灭菌抗病毒口罩及其制备方法 技术领域
本发明属于口罩领域，特别涉及一种高效灭菌抗病毒口罩及其制备方法。
背景技术
空气和水的污染、病菌或其它细菌的大量繁衍，给人们的健康带来巨大的威胁。口罩是用来使人类免受病菌侵袭的一种便捷的保护措施。人们戴口罩是为了给呼吸道设置一道“过滤屏障”，对吸入的空气起到过滤作用，使空气中夹杂着的大量灰尘、细菌、病毒和各种有害的气体等不能进入人体。由于有些病菌很顽强，而且主要靠飞沫和近距离接触传播，所以在口罩无杀灭病菌功能或杀灭菌能力不够强时，只能靠增加厚度来提高口罩的安全防护性。即使这样，对于有些顽固病菌也不一定起到彻底安全的效果，并且如果戴过厚的口罩，会感觉很憋闷，特别是长时间戴，会使鼻黏膜变得脆弱，失去了鼻腔的原有生理功能，反而可能会引发其他疾病。另外，因为口罩直接接触口腔、鼻腔，所以口罩本身的卫生和安全性尤为重要。
超双疏织物，其表面具有超疏水和超疏油的功能。该功能能够阻止各类水或油成分渗入织物的另一侧，可以防止病菌附着在织物表面，并能够避免提供给细菌成长繁殖的条件和机会。
纳米TiO2光催化剂具有杀灭细菌的功能，由于其比表面积较大，当遇到细菌时，首先将病菌吸附在其表面，随后直接攻击细菌的细胞，致使细菌细胞内的有机物降解，以此杀灭细菌，并使之分解。纳米TiO2光催化杀菌剂具有抗菌效率高而且持久，以及良好的安全性等优点。利用自然光、常温常压即可催化分解病菌和污染物，适应范围广。
研究表明，TiO2光催化杀菌剂对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，枯草芽孢菌和变形链球菌均有较高的杀菌率，甚至癌细胞会被杀死。纳米TiO2还对不同的霉菌(如黄曲霉、黑曲霉、赛氏曲霉、土曲霉、焦曲霉、球毛壳霉、多主枝孢、桔青霉、拟青霉、绿色木霉)也有很好的杀菌效果。
无机抗菌剂具有接触型，光谱抗菌，持久、耐水、耐酸碱，对健康无害、无二次污染等特点，目前得到广泛地应用。如银离子其抗菌机理是银离子进行接触反应，造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，银离于穿透细胞壁进入胞内，并与巯基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。
活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大，吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。
将上述几种功能材料进行有机地结合，并结合在织物表面或织物中，用于制作口罩，使口罩具有高效灭菌抗病毒的作用，这正是本发明的目的点。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种高效灭菌抗病毒口罩，以解决目前口罩不具备使空气中的飞沫、液滴和细小颗粒阻隔在口罩的表面之外，阻隔口鼻分泌物外渗，避免分泌物传递有害物，以及没有杀菌功能或杀菌功能不理想的现状。
本发明的目的之二是提供一种高效灭菌抗病毒口罩的制作方法。
本发明的高效灭菌抗病毒口罩依次从外到里包括超双疏阻隔织物层，除菌消毒织物层，吸附抗菌织物层，超双疏阻隔织物层和接触保护织物层等。
本发明的高效灭菌抗病毒口罩的制作方法包括下列步骤：
(1)制备超双疏阻隔织物层；
(2)制备除菌消毒织物层；
(3)制备吸附抗菌织物层；
(4)制备超双疏阻隔织物层；
(5)制备接触保护织物层；
(6)将上述制备得到的五个功能织物层由外向里依次叠落缝合在一起后，再缝接上四个角带即得本发明的口罩。
本发明所述的超双疏阻隔织物层：由一层以上超双疏透气织物组成，它具有不沾水和不沾油的表面。使织物的表面具有超双疏功能的制备方法如专利申请号01141502.9公开的方法，或通过其他方法(如：市售)得到。
本发明所述的除菌消毒织物层：由一层以上除菌消毒织物层组成，每层含有纳米氧化钛和无机抗菌剂，或含有纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂的透气织物层，织物中纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物的含量为4～30g/m2，无机抗菌剂的含量为0.05～2g/m2。
本发明所述的除菌消毒织物层的制作是通过如下的方法来完成的。可将纳米氧化钛和无机抗菌剂，或纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成一定浓度的溶胶，先使织物浸渍在含有无机抗菌剂溶胶中，经滚压、哄干，然后再浸渍在纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶胶中，经滚压、哄干后得到；
或将纳米氧化钛和无机抗菌剂，或纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成一定浓度的溶胶，将无机抗菌剂溶胶喷涂在织物上，经哄干，然后再喷涂纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶胶，哄干后得到。
本发明所述的吸附抗菌织物层：由一层以上吸附抗菌剂织物层组成，每层含有活性炭、无机抗菌剂和纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物三种无机物；或每层含有活性炭和无机抗菌剂两种无机物；或每层含有活性炭和纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物两种无机物，或每层含有活性炭一种无机物，其含量为活性炭25～35g/m2，纳米氧化钛或纳米氧化钛复合物4～16g/m2，无机抗菌剂0.05～1g/m2。
