CN103445328B - 基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩及其加工方法 - Google Patents

基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩及其加工方法 Download PDF

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本发明是基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩及其加工方法，口罩主体由纯棉纱布、PLA静电纺丝纳米纤维膜、苎麻针刺无纺布和PLA熔喷无纺布按所述顺序由内向外依次层叠并超声波粘合构成，其中纯棉纱布为1至2层。加工方法包括克重为2.5g/m2的PLA静电纺丝纳米纤维膜和苎麻针刺无纺布的制备。本发明的层结构口罩具有引导水分由内向外单向传输的特性，可以保持口罩内部的干爽舒适，防止滋生细菌。本发明具有抗菌和高效率过滤粉尘、生产成本低、透气性好、完全可以生物降解的突出优点。

Description

基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩及其加工方法
技术领域
本发明属于卫生防护用品，更具体地是涉及一种基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩及其加工方法。
背景技术
最初，口罩仅是相关职业劳动者一种自我保护的工具，但是现如今随着工作或生活环境不断的恶化，例如2013年6月28日，北京地区遭受重污染天气，大部分地区的空气处于六级严重污染，人们对环境保护和健康意识在不断加强，口罩几乎成为人们的必需品。
医务人员早前使用的纱布口罩规格为12cm*12cm、8-12层，由于棉纤维天然的舒适性，纱布口罩的滤料选为棉纱，棉纱布良好的亲水性，呼出的水气会聚集在纤维内，纱布层数越多，呼吸阻力越大，如果长时间佩戴8-12层纱布口罩，佩戴者将会感到呼吸困难。
现有技术中，为了使口罩获得更多的抗菌性能，大多采用加入抗菌整理剂的方法。如授权公告号为CN2616237Y的实用新型专利就是将广谱速效纳米抗菌颗粒固结在医用脱脂棉纱上达到抗菌效果。再如公开号为CN1651112A的口罩中间层采用的是经由适当脱臭剂、杀菌-抗菌剂、抗病毒剂等的非挥发或低挥发性液体浸渍吸湿性布或无纺布而成的浸液片。此外，公开号为CN101980751A的多层式口罩中通过加入银离子、沸石作为无菌抗菌剂以达到抗菌效果。
从健康角度考虑，上述技术方案中的某些抗菌剂不宜长期使用，因此将具有天然抗菌效果的竹纤维、麻纤维应用于抗菌口罩的技术方案也应运而生。如公开号为CN201286363Y的抗菌口罩采用麻纤维纱布层或者麻纤维无纺布层，口罩本体的层数为3-40层，该口罩虽然具有很好的抗菌效果，但对于空气中尘埃粒子的过滤效果较差。
测试表明，克重为30g/m2的苎麻无纺布对粒径为0.3um的苯乙烯过滤效果仅为19.3957%，克重为30g/m2的***无纺布对粒径为0.3um聚苯乙烯的过滤效果为27.9007%。如果以增大克重的措施提高过滤效果，虽然过滤效果能够得到改善，但口罩的厚度增加，将导致透气性能的下降。因此该口罩只强调了抗菌性，对防尘效果不是特别明显。
公开号CN102920067A公开的一种口罩是“非织造布-纳米纤维膜-非织造布”的夹心式口罩，该口罩采用的非织造布材料为普通非织造布，有明显的过滤效果，但仅是将细菌进行截留，口罩上粘附的细菌依然不能被杀死，不能阻止细菌进入呼吸道。同时，采用普通的非织造材料（针刺、纺粘、熔喷）作为口罩的最内层，与肌肤不能有很好的亲和性，舒适性较差。
发明内容
本发明的一个目的是公开一种既可以抗菌又可以高效率过滤粉尘、并且生产成本较低、透气性良好、完全可以生物降解的基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩。
本发明的另一个目的是公开所述抗菌防尘口罩的加工方法。
本发明为实现上述目的采取以下技术方案：基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩，由口罩主体和主体两侧的系带组成，特征是，所述口罩主体由纯棉纱布、PLA静电纺丝纳米纤维膜、苎麻针刺无纺布和PLA熔喷无纺布按所述顺序由内向外依次层叠并超声波粘合构成，其中纯棉纱布为1至2层。
