CN115139599A - 一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法 - Google Patents

一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于医用防护纺织品技术领域，公开了一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法，所述医用防护织物包括依次设置的面层、中间层和内层；所述面层由内部分散有金属氧化物粉末的化学纤维制成，所述的金属氧化物粉末包括纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末。本发明的医用防护织物在制成面层的化学纤维中嵌入纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末，利用纳米二氧化钛的光催化作用可在紫外线照射下实现快速灭菌，相比现有的紫外灭菌方式显著缩短灭菌时间，同时利用氧化锌起到屏蔽紫外线的作用，穿着该医用防护织物所制成防护服的穿着人员可直接在紫外线照射环境下进行防护服表面灭菌，而紫外线不会透过医用防护织物，使人体免受紫外线伤害。

Description

一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法
技术领域
本发明属于医用防护纺织品技术领域，具体地说，涉及一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法。
背景技术
医用防护服是一种可保护穿着人员免受外部环境细菌或病毒侵害的服装，是医护人员重要的防护屏障，在处理传染性疫情时，医用防护服是必不可少的医用物资。根据使用寿命，医用防护服分为一次性医用防护服和可重复使用医用防护服两种。
现阶段国内外广泛使用一次性医用防护服，这种防护服多采用复膜无纺布(纺粘无纺布、水刺无纺布、闪蒸无纺布等)加工而成，成本低、防护性能好，使用后即被当作医疗垃圾废弃，不用再进行洗涤处理，使用非常方便。但一次性防护服废弃后会带来环境污染，一次性医用防护服的供应、运输和妥善处理都可能面临问题，例如紧急情况下可能出现一次性医用防护服短缺的问题。
可重复使用医用防护服是指经过洗涤消毒后可重复使用的医用防护服，其织物通常由高密度机织织物经过涂层、层压复合等工艺加工而成。相比于一次性使用医用防护服，可重复使用医用防护服的重复使用特性对环境更为友好，而且其强度、耐用性等各方面指标都明显优于一次性使用医用防护服，可作为应对紧急情况的战略储备物资使用。我国早些年就研究了聚四氟乙烯层压复合防水透湿织物，由于聚四氟乙烯多孔膜微孔直径远小于水滴直径，同时又远大于水蒸气分子直径，可较好阻隔血液、体液等的渗透，又有一定透湿能力，能够提供有效的防护作用，同时能够更好地保证穿着人员的舒适性。可重复使用医用防护服每次使用后，都需要进行洗涤消毒处理，以备再次使用，而现有的可重复使用医用防护服，其洗涤消毒处理仍是一个较为繁琐的过程，导致可重复使用医用防护服目前在国内仍未大面积使用。
不论是一次性使用医用防护服还是重复使用医用防护服，在有疫情感染的环境中使用后都要按规程脱掉，脱防护服的整个流程一般长达50分钟左右，其中就包括对防护服表面的消毒过程，以免交叉感染。目前普遍采用的消毒方式是通过喷淋消毒液进行消毒，这种方式会消耗大量消毒液，还容易因为消毒液的使用造成环境污染。
紫外线可杀灭各种病毒、细菌等微生物，在消毒领域广泛使用，但由于存在辐照能量低、穿透力弱的问题，通常使用紫外线杀菌时照射剂量要达到10000μW·s/cm2以上才能起到灭菌效果，而达到100000μW·s/cm2以上才能较充分地杀灭表面各类病菌。室内安装的紫外线消毒灯，例如30W紫外线灯，其在垂直1米处的照射强度高于70μW/cm2，通常的灭菌照射时间不少于30min。现有的防护服若采用紫外线消毒方式，存在消毒时间长，且容易存在死角的问题，因此在防护服的消毒灭菌处理中，紫外线的应用并未普及。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可重复使用的医用防护织物及灭菌方法，该医用防护织物可在紫外线照射下实现快速灭菌，且具有抗紫外特性，应用于可重复使用医用防护服，可以使穿着该防护服的人员通过强紫外线照射的方式在较短时间内对防护服表面附着的细菌或病毒进行快速杀灭，且紫外线不会穿透防护服对人体造成伤害。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种可重复使用的医用防护织物，包括依次设置的面层、中间层和内层；所述面层由内部分散有金属氧化物粉末的化学纤维制成，所述的金属氧化物粉末包括纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末。
