto-non-tessuto che compongono detto materiale spunbond possono ad esempio essere fibre di natura idrofobica, in particolare fibre di polipropilene. La presenza di fibre di tessuto-non-tessuto idrofobiche nei due strati esterni ? importante per assicurare che la mascherina sanitaria abbia una resistenza alla penetrazione di ?splash? liquidi, nota nella tecnica come ?splash resistance?, che sia conforme ai valori minimi richiesti per mascherine sanitarie di protezione.
Esempi di non limitanti di materiali commercialmente disponibili che possono essere impiegati nella realizzazione dei due strati esterni della porzione centrale della mascherina, includono materiali ?spunbond? Texbond con grammatura pari a 27 o 35 grammi/m<2>, oppure materiali ?spunbond? Albis curaback con grammatura pari a 30 grammi/m<2>.
In una variante di realizzazione, detti due strati esterni sono preparati con materiale in tessuto-nontessuto ottenuti mediante tecnologia ?spunlace?. Vantaggiosamente, il tessuto-non-tessuto ?spunlace? di questi strati esterni pu? essere ottenuto adoperando interamente fibre di natura cellulosica. In particolare, il primo strato esterno, quello a contatto con il volto dell?utente, pu? essere realizzato con un materiale ?spunlace? costituito da fibre di rayon-viscosa; il secondo strato esterno, rivolto verso l?ambiente, pu? essere realizzato con un materiale ?spunlace? costituito da fibre di rayon-viscosa idrofobiche, ad esempio fibre Olea prodotte dalla ditta Kelheim fibers (Germania). In una variante preferita di realizzazione, la porzione centrale di detta mascherina filtrante ? costituita da due strati esterni di materiale ?spunbond? Texbond con grammatura pari a 27 grammi/m<2 >e da due strati centrali costituiti da materiale filtrante avente una grammatura pari a 95 grammi/m<2>, in cui ciascuno strato di detto materiale filtrante ? composto da un primo strato (2) costituito da fibre di rayon-viscosa con titolo pari a 1.7 dtex e lunghezza pari a 40 mm, da un secondo strato (3) costituito da fibre di polpa di cellulosa con lunghezza media pari a 2.68 mm, e da un terzo strato (4) costituito da fibre di poliestere con titolo pari a 1.5 dtex e lunghezza pari a 38 mm.
La mascherina sanitaria (5) pu? comprendere inoltre una prima ed una seconda porzione laterale, ad esempio in forma di sottofascia o sotto-banda del corpo principale e posizionata in corrispondenza di un rispettivo lato destro o sinistro rispetto alla porzione centrale della stessa.
Ciascuna porzione laterale ? atta a coprire una rispettiva parte laterale del volto sostanzialmente corrispondente ad una gota e fino all?attaccatura dell?orecchio.
Vantaggiosamente, secondo un aspetto della presente invenzione, la mascherina sanitaria (5) di protezione secondo una qualsiasi delle forme precedentemente descritte consente di raggiungere valori di efficienza di filtrazione batterica almeno pari al 95%, preferibilmente superiori al 99%.
Allo stesso tempo, come evidente dai test sperimentali effettuati dagli inventori, la mascherina sanitaria (5) secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente menzionate ? in grado di fornire dei livelli di pressione differenziale (DP) inferiori a 18 Pa/cm<2>, preferibilmente inferiori a 16 Pa/cm<2>, assicurando dunque un?elevata traspirabilit?.
ESEMPI
Sono qui riportati a scopo illustrativo alcuni esempi di realizzazione non limitativi del materiale filtrante secondo la presente invenzione.
ESEMPIO 1 ? Codice SFP 85
? stato realizzato un materiale filtrante in tessuto-non-tessuto di grammatura totale di 95 g/m<2 >costituito dalle seguenti fibre:
Strato esterno 1 (spunlace): fibre di viscosa con titolo di 1.7 dtex e lunghezza di 40 mm prodotte dalla ditta
Strato centrale (testa di formazione air-laid): fibre di polpa di cellulosa prodotte dalla ditta ?golden isles fluffy treated fluff grade 4722. Queste fibre hanno una lunghezza media di 2.68 mm.
