一種低壓等離子納米防水口罩及其處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低壓等離子納米防水口罩，還包括一種低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，包括由紡織面料的內(nèi)層及外層構(gòu)成的口罩本體，在口罩本體的兩側(cè)分別設(shè)置有便于佩戴固定的系帶，所述口罩本體的外層表面覆蓋有納米級(jí)防水薄膜，在口罩本體的外層表面與納米級(jí)防水薄膜之間設(shè)置有與所述外層表面的紡織面料相結(jié)合的原子聚合層。由于真空處理?xiàng)l件，使得防水助劑在無(wú)紡布外層表面形成一層原子聚合層，聚合物表面的交聯(lián)加強(qiáng)了邊界層的粘附力，增強(qiáng)了外層無(wú)紡布面料表面的粘附性，使得沉積形成的納米級(jí)防水薄膜能夠與原子聚合層牢固固定，進(jìn)而提高了納米級(jí)防水薄膜與外層無(wú)紡布的牢固度，提高了口罩的使用壽命。
【專利說(shuō)明】-種低壓等離子納米防水口罩及其處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生活日用品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種納米級(jí)防水處理口罩，尤其涉及 一種經(jīng)過(guò)低壓等離子防水處理技術(shù)的口罩及其處理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 口罩是為了人們的健康而設(shè)計(jì)的，能夠有效過(guò)濾空氣中的隱形殺手一病毒、細(xì) 菌、塵峨、霧靈、揮發(fā)性化學(xué)物等。由于工業(yè)化的加快，風(fēng)沙灰塵的迅猛增多，口罩承擔(dān)了越 來(lái)越多的保健衛(wèi)生作用，已成為必不可少的日用防護(hù)品。
[0003] 近幾年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)個(gè)人安全防護(hù)的重視程度的加強(qiáng)W及塵肺病等職業(yè)病的發(fā) 病率增長(zhǎng)，專業(yè)性口罩的市場(chǎng)空間巨大。業(yè)內(nèi)人±指出，專業(yè)性口罩不斷占領(lǐng)市場(chǎng)，而低端 的全紗布口罩市場(chǎng)份額會(huì)不斷降低，該是一個(gè)必然趨勢(shì)。而隨著人們生活水平的提高，人們 對(duì)健康也不斷重視，民用口罩也會(huì)向?qū)I(yè)化發(fā)展。防靈口罩在綜合分析過(guò)濾效能和通氣效 率該兩大因素情況下通常有兩種類型，一種是通氣性能良好的普通防塵口罩，另一種是過(guò) 濾效能優(yōu)良的工業(yè)防塵口罩。普通防塵口罩如棉紗口罩、無(wú)紡布口罩、活性炭口罩等雖然佩 戴時(shí)的通氣性良好，但其對(duì)細(xì)顆粒物的過(guò)濾效能很差，無(wú)明顯的防靈作用；另一種如KN90、 N95級(jí)別的工業(yè)防塵口罩雖然達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)中過(guò)濾大多數(shù)細(xì)顆粒物的防塵要求，但因通 氣阻力大，透氣性差，并不適合民眾在日常生活場(chǎng)合的防靈使用；還有一種可W更換濾芯的 防霧靈口罩，雖然濾芯材料的過(guò)濾效能較高，但因?yàn)V芯面積較小導(dǎo)致通過(guò)濾芯過(guò)濾的氣體 量少，加之濾芯外周部位透氣量大而形成漏氣效應(yīng)，故其防靈效果不理想。例如美國(guó)3M公 司的發(fā)明專利"平折式個(gè)人呼吸保護(hù)裝置及其制造工藝"，所生產(chǎn)的9010型N95顆粒物 防護(hù)口罩即是一次性使用的工業(yè)級(jí)防塵口罩，它用加厚加密非織造布方法縮小纖維之間的 孔隙來(lái)增強(qiáng)攔截粉塵能力，但因非織造布的纖維直徑較粗且相互間孔隙較小致使其透氣性 較差，長(zhǎng)時(shí)間佩戴會(huì)讓人感覺呼吸不暢。
[0004] 2012年的霧靈天氣刺激戶外防護(hù)品需求上升，PM2. 5防護(hù)口罩，產(chǎn)品面料、過(guò)濾性 能、設(shè)計(jì)工藝、透氣性等都需要專業(yè)研發(fā)及反復(fù)測(cè)試。現(xiàn)有的PM2. 5防護(hù)口罩大多使用口罩 濾片，降低了呼吸透氣效能，但主體重復(fù)使用也對(duì)消毒衛(wèi)生提出了更高要求。CN 104000319 A公開了一種聚四氣己帰微孔覆合膜防靈口罩，外表層采用竹炭布，中間層采用聚四氣己帰 微孔覆合膜，內(nèi)里層采用納米銀纖維面料，采用記憶海綿材料的拱橋形鼻墊，外表層和內(nèi)里 層剪裁封合為立體，中間層為不剪裁，通過(guò)折疊成立體。
