CN111331955B - 一种多功能防护材料及其生产方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能防护材料及其生产方法和应用。该多功能防护材料包括依次层叠设置的隔离层、吸附层、过滤层、载药层以及亲肤层，且该吸附层为包含内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱的机织布，载药层为包含内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱的机织布。如此设置，一方面，通过吸附层有效吸附有毒气体，实现防毒材料的布料柔性化，并通过过滤层从外侧阻隔纳米级病毒的入侵；另一方面，通过载药层中的爆珠，以及过滤层的阻隔，将药物单向导入人体，同时，使用者可以根据需要向防护材料施加外力以将载药层中的药物释放，实现医疗功能。该多功能防护材料兼具防毒、防霾、抗菌、抑菌等多种功能，可用于防毒抗菌口罩或防毒面具或医疗防护服。

Description

一种多功能防护材料及其生产方法和应用
技术领域
本发明涉及一种多功能防护材料及其生产方法和应用，属于防护用品及纺织技术领域。
背景技术
日常生活中，火灾释放的毒烟、新装修的室内释放的甲醛或传染性病毒等有害物质分布于空气中，并在空气中悬浮和流动，通过口鼻进入人体后，对人们的生命健康和安全造成巨大威胁。特别是近年来，新型传染病毒引发的突发性公共卫生事件逐渐变成了全球安全的最前沿：2002年10至2003年5月的SARS疫情、以及后来的禽流感(H5N1、H5N8、H7N7、H7N9)、甲型H1N1、中东呼吸综合征(MERS)以及最近爆发的新型冠状病毒(2019-nCoV)引起的呼吸道传染病。新型传染病成为全球经济和公共卫生的重大负担。因此，需要佩戴安全防护用品以阻隔空气中的有害物质，如口罩、防毒面具等。
现有的大多数符合国标及医疗行业标准的个人防护用品，如N95口罩、医用外科口罩，通常都没有杀菌、杀病毒功能。收集的病原体在人体边缘的持续的感染活动很容易引起交叉感染，可能导致病原体扩散的风险增加。个人防护用品在杀毒功能上的缺失，导致口罩使用寿命普遍不高，在大规模疫情期间，造成医护人员感染风险的提高和大规模的资源浪费与环境问题。而且普通口罩一般难以有效阻隔空气中的毒烟和毒气，通常需要佩戴防毒面具。然而实际调研数据表明：现有防毒面具价格高、携带不便、存储困难，难以实现家家户户的普及。在灾难来临时，往往因为安全防护用品和物资短缺而危及生命。因此，如何将防毒面具进行小巧化、柔性化和廉价化加工设计，使得防毒用品趋向携带方便、存储容易、价格低廉化，从而满足每一个人的应急及储备要求，也是亟待解决的技术问题。
为解决上述问题，中国专利CN204034074U公开了一种碳纤维超滤抑菌口罩，口罩由内层、抑菌超滤层、过滤层和外层构成。该口罩能过滤环境中大部分污染颗粒，但抑菌超滤层在抑制细菌的生长上作用并不显著。
美国专利US9315937B2公开了一种利用声化学方法在织物上抑菌镀金属化合物(如ZnO,MgO,CuO)的方法。但这种织物中功能化合物的结合并不牢固，造成使用寿命受限。
中国专利CN104687513A公开了一种新型抗菌防尘口罩。口罩的最外层为抗菌棉纤维织布，最内层为银纤维混纺纱布，外层棉纤维织布起到简单的过滤作用，内层银纤维混纺纱布起到抗菌的作用。但是在口罩使用的过程中，人体呼出的大量水汽也会吸附在银纤维上，形成液膜，富集于银纤维上的细菌、病毒会随着呼吸的气流在液膜上迁移，很可能再次从纤维上脱落进入呼吸道导致人体感染，并且单纯的银纤维与皮肤直接接触会影响口罩的舒适感。
中国专利CN109315856A对上述专利进行了改进，公开了一种天然抑菌医用口罩。口罩分为三层，口罩最内层由2/3棉纤维和竹纤维混合均匀，通过铺网机平铺成网制成；口罩中层由1/3棉纤维和纳米银纤维混合均匀，通过铺网机平铺制成；口罩最外层由TiO2-壳聚糖纤维和竹炭纤维混合后置于野菊花提取液中，搅拌均匀，通过铺网机将混合纤维平铺于口罩中层的表面制成。该专利对上述专利的佩戴舒适性方面进行了改进，但仍无法解决人体口部与口罩之间微环境水汽大、易于滋生细菌的问题。
