一種多功能口罩及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種口罩及其生產(chǎn)工藝，屬于衣物技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，空氣污染已經(jīng)成為危害人體健康的重要因素。為應(yīng)對(duì)空氣污染對(duì)人體造成的危害，人們采取了種種措施。如對(duì)地表環(huán)境的治理，對(duì)造成揚(yáng)塵天氣的重要成因源一一內(nèi)蒙古、新疆沙漠或黃土高原的改造，這種改造不是幾年幾十年能奏效的，甚至幾百年也難以改變這些裸露的地表狀態(tài)。在城鄉(xiāng)建設(shè)中也形成地表裸露，造成空氣中浮塵微顆粒污染。工業(yè)排放、交通工具、餐飲加工、發(fā)電等行業(yè)也加重了空氣污染程度，我國(guó)北方地區(qū)以PM10、PM2.5為主要污染物造成的“不合格天氣”占了大部分，附著在空氣中微顆粒上及漂浮的細(xì)菌、病毒等，隨時(shí)通過(guò)呼吸道危及人體健康。這都不是通過(guò)治理徹底解決的。加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，才是行之有效的方法，佩戴口罩簡(jiǎn)便易行，是人們目前采用較為普遍的方式。
[0003]但目前流行的口罩，多為紗線或無(wú)紡布制成。這類口罩的缺陷是:一、紗布口罩的經(jīng)瑋線之間形成“井”字形空間，空氣中微顆粒及細(xì)菌病毒易通過(guò)，達(dá)不到理想的阻留效果。即使多層也達(dá)不到理想的防護(hù)作用，但過(guò)厚又影響呼吸，悶熱等，不受人們歡迎。二、無(wú)紡布口罩。市售的無(wú)紡布口罩占很大比例為化纖材料制作的無(wú)紡布口罩。由于其纖維間隙大，使PM2.5以及PMlO粒徑的顆粒物易通過(guò)，實(shí)際效果不理想。市場(chǎng)上還有一種活性碳口罩，是以化纖與活性炭顆粒經(jīng)熱合作用聚在一起的，以醫(yī)院使用較多，被稱為一次性口罩。這種口罩對(duì)空氣中的有機(jī)有害物和一些微顆粒有一定的濾除作用，但佩戴極短時(shí)間，活性炭微孔易被空氣中的微顆粒堵塞后易失效。上述這幾種口罩均沒(méi)有滅菌功能，空氣中的細(xì)菌、病毒在呼吸作用下集中到口罩上，反而給人造成更嚴(yán)重的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述口罩的不足，本發(fā)明提供了一種多功能口罩及其生產(chǎn)工藝，該口罩可阻留空氣中微顆粒、重金屬以及甲醇等有毒氣體，又能殺滅附著在口罩上的細(xì)菌、病毒。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多功能口罩，其特征是，由以下4層依次疊加在一起，
[0006]第I層(面向空氣表層)為棉布層；棉布層要具有良好的透氣性；
[0007]第2層:載銀活性碳纖維層；銀與活性碳纖維的質(zhì)量比為1-5:100 ;
[0008]第3層:含硅藻土和凹凸棒土的脫脂棉層；脫脂棉、硅藻土和凹凸棒土的質(zhì)量比為100:2-5:1-3 ；
[0009]第4層(內(nèi)層):含電氣石和珍珠粉的膨化脫脂棉層；膨化脫脂棉、電氣石和珍珠粉的質(zhì)量比為100:3-8:1-5。
[0010]上述第1-4層的質(zhì)量比為2:0.5-3:1_3:1_3。
[0011]以上1-4層的連接，可以是縫制在一起，或者通過(guò)活動(dòng)連接的方式疊加在一起(如通過(guò)粘扣帶將邊緣粘結(jié)在一起)。
[0012]上述載銀活性碳纖維，可以直接采用市售產(chǎn)品，也可以自制，自制方法為:將銀做成l-50nm的納米級(jí)銀粉；將活性碳纖維和納米級(jí)銀粉加入水中充分?jǐn)嚢?，使銀粉嵌入活性碳纖維的空隙后，然后壓成薄片，烘干。
