CN107981441A - 一种医用高效杀菌口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用高效杀菌口罩。口罩为层叠结构，由外向内依次包括：第一无纺布层、杀菌层及第二无纺布层；杀菌层由聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌组成，其中，聚丙烯纤维占90‑95重量份，铒元素掺杂的纳米氧化锌占5‑10重量份；铒元素掺杂的纳米氧化锌的粒径范围为50 ‑200 nm。该医用口罩克服了现有医用口罩的杀菌性能有待提高的难题，可以显著提高医用口罩的杀菌效果，确保医用口罩能够有效切断细菌传播，保障公众健康。
Description
技术领域
本发明属于卫生保健技术领域，具体涉及一种口罩，特别涉及一种医用高效杀菌口罩。
背景技术
生物医用材料（biomedical materials）又称生物材料（biomaterials），它是用于对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。迄今为止,已有一千多种生物材料被详细研究过,医学临床上广泛使用的也有几十种，涉及到材料学的各个领域。所以对生物材料的分类存在着不同方法。按材料属性通常分为：医用金属和合金、医用高分子、生物陶瓷、生物衍生材料和生物医用复合材料。
纳米材料具有非常大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随着粒径的下降急剧增加,小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道应等导致纳米微粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子。
纳米ZnO是一种新型的多功能环境友好型抗菌剂，其具有高透明度、高分散性等特点，具备常规块体材料所不具备的光、电、磁、热、敏感等性能，产品活性高，具有抗红外、 紫外和杀菌的功能，在很多领域尤其是在与人类生存和健康密切相关的光催化降解有机物污染和抗菌方面有着独特的优势，具有普通ZnO所无法比拟的特殊性和用途，会给人类的医疗和健康带来巨大的贡献。
但是纳米 ZnO 抗菌性能产生机制至今仍不成熟，也没有统一的定论，因此，仍然需要人们继续研究。很多研究证实，选择合适的掺杂元素和改性处理方法可以提高纳米ZnO的利用率和抗菌性能，但始终未得到理想的性能指标。由此可见，如何提高纳米 ZnO 的利用率和杀菌性能是本领域急需解决的技术问题。
在医院中，医务人员通常都会戴着口罩，现有的医用口罩结构都比较简单，大多数都是使用棉纤维材料制成，在口罩本体的两侧通常用两根很细的绳子作为挂绳，戴口罩时间长了容易勒伤耳朵，同时口罩的边缘难免存在缝隙，细菌容易从缝隙中进入到口罩内部，所以口罩使用一段时间之后会发现边缘位置会积累较多的细菌，影响使用者呼吸空气的质量。由此可见，如何提高医用口罩的杀菌性能是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有医用口罩的杀菌性能有待提高的难题，本发明提供一种医用高效杀菌口罩。
本发明的技术方案是：提供一种医用高效杀菌口罩，口罩为层叠结构，由外向内依次包括：第一无纺布层、杀菌层及第二无纺布层；杀菌层由聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌组成，其中，聚丙烯纤维占90-95重量份，铒元素掺杂的纳米氧化锌占5-10重量份；铒元素掺杂的纳米氧化锌的粒径范围为50 -200 nm。
其中，铒元素掺杂的纳米氧化锌的制备过程包括如下步骤：
（1）首先配制 1mol/L的ZnCl2水溶液，按化学计量加入2wt%硝酸铒，完全溶解后形成透明的混合溶液，搅拌；
（2）加入 10 mol/L 的氨水溶液，使溶液中金属离子水解和铒元素氢氧化物的混合沉淀；
（3）当溶液的 pH 在9-9.5时，停止加入氨水溶液，继续搅拌，以便获得组成均匀的沉淀产物，将沉淀产物静置、离心；
（4）用 1.5-2.0mol/L 的稀氨水溶液充分洗涤沉淀，真空干燥，然后研磨成粉末；
（5）将粉末在电炉中煅烧，冷却，然而进行二次研磨；
（6）采用改性剂对二次研磨制得的粉末进行改性处理，干燥，得到最终铒元素掺杂的纳米氧化锌。
优选地，步骤（6）中所述改性剂具有如下结构（I）的改性剂：
（I）
其中，R为含有11~14个碳的烷基；R'为 (CH2)nSO3Na，并且n为3~4的整数。
优选地，改性剂的用量为二次研磨制得的粉末的15-20wt%。
优选地，步骤（1）和（3）中搅拌过程为超声搅拌。
优选地，步骤（5）中煅烧温度为1000-1200 ℃。
优选地，步骤（5）中煅烧时间为3-5h。
优选地，第一无纺布层和第二无纺布层由甲壳素纤维、亚麻纤维及聚丙烯纤维中一种或几种构成。
本发明具有如下有益效果：（1）创造性地选用稀土元素铒掺杂于纳米氧化锌中，通过提高纳米氧化锌的量子效率、吸附量和吸收光谱范围，最终提高纳米氧化锌的抗菌性能；（2）经反复试验，提供一种用于杀毒杀菌的纳米氧化锌材料的制备方法，尤其是确定了沉淀过程中可行的pH范围；（3）在制备的过程中增加了改性处理过程，经反复试验，确定了合适的改性剂种类及其用量，实现进一步提高纳米氧化锌的抗菌性能；（4）在获得了具有高效抗菌性能的铒元素掺杂的纳米氧化锌基础上，进一步将该铒元素掺杂的纳米氧化锌用于医用口罩中，显著提高医用口罩的杀菌性能，确保医用口罩能够有效切断细菌传播，保障公众健康。