在上述方案中，纳米级二氧化钛较强的光催化作用，在紫外线照射下，会由光催化反应生成活性氢氧自由基、超氧阴离子自由基等，这些自由基有很强的氧化作用，可以对病毒和细菌产生氧化，从而达到灭菌消毒的效果。氧化锌既可以作为抗菌和消炎药物使用，又是一种重要且广泛使用的物理防晒剂，能够有效屏蔽紫外线。同时，氧化锌属于N型半导体，能带隙较大，在接受紫外线时价带上的电子可发生能量跃迁，从而有效吸收紫外线。
制成医用防护织物的面层，也即最外层的化学纤维中嵌入纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末，将纳米二氧化钛的光敏灭菌特性、氧化锌的抗菌和紫外线屏蔽特性相结合，能够实现在较短时间内利用紫外线对医用防护织物表面灭菌的效果，可将紫外线灭菌时间缩短至200s以内，同时又能屏蔽紫外线，保护人体皮肤，所述的医用防护织物应用于医用防护服，可在穿着状态下直接进行紫外线照射灭菌而不会对人体造成伤害。
同时，本发明中纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末嵌入在化学纤维内，使得本发明的医用防护织物具有较好的耐洗涤性，使其在多次洗涤后仍保持较好的光敏灭菌和防紫外特性，达到可重复使用的效果。所述的可重复使用是指经过一定次数的洗涤、消毒灭菌处理后，该医用防护织物的各项性能指标仍能满足GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，本发明中医用防护织物的可重复使用次数不少于10次。
进一步地，制成所述面层的化学纤维中，所述金属氧化物粉末的质量占比为2％～10％，优选为2％～5％；
或者，制成所述面层的化学纤维具有皮芯复合结构，所述金属氧化物粉末分布在化学纤维的皮层中，且在所述皮层中的质量占比为2％～10％，优选为2％～6％，更优为4％～6％；
优选地，所述化学纤维的皮层在化学纤维中的质量占比为20％～50％，优选为25％～40％。
在上述方案中，纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末可在化学纤维中任意分布。优选采用皮芯复合结构的化学纤维，并在皮层内嵌入纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末，一方面令使得纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末更接近医用防护织物表面，在金属氧化物粉末含量一定的情况下增加皮层金属氧化物粉末的浓度，进一步加强光敏灭菌效果，以及对紫外线的屏蔽效果。另一方面，金属氧化物粉末分布在纤维皮层，芯层中不含金属氧化物粉末，可以通过化学纤维的芯层提供强度，从而克服金属氧化物浓度过高带来的可纺性差、强度低的问题。
同时，通过控制金属氧化物粉末在化学纤维中的质量占比，既可以保证化学纤维的力学性能，使制得的面层在断裂强度、断裂伸长率上满足使用要求，又能够确保纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末配合提供有效的光敏灭菌及紫外线屏蔽效果。
进一步地，所述金属氧化物粉末中，纳米二氧化钛粉末的质量占比为50％～90％，优选为60％～80％，更优为60％～70％。
在上述方案中，通过控制纳米二氧化钛粉末与氧化锌粉末的质量比，可以令两者配合，达到最优的光敏灭菌及紫外线屏蔽效果。
进一步地，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为5～100nm，优选为5～30nm；
所述氧化锌粉末的粒径为10～60nm，优选为15～60nm，更优为30～60nm。
在上述方案中，通过调节纳米二氧化钛粉末的粒径，有利于提高其光催化活性，进而增强医用防护织物在紫外线照射下的灭菌消毒效果。通过调节氧化锌粉末的粒径，可控制其对紫外线产生散射作用，从而进一步增强对紫外线的屏蔽效果。
