IT202000007210A1 - Mascherina protettiva - Google Patents

Description

TITOLO: MASCHERINA PROTETTIVA

CAMPO DELLA TECNICA

L?invenzione riguarda una mascherina protettiva per filtrare l?aria di respirazione di una persona, in particolare una semimaschera facciale, che comprende

(a) un corpo di mascherina per coprire la bocca e il naso della persona comprendente uno o pi? strati di tessuto sovrapposti; e

(b) mezzi di fissaggio collegati a detto corpo di mascherina atti a fissare detta mascherina protettiva sulla testa di detta persona.

L?invenzione concerne anche un metodo per ricondizionare, e precisamente sanificare e/o disinfettare una mascherina protettiva contaminata dopo l?uso.

STATO DELLA TECNICA

Con il termine dispositivi di protezione individuale (acronimo DPI) si intendono i prodotti che hanno la funzione di salvaguardare la persona che l'indossi o comunque li porti con s?, da rischi per la salute e la sicurezza. Tali dispositivi sono utilizzati in molteplici ambiti, tra cui in ambito lavorativo, domestico, sportivo e ricreativo. Un DPI ? la maschera protettiva. I DPI a protezione delle vie respiratorie, detti anche APVR, servono a proteggere da sostanze aeriformi potenzialmente nocive (gas, polveri, vapori) e a permettere la normale respirazione quando il livello di ossigeno ? comunque superiore al valore limite del 17%. Nella categoria delle mascherine si distinguono diverse classi a seconda della protezione che conferiscono. Mascherine classificabili come dispositivi medici rispettano la direttiva 93/42/CEE; la norma UNI EN 14683: 2019 specifica i requisiti e metodi di prova per mascherine facciali ad uso medico.

Prendendo atto della situazione critica che il mondo sta affrontando nell?attualit? della pandemia dovuta al coronavirus e le preventive imposte, si vede la necessit? di oggetti di protezione per la quotidiana convivenza sociale lavorativa, ricreativa e sportiva.

In situazioni d?emergenza un punto critico ? la fornitura sufficiente di mascherine in un tempo adeguato. Un ulteriore grande problema deriva dalle enorme quantit? di mascherine usate da smaltire come rifiuti.

ESPOSIZIONE DELL?INVENZIONE

L?invenzione si pone lo scopo di realizzare una mascherina protettiva che possa proteggere la respirazione tramite il filtraggio dell?aria e superare i suddetti inconvenienti.

Lo scopo viene raggiunto da una mascherina protettiva per filtrare l?aria di respirazione di una persona, in particolare una semimaschera facciale, come inizialmente definita e descritta nella prima rivendicazione che si caratterizza per il fatto che il corpo di mascherina ? lavabile a temperature ? 60?C e/o trattabile con gas o vapori caldi, in particolare vapore acqueo, con temperature ? 100?C.

Ulteriori scopi e vantaggi dell?invenzione risultano dalla seguente descrizione.

La lavabilit? e la trattabilit? con gas o vapori caldi a temperature elevate permette di ricondizionare e riutilizzare la maschera dopo il suo utilizzo creando una mascherina protettiva multiuso, ci? che riduce il numero di mascherine necessarie per ogni persona alleviando la fornitura delle quantit? sufficienti di mascherine e riducendo ovviamente i rifiuti prodotti rispetto all?uso di mascherine monouso.

Il lavaggio a temperature ? 60?C permette una sanificazione del tessuto, mentre i trattamenti a vapori/gas di temperature ? 100?C permettono una disinfezione del tessuto. La mascherina protettiva secondo l?invenzione si presta al ricondizionamento della stessa dopo l?uso e la sua contaminazione dal punto di vista dell?igiene. L?igiene consiste nella difesa da possibili germi patogeni pi? comunemente chiamati batteri, virus ed allergeni.

I batteri sono dei microorganismi unicellulari di dimensioni dell?ordine dei micrometri (0,2 ?m ? 30 ?m). I batteri hanno relazioni diverse con un organismo umano, possono essere commensali come normalmente succede per quelli presenti sulle superfici di un tessuto, senza causare malattie e/o possono addirittura svolgere delle funzioni utili all?organismo stesso, oppure possono essere patogeni e quindi creare malattie ed infezioni. I virus sono entit? biologiche con caratteristiche di parassita obbligato. Possono essere responsabili di malattie a tutti gli organismi viventi. Sono mediamente 100 volte pi? piccoli di una cellula (10 nm ? 450 nm). Un allergene ? una sostanza solitamente innocua per la maggior parte delle persone, ma che in taluni individui (i soggetti allergici) ? in grado di produrre manifestazioni allergiche di varia natura (asma, orticaria, etc.).

Nel gergo tecnico l?igiene si pu? suddividere in tre aspetti importanti: la sterilizzazione, la disinfezione e l?igienizzazione. Tutti e tre questi processi riducono le popolazioni di germi ma in proporzioni diverse. La sterilizzazione, usata nelle sale operatorie, riduce completamente ogni forma di microrganismi viventi. Si esegue in autoclavi sotto pressione con utilizzo di vapore e temperature maggiori di 100?C. La disinfezione ? una misura atta a ridurre tramite uccisione, inattivazione od allontanamento/diluizione, la maggior quantit? di microrganismi quali, batteri, virus, funghi, protozoi, spore, al fine di controllare il rischio di infezione per persone o di contaminazione di oggetti od ambienti. I virus a differenza degli altri germi sono molto pi? deboli soprattutto con la temperatura. Ad esempio il virus del HIV a 60?C non sopravvive. Si parla di disinfezione quando la riduzione batterica ? maggiore di 10<5 >UFC/ml (UFC = unit? formanti colonie). Si parla invece di sola igienizzazione quando la riduzione dei microorganismi ? inferiore di 10<3 >UFC/ml.

Le etichette applicate sui tessuti in commercio indicano le temperature alle quali il tessuto ? lavabile o stirabile senza danneggiare il tessuto e deteriorare le sue caratteristiche. Nel caso di un ferro da stiro, le temperature ammissibili sono assegnate dal rispettivo numero di punti: Un punto significa 110?C e il divieto di stirare con il vapore, due punti permette usare i 150 ?C e tre punti i 200 ?C. Spesso i produttori per prudenza indicano per? valori pi? bassi di temperatura rispetto a quelli applicabili senza danneggiare il tessuto.

