防病毒口罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及過濾防護設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防病毒口罩。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，細(xì)菌和病毒等致病微生物將長期、嚴(yán)重威脅人民群眾的健康。從2003年的 SARS病毒疫情在中國爆發(fā)到2014年的埃博拉病毒在西非的大爆發(fā)再到全球各地均時有發(fā) 生的禽流感病毒、甲型HlNl病毒等傳播性病毒疾病嚴(yán)重威脅人類生命健康。而我國由于對 外交流和商貿(mào)的日益頻繁，已面臨輸入性傳播的嚴(yán)重威脅。
[0003] 而對于處于流動的人群來說，阻斷流感等呼吸道傳播疾病最簡單、經(jīng)濟、有效的方 法就是佩戴口罩。然而，對我國產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)進行檢索后發(fā)現(xiàn)，沒有關(guān)于防病毒口罩的國家、 行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn);市面上也沒有一個經(jīng)國家藥監(jiān)部門批準(zhǔn)的真正的防病毒口罩銷售。其根本 原因為流感、埃博拉等病毒微小，而目前用于制作口罩的材料孔徑遠(yuǎn)大于病毒，即濾材本身 的過濾效率無法達到要求，常規(guī)制作口罩的材料纖維的孔徑過大(平均65500納米），無法達 到病毒納米級別的過濾要求，從本質(zhì)上就達不到防病毒的效果。
[0004] 例如，常見的口罩材料基本都是2層無紡布、16層紗布口罩以及民用的布口罩等， 并且，在口罩結(jié)構(gòu)上僅靠立體剪裁或平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也無法解決與人臉的密合性問題，因 此，目前的口罩無法達到有效過濾病毒的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種防病毒口罩，采用該方法制備得到的納米 纖維過濾材料，具有較好的過濾效果，能夠過濾IOOnm以上的顆粒物，進而達到過濾病毒的 效果。
[0006] -種防病毒口罩，包括罩體和固定帶，所述罩體包括依次層疊的第一紡粘纖維層、 熔噴纖維層、納米纖維層和第二紡粘纖維層;所述第一紡粘纖維層和第二紡粘纖維層中纖 維直徑為Ιμπι-ΙΟμπι，所述熔噴纖維層中纖維直徑為100nm-500nm，所述納米纖維層中纖維直 徑為50nm-150nm，所述納米纖維層的孔徑為50nm-250nm。
[0007] 上述防病毒口罩，其罩體為四層纖維重疊的過濾材料，上下兩層為紡粘纖維，在過 濾材料中起初級過濾和保護及支撐中間過濾層的作用，中間兩層分別為納米纖維層和熔噴 纖維層，在過濾材料中對病毒和細(xì)菌起精細(xì)過濾的作用。這四層纖維相互配合，相互支撐， 分別具有初始過濾、高效過濾的差異化功能，能夠過濾IOOnm以上的顆粒物。而病毒直徑有 大有小，平均約100納米，但是病毒一般不以游離狀態(tài)存在，一般以通過宿主或結(jié)合空氣中 的顆粒物方式傳播疾病。因此本方案中的孔徑為50nm-250nm的納米纖維層具備了過濾病毒 的基本要求，進而包括了該納米纖維層的口罩也能夠起到過濾病毒的作用。
[0008] 在其中一個實施例中，所述第一紡粘纖維層和第二紡粘纖維層的克重為15g/m2-25g/m2,所述恪噴纖維層的克重為15g/m 2-20g/m2,所述納米纖維層的克重為0.01g/m2-5g/ m2。優(yōu)選1.5g/m2-5g/m2。將各纖維層的克重控制在該范圍內(nèi)，具有較好的過濾效果。
[0009]在其中一個實施例中，所述納米纖維層通過以下方法制備得到：
[0010]制備紡絲液:將欲紡絲的聚合物溶解于極性非質(zhì)子溶劑中，制得聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為0.5%-15%的紡絲液；
[0011] 靜電紡絲:將上述紡絲液加入到靜電紡絲機的噴絲液槽中，控制靜電紡絲條件為： 電壓為10kV-40kV，出絲口到接絲輥的距離為10cm-25cm，進行靜電紡絲，將納米纖維絲直接 復(fù)合至熔噴纖維層上，形成納米纖維層，即得。
[0012] 通過靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維層，具有高比表面積、吸附能力強、孔徑小、阻隔 能力高、質(zhì)量輕、透氣性能好等優(yōu)點。
[0013] 在其中一個實施例中，所述紡絲液中的聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%_15%，出絲口到 接絲輯的距離為IOcm-15cm。
[0014] 在其中一個實施例中，所述紡絲液中，還包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %-10%的導(dǎo)電促進劑， 所述導(dǎo)電促進劑選自：納米活性炭顆粒、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、和聚乙烯醇中的 至少一種。在紡絲液中添加上述導(dǎo)電促進劑，能夠提高紡絲液的導(dǎo)電性，使制備得到的納米 纖維更加纖細(xì)和均勻，又不影響最后納米纖維的過濾性能。
