CN102448550B - 用于减少人类病原体的传播的组合物 - Google Patents

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Abstract

用于涂覆用在减少人类病原体的传播的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物。由涂覆有所述组合物的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料制成的装置，如防护面罩。

Description

用于减少人类病原体的传播的组合物
相关申请的引用
本申请要求于2009年5月29日提交的标题为“ProtectiveFaceMask”的国际专利申请号PCT/US09/45621的优先权；并且要求于2010年1月25日提交的标题为“CompositionforDecreasingtheHydrophobicityofPolypropylene”的美国临时专利申请号61/298,194的权益；其内容以其整体通过引用方式并入本文中。
背景技术
存在多种感染性人类疾病，如人类呼吸道感染，其由人类病原体如细菌、真菌和病毒造成。例如，感染性人类疾病(及它们的相关疾病)的病毒原因包括：流感病毒A(包括‘猪流感’如2009H1N1菌株)；流感病毒B-C(鼻炎；‘感冒’)；人类腺病毒A-C(多种呼吸道感染；肺炎)；人类副流感病毒(鼻炎；‘感冒’；假膜性喉炎)；腮腺炎病毒(流行性腮腺炎)；麻疹病毒(麻疹)；风疹病毒(风疹)；人类呼吸融合病毒(RSV)(鼻炎；‘感冒’)；人类冠状病毒(SARS病毒)(SARS)；人类鼻病毒A-B(鼻炎；‘感冒’)；细小病毒B19(第五病)；天花病毒(天花)；水痘-带状疱疹病毒(疱疹病毒)(水痘)；人类肠道病毒(鼻炎；‘感冒’)；百日咳博德特氏菌(百日咳)；脑膜炎奈瑟菌(脑膜炎)；白喉杆菌(白喉)；肺炎支原体(肺炎)；结核丝杆菌(结核)；化脓性链球菌/肺炎链球菌(链球菌性喉炎，脑膜炎，肺炎)；以及B型流感嗜血杆菌(会厌炎，脑膜炎，肺炎)。
许多人类呼吸道感染导致相当大的发病率和死亡率。例如，流感病毒的季节性流行在世界范围内每年估计影响3百万到5百万人，杀死250,000到500,000人。此外，环状流感病毒流行发生，如在1918年流感爆发，其在世界范围内杀死了2千万到5千万人。
这些感染性人类疾病的传播模式中，一种模式是通过咳嗽或打喷嚏，或通过简单的呼出，从感染的人的呼吸道排出的感染性颗粒通过空气传播，通过吸入进入先前未感染的人的胃肠或呼吸系统中。为了对抗这种传播形式，已经开发了面罩(facialmask)，所述面罩通过多种机制，机械地拦截感染性颗粒，或使感染性颗粒失活，或既机械地拦截感染性颗粒又使感染性颗粒失活。
防护性面罩被设计以被感染的人佩戴来防止感染传播，也被未感染的人佩戴以防止被感染。为了保持生产成本合理，通常仅生产少数尺寸或仅一种尺寸的面罩。然而，伴随使用以少数尺寸或仅一种尺寸生产的常规面罩的问题是面罩倾向于在相当一部分人群中，在佩戴者的面部周围，尤其是鼻子周围没有配合得足够紧密，以防止空气传播的感染性颗粒的接近完全的进入或出去。为了解决这个缺陷，面罩已经被设计以包含机械结构，如弹性带，其环绕耳朵，以通过增加维持面罩在原位的力来使面罩密封佩戴者的面部，由此，使面罩的周界变形来更紧密地配合佩戴者的面部。在减轻这个问题的同时，这些机械结构随着时间对佩戴者造成不舒适的压力感觉，倾向于限制面罩可以被佩戴的时间。这对于对不舒适具有较低忍耐力的儿童来说是尤其真实的。此外，常规面罩不会使进入面罩和佩戴者的面部之间的相当部分的感染性颗粒失活。
因此，对于解决这些问题的新型防护面罩存在需求。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供了用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物，所述织物或材料如例如用于减少人类病原体的传播的织物或材料。所述组合物包括柠檬酸、聚乙烯醇和一种或多于一种非离子型表面活性剂的水溶液。在一个实施方式中，所述聚乙烯醇被部分水解。在另一个实施方式中，所述组合物包括在0.5％至4％之间的柠檬酸和在0.5％至4％之间的聚乙烯醇。在另一个实施方式中，所述组合物包括在1％至3％之间的柠檬酸和在1％至3％之间的聚乙烯醇。在一个实施方式中，所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇。在一个实施方式中，所述组合物包括在0.1％至1％之间的非离子型表面活性剂。在一个实施方式中，所述组合物包括在0.2％至0.7％之间的非离子型表面活性剂。在另一个实施方式中，所述组合物包括2％的聚乙烯醇、2％的柠檬酸和0.5％的非离子型表面活性剂。在一个实施方式中，所述组合物进一步包括一种或多于一种类型的杀细菌、杀真菌或杀病毒试剂。在一个实施方式中，所述试剂为多价金属离子。在另一个实施方式中，所述试剂为二价金属盐。在另一个实施方式中，所述试剂选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组。在一个实施方式中，所述组合物包括在0.5％至5％之间的所述一种或多于一种金属离子中的每一种。在另一个实施方式中，所述组合物包括在1％至4％之间的所述一种或多于一种金属离子中的每一种。在另一个实施方式中，所述组合物包括3％的所述一种或多于一种金属离子中的每一种。在一个实施方式中，所述组合物包括2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌。
根据本发明的另一个实施方式，提供了涂覆有根据本发明的组合物的基于聚丙烯的织物。根据本发明的另一个实施方式，提供了包含多层的基于聚丙烯的材料，其中所述多层中的一个或多于一个包括根据本发明的基于聚丙烯的织物。
根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置。所述装置包括根据本发明的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。
根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩。所述面罩包括根据本发明的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。在一个实施方式中，所述面罩进一步包括一种或多于一种活性染料(反应性染料，reactivedye)。
根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩。所述面罩包括基于聚丙烯的材料，所述材料包括四层，从前表面到后表面方向为层#1、层#2、层#3和层#4；其中层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维(spunbondnonwovenpolypropylenefiber)，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维(熔融吹制聚丙烯纤维，melt-blownpolypropylenefiber)，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体传播到面罩的人类佩戴者或从面罩的人类佩戴者传播的面罩。所述面罩包括a)主体，包括所述主体的前表面、所述主体的相对的后表面、以及限定所述主体的形状的所述主体的周界(周边，perimeter)；以及b)片状物(flap)，在主体-片状物接合处(body-flapjunction)连接到所述主体；所述片状物包括所述片状物的前表面、所述片状物的相对的后表面、以及限定所述片状物的形状的所述片状物的周界；其中所述主体和所述片状物包括基于聚丙烯的材料，所述材料包括四层，从前表面到后表面方向为层#1，层#2，层#3和层#4；其中层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体传播到面罩的人类佩戴者或从面罩的人类佩戴者传播的面罩。所述面罩包括a)主体，包括所述主体的前表面、所述主体的相对的后表面、以及限定所述主体的形状的所述主体的周界、以及中心缝(centralseam)；b)片状物，在主体-片状物接合处连接到所述主体；所述片状物包括所述片状物的前表面、所述片状物的相对的后表面、以及限定所述片状物的形状的所述片状物的周界；c)连接到所述片状物的后表面的弹性件(resilientmember)；d)连接到所述主体的可变形的带；以及e)连接到所述主体的一个或多于一个延伸部(extension)，用于将所述面罩固定到佩戴者的头部；其中所述主体的周界包括右侧缘(rightlateraledge)、在所述周界的底部接合处连接到所述右侧缘的左侧缘、以及将所述右侧缘连接到所述左侧缘的顶缘(topedge)；其中所述片状物的周界连续地包括右垂直边、右弓形边(rightarcuateside)、中心弯曲区、左弓形边、左垂直边、以及部分形成主体-片状物接合并将右垂直边连接到左垂直边的基部(base)；其中在底部接合向下的情况下观看所述主体的前表面或所述主体的后表面时，所述片状物的形状为倒转的U形；其中所述主体和所述片状物两者包括包含四层的材料，从前表面到后表面方向为层#1、层#2、层#3和层#4；其中层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸，2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
根据本发明的另一个实施方式，提供了减少一种或多于一种人类病原体的传播的方法。所述方法包括a)提供根据本发明的面罩；以及b)佩戴所述面罩。
附图说明
本发明的这些和其他特征、方面和优点参照下面的描述、所附权利要求、以及附图将变得更好理解，其中：
图1为常规面罩的一种类型的前透视图；
图2为图1中示出的常规面罩的后透视图；
图3为根据本发明的面罩的一个实施方式的前透视图；
图4为图3中所示的面罩的实施方式的前-侧向透视图；
图5为图3中所示的面罩的实施方式的后透视图；
图6为图3中所示的面罩的实施方式沿线6-6截取的部分、剖面、侧向透视图；
图7为由佩戴者佩戴的图3到图6中所示的面罩的实施方式的前透视图；
图8为图3中所示的面罩的部分在最后组装前的后透视图；
图9为图3中所示的面罩的部分、剖面、前透视图，示出了所述面罩的主体的多层；
图10为根据本发明的织物的部分、前透视图；
