CN111876901A - 一种口罩、抗菌熔喷无纺布及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种口罩、抗菌熔喷无纺布及其加工方法，涉及抗菌材料技术领域。该抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，双组份纤维由聚丙烯和石墨烯组成，在抗菌熔喷无纺布上还喷涂有纳米银抗菌材料。聚丙烯‑石墨烯双组分熔喷布使其具有高过滤性能，本发明抗菌熔喷无纺布制成口罩的使用时间超过48小时，是传统口罩的12倍以上，抗菌熔喷无纺布制成的口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4％。在此种熔喷无纺布外层喷洒纳米银抗菌材料，再一次起到了抗菌的功效，从而用此种熔喷布做出来的口罩不仅过滤性能高达99％以上，并且具有极好的抗菌能力，进一步延长了口罩的使用寿命。

Description

一种口罩、抗菌熔喷无纺布及其加工方法

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，具体涉及一种口罩、抗菌熔喷无纺布及其加工方法。

背景技术

熔喷布是口罩最核心的材料，熔喷布主要以聚丙烯为主要原料，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，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，从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。

然而现有熔喷布使用的时间较短，如普通熔喷布制成的口罩有效使用时间为4小时，4小时后过滤功能会明显降低。

发明内容

为此，本发明提供一种口罩、抗菌熔喷无纺布及其加工方法，以解决现有技术中普通熔喷布使用时间短的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，该抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，双组份纤维由聚丙烯和石墨烯组成，在抗菌熔喷无纺布上还喷涂有纳米银抗菌材料。

进一步地，所述的双组份纤维为双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层为聚丙烯，皮层为石墨烯。

进一步地，所述的双组份纤维中石墨烯的质量百分比为10～20％。

根据本发明的第二方面，一种口罩，包括口罩本体和固定带，固定带固定在口罩本体上，口罩本体包括外层无纺布、内层无纺布和抗菌熔喷无纺布，抗菌熔喷无纺布设置在外层无纺布与内层无纺布之间。

根据本发明的第三方面，上述抗菌熔喷无纺布的加工方法包括以下步骤：

1)、将干燥后的聚丙烯和石墨烯切片进行热熔，经过螺杆挤出机挤出，通过热空气喷吹或其他方式使熔体细流受到极度拉伸而形成极细的纤维，制成双组份纤维，然后双组份纤维聚集到成网滚筒或成网帘上形成纤网，经自粘合作用得以加固制成双组份熔喷法无纺布；

2)、将纳米银抗菌剂喷洒于步骤1)所制得的双组份熔喷法无纺布上；

3)、对双组份熔喷法无纺布进行静电驻极工艺处理，得到抗菌熔喷无纺布。

进一步地，步骤1)中通过热空气将聚丙烯和石墨烯通过喷丝板的喷丝孔喷出形成双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层为聚丙烯，皮层为石墨烯。

进一步地，步骤3)中所述的静电驻极工艺具体工艺如下：

将双组份纤维置于电晕装置的极板上，进行驻极处理工艺处理，驻极电压为10-16KV，驻极时间1-5s，驻极间距为35-70mm。

进一步地，步骤1)中双组份纤维的直径小于10μm。

本发明具有如下优点：

本发明的抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，聚丙烯-石墨烯双组分熔喷布使其具有高过滤性能，例如：此种材料做成口罩，在自然呼吸的作用下，破坏病菌的细胞壁，起到良好的杀菌作用。由于石墨烯熔喷布具有单向透气功能，在呼气时比传统熔喷布透气性更好。使用时间方面，传统口罩的有效使用时间为4小时，4小时后过滤功能会明显降低，本发明抗菌熔喷无纺布制成口罩的使用时间超过48小时，是传统口罩的12倍以上，抗菌熔喷无纺布制成的口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4％。在此种熔喷无纺布外层喷洒纳米银抗菌材料，再一次起到了抗菌的功效，从而用此种熔喷布做出来的口罩不仅过滤性能高达99％以上，并且具有极好的抗菌能力，进一步延长了口罩的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1双组份纤维的示意图；

图2为本发明实施例1提供的口罩的结构示意图；

图3为本发明实施例1口罩的层状结构示意图；

图中：1-芯层 2-皮层 3-口罩本体 4-固定带 5-外层无纺布 6-内层无纺布 7-抗菌熔喷无纺布。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做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。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1，该抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，双组份纤维由聚丙烯和石墨烯组成，在抗菌熔喷无纺布上还喷涂有纳米银抗菌材料。本实施例的双组份纤维为双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层1为聚丙烯，皮层2为石墨烯。双组份纤维中石墨烯的质量百分比为10～20％，其余为聚丙烯。

参见图2，本实施例还提供一种口罩，包括口罩本体3和固定带4，固定带4为固定在口罩本体3两侧的耳带，口罩本体3包括外层无纺布5、内层无纺布6和抗菌熔喷无纺布7，抗菌熔喷无纺布7设置在外层无纺布5与内层无纺布6之间。

上述抗菌熔喷无纺布的加工方法包括以下步骤：

1)、将干燥后的聚丙烯和石墨烯切片进行热熔，经过螺杆挤出机挤出，通过热空气喷吹或其他方式使熔体细流受到极度拉伸而形成直径小于10μm的极细纤维，制成双组份纤维，然后双组份纤维聚集到成网滚筒或成网帘上形成纤网，经自粘合作用得以加固制成双组份熔喷法无纺布；

