CN107549901A - 一种防雾化防雾霾强吸湿口罩制备方法及产品 - Google Patents

Abstract

一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法及产品，包括：1）制备亲水性树脂浸渍液；2）制备亲水性树脂改性的中间层材料；3）采用聚烯烃纤维布基作为疏水内层材料、采用亲水性树脂改性的中间层材料作为亲水中间层材料、采用小孔径熔喷过滤布作为防雾霾外层材料，选料；4）通过缝纫线缝合各层材料，制得防雾霾强吸湿口罩。本发明的口罩制备方法，其中疏水内层与面部皮肤直接接触，保持面部干爽；亲水中间层位于疏水内层外侧可有效吸附呼出气体中的水汽，减少口鼻的闷湿感，防止眼镜雾化；防雾霾外层与空气接触，小孔径熔喷布基可有效降低雾霾空气中的PM2.5颗粒。本发明工艺简单，质量轻便，利于呼吸，功能性强，舒适度高。

Description

一种防雾化防雾霾强吸湿口罩制备方法及产品

技术领域

本发明涉及一种口罩，具体涉及一种防雾化防雾霾强吸湿口罩制备方法及产品。

背景技术

近年来工业的发展和环境的污染，使人类的生存环境遭到严重破坏，全球空气质量明显下降，目前空气污染已然成为危害人体健康的重要因素。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象逐渐增多，危害不断加重。雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（颗粒细物），雾霾天气是近年来常见的一种大气污染状态，它由人类活动与特定气候条件相互作用而产生。国内雾霾日益加剧，涉及的城市数量与雾霾危害状况不容小觑，在外出行应佩戴口罩加强自我防护。

目前市场所出现的传统口罩（如普通口罩及防雾霾口罩等），长期佩戴时均出现口鼻憋闷的现象，使面部产生闷湿感，还会导致眼镜镜面雾化影响视觉。为此，迫切需要提供一种既可防雾霾PM2.5，又吸湿防雾，保持口鼻干燥，使面部肌肤干爽且舒适的口罩。

聚烯烃纤维本身就具良好的疏水性，所以疏水布的疏水性能来源于所使用的纤维原料本身的性能。这些纤维首先集合成丝束，再将丝束紧密编制，采用克重较小的聚烯烃纤维构成的布基，具有布基薄、孔径大的特点，既保证了织物疏水效果，又保证了织物的透气性。

亲水布纤维表面存在整理涂层，这样可以增加对水的亲和力，同时纤维的排列较为疏松。亲水布在遇到水时，纤维本身不会吸水，而是纤维结构和亲水涂层的作用使得水分子被束缚在纤维的孔隙当中，达到保水锁水效果。

布基的吸湿、透气等性能是由材料本身和加工方式所决定，加工方式决定材料结构，而结构又和性能密切相关。采用亲疏水纤维的差异，通过不同织物的组合，可达到导湿快干的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种防雾化防雾霾强吸湿口罩制备方法及产品。本发明制备的口罩具有功能性强、舒适度高和使用效果佳的特点。

为了实现上述目的，本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，包括疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层。所述疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基；所述亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；所述防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布；所述疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层通过缝纫方式连接。

其中所述疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基，无需特殊加工处理，布基克重为10-50 g/m²。

市售聚烯烃纤维布基为聚烯烃纤维针织布、聚烯烃纤维机织布、聚烯烃纤维针刺无纺布或聚烯烃纤维水刺无纺布。

其中所述亲水中间层，布基包括由棉纤维、竹炭纤维、蚕丝、再生纤维素纤维和维纶纤维中的至少一种纤维构成的针织布、机织布、针刺无纺布或水刺无纺布，布基克重为10-110 g/m²。

亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；所述亲水性树脂包括鱼皮胶原蛋白类、牛骨胶原蛋白类、浒苔多糖类、琼胶低聚糖类、壳聚糖类、聚丙烯酸类和聚乙烯醇类吸湿材料中的至少一种吸湿材料构成的亲水性树脂，吸湿材料均采用食品级或医用级。

