改性纳米竹炭口罩及其制备方法
【专利摘要】一种改性纳米竹炭口罩及其制备方法，口罩包括内罩和外罩，内罩设有拆卸口，拆卸口内装有过滤层。口罩的内罩、外罩以及过滤层基材均为驻极体熔喷聚丙烯纤维无纺布，过滤层是以壳聚糖为囊材，改性纳米竹炭粉为芯材制成微胶囊，采用蜂蜡作为粘合剂将微胶囊整理到无纺布上。改性纳米竹炭粉是采用纳米二氧化钛进行改性。得到的口罩绿色环保、安全高效、且具有广谱抗菌作用，以蜂蜡作为粘合剂将微胶囊整理到纺织品上，具有良好的耐洗性。
【专利说明】[0001] 改性纳米竹炭口罩及其制备方法
【技术领域】
[0002] 本发明涉及医疗卫生【技术领域】，尤其涉及一种能抗菌除菌的改性纳米竹炭口罩。
[0003]
【背景技术】
[0004] 当前人类的某些疾病是通过呼吸道传染的，如SARS病毒、副流感病毒、呼吸道合 胞病毒、冠状病毒、腺病毒、流行性腮腺炎病毒、麻疹病毒、风疹病毒、水痘一带状疱疹病毒 等。这些病毒严重威胁着人的健康，甚至危及人的生命。很多病毒存在于病人的鼻涕、口涎、 痰液等分泌物中，可借助空气、飞沫传播，另外与污染的食具也有一定关系，给预防带来很 大的难度，容易发生流行甚至世界性的大流行。在相对密闭环境工作的人、经常处于人群 密集环境中的人、大中小学学生最容易受到传染。当前对于预防流行性传染病的主要办法 就是戴口罩，另外就是经常用消毒液对环境进行消毒，有条件者接种疫苗。口罩是一种面 罩，它的事业从古至今已经有2500年的历史。市场上流通的普通口罩一般是脱脂棉纱或者 无纺布制作而成，阻挡空气中悬浮的灰尘颗粒，但是并不能有效的抗菌、吸湿、祛味，因此很 大程度上影响了人们的身体健康。在现有技术中，化工等通过呼吸道有害人体的行业所用 口罩，结构都非常复杂。传统的医用口罩基本上是采用相同品种的无菌纱布制成，由于纱布 孔隙大，阻挡作用有限，为了加强阻挡效果必须用很多层，例如8-12层，在一定程度上可以 起到阻挡借空气、飞沫传播的病毒进入人们呼吸道，长时间使用或热天使用会感到不舒服， 影响正常呼吸。
[0005] 竹炭具有特有的吸附性能，能够抗菌、吸湿、祛味、保健，可防止危害物质的侵袭， 有些防止生产工作中的有害气体和物质。竹炭粉的比表面积可达到600_800m 2/g，因此几乎 与活性炭一样具有强大的吸附特性。
[0006] 目前竹炭功能的口罩很多都是采用竹炭纤维布，与传统的医用口罩相比，吸附功 能提高不明显，而且依然采用的是很多层的结构，影响透气性。还有一种过滤口罩，一般是 采用独立状态的活性炭粒或竹炭（木炭）片在纱布或滤网中使用，其较大的固态形状不仅 造成使用不方便，而且，其比表面积和吸附速度也不如粉状竹炭大。
[0007]
【发明内容】
[0008] 为解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种结构简单、具有抗菌、吸湿、祛味、 保健功能、且使用寿命长、使用效果好的环保竹炭口罩。该方法以壳聚糖为囊材料，改性纳 米竹炭为芯材料，得到的产品绿色环保、安全高效、且具有广谱抗菌作用，以蜂蜡作为粘合 剂将微胶囊整理到纺织品上，具有良好的耐洗性。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种改性纳米竹炭口罩，包括内罩和外罩，内罩设有拆卸口，拆卸口内装有过滤层，其 中，所述过滤层包括改性纳米竹炭粉。
[0010] 进一步，所述过滤层中的改性纳米竹炭粉，是由毛竹炭化后研磨得到纳米竹炭粉， 然后将纳米竹炭粉通过二氧化钛进行改性得到改性纳米竹炭粉，与壳聚糖制备成微胶囊， 然后将微胶囊通过蜂蜡粘合到过滤层上。
[0011] 进一步，所述过滤层为多层。
[0012] 进一步，所述内罩和外罩以及过滤层的基材都是由驻极体熔喷聚丙烯纤维无纺布 制成，将聚丙烯熔体从喷丝孔中喷出，然后用高速热空气将其吹成超细纤维，使其飞向凝网 帘而冷却粘合形成无纺布，然后经过电极放电使无纺布驻极，内罩基材的无纺布其单位面 积重量为20-25g/ m2,外罩基材的无纺布其单位面积重量为30-45g/ m2,过滤层基材的无 纺布其单位面积重量为40-60g/ m2,所述聚丙烯纤维包括电荷加强添加剂和受阻胺光稳定 齐[J，纤维纤度为0. 02-0. 05丹尼尔。
