CN111407026A - 一种滤片及其制备方法、防护用品 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种滤片，包括：基础层；纳米银线层，与所述基础层耦接。纳米银线层可对整个滤片所截留的细菌、病毒等微生物进行杀灭，同时可以对滤片周围环境的病菌进行消杀，对随空气传播的细菌病毒灭杀效果极强，实现便捷高效的预防及杀菌功能，降低病菌传播与交叉感染风险，提高使用者的健康水平；本申请的滤片的制备方法简单易行，成本低廉，重复性好，利于工业化制造，本申请还提供了使用该滤片的防护用品，杀菌消毒效果强，特别适用于检验检疫查验处理人员、医疗防疫人员使用。

Description

一种滤片及其制备方法、防护用品

技术领域

本申请属于卫生保健技术领域，具体涉及一种滤片及其制备方法、防护用品。

背景技术

口罩是防疫防护人员、检验检疫查验处理人员所必备的重要物品之一，也是人们为防止由于空气污染危害身体健康的防护用品。采用多层纱布缝制而成的口罩，仅能过滤掉空气中较大的尘粒，对通过飞沫、空气传播的细菌、病毒防护效果很差，不能满足新型冠状病毒、SARS、禽流感、H1N1甲型流感、中东呼吸综合征等疫情发生时人员防护的需要。驻极体纤维是现在常用的一种过滤材料，它借助静电吸附力来过滤、吸附流体中的微粒、液滴等，有流通阻力小、过滤能力强的优点。采用高效纤维滤材制作的口罩，可对微小颗粒、细菌、病毒起到良好的过滤防护效果。紫外线被广泛用于医疗器材的表面杀菌消毒，紫外光发光二极管即UVLED，是LED的一种，波长范围为：10-400nm。在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面，紫外光发光二极管有着广阔的应用前景。

由于环境污染、基因变异、抗生素滥用等因素的影响，人们居住环境日益受到细菌、病毒等的侵扰，身体健康与生命受到严重威胁。近年来，新型冠状病毒、禽流感、中东呼吸综合征等疫情已经对人类健康与生命造成重大损失，也造成一定的恐慌。疫情突发时，如何快速、方便、经济、有效的隔离传染源是个重要问题。在日常生活中，也需要简便有效的预防病菌传播的方式方法，对病毒、细菌等进行有效杀灭，降低细菌、病毒的传播风险，提高人们的生活质量与健康指数。人们对于口罩需求与日俱增，在追求过滤效果的同时，人们对于口罩本身的消毒问题和口罩内部空气杀菌情况也越来越关注。口罩不具有灭杀细菌病毒功效，长时间使用后会使过滤效果变差并容易滋生微生物进而产生二次污染的问题。虽然可以借助化学药品对口罩进行处理，但是这种处理只能在非使用状态进行，使用中的口罩无法实时进行消毒处理。而口罩潮湿、温暖的环境极适宜细菌、病毒快速滋生繁殖。也有借助紫外线对口罩照射进行快捷杀菌消毒的，但是紫外线只能作用于口罩表面，对过滤材料层内部纤维材料表面附着的病菌和病毒无能为力。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种滤片，包括：

