DE102020117359A1

DE102020117359A1 - Textile material for use as a particle filter in breathing masks, breathing masks comprising the textile material and processes for the production of the textile material

Info

Publication number: DE102020117359A1
Application number: DE102020117359.8A
Authority: DE
Inventors: Anna-Maria Dittmann; Michael Bedenbender
Original assignee: Medical Ware GbR Vertretungsberechtigte Ges Anna Maria Dittmann 35708 Haiger Michael Bedenbender 357; Medical Ware GbR Vertretungsberechtigte Gesellschafter Anna Maria Dittmann 35708 Haiger Michael Bedenbender 35708 Haiger
Current assignee: Dittmann Anna Maria De
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen textilen Stoff zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken, umfassend eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine zwischen Außenschicht und Innenschicht angeordnete Mittelschicht, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Stoff Nanopartikel aufweist. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Atemmaske zum Bedecken von Mund und Nase eines Trägers, aufweisend einen Partikelfilter, wobei der Partikelfilter aus einem textilen Stoff hergestellt ist, und wobei der textile Stoff eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine zwischen Außenschicht und Innenschicht angeordnete Mittelschicht umfasst sowie Nanopartikel aufweist. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Stoffs zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken, umfassend den Schritt des Verbindens einer Außenschicht, einer Mittelschicht und einer Innenschicht miteinander.The invention relates to a textile material for use as a particle filter in breathing masks, comprising an outer layer, an inner layer and a middle layer arranged between the outer layer and the inner layer, characterized in that the textile material has nanoparticles. In a second aspect, the invention relates to a breathing mask for covering the mouth and nose of a wearer, having a particle filter, wherein the particle filter is made of a textile material, and wherein the textile material has an outer layer, an inner layer and a middle layer arranged between the outer layer and the inner layer includes and has nanoparticles. In a further aspect, the invention relates to a method for producing a textile material for use as a particle filter in breathing masks, comprising the step of connecting an outer layer, a middle layer and an inner layer to one another.

Description

Die Erfindung betrifft einen textilen Stoff zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken. Weiterhin betrifft die Erfindung Atemmasken aufweisend den textilen Stoff. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des textilen Stoffs.The invention relates to a textile material for use as a particle filter in breathing masks. The invention also relates to breathing masks comprising the textile material. Finally, the invention relates to a method for producing the textile material.

Nicht zuletzt aufgrund von verschiedenen Epidemie- und Pandemieereignissen aus der jüngeren Vergangenheit spielt das Tragen von einfachen Atemschutzmasken innerhalb der breiten Bevölkerung eine immer größere Rolle. Ein gängiger Typ dieser Masken ist die sogenannte „Halbmaske“, welche lediglich Nase und Mund bedeckt und zu denen auch die partikelfiltrierende FFP-Maske gehört. Zur massenweisen Herstellung solcher Masken werden textile Stoffe mit entsprechenden luftfilternden Eigenschaften verwendet.Not least because of various epidemic and pandemic events in the recent past, wearing simple respiratory masks is playing an increasingly important role among the broader population. A common type of these masks is the so-called "half mask", which only covers the nose and mouth and which also includes the particle-filtering FFP mask. Textile fabrics with appropriate air-filtering properties are used for the mass production of such masks.

Durch die ständige Nähe der Masken zu Mund und Nase ist es darüber hinaus von zentraler Bedeutung, dass die verwendeten Textilien möglichst lange keimfrei bleiben, denn durch einen Befall der Stoffe mit Mikroorganismen können nicht nur die Optik sondern auch die Gebrauchseigenschaften der Textilien negativ verändert werden. So können durch die Freisetzung von bakteriellen Stoffwechselprodukten unangenehme Geruchsbelästigungen und Gesundheitsgefährdungen auftreten.Due to the constant proximity of the masks to the mouth and nose, it is also of central importance that the textiles used remain germ-free for as long as possible, because an infestation of the fabrics with microorganisms can negatively change not only the appearance but also the properties of the textiles. The release of bacterial metabolic products can cause unpleasant odors and health hazards.

Die textilen Stoffe müssen aber neben dem antibakteriellem auch einen antiviralen Schutz gewährleisten können. Andernfalls eignen sie sich bloß begrenzt zur Seuchenbekämpfung. Es ist daher erforderlich, die Textilien der Masken auch mit antiviralen Komponenten auszurüsten, um neben dem Schutz vor Mikroorganismen auch einen verlässlichen Virenschutz zu ermöglichen.In addition to antibacterial protection, the textile fabrics must also be able to guarantee antiviral protection. Otherwise they are only of limited suitability for disease control. It is therefore necessary to equip the textiles of the masks with antiviral components in order to enable reliable virus protection in addition to protection against microorganisms.

Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Textilien mit antimikrobiellen und zum Teil auch antiviralen Eigenschaften bzw. Verfahren zu Herstellung solcher Textilien bekannt.Various textiles with antimicrobial and in some cases also antiviral properties and processes for producing such textiles are already known in the prior art.

So lehrt zum Beispiel DE 43 39 374 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Fasern, die mit einem antimikrobiellen Wirkstoff ausgerüstet sind. Als Wirkstoff werden dabei Silberionen eingesetzt, die in einer Behandlungslösung zusammen mit einem Verfärbungsinhibitor eingesetzt wird. Dieser Verfärbungsinhibitor besteht aus einem Benzotriazol-Derivat.So teaches, for example DE 43 39 374 A1 a process for the production of fibers which are equipped with an antimicrobial agent. The active ingredient used is silver ions, which are used in a treatment solution together with a discoloration inhibitor. This discoloration inhibitor consists of a benzotriazole derivative.

