CN111514479A - 微生物消杀型载银口罩 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及医疗卫生口罩技术领域，具体公开了一种微生物消杀型载银口罩。所述微生物消杀型载银口罩包括罩体和连接所述罩体的系带，所述罩体由外到内依次包括：防护层、带负电荷的载银过滤消杀层和保护层，其中所述载银过滤消杀层承载有利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒。本发明实施例可以解决目前市场上的主流口罩产品不具备微生物消杀功效和/或空气可由贴于脸部的口罩四周进入鼻腔的技术问题。

Description

微生物消杀型载银口罩
技术领域
本发明涉及涉及医疗卫生口罩技术领域，尤其涉及一种微生物消杀型载银口罩。
背景技术
中国现行的医疗卫生口罩标准主要分为两种。YY0469-2011-2011《医用外科口罩技术要求》规范规定了医用外科口罩的技术要求，适用于由临床医务人员在有创操作等过程中所佩带的一次性口罩；该标准的BFE测试流量为28.3L/min，过滤效率要求≥95％；PFE测试流量为30L/min，过滤效率要求≥30％；呼吸阻力的测试流量为8L/min，试验面积为5.06cm2，阻力要求≤49mmH2O；有合成血液穿透要求：将2mL合成血液以10.7kPa(80mmHg)压力喷向口罩，口罩内侧不应出现渗透。GB19083-2010规范规定了医用防护口罩的技术要求、试验方法、标志与使用说明及包装、运输和贮存。适用于医疗工作环境下，过滤空气中的颗粒物，阻隔飞沫、血液、体液、分泌物等的自吸过滤式医用防护口罩；该标准在85流量下检测，口罩的吸气阻力不超过343.2Pa(35mmH2O)；有合成血液穿透要求：将2mL合成血液以10.7kPa(80mmHg)压力喷向口罩，口罩内侧不应出现渗透。口罩依据过滤效率进行分级：1级的过滤效率≥95％，2级的过滤效率≥99％，3级的过滤效率≥99.97。
美国医疗卫生口罩标准ASTM F2100-2004：Low级别的指标要求为BFE≥95％，压差＜4.0mmH2O，血透80mmHg；Moderate级别的指标要求为BFE≥98％，压差＜5.0mmH2O，PFE≥98％，血透120mmHg；High级别的指标要求为BFE≥98％，压差＜5.0mmH2O，PFE≥98％，血透160mmHg。
欧盟医疗卫生口罩标准EN14683-2014：该标准依据过滤效率来进行分级。TYPE Ia的指标要求为BFE≥95％，压差＜29.4Pa，a代表着这种材料只能给病人以及易过敏的人群；TYPE II的指标要求为BFE≥98％，压差＜29.4Pa，血透120mmHg。该标准的BFE测试流量为28.3L/min；压差测试流量为8L/min，试验面积为4.9cm2。
纵观我国及欧美的医疗卫生口罩标准，主要集中在物理指标如透气性和滤过性及材质的安全性。而滤过性主要关注的是细菌过滤效率，对呼吸道病毒的滤过效率没有明确要求。病毒通常约为细菌大小的1/30。因此，细菌不能100％的滤过的材料，病毒将很容易通过。据军事医学科学院卫生装备研究所的研究人员报道，N95滤料口罩对病毒的截留率为60.02％，超细丙纶纤维口罩对病毒的截留率为49.90，一般口罩对病毒的截留率不到30％。众所周知，呼吸道病毒性传染病流行期间，病毒的活性很高，少量病毒即可感染。因此，仅依靠口罩的物理性阻挡及过滤，显然难以有效阻断呼吸道病毒感染的传播。如何将物理阻挡滤过型口罩升级为微生物消杀口罩成为亟待解决的重要问题之一。
目前市场主流产品一次性医用口罩主要有三层结构，外层为防水或不防水的保护层，中间为熔喷布过滤层，内层为吸水的保护层。中间的熔喷布通常进行驻极处理，以增强静电吸附作用。熔喷纤网的纤维很细，纤网十分均匀。当液体与之接触后，由于表面张力液体不易渗透过去；由于超细纤维之间连接形成的空隙较小，所以尘埃和细菌就被阻挡。比表面积大，加上非织造材料无规则的排列等，解决了一般滤材存在过滤效果和吸气阻力之间的矛盾。