中国专利CN209643937U公开了一种治疗鼻炎的内芯及包含该内芯的口罩，所述内芯包括基座和镶嵌在基座上的爆珠，爆珠内放置治疗鼻炎的精油，通过捏碎爆珠，保证使用者能够在佩戴口罩减少污染的同时，对鼻炎进行缓解治疗。但由于缺少防护层，药物释放时易从基座的口罩外侧扩散，造成损失。
由此可见，现有技术缺乏兼具防毒、防霾、抗菌、抑菌、医疗等多功能的防护材料，无法实现毒烟、毒气、病毒等多种有害物的有效阻隔。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多功能防护材料及其生产方法和应用，以解决现有技术中兼具防毒、防霾、抗菌、抑菌、医疗等多功能防护材料的缺失，实现毒烟、毒气、病毒等多种有害物的有效阻隔。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种多功能防护材料，包括依次层叠设置的隔离层、吸附层、过滤层、载药层以及亲肤层；所述吸附层为包含内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱的机织布；所述载药层为包含内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱的机织布；所述亲肤层为具有相对设置的拒水面和亲水面的单向导湿针织布，且所述亲水面与所述载药层紧密贴合，所述拒水面朝向外侧设置。
进一步的，所述吸附层的机织布的纬纱为所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱，经纱为涤纶缝纫线；所述载药层的机织布的纬纱为所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，经纱为涤纶缝纫线。
进一步的，所述高吸附功能微粒为高吸附功能碳微球；所述药物爆珠包括外壳和包覆于外壳内的抗病毒感染性药物。
进一步的，所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱中高吸附功能微粒的质量分数为40-60％；所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱中药物爆珠的质量分数为20-40％。
进一步的，所述隔离层为抗菌无纺布；所述过滤层为纳米纤维空滤膜。
进一步的，所述隔离层、吸附层、过滤层、载药层以及亲肤层之间通过织物边缘热粘合法粘合为一体。
一种多功能防护材料的生产方法，包括以下步骤：
S1.将抗菌无纺布经裁切和卷绕，得到隔离层的无纺布条带卷装；
S2.采用内置粉体纱生产工艺，制备内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱，将所述无纺布条带包覆纱作为纬纱，与经纱一起经机织、裁切、边缘粘结缝合和卷绕，得到吸附层的机织布条带卷装；
S3.将纳米纤维空滤膜经裁切和卷绕，得到过滤层的条带卷装；
S4.采用内置粉体纱生产工艺，制备内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，将所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱与经纱一起经机织、裁切、边缘粘结缝合和卷绕，得到载药层的机织布条带卷装；
S5.将具有单向导汗导湿功能的针织面料经裁切和卷绕，得到亲肤层的条带卷装；
S6.由上至下依次将所述将隔离层的无纺布条带卷装、吸附层的机织布条带卷装、过滤层的条带卷装、载药层的机织布条带卷装以及亲肤层的条带卷装经退绕、中心贴合和锁边，得到所述多功能防护材料；
其中，所述亲肤层的亲水面与所述载药层的机织布条带卷装贴合。
