CN100387162C - 医用防护材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用防护材料领域，特别涉及一种透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料及其制备方法。医用防护材料是在超双疏阻隔织物层与除菌消毒织物层之间夹有一层高效静电吸附过滤层材料。本发明的医用防护材料特别适合于医护人员、传染病患者、防止病毒传染的人员和含有大量或强病毒细菌的环境。

Description

医用防护材料及其制备方法

技术领域

本发明属于医用防护材料领域，特别涉及一种透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料及其制备方法。

背景技术

空气和水的污染、病菌或其它细菌的大量繁衍，给人们的健康带来巨大的威胁。防护材料的使用给人类免受病菌侵袭提供了一种便捷的保护措施。人们使用防护材料设置一道“过滤屏障”，对空气起到过滤作用，使空气中夹杂着的大量灰尘、细菌、病毒和各种有害的物质等不能进入人体。由于有些病菌很顽强，而且主要靠飞沫和近距离接触传播，所以在防护材料无杀灭病菌功能或杀灭菌能力不够强及阻隔效率不够高时，只能靠增加厚度来提高其安全防护性。即使这样，对于有些顽固病菌也不一定起到彻底安全的效果，并且如果使用过厚的防护材料，会感觉很憋闷，特别是长时间使用会大量出汗以至于引起虚脱，使身体抵抗力下降，反而可能会引发其他疾病。另外，因为防护材料直接接触皮肤，人体的代谢物在湿热环境下也容易造成污染，所以防护材料本身的卫生和安全性尤为重要。

超双疏织物，其表面具有超疏水和超疏油的功能。该功能能够阻止各类水或油成分渗入织物的另一侧，可以防止病菌附着在织物表面，并能够避免提供给细菌成长繁殖的条件和机会。

纳米TiO₂光催化剂具有杀灭细菌的功能，由于其比表面积较大，当遇到细菌时，首先将病菌吸附过滤在其表面，随后直接攻击细菌的细胞，致使细菌细胞内的有机物降解，以此杀灭细菌，并使之分解。纳米TiO₂光催化杀菌剂具有抗菌效率高而且持久，以及良好的安全性等优点。利用自然光、常温常压即可催化分解病菌和污染物，适应范围广。

研究表明，TiO₂光催化杀菌剂对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，枯草芽孢菌和变形链球菌均有较高的杀菌率，甚至癌细胞会被杀死。纳米TiO₂还对不同的霉菌(如黄曲霉、黑曲霉、赛氏曲霉、土曲霉、焦曲霉、球毛壳霉、多主枝孢、桔青霉、拟青霉、绿色木霉)也有很好的杀菌效果。

无机抗菌剂具有接触型，光谱抗菌，持久、耐水、耐酸碱，对健康无害、无二次污染等特点，目前得到广泛的应用。如银离子其抗菌机理是银离子进行接触反应，造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附过滤，银离于穿透细胞壁进入胞内，并与巯基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。

高效过滤材料由于其强大的静电吸附能力可以有效的吸附和阻止细菌、病毒等有害颗粒，同时保持优良的透气、透湿性能。

将上述几种功能材料进行有机地结合，并结合在织物表面或织物中，用于防护服装及防护用具，使防护服装及防护用具具有高效灭菌抗病毒的作用，这正是本发明的目的点。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料，以解决目前防护材料过滤效果不理想、透气和透湿性差、贴近身体的织物层不具有杀菌功能或杀菌功能不理想等缺陷，同时防止贴近身体的织物层在高温、高湿条件下加速病菌繁殖的现状。

本发明的目的之二是提供一种透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料的制备方法。

本发明的透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料包括超双疏阻隔织物层，除菌消毒织物层，高效静电吸附过滤织物层等。是在超双疏阻隔织物层与除菌消毒织物层之间夹有一层高效静电吸附过滤织物层材料。

