CN108741303A - 一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，包括上层棉纱和下层棉纱，所述上层棉纱和下层棉纱之间形成容纳腔，所述容纳腔中放置有杀菌层，所述杀菌层内包覆有用于杀菌的光触媒纳米粉末。这种医用口罩由上层棉纱和下层棉纱组成，之间形成容纳腔，将光触媒纳米粉末放置其中；由于上层棉纱和下层棉纱朝向容纳腔的一面均设置有胶黏层，将光触媒纳米粉末填充在容纳腔中即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用口罩，特别涉及一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩。
背景技术
目前，国内现有技术的口占是采用无纺布或棉纱织物制成的，其佩戴的目的是为了防止空气中的细菌、病毒、大颗粒灰尘、臭味等有害气体及物质吸入人体，但没有消炎、杀菌、灭菌的作用。
如申请公布号为“CN104957806A”的中国专利所公开的一种杀菌抗病毒除异味可重复使用的光触媒医用防护口罩，通过在无纺布或棉纱织物层的外表面设置有超临界纳米级光触媒涂层，在光触媒口罩的无纺布或棉纱织物层的上、下端设置有骨架，从而实现有效杀灭细菌、病毒、除异味、防治花粉、粉尘、空调过敏、抑制传染性病毒等；随着近些年国内技术的进步，这一类具有杀菌性能的医用防护口罩越来越多，但是长时间使用之后其中的光触媒活性降低，影响对细菌、病毒等的灭杀率。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，可更换其中的光触媒层。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，包括上层棉纱和下层棉纱，所述上层棉纱和下层棉纱之间形成容纳腔，所述容纳腔中放置有杀菌层，所述杀菌层内包覆有用于杀菌的光触媒纳米粉末。
作为优选，所述光触媒纳米粉末包括以下组分，以下组分按重量计算：
作为优选，所述光触媒纳米粉末的制备方法如下所示：
步骤1：取用干净容器A，将纳米二氧化钛、分散剂、2-咪唑烷酮、溶剂倒入并均匀混合；
步骤2：持续搅拌步骤1中制备得到的混合物，将聚丙烯纤维倒入其中，顺时针搅拌和逆时针搅拌依次进行；
步骤3：取用干净容器B，倒入超细碳酸钙粉末继续研磨至无颗粒感时，倒入步骤2中制备得到的混合物；
步骤4：将步骤3中制备得到混合物涂覆/喷涂在棉纱表面后晾干；
步骤5：向步骤4中晾干的棉纱喷涂果酸溶液并静置5-20分钟，持续以上步骤3-5次；
步骤6：将植物提取物涂抹/喷涂在棉纱表面。
作为优选，所述上层棉纱朝向容纳腔的表面和下层棉纱朝向容纳腔的表面设置有胶黏层。
作为优选，所述胶黏层上设置有化学反应涂覆层，所述化学反应涂覆层包括以下组分，以下组分按重量计：
作为优选，所述化学反应涂覆层的制备方法如下所示：
步骤1：将活性炭碾碎成小颗粒后与淀粉、溶剂均匀混合，并反复搅拌成团后，放入搅拌机中打碎；
步骤2：将步骤1中制备得到的混合物静置后滤去上层清液；
步骤3：将乙二醇、碳酸氢钠、2-咪唑烷酮混入至步骤1中制备得到的混合物中并均匀搅拌；
步骤4：将步骤2中制备得到的混合物喷涂/刷涂在胶黏层上；
步骤5：最后喷涂可食用胶黏剂。
作为优选，所述植物提取物采用柏树提取物。
作为优选，所述可食用胶黏剂采用面粉熬制而成。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.光触媒能在特点波长(388nm)的光照下，氧化分解成各种有机化合物和矿化部分无机物，因此成为这些年空气净化机的宠儿；但是光触媒在使用一段时间后，效率会逐渐下降；且在使用之后需要将其放置在光照下暴晒，使吸附在其上的有害气体分解挥发，若暴晒不及时或不充分，不仅光触媒午饭再分解有害气体，且吸附在其中的有害气体挥发会造成二次污染，因此及时更新其中的光触媒是极为重要的事情；
2.这种医用口罩由上层棉纱和下层棉纱组成，之间形成容纳腔，将光触媒纳米粉末放置其中；由于上层棉纱和下层棉纱朝向容纳腔的一面均设置有胶黏层，将光触媒纳米粉末填充在容纳腔中即可；可在上层棉纱和下层棉纱表面设置多层胶黏层，每次更换时，将光触媒连同胶黏层一同撕去以做更换；