由于熔喷布超细的纤维组成，形成了众多空隙，这些空隙能有效阻止细菌的穿入，但很难阻止病毒的穿入。目前市场上主流口罩产品主要是物理性阻拦过滤，并没有充分体现微生物消杀的功效。此外，现行口罩四周是开放的，不是密封的，因此，空气可由贴于脸部的口罩四周进入鼻腔。从现行口罩存在的不足，也可能解释为什么呼吸道病毒感染的流行期间，人人佩戴口罩，但病毒感染率居高不下的原因。
因此，急需提出一种微生物消杀型口罩来解决现有技术中的上述技术问题。
发明内容
本发明的实施例旨在提供一种微生物消杀型载银口罩，可以解决目前市场上的主流口罩产品不具备微生物消杀功效和/或空气可由贴于脸部的口罩四周进入鼻腔的技术问题。
一方面，本发明实施例提供了一种微生物消杀型载银口罩，包括罩体和连接所述罩体的系带，所述罩体由外到内依次包括：防护层、带负电荷的载银过滤消杀层和保护层，其中所述载银过滤消杀层承载有利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒。
在本发明的一个实施例中，所述防护层为无纺布防护层，所述载银过滤消杀层为载银聚四氟乙烯覆膜材料过滤消杀层，所述保护层为无纺布保护层。
在本发明的一个实施例中，所述罩体还包括：位于所述载银过滤消杀层和所述保护层之间的高效过滤层。
在本发明的一个实施例中，所述高效过滤层为聚四氟乙烯覆膜材料高效过滤层。
在本发明的一个实施例中，所述防护层为载银离子针织布防护层，所述载银过滤消杀层为载银针织布过滤消杀层，所述保护层为载银离子针织布保护层。
在本发明的一个实施例中，所述保护层四周的贴脸部位还设置有丙烯酸油性胶条。
在本发明的一个实施例中，所述丙烯酸油性胶条的宽度为0.5厘米。
在本发明的一个实施例中，所述丙烯酸油性胶条上对应设置有冷封条。
在本发明的一个实施例中，所述冷封条的宽度等于所述丙烯酸油性胶条的宽度。
在本发明的一个实施例中，所述的微生物消杀型载银口罩还包括：设置在所述罩体的上部边缘处的鼻梁条。
在本发明的一个实施例中，所述利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒的粒径取值范围为30纳米至50纳米及zeta电位取值范围为-15毫伏至-30毫伏。
在本发明的一个实施例中，所述载银过滤消杀层由以聚四氟乙烯覆膜材料或针织布为基材制备的带负电荷的载银过滤消杀材料制成。
在本发明的一个实施例中，利用所述基材制备所述载银过滤消杀材料包括：用所述纳米银胶体溶液定量浸染所述基材1-2小时；经60-80度烘干处理所述定量浸染后的所述基材；以及经1-2kPa的气体冲洗掉未牢固吸附在所述烘干处理后的所述基材上的纳米银颗粒最终制得所述载银过滤消杀材料。
在本发明的一个实施例中，所述纳米银胶体溶液是以硝酸银、单宁酸水溶液及碳酸钠溶液为原材料制得。
在本发明的一个实施例中，所述利用单宁酸绿色还原方法制备所述纳米银胶体溶液包括：用纯化水配制0.063％或0.126％(w/v)硝酸银水溶液；在磁搅拌器的条件下取4份1-2％的单宁酸水溶液缓慢加入95份配制好的所述硝酸银水溶液中充分混匀；在所述充分混匀后得到的溶液中缓慢加入1份1-2％碳酸钠溶液充分搅拌15分钟；以及将所述充分搅拌后得到的溶液经0.22微米滤器过滤最终制得所述纳米银胶体溶液；其中，整个所述制备的过程在4度条件下进行。
在本发明的一个实施例中，所述纳米银胶体溶液的浓度为400-1000ppm。
本发明前述实施例的微生物消杀型载银口罩赋予了口罩外层、中间层及内层对呼吸道病毒、细菌及真菌具有静电排斥或同时具有静电吸附与排斥和快速消杀的双重功效，使口罩从现有技术中单纯的物理过滤阻挡型升级为有效微生物消杀型，不仅能保证健康者免于被环境感染，也能够有效阻止呼吸道感染患者呼出的病原微生物污染环境，传染其他人。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的微生物消杀型载银口罩的一种结构示意图。