本发明中的医用防护织物用于制成医用防护服，可在人体穿着该防护服的情况下直接进行紫外线照射灭菌，同时还可以保护人体不受紫外线伤害。虽然现有技术中的一些防晒服面料中通过掺杂氧化锌或二氧化钛实现紫外线屏蔽效果，但本发明中的医用防护织物需要在紫外线照射下实现灭菌，灭菌过程中所承受的紫外线剂量或强度远高于阳光下的紫外线剂量或强度，例如本发明中的医用防护织物在进行紫外灭菌时，照射至医用防护织物表面的紫外线强度不低于180μW/cm2，而阳光下的紫外线强度一般不高于10μW/cm2，不足本发明中医用防护织物进行紫外灭菌时所承受紫外强线强度的十分之一。另外，在紫外线灭菌过程中，医用防护织物与紫外光源的距离较近。普通的防晒服面料对紫外线的屏蔽效果有限，在以上紫外照射灭菌所需的紫外线照射条件下，往往不能实现对紫外线的有效阻挡，进而无法起到足够的保护作用。
本发明中在制成面层的化学纤维中同时嵌入纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末，并控制两者的配比、总质量占比等参数，使两者能够相互配合，进而实现可充分屏蔽高强度的紫外线，在高强度紫外照射进行灭菌的条件下也能有效保护人体的作用。
具体地，通常二氧化钛在化学纤维的纺丝中作为消光剂使用，消光所用二氧化钛的粒径主要范围为270nm至350nm，添加量在2.5％以内，光催化作用并不明显，但当二氧化钛含量较高时有一定的抗紫外作用。纳米氧化锌在化纤纺丝中可作为抗菌剂、远红外发射剂等使用，但其抗菌效果比铜系、银系产品差。
本发明采用添加纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末的化学纤维，所用纳米二氧化钛粉末的粒径为5～100nm，远小于正常消光用二氧化钛，该粒径的纳米二氧化钛粉末遮光性下降，但具有较强的光催化作用，纳米二氧化钛粉末在金属氧化物粉末中的质量占比为50％～90％，优选为60％～80％，更优为60％～70％。本发明采用上述方案，利用了纳米二氧化钛粉末的光催化、抗紫外功能，以及氧化锌粉末的抗紫外、抗菌功能，不同粒径纳米二氧化钛和氧化锌的组合使得化学纤维的抗紫外作用得到加强，提供了更好的抗紫外性能。
进一步地，所述化学纤维在纺丝成型之后进行表面微刻蚀处理，再用于制成所述面层；
或者，将化学纤维制成面层后，再对其进行表面微刻蚀处理。
具体地，成型的化学纤维，或化学纤维制成的面层经过一个常压等离子区域进行表面微刻蚀处理。如此可以使化学纤维皮层中的纳米二氧化钛和氧化锌成分尽可能外露，从而进一步增强化学纤维的光催化作用。
进一步地，制成所述面层的化学纤维为涤纶长丝或锦纶长丝，优选为涤纶长丝；
优选地，所述涤纶长丝或锦纶长丝的纤度为40D～300D，优选为50D～150D。
进一步地，所述面层为化学纤维长丝制成的织物，其组织结构包括机织物或经编织物；
优选地，所述组织结构为机织平纹或机织斜纹。
进一步地，所述面层表面附着有整理剂，所述整理剂中含有二氧化钛和/或氧化锌。
在上述方案中，用含有二氧化钛或氧化锌，或者两者混合物的整理剂对医用防护织物的表面进行整理，也即令整理剂附着在面层上，可进一步增强其在紫外线照射下的灭菌特性。
进一步地，所述中间层包括微孔膜；
优选地，所述微孔膜为PTFE膜、TPU膜和PU膜中的一种或多种形成的复合膜；
优选地，所述微孔膜的厚度为20μm～60μm，孔径为0.02μm～0.10μm，孔隙率大于等于50％，透湿量大于等于5000g/(m2·d)，耐水压大于等于50kPa。
在上述方案中，采用微孔膜作为医用防护织物的中间层，使得中间层可透过水蒸气，但能隔绝液态水，同时还可以阻隔外部细菌、病毒等物质，从而保证了医用防护织物的抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性等性能指标满足使用需求，同时利用微孔膜的物理过滤性能确保医用防护织物的耐洗涤特性，多次洗涤后仍可以实现对液态水及细菌、病毒等的有效阻隔作用。
进一步地，所述内层由化学纤维制成；
优选地，制成所述内层的化学纤维为涤纶长丝或锦纶长丝，优选为涤纶长丝；
更优地，所述涤纶长丝或锦纶长丝的纤度为20D～100D，优选为30D～75D。
进一步地，所述内层为化学纤维长丝制成的织物，其组织结构包括机织物或经编织物；
优选地，所述组织结构为机织平布或经编平布，优选为经编平布。
