含有杀菌抗病毒物质的无纺布及其制备的口罩的制作方法

1.本发明属于口罩领域，具体涉及一种含有杀菌抗病毒物质的无纺布及其制备的口罩。


背景技术：

2.从新型冠状病毒肺炎爆发开始，口罩卫生防护、感染控制等方面起到至关重要的作用，已成为大众日常不可或缺的医疗防护用品。口罩的需求量日益增加，但是市场上的口罩良莠不齐。传统的口罩可以通过物理隔离的作用，虽然过滤人体呼入的空气中的较大灰尘以及飞沫，但是不能很好地阻隔空气中的细菌以及病毒；一些口罩可以通过纤维静电吸附的物理方法将病毒以及细菌粘附在表面，但是不能杀死细菌以及病毒。同时市场上一次性口罩占有率高，使用度高，更换率高，废弃率也高，频繁更换不仅浪费资源，使得废弃物也多。尤其是新冠患者佩戴的口罩上面沾染的细菌以及病毒，残留在口罩上，如果处理不当，亦会造成二次污染。
3.因此一种杀菌抗病毒的口罩是满足市场以及新冠疫情环境下需求的。中国专利文献cn202010165297实审中的一种紫外线杀菌口罩，以cn202110228796实审中的一种杀菌组件及紫外杀菌口罩，但是在紫外线发生时，亦会对人身体造成一定的危害，如使空气中的氧气生成臭氧，使人产生头晕恶心的不良症状。
4.中国专利文献cn202010870829实审中的一种杀菌口罩及其制备方法整合富受主型zno微米管和氧化石墨烯的天然生物特性，能够将富受主型zno微米管集成在口罩夹层，而不会脱落进入人体，这不仅提高了口罩的吸附能力，而且使口罩具有良好的杀菌功效，从而提升了口罩的防护能力。这只是将切断了病菌传播路径，提升口罩吸附黏附作用，并未真正的杀死口罩上黏附的细菌及病毒。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供含有杀菌抗病毒物质的无纺布及其制备的口罩。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种含有杀菌抗病毒物质的无纺布，采用下述方式制备：s1：将纤维经开包、开松、混棉、精开松、梳理成网；s2：泡沫浸渍：使用粘合剂总量的20-40%、浓度为20-50%杀菌抗病毒分散液、以及发泡剂进行泡沫浸渍，烘燥；s3：二次浸扎，二次浸扎中使用粘合剂总量的60-80%进行浸渍，烘燥卷绕而成；各物质的用量为：纤维650-730kg/t，粘合剂610-630kg/t，杀菌抗病毒分散液210-500 kg/t，发泡剂15-25 kg/t。所述的粘合剂固形物含量为≥48%，tg：-30至15℃，粘度100-600 cps。
7.所述的粘合剂为苯乙烯-丙烯酸酯交联乳液、纯丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯分散
体、改性玉米淀粉乳液的一种或者其混合物。
8.所述的粘合剂为改性玉米淀粉乳液与纯丙烯酸酯乳液或者水性聚氨酯分散体的混合物，其质量比为：1:1-1:10。
9.所述的杀菌抗病毒的物质为微米级和/或纳米级三氧化二铋单独或者与银抗菌剂、铜抗菌剂、锌抗菌剂、钛抗菌剂、钼抗菌剂、钨抗菌剂联合使用。
10.步骤s2中，烘燥温度为120-150℃；烘燥时间为：0.5-10min/m2；步骤s3中二次烘燥温度为180-190℃，烘燥时间为：0.5-10min/m2。
11.步骤s2中，泡沫浸渍中使用超声加热，加热温度25-70℃，加热功率4-30kw，超声功率4-30kw，超声时间0.5-3h，搅拌速度30-150转/min。
12.所述的纤维为型号1.5d*38mm或者型号1.2d*38mm的一种或者混合。
13.所述的纤维为型号1.5d*38mm与型号1.2d*38mm的混合物，且型号1.5d*38mm的占比大于等于50%。
14.本发明还包括一种所述的无纺布用于制备口罩，所述的口罩包括所述的无纺布制备的内层以及外层和设置在所述的内层以及外层之间的熔喷布。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过泡沫浸渍及二次浸扎的特殊工艺，泡沫浸渍过程通过粘合剂将杀菌抗病毒的物质溶液与pet涤纶纤维充分结合，使得杀菌抗病毒物质能够充斥分布在无纺布网格结构中，分散性好、粘附性佳、使得杀菌抗病毒效果稳定；之后通过二次浸扎提高纤维的硬挺度，使其更适合口罩的使用，同时，将杀菌抗病毒物质锁定在纤维表面，不易脱落。
