口罩用濾材的專利技術(shù)概況

摘要：空氣污染日益威脅著人類身體健康，口罩是防護(hù)大氣污染以及病毒傳播的重要手段。根據(jù)使用環(huán)境的不同，需要選擇不同過濾性能的口罩。本文對用于口罩中的不同過濾材料的、特點(diǎn)和相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：口罩 過濾 材料

隨著新型冠狀病毒疫情的爆發(fā)和流行，人們對于口罩的需求激增，使口罩的生產(chǎn)和使用得到大眾的廣泛關(guān)注?？谡址譃榭諝膺^濾式口罩和供氣式口罩，可以有效過濾被呼入人體的氣體?？谡挚梢杂行ё韪艉粑膊〉膫鞑?、空氣粉塵的污染，與人們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)，目前主要類型有醫(yī)用口罩、工業(yè)口罩和日常防護(hù)口罩。本文通過分析各種口罩用過濾材料及其專利申請現(xiàn)狀來綜述對應(yīng)口罩的特點(diǎn)。

1.簡單吸附過濾

簡單吸附過濾就是通過過濾棉、纖維材料等表面的細(xì)孔結(jié)構(gòu)對顆粒進(jìn)行簡單的阻斷。主要有氈墊、高分子織物、無紡布等。申請?zhí)朇N202020564596公開了一種口罩本體及納米防護(hù)口罩，采用棉纖維組成的口罩本體，佩戴舒適，可以多次洗滌后使用，而且棉纖維可以完全降解，避免口罩丟棄后堆積造成環(huán)境問題。利用可更換的過濾芯片，配合該口罩本體組成納米防護(hù)口罩，防護(hù)級別達(dá)到A級防護(hù)。申請?zhí)朇N202020152159公開了一種能夠過濾顆粒物的紗布口罩，采用設(shè)置于多層紗布內(nèi)用于過濾顆粒物的過濾層的設(shè)計(jì)，能夠有效的過濾顆粒物，阻擋效果良好。申請?zhí)朇N202010183097公開了一種負(fù)載多孔納米材料的防霾口罩，由無紡布基材和分散于無紡布基材上的ZIF多孔納米吸附材料經(jīng)熱壓復(fù)合工藝得到的，不僅顯著地提高了無紡布的PM過濾能力，而且有效過濾PM顆粒的同時規(guī)避了呼吸不暢和熱舒適感下降的問題。

2.多孔吸附過濾

多孔材料由于豐富的孔結(jié)構(gòu)和比表面積而廣泛用于過濾吸附領(lǐng)域，主要有納米纖維、摻雜多孔顆粒、活性炭纖維等。申請?zhí)朇N201910211250公開了一種含多孔粒子的空氣過濾材料，多孔粒子以點(diǎn)狀散布在無紡布中且被纖維圍繞而被固定，或者鑲嵌在軟化后的纖維上被固定，從而可以杜絕膠粉或膠黏劑對脫臭多孔粒子的污染，能更加高效的去除空氣中的有害氣體。申請CN202010685617公開了一種碳納米復(fù)合濾膜，該碳納米復(fù)合濾膜通過把具有納米空隙及納米厚度的碳納米管纖維膜層與具有微米級空隙的高分子膜和有機(jī)粘合層有效熔合，實(shí)現(xiàn)了既具有高的過濾效率，又具有小的過濾阻力的新濾材特性。申請CN202010750119公開了一種多孔纖維無紡布，通過將改性海藻酸鈉均勻分布在聚合物中進(jìn)行交聯(lián)，從而在聚合物纖維表面形成多孔的海藻酸凝膠，進(jìn)而進(jìn)一步提高產(chǎn)品的孔隙率，增強(qiáng)過濾吸附性能。申請?zhí)朇N202010474585公開了一種大批量制備石墨烯空氣濾芯的制備方法，以氧化石墨烯為骨架的三維凝膠材料，提高了其透氣性，由于表面電荷以及大量的三維孔道，對空氣中PM2.5以及PM10的過濾效果有大幅度的提高。