图11为根据本发明的材料的部分、剖面、前透视图，包括图10中所示的织物，并包括三层；
图12为根据本发明的另一种材料的部分、剖面、前透视图，包括图10中所示的织物，并包括四层；以及
图13为由佩戴者佩戴的图1和图2中所示的面罩的实施方式的前透视图。
具体实施方式
根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物，如例如用于减少人类病原体的传播的织物或材料。所述组合物包含柠檬酸、聚乙烯醇和一种或多于一种的非离子型表面活性剂的水溶液。在一个实施方式中，所述组合物进一步包含一种或多于一种类型的杀细菌、杀真菌或杀病毒试剂，如例如选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组中的试剂。根据本发明的另一个实施方式，提供了用根据本发明的组合物涂覆的基于聚丙烯的织物。根据本发明的另一个实施方式，提供了包含多层的基于聚丙烯的材料，其中所述多层中的一层或多于一层包含根据本发明的基于聚丙烯的织物。根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置。所述装置包含根据本发明的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩。所述面罩包含根据本发明的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。在一个实施方式中，所述面罩进一步包含一种或多于一种活性染料。根据本发明的另一个实施方式，提供了减少一种或多于一种人类病原体的传播的方法。所述方法包括：a)提供根据本发明的面罩；以及b)佩戴所述面罩。所述组合物、织物、材料、装置和方法现在将更详细地披露。
如本文中所用的，除了上下文另外要求的地方，术语“包括”和所述术语的变体，如“包含”、“含有”和“由…组成”并不旨在排除其他添加物、成分、整数或步骤。
本文中列举的所有尺寸仅为本发明的一个或多于一个实施方式的举例的方式，并不旨在为限制性的。如本领域技术人员参照本文理解的，本文中披露的任何装置或装置的部分的实际尺寸将由其预定用途确定。
如在本文中所用的，“人类病原体”包括造成人类疾病的细菌、真菌和病毒，或其他微生物，包括造成人类呼吸道感染的细菌、真菌和病毒或其他微生物。
如在本文中所用的，“片状物”是指一片面罩，其在主体-片状物接合处朝向面罩的主体的后表面折叠时，相对于所述主体的材料的层反转所述片状物的材料的层。因此，常规面罩中的褶状物(pleat)不是本文的含义内的“片状物”，因为不管褶状物在常规面罩的使用期间如何打开或关闭，所述材料的层没有这样反转。
如在本文中使用的，材料包括多层，如根据本发明的织物的层。
如在本文中使用的，“弹性件”是指在压缩后容易地恢复其原状的衬底，其中所述弹性件在压缩力施加之前具有第一厚度，在压缩力施加之后具有第二厚度，在压缩力施加终止后具有第三厚度，其中第二厚度为第一厚度的75％或更小，其中第三厚度在第一厚度的90％到100％之间，其中所述厚度可以在穿过所述衬底的任何位置处测量。
如在本文中使用的，“结合物质”是指化学结合人类病原体的化学基团，而不是仅呈现对人类病原体的空间通过的物理屏障。类似地，“结合”及其相关术语如“连接”、“键合”和“结合作用”指的是化学过程，而不仅仅是代表仅是人类病原体的空间通过的物理屏障。
如在本文中所用的，“纤维素的”是指“包含纤维素”。
如在本文中所用的，除非另外说明，否则物质的所有量以作为总重量百分比的物质的重量给出。例如，“在0.5％至4％之间的聚乙烯醇的水溶液…”是指“100克水溶液包含0.5克聚乙烯醇至4克聚乙烯醇之间…”。
现在参照图1和图2，分别示出了常规面罩的一种类型的前透视图(图1)；以及图1中示出的面罩的后透视图(图2)。如可以看到的，常规面罩10包括用于覆盖人类佩戴者的口和鼻的主体12，并进一步包括连接到主体12的一个或多于一个延伸部14，用于将面罩10固定到佩戴者的头部。主体12包括具有前表面18和相对的后表面20的材料16。主体12进一步包括周界22，周界22包括顶缘24、底缘26、以及两个侧缘28，30，每个连接顶缘24和底缘26。主体12进一步包括多个褶状物32，每个褶状物从一个侧缘28延伸到另一个侧缘30，褶状物32允许主体12中心地扩展，由此形成扩展时朝向主体12的前表面18的凸形，以便更紧密地接近面罩10的佩戴者的面部曲线。
根据本发明，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体传播到面罩的人类佩戴者或从面罩的人类佩戴者传播的面罩。现在参照图3、图4、图5、图6、图7、和图8，分别示出了根据本发明的面罩的一个实施方式的前透视图(图3)；图3中所示的面罩的实施方式的前-侧透视图(图4)；图3中所示的面罩的实施方式的后透视图(图5)；图3中所示的面罩的实施方式沿着线6-6截取的部分、剖面、侧向透视图(图6)；由佩戴者佩戴的图3到图6中所示的面罩的实施方式的前透视图(图7)；图3中所示的面罩的部分在最后组装前的后透视图(图8)；以及示出了面罩的主体的多层的图3中所示的面罩的部分、剖面、前透视图(图9)。如可以看到的，面罩100包括用于覆盖人类佩戴者300的口和鼻302的主体102，并进一步包括在主体-片状物接合106处连接至主体102的片状物104。主体102包括主体102的前表面108、主体102的相对的后表面110、以及限定主体102的形状的主体102的周界112。主体102的形状可以为用于预定目的的任何合适的形状，如本领域技术人员参照本文将会理解的。在一个实施方式中，主体102的形状选自由不规则形、椭圆形、矩形、圆形、方形和三角形组成的组。在优选的实施方式中，如图3中最清楚示出的，由主体102的周界112限定的主体102的形状包括右侧缘114(佩戴面罩时从佩戴者的视角给出的方向)、在周界112的底部接合118处连接到右侧缘114的左侧缘116、以及将右侧缘114连接到左侧缘116的顶缘120，其中从前面观察时主体102的周界112如所示的形状基本上为三角形。顶缘120部分地形成主体-片状物接合106，如可以从图5和图6中最清楚地看到的。在一个实施方式中，主体102进一步包括中心缝122。
再次参照图3、图5、图6和图7，面罩100的片状物104包括片状物104的前表面124(在将片状物104折叠为面罩100的最终构型前给出的方向)、片状物104的相对的后表面126、以及限定片状物104的形状的片状物104的周界128。片状物104的形状可以为用于预定目的的任何合适的形状，如本领域技术人员参照本文将理解的。在一个实施方式中，片状物104的形状选自由五边形、矩形和三角形组成的组。在优选的实施方式中，如图3、图5和图7中最清楚示出的，当在底部接合118向下的情况下观察主体102的前表面108或主体102的后表面108时，由片状物104的周界128限定的片状物104的形状为倒转的U形。如本文中所使用的，术语“U形”是图3、图5和图8中描绘的片状物104的形状(但是在图8中没有倒转)。如图7中可以特别看到的，这个倒转的U形是特别有利的，因为它通过补偿佩戴者的鼻子302的基部处佩戴者的鼻子302的突起，与五边形、矩形或三角形相比，允许面罩100由佩戴者300佩戴时，片状物更紧密地接近佩戴者300的鼻子302。如图5和图8中最清楚地看到的，在本发明的一个实施方式中，片状物104的周界128包括从右到左连续的(在配戴面罩时从佩戴者的视角给出的方向)：右垂直边130、右弓形边132、中心弯曲区134、左弓形边136、左垂直边138、和部分形成主体-片状物接合106并将右垂直边130连接到左垂直边138的基部140。
再次参照图3和图6，在优选的实施方式中，面罩100进一步包括连接到主体102或片状物104的弹性件142。弹性件142合并入面罩100中是特别有利的，因为弹性件142通过补偿佩戴者的鼻子302的各种曲线在佩戴者300佩戴面罩100时允许面罩100更紧密地接近佩戴者300的鼻子302。在一个实施方式中，弹性件142被连接到主体12的后表面20，或者被连接到片状物104的前表面124。然而，在优选的实施方式中，如图6中特别示出的，弹性件142被连接于片状物104的后表面126，因为这个取向造成面罩100更好地适合较大量的潜在佩戴者，同时将通过主体12的周界22的顶缘24进或出面罩100的感染性颗粒暴露于片状物104的前表面124，此时片状物104的前表面124包括用于减少人类病原体的传播的织物，其结合如下披露的感染性颗粒。弹性件142可以包括适合于预定目的的任何物质，如本领域技术人员参照本文将理解的。在优选的实施方式中，弹性件142为海绵。在优选的实施方式中，弹性件142包括聚氨酯。
再次参照图3、图4、图6和图7，在优选的实施方式中，面罩100进一步包括连接到主体102或片状物104的可变形的带144。可变形的带144是特别有利的，因为可变形的带144通过补偿佩戴者的鼻子302的各种曲线在佩戴者佩戴面罩100时允许面罩100被佩戴者300调节以更紧密地接近佩戴者300的鼻子302。在一个实施方式中，可变形的带144被连接到主体12的后表面20，或连接到片状物104的前表面124或片状物104的后表面126。在优选的实施方式中，如图4和图6中特别示出的，可变形的带144被连接到主体102的前表面108，接近叠加所述片状物的顶缘24，以便使可变形的带144变形来使得弹性件142和片状物104的其余部分变形，如本领域技术人员将参照本文所理解的。可变形的带144包括可以容易地被佩戴者300变形的物质。可变形的带144可以包括适合于预定目的的任何物质，如本领域技术人员将参照本文所理解的。在优选的实施方式中，可变形的带144包括塑料或包括埋在塑料中的弹簧钢丝。在优选的实施方式中，可变形的带144包括有延展性的铝。
再次参照图3、图4、图5、图7和图9，在优选的实施方式中，面罩100进一步包括一个或多于一个连接到主体102的延伸部146，用于将面罩100固定到佩戴者300的头部。延伸部146可以包括弹性物质如天然橡胶、或合成橡胶或其他可拉伸的聚合物，或可以包括非弹性物质如非弹性布料或塑料，并且可以为环绕佩戴者的耳朵304或面部306或耳环的带子形式，具有或没有图中所示的调节物148。在一个实施方式中，一个或多于一个延伸部146为一系列粘合条，以允许面罩100附着于佩戴者的面部306。