16.同时本技术中的粘合剂具有初粘效果好，同时，可以释放一定结合作用力，使杀菌抗病毒物质可以释放出来，减少杀菌抗病毒物质与细菌及病毒的接触时间，同时亦可以缩短检测口罩杀菌能力的时间。
17.作为优选，粘合剂选择含有生物型淀粉粘合剂，其粘结强度大、干燥速度快、无返碱、不返潮、使用方便。且淀粉粘合剂与其他粘合剂混用，使得杀菌物质不仅与纤维紧密，镶嵌在其中，不易脱落，保障安全性；同时可以在一定强外力条件下，通过复水性能好的特点，可以快速杀死附着粘附在无纺布的微生物。
18.本技术中的纤维采用型号1.5d*38mm与型号1.2d*38mm或者混合物，这是由于口罩用无纺布较为轻薄，呼吸阻力小，重量轻，因此选择短纤维型号1.5d*38mm、以及型号1.2d*38mm，其具有较好的抗静电性，抱合性和开松性，纤维达到零疵点；较好的手感，并且在此工艺条件及工艺参数下，该纤维具有合理的断裂强度和伸长率，保证布面具有较好的撕裂强度，延展性。
19.本发明可以使得杀菌抗病毒物质很好的、长效的、稳定的分布在无纺布上，不仅可以切断细菌以及病毒的传播，亦可杀死黏附口罩上病毒以及微生物，长期佩戴口罩没有臭味，有防臭作用。其具有能够杀死多种细菌、多种病毒的功能作用，包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、病毒，如金黄色葡萄球菌抑菌率＞90%、大肠杆菌抑菌率＞90%、流感病毒、hpv、冠状病毒、人冠状病毒等等。
20.本发明提供了一种可以持续长久杀菌的口罩，透气率为2300-6343mm/s；纵向伸长＞50n/5cm；横向伸长＞5n/5cm，厚度（0.16-0.36mm）
±
0.04。其不仅可以将内源性或外源性细菌及病毒粘附拦截，通过内外两层杀菌无纺布可以有效杀死黏附口罩上的细菌及病毒。
杀菌抗病毒口罩有效杀死黏附或者截流在口罩上的细菌及病毒。同时可以长效持久，减少口罩的损耗，减少资源的浪费还可以杜绝口罩丢掉时产生病毒或者细菌传播。通过内外两层杀菌无纺布（最外层以及亲肤层），可以有效杀死外界细菌及病毒，亦可杀灭新冠患者呼出在口罩内部的细菌及病毒。
21.改杀菌抗病毒口罩最里层以及最外层的无纺布透气率为2300-6343mm/s，加上阻力较强的中间层熔喷布，空气的阻力小，口罩两侧面进行气体交换的压力差
∆
p不大于49pa。
附图说明
22.图1示出不含有三氧化二铋的无纺布（40g）扫描电镜图；图2示出含有三氧化二铋的无纺布（40g）扫描电镜图；图3示出不含有三氧化二铋的无纺布（20g）扫描电镜图；图4示出含有三氧化二铋的无纺布（20g）扫描电镜图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
24.实施例：一种含有杀菌抗病毒物质的无纺布，采用下述方式制备：s1：将纤维经开包、开松、混棉、精开松、梳理成网；s2：泡沫浸渍：使用粘合剂总量的20-40%、浓度为20-50%杀菌抗病毒分散液、以及发泡剂进行泡沫浸渍，烘燥；所述的粘合剂固形物含量为≥48%，tg：-30至15℃，粘度100-600 cps。烘燥温度为120-150℃；烘燥时间为：0.5-10min/m2；s3：二次浸扎，二次浸扎中使用粘合剂总量的60-80%进行浸渍，烘燥卷绕而成；二次烘燥温度为180-190℃，烘燥时间为：0.5-10min/m2。
25.其中，各物质的用量比例为：纤维650-750 kg/t，粘合剂590-630kg/t，杀菌抗病毒分散液200-500 kg/t，发泡剂15-25 kg/t。本技术中使用的发泡剂为泡剂f1，用量为21 kg/t。所述的粘合剂为纯丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯分散体、改性玉米淀粉乳液的一种或者其混合物。
