CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo técnico de sectores higiénico- sanitarios de cualquier tipo, así como artículos de protección, dispositivos de seguridad, respiradores y purificadores de aire contra partículas nocivas, microorganismos y virus particularmente en máscaras o cubre-bocas antivirales. Además, la máscara cuenta un sistema capacitor y electrónica. Por lo que se necesita un uso fácil de una máscara bacteriostática, antiviral, antibacterial como auto-limpiable, realiza la tarea de filtrado de aire para eliminar el polvo, partículas nocivas como polen de plantas, alérgenos, microbios, hongos y virus en el aire como estafilococo aureus, NHN1 y Sars-Cov-2 (covid-19), entre otros. La máscara tiene la cualidad de proteger y filtrar en distintos escenarios tales como una oficina, automóvil, plazas comerciales, hospitales, centros deportivos, entre otros.

ANTECEDENTES

Es un hecho que el cubre bocas es de uso obligatorio aprobado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), en épocas de pandemia por COVID-19 que han afectado a toda la humanidad en su estilo de vida. También es un hecho que la mayoría de las personas ocupan un cubre-boca diferente de acuerdo a sus necesidades, generando un problema de contaminación ambiental. Por esto, es importante que la máscara no solo fuera antiviral sino auto-limpiable así como amigable con el medio ambiente. Hoy en día las máscaras tienen entre 0 a 20% de eficiencia para cubre-bocas de una sola capa (Konda et al, 2020), en cubre-bocas quirúrgicos de tela no tejida de hasta 3 capas su efectividad es de 60-90% (Oberg et al, 2008) y (Ramírez, 2021 ), los cubre-bocas del tipo “N95 y KN95” tienen una efectividad del 95-98% con partículas mayores a 0.3 mieras (MacIntyre et al, 2011 ; Ramírez, 2021 ) recomendados por la OMS. Sin embargo, dado el tamaño del SARS-COV-2 (50nm-200 nm) (Zangmeister , 2020) esto provoca que tenga una eficiencia respecto al SARS-COV-2 del 60% en general. Y para los cubre-bocas hechos en casa tienen una eficiencia de 1 .9-3% (Van der Sande et al, 2008). Por lo que, se quiere satisfacer por lo menos en los escenarios de la vida cotidiana en los que es obligatorio un cubre bocas.

En la actualidad surge la necesidad de conferir nuevas propiedades para los cubre- bocas, por ejemplo ser antiviral. Está comprobado que las proteínas del Sars-Cov- 2 (covid-19) de tipo S son sensibles a campos eléctricos en un rango de la magnitud de 10 ⁴ Vm ^-1 a 10 ⁷ Vm ^-1 . Así mismo los campos eléctricos (CE) moderados superiores a 1 volt por nanómetro (1^ o l0 ⁹ Vm ^-1 ) puede degradar proteínas enteras e incluso romper enlaces químicos del COVID-19. Los cambios en la estructura del virus son tan importantes que se produce una pérdida completa de partes importantes para generar uniones de las proteínas en unos pocos nanosegundos (ns), a esto se le llama desnaturalización. Esta desnaturalización completa de la proteína del tipo S del Sars-Cov-2 se obtiene a campos eléctricos moderados con magnitud (10 ⁹ V m ^-1 ). Por esto se concluye que la proteína de pico de SARS-CoV-2 (y especialmente su RBD) es inusualmente vulnerable a campos eléctricos externos (Arbeitman, C.R, 2021 ). Además, se ha predicho teóricamente y se ha demostrado experimentalmente que los campos eléctricos (CE) estáticos y dependientes del tiempo son capaces de inducir cambios en la estructura o incluso daños irreversibles en las proteínas de otros tipos del virus NHN1 , etc (Hekstra, D. R. et. al. 2016; Jiang, Z. et. al., 2019; Ojeda-May, P. & García, 2010; Bekard, I. & Dunstan, 2014; Urabe, G et. al., 2020). Así mismo gran variedad de este tipo de proteínas son sensibles a campos eléctricos moderados como las proteínas que impiden las uniones entre sí con la insulina, por ejemplo, de la estructura secundaria de la insulina se desnaturaliza a 0,25 V / nm (2.5 x 10 ⁸ V m ^-1 ) o una intensidad del campo eléctrico superior (Xianwei Wang et al, 2014). Más aún en otro artículo científico los resultados indicaron deformación de otras proteínas como las estructuras cuaternarias y terciarias de la ureasa al exponerse a un campo eléctrico con una amplitud de 250 kV / cm o (2.5 % 10 ⁷ V m ^-1 ) o superior obteniendo una disminución en la actividad enzimática (Urabe, G et. al., 2020).

