CN110754720A - 一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，属于生活用品防菌技术领域。本发明除湿自加热活性氧化铝立体式口罩包括罩体和耳挂，罩体包括罩体框、无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层，无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层依次叠合设置在罩体框内。本发明口罩中活性氧化铝脱脂棉纱布层吸水后会发热，壳聚糖具有显著的吸附能力和良好的抗菌性，在冬季佩戴过程中不仅可以有效隔离吸附掉大气中的悬浮颗粒和有害性气体，并且能够干燥冬季由于温差残留在口罩上面的水分并自发热起到保暖作用，起到呼吸阀的作用，有效防止口罩中细菌滋生，起到抑菌杀菌的防护作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，属于生活用品防菌技术领域。
背景技术
口罩在人们生活中应用越来越广泛，因其对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行、粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用，可以防止细菌和尘埃对人体的入侵。普通的口罩只具备一般的过滤功能，功能比较单一。在使用口罩过程中，尤其在冬季，因呼吸作用也会使口罩潮湿，使得细菌微生物在上生长。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，本发明活性氧化铝具有多孔结构，高比表面积且处于不稳定的过渡态，具有较大的活性，对水有较强的亲和力，无毒，对水的吸附容量很大，冬季呼吸时，一旦口罩上产生潮气，活性氧化铝就会吸附口罩上的水，使得口罩恢复干燥，可以及时将潮湿气体排放出去，起到呼吸阀的作用；同时吸水放热，可以对面部进行加热；壳聚糖可以吸附金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，可吸附隔离污染物，并且具有较好的抗菌活性，能抑制真菌、细菌和病毒的生长繁殖。
一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，包括罩体和耳挂，罩体包括罩体框、无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层，无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层依次叠合设置在罩体框内。
所述活性氧化铝脱脂棉纱布层中活性氧化铝的粒径为0.05~0.1μm。
进一步的，所述活性氧化铝脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将活性氧化铝球进行球磨至粒径为0.05~0.1μm得到活性氧化铝粉；
（2）将活性氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中混合均匀得到活性氧化铝悬浮液；
（3）将脱脂棉纱布置于活性氧化铝悬浮液中浸泡6~20 h，取出脱脂棉纱布，再采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（4）将活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于温度为150-160℃条件下晶化处理10~20min得到晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（5）将晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理20~30min，再干燥处理即得活性氧化铝脱脂棉纱布层。
更进一步的，所述步骤（2）活性氧化铝悬浮液中活性氧化铝的质量百分浓度为1-3%，氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.2~ 0.4%。
所述壳聚糖脱脂棉纱布层中壳聚糖的脱乙酰度为 95-98%，分子量为 600~800kDa。
进一步的，所述壳聚糖脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到壳聚糖溶液；
（2）将脱脂棉纱布置于壳聚糖溶液浸泡6-20 h，取出脱脂棉纱布并置于氢氧化钠溶液中浸泡1-2 h，再取出脱脂棉纱布，采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到壳聚糖/脱脂棉纱布；
（3）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于温度为150-160℃条件下晶化处理10~20min得到晶化壳聚糖/脱脂棉纱布；
（4）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理20~30 min，再干燥处理即得壳聚糖/脱脂棉纱布。
更进一步的，所述步骤（1）壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度为1~3%。
更进一步的，所述步骤（2）氢氧化钠溶液的浓度为0.1~0.3 %。
所述无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层均为10-25 g/m2，厚度为0.5-1.5 mm，孔隙率为85-95%。
所述在鼻梁部位的罩体内侧固定设置有3D记忆棉鼻垫，3D记忆棉鼻垫的厚度为8-10mm。
所述活性氧化铝又名活性矾土，在催化剂中使用氧化铝的通常专称为“活性氧化铝”，是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等，所以被广泛地用作化学反应的催化剂和催化剂载体。球形活性氧化铝变压油吸附剂为白色球状多孔性颗粒，活性氧化铝粒度均匀，表面光滑，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂保持原状，无毒、无嗅、不溶于水、乙醇。活性氧化铝是一种微量水深度干燥的高效干燥剂，适用于无热再生装置。
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得，氢氧化铝也称水合氧化铝，其化学组成为Al2O3·nH2O，通常按所含结晶水数目不同，可分为三水氧化铝和一水氧化铝；氢氧化铝加热脱水后，可以得到γ-Al2O3，即通常所讲的活性氧化铝。
本发明利用热熔缝边技术将顺序叠放的无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层、无纺布内层缝合，将罩体框包覆缝合在无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层的边缘，再将3D记忆棉鼻垫缝合在鼻梁处的无纺布内层上形成罩体，耳挂缝合在罩体上即得除湿自加热活性氧化铝立体式口罩。
本发明的有益效果是：
（1）本发明壳聚糖可以吸附金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，可吸附隔离污染物，并且具有较好的抗菌活性，能抑制真菌、细菌和病毒的生长繁殖；
（2）本发明活性氧化铝为多孔结构，对水具有极强的亲和力和吸水性，冬季呼吸时，一旦口罩上产生潮气，活性氧化铝就会立刻吸附口罩上的水，使得口罩恢复干燥，可以及时将潮湿气体排放出去，起到呼吸阀的作用；同时吸水放热，可以对面部进行加热；
（3）本发明采用壳聚糖、活性氧化铝作为口罩的功能层，工艺操作简单、生产成本低。
