IT202000019468A1 - Mascherina respiratoria multistrato - Google Patents
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Description
Titolo: MASCHERINA RESPIRATORIA MULTISTRATO
DESCRIZIONE
CAMPO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione riguarda una mascherina respiratoria multistrato e un metodo di uso, in cui la mascherina respiratoria previene il contagio di malattie infettive che si trasmettono per via aerea.
SFONDO DELL?INVENZIONE
Una mascherina respiratoria ? un prodotto che ha la caratteristica di proteggere l'apparato respiratorio dall'inalazione di particelle ambientali, tra cui polveri sottili e microrganismi presenti nell'aria.
Nonostante siano noti (da prodotti presenti in commercio o dalla letteratura scientifica e brevettuale) numerosi tentativi di associare vari materiali per cercare di ottenere mascherine respiratorie, ? ancora sentita l?esigenza di riuscire a combinare diversi materiali con propriet? differenti, in un modo tale da esibire effetti sinergici in termini di efficacia filtrante e antimicrobica.
Infatti, ci sono vari problemi tecnici che una mascherina respiratoria ideale dovrebbe risolvere. In particolare, tali prodotti dovrebbero:
- essere non irritanti sulla pelle,
- avere un ottimo potere filtrante per microorganismi,
- far passare una quantit? di aria adeguata, anche in presenza di respiro accelerato (per esempio durante l?esercizio fisico), in modo da non causare ipossia,
- essere adatta per utilizzi prolungati nel tempo,
- essere riutilizzabile,
- essere biodegradabile,
- essere naturalmente sanitizzabile in modo che non costituisca un rifiuto biologico con potere di contaminazione,
- avere un odore e un sapore non sgradevoli,
- avere un costo contenuto,
- proteggere chi la indossa dal rischio di contaminazione dall?esterno,
- proteggere le altre persone dal rischio di eventuali contaminazioni da parte della persona che la indossa,
- avere basso impatto ambientale,
- avere attivit? battericida e virucida,
- essere facili da indossare, comode, personalizzabili ed esteticamente gradevoli.
Complessivamente quindi le mascherine dovrebbero essere in grado di ridurre le possibilit? di contaminazione unendo la capacit? filtrante con le propriet? antimicrobiche dei materiali che le compongono, oltre ad essere comode da indossare, riutilizzabili, biodegradabili e prive di impatto ambientale.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Lo scopo di cui sopra ? stato raggiunto realizzando una mascherina respiratoria contenente una combinazione unica di materiali, compresi:
un filato di poliammide 6.6,
un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis, una membrana in policaprolattone con chitosano,
una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento.
Gli inventori della presente invenzione hanno sorprendentemente trovato che i suddetti materiali, quando disposti in una mascherina respiratoria, mostrano attivit? sinergica tra di loro in termini di effetti antimicrobici, di bassa irritabilit? sulla cute, di assenza di alterazioni della capacit? filtrante.
Un oggetto della presente invenzione ? quindi una mascherina respiratoria contenente i seguenti materiali:
un filato di poliammide 6.6,
un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis, una membrana in policaprolattone con chitosano,
una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento,
come delineata nelle annesse rivendicazioni 1-10.
Il testo delle annesse rivendicazioni forma parte integrante della presente descrizione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi delle composizioni e del processo secondo l?invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di esempi di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Secondo una prima forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda una mascherina respiratoria contenente i seguenti materiali:
un filato di poliammide 6.6,
un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis, una membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano, una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento.
Secondo una forma di realizzazione preferita, la presente invenzione riguarda una mascherina respiratoria contenente i seguenti materiali disposti in strati in cui:
il primo strato (quello pi? interno, a diretto contatto con la pelle dell?indossatore) contiene un filato di poliammide 6.6, il secondo strato contiene un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis,
il terzo strato contiene una membrana in policaprolattone contenente chitosano,
il quarto strato (quello pi? esterno, a diretto contatto con l?ambiente esterno) contiene una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento.
Secondo un?ulteriore forma di realizzazione preferita, la presente invenzione riguarda una mascherina respiratoria in cui ciascun filato ? inserito in un tessuto o in un tessuto non tessuto costituito da fibre sia naturali che sintetiche quali, ma senza limitazione, cotone idrofilo, poliestere, viscosa, ecc..