图2为本发明的一种主流款式的微生物消杀型载银口罩(一次使用型医用防护口罩)的罩体局部结构示意图。
图3为本发明的另一种主流款式的微生物消杀型载银口罩(多次使用型医用防护口罩)的罩体局部结构示意图。
具体实施方式
现在将详细参考在附图中示出其示例的本一般性发明构思的实施例，在附图中，贯穿附图相同的附图标记指代相同的元件。下面在参考附图的同时描述实施例，以解释本一般性发明构思。
在详细解释本发明的任何实施例之前，要理解，本发明不限于其到在下面的描述中阐述的或在附图中示出的组件的构造和布置的细节的应用。
通过参考下面的详细描述和附图可以更容易地理解本发明的优点和特征以及实现它们的方法。然而，本一般性发明构思可以以各种方式实践或实现的许多不同形式体现，并且不应当被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是充分的和完整的并且将向本领域的技术人员全面地传达一般性发明构思，以及本一般性发明构思由所附的权利要求限定。
另外，本文档中使用的措辞和术语是用于描述的目的，而不应当被视为限制性的。在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)术语“一”和“一个”和“该”以及类似的指代的使用被解释为覆盖单数和复数两者，除非在此另有指示或与上下文明显矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“包含有”将被解释为开放式术语(即，意思是“包括，但不限于，”)，除非另有说明。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。此外，除非另有定义，否则在通常使用的字典中定义的所有术语应当具有它们的普通含义。注意到，本文所提供的任何和所有示例或示例性术语的使用仅旨在更好地说明一般性发明构思并且不限制本发明的范围，除非另有说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的微生物消杀型载银口罩有两种主流款式，一款是一次使用型医用防护口罩款式，另外一款是多次使用型医用防护型口罩款式。众所周知的是，口罩一般由罩体和连接罩体的系带组成，系带例如用于挂于使用者耳部或者系于使用者头部等以固定口罩本体戴于正确位置，口罩按照佩戴方式相应地也可以划分为耳挂式或者绑带式等。如图1所示，为本发明的微生物消杀型载银口罩的一种结构示意图，可以看出图1中示意的口罩10由罩体11和连接罩体11的系带13组成，图1中的的系带13是耳挂式，口罩10还包括设置在口罩10的贴脸部位四周的丙烯酸油性胶条15以及设置在罩体11上部边缘处且内嵌在其中的鼻梁条17，可以理解的是，罩体11上例如形成有多个褶皱19从而可以在使用状态时呈现立体形状更好地贴合使用者脸部以及覆盖使用者的口鼻，由前述描述可知，本发明并不以此图的结构为限，图1所示的是在现有常见的一次使用型医用防护口罩的款式基础上设计制作的微生物消杀型载银口罩。在其他一些实施例中，口罩10例如还可以不包括褶皱19，系带13例如还可以是绑带式的，罩体11的形状例如还可以是其他例如实现口罩的防护目的的形态例如为常见的N95口罩的形状，还可以是普通防晒口罩、防雾霾防尘口罩的常见形状，具体的例如可以是杯形、贝壳形、船形等形状，丙烯酸油性胶条15的位置例如还可以设置成距离罩体11的四周边缘一定距离，丙烯酸油性胶条15还可以是设置在罩体11的一些容易进气或漏气的关键位置，甚至口罩10可以不包括鼻梁夹17，甚至还可以将口罩10的结构设置成可以将罩体11的某一层结构自由移除和更换等等。
具体地，一次使用型医用防护口罩款式的微生物消杀型载银口罩主要由三层结构构成，如图2所示，其为一次使用型医用防护口罩款式的微生物消杀型载银口罩的罩体局部结构示意图，外层1为防护层，中间层2为带负电荷的载银过滤消杀层，内层3为保护层。其中，中间层2例如能达到载银无脱落的效果。值得说明的是，本发明所述的“内”和“外”是针对于口罩正确使用时相对于使用者的位置而言的。