Existen pruebas de propiedades antibacteriales con el uso de campos eléctricos, (Qi, M et. al., 2021 ), se expuso el Staphylococcus aureus a campos electroestáticos del estilo de pinchazo en placas y en periodos de 15 minutos a 13 kV/ cm (1.3 x 10 ⁶ Vm ^-1 ) y se obtuvo una tasa de mortalidad del (95-99%). Así mismo en un segundo experimento con periodos de 30 minutos a 13 kV/ cm o (1.3 x 10 ⁶ Vm ^-1 ) y se obtuvo una tasa de mortalidad del (99.99%), logrando que sea antibacterial en periodos prolongados de campos eléctricos (Qi , M et. al., 2021 ). Además existen también pruebas experimentales que demuestran los efectos de los campos eléctricos en distintos tipos de virus y bacterias, por ejemplo la bacteria Staphylococcus aureus conocido como estafilococo áureo o estafilococo dorado se expuso a campos eléctricos de 60 kV / cm (6 x 10 ⁶ Vm ^-1 ) en busca de cambios ultra-estructurales, utilizando técnicas de microscopía electrónica de barrido y transmisión; la superficie de la bacteria era rugosa después del tratamiento con campo eléctrico cuando se observó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). La pared celular se rompió y el contenido citoplásmico se escapaba del microorganismo después de la exposición a 64 pulsos a 60 kV / cm o (6 x 10 ⁶ V m ^-1 ) en un nanosegundo (ns), cuando se observó mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM). El aumento de la inactivación con un aumento de la intensidad del campo eléctrico puede estar relacionado con el aumento del daño a los microorganismos (Pothakamury, et. al., 1997). Un estudio examino el efecto letal de los campos eléctricos pulsados (CEP) en cuatro organismos suspendidos en un medio como, Escherichia coli, Listeria innocua, Leuconostoc mesenteroides y Saccharomyces cerevisiae dado que estos son difierentes en su tamaño, forma y construcción de la pared celular. La intensidad del campo eléctrico, la duración del pulso y el número de pulsos se variaron en los rangos de 25 a 35 kV / cm (2.5 x 10 ⁶ V m ^-1 a 3.5 x 10 ⁶ V m ^-1 ), 2 a 4 ps y 20 a 40 pulsos, respectivamente. Los resultados mostraron que Saccharomyces cerevisiae fue el organismo más sensible con una reducción de poblacional, seguido de Escherichia coli, cuando fueron expuestos a 30 kV / cm (3 x 10 ⁶ V m ^-1 ), y 20 pulsos con 4 ps de duración sin embargo los organismos más resistentes fueron Listeria innocua y Leuconostoc mesenteroides, al aumentar la intensidad del campo eléctrico a 35 kV / cm (3.5 x lO ⁶ Vm ^-1 ) y 40 pulsos con 4 ps de duración de pulso, se observaron marcadas reducciones de viabilidad. El calor, que se genera durante el proceso, tiene un efecto de destrucción limitado sobre los microorganismos, por lo que la reducción observada puede atribuirse al tratamiento con CEP. Aunque la microscopía electrónica de transmisión de los microorganismos tratados con CEP no confirmó el daño de la membrana (Aronsson, et. al., 2001 ). Se considera que la inactivación resultante de microorganismos está relacionada tanto con la intensidad del campo eléctrico y el tiempo total de tratamiento (Sale y Hamilton, 1967; Hulsheger, Potel y Niemann, 1983). Si se induce un potencial transmembrana, la diferencia de potencial inducida a través de la membrana es proporcional a la intensidad del campo eléctrico externo (Sale y Hamilton, 1967), cuando este potencial alcanza un valor crítico de aproximadamente 1 V para un lípido bimolecular de membrana, esta se rompe (Kinosita y Tsong, 1977). Con las bacterias aeróbicas coliforme total y Salmonella typhimuñum se examinaron los efectos de la corriente eléctrica continua pulsada con corriente eléctrica y nivel de voltaje. La estimulación eléctrica (620 v) durante 20 y 60 s disminuyó los recuentos de bacterias coliformes en un promedio de 81% en comparación en una área proteínica sin tratar. Las áreas proteínicas sometidas a 3, 6, 12 y 24 pulsos a 400 v / 2,5 cm (1.6 x 10 ⁴ Vm ^-1 ) redujeron los recuentos de S. typhimuñum en comparación con las áreas proteínicas sin tratar. Un nivel de voltaje de 1200 v / 2,5 cm o (4.8 x l0 ⁴ Vm ^-1 ) redujo el número de S. typhimuñum en un 82% en comparación con áreas proteínicas que no recibieron estimulación eléctrica (Bawcom, et. al., 1995).

Hay diversos documentos de patentes los cuales describen máscaras para distintas situaciones afines tal como el documento de patente con número de registro ES 1247634 U, el cual presenta una mascarilla de boca y nariz, que, aunque se puede esterilizar no es auto-limpiable ni antiviral. En otro documento de solicitud de patente ES 1247683 U, la cual tiene un filtrante germicida y circuito eléctrico sensitivo a rayos (UV), pero no es auto-limpiable. Así mismo, en la patente con número de concesión ES 1247687 U, muestra una máscara de ojos con filtro interno de PVC, pero no aniquila virus, ni es reutilizable. En referencia al último aspecto, en la solicitud de patente con número de registro ES 1247750 U, se muestra una máscara de protección reutilizable con filtro intercambiable, si bien es reutilizable no elimina virus, ni es auto-limpiable. En cambio en otro documento de patente con numero ES 1248263 U, es una máscara de protección de tela que se asegura al cuello para un mejor soporte, no es reutilizable ni aniquila virus de algún tipo. Finalmente, en otra solicitud de patente ES 1248305 U, se presenta una máscara protectora de tela de no tejida monocapa (TNT), es desechadle y solo detiene al virus en su superficie.