[0005] 上述專利雖然具有高透氣性、低通氣阻力，可W濾除空氣中直徑大于〇.45ym或 l.Oym的細(xì)菌和細(xì)顆粒物，起到除菌防靈作用，除塵有效率可達(dá)95% W上的優(yōu)點(diǎn)，但是聚 四氣己帰微孔覆合膜是直接作為中間層縫制在外表層與內(nèi)里層之間，其與外表層及內(nèi)里層 并無(wú)具體的纖維原子化學(xué)結(jié)合，牢固度較差，易脫落，且設(shè)置在口罩內(nèi)部，水分不易散發(fā)，導(dǎo) 致佩戴者呼吸不暢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、既 具有拒油、拒水、拒污的性能，又保證了良好的透氣性及整體的牢固強(qiáng)度，提高佩戴者舒適 度的低壓等離子防水處理技術(shù)的口罩及其處理工藝。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是；一種低壓等離子納米防水口 罩，包括由紡織面料的內(nèi)層及外層構(gòu)成的口罩本體，在口罩本體的兩側(cè)分別設(shè)置有便于佩 戴固定的系帶，其特征在于：所述口罩本體的外層表面覆蓋有納米級(jí)防水薄膜，在口罩本體 的外層表面與納米級(jí)防水薄膜之間設(shè)置有與所述外層表面的紡織面料相結(jié)合的原子聚合 層。
[0008] 上述的低壓等離子納米防水口罩，所述納米級(jí)防水薄膜的厚度小于250nm，孔徑為 0 ?0. 3 y m。
[0009] 上述的低壓等離子納米防水口罩，所述納米級(jí)防水薄膜為聚四氣己帰薄膜。
[0010] 上述的低壓等離子納米防水口罩，所述紡織面料為棉紗布、天絲粘膠布、涂絕長(zhǎng) 絲、涂棉混紡布或粘膠涂長(zhǎng)絲混紡布。
[0011] 一種低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，包括如下步驟： (1) 、口罩進(jìn)艙；將待處理口罩放入低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)，將真空度抽到12? 15mT, (2) 、形成原子聚合層；在保持12?18mT真空度的低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)添加防水 助劑，流量速度為10-50sccm，部分電離化的基團(tuán)在口罩外層與紡織面料材料聚合，在口罩 外層表面形成原子聚合層，處理時(shí)間10?15min ; (3) 、形成納米級(jí)防水薄膜：在低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)持續(xù)通入惰性氣體，處理時(shí)間 30?lOOmin，將納米級(jí)防水薄膜沉積到口罩外層表面的原子聚合層上； (4) 、恢復(fù)空氣狀態(tài)；停止防水助劑的加入，并停止通入惰性氣體，打開低壓等離子處理 機(jī)機(jī)艙； (5) 、口罩成品出艙：取出口罩，做防水測(cè)試并包裝。
[0012] 上述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，所述防水助劑為 1-楓-1H，化2H，2H-全氣辛焼；分子式；C細(xì)4F13I ;分子量；474.00 ;不溶于水；密度： 1. 934 ;烙點(diǎn)；2rC ;沸點(diǎn)；18(TC ;折光率：1. 359-1. 361。
[0013] 上述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，所述惰性氣體為氮?dú)?、氛氣或者?氣。
[0014] 上述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，所述低壓等離子處理機(jī)的真空度為 15mT。
[0015] 上述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于；所述防水助劑的添加 流量速度為25 seem。