基础层；

纳米银线层，耦接于所述基础层上。

进一步地，所述基础层与所述纳米银线层在与所述基础层垂直的方向上形成交叠部。

进一步地，所述基础层包括无纺布；

优选地，所述无纺布包括熔喷膜；

优选地，所述基础层包括聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

进一步地，所述纳米银线层包括形成网络状结构的纳米银线；

优选地，所述纳米银线耦接于所述基础层的预设区域；

优选地，所述纳米银线的长度为1-60μm。

进一步地，所述纳米银线层上设置保护层；

优选地，所述保护层包括无纺布。

本申请还提供一种防护用品，包括上述滤片。

本申请还提供一种滤片的制备方法，包括如下步骤：

S1、形成基础层；

S2、在所述基础层上形成纳米银线层。

进一步地，S1包括：

对热塑性聚合物采用熔喷法形成可流动基材；

优选地，所述可流动基材的粘度为40～3×10⁶mPa.s。

进一步地，S2包括：

将纳米银线分散液在所述流动基材上进行若干次涂布或打印；每次涂布或打印包括步骤：

涂布或打印纳米银线分散液；

干燥所述纳米银线分散液形成纳米银线膜；

对所述纳米银线膜进行紫外光照射。

进一步地，S1还包括步骤：

固化所述可流动基材形成基础层。

有益效果：

(1)本申请的滤片包括基础层、纳米银线层，所述纳米银线层与所述基础层耦接，纳米银线层能对整个滤片所截留的细菌、病毒等微生物进行杀灭，同时可以对滤片周围环境随空气传播的细菌病毒灭杀效果极强，实现便捷高效的预防及杀菌功能，降低病菌传播与交叉感染风险，提高使用者的健康水平。

(2)本申请的使用该滤片的防护用品，杀菌消毒效果强，特别适用于检验检疫查验处理人员、医疗防疫人员使用。

(3)本申请的滤片的制备方法简单易行，成本低廉，重复性好，利于工业化制造。

附图说明

图1为本申请中一个实施方式的滤片的结构示意图；

图2为本申请中一个实施方式的滤片的结构示意图；

图3为本申请中一个实施方式的防护用品的结构示意图；

图4为本申请中一个实施方式的滤片的制备方法流程图。

在附图中相同的部件使用了相同的附图标记。附图仅示意性地显示了本申请的实施方案。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如本文使用的，术语“纵横比”是指对象的最大尺寸或范围与所述对象的其余尺寸或范围的平均值的比，其中所述其余尺寸相对彼此且相对最大尺寸正交。在一些情况中，对象的其余尺寸可基本上相同，并且所述其余尺寸的平均值可基本上对应于所述其余尺寸中的任一项。例如，圆柱体的纵横比是指圆柱体的长度与圆柱体截面直径的比。

如本文使用的，术语“纳米银线”是指细长的纳米级对象，其基本上是实心的。一般的，纳米银线具有纳米范围内的横向尺寸(例如，以直径、宽度、或表示跨正交方向的平均值的宽度或直径形式的截面尺寸)。

图1为本发明第一个实施方式提供的一种滤片的结构示意图，滤片包括基础层1和纳米银线层2；纳米银线层2与所述基础层1耦接。滤片中纳米银线层具有优异的杀菌消毒能力，既可对滤片10的材料上吸附的病毒、细菌进行高效杀灭，有效保持滤片10的干净、卫生，又可以对滤片附近的空气中的病毒、细菌进行消杀，从而保护佩戴人员免受病毒、细菌的侵扰。

在本申请的第二个具体实施方式中，如图2所示，本申请的滤片的基础层1与所述纳米银线层2在与所述基础层垂直的方向上形成交叠部3，交叠部3中既有基础层1的材料，又有纳米银线，交叠部3在滤片中类似于锚定结构，使纳米银线层2与基础层1结合得更好。

可以理解的是，本申请滤片的基础层与纳米银线层耦接是指基础层与纳米银线层形成有机连接，具有系统性。此处的有机连接为基础层、纳米银线层中的材料之间交联连接，纳米银线层可以位于基础层上；纳米银线层也可以位于基础层的上部，即基础层上部既有纳米银线，也有基础层的材料，两者在基础层上部相互连接。

在本申请的第三个具体实施方式中，本申请的滤片的基础层包括无纺布；无纺布由定向的或随机的纤维构成，无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，作为滤片的基础层使用既实用，又可使纳米银线层更好的依附其上。

优选地，所述无纺布包括熔喷膜；熔喷膜的纤维直径可以达到1～5微米，空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，这些具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷膜对细菌、病毒具有很好的过滤性、屏蔽性。