进一步的，在步骤S2中，所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱为细度为40-200tex的粗特纱，所述经纱为细度为10-22tex的涤纶缝纫线；在步骤S4中，所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱为细度为40-200tex的粗特纱，所述经纱为细度为10-22tex的涤纶缝纫线。
进一步的，在步骤S1中，所述抗菌无纺布的面密度为30-60g/m2；在步骤S3中，所述纳米纤维空滤膜的面密度为20-40g/m2。
一种以上所述的多功能防护材料，或者以上所述的多功能防护材料的生产方法生产的多功能防护材料，应用于制备防毒抗菌口罩或防毒面具或医疗防护服。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供的多功能防护材料及其生产方法和应用具有如下有益效果：
(1)本发明提供的一种多功能防护材料，其包括依次层叠设置的隔离层、吸附层、过滤层、载药层以及亲肤层，且该吸附层为包含内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱的机织布，载药层为包含内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱的机织布，亲肤层为具有相对设置的拒水面和亲水面的单向导湿针织布。如此设置，一方面，通过吸附层有效吸附毒烟、甲醛等有毒气体，实现防毒材料的布料柔性化，并通过过滤层从外侧阻隔纳米级病毒的入侵；另一方面，通过载药层中的爆珠，以及过滤层的阻隔，将抗病毒性药物单向导入人体，同时，使用者可以根据需要向防护材料施加外力(如按压防护材料)，以将载药层中的药物释放，实现医疗功能。特别地，将本发明提供的复合抗菌材料用作口罩的口罩面体时，亲肤层作为口罩面体的佩戴贴服面，将人口侧的病毒水汽从亲肤层引导进入紧贴亲肤层设置的载药层，及时杀灭细菌，且改善人口与口罩接触区域微环境。
(2)本发明提供的多功能防护材料的吸附层采用内置高吸附功能碳微球的无纺布条带包覆纱织成的机织布，具有良好的透气性。这是因为：一方面无纺布条带包覆纱的本身透气性较高，另一方面将内置高吸附功能碳微球的无纺布条带包覆纱作为粗特纬纱与细特经纱交织，得到的机织面料层的孔隙率较高。并且，内置高吸附功能碳微球的无纺布条带包覆纱中的高吸附碳微球的质量含量高达40-60％，高含量的高吸附碳微球均匀分布于无纺布条带包覆纱中，能够有效吸附毒烟、甲醛等有毒气体，防护人体免受毒气伤害，实现防毒材料的布料柔性化，解决了“如何将防毒面具进行小巧化、柔性化、廉价化加工设计，使得防毒器件的携带方便、存储容易、价格低廉”的问题。
(3)本发明提供的多功能防护材料的载药层采用内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，制备成透气性较高的机织面料层，将药物爆珠有效、均匀、高含量(20-40％)的分布在无纺布条带包覆纱中，便于使用者根据需求，定量挤压爆珠释放药物，在过滤层单面阻隔作用下，释放的药物单向经口腔进入人体实现医疗功能，弥补了“目前医用口罩织物尚未有主动对佩戴者实现呼吸道递送药物，实现高效治疗病毒感染的功能”的技术缺失。
(4)本发明提供的多功能防护材料的过滤层采用兼备高效抗菌、纳米微孔过滤、轻薄透气性能的聚酰亚胺纳米纤维空滤膜，实现了在保证防护材料具备高透气性的前提下，有效阻隔外界细菌侵入人体、并同时抑制表面细菌滋生，有效解决了“现有医用口罩对细菌难以进行长时间有效阻隔和灭杀，长时间使用仍有细菌感染风险”的技术问题。
(5)本发明提供的多功能防护材料的亲肤层采用高通透的单向导湿面料层，人口呼出的大量含有病毒的水汽通过单向导湿面料层进入防护材料内层，从而改善人口与口罩接触区域的微环境，解决了“医用口罩与口部接触的微环境水汽大、易于滋生细菌、舒适度差”的技术问题。
(6)本发明的提供的多功能防护材料结构合理，兼具防毒、防霾、抗菌、抑菌、医疗等多功能，使用安全，适宜大规模推广使用。
