CN115697116A - 呼吸口罩及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种呼吸口罩，该口罩包括织物口罩本体(1)以及用于将口罩本体保持于用户面部的一个或多个保持条带(3)，口罩本体由具有纬纱和经纱的编织织物制成，纬纱和经纱具有包括在10至1100旦之间的支数，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间，其中，本体的至少一部分设有拒液性交联聚合物。

Description

呼吸口罩及其制造方法
技术领域
本发明涉及呼吸口罩及其生产方法。更具体地，本发明涉及一种戴在脸上的防护口罩。本发明还涉及一种生产这种口罩的方法。
背景技术
个人呼吸口罩，也称为“面罩”或“过滤面罩”，是用于保护佩戴者的呼吸系统免受空气中颗粒物侵害的防护装置。面罩实际上是戴在用户的鼻子和嘴巴上，以保护他免受悬浮在空气中的不希望的物质的伤害。在一些实施例中(即没有让呼吸离开口罩的阀的那些实施例)，口罩还充当过滤器以防止或减少悬浮在用户呼吸中的任何颗粒的泄漏，以保护其它人免受佩戴口罩的人的可能感染。已知的口罩典型地由两种形式的非编织织物制成：杯形形状或平坦形状，其中非编织织物部分地折叠到自身上，以在佩戴时能够适应面部形状。一种平坦口罩被称为“外科手术口罩”。由编织织物制成的平坦口罩也是已知的。
口罩需要优选地弹性材料的条带或带子的存在，这些条带或带子通常以环的形式绕过用户的耳朵或用户的头部，以将口罩保持在用户脸上的期望位置。条带或等效的保持装置通常单独地制造并借助诸如缝合、胶合、超声波焊接、钉合或本领域技术人员公知的其它方式附连于口罩的本体。防护装置也是已知的，其中保持装置是附连于口罩本体的折叠部分的弹性材料环。
上述所谓的外科手术型平坦口罩的生产通常使用自动机器进行，这些机器在线执行所有或几乎所有必要的操作，诸如切割和折叠非编织织物部分、焊接或以其它方式约束将口罩本体保持在用户脸上的弹性条带，并将金属条带附连至口罩的顶侧。
面罩典型地还需要存在一条可塑性弯曲的材料，通常是金属条，它位于口罩的上边缘处，即口罩的侧部处，在佩戴口罩时横向悬置在用户的鼻梁之上。这种所谓的“鼻夹”实际上可以由任何材料制成，只要它可以很容易地弯曲成适合以后鼻梁的形状，以改善口罩的气密性即可。
已知非编织织物口罩的一个问题是它们通常只能使用一次并且它们难以消毒。这个问题导致每次更换口罩时成本增加，并导致待处理的特殊废物的质量增加。
编织织物口罩是已知的。编织织物口罩比非编织织物口罩更贵，但编织织物口罩可以清洗或以其它方式消毒以多次使用。然而，符合相关安全标准(例如EN 14683中提供的一项或多项要求)的编织口罩在洗涤后通常会失去其符合标准的特性。因此，编织口罩的问题是它们的“外科手术等级”在洗涤后会丢失。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题。更具体地，本发明的目的是提供一种面部防护口罩，该口罩由编织织物制成，且同时制造成本低廉，并且可以多次清洗而仍确保符合相关的安全标准。本发明的另一个目的是提供一种用编织织物制造防护口罩的廉价方法。
这些和其它目的通过根据所附独立权利要求的涉及呼吸口罩和相关生产方法的本发明来达到。在从属权利要求中记载了优选的方面。
根据一方面，呼吸口罩包括口罩织物本体和用于将口罩本体保持到用户面部的保持条带。口罩本体由具有纬纱和经纱的编织织物制成，纬纱和经纱的支数包括在10至1100旦(den)之间(即NE 4.8至531之间)，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间。口罩本体的织物的至少一部分设有拒液性交联聚合物。
拒液性交联聚合物对至少一种液体具有拒斥性。对于目前的情况，拒液性交联聚合物对至少水是拒斥的。更优选地，拒液性组合物对至少水、油和离子液体是拒斥的。甚至更优选地，拒液性交联聚合物对基本上所有的液体都是拒斥的。
拒液性交联聚合物优选地至少位于口罩的外表面和内表面上。换言之，口罩的本体具有第一外面和第二内面。当用户佩戴口罩时，本体的第一外面是口罩的外部可见侧。本体的第二内面是当用户佩戴口罩时口罩面向用户皮肤(例如，嘴和鼻子)的一侧。优选地，口罩的本体在第一面和第二面以及在其整个厚度上、即在其至少部分厚度上，优选在本体的两个面之间在织物的整个厚度上、即贯穿口罩的本体的第一面和第二面之间的整个厚度上都设置有拒液性交联聚合物。
由具有上述特征的织物本体制成并带有拒液性交联聚合物的口罩易于生产，并且即使经过多次洗涤也能满足公认标准的要求；例如，口罩符合上述标准(口罩为“外科手术级”)，最多可清洗15次。这种洗涤可以在40°至90℃之间的温度下进行，优选地在60℃－90℃之间。一些公认的要求的示例例如存在于EN 14683中。
根据优选的方面，经纱和纬纱的支数包括在20至600旦之间，更优选地在50至400旦之间，甚至更优选地在80至250旦之间。经纱密度优选地包括在50至100根经纱/cm之间，而纬纱密度优选地包括在20至40根纬纱/cm之间。
经纱和纬纱可以是弹性的或非弹性的，包括短纤维(优选从天然纤维获得)或人造(典型地是聚合物)纤维。关于包括短纤维的纱线，这些纱线可以是100％的短纤维。它们还可以包含其它纤维，例如，纱线可以是包芯纱，优选地包括芯和皮(sheath)的纱线，例如短纤维的皮。芯可由弹性体纤维或非弹性体纤维或两者的混合物组成，即芯包括弹性体纤维和非弹性体纤维两者。弹性体纤维典型地是连续纤维，即长丝。
可以用作芯的弹性体纱线在本领域中是已知的，并且例如在ASTM D3107中定义。示例性弹性体芯包含一根或多根弹性纤维长丝。
在这两种情况下(即100％短纤维或短纤维+其它部件)，纱线的总支数优选在NE 5至NE 80之间，更优选地在NE 20至60之间。如果使用弹性体芯，则弹性体芯的计数优选在5至900旦之间，更优选地在10至300旦之间。
