一種具有吸附和過濾雙功能的可換濾芯式口罩的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有雙重功效的新型口罩，尤其是一種吸附過濾雙功能且可換濾芯的口罩，屬于日常生活防護用品領域。
【背景技術】
[0002]如今，空氣污染問題日益突出，特別是近幾年出現(xiàn)的霧霾的污染情況十分嚴重，部分北方城市，如北京、天津、石家莊等在2013年的PM2.5監(jiān)測結果中全年空氣質量優(yōu)良天數(shù)不足一半，而南方城市也不能幸免，杭州、寧波等地的空氣質量也在呈現(xiàn)嚴重下降趨勢。當前的首要任務不僅僅是尋找有效的空氣治理方法，同時也需要尋找綠色高效的自我防護方法。而口罩的使用在人們在日常生活中的防護方面顯示出其作用。而現(xiàn)在市場上的防霧霾口罩多數(shù)為一次性的，使用時間短，造成資源浪費；即使是可換濾芯的口罩也或多或少存在缺陷，如，濾芯與口罩的本體吻合度較低使過濾效果變差，或設計復雜的口罩使佩戴舒適度會降低。本發(fā)明口罩在這兩方面做了改善。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，目的在于提供既可以過濾大氣細顆粒物PM2.5又能夠吸附常見揮發(fā)性有機污染物的仿生復合微納纖維口罩，從而彌補目前市場上面產品的不足，更好地滿足人們對口罩的要求，為人們的健康提供一定的保障。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
[0005]一種具有吸附和過濾雙功能的可換濾芯式口罩，包括口罩本體，該口罩本體從外表面到內層依次層疊為第一無紡布層、濾芯層、第二無紡布層，其特征在于:所述口罩本體上設有拉鏈或尼龍搭扣，兩側設有可調節(jié)的固定帶，且濾芯層的材料為具有過濾及吸附雙重功效的仿生復合微納纖維。
[0006]所述濾芯層包括紡絲纖維層和活性碳纖維層，并且表面由兩層熔噴無紡布固定層包裹固定。
[0007]所述可替換濾芯的剪裁形狀與口罩本體剪裁形狀一致。
[0008]作為優(yōu)選的，所述拉鏈或尼龍搭扣設于口罩本體下方。
[0009]所述仿生復合微納纖維是以活性碳纖維為基本骨架，在活性碳纖維上通過靜電紡絲技術將紡絲溶液的紡絲纖維復合在其表面，制得克重為10-100g/m2紡絲纖維層，整個復合微納纖維的克重為70-340g/m2。
[0010]所述活性碳纖維種類是酚醛基活性碳纖維、PAN基活性碳纖維、粘膠基活性碳纖維或瀝青基活性碳纖維，纖維產品形式是活性碳纖維布和/或活性碳纖維氈，比表面積為600-3000 m2 /g，克重為 60_240g/m2。
[0011]所述復合微納纖維過濾直徑為0.5-2.0 μ m的顆粒物。
[0012]所述復合微納纖維對常見揮發(fā)性有機污染物的最大吸附飽和量達到30g/m2。
[0013]所述復合微納纖維的每平方米透氣量達到610L/s。
[0014]所述復合微納纖維的透濕率達到230g/m2.h。
[0015]所述第一無紡布和第二無紡布是熔噴無紡布、針刺無紡布或水刺無紡布，其成分是 PP、PET、PA，克重為 15-120g/m2。
[0016]一種具有過濾及吸附雙重功能的仿生復合微納纖維的制備方法:將配制好的紡絲溶液加入靜電紡絲設備的儲罐中，通過注射泵和導管鏈接連接到噴頭，噴頭接上高壓電場；將活性碳纖維布和/或活性碳纖維氈作為接收部分并接地；打開電源，控制紡絲時間，得到仿生復合微納纖維材料。
[0017]所述靜電紡絲過程中高壓電源電壓設置為10-25KV，噴頭到接收平面的距離為10-20cm，注射泵設置紡絲流量為0.5-2.0mL/h，紡絲時間可以是0.5-4.0h。
[0018]在靜電紡絲過程中，配制濃度為5% -20%的紡絲溶液時，所用紡絲溶液溶質是聚丙烯腈，聚酰亞胺，聚苯乙烯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乳酸，聚苯并咪唑，間亞苯基間苯二酰胺，聚對苯二甲酸對苯二胺或聚乙烯醇吡咯烷酮中的一種或幾種；紡絲溶液溶劑是水，硫酸，間甲酸，二氯甲燒，二甲基乙酰胺，二甲基亞砜，N-二甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。
