CN111345529A - 一种新型全方位抗菌口罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型全方位抗菌口罩，其特征在于，所述口罩的本体依次设置为外侧双层，中间双层和内侧双层，所述外侧双层都为无纺布疏水层，其中最外层富含抗菌因子，中间层分别是含有抗菌因子活性炭无纺布和熔喷布，内侧都为无纺布，其一为抗菌无纺布疏水层，其二为含有抗菌因子无纺布亲水层。本发明的口罩具有优良的抗菌和杀菌特性，相关含有抗菌因子的无纺布经过洗涤20次后，抗菌效果仍然达到99％。通过本发明解决了现有技术中的抗菌口罩存在的杀菌效果差、口腔细菌和外来空气中细菌对口罩容易产生二次污染的问题。

Description

一种新型全方位抗菌口罩

技术领域

本发明涉及抗菌、杀菌领域。具体得说明，本发明涉及一种全方位抗菌口罩。

背景技术

随着文明社会飞速发展，雾霾和细菌给人们的日常生活和工作带来极大不便，口罩几乎成了出行必备品。雾霾主要是由漂浮在大气中粉尘、微粒、气溶胶等尺寸在PM2.5左右的粒子，主要包括二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物构成的混合体。而雾霾又是细菌的繁殖场所，细菌，其能为各种细菌提供大量的营养物质，让其空气中无处不在。人们为了自己的健康，越来越多的人都会选择出门带上口罩。

现有的市场上所售口罩的种类繁多，其中采用抗菌面料银体系的广泛使用，已迅速成为消费产品中最常用的材料，在市场上多种产品中，银系材料通常作为抗菌剂。然而其中银体系中，银容易被氧化，其抗菌效果会大大降低。并且对于干态状态下，银抗菌效果没有铜系效果佳，市场上铜把手居多，而银把手就比较少了，因此迫切需要研发出新型抗菌体系口罩，以攻破现有的技术难关。

发明内容

本发明提供一种抗菌口罩，解决现有技术中的抗菌口罩存在的杀菌效果差、口腔细菌和外来空气中细菌对口罩容易产生二次污染的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明所提出的抗菌口罩采用以下技术方案予以实现：

一种全方位抗菌口罩，其特征在于，所述口罩的本体依次设置有外侧层、中间层和内侧层，每个层次都含抗菌因子。

在本发明的技术方案中，其中，所述的外侧层包括两层结构。

进一步的，所述外侧的一层包括由富含抗菌因子的无纺布疏水层，另一层包括有无纺布疏水层。两种都用防止飞沫，防止PM2.5功效，此外第一层还有杀死外来细菌，保持自身清洁之效。

其中，所述的无纺布疏水层为无纺布聚丙烯疏水层。

在本发明的技术方案中，其中，所述的中间层包括两层结构。

进一步的，所述的中间层的一层包括有抗菌因子的活性炭无纺布疏水层，另一层包括有熔喷布。其中，静电熔喷布以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到0.5～10μm,熔喷布具有很好空气过滤性。

其中，所述的无纺布疏水层为无纺布聚丙烯疏水层。

在本发明的技术方案中，其中，所述的内侧包括两层结构。

进一步的，所述的内侧层的包括有含抗菌因子无纺布疏水层，另一层包括有富含抗菌因子的无纺布亲水层。其中亲水层采用吸水无纺布可柔软贴合面部，自身作为抗菌层，起到呼吸防护效果，同时还可以吸收呼吸呼出来的水蒸气，清除口腔细菌和外来空气细菌等。

其中，所述的无纺布疏水层为无纺布聚丙烯疏水层，其中，所述的无纺布亲水层为无纺布聚丙烯亲水层。

在本发明的技术方案中，所述口罩的本体从外到内依次设置有第一层富含抗菌因子的无纺布疏水层，第二层无纺布疏水层，第三层富含抗菌因子的活性炭无纺布疏水层，第四层熔喷层无纺布，第五层富含抗菌因子的无纺布疏水层，第六层富含抗菌因子的无纺布亲水层。