Los objetivos de la presente invención antes referidos y aun otros no mencionados, serán evidentes a partir de la descripción de la invención y las figuras que con carácter ilustrativo y no limitativo la acompañan, que a continuación se presentan.

REFERENCIAS

Konda A, Prakash A, Moss GA, Schmoldt M, et al. Aerosol filtration efficiency of common fabrics used in respiratory cloth masks. ACS Nano 2020; 14 (5): 6339- 6347. https://doi.Org/10.1021/acsnano.0c03252

Oberg T, Brosseau LM. Surgical mask filter and fit performance. Am J Infect Control 2008; 36 (4): 276-82. DOI: 10.1016 / ¡.aiic.2007.07.008

Ramirez-Guerrero, J. A. (2021 ). La importancia del cubre-bocas en la población general durante la pandemia de COVID-19. Medicina Interna de México, 37( ), 94- 109.

MacIntyre CR, Wang Q, Cauchemez S, Seale H, et al. A cluster randomized clinical trial comparing fit-tested and non-fit-tested N95 respirators to medical masks to prevent respiratory virus infection in health care workers. Influenza Other Respir Viruses 201 1 ; 5 (3): 170-179. DOI: 10.1111 / ¡.1750-2659.2011 .00198.x Zangmeister, C. D., Radney, J. G., Vicenzi, E. P., & Weaver, J. L. (2020). Filtration efficiencies of nanoscale aerosol by cloth mask materials used to slow the spread of SARS-CoV-2. ACS nano, 14(7), 9188-9200.

Van der Sande, Teunis P, Sabel R. Professional and homemade face masks reduce exposure to respiratory infections among the general population. PLoS One 2008; 3 (7): e2618. httDs://doi.org/10.1371 /¡ournal.Done.0002618

Arbeitman, C.R., Rojas, P., Ojeda-May, P. et al. The SARS-CoV-2 spike protein is vulnerable to moderate electric fields. Nat Commun 12, 5407 (2021 ). https://doi.Org/10.1038/s41467-021 -25478-7

Hekstra, D. R. et al. Electric-field-stimulated protein mechanics. Nature 540, 400- 405 (2016)

Jiang, Z. et al. Effects of an electric field on the conformational transition of the protein: a molecular dynamics simulation study. Polymers 11 , 282 (2019)

Ojeda-May, P. & Garcia, M. E. Electric field-driven disruption of a native p-sheet protein conformation and generation of a helix-structure. Biophys. J. 99, 595-599 (2010)

Bekard, I. & Dunstan, D. E. Electric field-induced changes in protein conformation. Soft Matter 10, 431-437 (2014).

Urabe, G., Katagiri, T. & Katsuki, S. Intense pulsed electric fields denature urease protein. Bioelectricity 2, 33-39 (2020). http://doi.Org/10.1089/bioe.2019.0021

Qi, M„ Zhao, R„ Liu, Q„ Yan, H., Zhang, Y., Wang, S„ & Yuan, Y. (2021 ). Antibacterial activity and mechanism of high voltage electrostatic field (HVEF) against Staphylococcus aureus in medium plates and food systems. Food Control, 120, 107566. https://doi.Org/10.1016/j.foodcont.2020.107566

Pothakamury, U.R.; Barbosa-Canovas, G.V.; Swanson, B.G.; Spence, K.D. (1997). Ultrastructural changes in Staphylococcus aureus treated with pulsed electric fields / Cambios ultraestructurales en Staphylococcus aureus sometida a campos eléctricos pulsantes. Food Science and Technology International, 3(2), 113-121. doi : 10.1177/108201329700300206 Kristina Aronsson, Martin Lindgren, Bengt R. Johansson, Ulf Ronner, “Inactivation of microorganisms using pulsed electric fields: the influence of process parameters on Escherichia coli, Listeria innocua, Leuconostoc mesenteroides and Saccharomyces cerevisiae”, Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 2, Issue 1 , 2001 , Pages 41 -54, ISSN 1466-8564, httDs://doi.org/10.1016/S1466-8564(01100021 -2.

Sale, A. J. H., & Hamilton, W. A. (1967) . Effects of high electric fields on microorganisms. (I) Killing bacteria and yeast. Biochimica et Biophysica Acta 148, 781 - 788. Hulsheger, H., Potel, J., & Niemann, E. G. (1983) . Electric field effects on bacteria and yeast cells. Radiation and Environmental Biophysics 22, 149-162.