Aus der EP 1 927 694 A1 ist ein Verfahren zum antimikrobiellen Ausrüsten von Fasern und Textilien bekannt. Der antimikrobielle verwendete Wirkstoff besteht dabei im Wesentlichen aus einer desensibilisierten Silberkomponente. Der antimikrobielle Wirkstoff ist vor allem als Hilfsmittel zur Ausrüstung von Fasern, Garnen, Vliesen und Textilien vorgesehen.From the EP 1 927 694 A1 a method for the antimicrobial treatment of fibers and textiles is known. The antimicrobial active ingredient used consists essentially of a desensitized silver component. The antimicrobial agent is primarily intended as an aid for finishing fibers, yarns, fleeces and textiles.

Ferner sind aus dem Stand der Technik bereits partikelfilternde Masken zur Bedeckung von Mund und Nase bekannt, aufweisend textile Stoffe mit antibakteriellen und zum Teil auch antiviralen Eigenschaften. Insbesondere die antiviralen Eigenschaften sind jedoch in der Regel nicht laborbestätigt.Furthermore, particle-filtering masks for covering the mouth and nose are already known from the prior art, comprising textile materials with antibacterial and in some cases also antiviral properties. However, the antiviral properties in particular are usually not laboratory-confirmed.

So zeigt etwa DE 20 2009 006 455 U1 eine Atemschutzmaske bestehend aus mindestens vier flexiblen luftdurchlässigen Filterlagen, wobei die äußere Filterlage eine Strickware aus bioaktivem Material und die daran anschließende Filterlage ein HEPA Filtervlies ist, und wobei die folgende Filterlage aus einem Vlies enthaltend Lyocellfasern mit eingelagerten Silberionen und die innere Filterlage erneut aus einer antibakteriellen Strickware besteht.So shows about DE 20 2009 006 455 U1 a respiratory mask consisting of at least four flexible, air-permeable filter layers, the outer filter layer being a knitted fabric made of bioactive material and the subsequent filter layer being a HEPA filter fleece, and the following filter layer consisting of a fleece containing lyocell fibers with embedded silver ions and the inner filter layer again being an antibacterial one Knitwear is made.

Die zur Verwendung als Partikelfilter für Atemschutzmasken bekannten textilen Stoffen haben allerdings den Nachteil, dass sie insbesondere Viren nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit abtöten. Darüber hinaus sind die Stoffe sehr aufwendig und kostenintensiv in der Herstellung sind. Ferner können die verwendeten antiviralen und antibakteriellen Substanzen oder Agenzien selbst gesundheitsschädigend oder umweltbelastend sein.The textile materials known for use as particle filters for respiratory masks have the disadvantage, however, that they do not kill viruses in particular with sufficient reliability. In addition, the materials are very complex and costly to produce. Furthermore, the antiviral and antibacterial substances or agents used can themselves be harmful to health or polluting the environment.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen textilen Stoff zur Verwendung als Partikelfilter für Atemmasken bereitzustellen, der über antibakterielle und insbesondere über antivirale Eigenschaften verfügt und der eine für einen Träger unbedenkliche Nutzung über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Dabei sollen die Nachteile im Stand der Technik überwunden werden und vor allem ein günstiges und einfaches sowie ein ökologisches und nachhaltiges Herstellungsverfahren des textilen Stoffs bereitgestellt werden.The object of the present invention is therefore to provide a textile material for use as a particle filter for breathing masks which has antibacterial and, in particular, antiviral properties and which enables a wearer to use it over a longer period of time which is harmless to the wearer. The disadvantages in the prior art are to be overcome and, above all, an inexpensive and simple as well as an ecological and sustainable manufacturing process for the textile material is to be provided.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 6. Ein dritter Aspekt der Erfindung wird durch Anspruch 7 vorgegeben. Besondere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5 beziehungsweise 8 bis 12.The main features of the invention are set out in the characterizing part of claim 1. A further aspect of the invention results from claim 6. A third aspect of the invention is given by claim 7 given. Special refinements of the invention emerge from claims 2 to 5 and 8 to 12, respectively.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein textiler Stoff zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken vorgesehen, umfassend eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine zwischen Außenschicht und Innenschicht angeordnete Mittelschicht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der textile Stoff Nanopartikel aufweist. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einem textilen Stoff insbesondere ein Vliesstoff zu verstehen. Es kann aber jedes aus Naturfasern oder Chemiefasern hergestellte Gewebe, Geflecht, Gestrick, Gewirke gemeint sein, zum Beispiel Baumwolle oder Polyester.According to the invention, a textile material for use as a particle filter in breathing masks is provided to achieve the above-mentioned object, comprising an outer layer, an inner layer and a middle layer arranged between the outer layer and the inner layer. The invention is characterized in that the textile material has nanoparticles. In the context of the invention, a textile material is to be understood as meaning, in particular, a nonwoven material. However, it can mean any woven fabric, braid, knitted fabric, knitted fabric made from natural fibers or man-made fibers, for example cotton or polyester.