(7)本发明提供的多功能防护材料的生产方法流程简单、便捷，易于大规模推广应用实施。
附图说明
图1为本发明提供的多功能防护材料的剖面结构示意图；
图2为本发明提供的多功能防护材料的生产流程框图；
图3为本发明提供的多功能口罩的制备流程框图；
图中，1为隔离层、2为吸附层、3为过滤层、4为载药层、5为亲肤层。
具体实施方式
以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供的多功能防护材料包括依次层叠设置的隔离层1、吸附层2、过滤层3、载药层4以及亲肤层5，所述隔离层1、吸附层2、过滤层3、载药层4以及亲肤层5通过织物边缘热粘合法粘合为一体。所述隔离层1为抗菌无纺布；所述吸附层2为包含内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱的机织布；所述过滤层3为纳米纤维空滤膜，如聚酰亚胺超微孔空滤膜；所述载药层4为包含内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱的机织布；所述亲肤层5为具有相对设置的拒水面和亲水面的单向导湿针织布，且所述亲水面与所述载药层4紧密贴合，所述拒水面朝向外侧设置。所述高吸附功能微粒为高吸附功能碳微球；所述药物爆珠包括外壳和包覆于外壳内的抗病毒感染性药物。如此设置，一方面，通过吸附层有效吸附毒烟、甲醛等有毒气体，实现防毒材料的布料柔性化，并通过过滤层从外侧阻隔纳米级病毒的入侵；另一方面，通过载药层中的爆珠，以及过滤层的阻隔，将抗病毒性药物单向导入人体，同时，使用者可以根据需要向防护材料施加外力(如按压防护材料)，以将载药层中的药物释放，实现医疗功能。
请参阅图2所示，本发明提供的多功能防护材料的生产方法包括以下步骤：
S1.制备隔离层1的无纺布条带卷装
选取面密度为30-60g/m2的医用抗菌无纺布，经条带分切机裁切成20cm宽的无纺布条，再经平行卷绕，获得隔离层1的无纺布条带卷装；
S2.制备吸附层2的机织布条带卷装
采用“中国专利授权公告号CN108286099B，公开日2019.12.03，发明创造名称为一种内置粉粒材料的纱线成形方法”的申请所提供的内置粉粒纱生产工艺，将PP无纺布条带包覆高吸附功能碳微球粉粒，制备出无纺布条带包覆纱，无纺布条带包覆纱的细度为40-200tex，无纺布条带包覆纱中碳微球的质量分数为40-60％。将无纺布条带包覆纱作为纬纱、涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置碳微球的机织物，内置碳微球的机织物经条带分切机，裁切成16cm宽的机织物条带，机织物条带边缘经热粘合机进行粘结封合，形成吸附层2的机织布条带卷装；
S3.制备过滤层3的条带卷装
选取面密度为20-40g/m2聚酰亚胺纳米纤维空滤膜，裁切卷绕成20cm宽的卷材，获得过滤层3的条带卷装；
S4.制备载药层4的机织布条带卷装
采用“中国专利授权公告号CN108286099B，公开日2019.12.03，发明创造名称为一种内置粉粒材料的纱线成形方法”的申请所提供的内置粉粒纱生产工艺，采用内置粉粒纱生产工艺，将PP无纺布条带包覆药物爆珠，制备出内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，无纺布条带包覆纱的细度为40-200tex、无纺布条带包覆纱中的药物爆珠质量分数为30％。将无纺布条带包覆纱作为纬纱、涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置药物爆珠的机织物，内置药物爆珠的机织物经条带分切机，裁切成16cm宽的机织物条带，机织物条带边缘经热粘合机进行粘结封合，形成载药层4的机织布条卷装；
S5.制备亲肤层5的条带卷装
选用具有单向导汗导湿功能的针织面料，经裁切机的裁切，制成宽度为20cm宽的针织布条带，平行卷绕在上圆柱状筒管上，形成亲肤层5的条带卷装；
S6.多条带一体化复合制备多功能防护材料