Kinosita, K., & Tsong, T. Y. (1977) . Hemolysis of human erythrocytes by a transient electric field. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74 (5), 1923-1927. Bawcom, D.W., Thompson, L.D., Miller, M.F., Ramsey, C.B., 1995. Reduction of microorganisms of beef surfaces utilizing electricity. J. Food Protect. 58, 35-38.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1 : Vista isométrica frontal sin ensamblar del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semi-conductoras con capa de recubrimiento 1 , a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPUC), formado por las piezas 101 , 102, 103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención), 204 (cable de cobre que no forma parte de la invención) 205 y 206 (baterías eléctricas que no forman parte de la invención), 207, 208, 209, 210, además de los medios de sujeción 301 y 303 que permiten fijar una banda elástica que no es parte de la invención, 302 (botón de apagado y encendido que no forma parte de la invención), 304a y 304b.

Figura 2: Vista lateral sin ensamblar del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semi-conductoras con capa de recubrimiento 1 , a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPUC), donde se muestran las piezas 101 , 102, 103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención), 204 (cable de cobre que no forma parte de la invención) 205 y 206 (baterías eléctricas que no forman parte de la invención), 207, 208 (tela de carbón activado que no forma parte de la invención), 209 y 210, además de los medios de sujeción 301 y 303 que permiten fijar una banda elástica que no es parte de la invención y 304b.

Figura 3: Vista lateral ensamblada del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semi-conductoras con capa de recubrimiento 1 a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPUC), donde se muestran las piezas 101 , 102,103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención) y 210, además del medio de sujeción 303 que permite fijar una banda elástica que no es parte de la invención y la pieza 304b.

Figura 4: Vista isométrica lateral ensamblada del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semi-conductoras con capa de recubrimiento 1 , a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPUC), donde se muestran las piezas 101 , 102, 103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención), además de los medios de sujeción 301 y 303 que permiten fijar una banda elástica que no es parte de la invención, 304a y 304b.

Figura 5: Vista frontal trasera ensamblada del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con capa de recubrimiento 1 , de telas semiconductoras a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPU), donde se muestran las piezas 102, 207, 209, 210, además de los medios de sujeción 301 y 303 que permiten fijar una banda elástica que no es parte de la invención, 304a y 304b.

Figura 6: a) Vista isométrica ensamblada del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semi-conductoras con capa de recubrimiento 1 , a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPUC), donde se muestran las piezas 101 , 103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención), además de 301 , 302 (botón de apagado y encendido que no forma parte de la invención), 305 (rostro humano que no forma parte de la invención) y 306 (cinta ajustable que no forma parte de la invención), b) Vista superior ensamblada del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con telas semiconductoras con capa de recubrimiento 1 , a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPU), donde se muestran las piezas 101 ,102, 103, 201 , 202, 203 (foco LED que no forma parte de la invención), además de los medios de sujeción 301 y 303, 302 (botón de apagado y encendido que no forma parte de la invención), 304a, 304b, 305 (rostro humano que no forma parte de la invención) y 306 (cinta ajustable que no forma parte de la invención).

Figura 7: a) Vista isométrica frontal de la tela con recubrimiento 2 del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable, de telas semi-conductoras a base de una formulación o telas con 100% de TPU conductor (TPU), formado por las piezas 501 que es una tela no conductora a base de un elastómero termoplástico y 502 que es un recubrimiento semi-conductor durante la misma impresión, b) Vista isométrica frontal del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable, con placa conductora metálica, formado por las piezas 501 que es una tela no conductora a base de un elastómero termoplástico, 504 que es una placa conductora metálica y 503 que es otra tela no conductora a base de un elastómero termoplástico.

Figura 8: Diagrama del circuito del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable.

Figura 9: Vista frontal de la tela, donde se muestran los puntos, 401 , 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 409, 410, 411 , 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421 , 422, 423, 424, 425 (que son puntos de voltaje).

Figura 10: Diagrama del proceso de fabricación del cubre-bocas bacteriostático, antiviral, antibacterial y auto-limpiable con capa de recubrimiento 1 y 2, , el proceso de telas semi-conductoras a base de 100% de TPU conductor (TPUC) y el proceso de telas de poro sellado con la base de algún tipo de elastómero termoplástico, el proceso de telas con alguna formulación con base a TPUC y algún tipo de elastómero termoplástico (AET), el proceso con algún tipo de recubrimiento ya sea a base de alguna formulación para telas semi-conductoras así como un recubrimiento de 100% de TPU conductor o con alguna formulación .de TPUC y algún elastómero termoplástico (AET).

Figura 10: a) Vista frontal de una fotografía de un segmento de la capa de poro sellado obtenida por impresión 3D con punto de escala de 100 mieras, b) Vista trasera de una fotografía de un segmento de la capa de poro sellado obtenida por impresión 3D con punto de escala de 100 mieras, c) Ampliación de una zona de la capa de poro sellado obtenida por impresión 3D con punto de escala de 100 mieras Figura 12: a) Vista frontal de una fotografía de la punta del multímetro con punto de escala de 600 mieras, b) Vista lateral de una fotografía de la punta del multímetro con línea de escala de 30 mieras.