[0013]上述凹凸棒土和娃藻土的粒度小于5微米。
[0014]上述電氣石及珍珠粉采用l_50nm的納米級(jí)材料。
[0015]上述第4層的脫脂棉經(jīng)過(guò)膨化處理的膨化脫脂棉，使棉纖維更加致密。脫脂棉膨化的方法為:將脫脂棉加入容器中密閉蒸煮，當(dāng)容器內(nèi)壓力至IMpa后恢復(fù)常壓，干燥后得到膨化脫脂棉。經(jīng)膨化后的棉纖維的直徑為5微米左右，使納米級(jí)的電氣石和珍珠粉嵌入膨化后的脫脂棉的空隙，以防脫落。
[0016]上述第3層的脫脂棉為未經(jīng)膨化的脫脂棉，其棉纖維直徑為20微米左右。使凹凸棒土和硅藻土嵌入脫脂棉的空隙。第2、4層的壓力作用，進(jìn)一步防止了凹凸棒土和硅藻土的脫落。
[0017]生產(chǎn)工藝:
[0018](I)第3層制作:將脫脂棉、硅藻土和凹凸棒土加入水中充分?jǐn)嚢瑁姑撝?、硅藻土和凹凸棒土嵌入脫脂棉的空隙后，然后壓成薄片，裁剪成片?br>[0019](2)第4層制作:將膨化脫脂棉、納米級(jí)的電氣石及珍珠粉，加入水中充分?jǐn)嚢?，使納米級(jí)的電氣石及珍珠粉嵌入膨化脫脂棉的空隙后，然后壓成薄片，裁剪成片；
[0020](3)將第1-4層疊放在一起，壓緊，并將邊緣連接在一起。
[0021]各材料性能:
[0022]1.凹凸棒土
[0023]凹凸棒為一種晶質(zhì)水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有獨(dú)特的層鏈狀結(jié)構(gòu)特征，在其結(jié)構(gòu)中存在晶格置換，幫晶體中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶體呈針狀，纖維狀或纖維集合狀。凹凸棒石具有獨(dú)特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附脫色能力。它可以除臭除味，除重金屬離子和有害致癌物質(zhì)。
[0024]2.硅藻土
[0025]硅藻土一般是由統(tǒng)稱為硅藻的單細(xì)胞藻類死亡以后的硅酸鹽遺骸形成的，其本質(zhì)是含水的非晶質(zhì)S12，還含有少量的A1203、Fe203、CaO, MgO等和有機(jī)質(zhì)。硅藻土的密度1.9-2.3g/cm3,堆密度 0.34-0.65g/cm3,比表面積 40_65m/g，孔體積 0.45-0.98m，吸水率是自身體積的2-4倍，熔點(diǎn)1650-1750°C，在電子顯微鏡下可以觀察到特殊多孔的構(gòu)造。硅藻土可以吸附重金屬離子，如Pb2+、Cd2+等。同時(shí)硅藻土對(duì)水分的吸收和釋放能夠產(chǎn)生瀑布效果，將水分子分解成正負(fù)離子。由于水分子被包裹，形成正負(fù)離子群，然后以水分子為載體，在空氣中四處浮游，擁有殺菌能力。在空氣中到處浮游的正負(fù)離子群遇到了過(guò)敏物質(zhì)以及其他細(xì)菌、霉菌等有害物質(zhì)，就能立即將其進(jìn)行包圍和隔離。然后，正負(fù)離子群中性能最活躍的氫氧根離子與這些有害物質(zhì)進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，最后將它們徹底分解成水分子等無(wú)害物。
[0026]3.電氣石
[0027]在我國(guó)被稱之為碧璽，電氣石晶體兩端都帶有正負(fù)電核，表面流動(dòng)著0.06mA的微電流，有吸引或排斥微顆粒的作用。當(dāng)空氣中的微顆粒通過(guò)電氣石濾層時(shí)，被電荷吸引或排斥，使其不能直接進(jìn)入人的呼吸道，達(dá)到保護(hù)人體健康的目的。同時(shí)電氣石能釋放負(fù)離子，直接被人體吸收，負(fù)離子能調(diào)節(jié)人體離子平衡，放松身心，活化細(xì)胞，并抑制身體的氧化和除異味。電氣石受熱后，能釋放紅外線，滲透到身體深層內(nèi)部，促進(jìn)血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝。電氣石能去除空氣中的有機(jī)有害物，如油漆中的苯類物質(zhì)等。負(fù)離子還有除臭除異味的作用。
