CN109744615B - 防护口罩及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种防护口罩，其特征在于，所述防护口罩包括口罩本体以及口罩本体侧边连接的固定带，所述口罩本体至少第一层织物、以及与第一层织物叠加的其他层织物，其中，第一层织物包括基布以及负载于基布的吸附试剂。本发明制作的防护口罩，使用时，呼吸产生的水气可以使得吸水材料膨胀，从而暴露出沟槽或褶皱、以及贯穿吸水材料粉末的孔，增加吸附面积，并将吸附试剂释放出来，起到防毒防烟的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种防护口罩及其制作方法，尤其涉及一种防毒防烟口罩及其制作方法。
背景技术
在火灾现场逃生和救灾过程中，防毒防烟口罩是重要的防护用具，目前主要的防毒防烟口罩大都采用活性炭作为吸附材料，如CN1471985A公开的新型防尘防毒口罩，但是活性炭对燃烧产生的毒性物质的吸附性能较差，因此达不到良好的防护效果。
采用化学试剂作为吸附材料或反应物质应用于口罩来实现各种功能，也有报道，例如CN10194580B公开的口罩，将抗菌剂、消毒剂等功能材料与水溶性凝胶一起喷涂于口罩表面。但是，对于购买口罩的人来讲，火灾并不是经常发生，因此，逃生用的口罩并不是经常使用，往往是存储起来备用，这种将化学试剂喷涂于口罩的做法，长时间存放后，化学试剂会因为收到氧化或其他污染而失效，在需要使用时，可能已经丧失了其应有功能。
CN1029887604B公开的防毒面罩，采用的是将吸附药液单独包装的方式，使用时将吸附药液的药包撕开，吸附药液倒在口罩上，这种做法，吸附药液在口罩上分布不均匀，另外，在包装打开过程中，使用者由于慌乱，可能会在浓烟环境下将药包丢失。
发明内容
本发明提供了一种防护口罩以及所述口罩的制作方法。
本发明第一个方面是提供一种防护口罩，所述防护口罩包括口罩本体以及口罩本体侧边连接的固定带，所述口罩本体至少包括第一层织物、以及与第一层织物叠加的其他层织物，其中，第一层织物包括基布以及负载于基布的吸附试剂。
在一种优选实施例中，所述吸附试剂负载于吸水材料粉末中，所述吸水材料粉末表面有凹陷和/或褶皱、并且吸水材料粉末含有贯穿吸水材料的孔；所述吸水材料粉末负载于基布。
在一种更优选实施例中，所述吸水材料，是指能够吸收至少10倍于自身质量的水的物质。
更优选地，所述吸水材料可以是包括：淀粉接枝丙烯酸盐聚合物、淀粉接枝丙烯酰胺聚合物、淀粉接枝苯乙烯磺酸聚合物、淀粉黄原酸盐接枝丙烯酸盐聚合物、纤维素接枝丙烯酸盐聚合物、纤维素接枝丙烯酰胺聚合物、纤维素磺原酸盐接枝丙烯酸盐聚合物、丙烯酸钠-乙烯醇共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺中的一种或更多种。
更优选地，吸附试剂负载于吸水材料的方法，包括：将吸水材料、吸附试剂加入溶剂中混合，去除部分溶剂后，粉碎成球状物，将球状物与粒径在50nm-10μm的无机颗粒在容器内混合加热制成厚度小于2倍于无机颗粒粒径的膜，然后降温至温度T，其中，温度T≥吸水材料的玻璃化转变温度、并且T＜吸水材料的熔融温度，容器内加压、保温至少0.5小时，降温至吸水材料的玻璃化转变温度以下，继续干燥，去除剩余溶剂；去除吸水材料表面的无机颗粒，将膜粉碎成吸水材料粉末。
在一种优选实施例中，所述无机颗粒可以是优选为碳酸钙、活性炭。
在一种更优选实施例中，所述吸水材料内可以是含有残留的无机颗粒。
在一种优选实施例中，所述吸水材料与无机颗粒体积比例优选为1:2-10，更优选为1:3-8，更优选为1:5-6。
在一种更优选实施例中，无机颗粒粒径在100nm-5μm范围内，更优选为500nm-1μm范围内。
