[發明專利]一種具有微納米梯度結構的口罩

在審

• 申請號: 202010280295.8
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN113508940A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 路芳;司曉勤;吳鵬飛;盧銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D31/04;D01D5/00;D01F2/00;D01F8/02;D01F8/10;D01F8/14;D04H1/4382;D04H1/728
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 周游

本申請公開了一種具有微納米梯度結構的口罩，包括表層和內層；所述表層包括紡粘無紡布；所述內層包括微納米纖維復合材料；所述微納米纖維復合材料包括納米纖維素膜和聚丙烯熔噴無紡布基材；所述納米纖維素膜覆蓋在聚丙烯熔噴無紡布基材表面；所述微納米纖維復合材料具有微納米梯度結構。本申請的口罩的物理攔截效果更穩定、可靠，且能兼具優良的透氣性能。可為傳染性病毒疫情的防控提供重要保障，在SARS和新型冠狀病毒等疫情防控中具有重要的作用，也可在流感季醫護人員和易感人群的有效防護中起到重要的作用。

技術領域

本申請屬于口罩領域，特別涉及一種以納米纖維復合材料為過濾層的 口罩。

背景技術

近年來，我國甚至全世界多次遭受傳染性病毒的侵襲。據美國疾控中 心估計，自2019年10月1日-2020年2月1日，美國至少有2200萬人感 染流感，其中有21萬人需要住院治療，1.2萬人死亡。因此，高度的傳染 病毒成為人類生存和發展的最大威脅。病毒可在生物體間通過飛沫等包含 病原體微小顆粒物快速傳播，且其尺寸僅在100nm左右，因此，佩戴高過 濾性口罩是阻斷病毒傳播的有效方式。

當前，口罩實現細菌、PM2.5顆粒等隔離主要通過兩種方式：(1)靜 電吸附，屬于一種主動式隔離方法，即利用口罩中間層纖維之間的靜電力 對細菌、微小顆粒的吸附作用，實現隔離、防護；(2)物理隔離，屬于一 種被動式隔離方法，即利用口罩自自身小的孔隙結構，阻隔細菌及病毒的 侵入。醫用外科口罩過濾層采用微米級的聚丙烯纖維，孔隙直徑較大，無 法高效地實現對小顆粒細菌、病毒的物理隔離，而主要采用為靜電吸附的 方法。但隨著佩戴時間增長(如1～2小時)，佩戴者的呼吸等人體活動， 使口罩受潮，其靜電吸附能力減弱，隔離效果逐漸變差。并進一步鑒于病 毒的尺寸，醫用外科口罩無法實現長久有效的隔離防護。且N95級口罩的 通過增加熔噴布層厚度來增強其隔離病毒的效果，但同時會帶來較大的呼 吸阻力，長時間佩戴會對人體肺泡產生不良影響。因此，需要開發一種物 理攔截效果更穩定、可靠，且能兼具優良的透氣性能的新型口罩。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供一種具有微納米梯度結構的口罩，該口 罩的主要過濾層為具有微納米結構的納米纖維復合材料，該納米纖維復合 材料由納米纖維素和聚丙烯熔噴無紡布有效結合而成。該口罩的物理攔截 效果更穩定、可靠，且能兼具優良的透氣性能。

一種具有微納米梯度結構的口罩，包括表層和內層；

所述表層包括紡粘無紡布；

所述內層包括微納米纖維復合材料；

所述微納米纖維復合材料包括納米纖維素膜和聚丙烯熔噴無紡布基 材；

所述納米纖維素膜覆蓋在聚丙烯熔噴無紡布基材表面；

所述微納米纖維復合材料具有微納米梯度結構。

微納米梯度結構，是指具有微米和納米孔徑結構的材料組合成的微納 米結構。

可選地，具有微納米梯度結構的口罩由表層的紡粘無紡布以及設在表 層內的微納米纖維復合材料組成。

其中，微納米纖維復合材料是主要的過濾層，它是由納米纖維素和聚 丙烯熔噴無紡布有效結合而成。

具體地，微納米纖維復合材料組成的微納結構纖維層設在兩層紡粘無 紡布層之間，形成夾心三明治結構。

所述的微納米結構復合材料中納米纖維素層和聚丙烯熔噴微米纖維 無紡布層厚度可調變。

可選地，所述具有微納米梯度結構的口罩的吸氣阻力為5～90Pa，呼氣 阻力為1～80Pa。

可選地，所述具有微納米梯度結構的口罩的吸氣阻力低于90Pa，呼氣 阻力低于80Pa。