本发明的透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料的制备方法包括下列步骤：

(1)制备超双疏阻隔织物层；

(2)制备高效静电吸附过滤织物层材料；

(3)制备除菌消毒织物层；

(4)将上述制备得到的三个功能织物层通过复合工艺复合在一起，即得本发明的透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料。

本发明所述的超双疏阻隔织物层：由一层以上超双疏透气织物组成，它具有不沾水和不沾油的表面，制备方法如专利申请号01141502.9公开的方法，或通过其他方法(如：市售)得到。

本发明所述的除菌消毒织物层：由一层以上除菌消毒织物层组成，每层材料含有纳米氧化钛和无机抗菌剂，或含有纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂的透气织物层，织物中纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物的含量为4～30g/m²，无机抗菌剂的含量为0.05～2g/m²。

本发明所述的除菌消毒织物层的制作是通过如下的方法来完成的。可将纳米氧化钛和无机抗菌剂，或纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成一定浓度的溶胶，先使织物浸渍在含有无机抗菌剂溶胶中，经滚压、烘干，然后再浸渍在纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶胶中，经滚压、烘干后得到；

或将纳米氧化钛和无机抗菌剂，或纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成一定浓度的溶胶，将无机抗菌剂溶胶喷涂在织物上，经烘干，然后再喷涂纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物溶胶，烘干后得到。

本发明所述的吸附过滤层材料：由一层以上吸附过滤层材料组成，每层过滤材料经过增加透气、透湿性处理；或再增加静电吸附性处理得到高效静电吸附过滤层材料；或直接进行增加透气、透湿性处理及增加静电吸附性处理得到高效静电吸附过滤层材料。

本发明所述的吸附过滤层材料是通过如下的方法来完成的：将过滤层材料经过物理方法进行表面刻蚀以增加材料的透气、透湿性、吸附和过滤性后得到。

将增加静电吸附剂配成一定浓度的溶液或溶胶，然后先使过滤层材料浸渍到该溶液或溶胶中，经滚压、烘干后得到高效静电吸附过滤层材料；

或将过滤层材料经过物理方法进行表面刻蚀后，浸渍在加静电吸附剂的溶液或溶胶中，经滚压、烘干后得到高效静电吸附过滤层材料；

本发明所述的物理表面刻蚀方法可以在织物纤维表面形成极微小凹凸结构，使织物微观结构发生变化，并在纤维表面接支上功能基团，从而使过滤层的织物透气、透湿及吸附性能得到显著提高。

本发明所述的物理表面刻蚀方法可以是低温辉光放电技术、真空溅射技术、电晕放电、紫外线、激光等方法。

本发明所述的无机抗菌剂包括金属或金属离子，所述的金属是银、铜或锌等。银及其离子的抗菌能力最好。

本发明所述的无机抗菌剂是通过物理吸附等方法，将银、铜、锌等金属或其金属离子固定在织物上，而使织物获得具有抗菌能力。

本发明所述的纳米氧化钛的复合物包括氧化钛与氧化硅的复合物、氧化钛与氧化锌的复合物、氧化钛与氧化铁的复合物、掺杂有铁离子的氧化钛、掺杂有氮元素的氧化钛等。其中氧化钛∶复合物的摩尔比为1～2.5∶1；掺杂有铁离子的氧化钛、掺杂有氮元素的氧化钛，其中铁离子与氧化钛的摩尔比为1∶1～90、氮元素与氧化钛的摩尔比为1∶1～95。

所述的溶胶包括钛溶胶和/或硅溶胶，其用量为至少可以使氧化钛或氧化钛的复合物和/或抗菌剂牢固地粘附在织物上为准。

本发明所述增加静电吸附剂的分子中不含极性集团、表面电阻高的高分子材料或其具有热聚合性的低聚物，包括有机氟树脂、可交联的石蜡、有机硅树脂等

本发明所述的过滤层材料包括高效过滤丙纶无纺布、棉纤维无纺布、涤纶无纺布、腈纶无纺布、锦纶无纺布、其它纤维的过滤性无纺布。

本发明所述的透气织物包括棉纱布、无纺布、麻、羊毛、丝绸、人造棉、涤纶、丙纶、腈纶、锦纶、涤/棉、毛/涤或毛/腈等等。

本发明所述的复合工艺包括在线热合定型、热复合定型、热熔热合定型、胶粘合剂粘合、热合定型和粘合剂粘合等。

本发明的透气、透湿性能良好的高效过滤医用防护材料具高效阻隔非油性颗粒、透气透湿性优良、抗病毒、等功能。特别适合于医护人员、传染病患者、防止病毒传染的人员和含有大量或强病毒细菌的环境下防护使用。