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, la presente invenzione riguarda una mascherina respiratoria contenente i seguenti materiali disposti in strati in cui ciascun filato di ciascuno strato ? inserito in un tessuto o in un tessuto non tessuto, in cui, in ciascuno strato, ciascun filato ? compreso nel tessuto o nel tessuto non tessuto in una quantit? dallo 0,1% al 10% in peso.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, il chitosano contenuto nella membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano ? presente in una quantit? dallo 0,5% al 50% in peso.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, la membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano contiene inoltre acido citrico in una quantit? dall?1% al 20% in peso.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, la membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano contiene chitosano in una quantit? dallo 0,5% al 5% in peso e acido citrico in una quantit? dall?1% al 10% in peso.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, il chitosano contenuto nella membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano ? di origine fungina.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, il chitosano contenuto nella membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano ha una viscosit? inferiore a 100 cP (misurata in soluzione acquosa di acido acetico all?1% con un viscosimetro rotazionale Brookfield modello NDJ-1) e un grado di acetilazione inferiore al 30%.
Secondo ancora un?ulteriore forma di realizzazione preferita, la membrana porosa in policaprolattone ha uno spessore da 0,01 mm a 0,2 mm e pori di raggio da 0,005 mm a 0,5 mm.
Come utilizzato qui, il termine ?filato di poliammide 6.6? significa un filato tecnico a base di poliammide con minerali bioattivi con una tecnologia che utilizza il calore del corpo umano. Questo filato assorbe il calore del corpo umano e lo restituisce naturalmente alla pelle sotto forma di raggi infrarossi lontani (?FIR?, Far Infrared Rays), che stimolano la microcircolazione cutanea aumentando il benessere della pelle. Il filato comprende una combinazione di un polimero con additivi organici (scelti tra composti organici contenenti silicio o altri composti organometallici) o minerali (scelti tra ossidi, solfati, carbonati, fosfati e silicati) che hanno la capacit? di emettere e/o assorbire la radiazione infrarossa nell?intervallo di lunghezza d?onda variabile tra 2 ?m e 20 ?m. Il procedimento di produzione viene divulgato nel brevetto EP 2402387 A1. Un esempio non limitante di filato di poliammide 6.6 ? il prodotto EMANA?
Come utilizzato qui, il termine ?filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis? significa un filato tecnologico di nuova generazione che deriva da una fibra multifunzionale di Ricinus communis, che permette una riduzione del tempo di asciugatura rispetto a un tessuto in 100% nylon, con la conseguenza di favorire l?eliminazione di acqua, che costituisce il principale veicolo di sopravvivenza dei microbi. Tale filato ha anche propriet? batteriostatica che, a sua volta, permette il controllo degli odori.
Prodotto mediante coltivazioni di semi di ricino che crescono in zone aride non destinate all'agricoltura, il biopolimero alla base di questo filato non ha alcuna ripercussione sulla catena alimentare umana e animale, a differenza di molti altri polimeri bio-based che utilizzano prodotti naturali destinati al settore agroalimentare. La biomassa da cui ha origine il filato ? il seme di ricino (Ricinus Communis), da cui si ricava l?olio che ? naturalmente ricco dei monomeri che, a seguito di polimerizzazione, danno la fibra utilizzata. I monomeri usati nel processo di polimerizzazione sono parzialmente o totalmente derivati dall?olio di ricino. Un esempio non limitante di filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis ? il prodotto EVO?
Come utilizzato qui, il termine ?policaprolattone? (indicato anche come PCL) significa un polimero semicristallino sintetico biodegradabile di policaprolattone. Essendo dotato di buone caratteristiche di biocompatibilit? e di un'elevata stabilit? termica, esso ? molto utilizzato nel campo delle applicazioni biomedicali.
Come utilizzato qui, il termine ?membrana porosa in policaprolattone? significa una membrana artificiale, o membrana sintetica, fatta di policaprolattone come polimero componente. Ha uno spessore che varia da 0,01 mm a 1 mm e contiene pori di raggio da 0,005 mm a 0,5 mm che permettono scambi selettivi di gas e sostanze con l?ambiente esterno.
