一种具有自清洁功能的防护口罩
技术领域
本发明涉及传统防护用品技术领域，具体为一种具有自清洁功能的防护口罩。
背景技术
目前市场上传统的口罩所用过滤材料对目标污染物的滤除属于被动的阻隔防护，对截留于材料表层的有害气溶胶微粒没有自清洁功能，在一定程度上影响材料或产品的使用性能和周期，不能满足人们的不同需求。另外，口罩制作采用不同结构，对舒适性能也会有一定影响。
因此，设计一种复合结构简单、具有自清洁功能的防护口罩应用于应急防护装备，对个人防护显得十分重要。
发明内容
本发明目的是提供一种复合结构简单、具有自清洁功能的防护口罩，依据过滤材料细而柔软的纤维错综交织构成的多孔结构，通过在纳米纤维过滤材料表层涂层或嫁接具有消除能力的活性物质，实现对有害气溶胶的滤除和净化，减少使用形成的二次污染。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种具有自清洁功能的防护口罩，包括口罩主体、耳带及内置鼻夹；所述口罩主体由内层、中间层和外层组成；所述内层为无纺布层；所述中间层为改性后过滤层，即采用荷电纳米纤维熔喷过滤材料，并在其表面喷涂卤素类消毒剂后烘干；所述外层为三层网眼布。
一般人们佩戴口罩主要预防空气中的飞沫传播和空气中悬浮的细小颗粒物（如PM2.5、粉尘、病源微生物等），以一次性使用为主。本发明对材料的功能提出新的要求，使用场合也不再是局限于一次性使用，可以使用多次并不会形成二次污染，要求核心过滤材料在达到防护净化目的的基础上具备一定程度的自消毒、自清洁功能。
本发明所述防护口罩采用荷电纳米纤维熔喷过滤材料，依据过滤材料细而柔软的纤维错综交织构成的多孔结构，基于一定的化学反应消除原理，通过在纳米纤维过滤材料表层涂层或嫁接具有消除能力的活性物质，实现其对有害气溶胶的滤除和净化，减少多次使用形成的二次污染，达到一定的自消毒、自清洁功能，有效延长口罩的使用寿命（可以重复多次佩戴）。
制备时，防护口罩根据中国人不同脸型特征设计，包括：口罩主体、耳带及内置鼻夹。口罩主体为立体式结构，可折叠，没有呼气阀，口罩主体部分与耳带部分复合为一体。口罩主体由内层、中间层和外层组成。内层为无纺布，中间层为改性后过滤层（可按要求多层复合）和外层为三层网眼布（或无纺布+三层网眼布）；缝纫时，将内层无纺布和中间过滤层复合为一体。防护口罩主体的鼻部、下颌部采用弧线形结构设计，内置鼻夹在口罩上部中间位置，根据使用者的鼻梁现状折弯调节，周边采用弹性包边松紧材料密合。防护口罩采用改性后的过滤材料，可以提高对空气中悬浮的直径大于0.3μm的非油性颗粒物、病源微生物的防护性能，过滤效率在95%以上。而且，过滤材料属荷电过滤材料，具有高效、低阻的优点，舒适性好，透气性好。
本发明主要优点如下：
1、具有自清洁功能。口罩中间层过滤材料为荷电纳米纤维熔喷过滤材料，具有网状多孔结构，通过过滤材料基材承载或嫁接具有消除能力的活性物质，可以将空气中的有毒、有害气溶胶的进行滤除和净化，达到自清洁目的，适合个人应急场所使用。
2、口罩立体式结构。其内层为无纺布，中间层为改性后的纳米纤维过滤材料层，外层为涤纶三层网眼布。用缝制方法将中间层滤芯与内层无纺布缝合后再和外层复合，整体性好，过滤效率高。
3、佩戴舒适。没有呼气阀，阻力小。
本发明设计合理，具有自清洁功能的防护口罩高效、低阻，佩戴舒适，泄漏率小，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1表示口罩结构示意图。
图2表示口罩主体分布示意图。
图中：1-口罩主体，2-耳带，3-内置鼻夹，11-内层，12-中间层，13-外层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种具有自清洁功能的防护口罩，如图1所示，包括口罩主体1、耳带2及内置鼻夹3。如图2所述，口罩主体1由内层11、中间层12和外层13组成。内层11为无纺布层；中间层12为改性后过滤层，即采用荷电纳米纤维熔喷过滤材料，并在其表面喷涂卤素类消毒剂后烘干；外层13为三层网眼布。
