CN112716074B - 一种长效抗菌抗病毒口罩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长效抗菌抗病毒口罩及其制备方法。口罩本体包括外层、芯层和内层，内层的材料为ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布；ES皮芯复合纤维的皮层中含有PE非金属掺杂氧化锌半导体抗菌母粒,芯层中含有PET或PP金属掺杂氧化锌半导体抗菌母粒；将两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型工艺,获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维，它可有效抗病毒、抗菌、阻止飞沫穿越、防雾霾防尘，持续使用3～4天无异味，且柔软亲肤透气、无落絮、吸湿速干、抗菌无溶出，不会对呼吸道和皮肤造成伤害，特别适合儿童及过敏性人群。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫生防护用品，具体涉及一种具有长效抗菌抗病毒功能的口罩及其制备方法。
背景技术
人们越来越关注个人对病毒、细菌、污染物等的防护，仅通过过滤方式来滤除细菌或污染物，已经远远不能满足人们的防护需要，对于抵抗力弱的人群，尤其儿童和过敏性人群，上述问题对呼吸道和皮肤造成的伤害和生病率尤其严重，且现有技术中的口罩都有一定的时效性，一般4～5小时就要更换一次，随着杀菌抗病毒剂的挥发其抗菌效果会大大降低，并且因为是后添加的方法，杀菌抗病毒剂可能会对人体造成不良影响，例如过敏等症状，其生物安全性有待商榷，即现有技术中缺少一种杀菌效果显著且对人体无害的口罩，尤其缺少一种能对儿童和过敏性人群起到很好抗病毒、抗菌防护作用的口罩。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种能满足对高效速效抗菌性和安全性需求的长效抗菌抗病毒口罩及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是提供一种长效抗菌抗病毒口罩，包括口罩带、鼻夹和口罩本体，所述的口罩本体包括外层、芯层和内层；所述内层的材料为ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布；所述的ES皮芯复合纤维，按质量计，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，余量为聚乙烯（PE）；芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒, 抗菌母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌,余量为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚丙烯（PP）。
本发明提供的一种长效抗菌抗病毒口罩，其本体的外层材料也可以为40～60g/m2的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布。口罩本体的内层材料为16～26g/m2的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布。
本发明技术方案还包括一种长效抗菌抗病毒口罩的制备方法，口罩本体采用外层、芯层和内层复合结构，内层为ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布，ES皮芯复合纤维的制备方法包括如下步骤：
（1）分别制备皮层用半导体抗菌母粒和芯层用半导体抗菌母粒, 按质量计，皮层用半导体抗菌聚乙烯母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，芯层用半导体抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌；
（2）以聚乙烯为皮层，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种为芯层，将步骤（1）制备的两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒，芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒，经双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型后，得到一种无溶出抗菌ES皮芯复合纤维。
本发明所述的非金属掺杂氧化锌为氮掺杂氧化锌、碳氮共掺杂氧化锌。所述的金属掺杂氧化锌的金属为Ag、Cu、Au。
本发明提供的口罩本体外层由现有技术提供的防水抗菌抗病毒无纺布制作而成，口罩带由无毒无害的TPU材料制作而成，鼻夹由环保型全塑条制成，口罩本体芯层由医用聚丙烯熔喷无纺布制作而成，口罩本体内层由本发明提供的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布制作而成，口罩本体外层、口罩本体芯层和口罩本体内层中间设有竖向的口罩本体折叠缝。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明发明提供的口罩本体外层由防水抗菌抗病毒无纺布制作而成。先采用抗菌抗病毒助剂对无纺布进行表面处理，然后采用无氟防水剂对无纺布进行再次处理，获得具有防水抗菌抗病毒功能的无纺布，可有效抗病毒、抗菌、阻止飞沫穿越、防雾霾防尘。
2.本发明专利的口罩本体内层含有ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布，本发明通过皮芯结构的设计，且在皮层芯层中掺杂不同半导体形成的异质结作用来实现高效速效且无金属溶出，60分钟抗菌达到99.9%以上，解决了现有技术无溶出抗菌材料短时间抗菌效率不高的问题。本发明采用半导体异质结协同作用实现高效速效无溶出抗菌，满足一次性卫生材料对高效速效抗菌性和安全性的综合需求。
3.所述口罩可有效抗病毒、抗菌、阻止飞沫穿越、防雾霾防尘，持续使用3～4天无异味，口罩本体内层柔软亲肤透气、无落絮、吸湿速干、抗菌无溶出，不会对呼吸道和皮肤造成伤害，尤其适合贴近皮肤的无纺布的应用，尤其儿童、孕妇及敏感性人群。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种长效抗菌抗病毒口罩的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种长效抗菌抗病毒口罩的口罩本体的剖面结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种长效抗菌抗病毒口罩中折叠后的结构示意图。
图中：1、口罩带；2、鼻夹；3、口罩本体外层；4、口罩本体芯层；5、口罩本体内层；6、口罩本体折叠缝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
参见附图1～3，分别为本实施例提供的一种长效抗菌抗病毒口罩的结构示意图、口罩本体的剖面结构示意图和口罩中折叠后的结构示意图。
本实施例中，口罩包括口罩带1、口罩本体外层3，口罩本体外层由防水抗菌抗病毒无纺布制作而成，也可是40～60g/m2的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布，口罩本体外层的两端分别设有口罩带，口罩带采用弹性设计，口罩带由无毒无害的TPU材料制作而成，口罩本体外层的前表面设有鼻夹2，鼻夹位于口罩本体外层中间靠上位置，鼻夹由环保型全塑条制成，口罩本体外层后侧设有口罩本体芯层4，口罩本体芯层由医用聚丙烯熔喷无纺布制作而成，口罩本体芯层后侧设有口罩本体内层5，口罩本体内层由ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布制作而成，口罩本体外层、口罩本体芯层和口罩本体内层中间设有竖向的口罩本体折叠缝6。