26.所述的杀菌抗病毒的物质为微米级和/或纳米级三氧化二铋单独或者与银抗菌剂、铜抗菌剂、锌抗菌剂、钛抗菌剂、钼抗菌剂、钨抗菌剂联合使用。
27.步骤s2中，泡沫浸渍中使用超声加热，加热温度25-70℃，加热功率4-30kw，超声功率4-30kw，超声时间0.5-3h，搅拌速度30-150转/min。本技术中采用的参数为：加热温度45℃，加热功率24kw，超声功率24kw，超声时间120min，搅拌速度120转/min。
28.所述的纤维为纤维为型号1.5d*38mm、或者型号1.2d*38mm的一种或者混合。
29.表1 示出不同实施例下，持续长久稳定杀菌口罩用无纺布加工工艺参数及特性。
30.表1
表2示出不根据不同实施例的克重、空气滤过滤、厚度、纵向强度、横向强度以及大肠杆菌（atcc8739）、金黄色葡萄球菌atcc 6538、白色念珠菌attcc10231的杀菌效果。抑菌率计算按照wst650-2019抗菌和抑菌效果评价方法来进行测试。
31.图1-2分别示出实施例16中不含有三氧化二铋的无纺布（40g）扫描电镜图以及含有；三氧化二铋的无纺布（40g）扫描电镜图；图3-4分别示出实施例6中不含有三氧化二铋的无纺布（20g）扫描电镜图以及含有三氧化二铋的无纺布（20g）扫描电镜图。
32.表2
本发明一种持续长久杀菌抗病毒的口罩，包含口罩用杀菌抗病毒外层无纺布及含杀菌抗病毒的内层无纺布，口罩用内外层无纺布均具有非常好的杀菌抗病毒作用。
33.对使用实施例6及16杀菌抗病毒的口罩用无纺布进一步的进行检测，官方检测机构对口罩无纺布的杀菌效果进行评价。采用gb/t 20944.2的检测方法，使用实验室自备标
准无菌棉布，121℃对样品以及对照样品进行处理15min，减少对照面部以及样品本身的微生物干扰。本实验采用试验菌株及编码为大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌atcc6538、白色念珠菌attcc 10231；相对应的试验菌株的浓度为大肠杆菌1.5
×
105cfu/ml、金黄色葡萄球菌1.1
×
105cfu/ml、白色念珠菌2.5
×
105cfu/ml。
34.1、杀菌抗病毒口罩用杀菌抗病毒无纺布官方检测机构进行评价1.1 评价方法，表3示出。
35.表31.2杀菌抗病毒口罩用杀菌抗病毒无纺布（20克-实施例6）的官方检测机构检测杀菌评价效果9shf22010182-04,见表4。
36.表4判定依据：当抑菌值≥1或抑菌率≥90%，样品具有抗菌效果，当抑菌值≥2或抑菌率≥99%，样品具有良好抗菌效果。
37.抗菌效果评价：样品具有抗菌效果（具有良好抗菌效果）。
38.1.3杀菌抗病毒口罩用杀菌抗病毒无纺布（40克-实施例16）的官方检测机构检测杀菌评价结果9shf22010182-03，见表5。
39.表5判定依据：当抑菌值≥1或抑菌率≥90%，样品具有抗菌效果，当抑菌值≥2或抑菌率≥99%，样品具有良好抗菌效果。
40.抗菌效果评价：样品具有抗菌效果（具有良好抗菌效果）。
41.1.4杀菌抗病毒口罩用杀菌抗病毒无纺布的官方检测机构检测航病毒评价结果：1.4.1人冠状病毒hcov-229e2021sp14510r01，见表6。
42.表6
1.4.2甲型流感病毒h1n1 2021sp14511r01，见表7。
43.表73、杀菌抗病毒口罩官方检测机构评价用杀菌抗病毒无纺布（40克-实施例16）作为杀菌抗病毒口罩的最外层无纺布，用杀菌抗病毒无纺布（20克-实施例6）作为杀菌抗病毒口罩的内层亲肤层无纺布，中间层选择静电吸附熔喷布，制作成品口罩，进行成品口罩的杀菌抗病毒试验测定。
44.2.1杀菌抗病毒口罩的杀菌官方检测机构评价tts-wt22007603
判定标准：gb/t20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价 第2部分：吸收法，见表8。