本发明所述的吸附抗菌织物层是通过如下的方法来完成的。将抗菌剂配成一定浓度的溶液或溶胶，然后先使含有活性炭的织物(市售)浸渍到该溶液或溶胶中，经滚压、哄干，然后再浸渍在纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶液或溶胶中，经滚压、哄干后得到；
或将无机抗菌剂配成一定浓度的溶液或溶胶，然后先使含有活性炭的织物浸渍到该溶液或溶胶中，经滚压、哄干后得到；
或将含有活性炭的织物浸渍到纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶液或溶胶中，经滚压、哄干后得到；
或直接采用含有活性炭的织物；
或将抗菌剂配成一定浓度的溶液或溶胶，将抗菌剂喷涂在含有活性炭织物上，然后再喷涂纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶液或溶胶，哄干后得到；
或将无机抗菌剂先配成一定浓度的溶液或溶胶，然后喷涂在含有活性炭的织物上，经滚压、哄干后得到；
或将纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶液或溶胶喷涂在含有活性炭的织物上，经滚压、哄干后得到。
本发明所述的无机抗菌剂包括金属或金属离子，所述的金属是银、铜或锌等。银及其离子的抗菌能力最好。
本发明所述的无机抗菌剂是通过物理吸附等方法，将银、铜、锌等金属或其金属离子固定在织物上，而使织物获得具有抗菌能力。
本发明所述的纳米氧化钛的复合物包括氧化钛与氧化硅的复合物、氧化钛与氧化锌的复合物、氧化钛与氧化铁的复合物，掺杂有铁离子的氧化钛，掺杂有氮元素的氧化钛等。其中氧化钛∶复合物的摩尔比为1～2.5∶1。
所述的溶胶包括钛溶胶和/或硅溶胶，其用量为至少可以使氧化钛或氧化钛的复合物和/或抗菌剂牢固地粘附在织物上为准。
本发明所述的接触保护织物层：由二层以上洁净的透气织物组成，在紧固带的拉固下，该层紧贴皮肤，避免气流从侧面延着皮肤表面进入口鼻。
本发明所述的透气织物包括棉纱布、无纺布、麻、羊毛、丝绸、人造棉、涤纶、丙纶、腈纶、锦纶、涤/棉、毛/涤或毛/腈等等。
本发明的高效灭菌抗病毒口罩具有灭菌、抗病毒、防病、净化空气等功能。特别适合于医护人员、传染病患者、防止病毒传染的人员和含有大量或强病毒细菌的环境。
附图说明
图1.本发明的口罩各层叠落次序示意图；
图2.本发明的口罩示意图。
附图标记
1.超双疏阻隔织物层 2.除菌消毒织物层 3.吸附抗菌织物层
4.超双疏阻隔织物层 5.接触保护织物层
6.缝合线 7.角带 8.口罩
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所列举的实施例并非是限定性实施例。
实施例1
请参见图1和图2。将一层市售的超双疏阻隔织物层1、一层除菌消毒织物层2、一层吸附抗菌织物层3、一层市售的超双疏阻隔织物层4和两层市售接触保护织物层5由外向里依次叠落在一起，材料均为棉纱布。裁剪成18cm×12cm长方形，沿边内0.5cm用缝合线6缝合，而后在四个角缝接四个角带7，即可得到本发明的口罩8。所制作的口罩透气性很好，在国家标准之内。抗菌试验采用奎因法。取一层除菌消毒层2和一层吸附抗菌层3，将菌液直接滴于两层棉纱上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在10min后对大肠杆菌的杀灭率为100％。
所述的除菌消毒织物层和吸附抗菌织物层可按照前面所述的方法制备得到，其中除菌消毒织物层中纳米氧化钛与氧化锌的复合物的含量为4～30g/m2，银的含量为0.05～2g/m2。吸附抗菌织物层的活性炭含量为25～35g/m2，纳米氧化钛的含量为4～16g/m2，银的含量为0.05～1g/m2。
实施例2
请参见图1和图2。将一层市售超双疏阻隔织物层1、两层除菌消毒织物层2、一层吸附抗菌织物层3、一层市售超双疏阻隔织物层4和两层市售接触保护织物层5由外向里依次叠落在一起，材料均为无纺布。裁剪成18cm×12cm长方形，沿边内0.5cm用缝合线6缝合，而后在四个角缝接四个角带7，即可得到本发明的口罩8。制作的口罩透气性很好，在国家标准之内。抗菌试验采用奎因法。取两层除菌消毒层2和一层吸附抗菌层3，将菌液直接滴于三层无纺布上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在5min后对大肠杆菌的杀灭率为100％。
所述的除菌消毒织物层和吸附抗菌织物层可按照前面所述的方法制备得到，其中除菌消毒织物层中氧化钛与氧化锌的复合物含量为4～30g/m2，纳米氧化钛∶复合物的摩尔比为1∶1，锌的含量为0.05～2g/m2。吸附抗菌织物层的活性炭含量为25～35g/m2，纳米氧化钛的含量为4～16g/m2，银的含量为0.05～1g/m2。
实施例3
请参见图1和图2。将一层市售超双疏阻隔织物层1、一层除菌消毒织物层2、一层吸附抗菌织物层3、一层市售超双疏阻隔织物层4和两层市售接触保护织物层5由外向里依次叠落在一起，所用的材料第1、2、4功能织物层为涤纶布，3功能织物层为无纺布，第5功能织物层为棉纱布。裁剪成18cm×12cm长方形，沿边内0.5cm用缝合线6缝合，而后在四个角缝接四个角带7，即可得到本发明的口罩8。所制作的口罩透气性很好，在国家标准之内。抗菌试验采用奎因法。取一层除菌消毒层2和一层吸附抗菌层3，将菌液直接滴于两层功能织物上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在10min后对大肠杆菌的杀灭率为100％。
所述的除菌消毒织物层和吸附抗菌织物层可按照前面所述的方法制备得到，其中除菌消毒织物层中氧化钛与氧化锌的复合物含量为4～30g/m2，纳米氧化钛∶复合物的摩尔比为2∶1，银的含量为0.05～2g/m2。吸附抗菌织物层的活性炭含量为25～35g/m2，银的含量为0.05～1g/m2。