La norma internazionale attualmente valida per l'etichettatura ? la ISO 3758:2012 che regola la prova dei tessuti per individuare la loro lavabilit? e stirabilit? o trattabilit? a vapore. L'etichettatura indica il trattamento massimo consentito che pu? essere eseguito a lungo termine in condizioni pratiche senza danneggiare il tessuto. La norma ISO 15487.2018 specifica il metodo con il quale si determina l?aspetto dei tessuti dopo il loro lavaggio e l?asciugatura e determina se il tessuto ha resistito al trattamento subito. L?applicazione delle norme e delle norme ivi contenute permette determinare la lavabilit? e stirabilit? (a vapore) del tessuto a temperature elevate ovvero determinare se un tessuto resiste al lavaggio e alla stiratura a certe temperature e se ? quindi lavabile o trattabile con un gas o vapore, in particolare un vapore acqueo, a certe temperature senza perdere il suo aspetto. Nel caso della mascherina protettiva secondo l?invenzione, si accerta la lavabilit? e stirabilit? a vapore a certe temperature, vantaggiosamente, in particolare con il controllo dei requisiti secondo la norma UNI EN 14683:2019, cio? in particolare la verifica delle propriet? di barriera (efficienza di filtrazione batteriologica) e di traspirabilit?.

Per un igiene estrema, l?unica soluzione ? il vapore a temperature superiori ai 120?C. Le cause pi? diffuse di intolleranze, infezioni ed allergie sono elementi patogeni che l?occhio umano non pu? vedere come muffe, microbi, batteri e virus. Il virus dell?influenza pu? sopravvivere per oltre due giorni fuori da un corpo, su tutte le superfici toccate da chi ne ? infetto, come le maniglie delle porte, gli interruttori, i pavimenti e via dicendo. Con la forza e la potenza del vapore si possono eliminare in modo importante: un getto di vapore acqueo a 120?C elimina fino al 99% dei germi. I comuni ferri da stiro a vapore di ultima generazione consentono di pulire ed igienizzare, con il normale ciclo di stiro.

Ricondizionare e sanificare/disinfettare ? quindi possibile con un normale lavaggio a 60?C ed un passaggio di vapore di un comune ferro da stiro, permettendo cos? di avere un prodotto lavato e sanificato ogni giorno. Le mascherine finora sul mercato sono perlopi? prodotte in materiali non lavabili o solo pulibili per un determinato numero di volte con alcool oppure sono fatte di materiali non trattabili a temperature elevate, ci? che impedisce la riduzione sufficiente della carica batterica. Altre maschere di cotone lavabili ad alte temperature sono attraversabili da germi in misura troppo elevata oppure assorbono l?umidit?.

La mascherina protettiva secondo l?invenzione, che ? ricondizionabile e riutilizzabile, non ? solo una soluzione pratica, ma anche ecologica pensando all?utilizzo giornaliero di mascherine monouso il cui scarto, crea problematiche di smaltimento con impatto ambientale notevole. Il mercato offre una vasta gamma di fibre e relativi tessuti che possono essere lavate e stirate a temperature elevate.

Preferibilmente, il tessuto per realizzare il corpo di mascherina ? anallergico ovvero ipoallergenico, un tessuto quindi che non provoca reazioni allergiche ovvero fatto di un materiale solitamente ben tollerato dall'organismo, anche se in casi eccezionali possono verificarsi ipersensibilizzazioni.

In una variante molto preferita dell?invenzione, il tessuto comprende prevalentemente poliesteri, in particolare con contenuti che variano dal 90 % m/m al 100 % m/m. Il poliestere ? considerato un materiale ipoallergenico.

Poliesteri si distinguono da altri polimeri per la loro riciclabilit?. Fibre sintetiche di caratteristiche fisico-chimiche ad oggi paragonabili al poliestere sono fibre in polipropilene che per? hanno una resistenza inferiore a temperature elevate, attualmente il polipropilene non ? stirabile a temperature sopra i 100?C perch? fonde. Ovviamente, il corpo di mascherina secondo l?invenzione pu? essere realizzato in qualsiasi altro materiale che abbia caratteristiche equivalenti a quelle del poliestere ovvero sia lavabile e trattabile alle temperature sopra indicate ed ha in pi? le caratteristiche necessarie per bloccare germi e garantire allo stesso momento una traspirabilit? sufficiente.

Una mascherina composta da quasi 100 % m/m di poliestere (tranne una piccola quantit? di fibre di carbonio) ? al 100 % riciclabile ed ? quindi a basso impatto ambientale. Il poliestere si presta non solo dal punto di vista sanitario-medico, ma anche per il suo contenuto di fibra altamente riciclabile quindi ecologica. Il poliestere pu? essere riciclato al 100% senza emissioni dannose. Durante il processo di riciclo il poliestere non perde sostanzialmente le proprie caratteristiche, pu? quindi essere ripetutamente rielaborato per creare prodotti di poliestere riciclato. Il riciclaggio del poliestere riduce le emissioni aziendali di anidride carbonica: per ogni chilogrammo di poliestere riciclato vengono infatti risparmiati fino a 3 hg di CO2! Fabbricando da poliestere riciclato nuovi prodotti, l'azienda pu? risparmiare all'incirca il 50% di energia, riducendo i costi e limitando i danni per l'ambiente. Considerando che il poliestere riciclato viene al 100% da petrolio o metano - fonti non rinnovabili e quindi sempre pi? costose - il riciclo non ? solo vantaggio, ma diventa anche dovere per ogni azienda responsabile. A lungo termine, i poliesteri sono anche biodegradabili. Poliestere (PES) nel settore tessile ? solitamente polietilene tereftalato (PET): la fibra di PES mostra propriet? versatili e quindi occupa una posizione leader tra le fibre sintetiche. ? molto resistente agli strappi e alle abrasioni e assorbe pochissimo l'umidit?. Si producono anche filamenti/fibre di politrimetilene tereftalato (PTT) e filamenti di polibutilene tereftalato (PBT). Altre fibre del tipo poliestere che trovano applicazione nel settore medico, per fare per esempio cuciture, ? il poli-?-idrossibutirrato (PHB), l'acido poliglicolico o poliglicolide (PGA) o il copolimero PLGA o acido poli(lattico-co-glicolico).