[0013] 一种如上所述的改性纳米竹炭口罩的制备方法，其中，将块状竹炭破碎成3cm大 小的竹炭块、接着放入40%的硝酸溶液中浸泡5h，然后烘干，接着锤式粉碎至120目，然 后经过气流磨、双向旋转球磨，得到粒径小于l〇〇nm的纳米竹炭粉，然后将纳米竹炭粉制 成悬浮溶液，加入纳米二氧化钛，然后搅拌并进行超声分散，超声频率为20-22kHz，时间 15-20min，离心干燥得到改性纳米竹炭粉，其中竹炭粉：二氧化钛的重量比为12-20 :1，将 改性纳米竹炭粉作为芯材，壳聚糖作为壳材，制备成微胶囊，微胶囊的囊层厚度为1 μ m，直 径为5 μ m，芯囊厚度比为12 :1，通过蜂蜡作为粘结剂在75°C下将微胶囊粘合到无纺布上， 得到过滤层。
[0014] 进一步，所述竹炭是将毛竹进行炭化得到的，其中所述的炭化采用分段炭化：以 6-8°C / min的升温速率升至250-275°C，炭化3-4h，然后以10-12°C / min的升温速率升 至400-450°C，再炭化2-3h，最后以15-18°C / min的升温速率升至660-720°C，并炭化处理 2_3h，得到竹炭。
[0015] 本发明采用分段低温炭化，一方面节省成本，另外一方面保持竹子的原有功能，可 以作为吸附的载体发挥竹子功效，炭化的温度过高和过长，将破坏竹子的原有性能，这就是 低温炭化的优点和长处。采用气流磨和双向旋转球磨，使竹炭粉进一步细化。由于竹炭本 身具有多孔结构和较强的吸附特性，加工成粉粒状后，比表面积骤然增大，因而吸附特性猛 然增强，除臭、防菌效果显著增大。
[0016] 纳米二氧化钛与纳米竹炭粉通过超声分散、离心干燥即可得到改性纳米竹炭粉， 省略了工艺步骤，节约成本，且得到的改性纳米竹炭粉抑菌、杀菌作用更为明显。
[0017] 同时，本发明将竹炭粉制成微胶囊，采用壳聚糖作为囊层，而且壳聚糖也具有抗菌 杀菌作用，而且作为天然材料，对人体没有任何副作用，纳米竹炭粉包覆在微胶囊内，使其 缓慢发挥作用，蜂蜡作为天然的粘合剂，将微胶囊整理到纺织品上，不易被洗涤脱去，赋予 口罩持久的抗囷、吸湿、怯味、保健功能。
[0018] 本发明的口罩采用驻极体聚丙烯无纺布作为基材更是提供了卓越的深层过滤效 果。
[0019] 本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度，wt%为相对于织物的重量 百分比，其余为质量浓度，百分比为重量百分比。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了 举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
[0022] 实施例1 将聚丙烯熔体从喷丝孔中喷出，然后用高速热空气将其吹成超细纤维，使其飞向凝网 帘而冷却粘合形成无纺布，然后经过电极放电使无纺布驻极，内罩基材的无纺布其单位面 积重量为25g/ m2,外罩基材的无纺布其单位面积重量为45g/ m2,过滤层基材的无纺布其单 位面积重量为60g/ m2,所述聚丙烯纤维包括电荷加强添加剂和受阻胺光稳定剂，纤维纤度 为0.05丹尼尔。
[0023] 将毛竹进行炭化得到的，其中所述的炭化采用分段炭化：以6°C / min的升温速率 升至250°C，炭化3h，然后以10°C / min的升温速率升至400°C，再炭化3h，最后以15°C / min的升温速率升至660°C，并炭化处理2h，得到竹炭。
[0024] 将块状竹炭破碎成3cm大小的竹炭块、接着放入40%的硝酸溶液中浸泡5h，然后烘 干，接着锤式粉碎至120目，然后经过气流磨、双向旋转球磨，得到粒径小于100nm的纳米竹 炭粉，然后将纳米竹炭粉制成悬浮溶液，加入纳米二氧化钛，然后搅拌并进行超声分散，超 声频率为20kHz，时间15min，离心干燥得到改性纳米竹炭粉，其中竹炭粉：二氧化钛的重量 比为20 :1，将改性纳米竹炭粉作为芯材，壳聚糖作为壳材，制备成微胶囊，微胶囊的囊层厚 度为1 μ m，直径为5 μ m，芯囊厚度比为12 :1，通过蜂蜡作为粘结剂在75°C下将微胶囊粘合 到无纺布上，得到过滤层。