根据不同的可能实施例，经纱和/或纬纱包括由人造纤维组成的纱线，典型地是具有包括在10至1000旦之间、优选在20至600旦之间的支数的长丝(即连续纤维)。
由人造纤维制成的纱线可以包括弹性纤维，典型地是一种或多种弹性体长丝或纱线，例如弹性纤维。可以使用各种人造非弹性纤维，诸如PP、PBT、T400、Dyeneema纤维，以及聚酯或聚酰胺纤维。弹性体长丝的总支数在5至900之间，优选地在10至300之间，更优选地在20至200之间。
弹性体纤维和非弹性体纤维(典型地是两种长丝，即连续纤维)能够以已知方式联接，例如交织加捻等，以提供可用作本发明的经纱和/或纬纱的复合纱。然而，在可能的实施例中，来自人造纤维的纱线也可以是100％非弹性的。
本体优选地由重量包括在60至500g/m2(克/平方米)之间、优选地在110至300g/m2之间的编织织物制成。所提及的重量值是指设有拒液性交联聚合物的织物的重量，即指在该织物设有包括至少一种可交联聚合物和一种交联剂的水性组合物之后的织物的重量，水性组合物是干燥的，并且优选地是固化的。在实施例中，根据ASTM D0737，本体的编织织物优选地具有30至800mm/s(毫米/秒)、优选地50至300mm/s、甚至更优选地90至200mm/s的透气率。提及的透气率值是指设有拒液性交联聚合物的织物的重量，即指在织物设有干燥且优选地固化的上述水性组合物之后的织物的重量。
根据可能的实施例，弹性织物可以用于本体。优选的弹性织物沿经纱方向和/或纬纱方向(优选地沿纬纱方向)具有包括在10至60％之间、更优选地30至50％之间、甚至更优选地35至45％之间的可拉伸性(即伸长率)。根据ASTM D3107在3次家庭洗涤后测量伸长率(如ISO 6330:2012 6N中所定义，其中，6N公开了洗涤程序)。根据本说明书，根据ASTMD3107使用3磅的重物进行测量，并将重物施加到织物30分钟。
可拉伸性为口罩提供舒适性，即它允许口罩适应不同用户的面部，即适应不同尺寸的面部。在替代的可能实施例中，本体的织物可以是无弹性的或基本上无弹性的(即基本上不可拉伸，根据ASTM D3107具有等于或接近0％的拉伸)。示例性非弹性体织物可不含弹性纤维。
为了提供舒适感，编织织物可以设有褶皱。设有褶皱的可能实施例使用包芯纱，包芯纱具有人造纤维的芯和短纤维(通常是天然纤维)的皮。具体地，在织物的热处理期间(例如在洗涤、固化、预缩等期间)，芯可发生塑性变形，从而为最终织物提供褶皱。褶皱可以用于弹性和非弹性织物。
最终织物(预缩后)沿经纬方向的洗涤尺寸稳定性在-12％至0％之间，更优选地在-8％至0％之间，甚至更优选地在-5％至0％之间。根据ISO3759:2011，在3次家庭洗涤后测量的尺寸稳定性(如ISO 6330:2012 6N中所定义，其中，6N公开了洗涤程序)。根据一个可能的方面，可将可塑性弯曲、可延展的材料条施加至本体。优选地弹性的保持条带附连于本体。它们可以与本体的编织织物一起生产(即作为共同未决申请EP 20170451.7中公开的与本体相同的机织织物的一部分)，或者可以单独生产并随后连结(例如胶合、缝合等)至本体。
在优选实施例中，织物在口罩本体的不同区域包括具有不同弹性的纬纱，以使口罩能够适应和贴合佩戴者的面部。纬纱根据织物构造进行编织以改进编织织物的贴合性能。示例性合适的织物织法可以是缎纹、平纹、斜纹、双面、巴拿马(Panama)、罗纹、混合多臂(Mixed Dobby)织法中的任何一种。
优选实施例具有带有以下特征的本体：
－经纱：支数在NE 20至NE 40之间的短纤维纱线
－纬纱：总支数在NE 20至NE 40之间的弹性芯+短纤维皮
－织物重量(3次家庭洗涤后)：在110至300g/m2(克/平方米)之间
－经纱密度：在50至100根经纱/cm之间
－纬纱密度：在20至40根纬纱/cm之间
本发明的编织口罩由已知的织机制造，优选地是提花机和多臂机。本发明的目的是一种口罩生产方法，其中，口罩织物的本体由经纱和纬纱编织而成，在本体上设置保持条带，本体至少部分地设有拒液性交联聚合物。
在织机上获得的织物可以包括在织物中彼此相邻的多个本体；因此，它们一起生产的数量取决于织机中织布机的宽度和开口罩的尺寸。在所需的修整步骤之后，织物被切割成用于不同的口罩的单独本体。根据生产和切割，本体可能已经提供有保持条带，或者保持条带可由不同的工艺(或从获得本体的织物的不同部分)获得，然后连接于相关的本体。
如上所述，本发明的口罩本体的织物的至少一部分设有拒液性交联聚合物。
根据实施例，口罩上的拒液性交联聚合物包括至少一种或多种拒液剂(即，拒液性聚合物)、一种或多种交联剂和可选的一种或多种润湿剂。换言之，口罩上的交联聚合物可以是薄膜的形式，除了拒液剂(即，拒液聚合物)和适合于交联这种拒液剂的交联剂之外，还包括另外的组分，诸如例如润湿剂。
根据实施例，拒液剂的量(在干燥的成品织物中)为织物的0.5－10g/m2之间，优选地织物的1－9g/m2之间，更优选地织物的3－7g/m2之间。
如本文所用，术语“拒液剂”是指适合于赋予基材例如织物至少拒液特征的试剂(即聚合物)。优选地，拒液剂，即拒液聚合物是含氟聚合物，更优选地是C4－C6含氟聚合物。根据实施例，拒液剂选自C6基碳含氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物、无氟蜡、石蜡基产品、脂肪酸衍生物、改性蜡、纳米级表面结构树枝状聚合物、超支化聚合物和/或树枝状大分子、具有疏水端基的树枝状大分子、硅基乳液、硅乳液和催化剂、反应性硅氧烷基体系及其混合物。优选地，试剂选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物。
根据实施例，在最终的干燥织物中，交联剂的量为织物的0.1－5g/m2之间，优选地织物的0.5－3g/m2之间，更优选地织物的1－2g/m2之间。