2)、将纳米银抗菌剂喷洒于步骤1所制得的双组份熔喷法无纺布上；

3)、对双组份熔喷法无纺布进行静电驻极工艺处理，得到抗菌熔喷无纺布。

步骤1)中通过热空气将聚丙烯和石墨烯通过喷丝板的喷丝孔喷出形成双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层1为聚丙烯，皮层2为石墨烯。

步骤3)中静电驻极工艺具体工艺如下：将双组份纤维置于电晕装置的极板上，进行驻极处理工艺处理，驻极电压为10-16KV，驻极时间1-5s，驻极间距为35-70mm，由于静电作用，带电粒子被吸附在带电非织造布上，从而大大提高无纺布的过滤性能。

本发明的抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，聚丙烯-石墨烯双组分熔喷布使其具有高过滤性能，例如：此种材料做成口罩，在自然呼吸的作用下，破坏病菌的细胞壁，起到良好的杀菌作用。由于石墨烯熔喷布具有单向透气功能，在呼气时比传统熔喷布透气性更好。使用时间方面，传统口罩的有效使用时间为4小时，4小时后过滤功能会明显降低，本发明抗菌熔喷无纺布制成口罩的使用时间超过48小时，是传统口罩的12倍以上，抗菌熔喷无纺布制成的口罩在连续佩戴48小时后过滤效能仅降低4％。在此种熔喷无纺布外层喷洒纳米银抗菌材料，再一次起到了抗菌的功效，从而用此种熔喷布做出来的口罩不仅过滤性能高达99％以上，并且具有极好的抗菌能力，进一步延长了口罩的使用寿命。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。单层石墨烯的厚度仅为0.35纳米，是世界上已知最薄的二维材料，具有丰富而奇特的物理化学特性，如导热性和力学性能突出、电子传递性能非凡，并具有一定的抗菌活性，可应用在电子、信息、能源、物理学、生物医药和材料学等领域。石墨烯口罩是放置于普通口罩的纺粘无纺布之间的关键过滤层中，创新应用了新型石墨烯聚丙烯熔喷布材料。相比普通口罩，新型石墨烯口罩具有抗菌性强、透气性更好、使用时间更长等特征。但目前的熔喷工艺双组分纤维，芯层1为聚丙烯材料，皮层2还没有选用纳米银、石墨烯等，此种搭配既可以降低成本，又可以极大的提高无纺布的过滤性能，可专用于医疗卫生材料。石墨烯具有超强物理隔尘，PM2.5和PM10隔绝功能，抗菌性能，还可以过滤花粉和其他粉尘，其抗霾机理是利用石墨烯对于PM2.5及以下的微小颗粒的吸附作用并牢牢困住。同时它具有优良的抗菌性，其抗菌机理是石墨烯与细菌的细胞膜有强力作用，能切割细菌的细胞膜，并大量抽取细胞膜上的磷脂分子。石墨烯口罩经国家权威部门检测PM2.5过滤效率达96.4％，对大肠杆菌的抑菌率达到99.8％。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种抗菌熔喷无纺布，其特征在于：所述的抗菌熔喷无纺布由双组份纤维制成，双组份纤维由聚丙烯和石墨烯组成，在抗菌熔喷无纺布上还喷涂有纳米银抗菌材料。

2.根据权利要求1所述的抗菌熔喷无纺布，其特征在于：所述的双组份纤维为双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层(1)为聚丙烯，皮层(2)为石墨烯。

3.根据权利要求1或2所述的抗菌熔喷无纺布，其特征在于：所述的双组份纤维中石墨烯的质量百分比为10～20％。

4.一种口罩，其特征在于：所述的口罩包括口罩本体(3)和固定带(4)，固定带(4)固定在口罩本体(3)上，口罩本体(3)包括外层无纺布(5)、内层无纺布(6)和权利要求1～3任一项所述的抗菌熔喷无纺布(7)，抗菌熔喷无纺布(7)设置在外层无纺布(5)与内层无纺布(6)之间。

5.权利要求1～3任一项所述的抗菌熔喷无纺布的加工方法，其特征在于：所述的加工方法包括以下步骤：

1)、将干燥后的聚丙烯和石墨烯切片进行热熔，经过螺杆挤出机挤出，通过热空气喷吹使熔体细流受到极度拉伸而形成纤维，制成双组份纤维，然后双组份纤维聚集到成网滚筒或成网帘上形成纤网，经自粘合作用得以加固制成双组份熔喷法无纺布；

2)、将纳米银抗菌剂喷洒于步骤1)所制得的双组份熔喷法无纺布上；

3)、对双组份熔喷法无纺布进行静电驻极工艺处理，得到抗菌熔喷无纺布。

6.根据权利要求5所述的抗菌熔喷无纺布的加工方法，其特征在于：步骤1)中通过热空气将聚丙烯和石墨烯通过喷丝板的喷丝孔喷出形成双组份皮芯型熔喷纤维，双组份皮芯型熔喷纤维的芯层(1)为聚丙烯，皮层(2)为石墨烯。

7.根据权利要求5所述的抗菌熔喷无纺布的加工方法，其特征在于：步骤3)中所述的静电驻极工艺具体工艺如下：

将双组份纤维置于电晕装置的极板上，进行驻极处理工艺处理，驻极电压为10-16KV，驻极时间1-5s，驻极间距为35-70mm。

8.根据权利要求5或6所述的抗菌熔喷无纺布的加工方法，其特征在于：步骤1)中双组份纤维的直径小于10μm。

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