在上述方案中，所述内层用于保护作为中间层的微孔膜，从而在医用防护织物所制成的防护服被穿着和洗涤过程中，避免微孔膜与外界环境直接摩擦，保证了微孔膜的过滤效果，提高了医用防护织物的使用寿命。
进一步地，所述的面层、中间层和内层采用层压复合工艺进行复合以制成所述医用防护织物，复合所用胶体中含有紫外线吸收剂；
优选地，所述复合所用胶体为含有紫外线吸收剂的端异氰酸酯聚氨酯预聚体。
在上述方案中，面层与中间层之间，以及中间层与内层之间均填充有包含紫外线吸收剂的胶体，尤其是在面层与中间层之间，该紫外线吸收剂可以吸收透过面层的紫外线，在保证紫外线照射对医用防护织物的面层进行快速灭菌的同时，又能够保障紫外线不会透过医用防护织物，保护穿着防护服的人员免受紫外线伤害。
进一步地，所述的端异氰酸酯聚氨酯预聚体，也即湿气固化反应型聚氨酯热熔胶，其在 100℃时的粘度为10000mPa·s±3000mPa·s，开放时间大于等于500s，固化时间大于等于20h。
进一步地，所述的面层、中间层和内层用所述湿气固化反应型聚氨酯热熔胶进行层压复合，其中，采用点状涂布机施胶，复合后在相对湿度不低于65％的环境中进行固化，固化反应时长不小于24h。
本发明的另一目的是提供一种灭菌方法，应用于上述所述的可重复使用的医用防护织物，对所述医用防护织物进行紫外线照射灭菌，所用紫外线的波段至少包括150～300nm，其中波长为253.7nm且垂直50cm处的辐射强度在180μW/cm2以上，照射距离小于50cm，照射时间小于200s。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明中可重复使用的医用防护织物具有抗紫外、透湿、抗合成血液穿透、抗静电功能，可用于制成可重复使用医用防护服，利用医用防护织物的面层中纳米二氧化钛的光催化活性，以及医用防护织物较强的抗紫外特性，穿着该防护服的人员可在特定区域通过强紫外线照射方式在较短时间内，一般可在200s以内对防护服表面附着的细菌或病毒进行快速杀灭，缩短了紫外灭菌所需时长，大幅度减少将细菌或病毒带出防控区域的可能，避免喷淋消毒液造成的环境污染和人员伤害，并且能够减少脱防护服所需的时间，提高效率。
本发明中可重复使用的医用防护织物的抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性、表面抗湿性、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、抗静电性等各项性能指标均高于GB19082-2009 《医用一次性防护服技术要求》中对防护服的要求，且具有较高的防紫外线透过性能，UVA、 UVB、UVC透过率均小于1％，同时还具有较高的耐洗涤性能，可经受10次以上的洗涤和灭菌流程，且各项性能指标仍可以满足GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，洗涤20 次后织物的外观不发生明显变化且无明显脱层现象。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例采用如下方式制备可重复使用的医用防护织物：
1)制备面层：采用皮芯复合纺工艺制备75D涤纶长丝，令纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末组成的混合粉末分布于75D涤纶长丝的皮层中；其中，皮层的质量占比为40％，皮层中含有质量分数为3.5％的混合粉末，纳米二氧化钛粉末在混合粉末中的质量占比为60％，氧化锌粉末的质量占比为40％，纳米二氧化钛粉末的粒径范围在10～25nm，氧化锌粉末的粒径范围在15～30nm；涤纶长丝成型之后，对其进行常压等离子体表面微刻蚀处理；所得涤纶长丝制成具有机织平纹组织结构的面层；
2)中间层：采用PTFE膜，其厚度为40μm，孔径为0.05μm～0.10μm，孔隙率大于等于70％，透湿量大于等于7000g/(m2·d)，耐水压大于等于100kPa；
3)制备内层：40D涤纶长丝制成具有经编平布组织结构的内层；
4)面层、中间层及内层利用湿气固化反应型聚氨酯热熔胶进行层压复合，所用的湿气固化反应型聚氨酯热熔胶在100℃时的粘度为10000mPa·s±3000mPa·s，开放时间大于等于 500s，固化时间大于等于20h，采用点状涂布机施胶，复合后在相对湿度不低于65％的环境中进行固化，固化反应时长不小于24h，完成复合得到医用防护织物。