[0015] 在其中一個實施例中，所述納米活性炭顆粒的粒徑為50nm-250nm;所述聚N-乙稀 基吡咯烷酮、聚乙二醇、和聚乙烯醇的數(shù)均分子量范圍為600-20000。采用上述特定的導(dǎo)電 促進劑，具有較好的應(yīng)用前景，避免加入的導(dǎo)電促進劑帶來一些不良影響。如在使用該防病 毒口罩過程中，所加入的導(dǎo)電促進劑可能會隨著呼吸進入呼吸系統(tǒng)，從而對人體健康產(chǎn)生 影響。因此，使用上述特定的導(dǎo)電促進劑，具有健康、無毒害作用的優(yōu)點。具體來說:對于納 米活性炭顆粒，其具有導(dǎo)電性好的優(yōu)點，并且，進入纖維內(nèi)部后會固定下來，不會由于脫落 造成不良影響;對于水溶性的聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、和聚乙烯醇，在紡絲完成后， 能夠方便的將其通過水洗的方式去除。
[0016]在其中一個實施例中，所述紡絲液中，還包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-3%的抗毒殺菌 劑，所述抗毒殺菌劑選自：粒徑為l〇〇nm-150nm的氧化銀、氧化銅、和氧化鋅中的至少一種。 在紡絲液中加入上述抗毒殺菌劑，制備出來的納米纖維表面就固定了上述抗毒殺菌劑，使 該口罩的罩體具有直接抗毒殺菌的作用。
[0017]在其中一個實施例中，所述極性非質(zhì)子溶劑選自：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基 乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二乙基乙酰胺、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、六甲基磷 酸銨、三氯乙醇、和四甲基脲中的至少一種;所述聚合物選自：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚 丙烯、和聚尼龍中的至少一種。采用上述溶劑和聚合物制備得到的紡絲液，能夠在靜電紡絲 過程中得到均勻、纖細(xì)、性能優(yōu)越的納米纖維。并且，所述聚合物優(yōu)選聚四氟乙烯和聚偏氟 乙烯中的至少一種，且特別優(yōu)選數(shù)均分子量為20萬-50萬的聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯，具有 較優(yōu)的過濾效率的優(yōu)點。
[0018] 在其中一個實施例中，在所述靜電紡絲步驟之后，還包括清洗步驟，所述清洗步驟 中，將得到的納米纖維過濾材料以水浸泡、清洗?？梢酝ㄟ^清洗步驟，將靜電紡絲過程中產(chǎn) 生的雜質(zhì)成分去除，簡單通過水洗去除，得到健康、無毒害作用的過濾材料。
[0019] 在其中一個實施例中，該防病毒口罩還包括密封圈，所述密封圈固定于所述罩體 貼合面部的一側(cè)，環(huán)繞與口鼻部位置相對應(yīng)的區(qū)域設(shè)置。通過密封圈的使用，解決了 口罩與 面部的密合性問題，進一步提高了該口罩的過濾病毒效果。
[0020] 在其中一個實施例中，所述罩體朝向外部一側(cè)進行疏水處理，所述疏水處理方法 如下：
[0021] 活化:將所述口罩放入低溫等離子處理箱體內(nèi)，暴露待處理面，進行等離子體預(yù)處 理，使處理面產(chǎn)生自由基及含氧基團，處理條件為：處理氣體為惰性氣體，真空度為：IOmT-200mT，溫度為：25°C-65°C，氣體流量為：50sccm-300sccm，處理功率為:60w-400w，處理時間 為：50s_1000s;
[0022] 接枝:對上述經(jīng)活化的處理面進行納米涂層接枝處理，在上述活化處理條件下， 將原液均勻噴涂于所述口罩待處理面;所述原液的配置方法如下：將IH，IH，2H，2H-全氟癸 基丙烯酸酯加入容器中，密閉好并同時向容器中灌注惰性氣體，即得。
[0023]通過上述疏水處理，該防病毒口罩表面的接觸角由100度升至150度，其疏水性改 性效果持久，且XPS結(jié)果顯示，改性后防病毒口罩表面C/F元素比從01853升到11960，也體現(xiàn) 了該防病毒口罩表面疏水性改善的根本原因。該超疏水納米涂層也使防病毒口罩具有了防 水、抗飛沫、血液沖擊、不沾顆粒物的特性。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0025]本發(fā)明的一種防病毒口罩，其罩體為四層纖維重疊的過濾材料，上下兩層為紡粘 纖維，在過濾材料中起初級過濾和保護及支撐中間過濾層的作用，中間兩層分別為納米纖 維層和熔噴纖維層，在過濾材料中對病毒和細(xì)菌起精細(xì)過濾的作用。這四層纖維相互配合， 相互支撐，分別具有初始過濾、高效過濾的差異化功能，能夠過濾IOOnm以上的顆粒物，從而 能夠起到過濾病毒的作用，過濾效率可達99.9%。
[0026]并且，該防病毒口罩還通過密封圈的使用，配合標(biāo)準(zhǔn)頭模模型進行立體剪裁設(shè)計， 解決了 口罩與面部的密合性問題，防止產(chǎn)生測漏的問題，進一步提高了該口罩的過濾病毒 效果。
[0027]同時，該防病毒口罩還通過疏水處理，使其罩體朝向外部一側(cè)表面(背臉面)具有 疏水性，從而具有了防水、抗飛沫、血液沖擊、不沾顆粒物的功能。
【附圖說明】
[0028] 圖1為實施例1中防病毒口罩背向面部一側(cè)示意圖；
[0029] 圖2為實施例1中防病毒口罩面向面部一側(cè)示意圖；
[0030]圖3為實施例1中防病毒口罩的罩體纖維層重疊結(jié)構(gòu)不意圖。
[0031] 其中：100.罩體；110.第一紡粘纖維