3.靜電作用吸附

駐極技術(shù)可以纖維獲得穩(wěn)定的電荷，在過濾的過程中，通過增強(qiáng)對介質(zhì)的吸附來提高過濾效率，駐極體空氣過濾材料具有高效、低阻、抗菌、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。申請?zhí)朇N202010688760公開了一種能抑制細(xì)菌病毒的口罩，對石墨烯無紡布進(jìn)行靜電充電，得靜電駐極體石墨烯熔噴布，石墨烯熔噴布利用荷電纖維的庫侖力去實(shí)現(xiàn)對微粒的捕獲。申請?zhí)朇N202010197921公開了一種基于全纖維駐極體發(fā)電機(jī)的高效防護(hù)口罩，該口罩同時具備機(jī)械和靜電捕獲功能，過濾效率高且透氣性好。申請?zhí)朇N202010170094公開了一種靜電紡PSA駐極體復(fù)合過濾材料，在PSA中加入聚四氟乙烯納米顆粒進(jìn)行靜電紡絲獲得復(fù)合纖維，通過高壓電場的作用，使材料的電荷儲存negligence和穩(wěn)定性增加，材料實(shí)現(xiàn)高效低阻。

4.過濾膜

納米纖維微多孔膜作為一類新型過濾材料，其宏觀狀態(tài)為薄膜狀材料，微觀結(jié)構(gòu)是由大量納米纖維層層疊加在一起的微多孔膜，可以根據(jù)具體過濾條件的要求，制備成一定量化孔徑的膜材料，具備良好的表面過濾功能，在口罩用過濾材料領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。申請?zhí)朇N202010738317公開了一種替代醫(yī)用口罩熔噴布的生物質(zhì)過濾膜材，由淀粉、聚乙烯醇、硼酸、納米電氣石與EVA、N，N’-乙撐雙硬脂酰胺、聚四氟乙烯微粉混合制備，淀粉具有成孔作用，納米級電氣石粉屬于天然礦物，是由晶體電氣石顆粒粉碎，本身自帶靜電吸附功能的良好的駐極劑，加入后使發(fā)泡過濾膜材具有持久的駐極，可以吸附微細(xì)顆粒，提高過濾效率。申請?zhí)朇N202011251221公開了高效、低阻過濾膜及其在口罩面料中的應(yīng)用，利用納米纖維微多孔膜的微孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)過濾性能，具備阻隔效率高，呼吸阻力小的優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)層為親水膜，可實(shí)現(xiàn)水蒸氣由內(nèi)側(cè)向外側(cè)的定向“搬運(yùn)”，舒適透氣;（3）內(nèi)層復(fù)合薄膜與外層無紡布結(jié)合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)SMS三層結(jié)構(gòu)，克重大大降低，輕薄柔軟。申請?zhí)朇N202010464129公開了一種復(fù)合納米纖維膜，通過氧化石墨烯納米顆粒的加入提高粗糙度及吸附性能，進(jìn)一步提高復(fù)合納米纖維膜的過濾效果，通過添加金屬離子，使復(fù)合納米纖維膜在過濾的同時具有優(yōu)良的抗菌性。

5 結(jié)語

口罩是防止污染或細(xì)菌病毒侵害人類并保護(hù)人類生命健康重要的、不可或缺的防護(hù)用具，在人類防控污染細(xì)菌病毒，保護(hù)生命健康的進(jìn)程中扮演著不可或缺的角色?，F(xiàn)實(shí)生活中，霧霾污染物和細(xì)菌病毒包括類污染物或變異細(xì)菌病毒將始終與人類存在發(fā)展的生態(tài)環(huán)境如影隨形相伴而生，因此口罩已是日常居家、生活出行、醫(yī)護(hù)職業(yè)或疾控工作中必須和主要的便捷防護(hù)用具。目前，研究者們通過對口罩濾材的不斷改進(jìn)，使人們在佩戴時不僅具有較好的過濾，除菌抗病毒效果，也不在不斷改進(jìn)佩帶著的舒適度，例如呼吸順暢性，面部貼合度等，以使口罩更滿足大眾的使用需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 薛亞莉，談?wù)効谡譃V材及口罩的選擇[J]，紡織報(bào)告，2020.03.20.

作者簡介：嚴(yán)小妹（1987年9月-）、女、漢族、湖北武漢人、助理研究員、碩士、研究方向：化工分離、凈化除塵領(lǐng)域?qū)＠麑彶楣ぷ鳌?/p>

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