[0016] 本發(fā)明低壓等離子納米防水口罩及其處理工藝的優(yōu)點(diǎn)是：低壓等離子防水處理技 術(shù)制作出的納米級(jí)薄膜，其孔隙大于水蒸氣分子，又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于毛毛雨直徑，既擋住了自然界 中直徑為20 y m的霧氣，又能讓水蒸氣透過(guò)。起到有效隔離絕大多數(shù)PM2. 5顆粒物的效果， 又能保證通暢的透氣、防水、防霧等作用。本發(fā)明研究的是一種新型口罩的防水透氣處理技 術(shù)，也是國(guó)內(nèi)首次利用納米技術(shù)在真空中使防水助劑實(shí)現(xiàn)等離子狀態(tài)，通過(guò)處理，在口罩表 面形成一層納米薄膜，使口罩既具有拒油、拒水、拒污等性能，又在透氣、強(qiáng)力牢度、色澤風(fēng) 格等方面與處理前幾乎保持一致，具有良好的透氣性和使用舒適性。等離子體表面工藝一 般用在刀具，模具W及電子元器件的表面，為了提高刀具、模具等的性能，可W用等離子體 對(duì)金屬表面進(jìn)行氮、碳、測(cè)或碳氮的滲透，用等離子體聚合介質(zhì)膜可保護(hù)電子元件，用等離 子體沉積導(dǎo)電膜可保護(hù)電子電路及設(shè)備免遭靜電荷積累而引起損壞，用等離子體沉積薄膜 還可W制造電容器元件。因其反應(yīng)過(guò)程中需要放熱，因此仍然不能夠應(yīng)用在纖維面料表面， 本發(fā)明是工藝氣體經(jīng)電磁放電在低壓（低溫）狀態(tài)下，建立穩(wěn)定有效的等離子體。在該條 件下，工藝氣體部分分解成基團(tuán)，并部分電離化、納米狀。該些活性物質(zhì)能夠與材料的表面 發(fā)生作用，在自然界中該作用表現(xiàn)為化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程，使得納米防水薄膜與纖維表面 結(jié)合更加牢固。由于真空處理?xiàng)l件，使得防水助劑在無(wú)紡布外層表面形成一層原子聚合層， 聚合物表面的交聯(lián)加強(qiáng)了邊界層的粘附力，增強(qiáng)了外層無(wú)紡布面料表面的粘附性，使得沉 積形成的聚四氣己帰微孔覆合膜能夠與原子聚合層牢固固定，進(jìn)而提高了聚四氣己帰微孔 覆合膜與外層無(wú)紡布的牢固度，提高了口罩的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為口罩與原子聚合層及納米級(jí)防水薄膜相結(jié)合的截面示意圖； 圖3為口罩處理工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明； 如圖1、2、3所示，一種低壓等離子納米防水口罩，包括由紡織面料的內(nèi)層1及外層2構(gòu) 成的口罩本體3,紡織面料可W選擇棉紗布、天絲粘膠布、涂絕長(zhǎng)絲、涂棉混紡布或粘膠涂長(zhǎng) 絲混紡布。在口罩本體3的兩側(cè)分別設(shè)置有便于佩戴固定的系帶4,所述口罩本體3的外層 2的表面覆蓋有納米級(jí)防水薄膜5,納米級(jí)防水薄膜5為聚四氣己帰薄膜。所述納米級(jí)防水 薄膜5的厚度小于250皿，孔徑為0?0. 3 y m。其孔隙大于水蒸氣分子6,又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于毛毛 雨7的直徑，既擋住了自然界中直徑為20 y m的霧氣，又能讓水蒸氣分子6透過(guò)。起到有效 隔離絕大多數(shù)PM2. 5顆粒物8的效果，又能保證通暢的透氣、防水、防霧等作用。在口罩本 體3的外層2的表面與納米級(jí)防水薄膜5之間設(shè)置有與所述外層2的表面的紡織面料相結(jié) 合的原子聚合層9。
[0019] 一種低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，包括如下步驟： (1)、口罩進(jìn)艙；將待處理口罩放入低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)，將真空度抽到12? 15mT，本實(shí)施例最佳的低壓等離子處理機(jī)的真空度為15mT。
[0020] (2)、形成原子聚合層；在保持12?18mT真空度的低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)添 加防水助劑，流量速度為10-50sccm，本實(shí)施例最佳防水助劑的添加流量速度為25 seem。 防水助劑一般選擇氣碳類氣體或液態(tài)氣碳類單體，本發(fā)明實(shí)施例防水助劑選擇名稱為 為1-楓-1H，1H，2H，2H-全氣辛焼；分子式；C8H4F13I ;分子量；474. 00 ;不溶于水；密度： 1. 934 ;烙點(diǎn)；2rC ;沸點(diǎn)；18(TC ;折光率：1. 359-1. 361。部分電離化的基團(tuán)和原子在口罩 外層與紡織面料材料聚合，在口罩外層表面形成原子聚合層，處理時(shí)間10?15min ; (3)、形成納米級(jí)防水薄膜：在低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)持續(xù)通入惰性氣體，惰性氣體 為氮?dú)狻⒎諝饣蛘叩獨(dú)?。處理時(shí)間30?lOOmin，將納米級(jí)防水薄膜沉積到口罩外層表面的 原子聚合層上； (4) 、恢復(fù)空氣狀態(tài)；停止防水助劑的加入，并停止通入惰性氣體，打開低壓等離子處理 機(jī)機(jī)艙； (5 )、口罩成品出艙：取出口罩，做防水測(cè)試并包裝。