多次使用型医用防护口罩款式的微生物消杀型载银口罩主要由四层构成，外层4为防护层，次外层5为带负电荷的载银过滤消杀层，中间层6为高效过滤层，内层7为保护层。其中，次外层5例如能达到载银无脱落的效果，且中间层6例如为聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料高效过滤层，聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料具有高效的过滤效率，过滤效率＞95％。
其中，一次使用型医用防护口罩款式的微生物消杀型载银口罩的中间层2或多次使用型医用防护口罩款式的微生物消杀型载银口罩的次外层5均为带负电荷的载银过滤消杀层，它们均承载了单宁酸修饰的纳米银胶体溶液也即利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒，单宁酸修饰的纳米银胶体溶液的纳米颗粒带有负电荷。由于病毒、细菌及真菌通常带有负电荷，由于静电的排斥作用，使带负电荷的病毒、细菌及真菌不易吸附或通过带负电荷的载银过滤消杀层。即使有少量病毒、细菌及真菌由于气流的作用接触到带负电荷的载银过滤消杀层，载银过滤消杀层所承载的纳米银也会发生多靶位作用(例如改变蛋白功能、抑制酶活性、破坏核酸模板功能及裂解病毒、细菌及真菌)，从而能够快速有效的杀灭病毒、细菌及真菌这些呼吸道致病微生物。
本发明的微生物消杀型载银口罩与现有技术中的主流口罩不同，目前市场上出现的主流口罩主要是针对细菌和真菌的物理性过滤，并没有对细菌和真菌进行杀灭的效能，特别是对病毒的过滤作用更差且完全没有杀灭作用。
本发明的微生物消杀型载银口罩不仅具备对微生物的物理性阻挡过滤的功能，同时也兼备了对微生物的杀灭功效。可以说，本发明的微生物消杀型载银口罩在医用防护口罩符合N95标准的基础上又加了两道保险，第一道保险是排斥病毒、细菌和真菌的吸附，第二道保险是对于少量接触到带负电荷的载银过滤消杀层的病毒、细菌及真菌，载银过滤消杀层上的纳米银将能够快速有效地杀灭这些致病性微生物。
本发明利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液定量浸染聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料或质地柔软、亲肤、吸湿透气、具有优良弹性与延伸性的针织布1-2小时，然后经60-80度烘干处理，再经1-2kPa的气体冲洗掉未牢固吸附在聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料或质地柔软、亲肤、吸湿透气、具有优良弹性与延伸性的针织布上的纳米银颗粒从而使纳米银颗粒脱落接近为零，最终制得本发明前述的微生物消杀型载银口罩中所包括的带负电荷的载银过滤消杀层所用的材料。其中，利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中纳米银颗粒的粒径取值范围大约为30纳米至50纳米并带有负电荷，纳米银颗粒的zeta电位取值范围大约为-15毫伏至-30毫伏。
具体地，纳米银胶体溶液例如是利用硝酸银、1-2％的单宁酸水溶液及1-2％碳酸钠溶液也即利用单宁酸绿色还原方法制备的400-1000ppm纳米银胶体溶液，其具体配制方法例如为：用纯化水配制0.063％或0.126％(w/v)硝酸银水溶液，在磁搅拌器的条件下，取配制好的硝酸银水溶液95份，缓慢加入1-2％的单宁酸水溶液4份，充分混匀后，再缓慢加入加1-2％碳酸钠溶液1份，充分搅拌15分钟后，将得到的溶液经0.22微米滤器过滤最终制得纳米银胶体溶液，然后放入棕色瓶内备用，整个制备过程在4度条件下进行。所制备的纳米银胶体溶液的粒径平均约为40纳米，并带有负电荷(-15毫伏至-30毫伏)。