本实施例中制得的医用防护织物初始状态及洗涤20次后，至少在抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性、表面抗湿性、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、抗静电性这些性能指标上，均超过GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，利用该医用防护织物加工制成的防护服具有可重复使用特性。
穿着该防护服的人员可直接经过紫外消毒间对防护服表面进行紫外线照射快速灭菌，具体地，紫外消毒间由8支30W紫外灯形成光照灭菌系统，所照射紫外线的主波长为253.7nm，照射距离小于50cm，灭菌过程中人体所有外露部位采用防紫外装置进行遮挡，并通过活动照射及活动腿和手臂的方式避免死角，灭菌时间为180s。
实施例2
本实施例与上述实施例1的区别在于，用于制备面层的75D涤纶长丝中均匀分布质量分数为3.5％的纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末组成的混合粉末，其他参数及制备方式均与实施例1相同。
具体地，本实施例采用如下方式制备可重复使用的医用防护织物：
1)制备面层：采用皮芯复合纺工艺制备75D涤纶长丝，令纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末组成的混合粉末均匀分布于75D涤纶长丝中，纳米二氧化钛粉末在混合粉末中的质量占比为60％，氧化锌粉末的质量占比为40％，纳米二氧化钛粉末的粒径范围在10～25nm，氧化锌粉末的粒径范围在15～30nm；涤纶长丝成型之后，对其进行常压等离子体表面微刻蚀处理；所得涤纶长丝制成具有机织平纹组织结构的面层；
2)中间层：采用PTFE膜，其厚度为40μm，孔径为0.05μm～0.10μm，孔隙率大于等于70％，透湿量大于等于7000g/(m2·d)，耐水压大于等于100kPa；
3)制备内层：40D涤纶长丝制成具有经编平布组织结构的内层；
4)面层、中间层及内层利用湿气固化反应型聚氨酯热熔胶进行层压复合，所用的湿气固化反应型聚氨酯热熔胶在100℃时的粘度为10000mPa·s±3000mPa·s，开放时间大于等于 500s，固化时间大于等于20h，采用点状涂布机施胶，复合后在相对湿度不低于65％的环境中进行固化，固化反应时长不小于24h，完成复合得到医用防护织物。
本实施例中制得的医用防护织物初始状态及洗涤20次后，至少在抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性、表面抗湿性、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、抗静电性这些性能指标上，均超过GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，利用该医用防护织物加工制成的防护服具有可重复使用特性。
穿着该防护服的人员可直接经过紫外消毒间对防护服表面进行紫外线照射快速灭菌，具体地，紫外消毒间由8支30W紫外灯形成光照灭菌系统，所照射紫外线的主波长为253.7nm，照射距离小于50cm，灭菌过程中人体所有外露部位采用防紫外装置进行遮挡，并通过活动照射及活动腿和手臂的方式避免死角，灭菌时间为200s。
实施例3
本实施例采用如下方式制备可重复使用的医用防护织物：
1)制备面层：采用皮芯复合纺工艺制备100D涤纶长丝，令纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末组成的混合粉末分布于100D涤纶长丝的皮层中；其中，皮层的质量占比为50％，皮层中含有质量分数为4.0％的混合粉末，纳米二氧化钛粉末在混合粉末中的质量占比为50％，氧化锌粉末的质量占比为50％，纳米二氧化钛粉末的粒径范围在5～15nm，氧化锌粉末的粒径范围在15～25nm；涤纶长丝成型之后，对其进行常压等离子体表面微刻蚀处理；所得涤纶长丝制成具有机织平纹组织结构的面层；
2)中间层：采用透湿PU膜，其厚度为30μm，孔径为0.04μm～0.09μm，孔隙率大于等于50％，透湿量大于等于5000g/(m2·d)，耐水压大于等于60kPa；
3)制备内层：40D锦纶长丝制成具有经编平布组织结构的内层；