在一种优选实施例中，基布包括三层纱布，在其中一层纱布表面涂覆无水胶黏剂，吸水材料粉末粘附于纱布表面，另外两层纱布将粘附吸水材料粉末的纱布夹在中间。
其中，所述无水胶黏剂可以是光固化胶黏剂、有机溶剂型胶黏剂。
其中，所述粘附吸水材料粉末的纱布孔径为2-5mm。
其中，所述吸附试剂为能够吸收有机和/或无机有毒物质的试剂，更优选地，可以是吸收气体、液体或粉末颗粒的试剂。
例如，碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、二甘醇胺、三乙醇胺等可作为吸附HCl、Cl2、HCN、H2S、SO2、NO2、HNO3等有酸性毒气体的吸附试剂。
例如，三聚磷酸铝等固体酸可以作为吸附氨和有机胺(例如甲胺、二甲胺、正丁胺等)等物质的吸附试剂；也可以作为镉离子、铅离子等重金属离子的吸附试剂。
本发明第二个方面是提供一种防护口罩的制作方法，包括：
步骤1，吸附试剂负载于多孔的吸水材料，包括：将吸水材料、吸附试剂加入溶剂中混合，去除部分溶剂后，粉碎成球状物，将球状物与粒径在50nm-10μm的无机颗粒在容器内混合加热制成厚度小于2倍于无机颗粒粒径的膜，然后降温至温度T，其中，温度T≥吸水材料的玻璃化转变温度、并且T＜吸水材料的熔融温度，容器内加压、保温至少0.5小时，降温至吸水材料的玻璃化转变温度以下，继续干燥，去除剩余溶剂；去除吸水材料表面的无机颗粒，将膜粉碎成吸水材料粉末；
步骤2，吸水材料粉末负载于基布，包括：基布包括两层纱布，在至少一层纱布表面涂覆无水胶黏剂，吸水材料粉末粘附于纱布表面，两层纱布贴合将吸水材料粉末加在两层纱布之间，干燥；
步骤3，以所述基布作为口罩本体的第一层织物，叠加其他层织物制成口罩本体，在口罩本体两侧连接固定带制成防护口罩。
本发明上述内容中，所述容器内加压，是指至少加压至1.3个大气压。
在一种优选实施例中，所述无机颗粒可以是优选为碳酸钙和/或活性炭。
在一种更优选实施例中，所述吸水材料内可以是含有残留的无机颗粒。
在一种优选实施例中，所述吸水材料与无机颗粒体积比例优选为1:2-10，更优选为1:3-8，更优选为1:5-6。
在一种更优选实施例中，无机颗粒粒径在100nm-5μm范围内，更优选为500nm-1μm范围内。
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其中，所述粘附吸水材料粉末的纱布孔径为2-5mm。
其中，所述吸附试剂为能够吸收有机或无机有毒物质的试剂，更优选地，可以是吸收气体、液体或粉末颗粒的试剂。
例如，碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、二甘醇胺、三乙醇胺等可作为吸附HCl、Cl2、HCN、H2S、SO2、NO2、HNO3等有酸性毒气体的吸附试剂。
例如，三聚磷酸铝等固体酸可以作为吸附氨和有机胺(例如甲胺、二甲胺、正丁胺等)等物质的吸附试剂；也可以作为镉离子、铅离子等重金属离子的吸附试剂。
其中，所述其他层织物的纤维可以是棉布、麻布、粘胶纤维布等动植物纤维，或者PET、PP、尼龙等合成纤维，或者动植物纤维与合成纤维的组合。
本发明制作的防护口罩，使用时，呼吸产生的水气可以使得吸水材料膨胀，从而暴露出沟槽或褶皱、以及贯穿吸水材料粉末的孔，增加吸附面积，并将吸附试剂释放出来，起到防毒防烟的效果。
具体实施方式
实施例1
碳酸钠与淀粉接枝丙烯酰胺聚合物在水溶剂中混合，然后去除部分水溶剂，粉碎成为球状物，然后与100nm的活性炭颗粒混合，加热后拉伸制成厚度150nm的膜，降温至T，1.5个大气压下保温0.5小时。吸水材料与无机颗粒体积比例为1:5。