Figura 13: Vista frontal aumentada de una fotografía de la punta del multímetro con malla de escala de 1 .2 mieras por lado cuadrado. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Esta invención hace referencia a una máscara auto-limpiable, bacteriostática, antibacerial y antiviral que sirve para distintas situaciones cotidianas sin necesidad de ocupar otros accesorios que los de la presente invención. La invención del cubre- bocas o máscara auto-limpiable es su diseño multicapa de poro sellado formado por una capa interna y una externa ambas obtenidas por impresión 3D, la capa externa es una tela semi-conductora con propiedad de capacitancia eléctrica; esto permite la eliminación de virus, bacterias y hongos además de generar la propiedad de auto- limpieza. Además del diseño bicapa, está constituido por una válvula dual de exhalación e inhalación para filtración de aire (entrante y saliente), y un porta-pilas; preferente a base de capas de telas que forman una multicapa, tela de carbón activado y tela electro-hilada de alcohol de polivinilo. Esto permite que pueda utilizarse en los siguientes escenarios tales como quirúrgicos, deportivos, cerrados o públicos entre otros dependiendo de las necesidades del usuario. Dichos usos/escenaños, son simples ejemplificaciones, por lo tanto, no limitan la invención.

Con referencia a las figuras de la 1 a la 7 de la presente invención proporciona una solución técnica: un modelo de cubre-bocas bacteñostático, auto-limpiable, antibacterial y antiviral del tipo capa de recubrimiento (101 ), con 100% de TPU conductor o con una formulación de TPU conductor (101 ) y otra capa base (102) de algún tipo de elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), pol ietileno tereftalato gl icol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ). Ambas capas (101 ) y (102) impresas por medio de tecnología aditiva, la capa (102) es una tela de poro sellado no conductora y la capa (101 ) es la tela de capa de recubrimiento 1 , es una tela que conduce electricidad con 100% de TPU conductor o también pueden ser telas semiconductoras a base de algún tipo de formulación con la característica de ser TPU conductor más algún tipo de elastómero termoplástico o polímero flexible. La capa (101 ) tiene un compartimiento donde se colocan pilas que son sujetadas por la pieza de soporte (103) hecha a base de algún tipo de polímero termoplástico no conductor. Las baterías (205) y (206) crean una capacitancia con el arreglo multicapa del cubre-bocas, crea un campo eléctrico continuo en forma de barrera sin poro (por el principio de placa eléctrica) para eliminar los virus (por ejemplo Sars- Cov-2 o Covid-19, entre otros). La pieza (202) que es la tapa del porta pilas (202), (103) y (207) impreso con tecnología aditiva, se embona directamente por su parte delantera haciendo presión con sus medios de sujeción con la pieza (101 ) y (103); a su vez la pieza (207) de la figura 2, es la base del porta pilas impreso con tecnología aditiva y embona directamente con sus medios de sujeción en la parte delantera haciendo presión en la parte baja de (101 ), dejando las pilas (205) y (206) en el interior del porta pilas. La pieza (203) es un foco LED conectado a la pieza (101 ) que es la tela con 100% de TPU conductor ó también conectado a telas semiconductoras a base de algún tipo de formulación con la característica de ser TPU conductor más algún tipo de elastómero termoplástico o polímero flexible y la pila superior (205) forman un circuito eléctrico que es conductor de carga para el cubre- bocas, la pieza (204) que es un cable de cobre enrueda las pilas (205) y (206) hasta la parte trasera de la pieza (102). Esto para mandar carga eléctrica directa a la tela semi-conductora (101 ), generando un circuito cerrado de energía eléctrica donde el foco LED está prendido como mecanismo de monitoreo. La pieza (201 ) es la tapa de la válvula dual de inhalación y exhalación impresa por tecnología aditiva se sujeta por sus medios de sujeción como parte de la invención hacia la pieza (210) que es la base de la válvula dual de inhalación y exhalación (igualmente impresa por tecnología aditiva), en medio de estas dos piezas se encuentra la pieza (209) que es un diafragma de inhalación y exhalación (igualmente impreso en 3D) que se cierra cuando el usuario inhala y se abre al exhalar. Finalmente, en la válvula dual de exhalación e inhalación se encuentra junto con la tela semi-conductora con 100% de TPU conductor ó también pueden ser telas semiconductoras a base de algún tipo de formulación con la característica de ser TPU conductor más algún tipo de elastómero termoplástico o polímero flexible, la válvula de respiración dual que está conformada por la pieza (201 ) que es la tapa de la válvula dual de exhalación e inhalación se introduce por sus medios de sujeción a las piezas (101 ) y (102). Además de esto la pieza (210) que es una base de la válvula dual de exhalación e inhalación que se introduce por presión a los medios de sujeción de (201 ), entre la tela (102) y la base (210) se encuentran las piezas (208) que es una tela de carbón activado y una membrana de alcohol de poli -vinilo para filtrar partículas nocivas de tamaño mayores a 50 nanómetros y la pieza (209) que es un diafragma que permite la exhalación e inhalación. La función de la membrana de alcohol de pol i-vi ni lo junto con la tela de capa de recubrimiento 1 , ya sea con 100% de TPU conductor ó telas semi-conductoras a base de una formulación con TPU conductor y algún elastómero termoplástico o polímero flexible genera una capacitancia al interior de la válvula dual de exhalación e inhalación.