其中，所述的无纺布疏水层为无纺布聚丙烯疏水层，其中，所述的无纺布亲水层为无纺布聚丙烯亲水层。

在本发明的技术方案中，所述含抗菌因子的无纺布，其抗菌因子一种基于金属离子和聚合物的络合物。

进一步的，所述抗菌因子中为铜离子和银离子，其摩尔量比为15:1～2:1。

进一步的，所述抗菌因子中铜离子和银离子分别来源于硝酸铜和硝酸银。

进一步的，所述抗菌因子中聚合物为由多巴胺单体自聚合而成的聚多巴胺，多巴胺和金属离子的摩尔比为1：20～1：1。

在本发明的技术方案中，还包括有设置于口罩内侧上方的鼻垫条。

进一步的，所述抗菌口罩上端设置可与人体鼻子适配的鼻垫条防雾海棉条。鼻垫条压靠在使用者鼻子上，阻挡口罩中的水汽上行，避免造成使用者的眼部不适或眼睛起雾。

在本发明的技术方案中，还包括有设置在口罩本体两侧的耳带。

进一步的，所述抗菌口罩内边设置，所述耳挂呈平行型设置。

本发明存在以下积极效果和优点：

本发明提出了一种全方位抗菌口罩，包括口罩本体，设置在口罩本体两侧的耳带，和口罩内侧上方的鼻垫条，口罩本体包括多层次结构，从外向内依次设置的外侧，中间层和内侧。六层防护，全方位抗菌，1.抗菌无纺布疏水层，2.无纺布疏水层，3.抗菌活性炭无纺布，4.熔喷层无纺布，5.抗菌无纺布疏水层，6.抗菌无纺布亲水层，所有含抗菌因子的无纺布，经过洗涤20次，其抗菌因子包括金属铜和银离子，金属离子与细菌接触时，金属离子吸附在细菌细胞壁的表面，吸附的金属离子与细胞壁发生肽聚糖反应，造成细菌固有成分被破坏或生产功能障碍而导致细菌死亡。其机理是当微量金属离子达到微生物细胞膜时，因细胞膜带有负电荷，金属离子能依靠库伦引力牢固吸附细胞膜，并还能进一步穿透细胞壁，导致细胞壁的破裂，最终使细菌死，另外银离子能够阻断ATP的生产，破坏DNA的复制或者因为银离子产生活性氧自由基破坏细菌的结构。特别对革兰氏阴阳细菌，如大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，具有极强的杀灭破坏作用，本新型口罩可以预防以下呼吸道传染病的发生，杀菌更彻底，自身长保持无菌环境，不好引起因杀菌不彻底，口腔细菌和外来空气中细菌对口罩产生二次污染的问题。

附图说明

图1为本发明的全方位抗菌口罩的结构示意图；

图2为本发明的全方位抗菌口罩中无纺布疏水层修饰抗菌因子前后实物图；

图3为本发明的全方位抗菌口罩中活性炭无纺布修饰抗菌因子前后实物图；

图4为本发明的全方位抗菌口罩内熔喷布悬空贴于牛皮纸上实物图；

图5为本发明的全方位抗菌口罩中无纺布亲水层修饰抗菌因子前后实物图；

图6为本发明的全方位抗菌口罩中抗菌无纺布对革兰氏阴性菌的涂板结果；

图7为本发明的全方位抗菌口罩中抗菌无纺布对革兰氏氧阳性菌的涂板结果；

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种全方位抗菌口罩的实例示意图，如图1所示，多层次抗菌口罩。其中外侧双层都为无纺布疏水层，其中最外层富含抗菌因子，中间层分别是含有抗菌因子活性炭无纺布和熔喷布，内侧都为无纺布，其一为无纺布疏水层，其二为含有抗菌因子无纺布亲水层。

进一步的，无纺布疏水层，活性炭无纺布，无纺布亲水层功能化修饰抗菌因子，本实施例中，选用一步浸扎法，高效高产赋予各种无纺布功能化，配置5mM的硝酸铜和0.5mM的硝酸银的Tris缓冲溶液(pH＝8.5)，添加0.5mM的多巴胺，以及各种无纺布，总体积在1～5L，处理时间6h～12h,最后取出，用蒸馏水洗涤欸20次，前5次可以添加洗涤液清洗。

本实施中，多巴胺单体在碱性溶液环境中，会被氧化发生自身聚合反应，形成聚多巴胺。这种自发的反应是一种温和的不需要复杂反应仪器或者苛刻的反应条件，反应中无色的多巴胺单体溶液会随着时间的推移逐渐变为黑色。同时铜离子不仅能够加速其聚合速率，而且能够快速形成络合物。在反应过程中，多巴胺分子中的一部分邻苯二酚基团很容易被氧化，变成邻苯二醌结构。没有反应的多巴胺单体与反应后含有邻苯二醌结构的多巴胺醌化物之间发生反歧化反应，再进行交联耦合，生成复杂的多巴胺聚合物。另外银离子可能部分被还原成银颗粒，无论是银颗粒和银离子都能很好的附着/络合于聚多巴胺上。而聚多巴胺(PDA)因其具有极强的粘附性,能够在各种基质上自聚成膜，其会牢固于各种无纺布纤维上。

进一步的革兰氏阴阳细菌和各种材料共培养

(a)LB液体培养基的配制

用去离子水配制1000mL的溶液，其中胰蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，溶解后利用0.1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.0～7.2，121℃高温高压灭菌锅灭菌20min备用。