4)面层、中间层及内层利用湿气固化反应型聚氨酯热熔胶进行层压复合，所用的湿气固化反应型聚氨酯热熔胶在100℃时的粘度为10000mPa·s±3000mPa·s，开放时间大于等于 600s，固化时间大于等于18h，采用点状涂布机施胶，复合后在相对湿度不低于65％的环境中进行固化，固化反应时长不小于20h，完成复合得到医用防护织物。
本实施例中制得的医用防护织物初始状态及洗涤10次后，至少在抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性、表面抗湿性、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、抗静电性这些性能指标上，均超过GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，利用该医用防护织物加工制成的防护服具有可重复使用特性。
穿着该防护服的人员可直接经过紫外消毒间对防护服表面进行紫外线照射快速灭菌，具体地，紫外消毒间由8支30W紫外灯形成光照灭菌系统，所照射紫外线的主波长为253.7nm，照射距离小于50cm，灭菌过程中人体所有外露部位采用防紫外装置进行遮挡，并通过活动照射及活动腿和手臂的方式避免死角，灭菌时间为190s。
对比例1
采用如下方式制备医用防护织物：
1)制备面层：利用75D涤纶长丝制成具有机织平纹组织结构的面层，并利用含有二氧化钛和氧化锌的整理剂对面层进行整理；
2)中间层：采用PTFE膜，其厚度为40μm，孔径为0.05μm～0.10μm，孔隙率大于等于70％，透湿量大于等于7000g/(m2·d)，耐水压大于等于100kPa；
3)制备内层：40D涤纶长丝制成具有经编平布组织结构的内层；
4)面层、中间层及内层利用湿气固化反应型聚氨酯热熔胶进行层压复合，所用的湿气固化反应型聚氨酯热熔胶在100℃时的粘度为10000mPa·s±3000mPa·s，开放时间大于等于 500s，固化时间大于等于20h，采用点状涂布机施胶，复合后在相对湿度不低于65％的环境中进行固化，固化反应时长不小于24h，完成复合得到医用防护织物。
本实施例中制得的医用防护织物初始状态及洗涤5次后，至少在抗渗水性、透湿量、抗合成血液穿透性、表面抗湿性、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、抗静电性这些性能指标上，均超过GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》，利用该医用防护织物加工制成的防护服具有可重复使用特性。
穿着该防护服的人员可直接经过紫外消毒间对防护服表面进行紫外线照射快速灭菌，具体地，紫外消毒间由8支30W紫外灯形成光照灭菌系统，所照射紫外线的主波长为253.7nm，照射距离小于50cm，灭菌过程中人体所有外露部位采用防紫外装置进行遮挡，并通过活动照射及活动腿和手臂的方式避免死角，灭菌时间为200s。
试验例1
本试验例对比了本发明实施例所制备的医用防护织物与对比例1中制备的医用防护织物在可重复使用性能上的差异，结果如以下表1所示：
表1不同条件下医用防护织物的性能指标
Figure BDA0003714954870000101
需要说明的是，本试验例与后续试验例中，灭菌效率采用GB15981-1995《消毒与灭菌效果的评价方法与标准》进行评价。
由表1中的数据可以看出，采用本发明方案的实施例1-3中，所得医用防护织物在经过20次洗涤及紫外灭菌后，紫外灭菌效率和抗紫外线性能仅小幅度下降，且至少可重复使用10 次。而对比文件1中仅通过含有二氧化钛和氧化锌的整理剂对面层进行整理，所得医用防护织物，在经过20次洗涤及紫外灭菌后，紫外灭菌效率和抗紫外线性能均明显下降，其可重复使用次数最高仅为5次，远远低于本发明所得医用防护织物。
由此可见，本发明将纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末嵌入制成面层的化学纤维中，可实现更加持久的抗紫外和光催化作用，提高所得医用防护织物的耐洗涤性能，实现医用防护织物可洗涤后重复使用。但单纯进行表面整理时，随着洗涤次数的增加，表面附着的二氧化钛和氧化锌会从面层上脱落，造成医用防护织物的可重复使用性能较差。
试验例2
本试验例对实施例1和2中步骤1)所得的涤纶长丝进行了力学性能测试，测试结果发现，实施例2中所得的涤纶长丝，其断裂强力约为实施例1中涤纶长丝断裂强力的50％。同时，由以上表1中的数据也可以看出，实施例1中所制得的医用防护织物在紫外灭菌效率和抗紫外性能上都略高于实施例2中制得的医用防护织物。