[0028]電氣石發(fā)揮作用的基本條件，運(yùn)用到口罩中均會(huì)產(chǎn)生:1、空氣對(duì)流(吸入或呼出空氣)、溫差(包括呼出氣體和吸入氣體溫差)；2、水份:人呼出的氣體中的水分，空氣中的水分或汗水中的濕氣都能起作用；3、壓力:口罩幾層材料的壓力或身體運(yùn)動(dòng)的壓力；4、摩擦作用:人體運(yùn)動(dòng)或面部肌肉運(yùn)動(dòng)等都會(huì)使電氣石產(chǎn)生紅外線從而起到保健作用。
[0029]電氣石被粉碎的越細(xì)，所釋放的能量也就越大，本發(fā)明將電氣石粉碎至50nm以下，在空氣對(duì)流、溫差、壓力及摩擦作用下使其產(chǎn)生作用:如釋放負(fù)離子、遠(yuǎn)紅外線等。
[0030]4.載銀活性炭纖維
[0031]活性炭有對(duì)有機(jī)物和微顆粒的吸附作用，被廣泛的應(yīng)用在水凈化、空氣凈化等工藝上。但活性炭顆粒(如無(wú)煙煤、果殼、木材、稻桿原料制作的活性炭)不能直接與制作口罩的的化纖材料結(jié)合，即使勉強(qiáng)組合在一起也存在著很多不足。如市面有不少配戴化纖與活性炭顆粒組合的口罩，活性炭顆粒易脫落，分布不均勻，厚度達(dá)不到，阻留效果差等，而近時(shí)期發(fā)展起來(lái)的活性炭纖維則彌補(bǔ)了活性炭顆粒的不足。
[0032](I)活性炭纖維可制成氈或布形態(tài)。并可根據(jù)需要制成厚薄不一(克重?cái)?shù)不同)的材料。這種材料可直接形成濾層，活性炭纖維分布均勻，吸附效果好。
[0033](2)活性炭微孔遠(yuǎn)不如活性炭纖維，據(jù)測(cè)定活性炭纖維微孔如攤開，可達(dá)1800m2/g，可與空氣中有害物充分接觸而達(dá)到凈化空氣的目的。比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，同等材料制成的活性炭與活性炭纖維對(duì)比在實(shí)際應(yīng)用中，后者效果要比前者大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0034]因此，本產(chǎn)品采用目前市售口罩還沒(méi)有使用的活性炭纖維，使產(chǎn)品對(duì)空氣的凈化作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性炭顆?？谡趾图兠蘅谡帧?br>[0035]活性炭纖維質(zhì)地柔和輕盈制成口罩后，使產(chǎn)品更符合消費(fèi)者配戴輕便舒適的要求。在同等吸附效果時(shí)，活性炭口罩比活性炭纖維口罩中1.5倍，二者比較，活性炭纖維口罩節(jié)約了用材，使成本下降而效果更好。
[0036]本發(fā)明通過(guò)活性炭纖維上載入納米級(jí)銀粉，起到吸附和殺菌的雙重效果。同時(shí)在口罩中加入50nm的銀粉，其界面作用是一塊完整銀的幾百倍。這種納米級(jí)銀粉或與細(xì)菌活體充分接觸，阻斷這些微生物的蛋白質(zhì)供應(yīng)鏈，使這些活體失去活性而達(dá)到滅菌目的。
[0037]5.脫脂棉
[0038]普通口罩有用棉纖維織成的紗布為材料縫制成口罩的。但純棉纖維吸水性能不如脫脂棉。檢測(cè)證明，脫脂棉的吸水能力最少是純棉花的2倍。采用這種脫脂棉，才能為本產(chǎn)品提供足夠的凈化空氣過(guò)程中的水分。脫脂時(shí)，力求完全徹底，脫脂不完全，也會(huì)影響其對(duì)水的吸附程度。
[0039]脫脂后的棉纖維，原被有機(jī)質(zhì)如脂類在纖維中的