Vantaggiosamente, i tessuti che compongono il corpo di mascherina secondo l?invenzione sono traspiranti, diminuiscono la sudorazione e sono termoregolanti, caratteristiche che vengono soddisfatte dal poliestere.

In una variante molto preferita dell?invenzione, il corpo di mascherina comprende i seguenti tre strati di tessuti sovrapposti:

(a-1) un primo tessuto che durante l?uso della mascherina ? rivolto verso l?esterno; (a-2) un secondo tessuto che durante l?uso della mascherina ? appoggiato sulla faccia della persona; e

(a-3) un terzo tessuto che ? interposto tra detto primo tessuto e detto secondo tessuto. Vantaggiosamente, il primo tessuto ? idrorepellente, in particolare a lunga durata. Un possibile trattamento idrorepellente riguarda la modificazione del tessuto in superficie con catene di lunghezza C6 a base di fluorocarburi che permette ai liquidi di scorrere sul tessuto, prima di penetrare e venire a contatto con gli strati interni e creare la prima linea di difesa contro altri elementi come sporco, macchie, polveri ecc. A livello microscopico, le molecole a catena del trattamento C6 si legano alla superficie del tessuto e agiscono come tanti aghi che tengono i liquidi in sospensione e li fanno rotolare sulla superficie. Se con i continui lavaggi ed l?utilizzo di detergenti aggressivi i liquidi non scorrono pi? nel tessuto non significa che il trattamento idrorepellente sia esaurito; pu? essersi temporaneamente disattivato, ma pu? essere ripreso. Il trattamento C6 ha bisogno di calore per essere ripristinato e lavorare nuovamente, per esempio con una stiratura con un ferro comune a vapore di 100?C. Sono ipotizzabili trattamenti con catene di altre lunghezze e altri trattamenti idrorepellenti.

Lo stato dell?arte conosce e conoscer? vari metodi per conferire la caratteristica di idrorepellenza (anche a lunga durata) al tessuto che sono idonei per lo scopo inventivo.

Vantaggiosamente, il secondo tessuto comprende delle fibre anti-statiche, come fibre di carbonio. Le fibre di carbonio garantiscono le capacit? antistatiche del materiale che possono essere verificate secondo la norma EN 1149-5. Fibre di carbonio hanno anche caratteristiche batteriostatiche, come per esempio anche fili di argento. La persona esperta del ramo individua facilmente fibre antistatiche idonee che rispettano i requisiti di una mascherina protettiva e permettono trattamenti a temperature elevate senza perdere le caratteristiche. Preferibilmente, il terzo strato ? un tessuto non tessuto agugliato, preferibilmente pressato. L?agugliatura ? il processo con cui, mediante movimento verticale degli aghi, si conferisce compattezza al materasso di fibre ottenuto all'uscita della carda, per sovrapposizione di pi? strati di velo. Si ottiene quindi un tessuto non tessuto (TNT) dotato di una certa consistenza dovuta alla penetrazione di una parte delle fibre trascinate verticalmente dal moto degli aghi. Successivamente per aumentare la resistenza del prodotto possono essere eseguite lavorazioni di finissaggio quali resinatura o termofissaggio. ? il procedimento meccanico con cui si ottiene il feltro nell'industria tessile. Esiste anche l'agugliatura ad acqua, che consiste nel consolidamento di veli di fibre mediante getti d?acqua ad alta pressione che perforano il tessuto e intrecciano le fibre senza danneggiarle, come pu? accadere con l'agugliatura ad aghi. L?intreccio delle fibre in varie direzioni conferisce al tessuto non tessuto una propriet? isotropa e una medesima resistenza in varie direzioni. I diversi strati di veli possono essere originati da diverse tecnologie tessili quali cardatura, combinazione di cardatura e faldatura, wet laid, air laid, meltblown. Il TNT dopo agugliatura ad acqua pu? essere sottoposto ad altre nobilitazioni tessili per migliorarne le caratteristiche meccaniche, fisiche e superficiali come l'impregnazione o spalmatura, tintura e finissaggio.

Il tessuto TNT per la sua struttura permette l?assorbimento di liquidi e quindi l?assorbimento di aerosol o liquidi come saliva o secreti nasali. Il tessuto non tessuto, grazie alla sua costruzione dove le fibre utilizzate presentano un andamento casuale, senza individuazione di alcuna struttura ordinata, e grazie, in una forma preferita, alla sua composizione di 100% di poliestere, funge da stato filtrante sia per quando l?aria deve entrare sia uscire, sia per il vapore acqueo generato da chi la indossa.

In una variante preferita del primo tessuto, questo ? un tessuto con ordito e trama che s?incrociano con un angolo essenzialmente rettangolare tra di essi. Tessuti del genere si ottengono con la tessitura classica con un telaio a navetta, come per esempio la tela. Un tessuto a costruzione a navetta permette un ottimo funzionamento come barriera, in particolare quando battuto con trame chiuse. Un tale tessuto blocca in maniera importante il passaggio dell?aria negli strati successivi, per? lascia allo stesso momento fuoriuscire la traspirazione.

Vantaggiosamente, il secondo tessuto a contatto con la pelle ? un tessuto a maglia ?double jersey?, in particolare a finezza 28 del tipo double face. Il jersey non ? propriamente un tessuto, cio? realizzato a telaio con trama e ordito, ma una stoffa realizzata a maglia rasata; il nome si riferisce alla gran parte dei prodotti della maglieria industriale realizzati su macchine circolari di finezza (in inglese gauge) elevata. Il double jersey ? lavorato a maglia a due strati e presenta su entrambi i lati o solo maglie diritte o solo maglie rovesce. Rispetto al single jersey, ? pi? robusto ma elastico solo in direzione trasversale.

