一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩制造技术

本发明专利技术涉及一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，属于日用防护品技术领域。包括纳米抗菌层、第一无纺布层、粗效过滤层、高效过滤层、第二无纺布层，其中第一无纺布层为口罩外侧，第二无纺布层为口罩内侧，并将纳米抗菌层喷涂在第一无纺布层的表面，最后通过超声波粘合法将五层结构复合，第一无纺布层与第二无纺布层可选用纺粘布、SMS纺粘布中的一种或两种，粗效过滤层可选用熔喷布、水刺布或静电棉，高效过滤层由静电纺丝技术制备，纳米抗菌层采用电喷或者涂覆方式制备。本发明专利技术口罩对细微颗粒特别是PM0.3微粒捕捉效率高，呼吸阻力低，纳米抗菌层能够有效抑制或杀死空气中的细菌、病菌等，且使用时不会刺激皮肤。

【技术实现步骤摘要】
一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩
本专利技术涉及一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，属于日用防护品

技术介绍
随着我国工业化进程的逐步加快，从而引伸出的一系列问题开始严重影响大众的日常生活，从2011年1月1日，环保部发布《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》开始，我们对雾霾有了一定的认知和了解。对于PM2.5微粒，我们看不见，摸不到，但它真真切切的存在于空气中，对我们的生活造成了极其严重的影响，在过去的30年，我国的肺癌死亡率上升了465％，我们的一个肺有3亿肺泡，80个PM2.5微粒就可以堵死一个肺泡。对于空气严重污染，PM2.5爆表，我们并不是无能为力，在政府正在抓紧制定相关政策，企业逐渐改善自身能源结构的同时，作为普通的民众，我们首要的任务就是做好自我保护，选择一款防护级别高的口罩至关重要。市场中大部分PM2.5口罩的高效过滤层都采用驻极熔喷布，采用电晕放电的方式，使普通熔喷布带有电荷从而提高对微粒的捕集和过滤。其呼吸阻力较高，佩戴时舒适度低，对空气中的病菌，细菌并不能起到抑制、杀死作用，且驻极作用一旦失效，过滤效率极剧下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，采用现有的静电纺丝技术，生产纳米纤维，其直径在几十到几千纳米之间，孔隙率高，比表面积大，而且其本身就带有静电，用于阻隔0.3μm颗粒效果显著，且水溶性壳聚糖，海藻酸钠，纳米银可制成纳米级的抗菌物质，不刺激皮肤，不会引起过敏反应。本专利技术提出的有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，包括纳米抗菌层、第一无纺布层、粗效过滤层、高效过滤层是和第二无纺布层，所述的纳米抗菌层喷涂在第一无纺布层上表面，第一无纺布层的下表面紧挨粗效过滤层，以下依次是高效过滤层、第二无纺布层，通过超声波粘合法将四层相互复合，复合后在相对两侧边缘形成缝合边，其中所述的第二无纺布层为纳米纤维口罩的内侧。上述纳米纤维口罩中，所述的纳米抗菌层选用纳米银颗粒、水溶性壳聚糖粉末或海藻酸钠粉末中的一种或两种，溶剂为水，所述的纳米银颗粒溶液的浓度为1-20wt％，纳米银颗粒溶液采用超声波分散，分散时间为50-200min；所述的水溶性壳聚糖溶液的质量百分比浓度为1-20wt％，所述的海藻酸钠溶液浓度为1-8wt％。上述纳米纤维口罩中，所述的第一无纺布层和第二无纺布层为纺粘布或SMS无纺布，纺粘布或SMS无纺布采用具有憎水性质的聚丙烯材料，克重为5-60g/m2。上述纳米纤维口罩中，所述的粗效过滤层为熔喷布、水刺布或静电棉，所述的熔喷布为驻极熔喷布，驻极熔喷布的克重为5-60g/m2，所述的水刺布为涤纶水刺布，涤纶水刺布的克重为30-80g/m2，所述的静电棉的克重为30-60g/m2。上述纳米纤维口罩中，所述的高效过滤层采用静电纺丝技术制备，用于制备高效过滤层的聚合物为聚丙烯腈、聚氨酯、聚苯乙烯、尼龙6、尼龙66或聚乙烯醇中的一种或几种，将聚合物置于溶剂中，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、甲酸、蒸馏水的一种或几种，使聚合物的质量百分比浓度为5-20wt％，接收距离为10-50cm，纺丝电压15-60kV，挤出速率0.3-1ml/h，高效过滤层中纳米纤维直径为10-1000nm。本专利技术提出的有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，其优点是对空气中0.3及以上颗粒、花粉、飞沫毛发等捕集阻隔效率高，使用过程中呼吸阻力小，不会产生较强的闷气感，特别添加了天然抗菌层可以有效抑制或杀死有害病毒，病菌等。从而减少过敏反应的发生。附图说明图1是本专利技术提出的纳米纤维口罩的结构示意图。图1中，1是纳米抗菌层，2是第一无纺布层，3是粗效过滤层，4高效过滤层是，5是第二无纺布层，6是缝合边。