Die Nanopartikel haben eine antimikrobielle und antivirale Wirkung und lagern sich permanent in den Poren des textilen Stoffs ein. Aufgrund der Tatsache, dass die antiviralen und antibakteriellen Mittel oder Agenzien erfindungsgemäß durch Einlagerung in den Poren mit dem textilen Stoff verbunden sind, anstelle von Ionen- oder kovalenten Bindungen mit den Stofffasern, können sie Mittel problemlos aus dem Stoff herausgewaschen werden. Der textile Stoff kann somit nach entsprechender Reinigung ohne Bedenken im einfachen Haus- oder Restmüll entsorgt werden. Darüber hinaus haben Nanopartikel gegenüber geladenen Ionen anderer Stoffverbindungen den Vorteil, dass sie kaum reaktiv sind. Hierdurch lassen sich ungewollte Verfärbungen des textilen Stoffs verhindern, welche ansonsten durch antivirale und antibakterielle Wirkstoffe hervorgerufen werden können. Auf diese Weise kann auf die Verwendung zusätzlicher Verfärbungsinhibitoren verzichtet werden.The nanoparticles have an antimicrobial and antiviral effect and are permanently stored in the pores of the textile material. Due to the fact that the antiviral and antibacterial agents or agents according to the invention are connected to the textile fabric by being embedded in the pores, instead of ionic or covalent bonds with the fabric fibers, they can easily be washed out of the fabric. After appropriate cleaning, the textile material can be disposed of with normal household or residual waste without hesitation. In addition, compared to charged ions from other compounds, nanoparticles have the advantage that they are hardly reactive. In this way, unwanted discoloration of the textile material, which can otherwise be caused by antiviral and antibacterial agents, can be prevented. In this way it is possible to dispense with the use of additional discoloration inhibitors.

Ein weiterer positiver Effekt der erfindungsgemäßen Nanopartikel besteht darin, dass sie neben einer antibakteriellen sowie einer antiviralen auch eine antimykotische Wirkung besitzen. D.h., dass die vorgesehenen Agenzien auch zu Bekämpfung von Pilzen eingesetzt werden können.Another positive effect of the nanoparticles according to the invention is that, in addition to an antibacterial and an antiviral, they also have an antifungal effect. This means that the agents provided can also be used to control fungi.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Nanopartikel metallisch sind. Metallische Nanopartikel haben eine antimikrobielle und eine besonders starke antivirale Wirkung, wodurch sich Bakterienwachstum und Virenanlagerung sehr effektiv verhindern bzw. hemmen lassen. Nach einer favorisierten Ausgestaltung sind die Nanopartikel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber-, Kupfer- und Goldpartikel. Derartige Nanopartikel erweisen sich als besonders geeignet für die Verwendung als antimikrobielle bzw. antivirales Mittel. Denkbar ist auch, dass verschiedene Nanopartikeltypen (Silber, Kuper oder Gold) zu einem Nanopartikelgemisch zusammengeführt und in dem textilen Stoff eingelagert werden.According to a preferred embodiment it can be provided that the nanoparticles are metallic. Metallic nanoparticles have an antimicrobial and a particularly strong antiviral effect, which means that bacterial growth and virus accumulation can be prevented or inhibited very effectively. According to a preferred embodiment, the nanoparticles are selected from the group comprising silver, copper and gold particles. Such nanoparticles prove to be particularly suitable for use as antimicrobial or antiviral agents. It is also conceivable that different types of nanoparticles (silver, copper or gold) are combined to form a nanoparticle mixture and stored in the textile material.

Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist dabei, dass die antiviralen metallischen Substanzen in nanopartikularer Form Viren mit einer höheren Effizienz abtöten, als wenn dieselben Substanzen anderweitig mit dem Stoff verarbeitet wären - etwa, wenn die Fasern ionisiertes Silber, Kupfer oder Gold aufweisen würden.An important aspect of the invention is that the antiviral metallic substances in nanoparticulate form kill viruses with greater efficiency than if the same substances were otherwise processed with the substance - for example if the fibers contained ionized silver, copper or gold.

Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Außenschicht und die Innenschicht Spinnvlies enthalten und dass die Mittelschicht Meltblownvlies enthält. Die Einzelfasern der Meltblownvliese besitzen in der Regel eine geringe Festigkeit. Der schichtweise Aufbau des textilen Stoffs wirkt diesem Problem entgegen, indem die Spinnvliese der äußeren und der inneren Schicht das Meltblownvlies der Mittelschicht stützen. Dabei ist nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Außenschicht und die Innenschicht mit Ausnahme der Nanopartikel vollständig aus Spinnvlies aufgebaut sind. Ebenso kann die Mittelschicht - mit Ausnahme der Nanopartikel - ausschließlich aus Meltblownvliese bestehen.It can also be provided that the outer layer and the inner layer contain spunbonded nonwoven and that the middle layer contains meltblown nonwoven. The individual fibers of the meltblown nonwovens usually have a low strength. The layered structure of the textile material counteracts this problem in that the spunbonded nonwovens of the outer and inner layers support the meltblown nonwoven of the middle layer. According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the outer layer and the inner layer, with the exception of the nanoparticles, are made entirely of spunbonded nonwoven. The middle layer - with the exception of the nanoparticles - can also consist exclusively of meltblown nonwovens.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Atemmaske zum Bedecken von Mund und Nase eines Trägers vor, aufweisend einen Partikelfilter, wobei der Partikelfilter aus einem textilen Stoff hergestellt ist, der eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine zwischen Außenschicht und Innenschicht angeordnete Mittelschicht umfasst und der weiterhin Nanopartikel aufweist. Durch einen derartig aufgebauten Partikelfilter werden der Träger und seine Umgebung vor virus- und bakterienhaltigen Luftpartikeln geschützt. Durch die Eigenschaft der Nanopartikel, aus dem erfindungsgemäßen Stoff herausgewaschen werden zu können, lassen sich die Masken sehr gut zur Einmalverwendung einsetzen, da sie nach einer kurzen Reinigung ohne starke Belastung der Umwelt entsorgt werden können.Another aspect of the invention provides a breathing mask for covering the mouth and nose of a wearer, comprising a particle filter, the particle filter being made from a textile material which comprises an outer layer, an inner layer and a middle layer arranged between the outer layer and the inner layer and which furthermore Has nanoparticles. A particle filter constructed in this way protects the wearer and its surroundings from air particles containing viruses and bacteria. Due to the property of the nanoparticles that they can be washed out of the substance according to the invention, the masks can be used very well for one-time use, since they can be disposed of after a short period of cleaning without major pollution of the environment.