In una variante molto vantaggiosa dell?invenzione, il primo e il terzo tessuto sono composti di 100 % m/m di poliestere e il secondo tessuto comprende almeno il 90 % m/m di poliestere. I restanti 10 % m/m sono per esempio dedicati a fibre antistatiche.

Il poliestere si presta al riciclaggio, alla trattabilit? a temperature elevate, alle caratteristiche ipoallergeniche, alla possibilit? di creare tessuti con capacit? termoregolatori, alla traspirabilit?, ed ha la propriet? di assorbire liquidi.

In questa descrizione il termine ?tessuto? indica in modo generale stoffe tessili, non solo a tessuti ottenuti tramite tessitura, ma anche, per esempio, con lavorazioni a maglia.

In una variante preferita dell?invenzione, i mezzi di fissaggio per fissare la mascherina sulla testa sono dotati di regolatori della lunghezza dei mezzi di fissaggio. Questo permette di adattare un unico tipo di mascherina a diverse grandezze di testa. Varianti dell?invenzione possono prevedere mezzi di fissaggio staccabili, per poter permettere trattamenti diversificati per il corpo di mascherina e i mezzi di fissaggio se i loro materiali richiedono diversi modi di sanificazione/disinfezione. Il mercato dell?abbigliamento conosce una vasta gamma di regolatori di lunghezza di lacci, cinture ecc.

Preferibilmente, secondo la norma UNI EN 14683: 2019, la mascherina protettiva secondo l?invenzione presenta una efficienza di filtrazione batteriologica ? 95% comparando una concentrazione batterica prima e dopo il passaggio della mascherina protettiva. Vantaggiosamente, la mascherina protettiva secondo l?invenzione ha una traspirabilit? espressa come caduta di pressione con il passaggio di una corrente d?aria attraverso la mascherina protettiva di ?p < 40 Pa/cm<2>.

Un ulteriore aspetto dell?invenzione riguarda un metodo per il ricondizionamento di mascherine protettive comprendente le seguenti fasi:

(I) messa a disposizione di una mascherina protettiva secondo l?invenzione, in particolare una mascherina protettiva contaminata con germi;

(IIa) lavaggio di detta mascherina protettiva a temperature ? 60?C e/o

(IIb) trattamento di detta mascherina con gas o vapore, per esempio vapore acqueo, a temperature ? 100?C.

Questo metodo permette di rimettere in condizione d?utilizzo una mascherina usata oppure stoccata in condizioni non ideali. Vantaggiosamente, vengono eseguite entrambe le fasi (IIa) e (IIb) di sanificazione e/o disinfezione per rigenerare la mascherina protettiva in modo migliore. La contaminazione deriva dall?utilizzo della maschera (agenti interni dell?utilizzatore e agenti esterni che provengono dall?ambiente) oppure dallo stoccaggio non idoneo in ambienti contaminati.

Per sfruttare al meglio la riutilizzabilit? della mascherina protettiva secondo l?invenzione, almeno una delle fasi (IIa) e (IIb), preferibilmente entrambe vengono ripetute successivamente pi? volte, tra una contaminazione della maschera e l?altra, quindi tra un utilizzo e l?altro.

Il metodo di sanificazione proposto pu? essere ottimizzato utilizzando durante la fase di lavaggio (IIa) detersivi o additivi che combattano batteri e/o virus o altri germi. ? un metodo che pu? facilmente essere implementato a casa propria, usando i cicli comuni della lavatrice. La fase (IIB) pu? essere eseguita con un ferro da stiro comune con vapore a temperature ? 100 ?C.

Un ulteriore aspetto dell?invenzione riguarda un uso della mascherina protettiva o del metodo di sanificazione e/o disinfezione secondo l?invenzione per proteggersi e altri, in particolare in caso di epidemie o pandemie, contro batteri o virus in ambienti di lavoro, scolastici, domestici, ricreativi o sportivi, ecc.

Il sistema dei tre tessuti sopra presentato, che combina una barriera esterna con uno strato intermedio filtrante e uno strato antibatterico interno fornisce un sistema completo per evitare la trasmissione di germi e garantire allo stesso momento una traspirabilit? sufficiente per la respirazione, combinando il tutto con propriet? antistatiche e ipoallergeniche.

La mascherina protettiva proposta riesce a:

? Proteggere le vie respiratorie dell?utilizzatore da fattori inquinanti, infettivi provenienti dall?esterno.

? Proteggere l?utilizzatore e persone a contatto con lui fino ad un certo grado da patologie che siano trasmissibile via aerea.

? Essere sanificata e/o disinfettata per riutilizzarla dopo l?uso e questo, per esempio, con normali cicli di lavaggio domestico a 60? o stirandola con un normale ferro da stiro a vapore.

Con questo la mascherina protettiva secondo l?invenzione e il metodo per il suo ricondizionamento permettono di raggiungere gli scopi prefissati, in particolare di mettere a disposizione una mascherina protettiva delle vie respiratorie e di ridurre la quantit? delle mascherine necessarie per proteggere una persona per usi ripetuti e prolungati. Ogni strato della mascherina ha una sua logica di finalit? e funzione. La scelta di mettere assieme in una variante preferita dell?invenzione tre tessuti, ? stata fatta in funzione di ottenere un prodotto che rispecchiasse tutta una serie di esigenze che l?utilizzatore finale deve avere: sicurezza, confort, praticit?, riutilizzo, traspirabilit?.

Le nuove tecnologie offrono e offriranno in futuro delle soluzioni alternative di fibre tecniche che creano tessuti ritrattabili con enormi vantaggi per l?utilizzatore stesso.

Anche la scelta di utilizzare per tutti i tre strati di tessuti preferibilmente una fibra di poliestere non ? a caso, tale fibra per le sue caratteristiche ad oggi ? una fra le pi? utilizzate. Con i suoi vantaggi di una buona resistenza agli agenti chimici e fisici, di essere impermeabili e resistenti allo sporco, grazie al loro basso coefficiente di assorbimento dei liquidi, non ? suscettibile di attacco microbiologico, viene utilizzato per costruire tessuti per filtraggio per varie impieghi e settori, come il settore farmaceutico, alimentare, chimico e trattamento di purificazione delle acque, si contrassegna per una rapida asciugatura, un?alta resistenza al calore, grazie anche al punto di fusione attorno ai 250?C.