本发明前述的单宁酸修饰的纳米银胶体溶液也即利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液具有广谱抗病毒、抗细菌及抗真菌作用。本发明前述的纳米银胶体溶液的具体应用及相应的实验数据如下：
1、广谱抗细菌抗真菌应用：取前述带负电荷的纳米银胶体溶液(400ppm)分别与104cfu/ml等体积的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌肉汤培养物、鲍曼不动杆菌及白假丝酵母菌的沙氏液体培养物混合，室温作用不同时间，然后应用涂布法，检测纳米银胶体溶液对不同细菌的抑制作用。实验结果具体数据见表1所示，实验结果表明，前述纳米银胶体溶液对上述细菌和真菌有极强的杀灭作用。
表1
Figure BSA0000210040090000071
2、广谱抗病毒应用：取前述带负电荷的纳米银胶体溶液(400ppm)分别与等体积的流感病毒(H1N1)、流感病毒(H3N2)、副流感病毒及新城疫病毒液混合，室温作用1小时，然后在96孔血凝板上面用生理盐水进行等倍稀释，各孔滴加0.1毫升0.5％的鸡红细胞混匀，再室温作用1小时，观察纳米银胶体溶液对这四种病毒血凝素的凝血活性的影响。实验结果具体数据见表2所示，实验结果表明，前述纳米银胶体溶液能明显抑制流感病毒(H1N1)、流感病毒(H3N2)、副流感病毒及新城疫病毒的血凝素的凝血活性，从而前述纳米银胶体溶液具有广谱抗呼吸道病毒感染的作用。
表2
病毒种类 实验组血凝效价 病毒对照的血凝效价
流感病毒(H1N1) 无血凝活性 1280
流感病毒(H3N2) 无血凝活性 1280
副流感病毒 无血凝活性 1280
新城疫病毒 无血凝活性 1280
3、广谱杀病毒应用：取前述带负电荷的纳米银胶体溶液(400ppm)分别与等体积的流感病毒(H1N1)、流感病毒(H3N2)、副流感病毒及新城疫病毒液混合，室温作用1小时，然后分别取0.1毫升混合后的液体接种10日龄鸡胚的尿囊腔，每组5个鸡胚，38度温箱72小时，然后放4度冰箱过夜，次日取尿囊腔液体，在96孔血凝板上面用生理盐水进行等倍稀释，各孔滴加0.1毫升0.5％的鸡红细胞(鸡红细胞的含量为5毫克/毫升)，混匀，再室温作用1小时，观察纳米银胶体溶液对这四种病毒的灭活作用。实验结果的具体数据见表3所示，实验结果表明，前述纳米银胶体溶液能完全灭活流感病毒(H1N1)、流感病毒(H3N2)、副流感病毒及新城疫病毒，四种病毒在10日龄鸡胚尿囊腔中无增殖。
表3
病毒种类 实验组血凝效价 病毒对照的血凝效价
流感病毒(H1N1) 无血凝活性 2560
流感病毒(H3N2) 无血凝活性 2560
副流感病毒 无血凝活性 1280
新城疫病毒 无血凝活性 1280
下面以两个具体示例来详细说明本发明的微生物消杀型载银口罩的具体制备方法：
示例1(一次使用型医用防护口罩)：
本示例中的微生物消杀型载银口罩为3层结构，外层为无纺布防护层(顾名思义，材质为无纺布)，中间层为带负电荷的载银聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料过滤消杀层，内层为无纺布保护层(顾名思义，材质为无纺布)。在口罩内层四周的贴脸部位，例如口罩内侧的四周边缘设置有一定宽度(例如0.5厘米至1厘米，优选为0.5厘米)的丙烯酸油性胶条并在其上对应设置有冷封条，冷封条的宽度以能够完全覆盖丙烯酸油性胶条为宜，因此，冷封条的宽度通常会大于丙烯酸油性胶条的宽度，优选地两者宽度相等，在特殊场合如进入疫区、医院及人群密集场所时撕掉冷封条即可启用丙烯酸油性胶条，从而可以使口罩内侧的四周边缘设置的丙烯酸油性胶条贴紧脸部，进而能够避免气体从口罩内侧的四周边缘进出，显著提高了口罩的防护效果。进一步地，本领域技术人员可以想象的，口罩例如还可设置由位于口罩的上部边缘处的鼻梁条，具体例如镶嵌于口罩的内部。
示例2(多次使用型医用防护口罩)：