[0019]應用仿生復合微納纖維制作的口罩，不僅具有活性碳纖維強的吸附作用，可以吸附常見揮發(fā)性有機污染物，吸附量最高可達30g/m2;同時也能過濾大氣細顆粒物PM2.5及更小級別的顆粒物，對0.5-2.0 μ m顆粒物的過濾效果達到99.99 %。
[0020]所述具有過濾及吸附雙重功效的仿生復合微納纖維，是運用靜電紡絲技術將活性碳纖維布與靜電紡絲纖維復合而成，制備操作簡單，實用性強。
[0021]活性碳纖維極強的吸附作用，為吸附有害氣體提供了可能，靜電紡絲纖維之間無規(guī)則交錯的結構，使之形成的空隙較小，能過濾細顆粒物，從而使產品具有過濾和吸附的雙重功效。
[0022]本發(fā)明的有益技術效果是:具有吸附和過濾雙重功效的濾芯，紡絲纖維材料層可以有效過濾人體吸入的空氣中的細顆粒物，同時活性碳纖維布層也可以吸附吸入空氣中的各類污染物，減輕有害物質物對人體造成的傷害；立體裁剪的口罩本體和濾芯，使濾芯與口罩本體的形狀大小等更加吻合，口罩的吸附過濾效果得以相應提高；一可更換濾芯的口罩，口罩有兩種封口方式，封口方式采用拉鏈或尼龍搭扣，方便濾芯的拆出更換，操作簡便，同時口罩本體可以重復清洗使用，環(huán)保節(jié)約。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明口罩濾芯材料及A-A剖面的結構示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明口罩各主體材料的結構示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明口罩封口設計為拉鏈的結構示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明口罩封口拉鏈打開更換濾芯時的結構示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明口罩封口設計為尼龍搭扣的結構示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明口罩封口尼龍搭扣打開更換濾芯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍，不應理解為對本申請的限制。
[0030]一種具有吸附和過濾雙功能的可換濾芯式口罩，包括口罩本體，該口罩本體從外表面到內層依次層疊為第一無紡布層、濾芯層、第二無紡布層，其特征在于:所述口罩本體上設有拉鏈或尼龍搭扣，兩側設有可調節(jié)的固定帶，且濾芯層的材料為具有過濾及吸附雙重功效的仿生復合微納纖維。該濾芯層包括紡絲纖維層和活性碳纖維層，并且表面由兩層熔噴無紡布固定層包裹固定，可替換濾芯的剪裁形狀與口罩本體剪裁形狀一致。作為優(yōu)選的，所述拉鏈或尼龍搭扣設于口罩本體下方。
[0031]本發(fā)明所述仿生復合微納纖維是以活性碳纖維為基本骨架，在活性碳纖維上通過靜電紡絲技術將紡絲溶液的紡絲纖維復合在其表面，制得克重為10-100g/m2紡絲纖維層，整個復合微納纖維的克重為70-340g/m2。所述活性碳纖維種類是酚醛基活性碳纖維、PAN基活性碳纖維、粘膠基活性碳纖維或瀝青基活性碳纖維，纖維產品形式是活性碳纖維布和/或活性碳纖維氈，比表面積為600-3000 Hf /g，克重為60-240g/m2。該復合微納纖維過濾直徑為0.5-2.0 μπι的顆粒物，對常見揮發(fā)性有機污染物的最大吸附飽和量達到30g/m2，每平方米透氣量達到610L/s，透濕率達到230g/m2.h。
[0032]所述第一無紡布和第二無紡布是熔噴無紡布、針刺無紡布或水刺無紡布，其成分是 PP、PET、PA，克重為 15-120g/m2。
[0033]一種具有過濾及吸附雙重功能的仿生復合微