專利名稱：高效濾材及其制造方法及用其制作的醫用防護口罩的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高效濾材及其制造方法及用該濾材制作的用品，特別是關于一種超微細纖維高效濾材及其制造方法以及用該超微細纖維高效濾材制作的醫用防護口罩。
背景技術：
目前我國市場上銷售的各類口罩，質量、性能良莠不齊，例如普通手術用平面口罩，經在TSI-8130儀器上進行檢測，在32L/min流量下，NaCl法，過濾效率只有20％左右。這樣的口罩只能說是可以防塵，對醫務人員起不到防護作用，特別是對飛沫傳播、空氣傳播的病毒更是無效。其他的各種醫院用的紗布口罩，檢測結果見表1表1紗布口罩的性能測試數據(TSI-8130 NaCI法)
根據美國國家職業安全衛生總署(National Institute for Occupational Ssfety andHealth)制定的標準(NIOSH標準)，可將口罩分為N、R、P三大類，它們分別代表不同的三種防護對象N為非油性顆粒，R、P則為油性顆粒，但R級的防護油性顆粒效果不能超過8小時，而P級無此限制。這三大類口罩每一類有三種過濾效能的標準即95(95％)、99(99％)、100(99.97％)，因此共有9種標準性能的口罩。由于生物性顆粒多屬于非油性顆粒，因此N95是最基本的一個等級，它表示可防護非油性顆粒在85L/min流量下，聚集平均粒徑0.26μ，計數粒徑0.07μ粒徑的過濾效率可達95％。
歐洲防護口罩的標準(CEEN1492001)分三個級別FFP1、FFP2、FFP3，與美國標準不同的是它的檢測流量采用95L/min，用DOP油發塵。
我國最新頒布的防護口罩的標準(GB19083-2003)，采用美國的標準原則，只是我國標準只采用一個等級即N95，氣溶膠采用NaCl非油性顆粒，流速為85L/min，顆粒平均粒徑0.26μ，計數粒徑0.07μ，要求過濾效率滿足95％時，氣流阻力不大于35mmH2O。我國與歐美防護口罩標準主要性能指標比較見表2表2我國與歐美防護口罩標準主要性能指標對照表
我國市場上銷售的各類口罩或醫院常用的紗布口罩，其防護性能與我國最新頒布的防護口罩的標準(GB19083-2003)相比，或與歐美防護口罩標準相比，都有很大差距。尤其是在我國2003年大規模抗御“非典”疫情時，一線的醫務人員，為有效防御“非典”病毒的侵害，經常不得不帶上四層紗布口罩，醫務人員因此會出現憋氣、呼吸困難等不舒適的感覺，即便如此這類防護性能較差的紗布口罩，還是不能有效地抵御病毒的侵害，造成醫務人員的感染。因此研制完全符合我國標準(GB19083-2003)N95等級的醫用防護口罩已成為醫療單位和普通群眾的迫切需求。
目前，采用常規熔噴工藝生產的纖維濾材，作為空氣濾材目前只能做到亞高效的水平，這在粗效、中效、高中效、亞高效和高效的系列分類中，僅做到了較好的程度，但要做到對0.07μm微小的病毒具有良好的過濾防護效果，現有采用常規熔噴工藝生產的纖維濾材還無法達到。
發明內容
本發明的目的是提供一種超微細纖維高效濾材。
本發明的另一個目的是提供一種超微細纖維高效濾材的制造方法。
本發明的又一個目的是提供一種用超微細纖維高效濾材制作的醫用防護口罩。
為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種高效濾材，其特征在于由丙綸超微細纖維經駐極而成，所述超微細纖維的平均細度為0.3μm以下；所述材料的定量規格為60～80g/m2；所述超微細纖維的駐極量為0.15kw。
所述超微細纖維的定量規格為60最佳。