Der erfindungsgemäße Partikelfilter eignet sich außerdem hervorragend als Atemschutz, weil die Atemluft durch die Vliesschichten zunächst im Nanogrößenbereich gefiltert wird. Darüber hinaus haben die im textilen Stoff des Partikelfilters angeordneten Nanopartikel eine antibakterielle und antivirale Wirkung, wodurch die aus der Luft gefilterten Keime wirksam abgetötet werden können. Die antimikrobiellen und antiviralen Nanopartikel erlauben es dem Träger außerdem, die Atemmaske anzufassen, ohne dabei eine nachhaltige Kontamination der Maske oder anderer Personen zu riskieren.The particle filter according to the invention is also ideally suited as respiratory protection, because the breathing air is first filtered through the fleece layers in the nano-size range. In addition, the nanoparticles arranged in the textile material of the particle filter have an antibacterial and antiviral effect, which means that the germs filtered out of the air can be effectively killed. The antimicrobial and antiviral nanoparticles also allow the wearer to touch the breathing mask without risking lasting contamination of the mask or other people.

Die als Innenschicht bezeichnete Schicht ist diejenige Schicht, die beim Tragen der Maske dem Gesicht des Trägers zugewandt ist. Entsprechend ist unter der Außenschicht diejenige Schicht zu verstehen, die vom Gesicht des Trägers abgewandt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nanopartikel lediglich auf die Außenschicht und/oder auf die Mittelschicht aufgetragen werden. Hierdurch wird vermieden, dass der Träger unmittelbar mit Mund und/oder Nase mit den Nanopartikeln in Kontakt kommt. Auf diese Art und Weise kann ein unbedenkliches Tragen der Maske gewährleistet werden.The layer referred to as the inner layer is that layer which faces the wearer's face when the mask is worn. Correspondingly, the outer layer is to be understood as meaning that layer which faces away from the wearer's face. According to a preferred embodiment it is provided that the nanoparticles are only applied to the outer layer and / or to the middle layer. This prevents the wearer from coming into direct contact with the nanoparticles through his mouth and / or nose. In this way, the mask can be worn safely.

Bevorzugterweise umfasst die Atemmaske neben dem Partikelfilter, welcher sich im Wesentlichen über den gesamten Mund- und Nasenbereich des Trägers erstreckt, Anschlussmittel zum Fixieren der Maske auf dem Kopf des Trägers. Die Anschlussmittel sind an den Randbereichen der kurzen Seiten des Partikelfilters angebracht und können beispielsweise als elastische Zugbänder ausgebildet sein, die sich hinter die Ohren des Trägers ziehen lassen.In addition to the particle filter, which extends essentially over the entire mouth and nose area of the wearer, the breathing mask preferably comprises connection means for fixing the mask on the head of the wearer. The connection means are attached to the edge areas of the short sides of the particle filter and can, for example, be designed as elastic pull straps that can be pulled behind the ears of the wearer.