根据本发明的一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的织物。现在参照图10，示出了根据本发明的织物的部分前透视图。如可以看到的，在一个实施方式中，根据本发明的织物200包含结合物质202。在另一个实施方式中，根据本发明的织物200包含用于涂覆本文披露的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物202。在一个实施方式中，所述织物包含纺粘聚丙烯纤维。在一个实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度在10g/m2到50g/m2之间。在特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为25g/m2。在另一个特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为45g/m2。根据本发明的另一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置，其中所述装置包含根据本发明的织物200。在一个实施方式中，所述装置为根据本发明的面罩，如面罩100。在特别优选的实施方式中，主体102和片状物104两者均包含根据本发明的织物200。
根据本发明的一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的材料。现在参照图11和图12，分别示出了根据本发明的材料的部分、剖面、前透视图，包括图10中示出的织物，并包括三层(图11)；以及根据本发明的另一种材料的部分、剖面、前透视图，包括图10中示出的织物，并包括四层(图12)。如可以看到的，在一个实施方式中，材料204包括根据本发明的织物200。根据本发明的另一个实施方式，提供了用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置，其中所述装置包括根据本发明的材料204。在一个实施方式中，所述装置为根据本发明的面罩，如面罩100。在特别优选的实施方式中，主体102和片状物104两者均包含根据本发明的材料204。
根据本发明的材料204，包括多层，其中一层或多于一层包括织物200。材料204可以包括两层、三层、四层或多于四层，如本领域技术人员参照本文将理解的。在特别优选的实施方式中，所述多层为三层(如图11中示出的，这里指定为A、B和C)。在另一个特别优选的实施方式中，所述多层为四层(如图12中示出的，这里指定为A、B、C和D)。在特别优选的实施方式中，面罩100的主体102和片状物104包括根据本发明的材料204，主体102的前表面108和片状物104的前表面124两者均包括根据本发明的织物200。
材料204的至少一个层包括根据本发明的织物200(在图11和图12中作为层B示出的)。在优选的实施方式中，材料204的两个层包括织物200。在一个实施方式中，材料204的一个层或多于一个层为热-可模塑的织物，如选自由聚丙烯、聚酯和非织造乙酸纤维素织物组成的组中的热-可模塑的织物。在一个实施方式中，所述热-可模塑的织物选自由纺粘非织造聚丙烯纤维(SBPF)(也称为纺粘非织造聚丙烯)、和熔喷聚丙烯纤维(MBPF)组成的组。在一个实施方式中，所述热-可模塑的织物包括纺粘/熔喷纤维复合物，其包括交替的纺粘层(S)和熔喷层(meltblownlayer)(M)，如例如MS、SM、SMS、SSMS、SMSS、SMSMS、SMMSS和SSMMS。这样的热-可模塑的层允许根据本发明用热或超声波焊接的面罩的成形。此外，这样的热-可模塑的层捕获空气传播的颗粒，但是是疏水的，使得感染性颗粒-装载的小滴通常没有被破坏，即使感染性颗粒装载的小滴被捕获在所述层内，允许根据本发明的织物200结合感染性颗粒。此外，疏水层排斥湿气，因此当主体102的后表面110为疏水层时，面罩100的佩戴者300将不会感觉到对着它们的面部306的湿气或潮湿。
在优选的实施方式中，如图11所示，材料204包括三层，纺粘聚丙烯纤维的第一层(层A)、根据本发明的织物的第二层(层B)、以及熔喷聚丙烯纤维的第三层(层C)。在一个实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度在10g/m2至50g/m2之间。在特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为25g/m2。在另一个特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为45g/m2。在一个实施方式中，熔喷聚丙烯纤维的密度在15g/m2至25g/m2之间。在特别优选的实施方式中，熔喷聚丙烯纤维的密度为18g/m2。在特别优选的实施方式中，如图11中所示，材料204包括三层，具有45g/m2密度的纺粘聚丙烯纤维的第一层(层A)、根据本发明的织物的第二层(层B)、具有18g/m2密度的纺粘/熔喷纤维复合物的第三层(层C)。
在优选的实施方式中，如图12中所示，材料204包括四层，纺粘聚丙烯纤维的第一层(层A)、根据本发明的织物的第二层(层B)、熔喷聚丙烯纤维的第三层(层C)、和纺粘聚丙烯纤维的第四层(层D)。在一个实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度在10g/m2至50g/m2之间。在特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为25g/m2。在另一个特别优选的实施方式中，纺粘聚丙烯纤维的密度为45g/m2。在一个实施方式中，熔喷聚丙烯纤维的密度在15g/m2至25g/m2之间。在特别优选的实施方式中，熔喷聚丙烯纤维的密度为18g/m2。在特别优选的实施方式中，如图12中所示，材料204包括四层，具有45g/m2密度的纺粘聚丙烯纤维的第一层(层A)、根据本发明的织物的第二层(层B)、具有18g/m2密度的熔喷聚丙烯纤维的第三层(层C)、以及具有25g/m2密度的纺粘聚丙烯纤维的第四层(层D)。
在一个实施方式中，根据本发明的织物200包括结合一种或多于一种类型的人类病原体的一种或多于一种结合物质202。在优选的实施方式中，织物200包括结合一种或多于一种类型的病毒(如流感病毒，其造成人类呼吸道感染如流感)的一种或多于一种结合物质202。通过将人类病原体结合到本发明的面罩100的织物200，如例如通过在病毒-装载的小滴在织物200内蒸发时防止病毒颗粒的释放，织物200减少了人类病原体的传播。
一种或多于一种结合物质202包括用于将人类病原体化学粘附到结合物质的一种或多于一种人类病原体结合基团，如本领域技术人员参照本文将理解的。在优选的实施方式中，结合物质202进一步包括用于将结合物质202粘附到织物200的连接基团(如例如乙烯基砜基团)。
举例来说，在一个实施方式中，被结合到织物200的人类病原体选自由腺相关病毒(AAV)、单纯疱疹病毒(HSV)、人类乳头状瘤病毒(HPV)、流感病毒、狂犬病病毒、呼吸融合病毒(RSV)组成的组，并且人类病原体结合基团是唾液酸基团，因为这些病毒颗粒通过人类细胞的细胞膜的表面寡糖上的末端唾液酸基团结合到人类细胞。然而，唾液酸基团以适合于连接(附着)到纤维或织物的形式产生相对昂贵，因此，在优选的实施方式中，结合物质202为这样的物质，所述物质模拟唾液酸基团在流感病毒上的结合作用，但是作为用于工业规模生产包含根据本发明的结合物质的织物的成分是成本有效的。
根据本发明的一个实施方式，一种或多于一种结合物质202包括选自由硫酸根基团(如例如硫酸化单糖或硫酸化寡糖)和磺酸根基团(如例如磺化单糖或磺化寡糖)组成的组中的人类病原体结合基团，因为硫酸根基团和磺酸根基团两者均模拟唾液酸基团在腺相关病毒(AAV)、单纯疱疹病毒(HSV)、人类乳头状瘤病毒(HPV)、流感病毒、狂犬病病毒、呼吸融合病毒(RSV)、以及其他人类病原体上的结合作用，而硫酸根基团和磺酸根基团可以以用于工业规模生产根据本发明的织物200的成本有效的方式直接连接到纤维或织物上的自由羟基基团和自由氨基基团。在优选的实施方式中，织物200为纤维素织物(即，包含纤维素)，一种或多于一种结合物质202包含人类病原体结合基团，所述基团包含硫酸根基团，产生包含非水凝胶纤维素硫酸酯的织物。
根据本发明的另一个实施方式，人类病原体结合基团为包含一个或多于一个磺酸根基团的一种或多于一种活性染料。在优选的实施方式中，织物200为纤维素织物(即，包含纤维素)，结合物质202为包含磺酸根基团的一种或多于一种活性染料，产生包含纤维素磺酸酯(硫酸纤酸素)的织物200。
活性染料为用于对纤维和织物染色的一类物质，纤维和织物为纤维素纤维和纤维素织物(如醋酸酯、棉花和人造纤维)和非纤维素纤维和非纤维素织物(如羊毛和尼龙，和由聚酯或聚烯烃制成的织物)两者。活性染料包含活性连接基团，通常为卤代杂环或活化双键，其在应用于染色浴中的纤维时，与纤维或织物上的羟基基团形成共价化学键。活性染料根据将染料连接到纤维或织物的连接基团的类别进行分类。在一个实施方式中，结合物质为选自由氨基氯三嗪(Procion7H)、氨基氯三嗪-硫酸乙基砜(SumafixSupra)、氨基氟三嗪(CibachronF)、氨基氟三嗪-硫酸乙基砜(CibacronC)、二(氨基氯三嗪)(Procion7H-E)二(氨基烟碱三嗪)(KayacelonReact7)、氯二氟嘧啶(DrimarineK)、二氯喹喔啉(Levafix7E)、二氯三嗪(ProcionMX)、硫酸乙基砜(乙烯基砜；Remazol7)、硫酸乙基磺酰胺(Remazol7D)、三氯嘧啶(DrimarineX)组成的组中的一种或多于一种活性染料。活性染料进一步包含生色团，为染料提供特别的颜色。所述生色团通常包含多环芳香基；然而，多环芳香基倾向于降低水溶性，因此活性染料通常进一步包含一个或多个磺酸根基团以增加水溶性。活性染料的磺酸根基团可以作为本发明的织物的结合物质的人类病原体结合基团起作用，同时活性染料的活性连接基团可以作为结合物质的连接基团起作用。
给出的染料常常具有几个商品名，但是染料的总名称(比色指数；CI)包括下面的格式：[类别(酸性，碱性，直接或反应的)；颜色；和编号]。根据本发明的一个实施方式，一种或多于一种结合物质202为选自由CI反应蓝4、CI反应蓝21、CI反应蓝140、CI反应蓝163、CI反应棕23、CI反应橘4、CI反应红1、CI反应红2、CI反应红6、CI反应红11、CI反应红78、CI反应黄39、和CI反应黄86组成的组中的活性染料，其每一种包含作为适于结合根据本发明的一种或多于一种人类病原体的人类病原体结合基团起作用的磺酸根基团，其每一种进一步包含适合将结合物质(染料)连接(附着)到织物的连接基团。在特别优选的实施方式中，结合物质为反应蓝21[铜，(29H，31H-酞菁(2-)-N29，N30，N31，N32)-，硫代((4-((2-磺基氧基)乙基)磺酰基)苯基)氨基)磺酰基衍生物](CASReg.No.73049-92-0)，一种具有将染料连接到纤维和织物(包括纤维素纤维和织物)的乙烯基砜连接基团的磺化铜酞菁染料。用于将活性染料，包括用于连接CI反应蓝21，连接到纤维和织物的合适的反应条件是本领域技术人员熟知的，并且可以在来自染料制造商的说明书，以及标准织物参考文献中找到，其将由本领域技术人员参照本文理解。