3.纳米二氧化硅、分散剂、可食用胶黏剂、2-咪唑烷酮、超细碳酸钙粉末、聚丙烯纤维和植物提取物等共同混合组成光触媒纳米粉末；纳米二氧化硅作为光触媒的主要成分，在分散剂的作用下在溶剂中均匀分散并在紫外光照条件下将有害气体分解；2-咪唑烷酮是一种效率较高的螯合剂，可以捕捉空气中的有机毒害分子；可食用胶黏剂将以上组分粘粘在棉纱表面，由于这种医用口罩需要契合人体的脸型，因此粘粘在棉纱表面的光触媒涂层易容易在脱落，因此在其中掺杂聚丙烯纤维，聚丙烯纤维呈丝状，两端均粘接在光触媒涂层时，当光触媒涂层开裂时，聚丙烯纤维能起到拉扯的作用，避免光触媒涂层产生更大的开口；光触媒涂层中还混合有超细碳酸钙粉末，将光触媒涂覆在棉纱表面并干燥固化后，向棉纱表面喷涂酸性溶液，优选果酸溶液，果酸与其中的超细碳酸钙粉末反应，因此原先填充超细碳酸钙粉末的位置形成空穴，增加透气性的同时也能使增加光触媒涂层与空气的接触面积；植物提取物采用同柏树提取物，柏树提取物同样具有良好的净化空气的作用；
4.在胶黏剂上设置化学反应涂覆层，化学反应涂覆层主要包括2-咪唑烷酮、乙二醇、碳酸氢钠、淀粉、活性炭、可食用胶黏剂等；淀粉与溶剂，溶剂采用水或盐溶液，淀粉、活性炭与水混合之后首先成团，继续在水中搅拌揉洗之后，形成多孔状团体，将这种团体打碎成小颗粒状后，活性炭颗粒镶嵌在其中或嵌设在其表面，之后与乙二醇、碳酸氢钠、2-咪唑烷酮混合形成空气净化液；每一个活性炭颗粒为一节点，相邻活性炭颗粒之间为一空气净化块，从而避免涂覆成膜后受到弯曲挤压的作用力之后开裂脱落；乙二醇、碳酸氢钠、2-咪唑烷酮形成一个良好的螯合剂，对空气中的有机毒害分子进行螯合抓取；有机毒害分子可以预先通过化学涂覆层，并被螯合剂抓取固定，随后在光触媒纳米粉末和光照条件下分解，当有机毒害分子变成小分子颗粒后不能再被螯合剂抓取，因而释放；此过程重复进行，既能增长光触媒的使用时间，又能使有机毒害分子净化的更加彻底。
附图说明
图1是实施例中整体结构剖视图；
图2是图1中A部分结构放大示意图。
图中，1、上层棉纱；2、下层棉纱；3、容纳腔；4、杀菌层；5、胶黏层。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：
一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，如图1和图2所示，包括上层棉纱1和下层棉纱2，上层棉纱1和下层棉纱2之间形成容纳腔3，容纳腔3中设置有杀菌层4，上层棉纱1和下层棉纱2朝向容纳腔3的一面贴附有胶黏层5。
杀菌层4内包裹有用于杀菌的光触媒纳米粉末；光触媒纳米粉末包括纳米二氧化硅、分散剂、可食用胶黏剂、2-咪唑烷酮、超细碳酸钙粉末、聚丙烯纤维、植物提取物。
光触媒纳米粉末的制备方法如下所示：
步骤1：取用干净容器A，将纳米二氧化钛、分散剂、2-咪唑烷酮、溶剂倒入并均匀混合；
步骤2：持续搅拌步骤1中制备得到的混合物，将聚丙烯纤维倒入其中，顺时针搅拌和逆时针搅拌依次进行；
步骤3：取用干净容器B，倒入超细碳酸钙粉末继续研磨至无颗粒感时，倒入步骤2中制备得到的混合物；
步骤4：将步骤3中制备得到混合物涂覆/喷涂在棉纱表面后晾干；
步骤5：向步骤4中晾干的棉纱喷涂果酸溶液并静置5-20分钟，持续以上步骤3-5次；
步骤6：将植物提取物涂抹/喷涂在棉纱表面。
植物提取物采用柏树提取物，可食用胶黏剂采用面粉熬制而成。
胶黏层4表面设置有化学反应涂覆层，化学反应涂覆层包括2-咪唑烷酮、乙二醇、碳酸氢钠、淀粉、活性炭、可食用胶黏剂和溶剂。
所述化学反应涂覆层的制备方法如下所示：
步骤1：将活性炭碾碎成小颗粒后与淀粉、溶剂均匀混合，并反复搅拌成团后，放入搅拌机中打碎；
步骤2：将步骤1中制备得到的混合物静置后滤去上层清液；
步骤3：将乙二醇、碳酸氢钠、2-咪唑烷酮混入至步骤1中制备得到的混合物中并均匀搅拌；
步骤4：将步骤2中制备得到的混合物喷涂/刷涂在胶黏层(4)上；
步骤5：最后喷涂可食用胶黏剂。
实施例1-实施例5中各物质组分相同，但各物质含量不同，详见下表1、表2所示，下表1为实施例1-6中光触媒纳米粉末含量，下表2为实施例1-5中化学反应涂覆层中各物质含量。
表1：
表2：