[0025] 驻极体熔喷聚丙烯纤维无纺布制成内罩和外罩，内罩设有拆卸口，将制得的过滤 层装入拆卸口内得到环保竹炭口罩。
[0026] 实施例2 将聚丙烯熔体从喷丝孔中喷出，然后用高速热空气将其吹成超细纤维，使其飞向凝网 帘而冷却粘合形成无纺布，然后经过电极放电使无纺布驻极，内罩基材的无纺布其单位面 积重量为20g/ m2,外罩基材的无纺布其单位面积重量为30g/ m2,过滤层基材的无纺布其单 位面积重量为40g/ m2,所述聚丙烯纤维包括电荷加强添加剂和受阻胺光稳定剂，纤维纤度 为0.02丹尼尔。
[0027] 将毛竹进行炭化得到的，其中所述的炭化采用分段炭化：以8°C / min的升温速率 升至250°C，炭化3h，然后以12°C / min的升温速率升至450°C，再炭化2h，最后以18°C / min的升温速率升至700°C，并炭化处理2h，得到竹炭。
[0028] 将块状竹炭破碎成3cm大小的竹炭块、接着放入40%的硝酸溶液中浸泡5h，然后烘 干，接着锤式粉碎至120目，然后经过气流磨、双向旋转球磨，得到粒径小于lOOnm的纳米竹 炭粉，然后将纳米竹炭粉制成悬浮溶液，加入纳米二氧化钛，然后搅拌并进行超声分散，超 声频率为21kHz，时间20min，离心干燥得到改性纳米竹炭粉，其中竹炭粉：二氧化钛的重量 比为12 :1，将改性纳米竹炭粉作为芯材，壳聚糖作为壳材，制备成微胶囊，微胶囊的囊层厚 度为1 μ m，直径为5 μ m，芯囊厚度比为12 :1，通过蜂蜡作为粘结剂在75°C下将微胶囊粘合 到无纺布上，得到过滤层。分别制成两层过滤层。
【权利要求】
1. 一种改性纳米竹炭口罩，包括内罩和外罩，内罩设有拆卸口，拆卸口内装有过滤层， 其特征在于，所述过滤层包括改性纳米竹炭粉。
2. -种如权利要求1所述的改性纳米竹炭口罩，其特征在于，所述过滤层中的改性纳 米竹炭粉，是由毛竹炭化后研磨得到纳米竹炭粉，然后将纳米竹炭粉通过二氧化钛进行改 性得到改性纳米竹炭粉，与壳聚糖制备成微胶囊，然后将微胶囊通过蜂蜡粘合到过滤层上。
3. -种如权利要求1或2所述的改性纳米竹炭口罩，其特征在于，所述过滤层为多层。
4. 一种如权利要求1或2所述的改性纳米竹炭口罩，其特征在于，所述内罩和外罩以及 过滤层的基材都是由驻极体熔喷聚丙烯纤维无纺布制成，将聚丙烯熔体从喷丝孔中喷出， 然后用高速热空气将其吹成超细纤维，使其飞向凝网帘而冷却粘合形成无纺布，然后经过 电极放电使无纺布驻极，内罩基材的无纺布其单位面积重量为20-25g/ m2,外罩基材的无 纺布其单位面积重量为30-45g/ m2,过滤层基材的无纺布其单位面积重量为40-60g/ m2,所 述聚丙烯纤维包括电荷加强添加剂和受阻胺光稳定剂，纤维纤度为〇. 02-0. 05丹尼尔。
5. -种如权利要求1-4任一项所述的改性纳米竹炭口罩的制备方法，其特征在于，将 块状竹炭破碎成3cm大小的竹炭块、接着放入40%的硝酸溶液中浸泡5h，然后烘干，接着锤 式粉碎至120目，然后经过气流磨、双向旋转球磨，得到粒径小于100nm的纳米竹炭粉，然 后将纳米竹炭粉制成悬浮溶液，加入纳米二氧化钛，然后搅拌并进行超声分散，超声频率为 20-22kHz，时间15-20min，离心干燥得到改性纳米竹炭粉，其中纳米竹炭粉：二氧化钛的重 量比为12-20 :1，将改性纳米竹炭粉作为芯材，壳聚糖作为壳材，制备成微胶囊，微胶囊的 囊层厚度为1 μ m，直径为5 μ m，芯囊厚度比为12 :1，通过蜂蜡作为粘结剂在75°C下将微胶 囊粘合到无纺布上，得到过滤层，所述竹炭是将毛竹进行炭化得到的，其中所述的炭化采用 分段炭化：以6-8°C/ min的升温速率升至250-275°C，炭化3-4h，然后以10-12°C/ min的 升温速率升至400-450°C，再炭化2-3h，最后以15-18°C / min的升温速率升至660-720°C， 并炭化处理2-3h，得到竹炭。
【文档编号】D06M101/20GK104041963SQ201410316667
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月6日 优先权日:2014年7月6日
【发明者】耿云花 申请人:滁州惠智科技服务有限公司