如本领域技术人员参照本文将理解的，在织物200被并入根据本发明的面罩100的主体中时，结合物质202不能使织物不可透过气体，因为这样的不透性将使得面罩100不起作用，如本领域技术人员参照本文将理解的。例如，如果人类病原体结合基团为硫酸根基团，硫酸根基团不能在织物内形成纤维素硫酸酯水凝胶，因为纤维素硫酸酯水凝胶将阻断空气通过面罩，使得面罩不起作用，因此，在提及根据本发明的织物的内容时，使用术语“纤维素硫酸酯”和其相关术语被理解为不包括纤维素硫酸酯水凝胶或不可透过气体的任何形式，其将阻断空气通过面罩，使得面罩不起作用(即，使得佩戴者不能通过面罩充分地呼吸)。利用活性染料作为根据本发明的面罩100的织物200中的结合物质202是特别有利的，因为结合到织物的活性染料的量决不会足够高到造成活性染料中的磺酸根基团在织物内形成水凝胶。
如本领域技术人员参照本文将理解的，纤维素硫酸酯和纤维素磺酸酯两者均具有表面活性剂性能，使得包含纤维素硫酸酯或纤维素磺酸酯的织物200破坏病毒-装载的小滴并将病毒颗粒暴露于纤维素硫酸酯上的硫酸根基团和纤维素磺酸酯上的磺酸根基团，由此将病毒颗粒捕获在织物200内。
在一个实施方式中，除了织物200的结合物质202和纤维以外，织物200进一步包含一种或多于一种另外的物质，其减小一种或多于一种人类病原体的致病能力。在优选的实施方式中，所述一种或多于一种另外的物质为一种或多于一种类型的多价金属离子，如例如多价铜，多价银或多价锌，其全部为抗细菌的、抗真菌的和抗病毒的。在特别优选的实施方式中，金属盐为二价金属盐，如选自由二价铜的盐和二价锌的盐组成的组中的一种或多于一种二价金属盐。在另一个实施方式中，所述一种或多于一种物质为金属盐，如例如选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组中的金属盐，其全部为杀细菌的、杀病毒的和杀真菌的。
如本领域技术人员参照本文将理解的，利用包含纤维素的织物200上的包含硫酸根基团或磺酸根基团的结合物质202是相对廉价的和适合于工业规模生产根据本发明的面罩100以防止较多的人群免于流感病毒和其他人类病原体的传播。此外，织物200对于人类和宠物两者均是安全的，例如通过置换一些面罩中使用的毒性抗细菌化合物，以及通过结合织物200内的病毒颗粒使得在病毒颗粒与织物200接触后，病毒颗粒不会浸出织物200。此外，有利的是，织物200不需要照明和用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的单态氧产生，如同设计用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的一些织物一样。
在一个实施方式中，织物200为织造的，如例如织造的人造纤维。在另一个实施方式中，织物200为非织造的，如例如非织造的人造纤维。根据本发明的一个实施方式，面罩100包含用于减少根据本发明的一种或多于一种人类病原体的传播的织物200。在一个实施方式中，面罩100包含如本文披露的和如图10所示出的织物200。在另一个实施方式中，面罩100包含如本文披露的和如图11和图12中示出的材料。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于制备在构建用于减少一种或多于一种人类病原体(如例如造成人类呼吸道感染的病毒)的传播的根据本发明的面罩100中使用的织物200的方法。在一个实施方式中，所述方法产生根据本发明的织物200。所述方法现在将仅仅主要对于制备包含纤维素(在这个实施例中，人造纤维)的织物的举例的方式被披露，所述织物具有包含作为人类病原体结合基团的硫酸根基团的结合物质，虽然其他方法可以被用于产生相同的织物、和具有根据本发明的其他结合物质(如磺酸根基团)的相应的织物，如由本领域技术人员参照本文将理解的。
在一个实施方式中，所述方法包括，首先，提供适合在用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的织物200中使用的纤维。在一个实施方式中，所述织物包含纤维素。在优选的实施方式中，所述织物包含人造纤维(纤维素的一种形式)。用于商业目的的纤维素纤维的最重要的来源是来自木浆；然而，直接从木浆获得的纤维素纤维太短和粗糙而不能织成根据本发明的织物，并且源自木浆的纤维素在有机溶剂中相对不可溶，并且不能被挤出为细纤维。相反，人造纤维从源自木浆和其他植物的天然存在的纤维素聚合物产生。为了形成人造纤维，将纤维素首先用加溶基团(如例如醋酸盐)衍生，形成为纺成纤维，随后，将加溶基团去除，产生可以被织成织物的纤维素纤维，如本领域技术人员参照本文将理解的。
接着，所述方法包括将一种或多于一种结合物质加入到纤维中。将结合物质加入纤维可以利用本领域技术人员已知的技术完成，如本领域技术人员参照本文将理解的。在优选的实施方式中，加入的结合物质为根据本发明的结合物质。通过举例的方式，该方法将在包含人类病原体结合基团的结合物质方面被披露，所述结合基团包含硫酸根基团，由此产生硫酸化的纤维素纤维。在这个实施方式中，将一种或多于一种结合物质加入到纤维中导致织物中纤维素来源的纤维的硫酸化，而不破坏织物的结构或强度。此外，虽然这些步骤在将硫酸根基团共价结合到纤维素纤维(如人造纤维)方面被披露，但是等效的步骤可以被用于将硫酸根基团加入到其他纤维素纤维、纤维素来源的非纤维素来源的纤维(如例如由聚酯或聚烯烃制成的纤维)的混合物和非纤维素来源的纤维(其包含自由羟基或氨基基团)中，如本领域技术人员参照本文将理解的。
纤维素为葡萄糖单元的线性聚合物，其每一个葡萄糖单元具有三个自由羟基基团。纤维素的硫酸化度(DS)在本领域中定义为每个单糖单元中硫酸根基团的平均数。DS为3是可能的最大值，表明所有可利用的羟基基团被完全硫酸化。硫酸化度为1表明每个葡萄糖单元平均存在一个硫酸根基团，DS为0.1，例如，表明每十个葡萄糖单元中平均一个羟基基团被硫酸化。本发明的重要的方面是使病毒和其他人类病原体结合到根据本发明的纤维或织物涉及人类病原体结合到纤维或织物上的多于一个固定的硫酸根基团或磺酸根基团，由此强烈地增加结合物质和人类病原体之间的相互作用的亲和力。
硫酸化度通过测量硫酸盐/酯、磺酸盐/酯或总硫量的任何合适的分析方法测定，如例如通过元素分析。没有结合物质连接的纤维素纤维或无色素的纤维素纤维或织物的硫含量极低或不可检测。根据本发明的一个实施方式，本发明的方法产生在0.02至2之间的硫酸化度。在本发明的优选的实施方式中，本发明的方法产生在0.05至0.5之间的硫酸化度。在特别优选的实施方式中，本发明的方法产生在0.09至0.21之间的硫酸化度。可以通过调节硫酸化或磺化反应中的时间、温度或试剂浓度来调节硫酸化或磺化纤维或织物的硫酸化度，如本领域技术人员参照本文将理解的，以产生具有需要的硫酸化度的纤维。
随着对于纤维素织物的硫酸化度增加到高于0.2，在暴露于液态水或水蒸气时纤维的水溶性增加，造成织物形成水凝胶并降低通过织物的透气性。这个增溶的倾向对于面罩中使用的织物是不可接受的，面罩中相对无阻碍的空气通过是必需的。因此，在本发明的一个实施方式中，所述方法进一步包括在连接结合物质之前或之后，通过用一种或多于一种化学地相互结合织物的纤维的交联剂处理织物来交联织物的纤维，由此防止增溶。在一个实施方式中，用交联剂处理织物包括将织物与碱如氢氧化钠接触，以在纤维素织物的情况中产生碱化的纤维素，随后使织物与交联剂反应。在一个实施方式中，所述交联剂选自由二氯烷、二羟甲基脲、甲醛和三羟甲基三聚氰胺组成的组。在优选的实施方式中，所述交联剂为选自由二乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、表氯醇、甘油二缩水甘油醚和乙烯基环己烯二氧化物组成的组中的环氧化合物。
将一种或多于一种包含硫酸盐/酯人类病原体结合基团的结合物质加入到纤维可以例如通过首先将织物与合适的溶剂，如例如二甲亚砜(DMSO)或二甲基甲酰胺(DMF)接触来完成。织物与溶剂接触的时间量被调节以最优化纤维溶胀，由此增加纤维表面上羟基基团的暴露以硫酸化，如本领域技术人员参照本文将理解的。
接着，将所述溶剂处理的织物与结合物质如例如硫酸化试剂接触。合适的硫酸化试剂取决于所用的溶剂，如本领域技术人员参照本文将理解的。例如，在一个实施方式中，所述溶剂为二甲亚砜，硫酸化试剂为用三氧化硫处理的DMSO(DMSO-SO3)。在另一个实施方式中，所述溶剂为二甲基甲酰胺，所述硫酸化试剂为用三氧化硫处理的二甲基甲酰胺(DMF-SO3)。与结合物质接触被维持直到达到结合物质与纤维的共价结合的令人满意的程度，但是在过量的结合物质结合到纤维之前，其在硫酸盐/酯的情况中将使得织物在与液态水或水蒸气接触后不透过气体，如本领域技术人员参照本文将理解的。
在一个实施方式中，所述方法进一步包括用溶剂如例如(DMSO-SO3)和(DMF-SO3)漂洗织物，并随后将织物与合适的碱接触，所述碱如例如氢氧化钠、醋酸钠、或碳酸氢钠，以中和酸性结合物质如酸性硫酸化试剂，或中和在将结合物质加入到织物期间形成的酸。
所述织物随后用合适的溶剂如例如水或简单的醇(乙醇或异丙醇)冲洗，以去除未反应的试剂，从而产生适合用于减少一种或多于一种人类病原体(包括造成人类呼吸道感染的病毒)的传播的硫酸化的织物。
在另一个实施方式中，用于制造在构建用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的根据本发明的面罩中使用的织物的方法包括，首先，提供由纤维素浆或纤维素粉制成的纤维素硫酸酯材料，其具有大于0.2，优选大于0.5的硫酸化度，足以使得所述纤维为水溶性的。接着，可溶的纤维素硫酸酯随后被应用于织物并用交联剂共价连接到织物的纤维，如上面所披露的，如本领域技术人员参照本文将理解的。在所述方法的这个实施方式中，所述织物没有暴露于相对苛刻的硫酸化条件和试剂，而仅暴露于可溶性纤维素硫酸酯和交联试剂，以及暴露于用于交联的条件，由此减少如果硫酸化反应未被很好地控制则可以发生的破坏织物的可能性。可溶的纤维素硫酸酯的浓度通过测试来选择，使得获得具有适合于通过面罩的气体交换的可接受的压降特性的织物，尤其是当织物在根据本发明的面罩中被使用时，如本领域技术人员参照本文将理解的。