交联剂有助于拒液剂具体地附着至织物，即附着至口罩的本体。具体地，交联剂允许拒液性聚合物分子之间的交联以及拒液性聚合物分子与织物的交联。这使得本发明的口罩即使在高达90℃的温度下也可以洗涤多次，而不损害其特征。根据实施例，交联剂选自丙烯酸类聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、封端异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物。
根据实施例，每平方米干燥织物的润湿剂的量在织物的0.001－0.2g/m2之间的范围中，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间的范围中，更优选地在织物的0.01－0.05g/m2之间的范围中。
根据实施例，润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂。
可选地，织物上的交联聚合物，例如织物上的交联聚合物薄膜还可以包含抗微生物剂。抗微生物剂的量可以在0.002－0.3g/m2织物之间，优选地在0.005－0.1g/m2织物之间，更优选地在0.01－0.05g/m2织物之间。
根据实施例，抗微生物剂选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、n－卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。
本发明允许生产可以清洗并且可以经受住多次家庭洗涤的呼吸口罩。换言之，本发明允许生产一种口罩，该口罩包括交联的拒液剂，即交联的拒液聚合物，它可以家庭洗涤数次，同时保持基本上相同的拒液性和用户保护特性。具体地，即使在高达90℃，具体是在40℃至90℃或60°至90°的范围内，至少15次家庭洗涤后，外科级口罩仍能维持其特性基本上不变。当口罩本体由在其两侧提供有拒液性交联聚合物的织物制成时尤其如此。例如，可以通过浸轧将包含拒液性聚合物和交联剂的水性组合物提供给织物。然后将织物干燥并优选地固化，从而将干燥的交联聚合物提供给织物。当通过浸轧或浸渍将水性组合物提供给织物时，水性组合物渗透到织物中，使得在干燥并优选地固化后，获得在其两侧以及在织物的至少一部分(即，织物的厚度)的内部提供有拒液性交联聚合物的织物。不受具体解释的束缚，本文假设当织物，即口罩本体在其两侧以及通过其至少部分厚度提供有水性拒液性组合物时，拒液性交联聚合物不仅设置织物的两侧表面，而且还设置于织物内部，使得口罩可以多次洗涤而不基本上失去其特性，从而即使经过几次家庭洗涤也符合相关要求(EN14683中存在示例性要求)。
本发明的另一个目的是根据所附方法独立权利要求的用于生产呼吸口罩的方法，包括以下步骤：
a.提供具有纬纱和经纱的织造织物，纬纱和经纱的支数包括在10至1100旦之间(即NE 4.8和531之间)，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间；
b.为所述编织织物的至少一部分提供水性拒液性组合物，干燥并优选地固化，以获得处理过的干燥织物；
c.对b点处理过的织物进行预缩，
d.将所述干燥织物加工成口罩。
根据实施例，水性拒液性交联聚合物包括至少一种或多种拒液剂(即，拒液性聚合物)、一种或多种交联剂、可选的一种或多种润湿剂以及可选地一种或多种抗微生物剂。根据一方面，拒液性组合物是水性组合物，即包括水并且不含或基本上不含添加的溶剂的组合物。
根据实施例，在水性组合物中的拒液剂的量为20－300g/l(克/升)，优选地90－200g/l，更优选地110－150g/l。
根据实施例，拒液剂是选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物的聚合物。其它合适的拒液剂可以选自无氟蜡、石蜡基产品、脂肪酸衍生物、改性蜡、纳米级表面结构树枝状聚合物、超支化聚合物和/或树枝状大分子、具有疏水端基的树枝状大分子、硅基乳液、硅乳液和催化剂、反应性硅氧烷基体系及其混合物。优选地，拒液性聚合物选自C4－C6碳氟化合物。例如，商业产品“Nuva N EE6”(昂高(Archroma))，即碳氟化合物，是适合在本发明中用作拒液剂的示例性产品。商业产品“Phobol NB－NH”(猎人(Huntsman))和“Nuva N2155”(昂高)是适用于本发明作为拒液剂的其它示例性产品。
根据实施例，在水性组合物中的交联剂的量在2－50g/l，优选地5－40g/l，更优选地10－30g/l之间。
根据实施例，交联剂选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、封端异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物组成的组。例如，商业产品“ArkophobDan”(昂高)是适合在本发明中用作交联剂的产品。
根据实施例，在水性组合物中的润湿剂的量在0.2－5g/l，优选地0.5－4g/l，更优选地1－3g/l之间。
根据实施例，润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂及其混合物。例如，商业产品“Fluowet UD”(昂高)是适合在本发明中用作润湿剂的示例性产品。
根据实施例，在水性组合物中的抗微生物剂的量在1－30g/l，优选地5－20g/l，更优选地10－15g/l之间。
根据实施例，抗微生物剂选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、n－卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。例如，商业产品“Sanitized T 11－15“(SpecialChem)是适合在本发明中用作抗微生物剂的示例性产品。商业产品“Silvadur930Flex”(Dow Chemical Company)和“Pulcraquat TX”(Pulcra Kimya Sanayi veTicaret A.