[0021] 本發(fā)明的工作原理是： 低壓納米等離子體技術(shù)是工藝氣體經(jīng)電磁放電在低壓（低溫）狀態(tài)下，建立穩(wěn)定有效 的等離子體。在該條件下，工藝氣體部分分解成基團(tuán)，并部分電離化、納米狀。該些活性物 質(zhì)能夠與材料的表面發(fā)生作用，在自然界中該作用表現(xiàn)為化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程。在等離子 體處理設(shè)備中，與真空粟組相連接的工作箱體可W抽真空，內(nèi)部充滿功能性(防水)助劑。為 了有效地發(fā)揮等離子體作用，防水助劑可從氣體先驅(qū)物或從液體或固體單體中得到，單體 供給裝置保證被控制的工藝氣體能進(jìn)人箱體，在真空狀態(tài)下被氣化，使助劑沉積在紡織品 表面，形成納米級(jí)防水薄膜。
[0022] 部分紡織面料防水處理后的數(shù)據(jù)對(duì)比：

【權(quán)利要求】
1. 一種低壓等離子納米防水口罩，包括由紡織面料的內(nèi)層及外層構(gòu)成的口罩本體，在 口罩本體的兩側(cè)分別設(shè)置有便于佩戴固定的系帶，其特征在于：所述口罩本體的外層表面 覆蓋有納米級(jí)防水薄膜，在口罩本體的外層表面與納米級(jí)防水薄膜之間設(shè)置有與所述外層 表面的紡織面料相結(jié)合的原子聚合層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓等離子納米防水口罩，其特征是：所述納米級(jí)防水薄膜 的厚度小于250nm，孔徑為0?0. 3iim。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓等離子納米防水口罩，其特征是：所述納米級(jí)防水薄膜 為聚四氟乙烯薄膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓等離子納米防水口罩，其特征是：所述紡織面料為棉紗 布、天絲粘膠布、滌綸長(zhǎng)絲、滌棉混紡布或粘膠滌長(zhǎng)絲混紡布。
5. -種低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟： (1) 、口罩進(jìn)艙：將待處理口罩放入低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)，將真空度抽到12? 15mT, (2) 、形成原子聚合層：在保持12?18mT真空度的低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)添加防水 助劑，流量速度為10-50sccm，部分電離化的基團(tuán)在口罩外層與紡織面料材料聚合，在口罩 外層表面形成原子聚合層，處理時(shí)間10?15min ; (3) 、形成納米級(jí)防水薄膜：在低壓等離子處理機(jī)機(jī)艙內(nèi)持續(xù)通入惰性氣體，處理時(shí)間 30?lOOmin，將納米級(jí)防水薄膜沉積到口罩外層表面的原子聚合層上； (4) 、恢復(fù)空氣狀態(tài)：停止防水助劑的加入，并停止通入惰性氣體，打開低壓等離子處理 機(jī)機(jī)艙； (5) 、口罩成品出艙：取出口罩，做防水測(cè)試并包裝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于：所述防 水助劑為1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷；分子式：C8H4F13I ;分子量：474. 00 ;不溶于水； 密度：1. 934 ;熔點(diǎn)：21°C ;沸點(diǎn)：180°C ;折光率：1. 359-1. 361。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于：所述惰 性氣體為氦氣、氖氣或者氬氣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于：所述低 壓等離子處理機(jī)的真空度為15mT。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓等離子納米防水口罩的處理工藝，其特征在于：所述防 水助劑的添加流量速度為25 seem。
【文檔編號(hào)】A41D31/02GK104397901SQ201410763222
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】秦志強(qiáng), 張建輝, 修玉飛 申請(qǐng)人:青島聯(lián)豐紡織科技有限公司