本发明还可以采取以下技术措施：
所述纯棉纱布克重为40g/m2。
所述PLA静电纺丝纳米纤维膜其克重为2.5g/m2。
所述苎麻针刺无纺布其苎麻纤维的质量百分含量为100%，克重为40-80g/m2。
所述PLA聚酯熔喷布其PLA聚酯的质量百分含量为100%，克重为40g/m2。
本发明的基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1、制备克重为2.5g/m2的PLA静电纺丝纳米纤维膜：
配置PLA质量分数为8%的均匀纺丝液，将2002D型PLA切片溶于氯仿和丙酮的混合溶液中，氯仿和丙酮的体积比为2:1，室温下搅拌2-3h，切片充分溶解后静置至无气泡；
将均匀纺丝液注入静电纺丝装置的储液罐中，储液罐固定于微量注射泵，在静电压17KV、流量0.3ml/h、接收距离为15cm的条件下静电纺丝；以非织造布为接受体，采用平板收集法成膜，成膜在常温状态下自然干燥24h以上直至有机溶剂完全挥发；
2、制备苎麻纤维的质量百分含量为100%，克重为40-80g/m2的苎麻针刺无纺布：
将苎麻纤维进行细致开松，在梳理机上梳理铺网成型，控制其克重范围为40-80g/m2，通过针刺机针刺制得苎麻针刺无纺布，针刺机针刺频率为300-400次/min，植针密度为2000枚/m2；
3、加工抗菌防尘口罩：
取克重为40g/m2纯棉纱布、步骤1制备的PLA静电纺丝纳米纤维膜、步骤2制备的苎麻针刺无纺布和PLA质量百分含量为100%、克重为40g/m2的PLA熔喷无纺布，并依所述顺序层叠，通过超声波粘合后裁切、焊接或缝合固定系带、外观检验、包装。
所述抗菌防尘口罩的纯棉纱布为1至2层。
本发明的有益效果和优点在于：本抗菌防尘口罩的主体由内向外依次分别为纯棉纱布、PLA静电纺丝纳米纤维膜、苎麻针刺无纺布和PLA熔喷无纺布。口罩最内层采用纯棉纱布，不仅保持了传统纯棉口罩与肌肤的亲和性，同时采用1或2层纯棉纱布，透气性很好。采用PLA静电纺丝纳米纤维膜作为毗邻纯棉纱布的口罩第2中间层，可以起到很好的过滤作用，对透气性没有影响，PLA纤维天然环保，可生物降解，生物相容性好，对环境不会造成污染，同时来源广泛，价格低廉。采用苎麻针刺无纺布作为口罩的第1中间层，苎麻纤维具有天然的抑菌灭菌作用，可以抑制并杀死细菌。采用针刺成型工艺可以使苎麻无纺布蓬松，不仅透气性好，纤维之间的孔隙还可以吸附更多的细菌、杂质等。并且麻纤维加工技术成熟，加工过程中的麻纤维结构未受到破坏，仍然保持麻纤维天然抑菌灭菌的特性。口罩最外层采用PLA熔喷无纺布，不仅可生物降解，同时还具有吸水性差、透气性良好的特性，在本口罩用于医疗卫生行业时可以防止手术操作中喷溅到口罩上的传染性体液出现渗透污染的可能。本发明的层结构口罩具有引导水分由内向外单向传输的特性，可以保持口罩内部的干爽舒适，防止滋生细菌。本发明具有抗菌和高效率过滤粉尘、生产成本低、透气性好、完全可以生物降解的突出优点。
附图说明
附图1是实施例1结构示意图。
附图2是实施例2结构示意图。
图中标记：1纯棉纱布，1-1第2层纯棉纱布，2PLA静电纺丝纳米纤维膜，3苎麻针刺无纺布，4PLA熔喷无纺布，5系带。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。
如图1所示实施例1，基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩，由口罩主体和主体两侧的系带5组成，口罩主体由纯棉纱布1、PLA静电纺丝纳米纤维膜2、苎麻针刺无纺布3和PLA熔喷无纺布4按所述顺序由内向外依次层叠并超声波粘合构成。
实施例1的纯棉纱布1克重为40g/m2，PLA静电纺丝纳米纤维膜2的克重为2.5g/m2，苎麻针刺无纺布3的苎麻纤维的质量百分含量为100%，克重为40g/m2，PLA聚酯熔喷布4的PLA聚酯的质量百分含量为100%，克重为40g/m2。
实施例1的基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩主体克重为122.5g/m2。
实施例1的PLA静电纺丝纳米纤维膜2的制备方法如下：
首先配置PLA质量分数为8%的均匀纺丝液，即将2002D型PLA切片溶于氯仿和丙酮的混合溶液中，氯仿和丙酮的体积比为2:1，室温下搅拌2-3h，切片充分溶解后静置至无气泡即可。