降温至玻璃化转变温度以下，干燥去除剩余水分，此时吸水材料聚合物体积收缩，将活性炭颗粒去除，无机颗粒去除后，膜中会形成凹凸不平的区域或穿孔，聚合物膜进一步收缩，收缩形成的褶皱将原来活性炭颗粒所占据的空间填充和包裹。将膜粉碎制成粉末。应当注意的是，活性炭并不必须全部去除，可以残留部分活性炭。
在孔径3mm的第一层纱布表面涂覆胶黏剂，将粉末洒在胶黏剂表面，胶黏剂将粉末粘结第一层纱布上，可以是粘结在第一层纱布的两侧或一侧。另外两层纱布将第一层纱布夹在中间，形成基布。纱布孔径较大，在粘附粉末后，仍能够确保气流的通畅。
基布作为防护口罩外层，内层为面布等与便于与人体接触的材料，基本与内层叠加制成口罩本体。口罩本体侧边连接固定带。
使用时，将口罩带上之后，呼吸产生的水气被吸水材料吸收，减少了因呼吸产生憋闷的感觉，吸水材料在吸收水气后开始膨胀，口罩加工过程中因为吸水材料聚合物体积收缩而产生的褶皱被撑开，增大接触面积，同时碳酸钠更多的暴露于吸水材料表面。残留的活性炭也可以起到物理吸附效果。
实施例2
碳酸钠与纤维素接枝丙烯酸盐聚合物在水溶剂中混合，然后去除部分水溶剂，粉碎成为球状物，然后与300nm的活性炭颗粒混合，加热后拉伸制成厚度350nm的膜，降温至T，1.5个大气压下保温0.5小时。吸水材料与无机颗粒体积比例为1:10。
降温至玻璃化转变温度以下，干燥去除剩余水分，此时吸水材料聚合物体积收缩，将活性炭颗粒去除，无机颗粒去除后，膜中会形成凹凸不平的区域或穿孔，聚合物膜进一步收缩，收缩形成的褶皱将原来活性炭颗粒所占据的空间填充和包裹。将膜粉碎制成粉末。
在孔径3mm的第一层纱布表面涂覆胶黏剂，将粉末洒在胶黏剂表面，胶黏剂将粉末粘结第一层纱布上，可以是粘结在第一层纱布的两侧或一侧。另外两层纱布将第一层纱布夹在中间，形成基布。纱布孔径较大，在粘附粉末后，仍能够确保气流的通畅。
基布作为防护口罩外层，内层为面布等与便于与人体接触的材料，基本与内层叠加制成口罩本体。口罩本体侧边连接固定带。
实施例3
三聚磷酸铝与聚丙烯酰胺在水溶剂中混合，然后去除部分水溶剂，粉碎成为球状物，然后与1μm的活性炭颗粒混合，加热后拉伸制成厚度1.2μm的膜，降温至T，1.5个大气压下保温0.5小时。吸水材料与无机颗粒体积比例为1:5。
降温至玻璃化转变温度以下，干燥去除剩余水分，此时吸水材料聚合物体积收缩，将活性炭颗粒去除，无机颗粒去除后，膜中会形成凹凸不平的区域或穿孔，聚合物膜进一步收缩，收缩形成的褶皱将原来活性炭颗粒所占据的空间填充和包裹。将膜粉碎制成粉末。
在孔径3mm的第一层纱布表面涂覆胶黏剂，将粉末洒在胶黏剂表面，胶黏剂将粉末粘结第一层纱布上，可以是粘结在第一层纱布的两侧或一侧。另外两层纱布将第一层纱布夹在中间，形成基布。纱布孔径较大，在粘附粉末后，仍能够确保气流的通畅。
基布作为防护口罩外层，内层为面布等与便于与人体接触的材料，基本与内层叠加制成口罩本体。口罩本体侧边连接固定带。
实施例4
碳酸氢钠与丙烯酸钠-乙烯醇共聚物在水溶剂中混合，然后去除部分水溶剂，粉碎成为球状物，然后与1μm的活性炭颗粒混合，加热后拉伸制成厚度1μm的膜，降温至T，1.5个大气压下保温0.5小时。吸水材料与无机颗粒体积比例为1:5。
降温至玻璃化转变温度以下，干燥去除剩余水分，此时吸水材料聚合物体积收缩，将活性炭颗粒去除，无机颗粒去除后，膜中会形成凹凸不平的区域或穿孔，聚合物膜进一步收缩，收缩形成的褶皱将原来活性炭颗粒所占据的空间填充和包裹。将膜粉碎制成粉末。
在孔径3mm的第一层纱布表面涂覆胶黏剂，将粉末洒在胶黏剂表面，胶黏剂将粉末粘结第一层纱布上，可以是粘结在第一层纱布的两侧或一侧。另外两层纱布将第一层纱布夹在中间，形成基布。纱布孔径较大，在粘附粉末后，仍能够确保气流的通畅。
基布作为防护口罩外层，内层为面布等与便于与人体接触的材料，基本与内层叠加制成口罩本体。口罩本体侧边连接固定带。