在覆膜机上，将隔离层1的条带卷装、吸附层2的条带卷装、过滤层3的条带卷装、载药层4的织物布条卷装、亲肤层5的条带卷装，分别依次放置在覆膜机的上退绕辊、中上退绕辊、中退绕辊、中下退绕辊、下退绕辊上，分别从上退绕辊、中上退绕辊、中退绕辊、中下退绕辊、下退绕辊退绕下来的各条带中心重合，且载药层4的织物布条的下表面与亲肤层5条带的亲水面紧密贴合，贴合后的一体化复合条带两个边缘分别经热粘合机进行粘结封合锁边，制备成多功能防护材料。
本发明提供的一种多功能防护材料既具有防毒、防霾、抗菌、抑菌、医疗等多种功能，又具有透气好的优势，可用于防毒、防霾、抗菌、抑菌或医疗等防护材料，如用于制备防毒抗菌口罩或防毒面具或医疗防护服。
作为一个优选方案，所述多功能防护材料用于抗菌医用口罩，所述抗菌医用口罩包括口罩面体及抗菌拉紧带，所述口罩面体由以上所述的多功能防护材料，或以上所述的多功能防护材料的生产方法生产的防护材料构成，且所述多功能防护材料的隔离层为所述口罩面体的佩戴外露面，所述防护材料的亲肤层为所述口罩面体的佩戴贴肤面，可将人口侧的病毒水汽从亲肤层引导进入紧贴亲肤层设置的载药层，及时杀灭细菌，且改善人口与口罩接触区域微环境。
作为另一个优选方案，所述多功能防护材料用于防护服的制备，特别是用于防护服的后背、前胸等容易出汗的地方。由于本发明的多功能防护材料既具有防毒、抗菌、杀菌、医疗等功能，又具有透气好的优势，可以改善目前的防护服透气性差，或防护和透气性难以兼具的问题。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，该多功能防护材料还可以用于制备其他防护用品，基于织物的柔软性及该防护材料兼具透气性、抗菌性、抑菌性，制得的防护用品相较于传统的防护用品更为舒适、适用范围广，在此就不一一列举了。
对以下实施例生产的多功能口罩进行防毒实验：将医用口罩织物制成规格为160mm×128mm样品，测试环境为26℃/52％RH，测试仪器/设备：3m3测试舱、加热器、秒表、恒流搅拌器、LUFTRUM车载净化器、紫外可见分光光度计。
实施例1
一种多功能防护材料，制备方法如下：
(1)制备隔离层1的无纺布条带卷装
选取面密度为50g/m2的汉麻医用抗菌无纺布，经FQJ自动纠偏型条带分切机裁切成20cm宽的无纺布条，再以125m/min的线速度平行卷绕在圆柱状纸管上，获得隔离层1的无纺布条带卷装；
(2)制备吸附层2的机织布条带卷装
采用宽度为10mm的PP无纺布条带包裹含有纳米孔的碳微球成纱，成纱纱体的内置碳微球质量分数为55％、细度为40tex，将其作为纬纱，采用21tex涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置碳微球的机织面料，机织面料经FQJ自动纠偏型条带分切机，被裁切成16cm宽的机织物条带，采用热粘合法原理的500型热粘合机，将机织物条带边缘进行粘结封合，形成内置碳微球的吸附层2的机织布条带卷装；
(3)制备过滤层3的条带卷装
选取PM2.5过滤效率为99.2％、面密度为30g/m2聚酰亚胺纳米纤维空滤膜作为吸附层2，在保证口罩高透气性前提下，有效阻隔外界病毒侵入人体和病人病毒扩散到环境外，并同时抑制表面细菌滋生，有效解决了“现有医用口罩难以持续防毒杀毒，长时间使用仍有病毒感染风险”的技术问题。聚酰亚胺纳米纤维空滤膜经FQJ自动纠偏型条带分切机，裁切、卷绕成20cm宽的卷材，获得过滤层3的条带卷装；
(4)制备载药层4的机织布条带卷装
采用宽度为12mm的PP无纺布条带包裹干扰素药物爆珠成纱，成纱纱体的干扰素药物爆珠质量分数为30％、纱线细度为200tex，将其作为纬纱，采用21tex涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置干扰素药物爆珠的机织面料，机织面料经FQJ自动纠偏型条带分切机，被裁切成16cm宽的机织物条带，采用热粘合法原理的500型热粘合机，将机织物条带边缘进行粘结封合，形成内置干扰素的载药层4的机织布条卷装；