本示例中的微生物消杀型载银口罩为4层结构，外层为载银离子针织布防护层(顾名思义，材质为载银离子的针织布)，次外层为致密亲肤、质地柔软、吸湿透气的带负电荷的载银针织布过滤消杀层，中间层为聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料高效过滤层，内层为载银离子针织布保护层(顾名思义，材质为载银离子的针织布)。在口罩内层四周的贴脸部位，例如口罩内侧的四周边缘设置有一定宽度(例如0.5厘米至1厘米，优选为0.5厘米)的丙烯酸油性胶条并在其上对应设置有冷封条，冷封条的宽度以能够完全覆盖丙烯酸油性胶条为宜，因此，冷封条的宽度通常会大于丙烯酸油性胶条的宽度，优选地两者宽度相等，在特殊场合如进入疫区、医院及人群密集场所时撕掉冷封条即可启用丙烯酸油性胶条，从而使口罩内侧的四周边缘设置的丙烯酸油性胶条贴紧脸部，进而能够避免气体从口罩内侧的四周边缘进出，显著提高了口罩的防护效果。本示例中的口罩的内层和外层的材质也即载银离子针织布带有正电荷，能通过静电吸附带负电的病毒、细菌及真菌制动在内层和外层，且其上的银离子能有效杀灭吸附其上的病毒、细菌及真菌。进一步地，本领域技术人员可以想象的，口罩例如还可设置由位于口罩的上部边缘处的鼻梁条，具体例如镶嵌于口罩的内部。
具体地，本发明前述的带负电荷的聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料载过滤消杀层是以聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料为基材制备的带负电荷的载银过滤消杀材料制成的，其具体的制备方法如下：选用聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料为基材，该材料纤维交错排列，形成孔径小于0.1微米，具有耐水洗及很好的过滤效果。选取聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料的1个体积浸入2个体积如前所述的400-1000ppm单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液，在37度条件下浸润1-2小时，取出后在42度条件下烘干，再经1-2kPa的气体冲洗掉未牢固吸附的纳米银颗粒，使其纳米银颗粒脱落接近为零(例如利用原子吸收光谱仪检测)，最终制得前述带负电荷的载银聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料过滤消杀层所用的材料。
本发明前述的带负电荷的载银针织布过滤消杀层是以针织布作为基材制备的带负电荷的载银过滤消杀材料制成的，其具体的制备方法如下：选用致密亲肤、质地柔软、吸湿透气的针织布1个体积浸入4个体积如前所述的400-1000ppm单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液，在37度条件下浸润1-2小时，取出后在42度条件下烘干，再经1-2kPa的气体冲洗掉未牢固吸附的纳米银颗粒，使其纳米银颗粒脱落接近为零(例如利用原子吸收光谱仪检测)，最终制得前述带负电荷的载银针织布过滤消杀层所用的材料。由于单宁酸修饰的纳米银胶体溶液中，纳米颗粒的表面会吸附众多的单宁酸分子。单宁酸分子具有树枝状分支结构，末端带有大量活性羟基基团，由于羟基所连苯环的吸电子效应，末端羟基酸性极强，导致其对针织布纤维素的溶胀渗透性大大加强。因此在利用单宁酸修饰的纳米银胶体溶液处理针织布时，酸性羟基能够快速渗透到针织布纤维内部取代结合水，并与无定形区和结晶区内的羟基形成溶胀化合物。另外，单宁酸分子为树枝状分支结构，其末端自由羟基数目较多，能够与针织布纤维素大分子上的羟基基团形成强氢键作用，其加权氢键作用力远高于传统线性聚合物(线性聚合物存在分子间纠缠，其活性基团大部分与自身基团结合而大量消耗)，导致单宁酸修饰的纳米银胶体溶液中纳米颗粒与针织布纤维结合力明显增强，耐水洗且不易脱落。
