[发明专利]一种复合防护杀毒口罩及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合防护杀毒口罩及其制备方法，涉及防菌口罩技术领域。本发明的复合防护杀毒口罩包括纳米复合材料杀菌布层和滤纸层；其中，所述纳米复合材料杀菌布层包括氧化锌颗粒和有机短纤维；所述滤纸层由棉浆纤维、天丝纤维、龙须草纤维组成。制备时从外到内按照如下次序进行口罩组装：无纺布层、纳米复合材料杀菌布层、滤纸层、无纺布层。利用成本低廉的氧化锌纳米粉体作为杀毒材料，抑制吸附在口罩上的细菌扩散和繁殖。此外，通过对口罩的简单揉搓，氧化锌颗粒可以和促静电短纤维产生静电，恢复驻极材料层的静电吸附效果。

技术领域

本发明涉及防菌口罩技术领域，具体涉及一种复合防护杀毒口罩及其制备方法。

背景技术

微生物往往黏附在空气气溶胶细小颗粒物的表面，可以随着这些细小颗粒物较长时间停留在空中，或随风播散到较远的地区。某些微生物颗粒还可以随着人的呼吸进入肺部或通过伤口感染，造成许多传染性疾病的传播，对人类身体健康带来严重的危害。口罩对于进入口鼻的空气有一定的过滤作用，口罩的滤材通常由若干层非织造布组成，不同厂家选用的原料，以及生产的口罩结构、层数会略微不同，在各层之间的联系上，基本上都遵循所谓“梯度过滤”的原则。其中最外层为抗湿面层，滤料的孔径尺寸较大，负责过滤较大的微粒子，内层多为皮肤亲和材料，使人呼出的水汽尽快散出，保持嘴部皮肤干爽、舒适，中间层则是整个PM2.5口罩的核心部位，承担过滤更微细的粒子这种设计使各层滤料之间“分工合作”，在保证较高过滤效率的同时又能保持较好的舒适度和达到较大的容尘能力。

微粒子在PM2.5口罩滤纸中的过滤机理十分复杂，除了表层过滤，更多的是深层过滤，由于滤纸具有一定的厚度和错综复杂的孔隙结构，微粒子跟随气流运动到滤纸表面，纤维之间交织的网络结构能将远比滤纸孔径小得多的微粒子截留。由于病毒尺寸小于0.1微米，口罩对已经附着在其上的病毒过滤能力有限。因此，有效杀毒变得十分必要。相关研究结果表明，驻极材料对细微粉尘的过滤能力比一般材料高50％。将非织造材料经过驻极处理后可以大幅度的提升其性能。虽然驻极技术的引入极大的提升了非织造材料的过滤效率，但是驻极非织造材料极易产生衰减，难以实现性能的持久稳定性，因而会导致产品的安全性降低。在五种过滤截流机理中，静电吸附效果尤为重要，对细小颗粒的过滤起主要作用。

中国专利申请201710232912.5公开了一种中药口罩滤芯，属于防菌口罩技术领域，由外向内包括活性炭纤维层和抗菌保健层，所述抗菌保健层包括以下重量份数的原料：棉纤维45-55份、纳米氧化锌2-3份、羧甲基壳聚糖10-15份、海藻酸钠20-30份、白芷20-30份、辛夷20-30份、芦荟20-30份和菊花20-30份。该中药口罩滤芯上层的活性炭纤维层具有很强的吸附和过滤功能，下层的抗菌保健层是以棉纤维和海藻酸钠混纺，添加纳米氧化锌和中药提取物，抗菌保健性能、吸湿性能以及透气性能优异。

中国专利201711302050.5一种医用高效杀菌口罩。口罩为层叠结构，由外向内依次包括：第一无纺布层、杀菌层及第二无纺布层；杀菌层由聚丙烯纤维和铒元素掺杂的纳米氧化锌组成，其中，聚丙烯纤维占90-95重量份，铒元素掺杂的纳米氧化锌占5-10重量份；铒元素掺杂的纳米氧化锌的粒径范围为50-200nm。通过特定制备方法将铒元素掺杂到纳米氧化锌中，该医用口罩显著提高了杀菌效果，但是该口罩存在制备成本较高的不足。

总体来看，现有技术主要存在技术相对复杂，成本相对较高，同时静电吸附能力衰减导致防护性能下降的问题。针对上述问题，本研究直接利用植物纤维改性的方法，将活性炭和氧化锌混合作为过滤层。除此之外，为解决口罩中驻极材料层的吸附能力衰减问题，本发明利用氧化锌颗粒和有机纤维的摩擦生电恢复驻极材料的静电吸附能力，使口罩在保持对极细小颗粒过滤能力的同时兼具有效的杀菌能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合防护杀毒口罩及其制备方法，利用成本低廉的氧化锌纳米粉体作为杀毒材料，抑制吸附在口罩上的细菌扩散和繁殖。此外，通过对口罩的简单揉搓，氧化锌颗粒可以和促静电短纤维产生静电，恢复驻极材料层的静电吸附效果。