Come utilizzato qui, il termine ?chitosano? significa un polisaccaride lineare composto da D-glucosamina e N-acetil-Dglucosamina, legate tramite legami ?(1-4). Al contrario del chitosano che viene solitamente ottenuto tramite deacetilazione della chitina, generalmente estratta dall'esoscheletro di crostacei (granchi, gamberi, ecc.) con soluzione acquosa di idrossido di sodio, nella presente invenzione il chitosano ? preferibilmente di origine fungina, vale a dire viene ottenuto tramite deacetilazione della chitina presente nei funghi, nei quali costituisce il componente principale della parete cellulare. Caratteristiche che contraddistinguono vari tipi di chitosani e che sono responsabili delle loro diverse propriet? sono la viscosit?, il grado di acetilazione ed il peso molecolare. La viscosit? viene misurata in soluzione acquosa all?1% di acido acetico ed espressa in centipoise (cP). La viscosit? viene misurata su un viscosimetro rotazionale Brookfield modello NDJ-1 utilizzabile in un intervallo di viscosit? da 10 a 100.000 cP. A temperatura ambiente, vengono presi 3,0 g di campione in esame precedentemente essiccati a peso costante a 105?2?C, prima di essere posti in 300 ml di acqua con agitazione. Vengono poi aggiunti 3,0 g di acido acetico glaciale e l?agitazione viene fatta proseguire per 1 h o fino a che il campione non ? completamente disciolto. Viene poi utilizzato il viscosimetro rotazionale per determinare la viscosit? a 20?1?C. Il grado di acetilazione viene determinato mediante l'uso della spettroscopia NMR e varia tra lo 0% e il 40% mentre l?intervallo relativo al peso molecolare varia tra 3800 e 20.000 Dalton.
Come utilizzato qui, il termine ?membrana porosa in policaprolattone con chitosano? significa una membrana porosa in policaprolattone trattata con chitosano, in modo tale che il chitosano rimanga all?interno nella matrice di policaprolattone, come spiegato in seguito nell?Esempio. Questa membrana ha propriet? antimicrobiche.
Come utilizzato qui, il termine ?fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento? significa una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento direttamente inseriti durante il processo di filatura che permettono di regolare la proliferazione batterica con un?efficacia duratura. Nel momento in cui le molecole di aerosol presenti nell?ambiente vicino alla persona che indossa la mascherina entrano in contatto con la fibra, gli ioni d?argento contenuti al suo interno aiutano a ridurre la flora microbica. Questo filato ? costituito da una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento direttamente inseriti durante il processo di filatura che permettono di regolare la proliferazione batterica con un?efficacia duratura. Un esempio non limitante di fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento ? il prodotto Q-Skin?
Come utilizzato qui, il termine ?acido citrico? significa acido 2-idrossi-1,2,3-propantricarbossilico. Si presenta come una sostanza solida, incolore, con formula bruta C6H8O7, solubile in acqua in un ampio intervallo di pH. Si pu? trovare nella frutta, soprattutto del genere Citrus.
Come utilizzato qui, il termine ?mascherina respiratoria? significa una maschera o un apparecchio di protezione delle vie respiratorie, che proteggono da polveri, gas, vapori o aerosol che contengono sostanze o microrganismi nocivi per la salute. Le mascherine usate nel settore medico-ospedaliero si distinguono in mascherine chirurgiche monouso, che non sono dispositivi di protezione individuale (DPI), e mascherine di protezione delle vie respiratore, chiamate talora anche maschere respiratorie, destinate sia al personale medico e infermieristico che ai pazienti contagiosi. Queste ultime rientrano nella categoria dei dispositivi di protezione individuale. In termini di protezione offerta, le mascherine proteggono, a seconda del tipo, contro due diverse forme di contagio: il contagio che avviene tramite goccioline di liquidi biologici e il contagio via aerosol, ossia il contagio che avviene tramite particelle pi? piccole in sospensione nell?aria. A seconda della normativa a cui rispondono e alla loro classe di protezione, le mascherine evitano il contagio da virus di diverso tipo, come COVID-19, SARS e H1N1.
? evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l?esperto dell?arte sar? in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall?ambito di protezione della presente invenzione.