Die Randbereiche der kurzen Seiten des Partikelfilters können ferner jeweils eine Verstärkung aufweisen, an welcher die Anschlussmittel befestigt sind. Die Verstärkung wird dabei bevorzugt durch einen umgeschlagenen Saum erzeugt. Zusätzlich zu den verstärkten Randbereichen an den kurzen Seiten kann eine obere lange Seite des Partikelfilters - also die Seite, die auf der Nase des Trägers aufliegt - ebenfalls eine Verstärkung ihres Randbereichs aufweisen. Diese Verstärkung kann ebenfalls über einen umgeschlagenen Saum oder über ein Drahtelement erzeugt werden. Die verstärkten Randbereiche erhöhen die Passgenauigkeit der Maske im Mund- und Nasenbereich des Trägers, was eine insgesamt bessere Filterfunktion der Maske zur Folge hat.The edge areas of the short sides of the particle filter can also each have a reinforcement to which the connection means are attached. The reinforcement is preferably created by a folded hem. In addition to the reinforced edge areas on the short sides, an upper long side of the particle filter - that is, the side that rests on the nose of the wearer - can also have a reinforcement of its edge area. This reinforcement can also be created using a folded hem or a wire element. The reinforced edge areas increase the accuracy of fit of the mask in the mouth and nose area of the wearer, which results in an overall better filter function of the mask.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines textilen Stoffs zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken vorgesehen, umfassend den Schritt des Verbindens der Außenschicht, der Mittelschicht und der Innenschicht miteinander. Die Verbindung der Schichten kann etwa durch Verkleben erfolgen. Als zusätzlicher Schritt ist vorgesehen, dass die Nanopartikel auf den Verbund aus Innen-, Mittel- und Außenschicht aufgetragen werden, wobei die Nanopartikel mindestens auf die Außenschicht und auf die Mittelschicht aufgetragen werden. Das Verbinden der Stoffschichten zu einem Verbund kann dabei vor oder nach dem Auftragen der Nanopartikel auf die Stoffschichten erfolgen.According to a further aspect of the invention, a method for producing a textile material for use as a particle filter in breathing masks is provided, comprising the step of connecting the outer layer, the middle layer and the inner layer to one another. The layers can be connected by gluing, for example. As an additional step, it is provided that the nanoparticles are applied to the composite of inner, middle and outer layers, the nanoparticles being applied to at least the outer layer and the middle layer. The connection of the material layers to form a composite can take place before or after the application of the nanoparticles to the material layers.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Nanopartikel in einer wässrigen Lösung vorliegen. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, entweder den Schichtverbund aus Innen-, Mittel- und Außenschicht oder die einzelnen Schichten in die Nanopartikellösung zu tauchen bzw. zu tunken. Hierdurch können die Nanopartikel ohne zusätzliche Schritte in die Stoffschichten hineindiffundieren und dort eingelagert werden.It is advantageous if the nanoparticles are present in an aqueous solution. In this way it is possible, for example, to immerse or dunk either the layer composite consisting of the inner, middle and outer layers or the individual layers in the nanoparticle solution. This allows the nanoparticles to diffuse into the material layers without additional steps and be stored there.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wässrige Lösung eine Nanopartikelkonzentration von 0,01 bis 30,00 % w/v, insbesondere von 0,01 bis 15,00 % w/v, aufweist. Eine wässrige Lösung mit einer Nanopartikelkonzentration in diesen Größenbereichen erweist sich als besonders vorteilhaft für die Vermittlung antibakterieller und antiviraler Eigenschaften.In particular, it can be provided that the aqueous solution has a nanoparticle concentration of 0.01 to 30.00% w / v, in particular 0.01 to 15.00% w / v. An aqueous solution with a nanoparticle concentration in these size ranges has proven to be particularly advantageous for imparting antibacterial and antiviral properties.

Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann das Auftragen der Nanopartikel auf den textilen Stoff durch Bestäuben des Stoffs mit der wässrigen Nanopartikellösung erfolgen. Ein Bestäuben der Nanopartikellösung hat den Vorteil, dass die Nanopartikellösung gezielt auf eine Seite des Schichtverbunds aufgetragen werden kann.According to an advantageous embodiment of the method, the application of the nanoparticles to the textile material can take place by dusting the material with the aqueous nanoparticle solution. Dusting the nanoparticle solution has the advantage that the nanoparticle solution can be applied specifically to one side of the layer composite.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen textilen Stoff gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 zeigt eine Atemmaske gemäß einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Draufsicht.

Further features, details and advantages of the invention emerge from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings.

1 shows a schematic cross section through a textile fabric according to a preferred embodiment;
2 shows a breathing mask according to a first embodiment in a perspective top view.

In 1 ist ein schematischer Querschnitt durch einen textilen Stoff 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Der textile Stoff 1 umfasst eine Außenschicht 2, eine Innenschicht 4 und eine zwischen Außenschicht 2 und Innenschicht 4 angeordnete Mittelschicht 3. Bevorzugterweise ist der textile Stoff 1 ein Vliesstoff. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Außenschicht 2 und die Innenschicht 4 aus Spinnvlies hergestellt sind. Die Mittelschicht 3 ist hingegen bevorzugt aus Meltblownvlies hergestellt. Die Einzelfasern von Meltblownvliese weisen in der Regel eine geringe Festigkeit auf. Durch den in 1 gezeigten schichtweisen Aufbau mit Innenschicht 4 und Außenschicht 2, welche die Mittelschicht 3 flankieren, erhält der textile Stoff 1 dennoch eine ausreichende Festigkeit. Dazu ist vorgesehen, dass die Außenschicht 2 und die Innenschicht 4 im Wesentlichen vollständig aus Spinnvlies aufgebaut sind. Ferner kann die Mittelschicht 3 ausschließlich aus Meltblownvliese bestehen.In 1 a schematic cross section through a textile fabric 1 according to a preferred embodiment is shown. The textile fabric 1 comprises an outer layer 2, an inner layer 4 and a middle layer 3 arranged between the outer layer 2 and the inner layer 4. The textile fabric 1 is preferably a nonwoven fabric. In particular, it is provided that the outer layer 2 and the inner layer 4 are made of spunbonded nonwoven. The middle layer 3, on the other hand, is preferably made from meltblown fleece. The individual fibers of meltblown nonwovens usually have a low strength. The in 1 The layered structure shown with inner layer 4 and outer layer 2, which flank the middle layer 3, the textile material 1 is nevertheless given sufficient strength. For this purpose it is provided that the outer layer 2 and the inner layer 4 are composed essentially entirely of spunbonded nonwoven. Furthermore, the middle layer 3 can consist exclusively of meltblown nonwovens.

