CN101927133B

CN101927133B - 高通量滤材及其制造方法及用其制作的自吸式医用口罩

Info

Publication number: CN101927133B
Application number: CN201010154221A
Authority: CN
Inventors: 黄猛; 洪英; 王怀志; 梁升香; 毕鹏程
Original assignee: WEIHAI YUNLONG COMPOSITE TEXTILE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: WEIHAI YUNLONG COMPOSITE TEXTILE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: CN101927133A

Abstract

本发明涉及一种高通量滤材及其制造方法及用其制作的自吸式医用口罩，其经过由PTFE树脂与溶剂、分散剂进行熟化制胚挤压，压延成聚四氟乙烯微孔薄膜，并复合增强基材步骤制造而成的。本发明聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为1～2μm，与无纺布复合的高通量滤材无毒，具有良好的透气性能，气阻小，耐高温，耐酸碱，制作的口罩佩戴呼吸流畅，透气率在250～300nm/s，过滤效率高，对于各种带菌微尘，有效过滤达到100%，阻止在空气中传播的各种细菌的有效过滤效率大于95%。

Description

高通量滤材及其制造方法及用其制作的自吸式医用口罩

技术领域

本发明涉及一种高通量滤材及其制造方法及用该滤材制作的用品，特别是关于一种聚四氟乙烯微孔薄膜高通量滤材及其制造方法以及用该聚四氟乙烯微孔薄膜高通量滤材制作的自吸式医用口罩。

背景技术

自吸式医用口罩在人类疾病防治过程中，已成为必不可少的医疗用品，其必须能有效过滤掉空气中传播的病菌。而空气中传播的病菌直径都非常小，比如SARS为0.1-0.12μm，H1N1为0.08-0.12μm。因此自吸式医用口罩设定的基本标准为N95，N100，即过滤效率应为大于95%，R大于99.9（0.3μm）,同时还要达到轻松自主呼吸的要求。

过滤效率取决于滤材孔隙率，孔隙是由构成滤材的纤维丝网格形成，要顾及到高过滤效率，因此必须要形成小的孔隙，而要形成小的孔隙，则形成网格的网格丝必须很小。

用熔喷法生产的无纺布，采用高速气流将喷丝板挤出的纤维拉长拉细，比普通挤压法生产的纤维丝细，但仍不能生产出1μm的纤维丝。因此熔喷法生产的无纺布滤材的孔隙仍然太大，过滤效率效果不理想，为了提高过滤效率，只能增加熔喷无纺布厚度，当厚度增加时既增加了成本又增加了空气阻力。目前市售的N95口罩是用熔喷无纺布作为滤材制成的，使用一段时间会有呼吸困难，胸闷感觉。为了提高过滤效率，还有采用光静电工艺生产，光静电工艺虽然能增加对细小物质的吸附，但光静电保存时间短，从生产到使用要经过一定的周期，三个月会衰减很多，因此过滤效率在实际使用时已经下降。

目前市场上的PTFE过滤膜透气率为10～100mm/s，厚度为5μm～10μm，用作自吸式医用口罩，空气阻力仍然太大，不能实现自主呼吸。

发明内容

为了解决上述技术的不足，本发明的目的是提供一种高通量滤材的制造方法。

本发明的又一个目的是提供一种用高通量滤材制作的自吸式医用口罩。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：一种高通量滤材的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

A、PTFE树脂是由下列原料百分比组成混合的：601A：F106：F104=50：40：10；

B、溶剂为航空煤油、分散剂为多烯烃丁二酰亚胺，溶剂、分散剂、PTFE树脂的比例为0.3-0.5：0.01-0.05：1进行混合，并搅拌均匀；

C、进行熟化：进入烘箱加热，温度80度，加热时间48小时；

D、制胚：熟化后经制胚机制成圆柱型，压力为80KG，压制时间为10分钟，圆柱直径130mm，长度为800 mm；

E、挤压，压延制成基带：圆柱型的料柱进入挤压机挤压成料条，直径2.5mm，料条进入保温托台放置25分钟，再进入压延机挤压成厚为1mm、宽为300mm的基带，并收卷；

F、纵向拉伸：基带在脱脂烘箱进行纵向拉伸及脱油，放卷转速2转/分，拉伸温度330度，拉伸强度比1：50-60；

G、横向扩幅：放卷速度为6m/分，扩幅段长度为15m，上卷薄膜有扩幅段布链夹夹住，以6m/分的速度向前行走；扩幅过程中均匀度控制由6级点式卤素灯控制；定型，扩幅速度为10m/分，定型烘箱速度为350℃；双辊摩擦收卷，收卷速度6m/分,制成厚度为1-2μm的聚四氟乙烯微孔膜；