Además de contar con las piezas (301 ) y (303) que son piezas de sujeción (impresas por medio de manufactura aditiva) que se unen con la pieza (306) que es preferentemente una cinta elástica o autoajustable, dicha cinta se sujeta a través del cuello o parte trasera de la cabeza (305), además de tener la pieza (302) que es un botón de prendido y apagado para el ahorro de energía del cubre-bocas, así como la pieza (304) que se divide en (304a y 304b) que es una goma de respaldo interior impresa en 3D para nariz que asegura y da una mayor comodidad al usuario, no permite la salida del aire por esto ya no se empañan los lentes, gafas etc del usuario, su diseño se amolda a todo tipo de rostro.

Con respecto a las capas (501 ) que es una capa no conductora y (502) que es una capa conductora impresa en el mismo cubre-bocas con esto estas dos capas son un recubrimiento adherido a base de otro proceso de manufactura dicho proceso da un modelo de cubre-bocas bacteñostático, auto-limpiable, antibacterial y antiviral del tipo capa de recubrimiento 2, con 100% de TPU conductor, o de algún tipo de formulación de TPU conductor y algún tipo de elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), este nuevo modelo con un proceso de manufactura distinto comparte el mismo principio de placa eléctrica en su capa de recubrimiento (502) que es impresa por medio de tecnología aditiva esta capa es una tela o película de poro sellado, así mismo se puede crear otro tipo de cubre-bocas con las piezas (501 ) y (503) que son capas no conductoras impresas en 3D de poro sellado realizadas con los mismos elastómeros termoplásticos con una pieza (504) que es una capa metálica dicha capa se pone en medio de (501 ) y (503), este nuevo modelo con un proceso de manufactura distinto comparte el mismo principio de placa eléctrica en su capa metálica (504). Con referencia a la figura 8 de la presente invención proporciona una solución técnica: un circuito eléctrico que resume el funcionamiento del cubre-bocas antiviral, antibacterial, bacteriostático y auto-limpiable, incluye una fuente de alimentación (V1 ), un modelo de capacitancia compatible con sea cual sea el tipo de cubre-bocas auto-limpiable (C1 ), un diodo LED (D1 ) y un botón de prendido y apagado (S1 ).

Con referencia a la figura 9 de la presente invención representa los puntos de carga de cada uno de los modelos tanto la tela de capa de recubrimiento 1 , con 100% de TPU conductor o con la formulación de TPU conductor y algún elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), para telas semi-conductoras así mismo para el modelo con la tela de capa de recubrimiento 2, con 100% de TPU conductor o con la formulación TPU conductor y algún elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC- ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), para un recubrimiento con telas semi-conductoras y sus distintas formulaciones de materiales semi-conductores con y sin pausa de impresión, dichos puntos de carga son (401 ), (402), (403), (404), (405), (406), (407), (408), (409), (410), (411 ), (412), (413), (414), (415), (416), (417), (418), (419), (420), (421 ), (422), (423), (424) y (425) para demostrar que el cubre-bocas tiene un campo unificado en todo el cubre-bocas sin importar el modelo.

Con referencia a la figura 10 de la presente invención es un diagrama de proceso que resume cada uno de los procesos a seguir para cada tipo de cubre-bocas ya sea de tela simple flexible no conductora de poro sellado, la tela de capa de recubrimiento 1 que es una tela semi-conductora ya sea con la formulación TPU conductor y algún elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC- ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), o telas semiconductoras con telas semi-conductoras con 100% de TPU conductor así como un proceso para tela de capa de recubrimiento 2, que es una tela con semi-conductora a base de algún tipo de formulación de TPU conductor y algún elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), o telas semi-conductoras a base de algún tipo de formulación o con 100% de TPU conductor así como sus respectivos diafragmas de respiración, además de los pasos a seguir para manufacturar los accesorios del cubre-bocas bacteriostático, auto-limpiable, antibacterial y antiviral que son los aparatos de sujeción, base y tapa de pilas, así como la válvula dual de exhalación e inhalación. Con referencia a la figura 11 de la presente invención proporciona una solución técnica: múltiples fotografías con escala de cuadrado a 100 mieras demostrando películas o telas de poro sellado de vahas caras ya sea la cara de la cama caliente de impresión y la cara de impresión final del cubre-bocas.

Con referencia a las figuras 12 y 13 de la presente invención proporciona una solución técnica: fotografía con escala de 600 mieras del ancho de la punta del multímetro, fotografía con línea de escala de 30 mieras, aumento de la escala de la punta y malla de escala de 1 .2 mieras y área de contacto de medición de la punta de 0.3 mieras (300 nanómetros) demostrando el área de contacto de la punta del multímetro.