Gemäß 1 ist ferner vorgesehen, dass der erfindungsgemäße textile Stoff 1 Nanopartikel 5 aufweist, welche im Gewebe des textilen Stoffs 1 angeordnet bzw. eingelagert sind, wobei die Nanopartikel 5 zumindest in der Außenschicht 2 und in der Mittelschicht 3 des textilen Stoffs 1 angeordnet bzw. eingelagert sind. Die erfindungsgemäßen Nanopartikel 5 haben eine antimikrobielle und antivirale Wirkung und werden in den Poren des textilen Gewebes eingelagert. Diese Art der Einlagerung der Nanopartikel 5 hat den Vorteil, dass die Nanopartikel 5 aus Stoff 1 herausgewaschen werden können. Die Nanopartikel 5 sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silber-, Kupfer- und Goldpartikel. Dabei ist es auch möglich, ein Gemisch aus Silber-, Kupfer- und Goldpartikeln zu verwenden.According to 1 it is further provided that the textile fabric 1 according to the invention has nanoparticles 5 which are arranged or embedded in the fabric of the textile fabric 1, the nanoparticles 5 being arranged or embedded at least in the outer layer 2 and in the middle layer 3 of the textile fabric 1 . The nanoparticles 5 according to the invention have an antimicrobial and antiviral effect and are stored in the pores of the textile fabric. This type of incorporation of the nanoparticles 5 has the advantage that the nanoparticles 5 can be washed out of the substance 1. The nanoparticles 5 are preferably selected from the group comprising silver, copper and gold particles. It is also possible to use a mixture of silver, copper and gold particles.

2 zeigt eine Atemmaske 6 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in perspektivischer Draufsicht. Die als sogenannte „Halbmaske“ ausgebildete Maske 6 dient dem Bedecken von Mund und Nase eines Trägers, wodurch der Träger und seine Umgebung vor virus- und bakterienhaltigen Luftpartikeln geschützt werden. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Maske 6 einen Partikelfilter 7, wobei der Partikelfilter 7 aus einem textilen Stoff 1 hergestellt ist, der eine Außenschicht 2, eine Innenschicht 4 und eine zwischen Außenschicht 2 und Innenschicht 4 angeordnete Mittelschicht 3 aufweist und der ferner Nanopartikel 5 aufweist. Als Innenschicht 4 ist hierbei diejenige Schicht zu verstehen, die im Falle einer Verwendung des Stoffs 1 als Atemmaske 6 dem Gesicht des Trägers zugewandt ist. Entsprechend ist unter der Außenschicht 2 diejenige Schicht zu verstehen, die vom Gesicht des Trägers abgewandt ist. 2 shows a breathing mask 6 according to a preferred embodiment in a perspective top view. The mask 6, which is designed as a so-called “half mask”, is used to cover the mouth and nose of a wearer, whereby the wearer and his surroundings are protected from air particles containing viruses and bacteria. As in 2 As shown, the mask 6 comprises a particle filter 7, the particle filter 7 being made from a textile material 1 which has an outer layer 2, an inner layer 4 and a middle layer 3 arranged between the outer layer 2 and the inner layer 4 and which also has nanoparticles 5. The inner layer 4 is to be understood here as that layer which, in the event that the substance 1 is used as a breathing mask 6, faces the wearer's face. Correspondingly, the outer layer 2 is to be understood as meaning that layer which faces away from the wearer's face.

Der in 2 dargestellte Partikelfilter 7 eignet sich besonders gut als Atemschutz, weil die Atemluft durch die Vliesschichten zunächst im Nanogrößenbereich gefiltert wird. Darüber hinaus weisen die im textilen Stoff 1 des Partikelfilters 7 angeordneten Nanopartikel 5 eine antibakterielle und antivirale Wirkung auf, wodurch die aus der Luft gefilterten Keime wirksam abgetötet werden können.The in 2 The particle filter 7 shown is particularly suitable as respiratory protection because the breathing air is first filtered through the nonwoven layers in the nano-size range. In addition, the nanoparticles 5 arranged in the textile material 1 of the particle filter 7 have an antibacterial and antiviral effect, as a result of which the germs filtered from the air can be effectively killed.

Wie in 2 gezeigt, umfasst die Atemmaske 6 neben dem Partikelfilter 7, welcher sich im Wesentlichen über den gesamten Mund- und Nasenbereich eines Trägers erstreckt, Anschlussmittel 8 zum Fixieren der Maske 6 am Kopf des Trägers. Die Anschlussmittel 8 sind an den Randbereichen der kurzen Seiten 9 des Partikelfilters 7 angebracht und können beispielsweise als elastische Zugbänder ausgebildet sein, die sich hinter die Ohren des Trägers ziehen lassen.As in 2 As shown, the breathing mask 6 comprises, in addition to the particle filter 7, which extends essentially over the entire mouth and nose area of a wearer, connection means 8 for fixing the mask 6 on the head of the wearer. The connection means 8 are attached to the edge areas of the short sides 9 of the particle filter 7 and can, for example, be designed as elastic drawstrings that can be pulled behind the ears of the wearer.