附图说明
图1是本发明铒元素掺杂的纳米氧化锌材料的透射电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
预备实施例1：
提供一种铒元素掺杂的纳米氧化锌，其粒径范围为50 -200 nm，制备过程包括以下步骤：
（1）首先配制 1mol/L的ZnCl2水溶液，按化学计量加入2wt%硝酸铒，完全溶解后形成透明的混合溶液，超声搅拌；
（2）加入 10 mol/L 的氨水溶液，使溶液中金属离子水解和铒元素氢氧化物的混合沉淀；
（3）当溶液的 pH 值在9时，停止加入氨水溶液，继续超声搅拌，以便获得组成均匀的沉淀产物，将沉淀产物静置、离心；
（4）并用 2.0mol/L 的稀氨水溶液充分洗涤沉淀，真空干燥，然后研磨成粉末；
（5）将粉末在 1000℃温度下在电炉中煅烧3h，冷却，二次研磨；
（6）采用改性剂对二次研磨制得的粉末进行改性处理，改性剂的用量为所得粉末的15wt%，干燥，最终得到铒元素掺杂的纳米氧化锌。
其中，步骤（6）中改性剂具有如下结构的改性剂：
（I）
并且，R为含有11~14个碳的烷基；R'为 (CH2)nSO3Na，并且n为3~4的整数。
效果测定：本发明的效果测试选用大肠杆菌为灭菌对象和抑菌圈试验方法研究其抗菌性能。采用用米尺测定样品周围的抑菌圈大小，为保证数据的准确性，每隔 60°在不同的方向对每个样品的抑菌圈宽度各测量 6 次，抑菌圈大小为各样品抑菌圈宽度的平均值，测量的抑菌圈大小。为了通过比较来说明技术效果，预备实施例1的试验结果均列于表1-4中。
预备比较例1~5
预备比较例1~5分别将掺杂的稀土元素选为La、Gd、Sm、Pr、Nd，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与预备实施例1完全相同。预备比较例1~5的试验结果同样列于表1中。
表1
表1中的结果表明，相对掺杂其它性质类似的稀土元素，掺杂了铒元素的纳米氧化锌的抗菌效果有了显著的提高。
预备比较例6~10
预备比较例6~10分别将步骤（3）中溶液pH值选定为9.5、8、8.5、10、10.5，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与预备实施例1完全相同。预备比较例6~10的试验结果列于表2中。
表2
表2中的结果表明，当步骤（3）中溶液pH范围超出9-9.5时，影响了沉淀的发生，最终产品不能得到理想的掺杂效果，进而也无法获得理想的抗菌效果。
预备比较例11~13
预备比较例11~13分别将步骤（5）中改性剂分别选为未添加、硅烷偶联剂、聚乙二醇，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与预备实施例1完全相同。预备比较例11~13的试验结果列于表3中。
表3
表3中的结果表明，当步骤（5）中改性剂选为结构为I的改性剂，其改性效果优于未添加改性剂及本领域常用的改性剂，进而使抗菌效果得到显著提高。
预备比较例14~18
预备比较例14~18分别将步骤（5）中改性剂的用量选为20 wt%、5 wt%、10 wt%、25 wt%、30 wt%，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与预备实施例1完全相同。预备比较例14~18的试验结果列于表4中。
表4
表4中的结果表明，当改性剂的用量小于15wt%时，其改性效果随改性剂的用量增加而提高，但其抗菌效果仍不在理想范围内。当改性剂的用量在15-20 wt%时，改性效果得到显著提高，能够得到最佳的抗菌效果。当改性剂的用量超过20wt%时，改性效果开始下降，抗菌效果也逐渐降低。
实施例1
提供一种医用高效杀菌口罩，口罩为层叠结构，由外向内依次包括：第一无纺布层、杀菌层及第二无纺布层；其中，杀菌层由聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌组成，铒元素掺杂的纳米氧化锌为预备实施例1中制备得到的；杀菌层中聚丙烯纤维占95重量份，铒元素掺杂的纳米氧化锌占5重量份；铒元素掺杂的纳米氧化锌的粒径范围为50 -200 nm；第一无纺布层和第二无纺布层由甲壳素纤维、亚麻纤维及聚丙烯纤维按比例共同构成。
口罩杀菌效果通过细菌过滤效率来表征，具体检测步骤如下：
（1）取金黄色葡萄球菌24 h新鲜肉汤培养物，用含蛋白胨的磷酸盐缓冲液将其稀释配制成试验浓度的菌悬液，备用。试验前将口罩样品放置在温度为(21±5)℃, 相对湿度为(85±5)%的环境中预处理至少4 h；
（2）将气溶胶发生器与蠕动泵和气源相连，发生器喷雾口与管道进气口相连, 管道有两个采样口。一个采样口与测试口罩相连，经空气微生物采样器采样后作为实验组；另一个采样口没有口罩，直接经空气微生物采样器采样后作为阳性质控。