Un ulteriore aspetto dell?invenzione riguarda un kit che comprende pi? mascherine, in particolare quattro. La dotazione consigliabile ? di quattro mascherine a persona: due per alternanza d?uso (una utilizzata nella giornata e una al lavaggio), due di scorta per eventuali problematiche nell?utilizzo (rottura, smarrimento, errato utilizzo nella manutenzione). Per una famiglia di tre persone il fabbisogno potrebbe ridursi a dieci pezzi tenendo conto delle scorte. Un ulteriore aspetto dell?invenzione riguarda un metodo per la produzione di una mascherina protettiva che prevede l?accoppiamento di pi? tessuti nell?ordine e con le caratteristiche sopra specificate e di applicare su due lati opposti dei tessuti sovrapposti dei mezzi di fissaggio. L?accoppiamento pu? avvenire con mezzi diversi, come la saldatura, l?incollaggio, la cucitura, ecc. La possibilit? di stampa permette inoltre un uso ?sdrammatizzato? della mascherina, rendendola pi? gradita ed accettabile nell?utilizzo soprattutto per la fascia bambini e ragazzi e in ambiente ludico-sportivo.

La stampa pu? inoltre essere usata per personalizzare la mascherina e dotarla di informazioni utili, come il grado di protezione e il modo d?uso. Su poliesteri ? possibile usare lo stampaggio a sublimazione. Il processo di sublimazione, nel settore della stampa digitale, ? la trasformazione che gli inchiostri subiscono quando, venendo a contatto col calore, si trasformano in gas (sublimano) e si uniscono in maniera stabile alla superficie del in poliestere. La sublimazione si realizza grazie a stampanti a getto d?inchiostro equipaggiate con inchiostri sublimatici a base d?acqua, utilizzando un?apposita carta per sublimazione. Successivamente, l?inchiostro ricevuto dalla carta viene trasferito sulla superficie ricevente utilizzando un?apposita calandra o pressa. Questa tecnologia ? diffusa soprattutto per personalizzare tessuto in poliestere, materiali pre-trattati in base poliestere e nylon utilizzati per realizzare tantissime applicazioni per la comunicazione visiva.

Un corpo di mascherina prevalentemente composto di fibre di poliestere stampato con inchiostri sublimatici subisce temperature a 200?C senza presentare deterioramenti delle caratteristiche dei tessuti, come la traspirabilit?, le capacit? filtranti (funzione barriera) e la capacit? di assorbire liquidi, un ulteriore prova per la resistenza a temperature calde.

La mascherina protettiva proposta combina una serie di vantaggi: ? un dispositivo medico, ? anallergica, ? traspirante, diminuisce la sudorazione (assorbe in determinate quantit? udore e altri liquidi corporee), non assorbe liquidi dall?esterno, ? ricondizionabile e sterilizzabile, ? ecologica, ed ? personalizzabile, in caso di poliesteri in particolare con la tecnologia di stampa sublimatica.

Una mascherina protettiva con le caratteristiche del preambolo della prima rivendicazione combinate con le caratteristiche di una o pi? delle rivendicazioni dipendenti, che non presenta la propriet? di essere lavabile a temperature uguali a o maggiori di 60?C e di essere trattabile con vapori di temperature uguali a o superiori a 100?C senza subire danneggiamenti ? comunque una mascherina alternativa, in particolare se presenta tre strati di tessuti (barriera ? filtro ? antistatico/antibatterico).

Le caratteristiche descritte per un aspetto dell?invenzione possono essere trasferite mutatis mutandis agli altri aspetti dell?invenzione, come si nota gi? dall?intrecciamento nelle descrizioni della mascherina protettiva e del metodo per il suo ricondizionamento secondo l?invenzione.

L?applicabilit? industriale ? ovvia dal momento in cui si mette a disposizione una mascherina protettiva riutilizzabile e riciclabile.

Gli scopi e i vantaggi detti verranno ulteriormente evidenziati nella descrizione di preferiti esempi di esecuzione dell'invenzione data a titolo indicativo, ma non limitativo.

Varianti e ulteriori caratteristiche dell?invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione dei preferiti esempi di esecuzione della mascherina protettiva e del metodo per il suo ricondizionamento viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento agli allegati disegni. In particolare possono variare, ove non specificato diversamente, numero, forma, dimensioni e materiali della mascherina e dei singoli componenti e trovare applicazione elementi equivalenti senza deviare dal concetto inventivo.

DESCRIZIONE DI PREFERITI ESEMPI DI ESECUZIONE

La fig.1 illustra in una vista laterale (a sinistra) e in una vista frontale (a destra) un primo esempio esecutivo di una mascherina protettiva secondo l?invenzione con un primo tipo di mezzi di fissaggio.

La fig.2 illustra in una vista laterale (a sinistra) e in una vista frontale (a destra) un secondo esempio esecutivo di una mascherina protettiva secondo l?invenzione con un secondo tipo di mezzi di fissaggio.

La fig.3 illustra in vista frontale l?esempio esecutivo della figura 2 con il corpo di mascherina parzialmente aperto.

La fig.4 illustra un dettaglio del corpo di mascherina della figura 3 in una sezione trasversale.

La fig. 1 illustra in una vista laterale (a sinistra) e in una vista frontale (a destra) un primo esempio esecutivo di una mascherina protettiva 10 secondo l?invenzione con un primo tipo di mezzi di fissaggio 14. La mascherina protettiva 10 ? composta da un corpo di mascherina 12 per la copertura della bocca e del naso dell?utilizzatore e di due lacci elastici 14 fissati con le loro estremit? su due lati opposti del corpo di mascherina 12. I lacci 14 vengono disposti sul retro della testa per fissare la mascherina protettiva 10 sulla testa. La qualit? elastica dei lacci 14 permette utilizzare la mascherina protettiva 10 su teste di diverse misure.

In alternativa (non rappresentata), sono previsti quattro nastri (elastici o non) che sono cuciti sui quattro angoli di due lati opposti del corpo di mascherina. I nastri, per esempio di una lunghezza di 320 mm ciascuno, vengono fissati attorno alla testa dell?utilizzatore legando i due pezzi di nastro superiori tra di loro e facendo passare l?elastico nella parte alta della nuca e legandoli tra di loro con una semplicissima asola, e facendo la stessa operazione con i due nastri nella parte sotto facendoli passare nella parte posteriore del collo.

