[發明專利]一種可自然降解的納米纖維環保口罩

在審

• 申請號: 202010400330.5
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111449329A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 安瑛;王小靜;楊衛民;李好義;陳明軍;張超;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D31/02;A41D31/30;A41H43/04;D01F1/10;D01F6/62
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本發明公開一種可自然降解的納米纖維環保口罩，由具有微納梯度結構的核心過濾層以及口罩附屬部件構成，其中微納梯度結構的核心過濾層從內到外的結構依次為內層過濾層、中間過濾層、外層支撐層，口罩附屬部件為耳帶和鼻夾，其中內層過濾層的纖維平均直徑為100?500nm，克重為0.05?5g/m2，中間過濾層的纖維平均直徑為600?900nm，克重為0.1?25g/m2，外層支撐層的纖維直徑為1?10μm，克重為5?30g/m2。本發明制作口罩的全部材料均為可降解的綠色環保材料，口罩采用多層復合結構，其核心過濾層由具有梯度結構的微納米纖維膜組成，其支撐層采用數十微米的可降解纖維組成，本發明采用靜電紡絲技術制備微納米梯度結構的核心過濾層，可實現對聚合物分子的原位極化，并提高核心過濾層的靜電保持能力。

技術領域

本發明涉及一種在自然環境中可完全降解的環?？谡?，屬于空氣過濾領域。

背景技術

口罩是呼吸傳染病預防、霧霾防護、有毒氣體防護以及工業粉塵防護的重要物資，消耗量大。現有口罩主要采用聚丙烯材料?？谡謨葘雍屯鈱邮羌徴尘郾├w維膜，主要起支撐作用；中間層為駐極荷電處理的熔噴聚丙烯纖維膜，主要起阻隔作用。聚丙烯材料是石油化工冶煉而成，在80℃以下，具有很強的耐酸堿、耐細菌腐蝕等的能力，在大氣環境中自然降解的時間很長。引起世界關注的“白色污染”其主要材料就有聚丙烯。另一方面，口罩屬于個體防護產品，流動性和分散性大，集中回收焚燒處理不僅成本大而且也難以實施。因此，大量廢棄的聚丙烯口罩勢必會對環境造成嚴重的破壞。

針對傳統廢棄口罩容易造成環境污染的問題，本發明提出一種可自然降解的納米纖維環?？谡?。該口罩的核心過濾層采用具有微納梯度結構的納米纖維濾膜，保證高效過濾和低的呼吸阻力；采用數十微米可降解材料的支撐層保證口罩使用時的力學性能。該種口罩在自然環境條件下數個月內可以完全降解為水和二氧化碳，消除傳統口罩對環境污染的問題。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種可自然降解的納米纖維環?？谡郑删哂形⒓{梯度結構的核心過濾層以及口罩附屬部件構成，其中微納梯度結構的核心過濾層從內到外的結構依次為內層過濾層、中間過濾層、外層支撐層，口罩附屬部件為耳帶和鼻夾，其中內層過濾層的纖維平均直徑為100～500nm，克重為0.05～5g/m2，中間過濾層的纖維平均直徑為600～900nm，克重為0.1～25g/m2，外層支撐層的纖維直徑為1～10μm，克重為5～30g/m2。

本發明一種可自然降解的納米纖維環?？谡?，其微納梯度結構的核心過濾層采用熔體微分靜電紡絲法，并在紡絲過程中施加二級電場，提高口罩荷電性能的保持能力，實現微納梯度結構過濾層的綠色制備。

本發明一種可自然降解的納米纖維環保口罩，其中制作口罩的全部材料均為可降解的綠色環保材料，如：聚乳酸，聚羥基脂肪酸酯，聚丁二酸丁二醇酯，聚己內酯，聚氨酯，聚已二酸/對苯二甲酸丁二酯中的一種或多種材料。

本發明一種可自然降解的納米纖維環保口罩，其微納梯度結構各層可以采用無紡形式，也可以采用取向纖維形式。當采用取向纖維形式時，各層之間取向排列角度為30～60°。

本發明一種可自然降解的納米纖維環?？谡郑褂盟霾牧现苽涞睦w維絲與乳膠絲通過經編襯緯的工藝方法制備耳帶。

本發明一種可自然降解的納米纖維環保口罩，其梯度結構的粗纖維中加入了微米級無機顆粒，使粗纖維呈現串珠結構，增加纖維膜的蓬松度，并在纖維后方形成渦流區，提高對粉塵的捕獲效率。

本發明一種可自然降解的納米纖維環?？谡郑稍谥苽湮⒓{梯度纖維膜過程中加入殺菌等材料，制備殺菌的可降解微納環保口罩。

本發明一種可自然降解的納米纖維環?？谡?，可在制備微納梯度纖維膜過程中加入清新空氣，去除材料異味，制備清新空氣的可降解微納環保口罩。