Figure BDA0003973113630000091
)是适合在本发明中用作抗微生物剂的其它示例性产品。
根据实施例，水性组合物以及在最终织物上包含交联聚合物的干混合物还可以包括香料和/或精油。合适的香料和精油本身是本领域已知的。
根据实施例，水性组合物的pH可以在4－7之间，优选地在约4.5至约6之间。
水性组合物可以通过已知方法制备。例如，它可以通过混合不同的组分来生产。根据实施例，可以提供组分并混合在一起以获得水性组合物。根据实施例，可以在混合期间顺序地提供两种或更多种组分。如果需要，可以使用例如乙酸来调节pH。
根据实施例，在提供水性拒液剂组合物之前，织物可以在织物的两侧进行烧毛并进行氧化退浆和漂白的组合，然后洗涤和干燥。这样的步骤可根据本领域已知的技术来执行。
可以根据本领域本身已知的技术将水性组合物施加至织物。例如，根据实施例，可以通过浸轧或喷涂或通过排气法将组合物提供给织物。优选地，该组合物通过浸轧施加至织物。
浸轧是在纺织品领域的本领域中本身已知的技术。通常，浸轧工艺包括用含水组合物浸渍织物的步骤；浸渍织物在至少两个辊之间通过，使得浸渍织物受到两个辊的按压，使得浸渍织物受到挤压并移除多余的组合物。随后，织物可以被干燥和固化。
根据实施例，浸轧在20－35℃、优选地23－28℃的温度下进行。换言之，在20－35℃、优选地23－28℃的温度下将水性拒液性组合物提供给织物。
根据实施例，提供有组合物的织物在100℃至150℃、优选地120℃至140℃的温度下干燥。
根据实施例，织物在150℃至220℃、优选地170℃至200℃的温度下固化优选地30秒至180秒、优选地40秒至140秒的时间。
可以根据本领域已知的技术进行干燥和可选地固化。例如，可以使用拉幅机进行干燥和固化。
不受具体科学解释的束缚，已经观察到干燥和固化步骤的高温，例如在170－200℃之间进行的固化步骤，允许织物中/上的来自浸轧溶液(即从拒液性组合物)的挥发性化学物质从织物中移除。因此，组合物的主要非挥发性化合物以拒液性交联聚合物的形式保留在织物上。这种交联聚合物使口罩能够满足公认标准的要求，诸如EN 14683中讨论的一项或多项要求，即使在高达90℃的温度下进行15次家庭洗涤后，例如，口罩在高达90℃的温度下最多可清洗15次符合上述标准(口罩为“外科级别”)。例如在佩戴口罩时，甚至在多次洗涤之后，具有拒液性交联聚合物的织物可以安全地接触用户的皮肤。
根据实施例，干燥的织物经历预缩步骤。预缩步骤可根据本领域已知的技术来执行。
本发明的实施例还涉及一种医用纺织品，优选地医用长袍，其至少部分地由根据上述一个或多个方面的编织织物制成，并且设有根据上述一个或多个方面的拒液性交联聚合物。
医疗制品的优选实施例因此包括具有纬纱和经纱的织物，纬纱和经纱的支数包括在10和1100旦之间，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间。织物的至少一部分设有拒液性交联聚合物。
如上所述，拒液性交联聚合物至少提供在制品织物的第一面和第二面(与第一面相对)上，优选地还穿过织物的至少一部分厚度。
优选地，在上述医疗制品的编织织物中，经纱和/或纬纱包括含有短纤维的纱线，支数在NE 5和NE 80之间，优选地在NE 20和NE 60之间。
此外/可选地，可以使用包括短纤维的纱线，其包括弹性体芯和短纤维皮，弹性体芯的支数在5和900旦之间，优选地在10至300旦之间，更优选地20至200旦之间。
用于医疗制品的机织织物可以包括由人造纤维组成的经纱和/或纬纱，其支数在10至1000旦之间、优选地在20至600旦之间。在这些纱线中，弹性体长丝的总支数优选地在5至900旦之间，优选地在10至300旦之间，更优选地在20至200旦之间。
根据优选的实施例，用于医疗制品的织物是编织织物，其重量在60至500g/m2之间，优选地在110至300g/m2之间，该重量涉及设有拒液性交联聚合物的织物。
根据ASTM D0737，用于医疗制品的织物的透气率优选地为30至800mm/s，优选地为50至300mm/s，甚至更优选地为90至200mm/s，该透气率涉及设有拒液性交联聚合物的织物。
根据优选的方面，织物甚至在洗涤10次之后，更优选地甚至在洗涤15次之后仍保持上述值。换言之，织物即使在洗涤10次之后，优选地甚至在洗涤15次之后具有根据ASTMD0737的落在上述公开范围内的透气率。所提及的洗涤可以在40°至90℃之间的温度下进行，优选地在60℃－90℃之间。一些公认的要求的示例例如存在于EN 14683中。
根据优选的方面，考虑到在第一次洗涤之后测量的透气率的第一值v1和在第15次洗涤之后测量的透气率的第二值v2，第二值比第一值大不到30％(即v2≤1.3*v1)，更优选地比第二值大不到20％(即v2≤1.2*v1)。
在可能的实施例中，值v2包括在值v1的1.05至1.3倍之间，更优选地在值v1的1.07至1.2倍之间。
根据可能的实施例，医疗制品的织物由编织织物制成，根据ASTM D3107，其在3次家庭洗涤后沿经纱和/或纬纱方向的伸长率在10％至60％之间，优选地在30％至50％之间，甚至更优选地在35％至45％之间。
优选地，用于医疗制品的拒液性交联聚合物包括至少一种或多种拒液性聚合物、一种或多种交联剂和可选的一种或多种润湿剂。
具体地，拒液性聚合物的量可以在织物的0.5－10g/m2之间，优选地织物的1－9g/m2之间，更优选地织物的3－7g/m2之间。
在医疗制品的优选实施例中，拒液性聚合物是优选地选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物的含氟聚合物。交联剂的量优选地在织物的0.1－5g/m2之间，优选地在织物的0.5－3g/m2之间，更优选地在织物的1－2g/m2之间，交联剂选自丙烯酸聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、嵌段异氰酸酯、多异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物。