Invece legando i due nastri laterali a coppie, cio? legando i nastri fissati sullo stesso lato del corpo di mascherina (destro con destro e sinistro con sinistro) si ottengono due anelli o cappi che possono essere passati dietro le orecchie dell?utilizzatore.

La fig. 2 illustra in una vista laterale (a sinistra) e in una vista frontale (a destra) un secondo esempio esecutivo di una mascherina protettiva 110 secondo l?invenzione con un secondo tipo di mezzi di fissaggio 114. La mascherina 110 ? regolabile tramite un sistema di bloccaggio 116 previsto su i due pezzi di elastico 114, per esempio della lunghezza di circa 400 mm ciascuno, cuciti alle loro estremit? negli angoli di destra e di sinistra del corpo di mascherina 112. Il sistema di bloccaggio 116 pu? essere uno stopper in plastica con molla, come altri sistemi utili allo scopo noti dal settore di abbigliamento o di valigeria per regolare la lunghezza di nastri o cinture. Attraverso lo stopper 116 si ? fatto passare l?elastico 114, lo stopper 116 permette di bloccare attorno alla testa o nuca, nella posizione pi? idonea all?utilizzatore la mascherina 110, il tutto schiacciando con due dita lo stopper e con altre due dita dell?altra mano si tira l?elastico come punto di trazione dello stesso.

La fig.3 illustra in vista frontale l?esempio esecutivo della figura 2 con il corpo di mascherina 112 parzialmente aperto. Si notano tre strati di tessuto A, B e C sovrapposti e accoppiati sui bordi. Su un lato il corpo della mascherina 112 ? stato aperto per far vedere sua configurazione. Lo strato B ? uno strato intermedio inserito tra lo strato A e lo strato C che durante l?uso della mascherina viene posizionato sulla faccia dell?utilizzatore, mentre lo strato A ? rivolto verso l?esterno. Il corpo di mascherina 12 della mascherina 10 della figura 1 pu? avere la stessa configurazione.

La fig.4 illustra un dettaglio del corpo di mascherina della figura 3 in una sezione trasversale per far vedere la successione degli strati A, B e C. Solitamente lo strato intermedio B ? pi? spesso degli altri strati, ma non necessariamente. I disegni rappresentati non rappresentano dimensioni o rapporti di dimensioni esatti.

Un tessuto A esterno particolarmente idoneo ? costruito con telai a navetta che permettono una trama pi? chiusa e battuta; e grazie a questa costruzione si riesce ad abbassare il passaggio degli agenti atmosferici, aria, micropolveri, raggi solari, pollini, ecc. La navetta ? la parte centrale di una macchina per tessere a navetta e contiene il filato che realizza la trama. I fili dell?ordito sono disposti paralleli tra di essi, alzando una parte di loro (per esempio i fili pari) si forma uno spazio tra i fili di ordito (il varco), una serie di fili di ordito si trova in alto, una serie di fili di ordito in basso. La navetta viene sparata trasversalmente rispetto all?estensione dell?ordito attraverso questo varco aperto e il filo inserito della trama viene serrata o ?battuta" contro il tessuto precedentemente formato. Poi le serie di fili di ordito cambiano la loro posizione, la navetta passa nella direzione opposta attraverso lo spazio formato, il filo viene ?battuto? contro il tessuto, e cos? via.

Il tessuto A ha subito un trattamento DWR (durable water repellant, trattamento idrorepellente a lunga durata) che, applicato ai tessuti esterni, protegge dalle intemperie e dall?assorbimento di liquidi esterni, facendo scivolare via gli stessi ed anche lo sporco. Il trattamento ? un trattamento a catena lunga (C6) a base di fluorocarburi che ? altamente efficace contro acqua, oli e macchie, nonch? straordinariamente resistente. Altri finissaggi, tra cui cere e siliconi, sono meno efficaci con macchie e oli e perdono la loro efficacia rapidamente, riducendo la durata effettiva di un capo e sono meno resistenti a temperature elevate.

Quando si utilizza un tessuto idrorepellente esterno, questo impedisce allo stesso di saturarsi, consentendo cos? alla barriera traspirante di fare il proprio lavoro. Il tessuto utilizzato ? un tessuto in poliestere che pu? essere stampato con stampa di sublimazione con coloranti a base d?acqua.

Un tessuto adatto ?, per esempio, l?articolo Chiffon della ditta Due Effe Srl di Legnano (MI), Italia, che ? costruito con DTY 50/72 sd (semi-dull) ? DTY 50/72 sd, ed ? composto al 100 % di poliestere con 69 fili al cm e 42 battute al cm, l?altezza greggio ? di 165 cm /- 2% e l?area 68 m<2 >+/- 2%. Il finissaggio ? del tipo (bianco naturale) termofissato e (bianco naturale) termofissato idrorepellente C6, la composizione del finito ? di 100 % di poliestere.

Il filato testurizzato a trama (DTY) ? realizzato con filato parzialmente orientato (POY). Quando il POY viene trafilato e ritorto allo stesso tempo, il prodotto finale ottenuto ? un filato trafilato testurizzato. Le specifiche tecniche del filato trafilato testurizzato lo hanno reso ideale per un'ampia gamma di applicazioni in quanto pu? essere modellato in diversi modi. Il filato trafilato DTY (draw textured yarn) si ottiene quando il poliestere POY viene contemporaneamente attorcigliato e trafilato. I filati prodotti dalla testurizzazione a getto d'aria sono chiamati filati testurizzati ad aria (ATY). Il processo di testurizzazione a getto d'aria ? un metodo puramente meccanico che utilizza un flusso d'aria fredda per produrre filati voluminosi a bassa estensibilit?.