优选地，所述基础层包括聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

在本申请的第四个具体实施方式中，本申请的滤片的纳米银线层包括形成网络状结构的纳米银线，例如所述网络状结构包括朝第一方向延伸的纳米银线和朝第二方向延伸的纳米银线，从而增强纳米银线之间的连接性，同时纳米银线堆叠排布的网络状结构中存在大量空隙，基础层的材料可以填充至纳米银线间隙中，进一步加强纳米银线层与基础层的结合，再者，纳米银线的网络状结构可以过滤有害物，例如细菌、病毒，进一步强化消毒效果。

优选实施方式中，所述纳米银线的长度为1-60μm；从而使纳米银线的网络状结构更稳固，纳米银线的纵横比可以根据实际需要设置，本申请对此不进行限定。

优选地，所述纳米银线耦接于所述基础层的预设区域。滤片在所述基础层的预设区域铺设所述纳米银线。预设区域可以为基础层整面，也可以为基础层上的某个局部区域或者多个局部区域，可以根据实际需要对基础层上的重点区域耦接纳米银线层，增强该预设区域的杀菌消毒性能。

在本申请的第五个具体实施方式中，本申请的滤片在所述纳米银线层上设置保护层，进一步加固纳米银线层与基础层的连接，从而增强杀菌消毒效果。

优选实施方式中，所述保护层包括无纺布，既可以避免纳米银线的脱落，还具有吸湿透气等作用。

本申请还提供了一种防护用品，包括上面任一所述滤片，滤片可以作为口罩主体，也可以作为口罩主体中的一层，口罩主体的其他层为无纺布等材料。防护用品包括但不限于口罩、防护服、防护帽、隔离衣、实验服或者鞋套。如图3所示，当防护用品为口罩时，滤片作为口罩主体10，口罩还包括挂耳20、鼻夹30，所述挂耳20可以替换成绑绳，根据实际需要进行设置即可。本申请实施例的防护用品特别适用于检验检疫查验处理人员、医疗防疫人员和在高粉尘高污染环境下工作生活的人员使用，特别适用于传染性病毒蔓延的时期使用。

本申请还提供一种滤片的制备方法，如图4所示，包括如下步骤：

S1、形成基础层；

基础层为滤片的主体。

在本申请第六种具体实施方式中，形成基础层的方法包括：对热塑性聚合物采用熔喷法形成可流动基材，例如经过熔喷法使热塑性聚合物熔体经过滤器、计量泵被输送到熔喷模头后从喷丝孔喷出，在高温高速的空气作用下使熔体细流受到极度牵伸而在支撑件形成超细纤维的可流动基材。

S2、在所述基础层上形成纳米银线层。

纳米银线层依附于基础层上，使纳米银线层与基础层结合得更稳固。

在本申请第六种具体实施方式的基础上，将纳米银线分散液在所述流动基材上进行若干次涂布或打印；每次涂布或打印包括步骤：涂布或打印纳米银线分散液；干燥所述纳米银线分散液形成纳米银线膜；对所述纳米银线膜进行紫外光照射。

优选实施方式中，本申请的可流动基材的粘度为40～3×10⁶mPa.s，以使纳米银线分散液可以更好地在可流动基材上进行涂布或打印，形成的纳米银线膜中将会有部分纳米银线嵌入可流动基材中，增强纳米银线层与基础层的结合稳固性。

本申请的滤片的制备方法中，纳米银线层的形成方式包括喷涂、刮涂、线棒涂布、毛刷涂布、辊棒涂布、丝网印刷、凹版印刷、凸版印刷、旋涂印刷、喷墨打印中的至少一种，可以采用单一方式，也可以采用多种方式的组合，可以根据实际使用情况和使用场景选用不同的形成方法。纳米银线层中的纳米银线可以为取向分布，实现取向的方式为力学取向、光配向取向或化学取向。当通过刷涂纳米银线分散液的方式形成纳米银线层时，刷涂方式可以控制纳米银线的铺展范围，另外，在刷涂的过程中，能够使得纳米银线在刷涂方向上呈现一定的趋势排布，从而使纳米银线在基础层上形成均匀分布的网络状结构，优化滤片的制备工艺，降低滤片的制备成本。