Strato esterno 2(spunlace): fibre di poliestere con titolo di 1.5 dtex e lunghezza di 38 mm prodotte dalla ditta
Le proporzioni tra le varie fibre sono: viscosa 35 %, polpa di cellulosa 25 %, poliestere 40% per cui il totale delle fibre cellulosiche ammonta al 60 % in peso del materiale.
Le principali caratteristiche del materiale sono riassunte nella Tabella 2 sottostante:
Tabella 2
ESEMPIO 2 ? Codice 89015
Materiale filtrante costituito da tre strati come nell?Esempio 1 ma con seguente composizione delle fibre:
Strato esterno 1: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Kolon industries (repubblica di Corea). Tale strato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
Strato centrale (Testa di formazione air-laid): polpa di cellulosa prodotta dalla ditta Georgia Pacific (USA). Tale strato ha una grammatura di 90 g/m<2>.
Strato esterno 2: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Kolon industries (repubblica di Corea). Tale stato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
La grammatura totale risulta essere di 150 g/m<2>.
ESEMPIO 3 ? Codice 87013
Materiale filtrante costituito da tre strati come nell?esempio 1 ma con seguente composizione delle fibre:
Strato esterno 1: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta . Tale strato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
Strato centrale (testa air-laid): polpa di cellulosa prodotta dalla ditta . Tale strato ha una grammatura di 70 g/m<2>.
Strato esterno 2: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Tale stato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
La grammatura totale risulta essere di 130 g/m<2>, mentre lo spessore ? pari a 0.87 mm.
ESEMPIO 4 ? Codice 87014
Materiale filtrante costituito da tre strati come nell?esempio 1 ma con seguente composizione delle fibre:
Strato esterno 1: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Kolon industries (repubblica di Corea). Tale strato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
Strato centrale (testa air-laid): polpa di cellulosa prodotta dalla ditta . Tale strato ha una grammatura di 80 g/m<2>.
Strato esterno 2: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta . Tale stato ha una grammatura di 30 g/m<2>.
La grammatura totale risulta essere di 140 g/m<2>.
ESEMPIO 5 ? Codice 87015
Materiale filtrante costituito da tre strati come nell?Esempio 1 ma con seguente composizione delle fibre:
Strato esterno 1: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Tale strato ha una grammatura di 60 g/m<2>.
Strato centrale (testa air-laid): polpa di cellulosa prodotta dalla ditta Tale strato ha una grammatura di 50 g/m<2>.
Strato esterno 2: fibre in polipropilene con titolo di 1.5 dtex e lunghezza 38 mm prodotte dalla ditta Tale stato ha una grammatura di 40 g/m<2>.
La grammatura totale risulta essere di 150 g/m<2>.
Determinazione di efficienza di filtrazione batterica (BFE) e di pressione differenziale (DP) Per verificare l?idoneit? del trovato come materiale filtrante sono stati eseguiti dei test volti a determinare l?efficienza di filtrazione batterica e la pressione differenziale (DP) in accordo con la norma UNI EN 14683:2019.
In linea con la suddetta norma, la prova di filtrazione ? eseguita su un aerosol di dimensioni di 3 microns.