附图说明

图1.本发明的防护材料各层叠落次序示意图；

附图标记

1.超双疏阻隔织物层  2.吸附过滤层  3.除菌消毒织物层

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所列举的实施例并非是限定性实施例。

实施例1

将一层市售的超双疏织物层1、一层增加静电吸附性处理的吸附过滤层2、一层除菌消毒织物层3、以粘合剂依次粘合在一起，既可得到本发明的医用防护材料。如图1所示。

所制作的防护材料透气透湿性很好，在国家标准之内。所制作的防护材料抗菌试验采用奎因法。取一层除菌消毒层3和一层吸附过滤抗菌层2，将菌液直接滴于两层棉纱上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在10min后对大肠杆菌的杀灭率为≥99％，对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为95％，透湿量为11170g/m²·d。

所述的除菌消毒织物层的织物原料为纯棉80支纱布；所述的吸附过滤层原料为对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为60％的丙纶无纺布；所述的市售超双疏阻隔织物层为经过超双疏整理的涤棉混纺面料(涤70％，棉30％)。

所述的除菌消毒织物层和吸附过滤层可按照前面所述的方法制备得到，其中过滤层为具有过滤性丙纶无纺布(对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为60％)，采用5％氟树脂溶液进行喷涂经滚压、烘干后得到；除菌消毒织物层为将纳米氧化钛和无机抗菌剂，配成1∶1.5比例，5％浓度的溶胶，将无机抗菌剂溶胶喷涂在织物上，经烘干后得到；其中除菌消毒织物层中纳米氧化钛与氧化锌的复合物的含量为4～30g/m²，银的含量为0.05～2g/m²。

实施例2

将一层市售超双疏阻隔织物层1、一层透气透湿吸附过滤层2、一层除菌消毒织物层3、由外向里依次叠落在一起，以在线热复合工艺复合而成防护材料。

所制作的防护材料透气透湿性很好，在国家标准之内。所制作的防护材料抗菌试验采用奎因法。取一层除菌消毒层3和一层吸附过滤层2，将菌液直接滴于两层棉纱上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在5min后对大肠杆菌的杀灭率为≥99％，对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为90％，透湿量为12000g/m²·d。

所述的除菌消毒织物层和吸附过滤层可按照可将纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成1∶1比例，5％浓度的溶胶，先使织物浸渍在含有无机抗菌剂溶胶中，经滚压、烘干后得到；其中除菌消毒织物层中氧化钛与氧化锌的复合物含量为4～30g/m²，纳米氧化钛∶复合物的摩尔比为1∶1，锌的含量为0.05～2g/m²。透气透湿吸附过滤层为丙纶无纺布(对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为80％)为原料在低温等离子仪内处理5分钟，再喷涂2％可交联石蜡溶液经滚压、烘干后得到。

所述的除菌消毒织物层的织物为医用纱布；所述的吸附过滤层为对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为80％的丙纶无纺布；所述的市售超双疏阻隔织物层为经过超双疏整理的纯棉府绸。

实施例3

将一层市售超双疏阻隔织物层1、一层吸附过滤抗菌织物层2、一层除菌消毒织物层3由外向里依次叠落在一起，所述的除菌消毒织物层的织物原料为涤棉混纺面料(涤65％，棉35％)；所述的吸附过滤层为对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为70％的丙纶无纺布；所述的市售超双疏阻隔织物层为经过超双疏整理的纯涤纶面料；采用热溶胶在线复合工艺复合在一起。

