一種有效阻隔pm0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種有效阻隔ΡΜ0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩，屬于日用防護品技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國工業化進程的逐步加快，從而引伸出的一系列問題開始嚴重影響大眾的日常生活，從2011年1月1日，環保部發布《環境空氣PM10和PM2.5的測定重量法》開始，我們對霧霾有了一定的認知和了解。對于PM2.5微粒，我們看不見，摸不到，但它真真切切的存在于空氣中，對我們的生活造成了極其嚴重的影響，在過去的30年，我國的肺癌死亡率上升了465%，我們的一個肺有3億肺泡，80個PM2.5微粒就可以堵死一個肺泡。對于空氣嚴重污染，PM2.5爆表，我們并不是無能為力，在政府正在抓緊制定相關政策，企業逐漸改善自身能源結構的同時，作為普通的民眾，我們首要的任務就是做好自我保護，選擇一款防護級別高的口罩至關重要。
[0003]市場中大部分PM2.5口罩的高效過濾層都采用駐極熔噴布，采用電暈放電的方式，使普通熔噴布帶有電荷從而提高對微粒的捕集和過濾。其呼吸阻力較高，佩戴時舒適度低，對空氣中的病菌，細菌并不能起到抑制、殺死作用，且駐極作用一旦失效，過濾效率極劇下降。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種有效阻隔ΡΜ0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩，采用現有的靜電紡絲技術，生產納米纖維，其直徑在幾十到幾千納米之間，孔隙率高，比表面積大，而且其本身就帶有靜電，用于阻隔0.3μπι顆粒效果顯著，且水溶性殼聚糖，海藻酸鈉，納米銀可制成納米級的抗菌物質，不刺激皮膚，不會引起過敏反應。
[0005]本發明提出的有效阻隔ΡΜ0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩，包括納米抗菌層、第一無紡布層、粗效過濾層、高效過濾層是和第二無紡布層，所述的納米抗菌層噴涂在第一無紡布層上表面，第一無紡布層的下表面緊挨粗效過濾層，以下依次是高效過濾層、第二無紡布層，通過超聲波粘合法將四層相互復合，復合后在相對兩側邊緣形成縫合邊，其中所述的第二無紡布層為納米纖維口罩的內側。
[0006]上述納米纖維口罩中，所述的納米抗菌層選用納米銀顆粒、水溶性殼聚糖粉末或海藻酸鈉粉末中的一種或兩種，溶劑為水，所述的納米銀顆粒溶液的濃度為l_20wt%，納米銀顆粒溶液采用超聲波分散，分散時間為50-200min;所述的水溶性殼聚糖溶液的質量百分比濃度為l_20wt%，所述的海藻酸鈉溶液濃度為l_8wt%。
[0007]上述納米纖維口罩中，所述的第一無紡布層和第二無紡布層為紡粘布或SMS無紡布，紡粘布或SMS無紡布采用具有憎水性質的聚丙烯材料，克重為5-60g/m2。
[0008]上述納米纖維口罩中，所述的粗效過濾層為熔噴布、水刺布或靜電棉，所述的熔噴布為駐極恪噴布，駐極恪噴布的克重為5-60 g/m2，所述的水刺布為滌給水刺布，滌給水刺布的克重為30-80g/m2，所述的靜電棉的克重為30-60g/m2。
[0009]上述納米纖維口罩中，所述的高效過濾層采用靜電紡絲技術制備，用于制備高效過濾層的聚合物為聚丙烯腈、聚氨酯、聚苯乙烯、尼龍6、尼龍66或聚乙烯醇中的一種或幾種，將聚合物置于溶劑中，所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、甲酸、蒸餾水的一種或幾種，使聚合物的質量百分比濃度為5_20wt%，接收距離為10-50cm，紡絲電壓15-60kV，擠出速率0.3-lml/h，高效過濾層中納米纖維直徑為10-1000nm。
[0010]本發明提出的有效阻隔ΡΜ0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩，其優點是對空氣中0.3及以上顆粒、花粉、飛沫毛發等捕集阻隔效率高，使用過程中呼吸阻力小，不會產生較強的悶氣感，特別添加了天然抗菌層可以有效抑制或殺死有害病毒，病菌等。從而減少過敏反應的發生。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明提出的納米纖維口罩的結構示意圖。
[0012]圖1中，1是納米抗菌層，2是第一無紡布層，3是粗效過濾層，4高效過濾層是，5是第二無紡布層，6是縫合邊。
【具體實施方式】
[0013]本發明提出的有效阻隔ΡΜ0.3且富含納米抗菌成分的納米纖維口罩，其結構示意圖如圖1所示，包括納米抗菌層1、第一無紡布層2、粗效過濾層3、高效過濾層4是和第二無紡布層5，納米抗菌層1噴涂在第一無紡布層2的上表面，第一無紡布層2的下表面緊挨粗效過濾層3，以下依次是高效過濾層4和第二無紡布層5，通過超聲波粘合法相互復合，復合后在相對兩側邊緣用縫合邊6加固，其中第二無紡布層為納米纖維口罩的內側。
[0014]上述納米纖維口罩中，所述的納米抗菌層選用納米銀顆粒、水溶性殼聚糖粉末或海藻酸鈉粉末中的一種或兩種，溶劑為水，所述的納米銀顆粒溶液的濃度為l_20wt%，納米銀顆粒溶液采用超聲波分散，分散時間為50-200min;所述的水溶性殼聚糖溶液的質量百分比濃度為l_20wt%，所述的海藻酸鈉溶液濃度為l_8wt%。
