一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶抗霧霾保健功能口罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)生用品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶抗霧霾保健功能口罩。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，全國(guó)出現(xiàn)不同程度的霧霾天氣，引起了廣泛的關(guān)注，空氣中的二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項(xiàng)是霧霾主要組成，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)祝绕涫荘M2.5(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”，由于霾中2.5微米以下的細(xì)小飄浮顆粒物可直接通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入支氣管，甚至肺部，造成呼吸道疾病、腦血管疾病、鼻腔炎癥等，同時(shí)，灰霾天氣時(shí)，氣壓降低、空氣中可吸入顆粒物驟增、空氣流動(dòng)性差，有害細(xì)菌和病毒向周圍擴(kuò)散的速度變慢，導(dǎo)致空氣中病毒濃度增高，疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)很高，因此，出門時(shí)，要佩戴口罩做好自我防護(hù)。
[0003]普通的口罩只具備一般的過濾功能，因?yàn)樗鼈兇蠖际腔跓o紡布，或者類似的大孔徑纖維制成的，微小的細(xì)顆粒物仍能夠穿過口罩進(jìn)入鼻腔，基本起不到對(duì)細(xì)顆粒物的防護(hù)作用，而且不具備抗菌性，功能比較單一，在使用過程中呼吸作用使口罩罩體潮濕，反而利于細(xì)菌微生物的生長(zhǎng)。
[0004]最初用于衛(wèi)生用品的無紡布采用丙綸、滌綸等生產(chǎn)，生產(chǎn)時(shí)對(duì)溫度要求比較苛刻，操作難度大，且整體硬度比較大，后來采用ES纖維生產(chǎn)無紡布，具有蓬松性、柔軟性、高強(qiáng)度、吸油、吸水等特點(diǎn)，可以用于口罩、紙尿褲、衛(wèi)生巾等一次性衛(wèi)生用品，但功能有限，不具有抗菌性，不能吸附有毒有害物質(zhì)。
[0005]殼聚糖是由甲殼素經(jīng)過脫乙?；磻?yīng)制備而得到的產(chǎn)物，具有良好的生物相容性、抗菌性、生物可降解性和吸附重金屬離子的能力，但是由于殼聚糖分子間的強(qiáng)氫鍵作用，分子間的有序結(jié)構(gòu)使殼聚糖晶體結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定，因而只溶于酸性水溶液中，中性及堿性環(huán)境下，殼聚糖螯合重金屬的能力明顯下降，限制了殼聚糖的廣泛運(yùn)用。殼聚糖含有豐富的氨基和羥基，在一定條件下可以反應(yīng)得到羧甲基化的殼聚糖，既保留了殼聚糖的優(yōu)點(diǎn)，又極大地改善了水溶性、抗菌性、吸附性。
[0006]如何針對(duì)人呼出氣體的環(huán)境，制備一種羧甲基殼聚糖纖維，并與其他纖維混合制備一種無紡布，用于抗霧霾口罩，使其具備高抗菌、高吸附重金屬微小顆粒的功能，是本領(lǐng)域研發(fā)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶抗霧霾保健功能口罩，改善傳統(tǒng)口罩性能，針對(duì)人呼出氣體的環(huán)境，能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶抗霧霾保健功能口罩，包括罩體和位于罩體兩端的掛耳帶，罩體由四層材料構(gòu)成，由外到內(nèi)依次為脫脂棉紗布層、高效靜電濾棉層、微溶無紡布層、全棉華夫格布層，脫脂棉紗布層厚度為0.3?0.5mm，單位面積重量為15?20g/m2，高效靜電濾棉層厚度為0.5?1mm，單位面積重量為15?20g/m2，微溶無紡布層厚度為I?1.5mm，單位面積重量為18?22g/m2，全棉華夫格布層厚度為
0.1?0.3mm，單位面積重量為13?18g/m2，四層材料的孔隙率均大于85%，所述微溶無紡布層由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點(diǎn)的ES纖維制備而成，在溫度25?27°C、PH為6.0?7.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，能產(chǎn)生微溶狀態(tài)。
[0009]進(jìn)一步的，所述罩體內(nèi)在微溶無紡布層與全棉華夫格布層中間設(shè)置一用于將口罩固定于鼻梁上的鼻梁條，對(duì)應(yīng)鼻梁部位設(shè)置一用于減緩鼻梁條對(duì)鼻梁壓力的棉墊。
[0010]進(jìn)一步的，所述罩體根據(jù)人面部形狀設(shè)置成一定的弧度。
[0011]進(jìn)一步的，所述掛耳帶上設(shè)置一可以通過滑動(dòng)調(diào)整掛耳帶長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)扣。
[0012]進(jìn)一步的，所述羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比分別為:羧甲基殼聚糖纖維1%-10%，殼聚糖纖維5%-20%，低熔點(diǎn)的ES纖維70%-94%。
[0013]進(jìn)一步的，所述微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(1)將分子量為IX 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹I?1.5h，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為201111/1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)?!1=9，在45°C下強(qiáng)力攪拌I.5?2h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應(yīng)體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3?5min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機(jī)硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強(qiáng)度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進(jìn)行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風(fēng)粘合，低熔點(diǎn)的ES纖維在交叉點(diǎn)上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點(diǎn)的羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維仍保持原來的狀態(tài)，冷卻后制得高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶無紡布。