Die Randbereiche der kurzen Seiten 9 des Partikelfilters 7 können ferner jeweils eine Verstärkung aufweisen, an welcher die Anschlussmittel 8 befestigt sind. Die Verstärkung wird dabei bevorzugt durch einen umgeschlagenen Saum erzeugt. Zusätzlich zu den Verstärkungen an den kurzen Seiten kann der Randbereich der oberen lange Seite 10 des Partikelfilters 7 - also die Seite, die bei Gebrauch der Maske auf der Nase des Trägers aufliegt - ebenfalls eine Verstärkung des aufweisen. Diese Verstärkung der oberen langen Seite 10 kann zum Beispiel über einen umgeschlagenen Saum oder über ein Drahtelement erzeugt werden, welches in den textilen Stoff 1 eingenäht ist. Die verstärkten Randbereiche 9, 10 erhöhen die Passgenauigkeit der Maske 6 im Mund- und Nasenbereich des Trägers, was insgesamt zu einer verbesserten Filterfunktion der Maske 6 führt.The edge regions of the short sides 9 of the particle filter 7 can also each have a reinforcement to which the connecting means 8 are attached. The reinforcement is preferably created by a folded hem. In addition to the reinforcements on the short sides, the edge area of the upper long side 10 of the particle filter 7 - that is, the side that rests on the wearer's nose when the mask is used - can also have a reinforcement of the. This reinforcement of the upper long side 10 can be produced, for example, via a folded hem or via a wire element which is sewn into the textile material 1. The reinforced edge areas 9, 10 increase the accuracy of fit of the mask 6 in the mouth and nose area of the wearer, which overall leads to an improved filter function of the mask 6.

Die nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 zeigen Testergebnisse von Laboruntersuchungen der antimikrobiellen Wirkung der erfindungsgemäßen Agenzien unter dynamischen Kontaktbedingungen. Dabei wurden die Wirksamkeiten der behandelten Stoffe gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen (Staphylococcus aureus und Klebsiella pneumoniae) getestet. Tabelle 1: Ergebnisse eines Tests der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Agenzien gegen Staphylococcus aureus Bestimmung der antibakteriellen Wirkung im Challengetest gemäß ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Staphylococcus aureus ATCC 6538 (gram-positives Bakterium) Mittelwert KBE/ml Mittelwert log₁₀ KBE/ml Wachstumsfaktor Keimzahlreduktion KBE/ml, 0h (Inokulum) 3,3E+05 5,52 - - KBE/ml, (0h Prüfgegenstand)** 3,3E+05 5,52 - - KBE/ml, 24h 3,3E+05 3,10 -2,42 99,62%
KBE = Kolonie bildende Einheit
** 0h = 3-5 Minuten (verfahrensbedingt) Tabelle 2: Ergebnisse eines Tests der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Agenzien gegen Klebsiella pneumoniae Bestimmung der antibakteriellen Wirkung im Challengetest gemäß ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (gram-negatives Bakterium) Mittelwert KBE/ml Mittelwert log₁₀ KBE/ml Wachstumsfaktor Keimzahlreduktion KBE/ml, 0h (Inokulum) 9,1 E+05 5,96 - - KBE/ml, (0h Prüfgegenstand)** 9,1 E+05 5,96 - - KBE/ml, 24h 3,6E+05 5,96 -0,40 60,17%
KBE = Kolonie bildende Einheit
** 0h = 3-5 Minuten (verfahrensbedingt) Tabelle 3: Ergebnisse der Negativkontrolle gegen Staphylococcus aureus Bestimmung der antibakteriellen Wirkung im Challengetest gemäß ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Staphylococcus aureus ATCC 6538 (gram-positives Bakterium) Mittelwert KBE/ml Mittelwert log₁₀ KBE/ml Wachstumsfaktor Keimzahlreduktion KBE/ml, 0h (Inokulum) 3,3E+05 5,52 - - KBE/ml, (0h Prüfgegenstand)** 4,3E+05 5,63 - - KBE/ml, 24h 1,4E+06 6,13 0,50 keine
KBE = Kolonie bildende Einheit
** 0h = 3-5 Minuten (verfahrensbedingt) Tabelle 4: Ergebnisse der Negativkontrolle gegen Klebsiella pneumoniae Bestimmung der antibakteriellen Wirkung im Challengetest gemäß ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (gram-negatives Bakterium) Mittelwert KBE/ml Mittelwert log₁₀ KBE/ml Wachstumsfaktor Keimzahlreduktion KBE/ml, 0h (Inokulum) 9,1 E+05 5,96 - - KBE/ml, (0h Prüfgegenstand)** 1,6E+06 6,21 - - KBE/ml, 24h 4,4E+06 6,64 0,43 keine
KBE = Kolonie bildende Einheit
** 0h = 3-5 Minuten (verfahrensbedingt)Tables 1 to 4 below show test results of laboratory tests of the antimicrobial effect of the agents according to the invention under dynamic contact conditions. The effectiveness of the treated substances against different bacterial strains (Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae) was tested. Table 1: Results of a test of the effectiveness of the agents according to the invention against Staphylococcus aureus Determination of the antibacterial effect in the challenge test according to ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Staphylococcus aureus ATCC 6538 (gram-positive bacterium) Mean CFU / ml Mean log ₁₀ CFU / ml Growth factor Germ count reduction CFU / ml, 0h (inoculum) 3.3E + 05 5.52 - - CFU / ml, (0h test item) ** 3.3E + 05 5.52 - - CFU / ml, 24h 3.3E + 05 3.10 -2.42 99.62%
CFU = colony-forming unit
** 0h = 3-5 minutes (due to the process) Table 2: Results of a test of the effectiveness of the agents according to the invention against Klebsiella pneumoniae Determination of the antibacterial effect in the challenge test according to ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (gram-negative bacterium) Mean CFU / ml Mean log ₁₀ CFU / ml Growth factor Germ count reduction CFU / ml, 0h (inoculum) 9.1 E + 05 5.96 - - CFU / ml, (0h test item) ** 9.1 E + 05 5.96 - - CFU / ml, 24h 3.6E + 05 5.96 -0.40 60.17%
CFU = colony-forming unit
** 0h = 3-5 minutes (process-related) Table 3: Results of the negative control against Staphylococcus aureus Determination of the antibacterial effect in the challenge test according to ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Staphylococcus aureus ATCC 6538 (gram-positive bacterium) Mean CFU / ml Mean log ₁₀ CFU / ml Growth factor Germ count reduction CFU / ml, 0h (inoculum) 3.3E + 05 5.52 - - CFU / ml, (0h test item) ** 4,3E + 05 5.63 - - CFU / ml, 24h 1.4E + 06 6.13 0.50 none
CFU = colony-forming unit
** 0h = 3-5 minutes (process-related) Table 4: Results of the negative control against Klebsiella pneumoniae Determination of the antibacterial effect in the challenge test according to ASTM E 2149 (2013a) mod., PFI 10/2004 (2018) Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (gram-negative bacterium) Mean CFU / ml Mean log ₁₀ CFU / ml Growth factor Germ count reduction CFU / ml, 0h (inoculum) 9.1 E + 05 5.96 - - CFU / ml, (0h test item) ** 1.6E + 06 6.21 - - CFU / ml, 24h 4,4E + 06 6.64 0.43 none
CFU = colony-forming unit
** 0h = 3-5 minutes (process-related)

