CN108720127A - 一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，包括棉织物保护层(1)、无纺布支撑层(2)、棉织物接触层(4)，所述的无纺布支撑层(2)与所述的棉织物接触层(4)之间设有艾精油抗菌层(3)，所述的艾精油抗菌层(3)由口罩纱布(3‑1)、魔术贴(3‑2)和纳米纤维层(3‑3)组成，两层口罩纱布(3‑1)通过魔术贴(3‑2)组合在一起，形成容纳纳米纤维层(3‑3)的空间。与现有技术相比，本发明口罩在传统口罩的基础上进行革新，兼具有柔韧性、透气性和舒适性，在有效阻隔空气中细颗粒物的同时，发挥出纳米纤维对艾精油的缓控释功效，体现出高效、广谱、安全的抗菌特性，对预防人体呼吸道疾病有一定的作用，是一种新型抗菌防护口罩。

Description

一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩
技术领域
本发明涉及一种，尤其是涉及一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩。
背景技术
如今环境污染问题越来越严重，空气中存在的各类有害物质存在于生活的各个角落，威胁着人体健康。人们在日常的出行中也开始注重这一问题，逐渐形成佩戴口罩的习惯，防止吸入空气中的有害物质。传统的口罩主要是由无纺布制成，布料纤维的直径大约为几十微米，造成材料孔隙大，无法阻挡PM2.5等细颗粒空气污染物，而且对于一些有机污染物基本没有阻隔作用，已经无法满足当下人们的实际需求。
通过静电纺丝技术制备的纳米纤维，具有重量轻、比表面积大、孔隙率高、内部孔隙的连通性好等特点，采用纳米纤维制成口罩对空气中细颗粒物、有机污染物等均有良好的阻隔性能，同时具有重量轻、过滤效果好、风阻小等优点。
在阻隔空气污染物的同时，考虑到了口罩的抗菌性，市面上比较多的抗菌型口罩的滤材都是从物理或化学角度出发，但在实际应用上都存在一定的问题，如采用电荷材料做成的抗菌滤材，对于阻隔病毒、细菌等功能不明显；活性炭纤维作为抗菌滤材的抗菌效率也一般，普遍耐用性不高；纳米银复合材料虽然抗菌性好，持久耐用，但成本高，不利于工业化生产和推广；将抗菌剂直接固定在特定材料上，常出现粘连效果不佳，长期使用效果下降等缺点。
艾草作为中医中的常用药，主要成分是其中的精油，许多药理研究表明艾精油具有抗菌消炎，抗过敏等多种功效，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎链球菌、革兰氏阴性菌及多种真菌均有抑制作用。综合考虑透气性和抗菌性，将艾草精油溶解于有机溶剂中，配置成特制纺丝液，制备出纳米纤维膜，为纳米材料的实际应用提供新的思路。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效过滤空气中有害颗粒物质的同时，能够抑制细菌，起到预防人体呼吸道疾病的作用，并在实际佩戴过程中增加使用者的舒适度和提高口罩长期使用的稳定性的纳米纤维艾精油抗菌防护口罩。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，包括棉织物保护层、无纺布支撑层、棉织物接触层，其特征在于，所述的无纺布支撑层与所述的棉织物接触层之间设有艾精油抗菌层，所述的艾精油抗菌层由口罩纱布、魔术贴和纳米纤维层组成，两层口罩纱布通过魔术贴组合在一起，形成容纳纳米纤维层的空间。
所述的纳米纤维层通过静电纺丝制成，具体包括以下步骤：
(1)先将从艾草中提炼的艾精油溶于对应的生物相容性较好的有机溶剂中，配置成一定质量分数的纺丝液；
(2)将配置好的纺丝液移至静电纺丝装置的储液管，固定好注射泵；
(3)用无纺布作为接受体，采用平板收集法，得到纳米纤维膜。
步骤(1)所述的生物相容性较好的有机溶剂包括二氯甲烷，所述的纺丝液包括质量分数为0.5～3％的艾精油、质量分数为5～15％的聚乳酸和质量分数为1～10％的大麦醇溶蛋白。
步骤(2)所述的静电纺丝装置的静电纺丝工艺条件为：电压为15kV、流量为0.8ml/h、接收距离为15cm。
所述的口罩主体中线两侧设有纵向折线，以此固定艾精油抗菌层和棉织物接触层的位置，使用时整体形成外凸弧形结构，在鼻翼两侧形成与面部贴合的防护腔。
所述的纳米纤维层为可更换式纳米纤维膜，使用一段时间后可以换新，保证产品效果持续性和稳定性。
所述的口罩主体两侧还包括挂耳绳，用于调整佩戴时口罩的松紧。
所述的棉织物保护层位于最外层，起到初步阻隔空气污染物作用；所述的棉织物接触层位于最内层，为可与使用者皮肤接触使用的棉织品。
与现有技术相比，本发明公开的纳米纤维艾精油抗菌防护口罩的有益效果，通过棉织物保护层和无纺布支撑层，阻隔空气中大部分的颗粒物，防止PM2.5的吸入。艾精油抗菌层3可以阻隔有机污染物和抑制细菌，起到预防呼吸道疾病的作用。开创方便的纳米纤维膜更换式设计，以及人性化的贴面防护，提高了使用者的舒适性和便捷性。
附图说明
图1为本发明纳米纤维艾精油抗菌防护口罩的平面示意图；
图2为本发明纳米纤维艾精油抗菌防护口罩的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1和2所示的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，包括：棉织物保护层1、无纺布支撑层2、艾精油抗菌层3和棉织物接触层4，其中无纺布支撑层2所用材料为疏水纤维无纺布，起到支撑口罩的作用；艾精油抗菌层3位于无纺布支撑层2和棉织物接触层4之间，由口罩纱布3-1、魔术贴3-2和纳米纤维层3-3组成，通过魔术贴3-2将口罩纱布3-1组合在一起，形成一定的空间，纳米纤维层3-3布置在两层口罩纱布3-1构成的空间内；棉织物保护层1，位于最外层，起到初步阻隔空气污染物作用；棉织物接触层4，位于最内层，可与使用者皮肤接触使用的棉织品。
