一种可生物降解的抗菌口罩的制作方法

本发明涉及口罩生产技术领域，具体涉及一种可生物降解的抗菌口罩。

背景技术：

口罩在医疗工作及日常生活中被大量使用，尤其是一次性口罩，其用量极大；普通的一次性口罩一般是以无纺布面料制作而成。无纺布面料的原料一般来源于石油等资源合成的高分子材料，而口罩使用丢弃后，一般的无纺布面料的材料不能降解，从而给环境造成了严重的污染，而且也使人类面临石油资源枯竭的危机；因此，可生物降解的环保口罩的开发和使用是非常有必要的。

此外，在现实生活中我们无法避免接触细菌、真菌等微生物，由于微生物具有快速的繁殖能力和多样性的传播疾病途径，因此能够有效抵御致病微生物和病毒侵扰的抗菌口罩受到日益的重视。

再有，现有的可生物降解的口罩在韧性、强度及可加工性上仍存在许多不足之处。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可生物降解的抗菌口罩，该口罩不仅具有较优异的生物可降解性，而且又具有较好的抗菌效果，可以起到更好的防护作用，同时其还具有较优异的力学性能及可加工性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种可生物降解的抗菌口罩，包括口罩本体和设置于口罩本体两侧的耳带，所述口罩本体包括由外至内依次设置的外层、过滤层和内层；所述外层和内层为抗菌无纺布，该抗菌无纺布采用壳聚糖纤维和海藻纤维制成，所述过滤层为过滤熔喷布；该过滤熔喷布采用熔喷料经由熔喷工艺制得，该熔喷料包括pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料。

进一步地，所述抗菌无纺布是采用20～80重量份的壳聚糖纤维和10～60重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

进一步地，所述pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料中的pla、低聚合度phbv、石墨烯三者的质量配比为80～95:5～20:1。

进一步地，所述pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料是先制备pla/低聚合度phbv共混母粒和pla/石墨烯复合材料后，再将pla/低聚合度phbv共混母粒以及pla/石墨烯复合材料混合均匀后，再经熔融挤出制得。

进一步地，所述低聚合度phbv的分子量为9万～10万。

进一步地，用于制备过滤熔喷布的熔喷料还包括抗菌剂，该抗菌剂为银系抗菌剂、无机纳米抗菌剂、季铵盐类抗菌剂、壳聚糖抗菌剂中的一种或两种及以上的组合。

进一步地，所述抗菌剂的用量相对于pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料的质量分数为5％-10％。

进一步地，所述耳带是由pbs无纺布，或pla无纺布，或pef无纺布制成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的口罩本体的外层和内层为抗菌无纺布，该抗菌无纺布采用壳聚糖纤维和海藻纤维制成，壳聚糖纤维和海藻纤维配合，赋予了该抗菌无纺布较优异的生物可降解性、抗菌性和吸湿性；

口罩本体的过滤层为过滤熔喷布，该过滤熔喷布采用pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料为熔喷料制得；其中phbv的加入，不仅可以改善pla的脆性，而且可以实现pla和phbv共混后的完全生物降解性；其中的石墨烯可以起到成核剂的作用，使pla的结晶温度降低，提高结晶度，改善pla的脆性；而且，石墨烯还可对pla和phbv起到一定的增容作用，改善pla和phbv两组分的界面性能，使phbv对pla产生增韧作用；石墨烯的加入还可提高整个复合材料的断裂伸长率和韧性，又可促进复合材料的降解。

过滤熔喷布中的phbv采用的是低聚合度phbv，低聚合度的phbv可以破坏微生物的生物膜和细胞壁，进入细胞内改变酸碱平衡，打乱代谢，使微生物灭亡，从而起到一定的抗菌效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的可生物降解的抗菌口罩的整体结构示意图。

图2为本发明实施例1的可生物降解的抗菌口罩的截面图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种可生物降解的抗菌口罩，包括口罩本体和设置于口罩本体两侧的耳带，所述口罩本体包括由外至内依次设置的外层、过滤层和内层；所述外层和内层为抗菌无纺布，该抗菌无纺布采用壳聚糖纤维和海藻纤维制成，所述过滤层为过滤熔喷布；该过滤熔喷布采用熔喷料经由熔喷工艺制得，该熔喷料包括pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料。

其中，所述抗菌无纺布是采用20～80重量份的壳聚糖纤维和10～60重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

其中，所述pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料中的pla、低聚合度phbv、石墨烯三者的质量配比为80～95:5～20:1。

其中，所述pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料是先制备pla/低聚合度phbv共混母粒和pla/石墨烯复合材料后，再将pla/低聚合度phbv共混母粒以及pla/石墨烯复合材料混合均匀后，再经熔融挤出制得。

其中，所述低聚合度phbv的分子量为9万～10万。

其中，用于制备过滤熔喷布的熔喷料还包括抗菌剂，该抗菌剂为银系抗菌剂、无机纳米抗菌剂、季铵盐类抗菌剂、壳聚糖抗菌剂中的一种或两种及以上的组合。抗菌剂的用量相对于pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料的质量分数为5％-10％。