所制作的防护材料透气透湿性很好，在国家标准之内。抗菌试验采用奎因法。取一层除菌消毒层3和一层吸附过滤层2，将菌液直接滴于两层功能织物上，覆盖以培养基，根据抑菌率大小判断其抑菌能力。结果在10min后对大肠杆菌的杀灭率为≥99％。对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为80％，透湿量为12000g/m²·d。

所述的除菌消毒织物层和吸附过滤抗菌织物层可是将纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂分别配成1∶1.25，5％浓度的溶胶，将抗菌剂溶胶喷涂在织物上，经烘干，然后再喷涂纳米氧化钛的复合物溶胶，烘干后得到。其中除菌消毒织物层中氧化钛与氧化锌的复合物含量为4～30g/m²，纳米氧化钛∶复合物的摩尔比为2∶1，银的含量为0.05～2g/m²。透气透湿过滤层的为丙纶无纺布(对≥0.3μm的非油性粒子阻隔效率为70％)为原料在低温等离子仪内处理3分钟。

Claims (10)

1.一种医用防护材料，其特征是：所述的医用防护材料是由超疏水和超疏油阻隔织物层、除菌消毒织物层、静电吸附过滤层材料组成，是在超疏水和超疏油阻隔织物层与除菌消毒织物层之间夹有一层静电吸附过滤层材料。

2.如权利要求1所述的材料，其特征是：所述的除菌消毒织物层由一层以上除菌消毒织物层组成，每层材料含有纳米氧化钛和无机抗菌剂，或含有纳米氧化钛的复合物和无机抗菌剂的透气织物层，织物中纳米氧化钛或纳米氧化钛的复合物的含量为4～30g/m²，无机抗菌剂的含量为0.05～2g/m²。

3.如权利要求1所述的材料，其特征是：所述的吸附过滤层材料由一层以上吸附过滤层材料组成，每层过滤材料经过增加透气、透湿性处理；或再增加静电吸附性处理得到静电吸附过滤层材料；或直接进行增加透气、透湿性处理及增加静电吸附性处理得到静电吸附过滤层材料。

4.如权利要求1或2所述的材料，其特征是：所述的织物是棉纱布、无纺布、麻、羊毛、丝绸、人造棉、涤纶、丙纶、腈纶、锦纶、涤/棉、毛/涤或毛/腈。

5.如权利要求1或3所述的材料，其特征是：所述的吸附过滤层材料是丙纶无纺布、棉纤维无纺布、涤纶无纺布、腈纶无纺布或锦纶无纺布。

6.如权利要求2所述的材料，其特征是：所述的无机抗菌剂包括银、铜或锌。

7.如权利要求2所述的材料，其特征是：所述的纳米氧化钛的复合物包括氧化钛与氧化硅的复合物、氧化钛与氧化锌的复合物、氧化钛与氧化铁的复合物、掺杂有铁离子的氧化钛、掺杂有氮元素的氧化钛，其中氧化钛∶复合物的摩尔比为1～2.5∶1；掺杂有铁离子的氧化钛、掺杂有氮元素的氧化钛，其中铁离子与氧化钛的摩尔比为1∶1～90、氮元素与氧化钛的摩尔比为1∶1～95。

8.如权利要求3所述的材料，其特征是：所述的增加静电吸附性处理的静电吸附剂包括有机氟树脂、可交联的石蜡或有机硅树脂。

9.一种如权利要求1所述的医用防护材料的制备方法，其特征是：所述的制备方法包括下列步骤：

(1)制备超疏水和超疏油阻隔织物层；

(2)制备静电吸附过滤织物层材料；

(3)制备除菌消毒织物层；

(4)将上述制备得到的三个功能织物层通过复合工艺复合在一起，即得医用防护材料。

10.如权利要求9所述的方法，其特征是：所述的复合工艺是在线热合定型、热复合定型、热熔热合定型、胶粘合剂粘合、热合定型或粘合剂粘合。

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