(5)制备亲肤层5的条带卷装
选用具有单向导汗导湿功能的针织棉织物，置于FQJ自动纠偏型条带分切机上，裁切成宽度为20cm宽的针织布条带，平行卷绕在上圆柱状筒管上，形成亲肤层5的条带卷装；具有单向导汗导湿的亲肤层5用于医用口罩时，能将人口呼出的大量含有细菌的水汽引导入紧贴亲肤层5设置的载药层4，及时杀灭细菌，且明显改善人口与口罩接触区域微环境，防止呼出水汽中的细菌、病毒再次进入呼吸道，有效解决了“医用口罩与口部接触的微环境水汽大、易于滋生细菌、舒适度差”的技术问题。
(6)多条带一体化复合制备多功能防护材料
在LX500-70JJ型覆膜机上上，将隔离层1的条带卷装、吸附层2的条带卷装、过滤层3的条带卷装、载药层4的织物布条卷装、亲肤层5的条带卷装，分别依次放置在LX500-70JJ型覆膜机的上退绕辊、中上退绕辊、中退绕辊、中下退绕辊、下退绕辊上，分别从上退绕辊、中上退绕辊、中退绕辊、中下退绕辊、下退绕辊以10m/min速度等速、平行退绕，退绕下来的各条带中心重合，且载药层4的织物布条的下表面与亲肤层5条带的亲水面紧密贴合，贴合后的一体化复合条带边缘，分别经热粘合法原理的500型热粘合机进行粘结封合锁边，制备成多功能防护材料。
实施例2
一种多功能防护材料，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤(2)制备吸附层2的机织布条带卷装的过程中，采用内置碳微球质量分数为55％、细度为200tex的PP无纺布条带包覆纱作为纬纱，采用21tex涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置碳微球的机织面；
在步骤(4)制备载药层4的条带卷装时，采用宽度为12mm的PP无纺布条带包裹三氮唑核苷药物爆珠成纱，成纱纱体的三氮唑核苷药物爆珠质量分数为30％、纱线细度为40tex，将其作为纬纱，采用21tex涤纶缝纫线作为经纱，在剑杆织机上制成内置干扰素药物爆珠的机织面料。
其余步骤均与实施例1基本相同，在此不再赘述。
应用例1
请参阅图3所示，将实施例1得到的多功能防护材料用作多功能口罩的口罩面体，制作方法如下：
(a)在环锭细纱机上，采用具有抗菌功能的纯聚酰亚胺纤维粗纱、回弹性能的氨纶丝为原料，进行长丝包芯复合纺纱，生产出14.6tex的S捻长丝复合包芯纱，将2根长丝复合包芯纱在捻线机上捻合成Z捻复合股线，采用复合股线在绳编机上编织出160tex的抗菌拉紧带；
(b)多功能口罩成型与封装
将上述多功能防护材料和抗菌拉紧带置于NK-MMF903型口罩机上，经口罩机裁切作用，医用口罩织物被裁切制备成口罩面体，然后将两根抗菌拉紧带分别缝合在口罩面体左右两侧的隔离层上，完成内置碳微球吸附过滤毒气、内置干扰素药物爆珠按需爆破释放治疗病毒发病功能的医用口罩的成型加工，然后经高温紫外杀菌处理后，封装在无菌无氧的PP医用袋中。
对照例
对照例与应用例1相比，不同之处在于，对照例口罩面体的吸附层2不含内置碳微球，即：在步骤(2)制备吸附层2的机织布条带卷装的过程中，采用细度为40tex的PP无纺布条带包覆纱作为纬纱，采用21tex涤纶缝纫线作为经纱。其他制备步骤与实施例1基本相同在此不再赘述。
表1多功能防护材料除甲醛性能测试结果
Figure GDA0002974058170000121
Figure GDA0002974058170000131
从表1可以看出，与没有内置碳微球的对照样品相比，本发明的多功能防护材料对甲醛气体的过滤效率大幅提升。同时，将本发明制备的多功能口罩，用于病毒性感冒的成年人群体试验，试验人数为20个(10人作为对照佩戴普通口罩，另外10人佩戴本发明所生产的口罩)，定期每天早上、中午手动挤压口罩三次，结果发现感冒治愈周期平均缩短3天，表现出良好的辅助治疗效果。
应用例2
将实施例2得到的多功能防护材料用作多功能口罩的口罩面体，其制作方法与应用例1基本相同，在此不再赘述。