Test N?1
? stata assemblata una maschera filtrante costituita da due strati esterni di materiale spunbond Texbond aventi ognuno una grammatura pari a 27 gsm, e da due strati centrali del materiale con codice SFP 85 descritto nell?Esempio 1. I risultati di BFE e DP ottenuti da una media di 5 misure sono i seguenti:
BFE: 99.1 % /- 0.6
Pressione Differenziale: < 18 Pa/cm<2>
Test N?2
? stata assemblata una maschera filtrante costituita da due strati esterni di materiale spunbond Albis curaback aventi ognuno una grammatura pari a 30 gsm, e da due strati del materiale di codice SFP 85 descritto nell?Esempio 1. I risultati di BFE e DP ottenuti da una media di 5 misure sono i seguenti: BFE: 95.5 % /-0.5
Pressione differenziale: < 18 Pa/cm<2>
Test N?3
? stata assemblata una maschera filtrante costituita da due strati esterni di materiale spunbond Texbond aventi ognuno una grammatura pari a 35 gsm, e da un solo strato del materiale filtrante di codice SFP 85 descritto nell?Esempio 1. I risultati di BFE e DP ottenuti da una media di 5 misure sono i seguenti:
BFE: 99.3 % /- 0.0
Pressione differenziale: < 16 Pa/cm2

Claims (17)

RIVENDICAZIONI
1. Procedimento per la preparazione di un materiale filtrante (1) per bloccare particelle nocive, in particolare virali, batteriche e/o tossiche, atto ad essere incorporato in un articolo sanitario, comprendente i seguenti passaggi:
(i) preparare un primo strato (2) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (ii) preparare un secondo strato (3) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia air-laid; (iii) preparare un terzo strato (4) di tessuto-non-tessuto mediante tecnologia spunlace; (iv) saldare tra loro gli strati ottenuti in detti passaggi (i), (ii) e (iii).
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui le fibre di detto primo strato (2) sono fibre di natura idrofobica e le fibre di detto terzo strato (4) sono fibre di natura idrofilica, o viceversa.
3. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui le fibre di detto primo strato (2) e le fibre di detto terzo strato (4) sono selezionate tra fibre sintetiche, ad esempio polipropilene o poliestere, o fibre di natura cellulosica, ad esempio rayon viscosa, cotone, lyocell, o polpa di cellulosa.
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui le fibre di detto primo strato (2) e/o le fibre di detto terzo strato (4) hanno un titolo compreso tra 0.5 e 10 dtex, preferibilmente compreso tra 0.5 e 2.2 dtex, ed ancora pi? preferibilmente compreso tra 0.9 e 1.7 dtex.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le fibre di detto primo strato (2) e/o le fibre di detto terzo strato (4) hanno una lunghezza compresa tra 20 e 80 mm, preferibilmente compresa tra 30 e 60 mm ed ancora pi? preferibilmente compresa tra 34 e 50 mm.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto primo strato (2) e/o detto terzo strato (4) hanno una grammatura variabile in un intervallo di 30-60 grammi/m<2>.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui le fibre di detto secondo strato (3) sono fibre di polpa di cellulosa.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui dette fibre di polpa di cellulosa sono mescolate con fibre di natura sintetica.
9. Procedimento secondo le rivendicazioni 7 o 8, in cui dette fibre di polpa di cellulosa hanno una lunghezza compresa tra 1 e 4 mm.
10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui detto secondo strato (3) ha una grammatura variabile in un intervallo di 25-160 grammi/m<2>.
11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto materiale filtrante ha un contenuto in fibre di natura cellulosica compreso tra 5 e 100 %, preferibilmente pari al 60%.
12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detto materiale filtrante (1) ha una grammatura totale variabile in un intervallo di 70-160 grammi/m<2>.
13. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui detto primo strato (2) ? costituito da fibre di rayon-viscosa con titolo pari a 1.7 dtex e lunghezza pari a 40 mm; detto secondo strato (3) ? costituito da fibre di polpa di cellulosa con lunghezza media pari a 2.68 mm; detto terzo strato (4) ? costituito da fibre di poliestere con titolo pari a 1.5 dtex e lunghezza pari a 38 mm; in cui detto materiale filtrante ha una grammatura totale pari a 95 grammi/m<2>.
14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui detto passaggio (iv) ? effettuato mediante getti d?acqua ad alta pressione.
15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, comprendente un ulteriore passaggio (v) di asciugatura in forno di detto materiale filtrante ottenuto.
16. Materiale filtrante (1) ottenibile dal procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15.
17. Mascherina sanitaria (5) di protezione, configurata per essere indossata in corrispondenza del volto di un utente, comprendente il materiale filtrante secondo la rivendicazione 16.
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