Las ventajas descritas de la presente invención son:

I) Un sistema de filtrado de partículas como bacterias (entre 0.8 a 2 micrometros), hongos (entre 1 a 20 micrometros) o virus de tamaño nanométheo (mayor a 50-80 nanómetros), lo cual le confiere al cubre- bocas la propiedad de ser bacteriostático, antibacterial, antiviral y auto- limpiable. II) La filtración del cubre-bocas antiviral y auto-limpiable por parte del usuario es realizada al interior y exterior del cubre-bocas simultáneamente por medio de la válvula dual de inhalación y exhalación.

III) La propiedad de detener la salida del aire evitando que se empañen los lentes, gafas etc del usuario.

IV) La propiedad de auto-limpieza del cubre-bocas mediante la capacitancia de su arreglo bicapa y carga eléctrica.

V) Los materiales utilizados para la manufactura del cubre-bocas son a base de polímeros biodegradables como el PLA, PLA suave (Soft PLA) y el TPU.

VI) La propiedad del cubre-bocas de ser ajustable por los medios de sujeción y el broche ajustador usados en la cinta elástica o ajustable.

Vil) La propiedad de conducción de las capas del cubre-bocas por medio de una tela semi-conductora flexible.

VIII) La propiedad del cubre-bocas de tener una tela de poro sellado flexible.

IX) La propiedad del cubre-bocas de tener una tela de poro sellado flexible y semi-conductora.

X) La propiedad del cubre-bocas de tener una tela de poro sellado flexible con recubrimiento semi-conductor.

Finalmente, debe observarse que: las descripciones anteriores son solo descripciones principales de la presente invención y no tienen la intención de limitarla. Cualquier modificación dentro del espíritu y principio de la invención, las sustituciones equivalentes y las mejoras deberían incluirse dentro del alcance de la protección de la invención mencionada.

MEJOR MÉTODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN

El cubre-bocas auto-limpiable, antibacterial, bacteriostático y antiviral fue diseñado de acuerdo con las especificaciones de la NOM-116-STPS-1994 así como las necesidades, tamaños, pesos entre otros, más en el mercado, las dimensiones de una boca tradicional así como adaptable para cualquier persona. Los bosquejos se diseñaron mediante algún software asistido por computadora de diseño 3D teniendo en cuenta dimensiones reales de acuerdo a las necesidades de cada persona sin importar peso, talla u género y manteniendo como enfoque su seguridad sanitaria con el cubre bocas auto-limpiable, antibacterial, bacteñostática y antiviral. Posterior a esto, se manufactura mediante inyección aditiva (impresión 3D usando algún software asistido por computadora transformando el diseño 3D en un lenguaje CAD que pueda leerla impresora 3D en cuestión), una válvula de exhalación e inhalación, los broches de sujeción y el boche ajustador además de las capas del cubre-bocas y la tapa de pilas.

El proceso de fabricación es por medio de manufactura aditiva (ver figura 10), el proceso consiste de los siguientes subprocesos (ver figura 10):

SUBPROCESO 1 : Se lleva a cabo el diseño del cubre-bocas bacteriostático, auto- limpiable, antibacterial y antiviral que permite la comunicación del usuario. Se crea una tela que no depende de geometría alguna con espesor de 1 mm a 1 cm, dicho diseño se convierte en un CAD de diseño tridimensional para computadora.

Se transfiere el diseño en la impresora con el archivo CAD modificado para la impresora 3D en cuestión o se lleva a un molde de inyección de polímeros.

SUBPROCESO 2: Se debe de elegir el tipo de cubre-bocas que se quiere realizar, en el caso de tela de poro sellado se requiere que sea una base de tela flexible no conductora.

Se debe de configurar en CAD según la especificación de cada elastómero termoplástico según sea el caso esta configuración se debe de hacer desde un software de impresión 3D como Cura o alguno similar, así mismo se pueden mantener la especificaciones de manera manual si es que la impresora lo permite, y se deben de respetar las especificaciones de la impresora en cuestión de ajustes en todo momento.

SUBPROCESO 3: En el caso del modelo CAPA DE RECUBRIMIENTO 1 , se repite el proceso del “SUBPROCESO 2”, el “SUBPROCESO 1” y se escoge el tipo de capa de recubrimiento que tendrá que podría ser algún tipo de formulación con TPU conductivo, posteriormente se pausara la impresión y se elegirá el tipo de material con el que se hará el porta baterías, se agregara el tipo de elastómero termoplástico o polímero en la impresora 3D y posteriormente se reanudará la impresión del porta baterías.

SUBPROCESO 4: En el caso del modelo CAPA DE RECUBRIMIENTO 2, de un cubre-bocas con telas semi-conductoras.