将均匀纺丝液注入静电纺丝装置的储液罐中，储液罐固定于微量注射泵，在静电压17KV、流量0.3ml/h、接收距离为15cm的条件下静电纺丝，并以非织造布为接受体，采用平板收集法成膜。将成膜在常温状态下自然干燥24h以上直至有机溶剂完全挥发即得到克重为2.5g/m2的PLA静电纺丝纳米纤维膜。
实施例1的苎麻纤维的质量百分含量为100%、克重为40g/m2的苎麻针刺无纺布制备方法如下：
将苎麻纤维进行细致开松，在梳理机上梳理铺网成型，控制其克重范围为40/m2，通过针刺机针刺制得苎麻针刺无纺布。针刺机针刺频率为300-400次/min，植针密度为2000枚/m2。
在显微镜下观察本实施例1制得的苎麻针刺无纺布的抑菌灭菌效果，结果表明其效果与公认的苎麻纤维具有抑菌灭菌性能相当，尤其对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等抑菌灭菌效果更为突出。
实施例1的抗菌防尘口罩加工方法如下：
取克重为40g/m2纯棉纱布、前述制得的PLA静电纺丝纳米纤维膜、前述制得的苎麻针刺无纺布和PLA质量百分含量为100%、克重为40g/m2的PLA熔喷无纺布（成品专用PLA熔喷滤布），并依所述顺序层叠，通过超声波粘合后按设计的口罩尺寸裁切、焊接或缝合固定系带、外观检验、包装。
使用YG461-B型织物中低压透气量仪和SX-L1050型滤料试验台对实施例1的抗菌防尘口罩主体分别进行透气性性能和过滤性能测试，测试结果为：透气度55.51cc/cm2/s，过滤效率为69.6945%。过滤效率测试的气流量为32L/min，苯乙烯气溶胶粒径为0.3μm。
如图2所示实施例2，基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩，由口罩主体和主体两侧的系带5组成，口罩主体由纯棉纱布1、第2层纯棉纱布1-1、PLA静电纺丝纳米纤维膜2、苎麻针刺无纺布3和PLA熔喷无纺布4按所述顺序由内向外依次层叠并超声波粘合构成。
实施例2的纯棉纱布1和第2层纯棉纱布1-1的克重均为40g/m2，PLA静电纺丝纳米纤维膜2的克重为2.5g/m2，苎麻针刺无纺布3的苎麻纤维的质量百分含量为100%，克重为80g/m2，PLA聚酯熔喷布4的PLA聚酯的质量百分含量为100%，克重为40g/m2。
实施例2的基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩主体克重为202.5g/m2。
实施例2的PLA静电纺丝纳米纤维膜2的制备方法与实施例1相同。
实施例2的苎麻纤维的质量百分含量为100%、克重为80g/m2的苎麻针刺无纺布制备方法如下：
将苎麻纤维进行细致开松，在梳理机上梳理铺网成型，控制其克重范围为80/m2，通过针刺机针刺制得苎麻针刺无纺布。针刺机针刺频率为300-400次/min，植针密度为2000枚/m2。
实施例2的抗菌防尘口罩加工方法如下：
取克重为40g/m2纯棉纱布、前述制得的PLA静电纺丝纳米纤维膜、前述制得的苎麻针刺无纺布和PLA质量百分含量为100%、克重为40g/m2的PLA熔喷无纺布（成品专用PLA熔喷滤布），并依所述顺序层叠，其中纯棉纱布为两层，通过超声波粘合后按设计的口罩尺寸裁切、焊接或缝合固定系带、外观检验、包装。
在显微镜下观察本实施例2制得的苎麻针刺无纺布的抑菌灭菌效果与实施例1相当。实施例2的基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩其透气性性能和过滤性能测试结果也与实施例1相当。

Claims (1)

1.基于纯棉纱布的抗菌防尘口罩，由口罩主体和主体两侧的系带组成，所述口罩主体的各层由超声波粘合构成，其特征在于：所述口罩主体由纯棉纱布、PLA静电纺丝纳米纤维膜、苎麻针刺无纺布和PLA熔喷无纺布按所述顺序由内向外依次层叠并超声波粘合构成，其中纯棉纱布为1至2层，所述纯棉纱布克重为40g/m2，所述PLA静电纺丝纳米纤维膜其克重为2.5g/m2，所述苎麻针刺无纺布其苎麻纤维的质量百分含量为100％，克重为40-80g/m2，所述PLA熔喷无纺布其PLA聚酯的质量百分含量为100％，克重为40g/m2。
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