一種高效濾材的制造方法是取高熔融指數聚丙烯切片，放入螺桿擠出機內；將所述螺桿擠出機內聚丙烯聚合物擠壓進多位噴絲板中；由空氣壓縮機制取的壓力氣體，通過氣體加熱器后被加熱，然后以極高的速度噴向擠出噴絲板的纖維，將其超倍牽伸，形成超微細纖維，然后纖維經過駐極裝置，將駐極體(靜電粒子)埋入纖維中，最后經收集裝置制成超微細纖維高效濾材。
所述高效濾材的制造工藝參數為所述螺桿擠出機內聚丙烯原料熔融指數為1200MFR，所述空氣壓縮機供給的空氣溫度為260℃，氣體速度為550m/s；所述空氣壓縮機計量泵速度60RPM，駐極量為0.15kw，下吸風量為65％，上吸風量為60％。
所述駐極裝置是在噴絲板與收集器之間安裝有兩排可以產生靜電粒子的電暈針。
一種用高效濾材制作的醫用防護口罩，其特征在于它包括超微細纖維高效濾材中間層，設置在所述高效濾材外面具有防水性的長絲無防布層，設置在所述高效濾材里面的抗菌紗布層，所述三者經復合縫制而成一口罩本體，所述口罩本體的上緣設置有一鼻夾，所述口罩本體的兩側和鼻夾兩側材料上分別設置有兩省道，所述口罩本體的下部略向下凸出一弧面，所述口罩本體的四周邊緣，采用彈性針織布包邊，所述口罩本體的四角設置有系帶。
本發明由于采用以上技術方案，其具有以下優點(1)本發明超微細纖維高效濾材，與常規熔噴技術生產的纖維相比，細度可由2～10μm提高到0.3μm以下，使纖維表面積增大，纖維纖徑均勻度和靜電吸附效應有大幅度的提高。
(2)超微細纖維高效濾材纖網的超微細纖維直徑成對數正態分布，通過采用新的生產工藝，使相同單絲纖度的纖維在纖網中有不同的分布。
(3)超微細纖維高效濾材通過駐極工藝，在不影響空氣阻力的前提下，可有效提高過濾效率，防護性能有大幅度地提高。
(4)用超微細纖維高效濾材作過濾層制作的醫用防護口罩，具有優異的防護性能、過濾效率達到95％以上，氣體阻力小于25mmH2O。其綜合防護性能符合我國標準(GB19083-2003)N95等級的要求。
(5)本發明的醫用防護口罩通過在口罩本體兩側和鼻夾的兩側的材料上分別設置兩省道，并用彈性針織布包邊，因此使整個口罩形成一柔性立體結構，彈性的包邊可以緊貼在臉上各部位而不露任何空隙，四個省道又可以使中部拉長，并配合鼻夾使鼻梁處既可以架起一個呼吸空間，又可以保持良好的密封；下頜處可以被口罩下部的弧面密封兜起，不留如何空隙。本發明不但可以滿足各種不同臉型的密閉防護要求，而且可以使醫護人員不必戴好幾層口罩，就可以達到非常好的防護效果。
圖1是本發明高效濾材制造工藝流程2是本發明駐極裝置示意3是本發明用高效濾材制作的醫用防護口罩結構示意4是本發明使用狀態示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，超微細纖維高效濾材制造方法是將熔融指數為1200MFR聚丙烯聚合物切片，放入螺桿擠出機1內；在計量泵速度為60RPM的條件下，將聚丙烯聚合物擠壓進噴頭裝置的多位噴絲板2中；由空氣壓縮機3制取的壓力氣體，通過氣體加熱器被加熱為260℃后，以極高的速度噴向擠出噴絲板2的纖維，將其超倍牽伸，形成超微細纖維，然后纖維經過駐極裝置，在駐極量為0.15kw的電暈針4作用下，將駐極體(靜電粒子)埋入纖維中，最后經收集裝置的收集器5和卷繞機6制成定量規格為60～80g/m2超微細纖維高效濾材。此時，收集器5的下吸風量65％，上吸風量60％。
本發明提供的超微細纖維高效濾材新型生產工藝，與常規熔噴技術生產的纖維相比，細度可由原來2～10μm提高到0.3μm以下，而在此超微細狀態下，纖維表面積極大，纖維纖徑均勻度和靜電吸附效應都有大幅度地提高。不同規格的超微細纖維高效濾材的主要性能見表3表3