由前述描述可知，本发明的载银微生物消杀型口罩，对于示例1中一次使用型医用防护口罩的款式，可通过静电作用使空气中带有负电荷的细菌、真菌和病毒不易吸附在带负电荷的载银聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料过滤消杀层。对于示例2中的多次使用型医用防护口罩的款式，内层和外层的材质均为载银离子材料，带有正电荷，可通过静电作用吸附并制动带负电荷的细菌、真菌和病毒，且内层和外层上面的银离子可有效杀灭这些致病微生物；少数未被杀灭的细菌、真菌和病毒，将依次遭遇次外层的带负电荷的载银针织布过滤消杀层、中间层的聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料高效过滤层及内层的载银离子针织布保护层的过滤与消杀，这样的4层结构使得口罩对呼吸道病毒、细菌及真菌具有高效过滤及消杀功能。
具体地，可以将本发明的微生物消杀型载银口罩的特有优点或功效总结如下：
(1)静电截留及消杀的双重效应
本发明的微生物消杀型载银口罩，赋予了口罩外层、中间层及内层对呼吸道病毒、细菌及真菌具有了静电排斥(一次使用型医用防护口罩)、静电吸附与排斥(多次使用型医用防护口罩)和快速消杀的双重功效，使口罩从现有技术中单纯的物理过滤阻挡型升级为有效微生物消杀型，不仅能保证健康者免于被环境感染，也能够有效阻止呼吸道感染患者呼出的病原微生物污染环境，传染其他人。
(2)广谱的抗病毒抗菌效应
本发明利用单宁酸修饰的带负电荷的纳米银胶体溶液中的纳米银吸附在载银聚四氟乙烯(PTFE)覆膜材料过滤消杀层或载银针织布过滤消杀层，使口罩具有了广谱抗呼吸道病毒、细菌及真菌的功效。
(3)有效避免了纳米银潜在的毒副作用
本发明利用单宁酸修饰的带负电荷的纳米银胶体溶液，经特殊生产工艺处理后，既能够确保口罩的载银过滤消杀层上面承载了足够剂量的的纳米银，又能够保证口罩的载银过滤消杀层上的纳米银颗粒不易脱落、耐水洗，有效规避了纳米银颗粒进入体内所产生的潜在毒副作用。
综上所述，本发明的微生物消杀型载银口罩，对健康人来说能够有效地保证空气中细菌、真菌和病毒被有效阻留并被杀灭，使机体吸进洁净的空气。对呼吸道感染者来说能够保证呼出的有感染性细菌、真菌或病毒被阻留在载银过滤消杀层上并将它们杀灭，确保了呼出的空气是洁净的，从而有效的保护了空气环境，切断了呼吸道病毒及细菌感染的传播途径。
尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下可以进行各种改变以及可以替换等同物。另外，在不背离其范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况适应本发明。因此，不意在将本发明限制到所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围之内的所有实施例。
此外，另外，在附图中描述的逻辑流不要求所示的特定顺序或连续顺序来达到期望的结果。此外，可以提供其他步骤，或者从所描述的流可以删除步骤，以及其它组件可被添加到所描述的系统或从所描述的系统中移除。因此，其他实施例在所附权利要求的范围之内。

Claims (16)

1.一种微生物消杀型载银口罩，包括罩体和连接所述罩体的系带，其特征在于，所述罩体由外到内依次包括：防护层、带负电荷的载银过滤消杀层和保护层，其中所述载银过滤消杀层承载有利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒。
2.如权利要求1所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述防护层为无纺布防护层，所述载银过滤消杀层为载银聚四氟乙烯覆膜材料过滤消杀层，所述保护层为无纺布保护层。
3.如权利要求1所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述罩体还包括：位于所述载银过滤消杀层和所述保护层之间的高效过滤层。