在本发明的一个实施方式中，所述方法进一步包括将所述织物与化学破坏对于人类致病性基本的人类病原体的特性的一种或多于一种物质接触。在优选的实施方式中，所述一种或多于一种物质为多价金属离子，如例如多价铜，多价银或多价锌，其全部为抗细菌的、抗真菌的和抗病毒的。在另一个实施方式中，所述一种或多于一种物质为金属盐，如例如氧化铜、醋酸锌、醋酸铜或硫酸铜，其全部是杀细菌的、杀病毒的和杀真菌的。在优选的实施方式中，所述金属盐为二价金属盐。醋酸盐作为阴离子盐成分是有利的，因为其是挥发性的，并且可以通过蒸发从织物中去除，但是其他阴离子作为盐成分也是合适的，包括氯化物、氧化物、碘化物等。所述一种或多于一种物质加入到织物中通过利用除了将人类病原体结合到织物以外的机制，增加了本发明的面罩在减少一种或多于一种人类病原体的传播方面的效能。
在本发明的一个实施方式中，所述方法进一步包括将除了包含结合物质的纤维以外的一种或多于一种类型的纤维(如例如聚酯纤维或聚丙烯纤维)并入织物中。
在另一个实施方式中，将以切段纤维(staple)或纤维束(tow)形式的纤维素纤维通过用于如本文披露的织物的相同类型的硫酸化反应而硫酸化，随后冲洗纤维素硫酸酯纤维，然后通过常规方法形成为非织造或织造的织物，由此将纤维素切段纤维或纤维束纺成丝线或直接形成为非织造织物。
现在将参照下面的实施例披露用于制造在构建用于减少一种或多于一种人类病原体的传播的根据本发明的面罩100中使用的织物200的本发明的方法。
实施例1
硫酸化的人造纤维织物的制备
根据本发明的一个实施方式，根据本发明如下制备硫酸化的人造纤维。首先，首先将60ml异丙醇在冰上冷却，并将0.2克MgSO4加入到异丙醇中以去除水。接着，将预先在冰上冷却的240ml硫酸加入到异丙醇中。随后，将具有70克/平方米的密度的非织造的人造纤维织物切成17.5cm×22.5cm的矩形并放置在大约相同大小的聚丙烯网上。接着，将网上的人造纤维织物浸入冷却的醋酸中达15分钟。随后，将异丙醇/硫酸混合物倒入位于冰上的聚乙烯盒(约30cm×37.5cm)中。接着，将聚乙烯网上的人造纤维织物浸入异丙醇/硫酸混合物中达5分钟或10分钟，并且首先在冷异丙醇中漂洗，随后在每100ml包含3克醋酸钠的冷异丙醇中漂洗，接着在冷异丙醇中漂洗，产生硫酸化的人造纤维织物。接着，人造纤维织物随后被允许干燥，同时仍在聚乙烯网上。分析硫酸化的人造纤维织物的样品的硫和碳含量。发现在漂洗前5分钟反应时间产生约0.1的硫酸化度(DS)，而发现在漂洗前10分钟的反应时间产生约0.2的硫酸化度(DS)。
实施例2
磺化人造纤维织物的制备
根据本发明的一个实施方式，磺化的人造纤维织物根据本发明如下制备。首先，通过将30克硫酸钠加入到600克蒸馏水中，接着加入4克CI反应蓝21染料(一种磺化结合物质)而制备溶液。接着，将具有70克/平方米密度的30克非织造人造纤维织物加入到溶液中并轻柔地旋转直到被均匀浸入并湿润。随后，边搅拌边加入12克碳酸钠，将混合物保持在30EC下持续35分钟。接着，将温度升高到70EC持续另外60分钟，产生磺化的人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)。随后，在流水下漂洗磺化的人造纤维织物，直到没有更多的自由染料洗提出来，并且将磺化的人造纤维织物风干。
实施例3
包含破坏一种或多于一种人类病原体的致病能力的一种或多于一种物质的织物的制备
根据本发明的一个实施方式，如下制备根据实施例1制成的硫酸化的纤维素织物或根据实施例2制成的磺化的纤维素织物以包含除了结合物质之外的一种或多于一种另外的物质，其破坏一种或多于一种人类病原体的致病能力。首先，根据实施例1中披露的方法制备硫酸化的人造纤维织物，或根据实施例2中披露的方法制备磺化的人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)。随后，将均为二价金属盐的硫酸铜和醋酸锌，利用1克金属盐/100毫升水的浓度，通过气溶胶以40μl/cm2织物施加于织物。包含另外的物质的织物随后被风干，产生包含二价铜和二价锌离子两者的硫酸化的人造纤维织物，或包含二价铜和二价锌离子两者的磺化人造纤维织物。
实施例4
用于制备包含二价金属盐的磺化人造纤维织物的工业方法
根据本发明的一个实施方式，根据本发明如下制备包含二价金属盐的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)。首先，对具有70克/平方米密度的100％水刺粘胶人造纤维织物(spunlaceviscoserayonfabric)以20∶1的液固比使用CI反应蓝21(Novacron7TurquoiseH-GN)染色。接着，将50g/L硫酸钠、20g/L碳酸钠和12％染料(按体积)(120ml/L)加入到染色浴中，并借助连续搅拌彻底混合。随后，将人造纤维织物在30EC的温度下浸入染色浴持续35分钟，接着在70EC的温度下浸入60分钟，产生磺化的人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)。接着，磺化的人造纤维织物在流水下被漂洗并被风干。随后，将每升水各为50克的醋酸铜和醋酸锌在磺化人造纤维上以比率0.08L/m2喷射，产生包含二价铜和二价锌离子两者的磺化人造纤维织物。包含二价铜和二价锌离子两者的磺化人造纤维织物被再次风干。
实施例5
织物抗人类病原体性能的评估
织物的测试抗病毒性能(作为抗人类病原体性能的代替物)通过将标准化量的病毒施加到一片测试织物上进行。随后将测试织物在细胞培养基中搅拌以洗提任何功能性病毒颗粒，即，没有通过粘附于织物或以其他方式粘附于测试织物被失活的病毒颗粒。被洗提到培养基中的功能性病毒颗粒通过与具有对病毒杀灭易感的细胞的培养基接触并确定细胞死亡的定量读取来分析病毒活性。洗提的培养基中减少的细胞死亡表明测试织物通过使病毒粘附于织物或以其他方式粘附于测试织物而增加病毒的失活。
根据本发明的一个实施方式，根据实施例1制备的具有0.2的硫酸化度(DS)的硫酸化人造纤维织物、根据实施例2制备的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)、以及根据实施例3制备的包含硫酸铜和醋酸锌两者的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)被评估抗病毒性能。首先，硫酸化人造纤维织物、磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)、以及包含硫酸铜和醋酸锌两者的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)被提交给Microbiotest，Inc.(Sterling，VAUS)用于评估织物使人类病原体单纯疱疹病毒(HSV)失活的能力。将HSV在气溶胶中施加于5cm×5cm面积的测试织物，以及施加于非硫酸化、非磺化的人造纤维对照织物片，以及施加于仅用硫酸铜和醋酸锌处理(每100ml水每种1克，以每平方厘米40微升应用)的人造纤维织物片。将HSV-处理的织物样品保持1分钟并随后放置在单独的20ml萃取介质的等分试样中并经受轻柔的搅拌达5分钟。将萃取样品的等分试样在稀释介质中连续地稀释10倍并接种到宿细胞中。检测来自每个样品的萃取介质中的残余的感染性病毒并通过它们的病毒-诱导的细胞病变效应量化。
表1
织物抗病毒性能的评估结果
如可以看到的，根据实施例1制备的硫酸化的人造纤维织物，与非硫酸化、非磺化的人造纤维对照织物相比，具有致病性病毒的1.87对数减少。与非硫酸化、非磺化的人造纤维对照织物相比将硫酸铜和醋酸锌并入到非硫酸化、非磺化的人造纤维中的对照织物产生致病性病毒的2.0的对数减少，其中致病性病毒的减少可归因于单独的二价盐的存在。与非硫酸化的人造纤维对照织物相比，根据实施例2制备的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)具有致病性病毒的0.37的对数减少。
分析系统中检测的下限为3.13对数，使得对于用硫酸铜和醋酸锌处理的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)的HSV效价的最小减少为4.47对数。因此，用磺化和二价金属离子与非硫酸化、非磺化人造纤维织物(并入相同量的二价金属离子)实现进一步病毒失活或捕获的2.47对数的最小值。这些结果显示了在织物的磺化与二价金属盐并入织物之间在抗人类病原体活性方面的未预期的协同作用。
根据本发明的一个实施方式，根据实施例1制备的具有0.1或0.2的硫酸化度(DS)的硫酸化人造纤维织物、根据实施例4制备的具有0.2的硫酸化度(DS)并包含二价金属盐硫酸铜和醋酸锌的硫酸化人造纤维织物、根据实施例2制备的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)、以及根据实施例3制备的包含二价金属盐硫酸铜和醋酸锌的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)、以及非硫酸化、非磺化的人造纤维对照织物、以及包含二价金属盐硫酸铜和醋酸锌的人造纤维织物被评估它们的抗病毒性能。将4.70对数的流感病毒A在气溶胶中施加于5cm×5cm面积的测试织物，具有施加的流感病毒A的测试织物的每一种的三个样品被允许在病毒应用后放置1、5、或15分钟，随后被置于萃取介质的单独的20ml等分试样中，并经受轻柔的搅拌达5分钟。将萃取缓冲剂的连续稀释给予到鸡胚中用于通过胚胎生存能力和通过来自这样的蛋(egg)的尿囊液的血球凝集素分析来分析致病性流感病毒A效价。
测试结果为根据实施例1制备的具有0.1或0.2的硫酸化度(DS)的硫酸化人造纤维织物在每个测试的时间点(1、5和15分钟)均未产生可检测的致病性病毒，表明与施加于织物的病毒的量相比，在每个测试的时间点处，流感病毒对数减少大于3。类似地，根据实施例1制备的具有0.2的硫酸化度(DS)并包含二价金属盐硫酸铜和醋酸锌的硫酸化人造纤维织物在每个测试的时间点处(1、5和15分钟)也未产生可检测的致病性病毒，表明与施加于织物的病毒的量相比，在每个测试的时间点处，流感病毒对数减少大于3。