口罩本体内层为 ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布，选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占0.3%；选择芯层用半导体抗菌PP母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占0.3%；在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌7%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PP母粒银掺杂氧化锌7%添加到PP芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维，再采用热风无纺布加工工艺，制成26克/平米的热风无纺布。
将本实施例制备的样品用于抗菌效果检测，其结果参见表1。
表1：
。
参见表2，为本实施例提供的ES复合短纤的金属溶出测试结果。
表2：
。
参见表3，为实施例提供的ES复合短纤加工的热风无纺布的抑菌圈宽度测试结果。
表3：
。
实施例2
本实施例提供一种制备口罩本体内层的材料。
选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占1%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占1%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌6%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒银掺杂氧化锌6%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。再采用热风无纺布加工工艺，制成18克/平米的热风无纺布，用于制作口罩本体内层的材料。
实施例3
本实施例提供一种制备口罩本体外层的材料。
选择皮层用半导体抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌，按质量计，其中氮掺杂氧化锌占1%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒铜掺杂氧化锌，其中铜掺杂氧化锌占1%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒氮掺杂氧化锌5%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒铜掺杂氧化锌5%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。再采用热风无纺布加工工艺，制成40克/平方米的热风无纺布，用于制作口罩本体外层的材料。
实施例4
本实施例提供一种制备口罩本体外层和内层的材料。
选择皮层用半导体抗菌PE母粒碳氮共掺杂氧化锌，按质量计，其中碳氮共掺杂氧化锌占2%，选择芯层用半导体抗菌PET母粒银掺杂氧化锌，其中银掺杂氧化锌占2%，在复合纤维制备中，抗菌PE母粒碳氮掺杂氧化锌4%添加到PE皮层熔体管道的侧面加料管道中，抗菌PET母粒银掺杂氧化锌4%添加到PET芯层熔体管道的侧面加料管道中，经过双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型等工艺, 获得良好物性的高效速效无溶出抗菌复合纤维。再采用热风无纺布加工工艺，分别制成60克/平方米的热风无纺布，用于制作口罩本体外层的材料，和16克/平方米的热风无纺布，用于制作口罩本体内层的材料。
本发明提供的口罩，其口罩带1具有弹性，方便戴取，口罩本体外层3可抗病毒、抗菌，阻止飞沫穿越，防雾霾防尘，有一定的防水透气性，口罩本体芯层4的制作材料是一种超细静电纤维布，具有过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，口罩本体内层5抗病毒、抗菌，材质吸湿快干，透气性好，可除异味，无落絮，柔软亲肤，鼻夹2能够多次折弯，使口罩本体与脸部没有间隙，防止空气从间隙中进入口鼻内，口罩本体外层3由防水抗菌抗病毒无纺布制作而成，先采用抗菌抗病毒助剂对无纺布进行表面处理，然后采用无氟环保防水剂对无纺布进行再次处理，获得具有防水抗菌抗病毒功能的无纺布，可有效抗病毒、抗菌、阻止飞沫穿越、防雾霾防尘。
Claims (6)
1.一种长效抗菌抗病毒口罩，包括口罩带、鼻夹和口罩本体，所述的口罩本体包括外层、芯层和内层，其特征在于：内层的材料为ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布；所述的ES皮芯复合纤维，按质量计，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒，抗菌母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，余量为聚乙烯；ES皮芯复合纤维的芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒，抗菌母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌，余量为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的一种长效抗菌抗病毒口罩，其特征在于：口罩本体的外层材料为40～60g/m2的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布。
3.根据权利要求1或2所述的一种长效抗菌抗病毒口罩，其特征在于：口罩本体的内层材料为16～26g/m2的ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布。
4.一种长效抗菌抗病毒口罩的制备方法，口罩本体采用外层、芯层和内层复合结构，其特征在于：内层为ES皮芯复合纤维无溶出抗菌热轧无纺布，ES皮芯复合纤维的制备方法包括如下步骤：
（1）分别制备皮层用半导体抗菌母粒和芯层用半导体抗菌母粒，按质量计，皮层用半导体抗菌聚乙烯母粒中含有0.2～5%的非金属掺杂氧化锌，芯层用半导体抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯母粒中含有0.2～5%的金属掺杂氧化锌；
（2）以聚乙烯为皮层，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种为芯层，将步骤（1）制备的两种母粒分别添加到皮层和芯层熔体管道的侧面加料管道中，皮层中含有3～8%的皮层用半导体抗菌母粒，芯层中含有3～8%的芯层用半导体抗菌母粒，经双螺杆挤出，再经复合喷丝组件喷出，冷却成型上油，卷绕拉伸卷曲定型后，得到一种无溶出抗菌ES皮芯复合纤维。
5.根据权利要求4所述的一种长效抗菌抗病毒口罩的制备方法，其特征在于：所述的非金属掺杂氧化锌为氮掺杂氧化锌、碳氮共掺杂氧化锌。
6.根据权利要求4所述的一种长效抗菌抗病毒口罩的制备方法，其特征在于：所述的金属掺杂氧化锌的金属为Ag、Cu、Au。
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