亲水中间层由以下步骤实现：

（1）制备亲水性树脂：在快速搅拌的超纯水中缓慢加入吸湿材料1%-8%，甘油1%-5%，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h。

（2）制备亲水中间层：布基浸渍于亲水性树脂中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的30%-70%，经水洗、挤水干燥后得到亲水中间层。

其中所述防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布，由许多微小的孔隙构成，布基包括聚丙烯熔融无纺布、活性炭熔融无纺布，布基克重为60-150 g/m²。

其中所述疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层通过缝纫方式连接，根据人体面部形状特征进行设计，能够完全贴合面部肌肤，制得具有三层结构的防雾霾强吸湿口罩。

本发明具有以下优点：

1）制备方法简单；传统的防雾霾口罩制备原料及过程复杂，与其相比，本发明的口罩所需原料易得，制备方法简单，易于操作，有效节约成本。

2）本发明的口罩所用的原料均对人体无害，安全环保；其中中间亲水层所采用的亲水性树脂均可用作化妆品添加剂，不但具有环保安全性，还可起到保护皮肤的作用。

3）本发明的口罩具有强吸湿性，长期佩戴时可保持面部肌肤干爽，避免出现眼镜镜面雾化的现象，明显提高佩戴舒适度。

附图说明

图1为本发明所述的防雾霾强吸湿口罩的立体示意图；

图2为本发明所述的防雾霾强吸湿口罩的剖视示意图；

图3为本发明所述的防雾霾强吸湿口罩所用布基的显微镜观察图；

图4为本发明所述的防雾霾强吸湿口罩与普通市售口罩透气性能对比图；

图5为本发明所述的防雾霾强吸湿口罩与普通市售口罩吸湿性能对比图。

图中：1.疏水内层；2.亲水中间层；3.防雾霾外层；4.缝纫线。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的说明。

如图1、图2所示，一种防雾化防雾霾强吸湿口罩，包括口罩本体和缝纫线4。口罩本体包括疏水内层1、亲水中间层2、防雾霾外层3，防雾霾外层3、亲水中间层2、疏水内层1自外而内依次设置。防雾霾外层3采用小孔径熔喷过滤布，布基厚、孔径小，用于过滤空气中较小的杂质颗粒。亲水中间层2包括布基和亲水性树脂，亲水性树脂作为整理涂层涂覆在布基表面，用于达到保水锁水、吸湿防雾的效果。疏水内层1采用疏水材料，疏水内层1布基薄、孔径大，用于保证口鼻干燥、面部肌肤干爽、以及口罩的透气性。口罩本体的各层材料通过缝纫线4连接，缝纫线4沿口罩本体的边缘进行缝合。

将口罩本体的四角以相邻的两角为一组分为两组，将其中的每组的两个角通过绳带连接，形成耳带式挂绳或头戴式挂绳。

进一步地，如图3所示，疏水内层1采用聚烯烃纤维布基，包括聚烯烃纤维针织布、聚烯烃纤维机织布、聚烯烃纤维针刺无纺布、聚烯烃纤维水刺无纺布。

进一步地，如图3所示，亲水中间层2包括布基和亲水性树脂，布基包括棉纤维、竹炭纤维、蚕丝、再生纤维素纤维、维纶纤维中及其混合构成的针织布、机织布、针刺无纺布、水刺无纺布。布基表面涂覆亲水性树脂；亲水性树脂包括鱼皮胶原蛋白类、牛骨胶原蛋白类、浒苔多糖类、琼胶低聚糖类、壳聚糖类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类吸湿材料及其混合物，吸湿材料均采用食品级或医用级。亲水中间层由以下步骤实现：

（1）制备亲水性树脂：在快速搅拌的超纯水中缓慢加入吸湿材料1%-8%，甘油1%-5%，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h。