具体实施方式本专利技术提出的有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，其结构示意图如图1所示，包括纳米抗菌层1、第一无纺布层2、粗效过滤层3、高效过滤层4是和第二无纺布层5，纳米抗菌层1喷涂在第一无纺布层2的上表面，第一无纺布层2的下表面紧挨粗效过滤层3，以下依次是高效过滤层4和第二无纺布层5，通过超声波粘合法相互复合，复合后在相对两侧边缘用缝合边6加固，其中第二无纺布层为纳米纤维口罩的内侧。上述纳米纤维口罩中，所述的纳米抗菌层选用纳米银颗粒、水溶性壳聚糖粉末或海藻酸钠粉末中的一种或两种，溶剂为水，所述的纳米银颗粒溶液的浓度为1-20wt％，纳米银颗粒溶液采用超声波分散，分散时间为50-200min；所述的水溶性壳聚糖溶液的质量百分比浓度为1-20wt％，所述的海藻酸钠溶液浓度为1-8wt％。上述纳米纤维口罩中，所述的第一无纺布层和第二无纺布层为纺粘布或SMS无纺布，纺粘布或SMS无纺布采用具有憎水性质的聚丙烯(PP)材料，克重为5-60g/m2。上述纳米纤维口罩中，所述的粗效过滤层为熔喷布、水刺布或静电棉，所述的熔喷布为驻极熔喷布，驻极熔喷布的克重为5-60g/m2，所述的水刺布为涤纶水刺布，涤纶水刺布的克重为30-80g/m2，所述的静电棉的克重为30-60g/m2。上述纳米纤维口罩中，所述的高效过滤层采用静电纺丝技术制备，用于制备高效过滤层的聚合物为聚丙烯腈(PAN)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)或聚乙烯醇(PVA)中的一种或几种，将聚合物置于溶剂中，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、丙酮、甲酸、蒸馏水的一种或几种，使聚合物的质量百分比浓度为5-20wt％，接收距离为10-50cm，纺丝电压15-60kV，挤出速率0.3-1ml/h，高效过滤层中纳米纤维直径为10-1000nm。以下介绍本专利技术方法的实施例：实施例1：(1)取克重为10g/m2PP纺粘布为口罩的第一无纺布层。(2)配制3％的纳米银颗粒水溶液，超声分散60min，加入水溶性壳聚糖粉末，配制成壳聚糖浓度为5wt％的溶液，用电喷法将配置好的溶液喷在(1)中的第一无纺布层的纺粘布上。(3)取克重为20g/m2的SMS纺粘布为口罩的第二无纺布层，作为口罩内侧。(4)将聚丙烯腈(PAN)粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中配置浓度为11wt％的纺丝溶液，将溶液注入计量泵中，计量泵与纺丝针头通过管道相连，取作为粗效过滤层的克重为22g/m2的驻极熔喷布，将其放置于静电纺丝接受金属网板上，纺丝针头置于铺有驻极熔喷布的金属网板的上方，调节纺丝针头与金属网板的距离为30cm，电压为25kV，以0.8ml/h的流量喷出聚合物纳米纤维，纳米纤维落在作为粗效过滤层的驻极熔喷布上，纺丝时间2min，在作为粗效过滤层的驻极熔喷布上得到一层，此纳米纤维膜即为口罩的高效过滤层。(5)将负载了纳米纤维膜高效过滤层的驻极熔喷布从金属网板上取下，按照纳米抗菌层、第一无纺布层、粗效过滤层、高效过滤层、第二无纺布层的顺序叠加在一块，通过超声波粘合法将五层材料复合。所述的超声波复合机为张家港恒信超声设备有限公司的HX-1500型超声波复合机，所述超声波工作频率为20KHz，焊接压力为100N。将五层复合膜材料在TSI8130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，其特征在于该纳米纤维口罩包括纳米抗菌层、第一无纺布层、粗效过滤层、高效过滤层是和第二无纺布层，所述的纳米抗菌层喷涂在第一无纺布层上表面，第一无纺布层的下表面紧挨粗效过滤层，以下依次是高效过滤层、第二无纺布层，通过超声波粘合法将四层相互复合，复合后在相对两侧边缘形成缝合边，其中所述的第二无纺布层为纳米纤维口罩的内侧。

【技术特征摘要】
1.一种有效阻隔PM0.3且富含纳米抗菌成分的纳米纤维口罩，其特征在于该纳米纤维口罩包括纳米抗菌层、第一无纺布层、粗效过滤层、高效过滤层是和第二无纺布层，所述的纳米抗菌层喷涂在第一无纺布层上表面，第一无纺布层的下表面紧挨粗效过滤层，以下依次是高效过滤层、第二无纺布层，通过超声波粘合法将四层相互复合，复合后在相对两侧边缘形成缝合边，其中所述的第二无纺布层为纳米纤维口罩的内侧；其中所述的纳米抗菌层选用纳米银颗粒、水溶性壳聚糖粉末或海藻酸钠粉末中的一种或两种，溶剂为水，所述的纳米银颗粒溶液的浓度为1-20wt％，纳米银颗粒溶液采用超声波分散，分散时间为50-200min；所述的水溶性壳聚糖溶液的质量百分比浓度为1-20wt％，所述的海藻酸钠溶液浓度为1-8wt％；所述的第一无纺布层和第二无纺布层为纺粘布或SMS无纺布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，卢倩，梁幸幸，
申请(专利权)人：清华大学，北京智中能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11