H、聚四氟乙烯微孔膜与PP无纺布热压复合: 聚四氟乙烯微孔膜采用气流放卷，速度为6m/分；PP无纺布放卷速度为6m/分，聚四氟乙烯微孔膜附着在PP无纺布上，进入热压辊热压复合, 下辊为加热钢辊，温度为135度，上辊为橡胶压辊，压力为2kg，经支撑辊后收卷。

所述的一种高通量滤材的制造方法，其特征在于溶剂、分散剂、PTFE树脂的比例为0.35:0.05: 1。

一种如上述所述的高通量滤材制作的自吸式医用口罩，其特征在于高通量滤材经超声缝制机切边粘结成口杯型，膜在内弧面，仿真丝棉放入超声波压膜机压成杯罩型，口杯型高通量滤材扣放在杯罩型仿真丝棉上，截面呈椭圆形，经过热压边缘粘接成型，周边上设置四个粘接耳袋，耳袋上设有系带。

本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

1、聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为1～2μm，与无纺布复合成高通量滤材无毒，具有良好的透气性能，气阻小，耐高温，耐酸碱。

2、高通量滤材，透气效果好，制作的口罩佩戴呼吸流畅，透气率在250～300nm/s。

3、过滤效率高，对于各种带菌微尘，有效过滤达到100%，阻止在空气中传播的各种细菌的有效过滤效率大于95%。

下面结合附图通过实施例对本发明进行详细的描述。

附图说明：

图1是本发明聚四氟乙烯基带的挤压、压延示意图。

图2是本发明聚四氟乙烯基带纵向拉伸示意图。

图3是本发明聚四氟乙烯基带横向扩幅示意图。

图4是本发明聚四氟乙烯微孔薄膜与无纺布复合的示意图。

图5是本发明用高通量滤材制作的自吸式医用口罩结构示意图。

图6是本发明自吸式医用口罩的A-A剖面图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，高通量滤材的制造方法是：首先制作聚四氟乙烯微孔薄膜。要提高PTFE微孔膜通量，必须降低PTFE微孔膜厚度。目前PTFE微孔膜厚度为5-10μm，由于太厚，通量无法提高，要降低厚度必须增大拉伸倍数，拉伸倍数又受PTFE基带延展性能得限制。由于PTFE树脂各种型号、分子量范围，比重、堆密度、平均粒径各不相同，其断裂伸长倍数也不相同。

三种规格断裂拉伸倍数试验如下：

PTFE树脂型号	601A（美国杜邦）	F106（日本大金）	F104（日本大金）
				分子量	1500万-2000万	60万-500万	60万-200万
断裂伸长倍数	1：28	1：26	1：20

采用杜邦601A 、大金F106、大金F104三种型号按一定比例混合，分子量范围在60万-2000万，能使大分子与小分子相互镶嵌填充，增加颗粒之间的结合力，提高延伸性，增大拉伸倍数。选用杜邦601A 、大金F106、大金F104原料配比为50%：40%：10%，进行混合，做备用PTFE树脂；取溶剂为异链烷烃和正烷烃的复合物即航空煤油，分散剂为多烯烃丁二酰亚胺，将溶剂、分散剂加入到混合好的备用PTFE树脂中，比例为0.3-0.5：0.01-0.05：1，其优选比例为0.35:0.05: 1，轻轻地进行顺时针方向搅拌10-15分钟，至溶剂、分散剂全部渗入到PTFE树脂中，作为原料；再将原料放入密封塑料小圆桶放在搅拌机上慢速转动10分钟，至原料充分混合不出现小球。进行熟化：将装有搅拌好的原料小圆桶放入烘箱内加热，烘箱内温度80度，加热时间48小时充分熟化；制胚：熟化后经制胚机制成圆柱型，将混好的原料慢慢倒入制胚机，压下挤压活塞，压力为80KG，压制时间为10分钟，将原料压制成圆柱，圆柱直径130mm，长度为800 mm，将压制好的料柱用顶杆顶出；挤压，压延制成基带：如图1所示，圆柱型的料柱放入挤压机挤压膛，推动活塞杆，慢慢从挤压口挤出料条，料条直径2.5mm，料条进入保温托台放置25分钟，再进入压延机挤压成厚为1mm、宽为300mm的基带，并收卷。推压压力为75KG，推压膛温度为 1区70℃，2区80℃，保温台温度为80℃，上下压延辊直径为600mm，压延机压延辊温度为85℃，上下压辊间隙为1mm，挤压成厚1mm、宽300mm的基带，并收卷。纵向拉伸：基带在脱脂烘箱进行纵向拉伸及脱油，基带放卷①，基带经过支撑辊②、进入拉伸辊③④⑤，再经支撑辊⑥⑦⑧后，基带收卷⑨，放卷转速2转/分，拉伸温度330度，拉伸强度比1：50-60；如图2所示。