（2）制备亲水中间层：布基浸渍于亲水性树脂中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的30%-70%，经水洗、挤水干燥后得到亲水中间层。

进一步地，防雾霾外层3采用小孔径熔喷过滤布，包括聚丙烯熔融无纺布、活性炭熔融无纺布。

进一步地，疏水内层1、亲水中间层2、防雾霾外层3均由整块布基构成，并在鼻梁部位、下颌部位设有折叠线，用于使口罩本体折叠后符合人体面部特征；缝纫时，缝纫线4仅沿折叠后的口罩本体的边缘缝合，用于固定口罩的立体形状。

进一步地，为了满足不同的使用需求，本发明还提供了不同的防雾化防雾霾强吸湿口罩，如实施例1~3所示。

本发明的工作原理为：

本发明所提供的防雾化防雾霾强吸湿性口罩，采用三层过滤结构。其中，防雾霾外层3采用熔融无纺布工艺，其布基上仅包括微小孔隙，起到了过滤空气中的细小颗粒的作用。亲水中间层2的布基采用长纤维或短纤维的的针织布、机织布、针刺无纺布或水刺无纺布，并在布基表面作亲水性树脂整理涂层的涂覆处理，如图3所示，使其与疏水材料表现出较明显的性能差异，在保持较大孔隙的同时，增加了吸湿材料的有效比表面积，同时维持亲水中间层2较强的机械强度，起到了吸湿、防雾的作用。其中，亲水性树脂所用材料均可用作化妆品添加剂，不但环保安全，在天气干燥时，还可起到保护皮肤的作用。疏水内层1采用聚烯烃纤维布基，无需特殊加工处理，其材料轻薄，孔隙较大，其作用在于隔绝亲水中间层2与皮肤的直接接触，保持皮肤干爽，增加佩戴者的舒适感。

佩戴者使用时，外部空气吸入时，首先通过防雾霾外层3过滤空气中的细小颗粒，再由亲水中间层2进行吸湿，保证口罩内部空气干燥，同时疏水内层1隔绝了亲水中间层2与佩戴者皮肤的直接接触，保证佩戴者皮肤干爽。内部空气排出时，疏水内层1的高透过率使得人体呼出的高湿度空气中的水分被亲水中间层2吸收，达到防止佩戴者眼镜片雾化的效果。

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1 轻便高透气型防雾化防雾霾吸湿口罩

如图1所示，本发明涉及的防雾霾强吸湿口罩包括疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层。疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基；亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布；疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层通过缝纫方式连接，根据人体面部形状特征进行设计，能够完全贴合面部肌肤，制得具有三层结构的防雾霾强吸湿口罩。

其中疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基，无需特殊加工处理。市售聚烯烃纤维布基为聚烯烃纤维针织布。布基克重为10 g/m²。

其中亲水中间层，布基为由棉纤维、竹炭纤维混合纤维构成的针织布，布基克重为10 g/m²。

亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；所述亲水性树脂采用鱼皮胶原蛋白、牛骨胶原蛋白吸湿材料构成的亲水性树脂，吸湿材料均采用食品级或医用级。亲水中间层由以下步骤实现：

（1）制备亲水性树脂浸渍液：在快速搅拌的980g超纯水中缓慢加入鱼皮胶原蛋白5g、牛骨胶原蛋白5g，甘油10g，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h。

（2）制备亲水中间层：布基浸渍于亲水性树脂中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的30%，经水洗、挤水干燥后得到亲水中间层。

其中防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布，由许多微小的孔隙构成，布基包括聚丙烯熔融无纺布、活性炭熔融无纺布，布基克重为60 g/m²。

实施例2 多功能高适应型防雾化防雾霾吸湿口罩

如图1所示，本发明涉及的防雾霾强吸湿口罩包括疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层。疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基；亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布；疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层通过缝纫方式连接，根据人体面部形状特征进行设计，能够完全贴合面部肌肤，制得具有三层结构的防雾霾强吸湿口罩。