根据实施例2制备的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)，在1分钟测试时间处以1.95的对数减少来减少流感病毒A，在5分钟测试时间处以2.33的对数减少来减少流感病毒A，以及在15分钟测试时间处以3.08的对数减少来减少流感病毒A。根据实施例3制备的包含二价金属盐硫酸铜和醋酸锌的磺化人造纤维织物(使用CI反应蓝21染料作为结合物质)，在每个测试的时间点处(1、5和15分钟)未产生可检测的致病性病毒，表明在每个测试的时间点处，流感病毒对数减少大于3。
在优选的实施方式中，面罩100包括根据本发明的织物200，其中织物200包括根据本发明的结合物质202。在优选的实施方式中，织物200进一步包括除了结合物质之外的一种或多于一种根据本发明的另外的物质，其降低一种或多于一种人类病原体的致病能力。在优选的实施方式中，所述一种或多于一种另外的物质为多价金属离子，如例如选自由多价铜、多价银和多价锌组成的组的多价金属离子。在另一个实施方式中，所述一种或多于一种物质为金属盐，如例如选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组的金属盐。在特别优选的实施方式中，所述金属盐为二价盐。在特别优选的实施方式中，面罩100包括包含作为结合物质202的CI反应蓝21染料的织物200，织物200进一步包括多价铜和多价锌。
根据本发明的另一个实施方式，提供了制备用于减少一种或多于一种人类病原体(包括造成人类呼吸道感染的病毒)的传播的根据本发明的面罩100的方法。在一个实施方式中，面罩100包括主体102、片状物104、以及连接到主体102用于将面罩100固定到佩戴者的面部306的一个或多于一个延伸部146。在一个实施方式中，所述方法包括用如本文披露的一种或多于一种热-可模塑的织物包绕或围绕如本文披露的织物200。这样的热-可模塑的织物允许借助面罩100的热或超声波焊接的面罩的成形。
在一个实施方式中，所述方法包括，首先，提供如本文披露的织物200。在优选的实施方式中，织物200进一步包括除了结合物质202之外的根据本发明的一种或多于一种另外的物质，其降低一种或多于一种人类病原体的致病能力。在优选的实施方式中，所述一种或多于一种另外的物质为多价金属离子，如例如多价铜、多价银或多价锌，如二价铜或二价锌。在另一个实施方式中，所述一种或多于一种物质为金属盐，如例如氧化铜、醋酸锌、醋酸铜或硫酸铜。在特别优选的实施方式中，所述金属盐为二价金属盐，如选自由二价铜的盐和二价锌的盐组成的组中的一种或多于一种二价金属盐。
在一个实施方式中，织物200被切割并形成面罩100的形状，一个或多于一个延伸部146被连接到面罩100的主体102。
在另一个实施方式中，面罩100的主体102和片状物104包括包含多层的材料，如本文中披露的材料204。在特别优选的实施方式中，所述多层为三层，如图11中所示的材料204。在另一个特别优选的实施方式中，所述多层为四层，如图12中所示的材料204。当所述面罩包括根据本发明的材料204时，所述方法包括提供根据本发明的织物200以形成材料204的一层或多于一层。
在一个实施方式中，将织物200或材料204或织物200和材料204两者提供在第一尺寸的卷上，将所述卷切成用于制备面罩100的第二尺寸。
接着，所述方法包括将织物200、或材料204的层切割为主体102和片状物104的形状。
在一个实施方式中，面罩100包括包含多层的材料204，所述方法包括以所述层的顺序装配材料204的所述层，并将所述层连接到一起。在一个实施方式中，材料204的所述层通过粘合剂被连接到一起以产生主体102的周界112和片状物104的周界128。在优选的实施方式中，材料204的所述层通过超声波焊接被连接到一起以产生主体102的周界112和片状物104的周界128。
在一个实施方式中，所述方法进一步包括用识别面罩100的来源或内容物的文字或图形或文字和图形两者标记面罩100，或提供关于佩戴面罩100的说明书。
在一个实施方式中，如图8中可以看到的，在这个阶段，主体102和片状物104包括如所示的形状，所述方法进一步包括通过任何合适的方法产生主体102的中心缝122，如本领域技术人员参照本文将理解的。在一个实施方式中，主体102的中心缝122通过施加粘合剂而产生。在优选的实施方式中，主体102的中心缝122通过超声波焊接而产生。
在一个实施方式中，所述方法进一步包括将一个或多于一个延伸部146连接到主体102。在一个实施方式中，一个或多于一个延伸部146通过施加粘合剂而连接到主体102。在优选的实施方式中，一个或多于一个延伸部146通过超声波焊接连接到主体102。
在一个实施方式中，所述方法进一步包括将弹性件142连接到面罩100。在一个实施方式中，将弹性件142连接到面罩100包括将粘合剂施加至弹性件142或片状物104或弹性件142和片状物104两者，并通过将压力施加到弹性件142和片状物104而将弹性件142连接到片状物104。
在一个实施方式中，所述方法进一步包括将可变形的带144连接到面罩100。在一个实施方式中，将可变形的带144连接到面罩100包括将粘合剂施加至可变形的带144或主体102或可变形的带144和主体102两者，并通过将压力施加到可变形的带144和主体102而将可变形的带144连接到主体102。
接着，如图8中可以看到的，所述方法进一步包括在面罩100的主体-片状物接合106处折叠片状物104，使得片状物104的后表面126面对主体102的后表面110。面罩100现在准备好被佩戴。
根据本发明的另一个实施方式，提供了减少一种或多于一种人类病原体的传播的方法。在一个实施方式中，所述方法包括提供根据本发明的面罩100，并佩戴面罩100。
根据本发明的一个实施方式的面罩100具有两个优点。现在参照图13，图13为由佩戴者佩戴的图1和图2中所示的面罩的实施方式的前透视图。如可以看到的，根据本发明的面罩100的第一个优点是根据本发明的面罩100的片状物104使得与常规面罩10相比，在佩戴者300的鼻子302周围更适合，由此与佩戴常规面罩10相比时，佩戴根据本发明的面罩100减少空气传播的感染性颗粒从面罩100和佩戴者300的面部306之间的空间向外出来(如向上箭头示出的)，或者减少空气传播的感染性颗粒从面罩100的周界112周围进入面罩100与佩戴者300的面部306之间的空间(如向下箭头示出的)，或者减少空气传播的感染性颗粒从面罩100和佩戴者300的面部306之间的空间向外出来(如向上箭头示出的)并减少空气传播的感染性颗粒从面罩100的周界112周围进入面罩100与佩戴者300的面部306之间的空间(如向下箭头示出的)。通过防止根据本发明的面罩100的佩戴者300从第三人传染感染性颗粒，以及通过减少一种或多于一种人类病原体从根据本发明的面罩100的佩戴者300传播给第三方，这个优点减少了一种或多于一种人类病原体的传播。
另外如图中可以看到的，根据本发明的面罩100的第二个优点是在主体-片状物接合106处朝向面罩100的主体102的后表面110折叠片状物104，相对于主体102的材料204的层倒转了片状物104的材料204的层。这个取向的倒转造成从佩戴者300排出的空气传播的感染性颗粒或从面罩100的周界112之外进入面罩100与佩戴者300的面部306之间的空间的空气传播的感染性颗粒遇到织物200，由此将一些感染性颗粒结合到织物200，由此通过防止根据本发明的面罩100的佩戴者300从第三人传染感染性颗粒，以及通过减少一种或多于一种人类病原体从根据本发明的面罩100的佩戴者300传播给第三方，而减少了一种或多于一种人类病原体的传播。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物，所述织物或材料如例如用于减少人类病原体的传播的根据本发明的织物或材料。在一个实施方式中，所述组合物降低了所述基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的疏水性，由此增加了人类病原体传播通过基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。在另一个实施方式中，所述组合物具有另外的直接抗细菌、抗真菌和抗病毒活性。所述组合物提供了粘附于基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的耐久涂层。所述组合物与高速制造过程相适应，所述制造过程如包括热塑性基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的防护面罩的超声波成形和焊接。在优选的实施方式中，将所述组合物涂覆到所述基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的表面上。在优选的实施方式中，将所述组合物涂覆到基于聚丙烯的材料的两层或多于两层的两个上。
在一个实施方式中，所述组合物包括柠檬酸(也称为2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸或3-羟基戊二酸-3-羧酸或柠檬酸氢盐(hydrogencitrate))并包括聚乙烯醇(也称为Alkotex；Alvyl；Covol；Ethenol，Gelvatol；均聚物；Lemol；Mowiol；Poly(Ethenol)，Polyviol；PVA；PVOH和Vinol)。在优选的实施方式中，聚乙烯醇为聚乙烯醇的部分水解的形式，其允许组合物最佳地粘附到基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料，同时在与柠檬酸混合时(有或没有非离子型表面活性剂)也形成耐久的涂层。在一个实施方式中，聚乙烯醇为Elvanol51-05(E.I.duPontDistalend28NemoursandCompanyCorporation，Delaware，MDUS)。
在优选的实施方式中，用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的所述组合物进一步包括一种或多于一种非离子型表面活性剂。所述非离子型表面活性剂通过直接作用于致病颗粒，以及通过在组合物处理的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料与包含人类病原体的气溶胶小滴接触以后增加柠檬酸通过基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的分散，增强涂覆有所述组合物的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的抗细菌、抗真菌和抗病毒活性。在一个实施方式中，所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇(也称为单月桂酸酯；聚山梨醇酯20；PEG(20)失水山梨糖醇单月桂酸酯；和吐温20)。