4.如权利要求3所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述高效过滤层为聚四氟乙烯覆膜材料高效过滤层。
5.如权利要求4所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述防护层为载银离子针织布防护层，所述载银过滤消杀层为载银针织布过滤消杀层，所述保护层为载银离子针织布保护层。
6.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述保护层四周的贴脸部位还设置有丙烯酸油性胶条。
7.如权利要求6所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述丙烯酸油性胶条的宽度为0.5厘米。
8.如权利要求6所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述丙烯酸油性胶条上对应设置有冷封条。
9.如权利要求8所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述冷封条的宽度等于所述丙烯酸油性胶条的宽度。
10.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，还包括：设置在所述罩体的上部边缘处的鼻梁条。
11.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述利用单宁酸绿色还原方法制备的纳米银胶体溶液中的纳米银颗粒的粒径取值范围为30纳米至50纳米及zeta电位取值范围为-15毫伏至-30毫伏。
12.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述载银过滤消杀层由以聚四氟乙烯覆膜材料或针织布为基材制备的带负电荷的载银过滤消杀材料制成。
13.如权利要求12所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，利用所述基材制备所述载银过滤消杀材料包括：用所述纳米银胶体溶液定量浸染所述基材1-2小时；经60-80度烘干处理所述定量浸染后的所述基材；以及经1-2kPa的气体冲洗掉未牢固吸附在所述烘干处理后的所述基材上的纳米银颗粒最终制得所述载银过滤消杀材料。
14.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述纳米银胶体溶液是以硝酸银、单宁酸水溶液及碳酸钠溶液为原材料制得。
15.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述利用单宁酸绿色还原方法制备所述纳米银胶体溶液包括：用纯化水配制0.063％或0.126％(w/v)硝酸银水溶液；在磁搅拌器的条件下取4份1-2％的单宁酸水溶液缓慢加入95份配制好的所述硝酸银水溶液中充分混匀；在所述充分混匀后得到的溶液中缓慢加入1份1-2％碳酸钠溶液充分搅拌15分钟；以及将所述充分搅拌后得到的溶液经0.22微米滤器过滤最终制得所述纳米银胶体溶液；其中，整个所述制备的过程在4度条件下进行。
16.如权利要求1-5任意一项所述的微生物消杀型载银口罩，其特征在于，所述纳米银胶体溶液的浓度为400-1000ppm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112189915A (zh) * 2020-09-04 2021-01-08 苏州霍尔环境科技有限公司 一种防护织物及防护产品
CN113633050A (zh) * 2021-09-14 2021-11-12 刘中庆 一种半湿式消杀口罩
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