45.表82.2杀菌抗病毒口罩的杀菌官方检测机构评价2.2.1人冠状病毒hcov-229e2022sp00356r01，见表9。
46.表92.2.2甲型流感病毒h1n12022sp00355r01，见表10。
47.表10
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，采用下述方式制备：s1：将纤维经开包、开松、混棉、精开松、梳理成网；s2：泡沫浸渍：使用粘合剂总量的20-40%、浓度为20-50%杀菌抗病毒分散液、以及发泡剂进行泡沫浸渍，烘燥；s3：二次浸扎，二次浸扎中使用粘合剂总量的60-80%进行浸渍，烘燥卷绕而成；其中，各物质的用量为：纤维650-730kg/t，粘合剂610-630kg/t，杀菌抗病毒分散液210-500 kg/t，发泡剂15-25 kg/t。2.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，所述的粘合剂固形物含量为≥48%，tg：-30至15℃，粘度100-600 cps。3.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，所述的粘合剂为苯乙烯-丙烯酸酯交联乳液、纯丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯分散体、改性玉米淀粉乳液的一种或者其混合物。4.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，所述的粘合剂为改性玉米淀粉乳液与纯丙烯酸酯乳液或者水性聚氨酯分散体的混合物，其质量比为：1:1-1:10。5.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，所述的杀菌抗病毒的物质为微米级和/或纳米级三氧化二铋单独或者与银抗菌剂、铜抗菌剂、锌抗菌剂、钛抗菌剂、钼抗菌剂、钨抗菌剂联合使用。6.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，步骤s2中，烘燥温度为120-150℃；烘燥时间为：0.5-10min/m2；步骤s3中二次烘燥温度为180-190℃，烘燥时间为：0.5-10min/m2。7.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，步骤s2中，泡沫浸渍中使用超声加热，加热温度25-70℃，加热功率4-30kw，超声功率4-30kw，超声时间0.5-3h，搅拌速度30-150转/min。8.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布，其特征在于，所述的纤维为型号1.5d*38mm或者型号1.2d*38mm的一种或者混合。9.根据权利要求1所述的含有杀菌抗病毒物质的无纺布的制备方法，其特征在于，所述的纤维为型号1.5d*38mm与型号1.2d*38mm的混合物，且型号1.5d*38mm的占比大于等于50%。10.一种权利要求1-9任一项所述的无纺布用于制备口罩，其特征在于，所述的口罩包括所述的无纺布制备的内层以及外层和设置在所述的内层以及外层之间的熔喷布。

技术总结
本发明属于口罩领域，具体涉及一种含有杀菌抗病毒物质的无纺布及其制备的口罩，采用下述方式制备：S1：将纤维经开包、开松、混棉、精开松、梳理成网；S2：泡沫浸渍：使用粘合剂、杀菌抗病毒分散液、以及发泡剂进行泡沫浸渍，烘燥；S3：二次浸扎，二次浸扎中使用粘合剂进行浸渍，烘燥卷绕而成；本发明通过泡沫浸渍及二次浸扎的特殊工艺，泡沫浸渍过程通过粘合剂将杀菌抗病毒的物质溶液与PET涤纶纤维充分结合，使得杀菌抗病毒物质能够充斥分布在无纺布网格结构中，分散性好、粘附性佳、使得杀菌抗病毒效果稳定。稳定。稳定。


技术研发人员：杨艳艳 楼金善
受保护的技术使用者：中科优品（天津）科技发展有限公司
技术研发日：2022.04.25
技术公布日：2022/5/25