由此可见，采用皮芯复合结构的化学纤维，并将纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末组成的金属氧化物粉末嵌入化学纤维的皮层中，在金属氧化物粉末总质量占比一定的情况下，可以提高化学纤维的力学性能，从而更容易纺丝及制备医用防护织物的面层，同时也在一定程度上提高了医用防护织物的紫外灭菌效率和抗紫外性能。
试验例3
本试验例用于考察制成面层的化学纤维中，纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末在皮层中的总质量占比对医用防护织物性能指标的影响，按照实施例1制备可重复使用的医用防护织物，仅改变其中混合粉末的质量分数，结果如以下表2所示：
表2金属氧化物粉末总质量占比对所得医用防护织物性能指标的影响
Figure BDA0003714954870000111
由以上试验数据可见，随着金属氧化物粉末总质量占比的提高，医用防护织物在紫外线下的灭菌性能逐渐提高，UV透过率逐渐降低，但化学纤维的断裂强力逐渐下降。当金属氧化物粉末总质量占比大于等于2％时，可达到不低于96.5％的180s紫外灭菌效率，以及不高于5.0％的UV透过率。为保证面层化学纤维具有足够的力学性能用于面层的制备，本发明将纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末在皮层中的总质量占比控制在2％～10％。
当金属氧化物粉末总质量占比上升至6％时，进一步提高该总质量占比对医用防护织物的紫外灭菌效率和抗紫外性能的提升不太明显，同时金属氧化物粉末总质量占比小于等于6％时，化学纤维的断裂强力高于3.0cN/dtex。因此本发明中纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末在皮层中的总质量占比优选控制在2％～6％。
当金属氧化物粉末总质量占比大于等于4％时，可达到不低于99.8％的180s紫外灭菌效率，以及低于1％的UV透过率，因而更优将纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末在皮层中的总质量占比优选控制在4％～6％。
试验例4
本试验例用于考察制成面层的化学纤维中，纳米二氧化钛粉末与氧化锌粉末的质量比对医用防护织物性能指标的影响，按照实施例1制备可重复使用的医用防护织物，仅改变混合粉末中纳米二氧化钛粉末的质量占比，结果如以下表3所示：
表3纳米二氧化钛粉末质量占比对所得医用防护织物性能指标的影响
质量占比(％) 180s紫外灭菌效率(％) UV透过率(％)
40 ≥96.1 ≤0.5
50 ≥96.5 ≤0.6
60 ≥99.9 ≤0.6
70 ≥99.8 ≤1.0
80 ≥98.2 ≤1.1
90 ≥97.0 ≤1.0
由以上试验数据可见，将混合粉末(也即金属氧化物粉末)中纳米二氧化钛粉末的质量占比控制为50％～90％，可实现不低于96.5％的180s紫外灭菌效率，以及不高于1.1％的UV 透过率。当纳米二氧化钛粉末的质量占比为60％～80％时，180s紫外灭菌效率高于98％，进一步将纳米二氧化钛粉末的质量占比控制为60％～70％时，可控制UV透过率进一步下降至不高于1.0％。因此，本发明的方案中，纳米二氧化钛粉末在金属氧化物粉末中的质量占比为 50％～90％，优选为60％～80％，更优为60％～70％。
试验例5
本试验例用于考察制成面层的化学纤维中，皮层的质量占比对医用防护织物性能指标的影响，按照实施例1制备可重复使用的医用防护织物，仅改变75D涤纶长丝中皮层的质量占比，结果如以下表4所示：
表4皮层质量占比对所得医用防护织物性能指标的影响
Figure BDA0003714954870000121
由以上试验数据可见，将皮层的质量占比控制为20％～50％，可实现不低于98％的180s 紫外灭菌效率，以及不高于1.0％的UV透过率。当皮层的质量占比为25％～40％时，180s紫外灭菌效率可进一步提高至不低于99.5％，UV透过率进一步下降至不高于0.9％。因此，本发明的方案中，控制面层的化学纤维中，皮层的质量占比为20％～50％，优选为25％～40％。
试验例6
本试验例用于考察制成面层的化学纤维中，氧化锌粉末的粒径对医用防护织物抗紫外特性的影响，按照实施例1制备可重复使用的医用防护织物，仅改变混合粉末中氧化锌粉末的粒径范围，结果如以下表5所示：