附图说明
图1为除湿自加热活性氧化铝立体式口罩的外侧图；
图2为除湿自加热活性氧化铝立体式口罩的内侧图；
图3为除湿自加热活性氧化铝立体式口罩的解析图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：如图1~3所示，一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，包括罩体和耳挂，罩体包括罩体框、无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层，无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层依次叠合设置在罩体框内；活性氧化铝脱脂棉纱布层中活性氧化铝的粒径为0.05μm；无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层均为10 g/m2，厚度为0.5mm，孔隙率为95%；在鼻梁部位的罩体内侧固定设置有3D记忆棉鼻垫，3D记忆棉鼻垫的厚度为8mm；
活性氧化铝脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将活性氧化铝球进行球磨至粒径为0.05μm得到活性氧化铝粉；
（2）将活性氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中混合均匀得到活性氧化铝悬浮液；其中活性氧化铝悬浮液中活性氧化铝的质量百分浓度为1%，氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.2%；
（3）将脱脂棉纱布置于活性氧化铝悬浮液中浸泡20h，取出脱脂棉纱布，再采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（4）将活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于温度为150℃条件下晶化处理20 min得到晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（5）将晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理30 min，再置于温度为65℃下干燥处理即得活性氧化铝脱脂棉纱布层；
壳聚糖脱脂棉纱布层中壳聚糖的脱乙酰度为98%，分子量为800 kDa；
壳聚糖脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到壳聚糖溶液；其中壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度为3%；
（2）将脱脂棉纱布置于壳聚糖溶液浸泡6h，取出脱脂棉纱布并置于氢氧化钠溶液中浸泡1h，其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1%；再取出脱脂棉纱布，采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到壳聚糖/脱脂棉纱布；
（3）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于温度为160℃条件下晶化处理10 min得到晶化壳聚糖/脱脂棉纱布；
（4）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理20 min，再置于温度为65℃下干燥处理即得壳聚糖/脱脂棉纱布；
利用热熔缝边技术（热熔温度为170℃，热熔压力为0.3 MPa）将顺序叠放的无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层、无纺布内层缝合，将罩体框包覆缝合在无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层的边缘，再将3D记忆棉鼻垫缝合在鼻梁处的无纺布内层上形成罩体，耳挂缝合在罩体上即得除湿自加热活性氧化铝立体式口罩。
实施例2：本实施例的除湿自加热活性氧化铝立体式口罩结构与实施例1的除湿自加热活性氧化铝立体式口罩结构基本一致，不同之处在于：
活性氧化铝脱脂棉纱布层中活性氧化铝的粒径为0.1μm；无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层均为25g/m2，厚度为1.5mm，孔隙率为85%；在鼻梁部位的罩体内侧固定设置有3D记忆棉鼻垫，3D记忆棉鼻垫的厚度为10mm；
活性氧化铝脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将活性氧化铝球进行球磨至粒径为0.1μm得到活性氧化铝粉；
（2）将活性氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中混合均匀得到活性氧化铝悬浮液；其中活性氧化铝悬浮液中活性氧化铝的质量百分浓度为3%，氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.4%；
（3）将脱脂棉纱布置于活性氧化铝悬浮液中浸泡20 h，取出脱脂棉纱布，再采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（4）将活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于温度为160℃条件下晶化处理10 min得到晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（5）将晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理10 min，再温度为75℃下干燥处理即得活性氧化铝脱脂棉纱布层；
壳聚糖脱脂棉纱布层中壳聚糖的脱乙酰度为95%，分子量为600 kDa；
壳聚糖脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到壳聚糖溶液；其中壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度为1%；
（2）将脱脂棉纱布置于壳聚糖溶液浸泡20 h，取出脱脂棉纱布并置于氢氧化钠溶液中浸泡2 h，其中氢氧化钠溶液的浓度为0.3%；再取出脱脂棉纱布，采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到壳聚糖/脱脂棉纱布；
（3）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于温度为160℃条件下晶化处理 20 min得到晶化壳聚糖/脱脂棉纱布；
（4）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理 30 min，再温度为75℃下干燥处理即得壳聚糖/脱脂棉纱布；
利用热熔缝边技术（热熔温度为130℃，热熔压力为1 MPa）将顺序叠放的无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层、无纺布内层缝合，将罩体框包覆缝合在无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层的边缘，再将3D记忆棉鼻垫缝合在鼻梁处的无纺布内层上形成罩体，耳挂缝合在罩体上即得除湿自加热活性氧化铝立体式口罩。
实施例3：本实施例的除湿自加热活性氧化铝立体式口罩结构与实施例1的除湿自加热活性氧化铝立体式口罩结构基本一致，不同之处在于：