[0015]上述納米纖維口罩中，所述的第一無紡布層和第二無紡布層為紡粘布或SMS無紡布，紡粘布或SMS無紡布采用具有憎水性質的聚丙烯(PP)材料，克重為5-60g/m2。
[0016]上述納米纖維口罩中，所述的粗效過濾層為熔噴布、水刺布或靜電棉，所述的熔噴布為駐極恪噴布，駐極恪噴布的克重為5-60 g/m2，所述的水刺布為滌給水刺布，滌給水刺布的克重為30-80g/m2，所述的靜電棉的克重為30-60g/m2。
[0017]上述納米纖維口罩中，所述的高效過濾層采用靜電紡絲技術制備，用于制備高效過濾層的聚合物為聚丙烯腈(PAN)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、尼龍6(PA6)、尼龍66(PA66)或聚乙烯醇(PVA)中的一種或幾種，將聚合物置于溶劑中，所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、丙酮、甲酸、蒸餾水的一種或幾種，使聚合物的質量百分比濃度為5-20wt%，接收距離為10-50cm，紡絲電壓15-60kV，擠出速率0.3-lml/h，高效過濾層中納米纖維直徑為10-1000nm。
[0018]以下介紹本發明方法的實施例:
[0019]實施例1:
[0020](1)取克重為10g/m2PP紡粘布為口罩的第一無紡布層。
[0021 ] (2)配制3 %的納米銀顆粒水溶液，超聲分散60min，加入水溶性殼聚糖粉末，配制成殼聚糖濃度為5wt%的溶液，用電噴法將配置好的溶液噴在(1)中的第一無紡布層的紡粘布上。
[0022](3)取克重為20g/m2的SMS紡粘布為口罩的第二無紡布層，作為口罩內側。
[0023](4)將聚丙烯腈(PAN)粉末溶于N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)中配置濃度為llwt%的紡絲溶液，將溶液注入計量栗中，計量栗與紡絲針頭通過管道相連，取作為粗效過濾層的克重為22g/m2的駐極熔噴布，將其放置于靜電紡絲接受金屬網板上，紡絲針頭置于鋪有駐極熔噴布的金屬網板的上方，調節紡絲針頭與金屬網板的距離為30cm，電壓為25kV，以0.8ml/h的流量噴出聚合物納米纖維，納米纖維落在作為粗效過濾層的駐極熔噴布上，紡絲時間2min，在作為粗效過濾層的駐極熔噴布上得到一層，此納米纖維膜即為口罩的高效過濾層。
[0024](5)將負載了納米纖維膜高效過濾層的駐極熔噴布從金屬網板上取下，按照納米抗菌層、第一無紡布層、粗效過濾層、高效過濾層、第二無紡布層的順序疊加在一塊，通過超聲波粘合法將五層材料復合。所述的超聲波復合機為張家港恒信超聲設備有限公司的HX-1500型超聲波復合機，所述超聲波工作頻率為20KHz，焊接壓力為100N。
[0025]將五層復合膜材料在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為0.3μπι，經測試過濾效率90%，阻力85pa。
[0026]實施例2:
[0027](1)取克重為20g/m2PP紡粘布為口罩的第一無紡布層。
[0028](2)配制5 %的納米銀顆粒水溶液，超聲分散60min，加入海藻酸鈉粉末，配制成海藻酸鈉濃度為6wt %的溶液，用涂覆法將配置好的溶液涂在(1)中的第一無紡布層的紡粘布上。
[0029](3)取克重為30g/m2的SMS紡粘布為口罩的第二無紡布層，作為口罩內側。
[0030](4)將聚氨酯(PU)粉末溶于N，N_二甲基乙酰胺(DMAC)中配置濃度為15wt%的紡絲溶液，將溶液注入計量栗中，計量栗與紡絲針頭通過管道相連，取作為粗效過濾層的克重為30g/m2的駐極熔噴布，將其放置于靜電紡絲接收金屬網板上，紡絲針頭置于鋪有駐極熔噴布的金屬網板的上方，調節紡絲針頭與金屬網板的距離為25cm，電壓為22kV，以0.4ml/h的流量噴出聚合物納米纖維，納米纖維落在作為粗效過濾層的駐極恪噴布上，紡絲時間6min，在作為粗效過濾層的駐極熔噴布上得到一層納米纖維膜，將納米纖維膜作為口罩的高效過濾層。
[0031](5)將負載了納米纖維膜高效過濾層的駐極熔噴布從金屬網板上取下，按照納米抗菌層、第一無紡布層、粗效過濾層、高效過濾層、第二無紡布層的順序疊加在一塊，通過超聲波粘合法將五層材料復合。所述的超聲波復合機為張家港恒信超聲設備有限公司的HX-1500型超聲波復合機，所述超聲波工作頻率為20KHz，焊接壓力為100N。
[0032]將五層復合膜材料在TSI8130型測試儀上進行測試，采用測試粒子為0.3μπι，經測試過濾效率92%，阻力95pa
[0033]實施例3
[0034](1)取克重為30g/m2的SMS紡粘布為口罩的第一無紡布層。
[0035](2)配制5wt%的納米銀顆粒水溶液，超聲分散60min，加入水溶性殼聚糖粉末，配制成殼聚糖濃度為lOwt %的溶液，用電噴法將配置好的溶液噴在(1)中的第一無紡布層的紡粘布上。
[0036](3)取克重為20g/m2PP紡粘布為口罩的第二無紡布層，作為口罩內側。
[0037](4)將聚苯乙烯(PS)粉末溶于N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)中配置濃度為8wt%的紡絲溶液，將溶液注入計量栗中，計量栗與紡絲針頭通過管道相連，取作為粗效過濾層的克重為40g/m2的靜電棉，將其放置于靜電紡絲接受金屬網板上，紡絲針頭置于鋪有靜電棉的金屬網板的上方，調節紡絲針頭與金屬網板的距離為15cm，電壓為20kV，以0.