对于医疗制品，润湿剂的量优选地在织物的0.001－0.2g/m2之间，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间，更优选地在织物的0.01－0.05g/m2之间，润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂。
优选地，用于医疗制品的交联聚合物还包含抗微生物剂，其量优选地在0.002－0.3g/m2织物之间，优选地在0.005－0.1g/m2织物之间，更优选地在0.01－0.05g/m2织物之间，抗微生物剂选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、正卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。
附图说明
现在将参考以下示意性和示例性、非限制性附图公开本发明，其中：
图1是根据本发明的口罩在使用状态下的示意图；
图2是制作图1的口罩的本体的织物的放大示意图。
图3是制作图1的口罩的本体的替代示例性织物的放大示意图。
图4是根据本发明的织物的替代实施例的重复单元的示意图。
具体实施方式
参见附图，口罩M包括口罩本体1，口罩本体由包括经纱11和纬纱12的编织织物10制成。编织织物10优选地为单层织物。
纬纱和经纱11、12的支数在10至1100旦之间，优选地在20至600旦之间，更优选地在50至400旦之间，甚至更优选地在80至250旦之间。
经纱11和/或纬纱12可以是弹性的或非弹性的。换言之，经纱和/或纬纱可包括弹性体纤维13(典型地为长丝)和非弹性体纤维14，或由非弹性体纤维14组成。非弹性体纤维可以是短纤维，典型地是天然纤维。典型地是连续长丝的人造纤维也能够以不同的方式使用。当经纱和/或纬纱包括弹性体纤维13、13’(典型地为长丝)时，每根纱线可包含一根或多根弹性体长丝。例如，在图2的示例性织物中，每根经纱包括两根弹性体纤维13作为纱芯。在图3的示例性织物中，每根经纱包括一根弹性体纤维13作为纱芯。
包括短纤维的纬纱和/或经纱11、12优选地具有NE 5至NE 80之间，更优选地NE 20至NE 60之间的总支数。如果使用包芯纱，则芯的总支数优选地在5至900旦之间，优选地在10至300旦之间，甚至更优选地在20至200旦之间。如所提及的，芯可以包括弹性体和/或非弹性体纤维。在一些实施例中，芯可以仅由弹性纤维组成，而替代选实施例设有由非弹性纤维组成的芯。
如上所述，根据不同的可能实施例，经纱和/或纬纱11、12包括由人造纤维组成的纱线，典型地是具有包括在10至1000旦之间、优选在20至600旦之间的支数的长丝(即连续纤维)。
如前所述，由人造纤维制成的纱线可以是100％非弹性体的，或者它们可以包括弹性体纤维13。优选的弹性体纤维是弹性体长丝或纱线，例如弹性纤维。可以使用各种人造非弹性纤维，诸如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、弹性多酯(例如T400)、迪尼玛纤维，或者通常还有聚酯或聚酰胺纤维。如果存在，则弹性体纤维13的总支数在5至900旦之间，更优选地在10至300旦之间，甚至更优选地在20至200旦之间。
弹性体纤维和非弹性体人造纤维(典型地两种都是长丝，即连续纤维)能够以已知方式联接，例如交织加捻等，以提供可用作织物10中的经纱11和/或纬纱12的复合纱。
独立于经纱11和纬纱12的种类，经纱密度在14－130根经纱/cm之间并且纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间。经纱密度的优选值包括在50至100根经纱/cm之间。纬纱密度的优选值包括在20至40根纬纱/cm之间。
在各实施例中，织物具有支数为NE 30至NE 60的棉的非弹性经纱，以及具有支数为NE 25至NE 40的弹性纬纱(典型地为包芯纱，具有弹性体芯和棉皮)。典型的织物组合物是98.32％的棉和1.68％的弹性纤维。
提供有拒液性交联聚合物的编织织物10优选地具有包括在60至500g/m2之间、优选地包括在110至300g/m2之间的重量。
此外，根据ASTM D0737，本体1的设有拒液性交联聚合物的的编织织物10优选地具有30至800mm/s、优选地50至300mm/s、甚至更优选地90至200mm/s的透气率。
本体1的编织织物10可以是可拉伸的或基本上不可拉伸的。当织物10是可拉伸的时，本体的编织织物的沿经纱方向和/或纬纱方向(优选地沿纬纱方向)可拉伸性(即伸长率)优选地包括在10－60％之间、更优选地30至50％、甚至更优选地35至45％。在3次家庭洗涤后(如ISO 6330中定义)，伸长率根据ASTM D3107测量。具体地，根据ASTM D3107，在3次家庭洗涤后，使用施加至织物30分钟的3磅的重量来测量伸长率(如ISO 6330:2012 6N中所定义，其中，6N公开了洗涤程序)。如上所述，3次家庭洗涤后的尺寸稳定性在－12％至0％之间，更优选地在－8％至0％之间，甚至更优选地在－5％至0％之间，并且根据ISO 3759:2011测量。
用于织物10的优选织法是缎纹、平纹、斜纹、双面、巴拿马、罗纹、混合多臂织法。在图1中示出了3/1斜纹织物。优选的实施例是斜纹织物(例如3/1斜纹织物)和缎纹织物(例如4/1缎纹织物)。在图2中示出了3/1斜纹织物，而图4中示出了4/1缎纹织物。更优选的实施例是4/1缎纹织物，其中，经纱和/或纬纱是包芯纱，其具有包括弹性体长丝的芯和覆盖芯的皮，例如，无弹性短纤维或无弹性长丝的皮。
根据可能的方面，提供了形成所谓的“鼻夹”的可塑性可弯曲材料的条带2。口罩M还设有由织物10或不同材料制成的一个或多个保持条带3。一个或多个保持条带3优选地是弹性的，以将口罩M保持在用户U身上的正确位置。
本体1的织物的至少一部分(即织物10的至少一部分)设有拒液性交联聚合物。优选地，本体1至少在外侧和内侧均设置有拒液性交联聚合物。因此，当用户U佩戴口罩M时，本体的第一外侧是口罩M的外部可见侧。本体1的内侧是当用户U佩戴口罩M时口罩M面向用户U皮肤(例如，嘴和鼻子)的一侧。
根据一方面，拒液性交联聚合物包括至少一种或多种拒液剂、一种或多种交联剂和可选地一种或多种润湿剂。