其中疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基，无需特殊加工处理。市售聚烯烃纤维布基为聚烯烃纤维机织布。布基克重为30 g/m²。

其中亲水中间层，布基为蚕丝和维纶纤维混纺的机织布，布基克重为60 g/m²。

亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；所述亲水性树脂为浒苔多糖、琼胶低聚糖、壳聚糖吸湿材料的混合物构成的亲水性树脂，吸湿材料均采用食品级或医用级。亲水中间层由以下步骤实现：

（1）制备亲水性树脂：在快速搅拌的920g超纯水中缓慢加入10g浒苔多糖、25g琼胶低聚糖、15g壳聚糖吸湿材料、30g甘油，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h。

（2）制备亲水中间层：布基浸渍于亲水性树脂中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的50%，经水洗、挤水干燥后得到亲水中间层。

其中防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布，由许多微小的孔隙构成，布基为活性炭熔融无纺布，布基克重为110 g/m²。

实施例3 高过滤高保湿型防雾化防雾霾吸强湿口罩

如图1所示，本发明涉及的防雾霾强吸湿口罩包括疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层。疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基；亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布；疏水内层、亲水中间层和防雾霾外层通过缝纫方式连接，根据人体面部形状特征进行设计，能够完全贴合面部肌肤，制得具有三层结构的防雾霾强吸湿口罩。

其中疏水内层采用市售聚烯烃纤维布基，无需特殊加工处理。市售聚烯烃纤维布基为聚烯烃纤维针刺无纺布。布基克重为50 g/m²。

其中亲水中间层布基采用棉纤维和再生纤维素纤维混纺的水刺无纺布，布基克重为110 g/m²。

亲水中间层，布基涂覆有亲水性树脂；所述亲水性树脂为聚丙烯酸和聚乙烯醇吸湿材料的混合亲水性树脂，吸湿材料均采用食品级或医用级。亲水中间层由以下步骤实现：

（1）制备亲水性树脂：在快速搅拌的870g超纯水中缓慢加入30g聚丙烯酸、50g聚乙烯醇、50g甘油，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h。

（2）制备亲水中间层：布基浸渍于亲水性树脂中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的70%，经水洗、挤水干燥后得到亲水中间层。

其中防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布，由许多微小的孔隙构成，布基为活性炭熔融无纺布，布基克重为150 g/m²。

实施例4

将实施例1~3制备的防雾化防雾霾强吸湿口罩与市面上已有的口罩进行对比评价测试，使用者分别佩戴口罩30min，评价口罩佩戴时的透气效果、肌肤舒适程度、镜片起雾情况等使用感受，得到表1结果。表1为本发明的防雾化防雾霾强吸湿口罩与市售口罩相关性能测试对比结果。

采用GB/T5453-1997测试标准，分别测试实施例1~3制备的防雾化防雾霾强吸湿口罩与市售口罩的透气性能，得到图4结果。采用烘箱法测试实施例1~3及市售口罩的吸湿性能，首先称量口罩的湿重G_a，将其置于烘箱中105℃干燥90min，再次称量口罩的干重G₀，吸湿性W（%）=(G_a-G₀)/G₀×100%。口罩的吸湿性测试结果如图5所示。结果显示，实施例1制备口罩的透气性好于市售口罩，其吸湿性接近市售口罩；实施例2制备口罩透气性、吸湿性均好于市售口罩；实施例3制备口罩的透气性接近市售口罩，其吸湿性好于市售口罩。