实施例1-实施例5中各物质组分如上表所示，实施例6-实施例10为仅包括光触媒纳米粉末，不包括化学反应涂覆层的医用口罩，且实施例6-实施例10中的光触媒纳米粉末中的物质组成与含量与实施例1-实施例5中相同；再设置对比例，对比例为普通的活性炭吸附医用口罩，测量实施例1-实施例10以及对比例对空气的净化能力后可得结论：实施例6-实施例10中医用口罩相较对比例而言，对空气的净化能力更强，并且在对于有机毒害分子含量较多的空气净化时，性能更加优越且净化时间更加持久，但总体净化力度相差不大；而实施例1-实施例5中的医用口罩对于空气的净化能力有大幅提高，且持久度高，实施例1-实施例5以及对比例中医用口罩在弱光强或黑暗条件下对空气的净化效果有所下降，但实施例6-实施例10中的医用口罩在弱光强或黑暗条件下对空气的净化能力并不减弱，但长期放置在弱光强或黑暗条件下并对空气净化，一段时间后，净化能力下降。
Claims (8)
1.一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于：包括上层棉纱（1）和下层棉纱（2），所述上层棉纱（1）和下层棉纱（2）之间形成容纳腔（3），所述容纳腔（3）中放置有杀菌层（4），所述杀菌层（4）内包覆有用于杀菌的光触媒纳米粉末。
2.根据权利要求1所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于，所述光触媒纳米粉末包括以下组分，以下组分按重量计算：
纳米二氧化钛 5-10份
分散剂 0.2-0.5份
可食用胶黏剂 1-3份
咪唑烷酮 4-6份
超细碳酸钙粉末 3-6.5份
聚丙烯纤维 1.2-1.5份
植物提取物 0.1-5份
溶剂 15-40份。
3.根据权利要求2所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于，所述光触媒纳米粉末的制备方法如下所示：
步骤1：取用干净容器A，将纳米二氧化钛、分散剂、2-咪唑烷酮、溶剂倒入并均匀混合；
步骤2：持续搅拌步骤1中制备得到的混合物，将聚丙烯纤维倒入其中，顺时针搅拌和逆时针搅拌依次进行；
步骤3：取用干净容器B，倒入超细碳酸钙粉末继续研磨至无颗粒感时，倒入步骤2中制备得到的混合物；
步骤4：将步骤3中制备得到混合物涂覆/喷涂在棉纱表面后晾干；
步骤5：向步骤4中晾干的棉纱喷涂果酸溶液并静置5-20分钟，持续以上步骤3-5次；
步骤6：将植物提取物涂抹/喷涂在棉纱表面。
4.根据权利要求2所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于：所述上层棉纱（1）朝向容纳腔（3）的表面和下层棉纱（2）朝向容纳腔（3）的表面设置有胶黏层（5）。
5.根据权利要求4所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于：所述胶黏层（5）上设置有化学反应涂覆层，所述化学反应涂覆层包括以下组分，以下组分按重量计：
2-咪唑烷酮 5-10份
乙二醇 3-4份
碳酸氢钠 2-4份
淀粉 0.8-1.2份
活性炭 1.5-1.8份
可食用胶黏剂 3.2-3.5份
溶剂 2-4份。
6.根据权利要求5所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于，所述化学反应涂覆层的制备方法如下所示：
步骤1：将活性炭碾碎成小颗粒后与淀粉、溶剂均匀混合，并反复搅拌成团后，放入搅拌机中打碎；
步骤2：将步骤1中制备得到的混合物静置后滤去上层清液；
步骤3：将乙二醇、碳酸氢钠、2-咪唑烷酮混入至步骤1中制备得到的混合物中并均匀搅拌；
步骤4：将步骤2中制备得到的混合物喷涂/刷涂在胶黏层（5）上；
步骤5：最后喷涂可食用胶黏剂。
7.根据权利要求6所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于：所述植物提取物采用柏树提取物。
8.根据权利要求7所述的一种含有纳米级光触媒功能层的医用口罩，其特征在于：所述可食用胶黏剂采用面粉熬制而成。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111134393A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-12 | 常德集智生物科技有限公司 | 一种绿色抗菌杀菌释放负氧离子口罩 |
-
2018
- 2018-08-01 CN CN201810860329.3A patent/CN108741303A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181106 |