在干燥织物中，拒液剂的量可以在织物的0.5－10g/m2之间，优选地织物的1－9g/m2之间，更优选地织物的3－7g/m2之间。
优选地，拒液剂选自C6基碳含氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物、无氟蜡、石蜡基产品、脂肪酸衍生物、改性蜡、纳米级表面结构树枝状聚合物、超支化聚合物和/或树枝状大分子、具有疏水端基的树枝状大分子、硅基乳液、硅乳液和催化剂、反应性硅氧烷基体系及其混合物，并且更优选地选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物。优选地，拒液剂，即拒液性聚合物是含氟聚合物。在实施例中，拒液剂选自C6含氟聚合物、C4含氟聚合物及其混合物。
优选地，交联剂的量为织物的0.1－5g/m2之间，优选地织物的0.5－3g/m2之间，更优选地织物的1－2g/m2之间。
具体地，交联剂可以选自丙烯酸类聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、封端异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物。
在干燥织物中，每平方米织物的润湿剂的量在织物的0.001－0.2g/m2之间的范围中，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间的范围中，更优选地在织物的0.01－0.05g/m2之间的范围中。
优选的润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂。
织物上的交联聚合物还可包括抗微生物剂，其量优选地在织物的0.002－0.3g/m2之间，优选地织物的0.005－0.1g/m2之间，更优选地织物的0.01－0.05g/m2之间。
抗微生物剂可以选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、n－卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。
在根据本发明的呼吸口罩的生产工艺中，提供了具有如上所述的纬纱12和经纱11的编织织物10。在编织后，织物经过烧毛、退浆和漂白，后两个步骤优选地结合起来。随后，将拒液性水性组合物施加至编织织物10(的至少一部分)。随后编织织物10被干燥并且包括交联剂的聚合物拒液性薄层被固化。
优选地，通过浸轧将拒液性水性组合物提供给编织织物10。根据浸轧工艺，将织物提供至含有水性拒液性组合物的槽或容器中。将织物浸入并浸渍水性拒液性组合物。优选地，在20－35℃、优选地23－28℃的温度下将水性拒液性组合物提供给织物。然后使浸渍后的织物通过至少两个辊，即挤压辊之间，使得浸渍后的织物受到两个辊的按压和挤压，从而移除多余的组合物。根据优选的实施例，挤压辊设定成获得75％－85％之间，优选地80％－83％之间的浸吸率。所谓“浸吸率”或“吸液率”是指织物在浸渍和浸轧后吸收的液体量占干燥织物重量的百分比。随后，织物可以被干燥和固化。
根据实施例，提供有组合物的织物在100℃至150℃、优选地120℃至140℃的温度下干燥。
根据实施例，织物在150℃至220℃、优选地170℃至200℃的温度下固化优选地30秒至180秒、优选地40秒至140秒的时间。
根据实施例，干燥的织物经历预缩步骤。预缩步骤可根据本领域已知的技术来执行。
干燥并优选地固化的织物10然后被加工以提供口罩M，具体是口罩M的本体1。如所讨论的，一个或多个保持条带3可以单独生产并应用至本体1以获得口罩M。
水性拒液性交联聚合物优选地包括至少一种或多种拒液性聚合物、一种或多种交联剂、可选的一种或多种润湿剂以及可选地一种或多种抗微生物剂。
优选地，在水性组合物中的拒液性聚合物的量为20－300g/l，优选地90－200g/l，更优选地110－150g/l。
优选的拒液剂选自含氟聚合物。例如，优选的拒液剂可选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物。例如，C6含氟聚合物可用作拒液剂。
优选地，在水性组合物中的交联剂的量在2－50g/l，优选地5－40g/l，更优选地10－30g/l之间。交联剂优选地选自由丙烯酸类聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、封端异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物组成的组。
在水性拒液性组合物中的润湿剂的量优选地在0.2－5g/l，优选地0.5－4g/l，更优选地1－3g/l之间。优选的润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂及其混合物。
根据一方面，在水性组合物中的抗微生物剂的量在1－30g/l，优选地5－20g/l，更优选地10－15g/l之间。根据一方面，抗微生物剂选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、n－卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。
应当注意的是，设有拒液性交联聚合物的织物10也可用于其它制品，特别是包括上述织物10或由上述织物10组成的医疗服装，诸如医疗长袍或类似服装。
在优选的实施例中，编织织物10具有支数在NE 20至NE 40之间的经纱和纬纱，其中，经纱优选地不含弹性体纤维，而纬纱在芯中包含弹性体纤维(或长丝)，芯被无弹性的皮覆盖。
在一些实施例中，经纱密度包括在50至100根经纱/cm之间，而纬纱密度包括在20至40根纬纱/cm之间。
这些织物的优选织法是斜纹和缎纹，具体地是4/1缎纹。
这些优选织物的重量典型地包括在110至300g/m2之间。这些优选实施例的纬向拉伸典型地在30％至60％之间，纬向拉伸根据ASTM D3107在3次家庭洗涤后测量(如前所述)。