通過上表可以看出，經駐極處理的本發明，在同樣阻力下，透過率降低，過濾效率升高。經與我國醫用防護口罩標準(GB19083-2003)N95等級的各項性能相比，選擇表3中2號超微細纖維高效濾材制作醫用防護口罩，其綜合技術性能及經濟性能較好。它能夠有效的過濾粒徑在0.07μ以上的細菌病毒，而氣流阻力遠遠小于國標規定35mmH2O的要求。
如圖3、圖4所示，用超微細纖維高效濾材制作的醫用防護口罩10，包括超微細纖維高效濾材中間層，設置在外面具有防水性的長絲無防布層，設置在里面的抗菌紗布層，三層材料經復合縫制而成一口罩本體11，口罩本體11的上緣設置有一鼻夾12，口罩本體11的兩側和鼻夾12兩側材料上分別設置有兩省道13、14，構造了口罩的立體曲面，從而形成了口罩10與人體鼻口之間具有一定空間，減小了人體呼吸的初始空氣阻力。口罩本體11的四周邊緣，采用彈性針織布包邊15，口罩本體11的四角設置有系帶16。包邊15具有一定的可塑性，在系帶16的牽拉下，可增加口罩10對面部的包覆能力，即口罩10可以隨人體面部曲面形狀變化，緊貼其上。口罩本體11的下部略向下凸出一弧面17，使其在彈性包邊15的配合下緊密地兜在下頜上。
本發明用超微細纖維高效濾材制作的醫用防護口罩10，其防護效率≥95％，抗菌率≥95％，氣流阻力≤25mmH2O，完全符合國家標準《醫用防護口罩技術要求》(GB19083-2003)。
權利要求
1.一種高效濾材，其特征在于由丙綸超微細纖維經駐極而成，所述超微細纖維的平均細度為0.3μm以下；所述材料的定量規格為60～80g/m2；所述超微細纖維的駐極量為0.15kw。
2.如權利要求1所述的高效濾材，其特征在于所述超微細丙綸熔噴纖維的定量規格為60g/m2。
3.一種高效濾材的制造方法是取高熔融指數聚丙烯切片，放入螺桿擠出機內；將所述螺桿擠出機內聚丙烯聚合物擠壓進多位噴絲板中；由空氣壓縮機制取的壓力氣體，通過氣體加熱器后被加熱，然后以極高的速度噴向擠出噴絲板的纖維，將其超倍牽伸，形成超微細纖維，然后纖維經過駐極裝置，將駐極體埋入纖維中，最后經收集裝置制成超微細纖維高效濾材。
4.如權利要求3所述的一種高效濾材的制造方法，其特征是所述超微細纖維高效濾材的制造工藝參數為所述螺桿擠出機內聚丙烯原料熔融指數為1200MFR，所述空氣壓縮機供給的空氣溫度為260℃，氣體速度為550m/s；所述空氣壓縮機計量泵速度60RPM，駐極量為0.15kw，下吸風量65％，上吸風量60％。
5.如權利要求3或4所述的一種超微細纖維高效濾材的制造方法，其特征是所述駐極裝置是在噴頭裝置的噴絲板與收集裝置的收集器之間安裝有兩排電暈針。
6.一種用高效濾材制作的醫用防護口罩，其特征在于一種用高效濾材制作的醫用防護口罩，其特征在于它包括超微細纖維高效濾材中間層，設置在所述高效濾材外面具有防水性的長絲無防布層，設置在所述高效濾材里面的抗菌紗布層，所述三者經復合縫制而成一口罩本體，所述口罩本體的上緣設置有一鼻夾，所述口罩本體的兩側和鼻夾兩側材料上分別設置有兩省道，所述口罩本體的下部略向下凸出一弧面，所述口罩本體的四周邊緣，采用彈性針織布包邊，所述口罩本體的四角設置有系帶。
全文摘要
本發明涉及一種高效濾材及其制造方法及用其制作的醫用防護口罩，其特征在于由丙綸超微細纖維經駐極而成，所述超微細纖維的平均細度為0.3μm以下；所述材料的定量規格為60～80g/m
文檔編號B01D39/04GK1565701SQ0314101
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月13日 優先權日2003年6月13日
發明者賴軍, 楊廷欣, 張偉力, 唐世君, 蘇揚, 徐新和, 孫幸福, 朱紅軍 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所, 天津泰達股份有限公司