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not restricted to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages arising from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Textiler StoffTextile fabric
22: AußenschichtOuter layer
33: MittelschichtMiddle class
44th: InnenschichtInner layer
55: NanopartikelNanoparticles
66th: AtemmaskeBreathing mask
77th: PartikelfilterParticle filter
88th: BefestigungenFortifications
99: Kurze SeitenShort sides
1010: Lange SeiteLong page

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 4339374 A1 [0006]DE 4339374 A1 [0006]
EP 1927694 A1 [0007]EP 1927694 A1 [0007]
DE 202009006455 U1 [0009]DE 202009006455 U1 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

ASTM E 2149 [0035]ASTM E 2149 [0035]

Claims

Textiler Stoff zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken, umfassend eine Außenschicht, eine Innenschicht und eine zwischen Außenschicht und Innenschicht angeordnete Mittelschicht, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Stoff Nanopartikel aufweist.Textile material for use as a particle filter in breathing masks, comprising an outer layer, an inner layer and a middle layer arranged between the outer layer and the inner layer, characterized in that the textile material has nanoparticles.

Textiler Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel metallisch sind.Textile fabric according to Claim 1 , characterized in that the nanoparticles are metallic.

Textiler Stoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Silber-, Kupfer- und Goldpartikel.Textile fabric according to Claim 2 , characterized in that the nanoparticles are selected from the group comprising silver, copper and gold particles.

Textiler Stoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht und die Innenschicht Spinnvlies enthalten und dass die Mittelschicht Meltblownvlies enthält.Textile fabric according to one of the preceding claims, characterized in that the outer layer and the inner layer contain spunbond nonwoven and that the middle layer contains meltblown nonwoven.

Textiler Stoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel zumindest in der Außenschicht und in der Mittelschicht angeordnet sind.Textile fabric according to one of the preceding claims, characterized in that the nanoparticles are arranged at least in the outer layer and in the middle layer.

Atemmaske zum Bedecken von Mund und Nase eines Trägers, aufweisend einen Partikelfilter, wobei der Partikelfilter aus einem textilen Stoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.Breathing mask for covering the mouth and nose of a wearer, having a particle filter, the particle filter being made from a textile material according to one of the preceding claims.

Verfahren zur Herstellung eines textilen Stoffs zur Verwendung als Partikelfilter bei Atemmasken, umfassend den Schritt des Verbindens der Außenschicht, der Mittelschicht und der Innenschicht miteinander.A method for producing a textile material for use as a particle filter in breathing masks, comprising the step of connecting the outer layer, the middle layer and the inner layer to one another.

Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch, den zusätzlichen Schritt des Auftragens der Nanopartikel, wobei die Nanopartikel zumindest auf die Außenschicht und auf die Mittelschicht aufgetragen werden.Procedure according to Claim 7 , characterized by the additional step of applying the nanoparticles, the nanoparticles being applied at least to the outer layer and to the middle layer.

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel in einer wässrigen Lösung vorliegen.Method according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the nanoparticles are present in an aqueous solution.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung eine Nanopartikelkonzentration von 0,01 bis 30,00 % w/v, insbesondere von 0,01 bis 15,00 % w/v, aufweist.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the aqueous solution has a nanoparticle concentration of 0.01 to 30.00% w / v, in particular 0.01 to 15.00% w / v.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Nanopartikel auf den textilen Stoff durch Bestäuben des Stoffs mit der wässrigen Nanopartikellösung erfolgt.Method according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the application of the nanoparticles to the textile material takes place by dusting the material with the aqueous nanoparticle solution.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Nanopartikel auf den textilen Stoff durch Eintauchen des Stoffs in die wässrige Nanopartikellösung erfolgt.Method according to one of the Claims 9 until 11th , characterized in that the application of the nanoparticles to the textile material takes place by immersing the material in the aqueous nanoparticle solution.