ESEMPI
Esempio - Realizzazione di una mascherina respiratoria
Una mascherina respiratoria ? stata preparata assemblando i seguenti strati (nell?ordine dal pi? interno al pi? esterno):
un tessuto di poliammide 6.6 EMANA?,
un tessuto di biopolimero derivante dal Ricinus communis EVO?,
una membrana porosa di policaprolattone contenente acido citrico al 5% p/p e chitosano al 2% p/p preparata come descritto sotto, un tessuto di fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento Q-SKIN?.
La membrana porosa di policaprolattone contenente acido citrico al 5% p/p e chitosano al 2% p/p ? stata preparata secondo il seguente procedimento:
- reperimento sul mercato internazionale di PCL della granulometria compatibile con il processo di fabbricazione additiva mediante tecnica di Sinterizzazione Laser da polvere,
- disegno al CAD dei particolari che si intendono realizzare ed esportazione dei files in formato IGES - STEP per permetterne la successiva elaborazione con software che si incaricano di gestire lo "spazio macchina",
- preparazione della miscela di PCL pi? additivi,
- processo di sinterizzazione vero e proprio con generazione delle parti immerse in un letto di polvere non sinterizzata,
- separazione dei particolari realizzati dalla polvere di policaprolattone,
- pulizia dei pezzi mediante soffiaggio, utilizzo di un piano vibrante, lavaggio ad ultrasuoni in soluzione alcolica controllata in temperatura
- controllo dei particolari e confezionamento.
I quattro strati di materiali sono stati assemblati, sagomati nella forma e nelle dimensioni desiderate e fissati l?uno all?altro mediante cucitura con un filato di cotone idrofilo.
Claims (10)
1. Una mascherina respiratoria contenente i seguenti materiali: un filato di poliammide 6.6,
un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis, una membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano, una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento.
2. Mascherina respiratoria secondo la rivendicazione 1, in cui i materiali sono disposti in strati, in cui:
il primo strato, a diretto contatto con la pelle dell?indossatore, contiene un filato di poliammide 6.6, il secondo strato contiene un filato di un biopolimero derivante dal Ricinus communis,
il terzo strato contiene una membrana in policaprolattone contenente chitosano,
il quarto strato, a diretto contatto con l?ambiente esterno, contiene una fibra di poliammide 6.6 con ioni d?argento.
3. Mascherina respiratoria secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascun filato ? inserito in un tessuto o in un tessuto non tessuto costituito da fibre sia naturali che sintetiche in una quantit? dallo 0,1% al 10% in peso.
4. Mascherina respiratoria secondo la rivendicazione 3, in cui il tessuto o il tessuto non tessuto sono costituiti da fibre di cotone idrofilo e/o poliestere e/o viscosa.
5. Mascherina respiratoria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui il chitosano contenuto nella membrana porosa di policaprolattone contenente chitosano ? presente in una quantit? dallo 0,5% al 50% in peso.
6. Mascherina respiratoria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui la membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano contiene inoltre acido citrico in una quantit? dall?1% al 20% in peso.
7. Mascherina respiratoria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui la membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano contiene chitosano in una quantit? dallo 0,5% al 5% in peso e acido citrico in una quantit? dall?1% al 10% in peso.
8. Mascherina respiratoria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, in cui il chitosano contenuto nella membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano ? di origine fungina.
9. Mascherina respiratoria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, in cui il chitosano contenuto nella membrana porosa in policaprolattone contenente chitosano ha una viscosit? inferiore a 100 cP (misurata in soluzione acquosa di acido acetico all?1% con un viscosimetro rotazionale Brookfield modello NDJ-1) e un grado di acetilazione inferiore al 30%.
10. Mascherina respiratoria secondo le rivendicazioni da 1 a 7, in cui la membrana porosa in policaprolattone ha uno spessore da 0,01 mm a 0,2 mm e pori di raggio da 0,005 mm a 0,5 mm.
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| US7390760B1 (en) * | 2004-11-02 | 2008-06-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Composite nanofiber materials and methods for making same |
| EP2402387A1 (fr) | 2007-12-14 | 2012-01-04 | Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda | Utilisation d'un article à base d'une composition polymérique |
| CN105455254A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-04-06 | 清华大学 | 一种有效阻隔pm0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩 |
| CN111213931A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-02 | 云南绿新生物药业有限公司 | 一种工业大麻纤维防护口罩 |
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2020
- 2020-08-06 IT IT102020000019468A patent/IT202000019468A1/it unknown
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