其中，所述耳带是由pbs无纺布，或pla无纺布，或pef(聚呋喃二甲酸乙二酯)无纺布制成。

下面以具体的实施例说明本发明的可生物降解的抗菌口罩。

实施例1

如图1和图2所示，该实施例1的可生物降解的抗菌口罩，包括口罩本体1和设置于口罩本体两侧的耳带2，该口罩本体1包括由外至内依次设置的外层11、过滤层13和内层12；口罩本体1的外层11和内层12采用抗菌无纺布制成，该抗菌无纺布采用壳聚糖纤维和海藻纤维制成，所述过滤层13为过滤熔喷布；该过滤熔喷布采用熔喷料经由熔喷工艺制得，该熔喷料包括pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料和银系抗菌剂；耳带是由pbs无纺布制成。

在该实施例1中，用于制作外层11的抗菌无纺布是采用80重量份的壳聚糖纤维和20重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，再将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

在该实施例1中，用于制作内层12的抗菌无纺布是采用60重量份的壳聚糖纤维和40重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，再将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料中的pla、低聚合度phbv、石墨烯三者的质量配比为80:20:1。

该实施例1的过滤熔喷布的制作过程为：

首先，制备pla/phbv共混母粒；将pla母粒和phbv母粒进行干燥，取60份干燥后的pla母粒和20份干燥后的phbv母粒，置于高速混合机中混合均匀，然后利用螺杆挤出机熔融共混挤出，经切粒机切粒得到pla/phbv共混母粒；

然后，制备pla/石墨烯复合材料；将1份石墨烯粉末通过搅拌和超声处理分散于dmf中，得到悬浮液，然后将20份的pla母粒加入到悬浮液中，然后在80℃的条件下搅拌2h，然后于65℃下超声处理2h，再加入甲醇使混合物凝固成块，最后取絮凝状的混合物在80℃的真空中干燥10h，得到pla/石墨烯复合材料；

将pla/石墨烯复合材料粉碎，然后将pla/phbv共混母粒和粉碎后的pla/石墨烯复合材料加入到高速混合机中混合均匀后，再利用螺杆挤出机熔融挤出，得到pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料；

将100份的pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料和5份的银系抗菌剂混合后，经螺杆挤出机熔融挤出混合物熔体，再经熔喷模头挤出熔体细流，高速热空气对熔体细流进行拉伸，形成超细纤维，超细纤维凝聚成网，并经自身粘合形成过滤熔喷布。

实施例2

该实施例2的可生物降解的抗菌口罩，包括口罩本体和设置于口罩本体两侧的耳带，该口罩本体包括由外至内依次设置的外层、过滤层和内层；口罩本体的外层和内层为抗菌无纺布，该抗菌无纺布采用壳聚糖纤维和海藻纤维制成，所述过滤层为过滤熔喷布；该过滤熔喷布采用熔喷料经由熔喷工艺制得，该熔喷料包括pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料和银系抗菌剂；耳带是由pbs无纺布制成。

在该实施例2中，用于制作外层的抗菌无纺布是采用70重量份的壳聚糖纤维和30重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，再将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

在该实施例2中，用于制作内层的抗菌无纺布是采用50重量份的壳聚糖纤维和50重量份的海藻纤维分别进行开松、整理后，再将壳聚糖纤维和海藻纤维交叉铺网，然后对铺好的纤维网进行水刺加固，再烘干制得。

pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料中的pla、低聚合度phbv、石墨烯三者的质量配比为85:15:1。

该实施例2的过滤熔喷布的制作过程为：

首选，制备pla/phbv共混母粒；将pla母粒和phbv母粒进行干燥，取70份干燥后的pla母粒和15份干燥后的phbv母粒，置于高速混合机中混合均匀，然后利用螺杆挤出机熔融共混挤出，经切粒机切粒得到pla/phbv共混母粒；

然后，制备pla/石墨烯复合材料；将1份石墨烯粉末通过搅拌和超声处理分散于dmf中，得到悬浮液，然后将15份的pla母粒加入到悬浮液中，然后在80℃的条件下搅拌2h，然后于65℃下超声处理2h，再加入甲醇使混合物凝固成块，最后取絮凝状的混合物在80℃的真空中干燥10h，得到pla/石墨烯复合材料；

将pla/石墨烯复合材料粉碎，然后将pla/phbv共混母粒和粉碎后的pla/石墨烯复合材料加入到高速混合机中混合均匀后，再利用螺杆挤出机熔融挤出，得到pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料；

将100份的pla/低聚合度phbv/石墨烯复合材料和10份的银系抗菌剂混合后，经螺杆挤出机熔融挤出混合物熔体，再经熔喷模头挤出熔体细流，高速热空气对熔体细流进行拉伸，形成超细纤维，超细纤维凝聚成网，并经自身粘合形成过滤熔喷布。

本发明实施例1和实施例2的抗菌口罩具有较优异的生物可降解性，而且又具有较好的抗菌效果，可以对使用者起到更好的防护作用，同时其还具有较优异的力学性能及可加工性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的修改或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。