（3）将菌悬液置于气溶胶发生器菌液瓶内, 启动气溶胶发生器, 按照流量5 L/min, 喷雾压力1.8 kg/cm2 进行喷雾发生气溶胶。喷雾染菌1 min，将直径90 mm采样平板装入六级采样器，按采样流量28.3L/min, 对测试口罩样品采样2 min, 对阳性质控采样1min。计算出细菌气溶胶的平均颗粒直径(MPS)应为(3.0±0.3)μm, 细菌气溶胶分布的几何标准差应不超过1.5；
（4）将采样平板放入37℃恒温箱中培养48 h，计数每个采样平板菌落数(cfu)，适用采样第4、5级的结果符合标准中的粒径要求，并使用校正表进行校正，细菌气溶胶的浓度换算为cfu/m3 , 根据过滤前后细菌气溶胶的浓度计算过滤效率。口罩细菌过滤效率计算公式:BFE=(C-T)/C×100% (式中C:阳性质控气溶胶浓度;T:测试样品气溶胶浓度)。
实施例1的口罩杀菌效果评价检测结果列于表5中。
实施例2
实施例2分别将聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌选为92.5重量份和7.5重量份，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与实施例1完全相同。实施例2的检测结果同样列于表5中。
实施例3
实施例3分别将聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌选为90重量份和10重量份，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与实施例1完全相同。实施例3的检测结果同样列于表5中。
比较例1
比较例1分别将聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌选为97.5重量份和2.5重量份，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与实施例1完全相同。比较例1的检测结果同样列于表5中。
比较例2
比较例2分别将聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌选为87.5重量份和12.5重量份，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与实施例1完全相同。比较例2的检测结果同样列于表5中。
比较例3
比较例3分别将聚丙烯纤维和普通纳米氧化锌（非掺杂）选为90重量份和10重量份，其余工艺参数、工艺步骤、测定方法与实施例1完全相同。比较例3的检测结果同样列于表5中。
表5
表5中的结果表明，相对于聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌的质量总计，杀菌层中含有5-10重量份的铒元素掺杂的纳米氧化锌是最佳选择，其过滤效果在98-99.5%之间，可以显著提高杀菌效果。
相比于实施例1-3，对比例1说明当铒元素掺杂的纳米氧化锌的重量份小于5时，其过滤效果大幅下降，不能获得理想的杀菌效果。
相比于实施例1-3，对比例2说明当铒元素掺杂的纳米氧化锌的重量份大于10时，其过滤效果并没有显著提升，说明纳米氧化锌过量。因此，综合考虑生产成本和杀菌效果，杀菌层中含有5-10重量份的铒元素掺杂的纳米氧化锌是最佳选择，可以显著提高杀菌效果并有利于控制成本。
相比于实施例1-3，对比例3说明本申请的医用口罩的杀菌效果优于现有技术中医用口罩，具有显著的进步。
本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为示例，具有与本发明的权利要求书所述的技术思想实质上相同的构成并发挥相同作用效果的所有发明均包含在本发明的技术范围内。
Claims (8)
1.一种医用高效杀菌口罩，其特征在于，所述口罩为层叠结构，由外向内依次包括：第一无纺布层、杀菌层及第二无纺布层；所述杀菌层由聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌组成，其中，聚丙烯纤维占90-95重量份，铒元素掺杂的纳米氧化锌占5-10重量份；所述铒元素掺杂的纳米氧化锌的粒径范围为50 -200 nm。
2.根据权利要求1所述的医用高效杀菌口罩，其特征在于，所述铒元素掺杂的纳米氧化锌的制备过程包括如下步骤：
（1）首先配制 1mol/L的ZnCl2水溶液，按化学计量加入2wt%硝酸铒，完全溶解后形成透明的混合溶液，搅拌；
（2）加入 10 mol/L 的氨水溶液，使溶液中金属离子水解和铒元素氢氧化物的混合沉淀；
（3）当溶液的 pH 在9-9.5时，停止加入氨水溶液，继续搅拌，以便获得组成均匀的沉淀产物，将沉淀产物静置、离心；
（4）用 1.5-2.0mol/L 的稀氨水溶液充分洗涤沉淀，真空干燥，然后研磨成粉末；
（5）将粉末在电炉中煅烧，冷却，然而进行二次研磨；
（6）采用改性剂对二次研磨制得的粉末进行改性处理，干燥，最终得到铒元素掺杂的纳米氧化锌。
3.根据权利要求2所述的医用高效杀菌口罩，其特征在于，步骤（6）中所述改性剂为具有如下结构（I）的改性剂：
（I）
其中，R为含有11~14个碳的烷基；R'为 (CH2)nSO3Na，并且n为3~4的整数。
4.根据权利要求3所述的医用高效杀菌口罩，其特征在于，改性剂的用量为二次研磨制得的粉末的15-20wt%。
5.根据权利要求2所述的医用高效杀菌口罩，，其特征在于，步骤（1）和（3）中搅拌过程均采用超声搅拌。