Un esempio per un tessuto B per il posizionamento interno ? un ulteriore tessuto di 100% di poliestere, qui in fiocco, un tessuto TNT, cio? ?tessuto non tessuto?, agugliato e pressato, avente una struttura che permette di fare da filtrante tra tessuto esterno ed interno, per esempio il prodotto VAL 80

Grammature idonee sono tra 80 e 250 g/m<3>. Spessori nominali disponibili sono da 0,8 a 4.0 mm. La lunghezza massima ? variabile in base alla grammatura. Il fissaggio avviene con cucitura all?interno.

Il tessuto C ? pensato per il posizionamento a contatto con la pelle, ? per esempio il modello Goccia Cool-carbon NDF80 della ditta Manifattura Effe Pi srl (Thiene, Italia). La sua composizione si legge come segue: poliestere multibava 48%, poliestere 20%, Coolmax? 26%, Carbon Resistex? 6%. Altezza 168 cm /- 2%, peso/m<2 >140 grammi /- 5%, peso/metro lineare 235 grammi /- 7%, con trattamento idrofilico.

I fili artificiali e sintetici che sono estrusi a pi? fili molto sottili (p. es. al peso di 1 grammo per 30.000 metri) paralleli, le bave o filamenti, si chiamano multibava. Ci sono anche fili monobava o monofili, costituiti da un?unica bava. Nell?utilizzo tessile convenzionale si usano fili multibava, sono pi? morbidi.

Coolmax? ? un tessuto tecnico sviluppato per mantenere caldo e aumentare il confort. I tessuti coolmax? sono prodotti in fibre di poliestere sottoposte a un trattamento speciale che crea una particolare struttura di superficie. Queste fibre a forma quadrata o esagonale trasportano l'umidit? dalla pelle verso la superficie esterna del tessuto. Arrivata qui, l'umidit? si asciuga pi? velocemente che su altri tessuti e regola la temperatura corporea con il raffreddamento per evaporazione. Ha un?elevata traspirabilit?. La base dei tessuti coolmax? ? descritta nel brevetto US 6 427 493 Bl. Ulteriori sviluppi aggiungono l?uso di fibre a sezione ad elica. La fibra Resistex? ? ottenuta dall'unione di fibre tessili con un filamento continuo di materiale conduttivo a base di carbonio attivo.

Dimensioni, forma, e colore del corpo di mascherina 12, 112 possono variare a seconda delle necessit?. Per un adulto dimensioni sono per esempio nello stato finale cucito: larghezza 200 mm, altezza 100 mm. Quattro pezzi di elastico della lunghezza di 280 mm e di altezza variabile dai 5 mm ai 12 mm, applicati/cuciti ai quattro angoli del corpo di mascherina permettono con relativi stopper la regolazione e la corretta indossabilit? della mascherina stessa sul volto dell?utilizzatore. Con questo sistema di aggancio si permette a tutte le persone di tutte le fasce d?et? con diverse dimensioni facciali di poterla utilizzare.

Nella parte superiore della mascherina stessa ? stato inserito e cucito interiormente un pezzo di plastica o metallo sagomabile (un clip nasale), di lunghezza 100 mm e larghezza 8 mm che permette di modellare/adattare la stessa mascherina nella parte superiore al setto nasale di ogni utilizzatore, per? lasciando sempre un piccolo spazio che permetta un?ulteriore fuoriuscita verticale del vapore acqueo che la respirazione stessa normalmente genera.

La forma concava e anatomica che si ? voluto dare alla stessa mascherina con la modelleria affinch? aderisca in maniera uniforme alle varie forme del viso e facesse da copertura alle vie respiratorie naso e bocca, si ? ricavata con tre sovrapposizioni di tessuto, nelle parti laterali della stessa fermandola/bloccandola con apposita cucitura. In pi? tale lavorazione crea una forma arrotondata della mascherina lateralmente che aiuta ancora ad un?ulteriore dissipazione del vapore acqueo. I due lacci che troviamo nella parte inferiore permettono di regolare allargandola o stringendola in funzione della dimensione del viso della persona utilizzatrice. La mascherina protettiva descritta ha un peso di circa 10 grammi. Si tratta di una semimascherina per la protezione di vie aeree da contaminanti. Pu? essere utilizzata per otto ore consecutive. Una eccessiva resistenza alla respirazione indica l?ostruzione della mascherina e richiede il suo ricondizionamento secondo il metodo secondo l?invenzione.

La mascherina protettiva appartiene alla Classe I (per la regola 1 dell?allegato IX) secondo la direttiva per dispositivi medici 93/42/CE e soddisfa i requisiti essenziali di cui all?Allegato I della medesima direttiva. Inoltre, il dispositivo di protezione individuale ? conforme allo standard UNI EN 14683:2019 (Mascherine facciali ad uso medico ? Requisiti e metodi di prova).

La differenza ed il valore che ha in pi? questa nuova mascherina ? la possibilit? che sia riutilizzabile e sanificabile dopo ogni utilizzo giornaliero con delle normalissime operazioni di lavaggio, fattibili in casa ed anche quando una persona si trova fuori casa per lavoro, per studio, tempo libero e sport, quando il lavaggio ed il risanamento viene dato in gestione a terzi (lavanderie), lavandola con cicli di lavaggio per esempio a 60?C con detersivi usuali e stirandola poi a vapore a temperature sopra i 100?C.

Nel ciclo di lavaggio i tre parametri che possono influenzare la riduzione dei germi sono la temperatura, il tipo di detersivo con eventuali additivi e la durata. La temperatura gioca un ruolo importante, ma ? vincolata anche alla tipologia di tessuto da lavare. Un ciclo Cotone a 90?C si pu? considerare un buon disinfettante dei tessuti, come ad esempio il ciclo ?SANITARY? presente in molte macchine. Questo ciclo mantiene la temperatura del bagno di lavaggio sopra gli 80?C per circa 10 minuti e riduce la carica batterica termicamente. Il ciclo ? stato certificato da un istituto tedesco secondo le normative EN 1174-1 , EN1632-2 e le linee guida del RKI (Robert-Koch-Institut, Germania) valutando la riduzione batterica dei Staphylococcus aureus e del Enterococcus faecium.