活性氧化铝脱脂棉纱布层中活性氧化铝的粒径为0.55μm；无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层均为18g/m2，厚度为1.0mm，孔隙率为90%；在鼻梁部位的罩体内侧固定设置有3D记忆棉鼻垫，3D记忆棉鼻垫的厚度为9mm；
活性氧化铝脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将活性氧化铝球进行球磨至粒径为0.55μm得到活性氧化铝粉；
（2）将活性氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中混合均匀得到活性氧化铝悬浮液；其中活性氧化铝悬浮液中活性氧化铝的质量百分浓度为2%，氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.3%；
（3）将脱脂棉纱布置于活性氧化铝悬浮液中浸泡12 h，取出脱脂棉纱布，再采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（4）将活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于温度为155℃条件下晶化处理15 min得到晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（5）将晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理25 min，再温度为70℃下干燥处理即得活性氧化铝脱脂棉纱布层；
壳聚糖脱脂棉纱布层中壳聚糖的脱乙酰度为96%，分子量为700 kDa；
壳聚糖脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到壳聚糖溶液；其中壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度为2%；
（2）将脱脂棉纱布置于壳聚糖溶液浸泡12 h，取出脱脂棉纱布并置于氢氧化钠溶液中浸泡1.5 h，其中氢氧化钠溶液的浓度为0.2 %；再取出脱脂棉纱布，采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到壳聚糖/脱脂棉纱布；
（3）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于温度为155℃条件下晶化处理15 min得到晶化壳聚糖/脱脂棉纱布；
（4）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理25 min，再温度为70℃下干燥处理即得壳聚糖/脱脂棉纱布；
利用热熔缝边技术（热熔温度为150℃，热熔压力为0.6MPa）将顺序叠放的无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层、无纺布内层缝合，将罩体框包覆缝合在无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层的边缘，再将3D记忆棉鼻垫缝合在鼻梁处的无纺布内层上形成罩体，耳挂缝合在罩体上即得除湿自加热活性氧化铝立体式口罩。
Claims (10)
1.一种除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：包括罩体和耳挂，罩体包括罩体框、无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层，无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层依次叠合设置在罩体框内。
2.根据权利要求1所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：活性氧化铝脱脂棉纱布层中活性氧化铝的粒径为0.05~0.1μm。
3.根据权利要求2所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：活性氧化铝脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将活性氧化铝球进行球磨至粒径为0.05~0.1μm得到活性氧化铝粉；
（2）将活性氧化铝粉加入到氢氧化钠溶液中混合均匀得到活性氧化铝悬浮液；
（3）将脱脂棉纱布置于活性氧化铝悬浮液中浸泡6~20 h，取出脱脂棉纱布，再采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（4）将活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于温度为150-160℃条件下晶化处理10~20 min得到晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布；
（5）将晶化活性氧化铝粉/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理20~30min，再干燥处理即得活性氧化铝脱脂棉纱布层。
4.根据权利要求3所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：步骤（2）活性氧化铝悬浮液中活性氧化铝的质量百分浓度为1-3%，氢氧化钠溶液的质量百分浓度为0.2~0.4%。
5.根据权利要求1所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：壳聚糖脱脂棉纱布层中壳聚糖的脱乙酰度为 95-98%，分子量为 600~800 kDa。
6.根据权利要求5所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：壳聚糖脱脂棉纱布层的制备方法为
（1）将壳聚糖溶解于乙酸溶液中得到壳聚糖溶液；
（2）将脱脂棉纱布置于壳聚糖溶液浸泡6-20 h，取出脱脂棉纱布并置于氢氧化钠溶液中浸泡1-2 h，再取出脱脂棉纱布，采用去离子水洗涤至洗涤液为中性得到壳聚糖/脱脂棉纱布；
（3）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于温度为150-160℃条件下晶化处理10~20 min得到晶化壳聚糖/脱脂棉纱布；
（4）将壳聚糖/脱脂棉纱布置于去离子水中，在超声波条件下处理20~30 min，再干燥处理即得壳聚糖/脱脂棉纱布。
7.根据权利要求6所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：步骤（1）壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分浓度为1~3%。
8.根据权利要求6所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：步骤（2）氢氧化钠溶液的浓度为0.1~0.3 %。
9.根据权利要求1所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：无纺布外层、活性氧化铝脱脂棉纱布层、壳聚糖脱脂棉纱布层和无纺布内层均为10-25 g/m2，厚度为0.5-1.5 mm，孔隙率为85-95%。
10.根据权利要求1所述除湿自加热活性氧化铝立体式口罩，其特征在于：在鼻梁部位的罩体内侧固定设置有3D记忆棉鼻垫，3D记忆棉鼻垫的厚度为8-10mm。
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