Se debe de escoger el tipo de elastómero termoplástico o polímeros termoplásticos flexibles como elastómeros termoplásticos (TPE), y elegir el tipo adecuado de recubrimiento de las telas semi-conductoras junto con TPU conductor, se repite el “SUBPROCESO 2”, posteriormente se debe de pausar la impresión y elegir el tipo de recubrimiento va a tener el cubre-bocas, TPU conductivo, posteriormente se reanuda la impresión del recubrimiento de las telas, finalmente se volverá a pausar la impresión, se debe de elegir el tipo de material con el que se fabricara el porta baterías, se agregara el material en la impresora 3D y se reanudara el proceso de impresión del porta baterías, comparten ambos modelos de cubre-bocas el recubrimiento de las baterías por esto se pausa la impresión y se imprime la parte externa del porta pilas con sus especificaciones de material.

SUBPROCESO 5 FINAL: Todos los modelos comparten estas partes finales del proceso de manufactura, se imprimen la válvula dual de exhalación-inhalación, soporte de baterías, aparatos de sujeción, según las especificaciones de cada material visto en el “SUBPROCESO 2” y “SUBPROCESO 4”. Para cada uno de los modelos tanto la CAPA DE RECUBRIMIENTO 1 y 2, se imprime el diafragma de respiración dual.

Se realiza por medio de la tecnología aditiva el modelado de la válvula dual de exhalación e inhalación, los medios de sujeción, el broche ajustador y .el modelado de la tapa de las baterías así como la base de la tapa para pilas del cubre-bocas bacteriostático, auto-limpiable, antibacterial y antiviral, estos se pueden imprimir en 3D con materiales como el ácido poliláctico (PLA), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poli-estireno de alto impacto (HIPS), ónice de mármol (ONIX), acrilonitrilo esteno acrilato (ASA), poli-ahletercetona (PAEK), poliéster éter cetona (PEEK), entre otros así como los polímeros flexibles o elastómeros termoplásticos (TPE) como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ) o una formulación de cualquier elastómero termoplástico conocido. Está lista de elastómeros termoplásticos y sus especificaciones de impresión están en el “SUBPROCESO 2”, así mismo los materiales (PLA), (ABS), (HIPS), (ONIX), (ASA), (PAEK), (PEEK), entre otros y sus especificaciones se encuentran en el punto “SUBPROCESO 4” del proceso; para este caso se deben usar las variables de temperatura de la cama de impresión, temperatura boquilla, velocidad de impresión y tiempo de secado según sea el caso del polímero a utilizar.

Se repite el proceso “SUBPROCESO 1” (ver figura 10), se configura la impresora con un software de impresión 3D preferentemente cura, usando las especificaciones de material según el “SUBPROCESO 4”, o de manera manual. Finalmente se cosen las capas del cubre bocas o se fusiona dichas capas con una plancha caliente.

Ahora para analizar la carga estacionaria del cubre-bocas con diferentes formulaciones y recubrimientos, para las telas semi-conductoras de ambos modelos (CAPA DE RECUBRIMIENTO 1 y 2) se requiere (ver la Figura 9), se utilizó un voltaje de 6.6V de entrada, sin que esto no limite a la tela ni el voltaje máximo que pueda soportar dicha tela del cubre-bocas, este voltaje es para los rangos de formulación de 50% TPU conductor y 50% de algún polímero termoplástico flexible o elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), hasta 100% de TPU conductor. En el caso de los siguientes rangos de formulación se utilizaron 37.4V de entrada, pero esto no limita a la tela ni el voltaje máximo que pueda soportar dicha tela, el cubre-bocas puede funcionar sin límite de baterías o volts de entrada, este puede ser hecho con dichos rangos de formulación que son de 0.01 % de TPU conductor (TPUC) y 99.99% de algún polímero termoplástico flexible o elastómero termoplástico (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ), hasta el rango de formulación de 25% de TPU conductor (TPUC) y 75% de algún elastómero termoplástico (AET) o polímero termoplástico flexible como (TPE) como los polímeros termoplásticos flexibles como el poliuretano termoplástico (TPE-U o TPU), el compuesto SBS, SEBS, o SEPS estirénico también llamado (TPE-S o TPS), el compuesto copoliéster (TPE-E o TPE), el elastómero poliéster termoplástico (TPC-ET), PLA suave (Soft PLA), copoliamida plastificada TPE (PCTPE), polietileno tereftalato glicol modificado (PETG o PET-G), el tereftalato de polietileno o politereftalato de etileno o polietilenotereftalato o polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), elastómeros termoplásticos no clasificados (TPZ). Dado que la superficie de área de la punta del multímetro es de 0.3 mieras (300 nanómetros) (ver figura 13) esta área se divide utilizando los voltajes que se obtienen del multímetro de la carga estacionaria de las telas anteriores y se transforma de V/nm a V/m siendo un 1 V/nm = 1.00 x 10 ⁹ V m ^-1 dado que el área es de 300nm se usa como base en todas las mediciones y en las conversiones, además de que 1 nm= l0 ^-9 m esto se resume en x 10 ⁶ Vm ^-1 por lo tanto se utiliza esto para X volts dependiendo de la conductividad que muestra cada tipo de tela en el multímetro en

XV su carg ^a a estacionaria ( 'ver fig ³ ura 13) ' y ¹ se utiliza - 300xl0 ^J m las tablas 1 y ¹ 2 son un resumen de la carga estacionaria en los puntos de la figura 9.