在一个实施方式中，所述组合物为水溶液。在优选的实施方式中，所述水溶液的水部分为蒸馏水。
在一个实施方式中，所述组合物包括在0.5％至4％之间的柠檬酸和在0.5％至4％之间的聚乙烯醇的水溶液。在另一个实施方式中，所述组合物包括在1％至3％之间的柠檬酸和在1％至3％之间的聚乙烯醇的水溶液。在优选的实施方式中，所述组合物包括2％聚乙烯醇和2％柠檬酸的水溶液。在一个实施方式中，所述组合物包括在0.1％至1％之间的非离子型表面活性剂。在另一个实施方式中，所述组合物包括在0.2％至0.7％之间的非离子型表面活性剂。在优选的实施方式中，所述组合物包括0.5％的非离子型表面活性剂。在特别优选的实施方式中，所述组合物为包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％的非离子型表面活性剂的水溶液。
在优选的实施方式中，用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物进一步包括一种或多于一种类型的杀细菌、杀真菌或杀病毒试剂。所述杀细菌、杀真菌或杀病毒试剂可以为与所述组合物的其他成分(柠檬酸、聚乙烯醇和非离子型表面活性剂)物理相容的任何抗细菌、抗真菌和抗病毒试剂。在一个实施方式中，所述试剂为多价金属离子，如例如多价铜、多价银或多价锌，其全部为抗细菌的、抗真菌的和抗病毒的。在特别优选的实施方式中，所述金属离子为二价金属盐，如选自由二价铜的盐和二价锌的盐组成的组中的一种或多于一种二价金属盐，如例如选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组中的二价金属盐，其全部为杀细菌的、杀病毒的和杀真菌的。在一个实施方式中，所述组合物包括醋酸铜和醋酸锌。在一个实施方式中，所述组合物包括在0.5％至5％之间的所述一种或多于一种金属离子的每一种。在另一个实施方式中，所述组合物包括在1％至4％之间的所述一种或多于一种金属离子的每一种。在另一个实施方式中，所述组合物包括3％的所述一种或多于一种金属离子的每一种。在一个实施方式中，所述组合物包括3％醋酸铜和3％醋酸锌。
有利地，在所述组合物被干燥到基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料上时，所述组合物增加基于聚丙烯的织物(如例如通过纺粘非织造的聚丙烯纤维(SBPF)或熔喷聚丙烯纤维(MBPF))或基于聚丙烯的材料的亲水性。这增加了液体的透过，允许包含人类病原体的气溶胶小滴穿过基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的表面而不是停留在基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的表面上，使得包含人类病原体的气溶胶小滴遇到通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少人类病原体的传播的另一层，如例如根据本发明的织物的层，其通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少人类病原体的传播，包括活性染料或包括一种或多于一种二价金属盐。组合物的柠檬酸成分的酸性性质作为聚乙烯醇的亲水性增塑剂起作用，并且还提供了有助于织物的总的抗细菌、抗真菌和抗病毒活性的酸性环境。
此外，所述组合物有利地不阻断气流，使得所述组合物适合于用在作为防护面罩的部分使用的基于聚丙烯的织物和基于聚丙烯的材料上。
本发明的组合物可以通过任何合适的方法制备，如本领域技术人员参照本文将理解的。例如，在一个实施方式中，所述组合物为包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的水溶液，所述组合物通过下述制备：将柠檬酸、聚乙烯醇和聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇溶解在蒸馏水中，使溶液在80℃沸腾直到聚乙烯醇被完全溶解，随后允许所述溶液在使用前冷却到室温。在另一个实施例中，所述组合物为包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的水溶液，所述组合物通过将足够的醋酸铜粉末和醋酸锌粉末溶解到根据前面的实施例制备的溶液中来制备。
所述组合物通过任何合适的方法被应用于基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料，如本领域技术人员参照本文将理解的，如例如通过将基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料浸渍到所述组合物中，或者通过将所述组合物喷射到或辊涂(roll)到基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料上，随后干燥所述基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。在一个实施方式中，干燥包括允许所述组合物涂覆的基于聚丙烯的织物或组合物涂覆的基于聚丙烯的材料在室温下风干。在另一个实施方式中，干燥包括利用强迫通风或热，如例如通过将所述组合物涂覆的基于聚丙烯的织物或组合物涂覆的基于聚丙烯的材料在生产线中与加热辊接触。
如本领域技术人员参照本文将理解的，用所述组合物涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料可以利用连续生产过程完成，其中用所述组合物涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的卷并干燥，随后可以将涂覆的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料直接供应到制造机器中用于生产最终结构，如例如防护面罩，或者可以被储存用于以后的应用。
如本领域技术人员参照本文将理解的，所述组合物可以被用在任何基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料上，如例如并入防护面罩中的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料上。在一个实施方式中，提供了具有交替的纺粘非织造的聚丙烯纤维(S)和熔喷聚丙烯纤维(M)层，如例如MS、SM、SMS、SSMS、SMSS、SMSMS、SMMSS和SSMMS的组合物涂覆的基于聚丙烯的材料。在一个实施方式中，具有交替的纺粘非织造的聚丙烯纤维(S)和熔喷聚丙烯纤维(M)层的基于聚丙烯的材料进一步包括通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少人类病原体的传播的一层或多于一层，如例如，通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少人类病原体的传播的根据本发明的织物的层。在一个实施方式中，将具有交替的层的基于聚丙烯的材料并入防护面罩中。
根据本发明用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物的抗病毒效能利用四种类型的材料测试，其中每种类型的材料具有以下列顺序的四层：
层#1：纺粘非织造聚丙烯纤维(SBPF)；
层#2：人造纤维；
层#3：熔喷聚丙烯纤维(MBPF)；以及
层#4：纺粘非织造聚丙烯纤维(SBPF)。
四种类型的材料为：
材料#1：(对照)层#1上没有组合物涂层；层#2中没有结合物质；
材料#2：层#1上没有组合物涂层；层#2包含根据本发明的反应蓝21染料、醋酸铜和醋酸锌；
材料#3：层#1被浸在根据本发明的包含2％聚乙烯醇和2％柠檬酸的含水组合物中，随后被排水和风干；层#2包含根据本发明的反应蓝21染料、醋酸铜和醋酸锌；以及
材料#4：层#1被浸在根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的含水组合物中，随后被排水和风干；层#2包含根据本发明的反应蓝21染料、醋酸铜和醋酸锌。
四种材料中的每一种通过将9.6对数的活流感A(H1N1)病毒喷雾到在0.4ml体积的缓冲盐水中的5cm×5cm方形的材料上而测试抗病毒活性。在1分钟或5分钟的暴露时间后，将每种材料转移到细胞培养基用于提取残余的活病毒，其随后根据本领域技术人员已知的技术在测试细胞系中通过感染性而量化。
现在参照表2，如可以看到的，材料#1(对照)在1和5分钟的接触时间处没有减少病毒负载。包含根据本发明材料的材料#2在1分钟和5分钟处分别减少病毒负载2和2.5对数。材料#3(其与材料#2相同，不同之处在于，层#1涂覆有包含2％柠檬酸和2％聚乙烯醇的根据本发明的组合物)，在1分钟和5分钟时分别减少了病毒负载4.25对数。材料#4(其与材料#2相同，不同之处在于，层#1涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的根据本发明的组合物)，在1分钟和5分钟时分别减少了病毒负载5.5和6对数。
表2
材料抗病毒性能的评估结果
因此，如可以从这些数据认识到的，使用根据本发明的组合物涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料导致材料的抗病毒活性的大幅增加。
此外，通过使用根据本发明的组合物涂覆基于聚丙烯的织物增加基于聚丙烯的织物的亲水性的作用通过比较施加于材料#2和材料#4的样品的层#1(纺粘聚丙烯层)的含水小滴的吸收率来证实。如上面指出的，材料#2和材料#4是相同的，不同之处在于，材料#4具有对于层#1包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的涂层。将蒸馏水的小滴(1微升)滴到材料#2的层#1和材料#4的层#1的表面上。吸收过程用连接到显微镜的CCD(电荷-耦合的装置)照相机记录，对于材料#2每10分钟捕获图像，对于材料#4每5秒钟捕获图像，还在完全的小滴吸收时捕获另外的图像。这些测试的结果显示：完全吸收1微升的水的小滴进入材料#2(在外聚丙烯层上没有亲水性涂层)所需的时间为42分钟，而在22秒内进入材料#2。因此，使用组合物涂覆材料#4导致水的吸收比没有组合物的快约100倍。
根据本发明的用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的另一种组合物的抗病毒效能利用下面的三种类型的织物和两种四层类型的材料测试，具体如下：