测试结果表明：与没有内置碳微球的对照样品相比，本发明的多功能防护材料对甲醛有毒害气体的1小时去除效率为90％。同时，将本发明制作的多功能口罩，用于病毒性肺部炎症的成年人群体试验，试验人数为20个(10人作为对照佩戴普通口罩，另外10人佩戴本发明所生产的口罩)，定期每天早上、中午手动挤压口罩三次，结果发现感冒治愈周期平均缩短1天，表现出一定的治疗效果。
综述所述，本发明提供的生产方法采用条带式有序叠加生产复合织物，创造性融合非织、机织、针织面料一体化加工，协同发挥各织物性能和功能，加工流程简便，易于推广应用。本发明提供的多功能防护材料，通过合理设置各层的织物结构，一方面，通过吸附层有效吸附毒烟、甲醛等有毒气体，实现防毒材料的布料柔性化，并通过过滤层从外侧阻隔纳米级病毒的入侵；另一方面，通过载药层中的爆珠，以及过滤层的阻隔，将抗病毒性药物单向导入人体，同时，使用者可以根据需要向防护材料施加外力(如按压防护材料)，以将载药层中的药物释放，主动对佩戴者实现呼吸道递送药物，实现高效治疗病毒感染的医疗功能；再一方面，将亲肤层作为口罩面体的佩戴贴服面，将人口侧的病毒水汽从亲肤层引导进入口罩里层，改善人口与口罩接触区域微环境，各层之间协同配合，防毒-抗菌-过滤阻隔-疗毒协同作用效果强，最终实现防毒、防霾、抗菌、抑菌、医疗等多功能防护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能防护材料，其特征在于，包括依次层叠设置的隔离层(1)、吸附层(2)、过滤层(3)、载药层(4)以及亲肤层(5)；所述吸附层(2)为包含内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱的机织布；所述载药层(4)为包含内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱的机织布；所述亲肤层(5)为具有相对设置的拒水面和亲水面的单向导湿针织布，且所述亲水面与所述载药层(4)紧密贴合，所述拒水面朝向外侧设置；
其中，所述多功能防护材料的制备方法包括以下步骤：
S1.将抗菌无纺布经裁切和卷绕，得到隔离层(1)的无纺布条带卷装；
S2.采用内置粉体纱生产工艺，制备内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱，将所述无纺布条带包覆纱作为纬纱，与经纱一起经机织、裁切、边缘粘结缝合和卷绕，得到吸附层(2)的机织布条带卷装；
S3.将纳米纤维空滤膜经裁切和卷绕，得到过滤层(3)的条带卷装；
S4.采用内置粉体纱生产工艺，制备内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，将所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱与经纱一起经机织、裁切、边缘粘结缝合和卷绕，得到载药层(4)的机织布条带卷装；
S5.将具有单向导汗导湿功能的针织面料经裁切和卷绕，得到亲肤层(5)的条带卷装；
S6.由上至下依次将所述隔离层(1)的无纺布条带卷装、吸附层(2)的机织布条带卷装、过滤层(3)的条带卷装、载药层(4)的机织布条带卷装以及亲肤层(5)的条带卷装经退绕、中心贴合和锁边，得到所述多功能防护材料；
其中，所述亲肤层(5)的亲水面与所述载药层(4)的机织布条带卷装贴合。
2.根据权利要求1所述的一种多功能防护材料，其特征在于，所述吸附层(2)的机织布的纬纱为所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱，经纱为涤纶缝纫线；所述载药层(4)的机织布的纬纱为所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱，经纱为涤纶缝纫线。
3.根据权利要求2所述的一种多功能防护材料，其特征在于，所述高吸附功能微粒为高吸附功能碳微球；所述药物爆珠包括外壳和包覆于外壳内的抗病毒感染性药物。