本申请实施例的滤片的制备方法通过对纳米银线分散液进行若干次涂布或打印，每次涂布或打印后进行干燥、紫外光照射后形成纳米银线膜，使形成的纳米银线层与基础层的结合、纳米银线层中纳米银线之间的结合更为紧密，增强纳米银线层在基础层上的附着性。

需要说明的是，本申请实施例的紫外光波长、辐照强度和照射时长可以根据实际需要，参考常规使用条件进行搭配设计，例如照射的紫外光波长可以为200～400nm，辐照强度可以为10～200mW，照射时长为1～300s或采用频闪模式照射相同时间，本申请不以此为限。

本申请的纳米银线分散液可以包括纳米银线和有机溶剂。纳米银线均匀分散于有机溶剂中，形成纳米银线分散液，有机溶剂包括但不限于甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、二丙酮醇、甲苯、二甲苯中的至少一种，这些溶剂在干燥纳米银线分散液后将会快速挥发，只在基础层上留下纳米银线；纳米银线分散液的浓度可以小于10mg/mL，采用低浓度的纳米银线分散液使纳米银线在基础层上分散均匀，经过多次涂布后，纳米银线之间搭接形成网格状结构，制备得到的滤片的过滤及杀菌消毒性能均有效提升。

本申请的滤片的制备方法中，当在流动性基材上形成纳米银线层之后，还包括步骤：固化所述可流动基材形成基础层。固化之前有至少部分纳米银线嵌入可流动基材中，从而当固化所述可流动基材后，将有部分纳米银线位于基础层中，纳米银线层可以与基础层结合得更为牢固，滤片的杀菌消毒效果持久长效。

本申请的滤片可以采用roll to roll的制备方法，当制备得到流动性基材后，依次进行纳米银线分散液的若干次涂布/打印、可流动基材的固化，本申请的滤片的制备方法可以使用现行生产设备及工艺，使滤片的制备方法简单易行、成本低廉、重复性好、适合规模化及工业化生产。

尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种滤片，其特征在于，包括：

基础层；

纳米银线层，耦接于所述基础层上。

2.如权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述基础层与所述纳米银线层在与所述基础层垂直的方向上形成交叠部。

3.如权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述基础层包括无纺布；

优选地，所述无纺布包括熔喷膜；

优选地，所述基础层包括聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

4.如权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述纳米银线层包括形成网络状结构的纳米银线；

优选地，所述纳米银线耦接于所述基础层的预设区域；

优选地，所述纳米银线的长度为1-60μm。

5.如权利要求1所述的滤片，其特征在于，所述纳米银线层上设置保护层；

优选地，所述保护层包括无纺布。

6.一种防护用品，其特征在于，包括权利要求1～5任一所述的滤片。

7.一种滤片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、形成基础层；

S2、在所述基础层上形成纳米银线层。

8.如权利要求7所述的滤片的制备方法，其特征在于，S1包括：

对热塑性聚合物采用熔喷法形成可流动基材；

优选地，所述可流动基材的粘度为40～3×10⁶mPa.s。

9.如权利要求8所述的滤片的制备方法，其特征在于，S2包括：

将纳米银线分散液在所述流动基材上进行若干次涂布或打印；每次涂布或打印包括步骤：

涂布或打印纳米银线分散液；

干燥所述纳米银线分散液形成纳米银线膜；

对所述纳米银线膜进行紫外光照射。

10.如权利要求8所述的滤片的制备方法，其特征在于，S1还包括步骤：

固化所述可流动基材形成基础层。

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