本发明所提供的防护口罩，充分利用吸水材料的体积变化大的特点，由于体积变化较大，去除无机颗粒后，聚合物本身的弹性对空间的包裹较为严密，即使暴露于空气中存放8个月，吸附试剂的吸附性能也不发生明显下降。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种防护口罩，其特征在于，所述防护口罩包括口罩本体以及口罩本体侧边连接的固定带，所述口罩本体至少包括第一层织物、以及与第一层织物叠加的其他层织物，其中，第一层织物包括基布以及负载于基布的吸附试剂；所述吸附试剂负载于吸水材料粉末中，所述吸水材料粉末表面有凹陷和/或褶皱、并且吸水材料粉末含有贯穿吸水材料的孔；所述吸水材料粉末负载于基布；
吸附试剂负载于吸水材料的方法，包括：将吸水材料、吸附试剂加入溶剂中混合，去除部分溶剂后，粉碎成球状物，将球状物与粒径在50nm-10μm的无机颗粒在容器内混合加热制成厚度小于2倍于无机颗粒粒径的膜，然后降温至温度T，其中，温度T≥吸水材料的玻璃化转变温度、并且T＜吸水材料的熔融温度，容器内加压、保温至少0.5小时，降温至吸水材料的玻璃化转变温度以下，继续干燥，去除剩余溶剂；去除吸水材料表面的无机颗粒，将膜粉碎成吸水材料粉末。
2.根据权利要求1所述的防护口罩，其特征在于，所述吸水材料包括：淀粉接枝丙烯酸盐聚合物、淀粉接枝丙烯酰胺聚合物、淀粉接枝苯乙烯磺酸聚合物、淀粉黄原酸盐接枝丙烯酸盐聚合物、纤维素接枝丙烯酸盐聚合物、纤维素接枝丙烯酰胺聚合物、纤维素黄原酸盐接枝丙烯酸盐聚合物、丙烯酸钠-乙烯醇共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺中的一种或更多种。
3.根据权利要求1所述的防护口罩，其特征在于，基布包括三层纱布，在其中一层纱布表面涂覆无水胶黏剂，吸水材料粉末粘附于纱布表面，另外两层纱布将粘附吸水材料粉末的纱布夹在中间。
4.根据权利要求3所述的防护口罩，其特征在于，所述粘附吸水材料粉末的纱布孔径为2-5mm。
5.根据权利要求1所述的防护口罩，其特征在于，所述吸附试剂为能够吸收有机和/或无机有毒物质的试剂。
6.根据权利要求5所述的防护口罩，其特征在于，所述吸附试剂包括碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、二甘醇胺、三乙醇胺、三聚磷酸铝。
7.一种制作权利要求1所述防护口罩的方法，其特征在于，包括：
步骤1，吸附试剂负载于多孔的吸水材料，包括：将吸水材料、吸附试剂加入溶剂中混合，去除部分溶剂后，粉碎成球状物，将球状物与粒径在50nm-10μm的无机颗粒在容器内混合加热制成厚度小于2倍于无机颗粒粒径的膜，然后降温至温度T，其中，温度T≥吸水材料的玻璃化转变温度、并且T＜吸水材料的熔融温度，容器内加压、保温至少0.5小时，降温至吸水材料的玻璃化转变温度以下，继续干燥，去除剩余溶剂；去除吸水材料表面的无机颗粒，将膜粉碎成吸水材料粉末；
步骤2，吸水材料粉末负载于基布，包括：基布包括两层纱布，在至少一层纱布表面涂覆无水胶黏剂，吸水材料粉末粘附于纱布表面，两层纱布贴合将吸水材料粉末加在两层纱布之间，干燥；
步骤3，以所述基布作为口罩本体的第一层织物，叠加其他层织物制成口罩本体，在口罩本体两侧连接固定带制成防护口罩。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述吸水材料与无机颗粒体积比例为1:2-10。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，无机颗粒粒径在100nm-5μm范围内。
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