(b)LB固体培养基(营养琼脂培养基)的配制

在1000mL去离子水中，加入营养琼脂粉剂33g，溶解后利用0.1M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.0～7.2，121℃高温高压灭菌锅灭菌20min备用。

(c)LB营养琼脂板制备

LB固体培养基在微波炉中加热冷却到一定温度后，将融化并冷却的营养琼脂倒入细菌专用一次性9mm细菌培养皿内，每个培养皿15mL左右营养琼脂，凝固备用，注意倒培养皿的时候温度不能太高，否则培养皿周围会有很多水汽，涂板时造成实验误差。

(d)菌种活化

以1:100的比例将-20℃冻存的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的接种到加有LB液体培养基的一次性细菌摇菌管中，37℃恒温摇床，传代培养2次备用。

(e)细菌悬液制备

用磷酸缓冲液PBS将培养的细菌梯度稀释(一般稀释1/2倍、1/4倍、1/8倍和1/16倍)，取各梯度稀释的菌液200μL在酶标仪600nm波长下测OD值(光电比浊法，OD＝0.1的稀释度即为1×10⁸cfu/mL)。用PBS将菌液梯度稀释至10⁶或10⁵cfu/mL，并将该细菌悬液作为实验用菌液，按照GB/T 4789.2-1994《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》规定的方法进行操作。

(f)材料和细菌共培养

将不同种类材料置于48/96孔板内，再加入预先准备好的0.8mL或者1.6mL的细菌悬液(1.0×10⁵～8.0×10⁵cfu/mL)，和修饰抗菌因子前后的各种无纺布(5mm×5mm或者10mm×10mm)于37℃生化培养箱中共培养4h。取出共培养溶液，吹打混匀共培养的细菌悬液，PBS依次倍比稀释。稀释10倍的细菌悬液分别取100μL涂LB琼脂培养板，37℃生化培养箱中培养24h，每个金属离子浓度3之5组平行实验，按照GB/T 4789.2规定的方法进行活菌计数。

杀菌率(％)＝(Ncontrol-Nsample)/Ncontrol×100(Ncontrol和Nsample分别对应空白组和抗菌离子组的菌落数目cfu/mL)

对以上试验重复3次，杀菌率取平均值。按照GB/T 2591规定，杀菌率≥99％可以报告有强抗菌作用；杀菌率≥90％可以报告有抗菌作用。

进一步的，无纺布疏水层，活性炭无纺布，无纺布亲水层成功构筑抗菌因子，如图2，3，5所示。修饰抗菌因子后的各种无纺布和彼此之前的实物图基本上一致。熔喷布有很强的静电作用，其牢牢贴于牛皮纸上(图4)。

进一步的，各种无纺布修饰前后，抗菌性能研究，基于金属离子和聚合物的络合物，其能在各种无纺布上牢固复合，经过洗涤20次后，许多修改后无纺布，其对革兰氏阴性细菌，大肠杆菌，和革兰氏阳性细菌，金黄色葡萄球菌，抗菌效果仍然达到99％，如图6和7。

Claims (9)

1.一种全方位抗菌口罩，其特征在于，所述口罩的本体依次设置有外侧层、中间层和内侧层，每个层次都包含有抗菌因子。

2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述的外侧层包括两层，其中一层包括有富含抗菌因子的无纺布疏水层，另一层包括有无纺布疏水层。

3.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于，所述的中间层包括两层，其中一层包括有富含抗菌因子的活性炭无纺布疏水层，另一层包括有熔喷布。

4.根据权利要求3所述的口罩，其特征在于，所述的内侧层包括两层，其中一层包括有含抗菌因子的无纺布疏水层，另一层包括有富含抗菌因子的无纺布亲水层。

5.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述口罩的本体从外到内依次设置有第一层富含抗菌因子的无纺布疏水层，第二层无纺布疏水层，第三层富含抗菌因子的活性炭无纺布，第四层熔喷层无纺布，第五层富含抗菌因子的无纺布疏水层，第六层富含抗菌因子的无纺布亲水层。

6.根据权利要求1至5任一项所述的口罩，其特征在于，所述的抗菌因子为基于金属离子和聚合物的络合物。

7.根据权利要求6所述的口罩，其特征在于，所述的金属离子为铜离子和/或银离子，聚合物为聚多巴胺。

8.根据权利要求7所述的口罩，其特征在于，其中金属离子为铜金属离子来源于硝酸铜，银离子来源于硝酸银。

9.根据权利要求7所述的口罩，所述抗菌因子中聚合物为由多巴胺单体自聚合而成的聚多巴胺，其中多巴胺和金属离子的摩尔比为1：20～1：1。

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