艾精油抗菌层3由多层口罩纱布3-1前后通过魔术贴3-2连接，纳米纤维层3-3位于其中。纳米纤维层3-3通过静电纺丝制成，基本操作步骤如下：
(1)将称量好的聚乳酸和大麦醇溶蛋白混合物溶于二氯甲烷溶液中，质量分数分别为10％和5％；加入事先从艾草中提炼的艾精油，质量分数为1％。共混配置成纺丝液。
(2)将纺丝液至于磁力搅拌器上搅拌5h。
(3)将制备好的纺丝液注入静电纺丝装置的储液管中，固定在注射泵上，针尖内径为0.7mm，静电纺丝工艺条件为：电压为15kV、流量为0.8ml/h、接收距离为15cm。
(4)以无纺布(大小14cm×14cm)为接受体，纺丝时间控制在90min，采用平板收集法得到平均直径为325nm的纳米纤维膜。
对制备的纳米纤维层3-3进行纤维孔径和过滤性测试，测试结果为：孔径在0.1-2μm，孔径呈正态分布；对PM2.5过滤效率在99％以上，风阻小于100Pa。对制备的纳米纤维层3-3进行艾精油缓释功能测试，结果为：30天后艾精油的挥发速度不低于初始挥发速度的70％，仍能有效发挥抑菌功效。
口罩主体中线两侧设有纵向折线，以此固定艾精油抗菌层3和棉织物接触层4的位置。使用时整体形成外凸弧形结构，在鼻翼两侧形成面部贴合的防护腔。使用者在佩戴时可以形成局部防护腔，可以大大降低佩戴的不适感，并且封闭性好，更易发挥艾精油的防护功效。
纳米纤维层3-3为可更换式纳米纤维膜，使用一段时间后可以通过魔术贴结构3-2换新，保证产品效果持续性和稳定性，方便使用者操作。
口罩主体两侧还包括挂耳绳5，用于调整佩戴时口罩的松紧。
实施例2
所述的纳米纤维层3-3通过静电纺丝制成，具体包括以下步骤：
(1)先将从艾草中提炼的艾精油溶于二氯甲烷中，配置成一定质量分数的纺丝液，纺丝液包括质量分数为0.5％的艾精油、质量分数为5％的聚乳酸和质量分数为1％的大麦醇溶蛋白；
(2)将配置好的纺丝液移至静电纺丝装置的储液管，固定好注射泵；
(3)用无纺布作为接受体，采用平板收集法，得到纳米纤维膜。
其余同实施例1。
实施例3
所述的纳米纤维层3-3通过静电纺丝制成，具体包括以下步骤：
(1)先将从艾草中提炼的艾精油溶于二氯甲烷中，配置成一定质量分数的纺丝液，纺丝液包括质量分数为3％的艾精油、质量分数为15％的聚乳酸和质量分数为10％的大麦醇溶蛋白；
(2)将配置好的纺丝液移至静电纺丝装置的储液管，固定好注射泵；
(3)用无纺布作为接受体，采用平板收集法，得到纳米纤维膜。
其余同实施例1。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的技术构思及特点，优选实施方式进行描述，并非对保护范围的限定。在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行各种变形和改进，但均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，包括棉织物保护层(1)、无纺布支撑层(2)、棉织物接触层(4)，其特征在于，所述的无纺布支撑层(2)与所述的棉织物接触层(4)之间设有艾精油抗菌层(3)，所述的艾精油抗菌层(3)由口罩纱布(3-1)、魔术贴(3-2)和纳米纤维层(3-3)组成，两层口罩纱布(3-1)通过魔术贴(3-2)组合在一起，形成容纳纳米纤维层(3-3)的空间。
2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，所述的纳米纤维层(3-3)通过静电纺丝制成，具体包括以下步骤：
(1)先将从艾草中提炼的艾精油溶于对应的生物相容性较好的有机溶剂中，配置成一定质量分数的纺丝液；
(2)将配置好的纺丝液移至静电纺丝装置的储液管，固定好注射泵；
(3)用无纺布作为接受体，采用平板收集法，得到纳米纤维膜。
3.根据权利要求2所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，步骤(1)所述的生物相容性较好的有机溶剂包括二氯甲烷，所述的纺丝液包括质量分数为0.5～3％的艾精油、质量分数为5～15％的聚乳酸和质量分数为1～10％的大麦醇溶蛋白。
4.根据权利要求2所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，步骤(2)所述的静电纺丝装置的静电纺丝工艺条件为：电压为15kV、流量为0.8ml/h、接收距离为15cm。
5.根据权利要求1所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，所述的口罩主体中线两侧设有纵向折线，以此固定艾精油抗菌层(3)和棉织物接触层(4)的位置，使用时整体形成外凸弧形结构，在鼻翼两侧形成与面部贴合的防护腔。
6.根据权利要求1所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，所述的纳米纤维层(3-3)为可更换式纳米纤维膜。
7.根据权利要求1所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，所述的口罩主体两侧还包括挂耳绳(5)，用于调整佩戴时口罩的松紧。
8.根据权利要求1所述的一种纳米纤维艾精油抗菌防护口罩，其特征在于，所述的棉织物保护层(1)位于最外层，起到初步阻隔空气污染物作用；所述的棉织物接触层(4)位于最内层，为可与使用者皮肤接触使用的棉织品。
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