织物#1：(对照)没有组合物涂层的非织造的聚丙烯织物(45g/m2)；
织物#2：涂覆有根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的非织造的聚丙烯织物(45g/m2)；
织物#3：涂覆有根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、2％醋酸铜和2％醋酸锌的组合物的非织造的聚丙烯织物(45g/m2)；
材料#4：四层材料，包含：层#1：纺粘非织造的聚丙烯纤维(SBPF)；层#2：涂覆有根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的非织造的聚丙烯织物(45g/m2)；层#3：熔喷聚丙烯纤维(MBPF)；以及层#4：纺粘非织造的聚丙烯纤维(SBPF)；以及
材料#5：四层材料，包含：层#1：纺粘非织造的聚丙烯纤维(SBPF)；层#2：用根据本发明的反应蓝21染料、醋酸铜和醋酸锌的组合物处理的人造纤维；层#3：熔喷聚丙烯纤维(MBPF)；以及层#4：纺粘非织造的聚丙烯纤维(SBPF)。
三种织物和两种材料中的每一种通过将6.35对数的活流感B(B/Lee/40)病毒喷雾到在0.4ml体积的缓冲盐水中的5cm×5cm方形的织物和材料上而被测试抗病毒活性。在5分钟的暴露时间后，将每种织物和材料转移到细胞培养基用于提取残余的活病毒，其随后根据本领域技术人员已知的技术在测试细胞系中通过感染性而被量化。
现在参照表3，如可以看到的，用如所指出的不同的根据本发明的组合物涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料导致相当的抗病毒活性。
表3
织物和材料抗病毒性能的评估结果
根据本发明的一个实施方式，提供了在一个表面或两个表面上包含组合物的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。根据本发明的另一个实施方式，提供了通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置，其中所述装置包括涂覆有根据本发明的组合物的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料。根据本发明的另一个实施方式，提供了减少一种或多于一种人类病原体的传播的方法，其中所述方法包括提供包含涂覆有根据本发明的组合物的基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的装置，并应用所述装置。在一个实施方式中，所述装置为根据本发明的面罩。在特别优选的实施方式中，所述装置为根据本发明的面罩，其中所述面罩的主体(以及片状物(在存在时))从前到后方向包括四层，其中层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有根据本发明的包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
虽然本发明参照一些优选的实施方式相当详细地被论述，但是其他实施方式也是可能的。因此，所附权利要求的范围不应当限于本文包含的优选实施方式的描述。

Claims (27)

1.一种用于涂覆基于聚丙烯的织物或基于聚丙烯的材料的组合物，用于减少人类病原体的传播，所述组合物包含下述的水溶液：
a)在0.5％至4％之间的柠檬酸；
b)在0.5％至4％之间的聚乙烯醇；以及
c)在0.1％至1％之间的一种或多于一种非离子型表面活性剂；
其中，所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇；所有百分比均相对于所述组合物的重量。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚乙烯醇被部分水解。
3.根据权利要求1所述的组合物，包括在1％至3％之间的柠檬酸和在1％至3％之间的聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的组合物，包括在0.2％至0.7％之间的所述非离子型表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的组合物，包括2％聚乙烯醇、2％柠檬酸和0.5％的所述非离子型表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的组合物，进一步包括一种或多于一种类型的杀细菌、杀真菌或杀病毒试剂。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述试剂为多价金属离子。
8.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述试剂为二价金属盐。
9.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述试剂选自由醋酸铜、氧化铜、硫酸铜和醋酸锌组成的组。
10.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述组合物包括在0.5％至5％之间的一种或多于一种所述金属离子中的每一种。
11.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述组合物包括在1％至4％之间的一种或多于一种所述金属离子中的每一种。
12.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述组合物包括3％的一种或多于一种所述金属离子中的每一种。
13.根据权利要求1所述的组合物，包括2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌。
14.一种基于聚丙烯的织物，涂覆有根据权利要求1、5、10或13所述的组合物。
15.一种包含多层的基于聚丙烯的材料，其中，所述多层中的一个或多于一个包括根据权利要求14所述的基于聚丙烯的织物。
16.一种通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置，所述装置包括根据权利要求14所述的基于聚丙烯的织物。
17.一种通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的装置，所述装置包括根据权利要求15所述的基于聚丙烯的材料。
18.一种通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩，所述面罩包括根据权利要求14所述的基于聚丙烯的织物。
19.一种通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩，所述面罩包括根据权利要求15所述的基于聚丙烯的材料。
20.一种通过抗细菌、抗真菌和抗病毒活性减少一种或多于一种人类病原体的传播的面罩，所述面罩包括基于聚丙烯的材料，所述基于聚丙烯的材料包括四层，从前表面到后表面方向为层#1、层#2、层#3和层#4；
其中，层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
21.一种面罩，用于减少一种或多于一种人类病原体传播到所述面罩的人类佩戴者和从所述面罩的人类佩戴者传播，所述面罩包括：
a)主体，包括所述主体的前表面、所述主体的相对的后表面、以及限定所述主体的形状的所述主体的周界；以及
b)片状物，在主体-片状物接合处连接到所述主体；所述片状物包括所述片状物的前表面、所述片状物的相对的后表面、以及限定所述片状物的形状的所述片状物的周界；
其中，所述主体和所述片状物包括基于聚丙烯的材料，所述基于聚丙烯的材料包括四层，从所述前表面到所述后表面方向为层#1、层#2、层#3和层#4；以及
其中，层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
22.一种面罩，用于减少一种或多于一种人类病原体传播到所述面罩的人类佩戴者和从所述面罩的人类佩戴者传播，所述面罩包括：
a)主体，包括所述主体的前表面、所述主体的相对的后表面、以及限定所述主体的形状的所述主体的周界、以及中心缝；
b)片状物，在主体-片状物接合处连接到所述主体；所述片状物包括所述片状物的前表面、所述片状物的相对的后表面、以及限定所述片状物的形状的所述片状物的周界；
c)连接到所述片状物的所述后表面的弹性件；
d)连接到所述主体的可变形的带；以及
e)连接到所述主体的一个或多于一个延伸部，用于将所述面罩固定到佩戴者的头部；
其中，所述主体的周界包括右侧缘、在所述周界的底部接合处连接到所述右侧缘的左侧缘、以及将所述右侧缘连接到所述左侧缘的顶缘；
其中，所述片状物的周界连续地包括右垂直边、右弓形边、中心弯曲区、左弓形边、左垂直边、以及部分形成所述主体-片状物接合并且将所述右垂直边连接到所述左垂直边的基部；
其中，在所述底部接合向下的情况下观看所述主体的所述前表面或所述主体的所述后表面时，所述片状物的形状为倒转的U形；
其中，所述主体和所述片状物两者包括包含四层的材料，从所述前表面到所述后表面方向为层#1、层#2、层#3和层#4；以及
其中，层#1包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇和0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#2包括具有45g/m2的密度并涂覆有包含2％柠檬酸、2％聚乙烯醇、0.5％聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇、3％醋酸铜和3％醋酸锌的组合物的纺粘非织造聚丙烯纤维，层#3包括具有18g/m2的密度的熔喷聚丙烯纤维，以及层#4包括具有25g/m2的密度的纺粘非织造聚丙烯纤维。
23.根据权利要求18所述的面罩，进一步包括一种或多于一种活性染料。
24.根据权利要求19所述的面罩，进一步包括一种或多于一种活性染料。
25.根据权利要求20所述的面罩，进一步包括一种或多于一种活性染料。
26.根据权利要求21所述的面罩，进一步包括一种或多于一种活性染料。
27.根据权利要求22所述的面罩，进一步包括一种或多于一种活性染料。
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