表5氧化锌粉末粒径对所得医用防护织物抗紫外特性的影响
粒径范围(nm) UV透过率(％)
5～10 ≤1.2
10～15 ≤1.0
15～30 ≤0.7
30～40 ≤0.5
40～60 ≤0.5
60～80 ≤0.6
由以上试验数据可见，将氧化锌粉末的粒径控制在10～80nm，所得医用防护织物的UV 透过率不高于1.0％，且当氧化锌粉末的粒径超过60nm时，UV透过率出现上升趋势，进而医用防护织物的抗紫外性能发生下降。因此，本发明中选用粒径范围为10～60nm的氧化锌粉末。
进一步地，将氧化锌粉末的粒径控制在15～60nm，相应的UV透过率可达到不高于0.7％，进一步控制氧化锌粉末的粒径在30～60nm之间，UV透过率可降低至不高于0.5％。因此，本发明中氧化锌粉末的粒径优选为15～60nm，更优为30～60nm。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可重复使用的医用防护织物，其特征在于，包括依次设置的面层、中间层和内层；所述面层由内部分散有金属氧化物粉末的化学纤维制成，所述的金属氧化物粉末包括纳米二氧化钛粉末和氧化锌粉末。
2.根据权利要求1所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，制成所述面层的化学纤维中，所述金属氧化物粉末的质量占比为2％～10％，优选为2％～5％；
或者，制成所述面层的化学纤维具有皮芯复合结构，所述金属氧化物粉末分布在化学纤维的皮层中，且在所述皮层中的质量占比为2％～10％，优选为2％～6％，更优为4％～6％；
优选地，所述化学纤维的皮层在化学纤维中的质量占比为20％～50％，优选为25％～40％。
3.根据权利要求2所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述金属氧化物粉末中，纳米二氧化钛粉末的质量占比为50％～90％，优选为60％～80％，更优为60％～70％。
4.根据权利要求2或3所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为5～100nm，优选为5～30nm；
所述氧化锌粉末的粒径为10～60nm，优选为15～60nm，更优为30～60nm。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，制成所述面层的化学纤维为涤纶长丝或锦纶长丝，优选为涤纶长丝；
优选地，所述涤纶长丝或锦纶长丝的纤度为40D～300D，优选为50D～150D。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述面层表面附着有整理剂，所述整理剂中含有二氧化钛和/或氧化锌。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述中间层包括微孔膜；
优选地，所述微孔膜为PTFE膜、TPU膜和PU膜中的一种或多种形成的复合膜；
优选地，所述微孔膜的厚度为20μm～60μm，孔径为0.02μm～0.10μm，孔隙率大于等于50％，透湿量大于等于5000g/(m2·d)，耐水压大于等于50kPa。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述内层由化学纤维制成；
优选地，制成所述内层的化学纤维为涤纶长丝或锦纶长丝，优选为涤纶长丝；
更优地，所述涤纶长丝或锦纶长丝的纤度为20D～100D，优选为30D～75D。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，所述的面层、中间层和内层采用层压复合工艺进行复合以制成所述医用防护织物，复合所用胶体中含有紫外线吸收剂；
优选地，所述复合所用胶体为含有紫外线吸收剂的端异氰酸酯聚氨酯预聚体。
10.一种灭菌方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的可重复使用的医用防护织物，其特征在于，对所述医用防护织物进行紫外线照射灭菌，所用紫外线的波段至少包括150～300nm，其中波长为253.7nm且垂直50cm处的辐射强度在180μW/cm2以上，照射距离小于50cm，照射时间小于200s。
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