试验

拉伸强度	脱脂基带厚度	脱脂基带宽度
			1：50	5μm	16cm
1：60	2.5μm	12cm
			1：65	断裂

横向扩幅，制成厚度为1-2μm的聚四氟乙烯微孔膜：如图3所示，放卷速度为6m/分，扩幅段长度为15m，上卷薄膜有扩幅段布链夹夹住，以6m/分的速度向前行走；扩幅过程中均匀度控制由6级点式卤素灯控制；定型，扩幅速度为10m/分，定型烘箱速度为350℃；双辊摩擦收卷，收卷速度6m/分,制成厚度为1-2μm的聚四氟乙烯微孔膜。放卷①，放卷速度6m/分，扩幅段②，扩幅段长度15m，上卷薄膜有扩幅段布链夹夹住，以6m/分的速度向前行走，在行走过程中由原来幅宽30mm扩大至1800mm。扩幅过程中均匀度控制由6级点式卤素灯控制，第一级：14只卤素灯排成5排，第二级：24只卤素灯排成5排，第三级：32只卤素灯排成5排，第四级：40只卤素灯排成5排，第五级：52只卤素灯排成5排，第六级：66只卤素灯排成5排，灯由DOS控制，根据膜的灰度调整灯的亮度，从而控制膜的均匀度。定型烘箱③，扩幅速度为10m/分，定型烘箱速度为350℃，收卷④，采用双辊摩擦收卷，收卷速度6m/分。

用三种型号PTFE树脂按比例混合能大大提高PTFE膜的延展性，可以制成厚度为1-2μm的PTFE微孔膜。PTFE微孔膜过滤效率及空气阻力均符合自主式呼吸医用口罩要求，且制作成本降低。检测结果，厚度为1～2μm，透气率为250～300nm/s，过滤效率>95%。

聚四氟乙烯微孔膜与PP无纺布热压复合：聚四氟乙烯微孔膜采用气流放卷，速度为6m/分；PP无纺布放卷速度为6m/分，聚四氟乙烯微孔膜附着在PP无纺布上，进入热压辊热压复合, 下辊为加热钢辊，温度为135度，上辊为橡胶压辊，压力为2kg，经支撑辊后收卷。由于微孔膜厚度为1～2μm极易破损，在复合中不能手碰，因此采用气流放卷，热压复合，如图4所示。PP无纺布放卷①，PTFE微孔膜放卷②，吹风机③，加热辊（130度）④，橡胶压辊⑤，支撑辊⑥，收卷⑦。PP无纺布放卷：无纺布宽度为1600mm，35g/m²，放卷速度6m/分，PTFE微孔膜放卷：速度6m/分，在PTFE膜下放置4只吹风机，吹风机功率60W，风速2m/分。PTFE膜经微风吹走形成微微膨胀靠在无纺布上，随无纺布进入热压辊。热压辊上辊为胶辊，下辊为钢辊，长度为1800mm，温度为135度，上压辊压力2kg。

用上述所述的高通量滤材制作的自吸式医用口罩，高通量滤材经超声缝制机切边粘结成口杯型，聚四氟乙烯微孔膜在内面，仿真丝棉放入超声波压膜机压成杯罩型，口杯型高通量滤材扣放在杯罩型仿真丝棉上，经过热压边缘粘接成型，截面呈椭圆形，周边上设置四个粘接耳袋，耳袋上设有系带。如图5所示。将高通量滤材切成宽200mm的小卷，经超声缝制机切边粘结成口杯型，聚四氟乙烯微孔膜在内弧面，取仿真丝棉迭切成200宽的小卷（仿真丝棉迭重180g/m²），将仿真丝棉放入超声波压膜机压成杯型，杯型直径140-160mm，高度6-8毫米，取仿丝棉杯罩与高通量滤材口杯型口放在一起，截面呈椭圆形，如图6所示，经过热压将边粘接并切边，周边上粘接四个耳袋，耳袋上设有系带。本发明透气性能好，能有效地阻止空气中的细菌，使用方便。

Claims

1.一种高通量滤材的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

C、进行熟化：进入烘箱加热，温度80度，加热时间48小时；

2.根据权利要求1所述的一种高通量滤材的制造方法，其特征在于溶剂、分散剂、PTFE树脂的比例为0.35:0.05: 1。

3.一种如权利要求1所述的高通量滤材制作的自吸式医用口罩，其特征在于高通量滤材经超声缝制机切边粘结成口杯型，膜在内弧面，仿真丝棉放入超声波压膜机压成杯罩型，口杯型高通量滤材扣放在杯罩型仿真丝棉上，截面呈椭圆形，经过热压边缘粘接成型，周边上设置四个粘接耳袋，耳袋上设有系带。