Come si pu? immaginare il detersivo riduce la carica batterica per azione chimica. Molti detersivi non hanno il candeggiante, in particolare i liquidi, e questo, se abbinato a temperature di lavaggio piuttosto basse (< 40?C), potrebbe causare una scarsa riduzione batterica. Esistono in commercio anche degli additivi igienizzanti che eventualmente possono essere integrati ai detersivi liquidi senza candeggianti e che sono compatibili sia con i colori che con i sintetici. Un risciacquo abbondante aiuta alla rimozione e l?evacuazione dei germi. Il tipo di costruzione del tessuto A consente di abbassare il passaggio degli agenti atmosferici come micropolveri, agenti inquinanti, raggi solari, pollini ed altri microelementi. Il trattamento idrorepellente a lunga durata applicato ai tessuti esterni protegge dagli agenti atmosferici e dall?assorbimento di liquidi esterni, conferendo al tessuto un'ottima caratteristica idrofobica. La stampa decorativa che lo distingue ? eseguita a base d'acqua ed in assenza di coloranti.

Lo strato centrale ? costituito da un tessuto non tessuto agugliato pressato ed ? il vero e proprio filtro.

Lo strato pi? interno a contatto con la con la fibra di poliestere e carbonio clinicamente stabile si comporta come un ?secondo strato di pelle? consentendo al vapore e all?umidit? di fuoriuscire all?esterno. L?inserimento nel tessuto di filamenti di carbonio protegge il capo dall?assorbimento di energia statica e disperde le cariche elettrostatiche accumulate durante l?attivit? lavorativa. Questo strato possiede qualit? antistatiche, batteriostatiche unitamente alla capacit? di essere traspirante, ottimo termoregolatore e schermante dall?assorbimento di energia statica, dall?elettrosmog e dai raggi UV.

L?esempio esecutivo qui descritto ? una maschera facciale ad uso medico, classificata di tipo I secondo lo standard europeo EN 14683: 2019, ovvero utilizzata esclusivamente da pazienti e/o altre persone al fine di ridurre il rischio di diffusione delle infezioni, in particolare in situazioni di epidemie o pandemie. La mascherina protettiva non ? idonea per essere utilizzata da personale medico all?interno di sale operatorie o altri contesti medici con requisiti similari. La mascherina protettiva proposta ha superato l?analisi dei rischi in accordo con la norma UNI CEI EN ISO 14971: 2020 (Dispositivi medici - Applicazione della gestione dei rischi ai dispositivi medici) e l?analisi della carica batteriologica (bioburden) secondo EN ISO 11737-1: 2018, come i test di biocompatibilit? secondo le norme UNI EN ISO 10993-1: 2010, UNI EN ISO 10993-10: 2013 e UNI EN ISO 10993-12: 2012.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Mascherina protettiva (10; 110) per filtrare l?aria di respirazione di una persona, in particolare una semimaschera facciale, comprendente (a) un corpo di mascherina (12; 112) per coprire la bocca e il naso della persona comprendente uno o pi? strati di tessuto (A, B, C) sovrapposti; e (b) mezzi di fissaggio (14; 114) collegati a detto corpo di mascherina (12; 112) atti a fissare detta mascherina protettiva (10; 110) sulla testa di detta persona, caratterizzato dal fatto che detto corpo di mascherina (12; 112) ? lavabile a temperature ? 60?C e/o trattabile con gas o vapori caldi, in particolare vapore acqueo, a temperature ? 100?C.
2. 2) Mascherina protettiva (10; 110) secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto tessuto (A, B, C) comprende prevalentemente poliesteri, in particolare con contenuti che variano dal 90 % m/m al 100% m/m.
3. 3) Mascherina protettiva (10; 110) secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzata dal fatto che detto corpo di mascherina comprende i seguenti tre strati di tessuti sovrapposti: (a-1) un primo tessuto (A) che durante l?uso della mascherina (10; 110) ? rivolto verso l?esterno; (a-2) un secondo tessuto (C) che durante l?uso della mascherina (10; 110) ? appoggiato sulla faccia della persona; e (a-3) un terzo tessuto (B) che ? interposto tra detto primo tessuto (A) e detto secondo tessuto (C), in cui (i) detto primo tessuto (A) ? idrorepellente, (ii) detto secondo tessuto (C) comprende delle fibre antistatiche, in particolare fibre di carbonio, e (iii) detto terzo tessuto (B) ? un tessuto non tessuto agugliato, preferibilmente pressato.
4. 4) Mascherina protettiva (10; 110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che: (i-1) detto primo tessuto (A) ? un tessuto con ordito e trama che s?incrociano con un angolo essenzialmente rettangolare tra di essi come ottenibile con un telaio a navetta; e (i-2) detto secondo tessuto (C) ? un tessuto del tipo double jersey.
5. 5) Mascherina protettiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto primo (A) e detto terzo tessuto (C) sono composti di 100 % di poliestere e che detto secondo tessuto (B) comprende almeno il 90 % di poliestere.
6. 6) Mascherina protettiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti mezzi di fissaggio (14; 114) sono dotati di regolatori (16; 116) della lunghezza dei mezzi di fissaggio (14; 114).
7. 7) Mascherina protettiva (10; 110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che secondo la norma UNI EN 14683: 2019 detta mascherina (10; 110) presenta una efficienza di filtrazione batteriologica ? 95% e una traspirabilit? di ?p < 40 Pa/cm2.
8. 8) Metodo per il ricondizionamento di mascherine protettive (10; 110) comprendente le seguenti fasi: (I) messa a disposizione di una mascherina protettiva (10; 110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in particolare una mascherina protettiva contaminata; (IIa) lavaggio di detta mascherina protettiva (10; 110) a temperature ? 60?C e/o (IIb) trattamento di detta mascherina protettiva (10; 110) con gas o vapore, per esempio vapore acqueo, a temperature ? 100?C, in particolare con un ferro da stiro.
9. 9) Metodo per il ricondizionamento di mascherine protettive (10; 110) secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che vengono eseguite entrambe le fasi (IIa) e (IIb).
10. 10) Metodo per il ricondizionamento di mascherine protettive (10; 110) secondo la rivendicazione 8 o 9 caratterizzato dal fatto che almeno una delle fasi (IIa) e (IIb) oppure entrambe vengono ripetute tra una contaminazione della maschera e l?altra.