在优选的实施例中，口罩上的拒液性交联聚合物包括量在织物的0.5－10g/m2之间，优选地在织物的1－9g/m2之间，更优选地在织物的3－7g/m2之间的至少一种拒液性聚合物，量在织物的0.1－5g/m2之间，优选地在织物的0.5－3g/m2之间，更优选地在织物的1－2g/m2之间的至少一种交联剂，量在织物的0.001－0.2g/m2之间，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间，更优选在织物的0.01－0.05g/m2之间的至少一种润湿剂，以及可选地量在织物的0.002－0.3g/m2之间，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间，更优选地在织物的0.01－0.05g/m2之间的至少一种抗微生物剂。
示例
示例性织物1
适用于本发明的示例性编织织物如下：
－经纱支数：Ne 36/1 100％棉(8％为有机棉)
－纬纱支数：Ne 30/1 94.47％棉，5.53％弹性纤维
－织物重量(已洗涤)：225g/m2
－经纱密度：86.7根/cm
－纬纱密度：25.1根/cm
－纤维组合物：98.32％棉－1.68％弹性纤维
－织法：4/1缎纹
－拉伸(纬纱)：根据ASTM D3107在3次家庭洗涤(如ISO 6330:20126N中所定义，其中，6N公开了洗涤程序)后测量为45.6％。根据本说明书，根据ASTM D3107使用3磅的重物进行测量，并将重物施加到织物30分钟。
示例性织物2
适用于本发明的示例性编织织物如下：
－经纱支数：Ne 36/1 100％棉(6％为有机棉)
－纬纱支数：Ne 30/1 94.47％棉，5.53％弹性纤维
－织物重量(已洗涤)：3次家庭洗涤后为218g/m2
－经纱密度：86.3根/cm
－纬纱密度：25.1根/cm
－纤维组合物：98％棉－2％弹性纤维
－织法：4/1缎纹
－拉伸(纬纱)：根据ASTM D3107在3次家庭洗涤(如ISO 6330:20126N中所定义，其中，6N公开了洗涤程序)后测量为42％。根据本说明书，根据ASTM D3107使用3磅的重物进行测量，并将重物施加到织物30分钟。
示例性组合物
示例性组合物如下所述。
示例性组合物1
在水中混合以下组分：
Nuva N EE6(碳氟化合物)：130g/l
Arkophob Dan(交联剂)：20g/l
Fluowet UD(润湿剂)：2g/l
用乙酸将pH调节至4.5－5。
示例性组合物2
在水中混合以下组分：
Nuva N EE6(碳氟化合物)：130g/l
Arkophob Dan(交联剂)：20g/l
Sanitized T 11－15(抗微生物剂)：12.5g/l
Fluowet UD(润湿剂)：2g/l
用乙酸将pH调节至5.5－6。
示例性工艺
用于生产根据本发明的口罩的示例性工艺包括以下步骤。
－对织物的两侧进行烧毛，以及结合氧化退浆和漂白；
－洗涤；
－干燥；
－通过浸轧为织物提供根据本说明书的水性拒液剂组合物。例如，可以使用“示例性组合物1”或“示例性组合物2”。
浸轧在20－35℃，优选地23－28℃(例如26－28℃)的温度下进行。浸渍有水性防液剂组合物的织物在两个辊之间通过，因此浸渍织物在两个辊之间被按压和挤压，由此从织物移除多余的组合物。例如，辊(即挤压辊)设定成向织物提供10N/mm的压力。
优选地，挤压辊设定成获得80％－83％之间的浸吸率。如上所述，所谓的“吸液率”或“浸吸率”是指织物在浸渍和浸轧后吸收的液体量占干燥织物重量的百分比。
随后，织物在130℃下干燥，并使用拉幅机在190℃下固化120秒。最后，织物进行预缩处理。
当使用“示例性组合物1”时，干燥固化后的织物中各组分的量可以如下：
Nuva N EE6(碳氟化合物)：织物的4.8g/m2
Arkophob Dan(交联剂)：织物的1.6g/m2
Fluowet UD(润湿剂)：织物的0.02g/m2
当使用“示例性组合物2”时，干燥固化后的织物中各组分的量可以如下：
Nuva N EE6(碳氟化合物)：织物的4.8g/m2
Arkophob Dan(交联剂)：织物的1.6g/m2
Sanitized T 11－15(抗微生物剂)：织物的0.03g/m2
Fluowet UD(润湿剂)：织物的0.02g/m2
然后加工如此获得的织物以提供根据本发明的口罩，具体是口罩的本体。如所讨论的，一个或多个保持条带可以单独生产并应用至本体以获得口罩。
洗涤测试
根据上文公开的“示例性工艺”，上文公开的“示例性织物1”用“示例性组合物1”处理。所得织物在下表(表1)中报告的条件下洗涤15次：
Figure BDA0003973113630000201
在开始测试(“对照”)之前以及每次洗涤之后，确定以下参数：
－透气率－根据ASTM D 0737
－落针－根据AATCC 193
－喷涂－根据AATCC 22
所得结果报告于下表(表2)中：
Figure BDA0003973113630000202
Figure BDA0003973113630000211
上述值表明，在第一次洗涤后，根据本发明的口罩在随后的洗涤周期后如何仅具有最低限度的透气性增加。例如，考虑以上讨论的示例，考虑60℃下的洗涤周期，第15次洗涤后的透气率的值仅比第一次洗涤后的透气率值大15％。同样，考虑到在90℃下进行的洗涤周期，增加量仅为9.5％。

Claims (22)

1.一种呼吸口罩(M)，所述口罩包括织物口罩本体(1)以及用于将所述口罩本体保持于用户面部的一个或多个保持条带(3)，所述口罩本体具有第一面和第二面，所述口罩本体由具有纬纱(12)和经纱(11)的编织织物制成，所述纬纱(12)和所述经纱(11)具有包括在10至1100旦之间的支数，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间，其中，所述本体的至少一部分设有拒液性交联聚合物。
2.根据权利要求1所述的口罩(M)，其特征在于，所述拒液性交联聚合物至少设置在所述本体的所述第一面上和所述第二面上，优选地还穿过所述本体(1)的至少部分厚度。
3.根据权利要求1或2所述的口罩(M)，其特征在于，所述经纱和/或所述纬纱包括含有短纤维的纱线，纱线支数在NE 5至NE 80之间，优选地在NE 20至NE 40之间。