6.根据权利要求2所述的医用高效杀菌口罩，，其特征在于，步骤（5）中煅烧温度为1000-1200 ℃。
7.根据权利要求2所述的医用高效杀菌口罩，其特征在于，步骤（5）中煅烧时间为3-5h。
8.根据权利要求1所述的医用高效杀菌口罩，其特征在于，第一无纺布层和第二无纺布层由甲壳素纤维、亚麻纤维及聚丙烯纤维中一种或几种构成。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111838824A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-30 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种阻隔病菌的防雾口罩 |
| CN111938236A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-17 | 北京石油化工学院 | 一种杀菌口罩及其制备方法 |
| CN111938235A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-17 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种高效阻隔病菌口罩 |
| CN112806646A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-18 | 上海喂闹信息科技有限公司 | 一种具有长效杀菌口罩的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557514A (zh) * | 2004-01-16 | 2004-12-29 | 四川大学 | 抗菌型医用防护口罩及其制备方法 |
| CN1772375A (zh) * | 2005-10-27 | 2006-05-17 | 南京大学 | 掺杂纳米氧化锌及其制备方法和光催化降解有机物和抗菌的应用 |
| CN102119127A (zh) * | 2008-08-13 | 2011-07-06 | 巴斯夫欧洲公司 | 纳米颗粒状氧化锌的制备方法 |
| CN203234069U (zh) * | 2013-05-03 | 2013-10-16 | 浙江十全医疗器材有限公司 | 一种抗菌口罩 |
| CN107232662A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-10-10 | 太仓卡斯特姆新材料有限公司 | 一种高韧性抑菌医用口罩 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557514A (zh) * | 2004-01-16 | 2004-12-29 | 四川大学 | 抗菌型医用防护口罩及其制备方法 |
| CN1772375A (zh) * | 2005-10-27 | 2006-05-17 | 南京大学 | 掺杂纳米氧化锌及其制备方法和光催化降解有机物和抗菌的应用 |
| CN102119127A (zh) * | 2008-08-13 | 2011-07-06 | 巴斯夫欧洲公司 | 纳米颗粒状氧化锌的制备方法 |
| CN203234069U (zh) * | 2013-05-03 | 2013-10-16 | 浙江十全医疗器材有限公司 | 一种抗菌口罩 |
| CN107232662A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-10-10 | 太仓卡斯特姆新材料有限公司 | 一种高韧性抑菌医用口罩 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111838824A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-30 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种阻隔病菌的防雾口罩 |
| CN111938235A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-17 | 广东泰宝医疗科技股份有限公司 | 一种高效阻隔病菌口罩 |
| CN111938236A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-17 | 北京石油化工学院 | 一种杀菌口罩及其制备方法 |
| CN111938236B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-09-06 | 北京石油化工学院 | 一种杀菌口罩及其制备方法 |
| CN112806646A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-18 | 上海喂闹信息科技有限公司 | 一种具有长效杀菌口罩的制备方法 |
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