其中，卤素类消毒剂的组分、浓度及具体配置过程如下：
所用卤素类消毒剂，如：氯胺（NH2Cl，无色固态晶体）、氯胺T（对甲苯磺酰氯胺钠，白色粉末） 或二氯异氰尿酸钠（NaDCC，白色晶体）。配置过程：a、将装有水溶液的容器中按一定比例加入消毒剂，如氯胺、氯胺T或二氯异氰尿酸钠；浓度一般控制在2%~50%之间（优选10%~15%）；b、用搅拌棒搅拌稀释，制得相应浓度的消毒液；c、消毒液通常在干燥条件下密封保存。
过滤材料表面喷涂卤素类消毒剂及干燥过程如下：
1）、准备喷涂室内所用消毒剂等，按照喷涂安全技术规程准备相应护具；打开喷涂室、烘干室的送风、排风系统；
2）、将过滤材料均匀展开，把配制好的卤素类消毒液放入专用喷涂装置中；试喷涂合格后，再逐段进行喷涂处理，喷涂的雾化压力为0.2MPa~0.3MPa；每平方米过滤材料需要喷涂卤素类消毒液大约50g~100g。
3）、将喷涂好的过滤材料进行烘干，烘干室温度不高于40℃或自然通风烘干。
本过程还可通过浸渍烘干的方式，主要目的是将消毒成份均匀涂在过滤材料上。
本发明所述的具有自清洁功能的防护口罩，其核心的中间层采用荷电纳米纤维熔喷过滤材料，基于一定的化学反应消除原理，在保证既定阻力和过滤效率前提下，依据过滤材料细而柔软的纤维错综交织构成的多孔结构，基于一定的化学反应消除原理，通过在纳米纤维过滤材料表面喷涂配制的卤素类消毒剂涂层，干燥后使其表面形成具有消除能力的活性物质，当空气中的有害气溶胶落入口罩过滤材料表面上，过滤材料表面上卤素类的消毒作用是通过缓释放次氯酸而进行。如空气中含有的气溶胶和水分与氯胺（NH2Cl）发生反应，生成一氯胺等，通过穿透细胞膜，使核酸变性，阻止蛋白质的合成，此反应可逆进行，具有杀菌氧化作用，实现对有毒、有害气溶胶的滤除和净化空气的目的，从而达到一定的自消毒、自清洁功能，减少多次使用后形成的二次污染。
具体制备时，口罩主体鼻部、下颌部采用弧线形结构设计，包括内层、中间层和外层，内层选择无纺布，中间层则为上述改性后的纳米纤维过滤材料层，外层选择涤纶三层网眼布，内层和中间层的外形结构相同，内层和中间层左右对折后上下弧形部位采用缝纫线复合，用缝制方法将中间层滤芯与内层无纺布缝合再和外层复合，整体性好，可保证其口罩具有自清洁的防护性能。外层的外形结构与内层相近，外层的外表面朝里左右对折后上下弧形部位采用缝纫线缝合，内层、中间层和外层的外边缘通过先将左右两侧用包边松紧带包覆缝合，再依次包覆上下缝合；内置鼻夹是在包边缝合上边缘过程中将鼻夹穿入外层与包覆松紧带之间中部固定缝合，耳带为弹性包边松紧带对折后缝合，与口罩上、下外边缘松紧带为一体。
该结构防护口罩鼻部、下颌部采用弧线形设计比直线型结构形成的立体结构更加人性化，口罩主体周边采用弹性包边松紧带包覆缝合，缝纫复合的口罩，没有采用超声波焊接产生的异味，密合性好，总泄漏率小于2%。耳带与口罩主体为一体式复合，比传统口罩结合更牢固，是现有口罩强力指标的2倍以上，可靠性更好，能保证佩戴后鼻部更好、更舒适。而且口罩采用改性后的过滤材料，能够阻隔空气中的飞沫传播和空气中悬浮的细小颗粒物（如PM2.5、粉尘、病源微生物等），过滤效率在95%以上。而且，通过改性滤材对白葡萄球菌的菌落数灭菌数进行判断，目前口罩对白葡萄球菌的自清洁是2h后对球菌的杀灭率可达到95%。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实例对本发明进行了详细描述，本领域技术人员应当理解，可以借鉴本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明的范围，都应被视为包括在本发明的权利要求范围之内。