4.根据权利要求3所述的口罩(M)，其特征在于，包括短纤维的所述纱线包括芯和短纤维皮，所述芯优选地包括弹性体纤维或由弹性体纤维组成，弹性体的所述芯的支数在5至900旦之间，优选地在10至300旦之间，更优选地20至200旦之间。
5.根据权利要求1所述的口罩(M)，其特征在于，所述经纱和/或所述纬纱包括由人造纤维组成的经纱和/或纬纱，其支数在10至1000旦之间，优选地在20至600旦之间。
6.根据权利要求5所述的口罩(M)，其特征在于，所述人造纤维包括一根或多根弹性体长丝，弹性体长丝的总支数在5至900旦之间，优选地在10至300旦之间，甚至更优选地在20至200旦之间。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的口罩(M)，其特征在于，所述本体由编织织物制成，其重量在60至500g/m2之间，优选地在110至300g/m2之间，所述重量涉及设有所述拒液性交联聚合物的所述织物。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的口罩(M)，其特征在于：
·所述经纱和所述纬纱的支数包括在20至600旦之间，更优选地在50至400旦之间，甚至更优选地在80至250旦之间，和/或
·所述经纱密度包括在50至100根经纱/cm之间，和/或
·所述纬纱密度包括在20至40根纬纱/cm之间。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的口罩(M)，其特征在于，所述本体由编织织物制成，其具有根据ASTM D0737的在30至800mm/s之间、优选地在50至300mm/s之间、甚至更优选地在90至200mm/s之间的透气率，所述透气率涉及设有所述拒液性交联聚合物的所述织物。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的口罩(M)，其特征在于，所述本体由编织织物制成，根据ASTM D3107，其在3次家庭洗涤后沿经纱方向和/或纬纱方向的伸长率在10％至60％之间，优选地在30％至50％之间，甚至更优选地在35％至45％之间。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的口罩，其特征在于，所述拒液性交联聚合物包括至少一种或多种拒液性聚合物、一种或多种交联剂和可选的一种或多种润湿剂。
12.根据权利要求11所述的口罩，其特征在于，所述拒液性聚合物的量在织物的0.5－10g/m2之间，优选地在织物的1－9g/m2之间，更优选地在织物的3－7g/m2之间。
13.根据权利要求11或12所述的口罩，其特征在于，所述拒液性聚合物是优选地选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物的含氟聚合物。
14.根据权利要求11至13中任一权利要求所述的口罩，其特征在于，所述交联剂的量优选地在织物的0.1－5g/m2之间，优选地在织物的0.5－3g/m2之间，更优选地在织物的1－2g/m2之间，所述交联剂选自丙烯酸聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、嵌段异氰酸酯、多异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物。
15.根据权利要求11至14中任一权利要求所述的口罩，其特征在于，所述润湿剂的量优选地在织物的0.001－0.2g/m2之间，优选地在织物的0.005－0.1g/m2之间，更优选地在织物的0.01－0.05g/m2之间，所述润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂。
16.根据权利要求11至15中任一权利要求所述的口罩，其特征在于，所述交联聚合物还包含抗微生物剂，其量优选地在0.002－0.3g/m2织物之间，优选地在0.005－0.1g/m2织物之间，更优选地在0.01－0.05g/m2织物之间，所述抗微生物剂选自金属离子和金属盐、季铵化合物、聚双胍化合物、三氯生、n－卤胺化合物、壳聚糖、过氧酸。
17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的口罩，其特征在于，所述织物(10)的织法选自缎纹、平纹、斜纹、双面、巴拿马、罗纹、混合多比编织，优选地为缎纹织法，更优选地为4/1缎纹织法。
18.一种用于生产根据前述权利要求中任一权利要求所述的呼吸口罩的工艺，包括以下步骤：
a.提供具有纬纱和经纱的编织织物，所述纬纱和经纱的支数包括在10至1100旦之间，经纱密度在14－130根经纱/cm之间，纬纱密度在12－70根纬纱/cm之间；
b.为所述编织织物的至少一部分提供水性拒液性组合物，优选地用水性拒液性组合物浸渍所述编织织物，干燥并优选地固化，以获得处理过的织物；
c.对b处处理过的织物进行预缩；
d.将c处的所述织物加工成口罩。
19.根据权利要求18所述的工艺，其特征在于，所述水性拒液剂组合物包括：至少一种聚合物防液剂；量在2－50g/l之间、优选地在5－40g/l之间、更优选地在10－30g/l之间的一种或多种交联剂；一种或多种润湿剂；以及可选的一种或多种抗微生物剂。
20.根据权利要求19所述的工艺，其特征在于，所述拒液剂的量在20－300g/l之间，优选地在90－200g/l之间，更优选地在110－150g/l之间。
21.根据权利要求19或20所述的工艺，其特征在于，所述拒液剂选自C6基碳氟化合物、氟硅杂化物、C4基含氟聚合物及其混合物；所述交联剂选自包括丙烯酸聚合物和共聚物、树脂、聚氨酯、封端异氰酸酯、多异氰酸酯、聚碳酰亚胺、聚碳二亚胺及其混合物的组。
22.根据权利要求19至21中任一权利要求所述的工艺，其特征在于，所述润湿剂是所述水性拒液性组合物，其量在0.2－5g/l之间，优选地在0.5－4g/l之间，更优选地1－3g/l之间，所述润湿剂选自乙氧基化物、磺酸盐和膦酸盐非离子润湿剂－及其混合物。
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