4.根据权利要求2所述的一种多功能防护材料，其特征在于，所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱中高吸附功能微粒的质量分数为40-60％；所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱中药物爆珠的质量分数为20-40％。
5.根据权利要求1所述的一种多功能防护材料，其特征在于，所述隔离层(1)为抗菌无纺布；所述过滤层(3)为纳米纤维空滤膜。
6.根据权利要求1所述的一种多功能防护材料，其特征在于，所述隔离层(1)、吸附层(2)、过滤层(3)、载药层(4)以及亲肤层(5)之间通过织物边缘热粘合法粘合为一体。
7.根据权利要求1所述的一种多功能防护材料，其特征在于，在步骤S2中，所述内置高吸附功能微粒的无纺布条带包覆纱为细度为40-200tex的粗特纱，所述经纱为细度为10-22tex的涤纶缝纫线；在步骤S4中，所述内置药物爆珠的无纺布条带包覆纱为细度为40-200tex的粗特纱，所述经纱为细度为10-22tex的涤纶缝纫线。
8.根据权利要求1所述的一种多功能防护材料，其特征在于，在步骤S1中，所述抗菌无纺布的面密度为30-60g/m2；在步骤S3中，所述纳米纤维空滤膜的面密度为20-40g/m2。
9.一种权利要求1至8中任一项权利要求所述的一种多功能防护材料的应用，其特征在于，所述多功能防护材料应用于制备防毒抗菌口罩或防毒面具或医疗防护服。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112259248B (zh) * 2020-08-03 2023-05-12 四川大学 一种covid-19境外输入风险评估预测方法
WO2022122794A1 (de) * 2020-12-09 2022-06-16 Solida Ag Mund-nasen-bedeckung
CN113337963B (zh) * 2021-06-01 2023-06-06 江南大学 一种具有梯度结构的熔喷聚丙烯防护用非织造材料及其制备方法
IL289218A (en) * 2021-12-21 2023-07-01 Alonim Filter Marketing Ltd Air filters with antibacterial properties and systems and methods for their production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204749395U (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 冠宏股份有限公司 一种用于病菌防护服的面料
CN205125134U (zh) * 2015-11-12 2016-04-06 山西新华化工有限责任公司 防雾霾保暖口罩
CN106042514A (zh) * 2016-07-18 2016-10-26 常熟市立新无纺布织造有限公司 一种医用口罩用无纺布
CN208242931U (zh) * 2018-03-15 2018-12-18 顾钰 一种预防感染口罩

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204749395U (zh) * 2015-07-14 2015-11-11 冠宏股份有限公司 一种用于病菌防护服的面料
CN205125134U (zh) * 2015-11-12 2016-04-06 山西新华化工有限责任公司 防雾霾保暖口罩
CN106042514A (zh) * 2016-07-18 2016-10-26 常熟市立新无纺布织造有限公司 一种医用口罩用无纺布
CN208242931U (zh) * 2018-03-15 2018-12-18 顾钰 一种预防感染口罩

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