[0014]進(jìn)一步的，為保證在溫度25?27°C、PH為6.0?7.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維不同程度溶解，能產(chǎn)生微溶狀態(tài)，所述羧甲基殼聚糖纖維的制備過程中用紫外線處理，受熱均勻，水溶性好。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)罩體根據(jù)人面部設(shè)計(jì)成一定弧度的立體結(jié)構(gòu)，貼合面部，罩體采用四層防護(hù)結(jié)構(gòu)，改善傳統(tǒng)口罩性能，孔隙率大，透氣不悶；
(2)外層為脫脂棉紗布層，能阻隔、截留空氣中的灰塵、微大顆粒物；
(3)高效靜電濾棉層的纖維上帶電荷，使細(xì)小塵埃通過異性電荷相互吸引作用，粉塵被吸附到纖維上，容塵量大；
(4)用于本發(fā)明的微溶無紡布的羧甲基殼聚糖纖維在制備過程中采用紫外線處理，降解羧甲基殼聚糖的分子量，溶解性能更好;羧甲基殼聚糖纖維制備后采用微波及表面抗菌劑處理，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維的強(qiáng)度和抗菌性，進(jìn)而提高本發(fā)明的強(qiáng)度和抗菌性能；
(5)微溶無紡布層中含有的羧甲基殼聚糖和殼聚糖能與金屬離子通過離子交換、吸附、螯合作用發(fā)生結(jié)合，針對(duì)人呼出氣體的環(huán)境，能部分溶解，產(chǎn)生微溶狀態(tài)，增加粘附性，能更有效的阻隔、過濾及粘附微小顆粒，具有更高的抗菌性能、吸附重金屬微小顆粒性能。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的主視圖；
圖2是本發(fā)明的左視圖；
圖3是本發(fā)明的罩體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]1.罩體;2.掛耳帶;3.調(diào)節(jié)扣;4.棉墊;5.鼻梁條;6.脫脂棉紗布層;7.高效靜電濾棉層;8.微溶無紡布層;9.全棉華夫格布層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例1
一種高抗菌、吸附重金屬微小顆粒的新型微溶抗霧霾保健功能口罩，包括罩體I和位于罩體I兩端的掛耳帶2，掛耳帶2上分別設(shè)置調(diào)節(jié)扣3，可以根據(jù)需要滑動(dòng)調(diào)節(jié)扣3，調(diào)整掛耳帶2的長(zhǎng)度，罩體I根據(jù)人面部形狀設(shè)置成一定弧度的立體結(jié)構(gòu)，貼合面部，罩體I由四層材料構(gòu)成，由外到內(nèi)依次為脫脂棉紗布層6、高效靜電濾棉層7、微溶無紡布層8、全棉華夫格布層9，脫脂棉紗布層6厚度為0.3mm，單位面積重量為15g/m2，高效靜電濾棉層7厚度為0.5mm，單位面積重量為15g/m2，微溶無紡布層8厚度為1mm，單位面積重量為18g/m2，全棉華夫格布層9厚度為0.1mm，單位面積重量為13g/m2，四層材料的孔隙率均為90%，在微溶無紡布層8與全棉華夫格布層9中間設(shè)置一用于將口罩固定于鼻梁上的鼻梁條5，對(duì)應(yīng)鼻梁部位設(shè)置一用于減緩鼻梁條5對(duì)鼻梁壓力的棉墊4。
[0020]微溶無紡布層8由羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和低熔點(diǎn)的ES纖維制備而成，羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維、ES纖維三種纖維的重量百分比分別為:羧甲基殼聚糖纖維1%，殼聚糖纖維5%，低熔點(diǎn)的ES纖維94%，在溫度25°C、PH為6.0環(huán)境下羧甲基殼聚糖纖維溶解15%、殼聚糖纖維溶解5%，能產(chǎn)生微溶狀態(tài)。
[0021]本實(shí)施例的微溶無紡布的制備工藝，包括以下步驟:
一、羧甲基殼聚糖纖維的制備
(I)將分子量為I X 104、脫乙酰度為92%的殼聚糖與異丙醇以1:5的質(zhì)量比室溫下混合均勻，溶脹Ih，然后加入與殼聚糖質(zhì)量比為1:6、濃度為20ml/L的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH=9，在45°C下強(qiáng)力攪拌1.5h堿化；
(2)然后逐滴加入與氫氧化鈉質(zhì)量比為1:1、濃度為5ml/L的氯乙酸，邊滴加邊攪拌，滴加過程水浴加熱，保持反應(yīng)體系溫度55°C，在1.5h內(nèi)滴加完畢，然后滴加鹽酸，調(diào)節(jié)PH=7;
(3)離心分離，向上清液中加入3倍量的丙酮沉淀，過濾得到濾餅，粉碎后再用3倍量的無水乙醇沖洗，45°C溫度下真空干燥，得到O位上取代度為0.6、N位上取代度為0.5的大分子量的羧甲基殼聚糖；
(4)將處理好的羧甲基殼聚糖采用濕法紡絲技術(shù)制得羧甲基殼聚糖纖維；
二、羧甲基殼聚糖纖維后處理
(1)將制得的羧甲基殼聚糖纖維在500W微波下處理3min，降解分子量，增加水溶性，提高羧甲基殼聚糖纖維抗菌性；
(2)在10°C下，用有機(jī)硅季銨鹽表面抗菌劑處理上述步驟(I)中得到的羧甲基殼聚糖纖維，提高羧甲基殼聚糖纖維斷裂強(qiáng)度和抗菌性能；
三、微溶無紡布的制備
先將羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維進(jìn)行開松、梳理混紡成纖維網(wǎng)，將纖維網(wǎng)在140°C下通過熱風(fēng)粘合，低熔點(diǎn)的ES纖維在交叉點(diǎn)上熔融，使羧甲基殼聚糖纖維、殼聚糖纖維和ES纖維之間產(chǎn)生粘著，非交叉點(diǎn)的羧甲基殼聚糖纖維、