经过上述对比测试，本发明的防雾化防雾霾强吸湿口罩，在佩戴舒适度、肌肤舒适度、和防雾化效果性能较市售口罩有较大改进，适合青少年、老年人、近视人群、呼吸系统障碍等各类人群佩戴，可以满足消费者对功能性口罩多元化的需求。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备亲水性树脂浸渍液：在快速搅拌的超纯水中缓慢加入配方量的亲水性树脂、甘油，磁力搅拌器300rpm搅拌60min，静置2h，得到亲水性树脂浸渍液；

2）制备亲水中间层材料：将中间层布基浸渍于亲水性树脂浸渍液中，浸透后通过轧辊挤出多余浸渍液，控制布基中浸渍液含量为布基重量的30%-70%，经水洗、挤水干燥后得到亲水性树脂改性的中间层材料；

3）采用聚烯烃纤维布基作为疏水内层材料、采用亲水性树脂改性的中间层材料作为亲水中间层材料、采用小孔径熔喷过滤布作为防雾霾外层材料，选料；

4）将疏水内层、亲水中间层、防雾霾外层依次布置，通过缝纫线缝合各层材料，制得防雾霾强吸湿口罩。

2.根据权利要求1所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，所述亲水性树脂改性的中间层材料的由包含以下组分的材料制得：

中间层布基 100质量份；

亲水性树脂浸渍液 30~70质量份；

其中，亲水性树脂浸渍液的质量配方包括：

亲水性树脂 1%~8%；

甘油 1%~5%；

水 补足至100%。

3.根据权利要求1所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，所述疏水内层材料包括聚烯烃纤维针织布、聚烯烃纤维机织布、聚烯烃纤维针刺无纺布、聚烯烃纤维水刺无纺布。

4.根据权利要求1所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，所述中间层布基包括棉纤维、竹炭纤维、蚕丝、再生纤维素纤维、维纶纤维及其混合构成的针织布、机织布、针刺无纺布、水刺无纺布。

5.根据权利要求1所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，所述亲水性树脂包括鱼皮胶原蛋白类、牛骨胶原蛋白类、浒苔多糖类、琼胶低聚糖类、壳聚糖类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类吸湿材料及其混合物，吸湿材料均采用食品级或医用级。

6.根据权利要求1所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩的制备方法，其特征在于，所述防雾霾外层材料采用小孔径熔喷过滤布，包括聚丙烯熔融无纺布、活性炭熔融无纺布。

7.一种由权利要求1所述方法制备的防雾化防雾霾强吸湿口罩，包括口罩本体和缝纫线，其特征在于，还包括：

由疏水内层、亲水中间层、防雾霾外层组成的口罩本体；疏水内层、亲水中间层、防雾霾外层通过缝纫线连接；

其中，疏水内层采用疏水材料，疏水内层布厚度最小、孔径最大，用于保证口鼻干燥、面部肌肤干爽、以及口罩的透气性；亲水中间层包括布基和亲水性树脂，亲水性树脂作为整理涂层涂覆在布基表面，用于达到保水锁水、吸湿防雾的效果；防雾霾外层采用小孔径熔喷过滤布，布基最厚、孔径最小，用于过滤空气中较小的杂质颗粒。

8.根据权利要求7所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩，其特征在于：所述口罩本体由外到内依次为防雾霾外层、亲水中间层、疏水内层，通过缝纫线缝纫连接；口罩本体根据人体面部形状特征进行设计，能够完全贴合面部肌肤，制得具有三层结构的防雾霾强吸湿口罩。

9.根据权利要求7所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩，其特征在于，所述疏水内层、亲水中间层、防雾霾外层均由整块布基构成，并在鼻梁部位、下颌部位设有折叠线，用于使口罩本体折叠后符合人体面部特征；缝纫时，缝纫线沿折叠后的口罩本体的边缘缝合，用于固定口罩的立体形状。

10.根据权利要求7所述的一种防雾化防雾霾强吸湿口罩，其特征在于，所述疏水内层布基克重为10-50 g/m²；所述亲水中间层布基克重为10-110 g/m²；所述防雾霾外层布基克重为60-150 g/m²。