一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩。魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的罩體共四層，具體如下：第一層，即最外層為無紡布；第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜；第三層為魔芋葡甘聚糖納米多孔膜；第四層，即與面部接觸層為無紡布。本發(fā)明以天然高分子多糖——魔芋葡甘聚糖為主要成分，具有親水性、增稠性、穩(wěn)定性等多種特性。近年來，天然高分子化合物被廣泛的應(yīng)用于材料領(lǐng)域，解決了許多材料安全性上出現(xiàn)的問題。以天然的植物多糖為原料制備高品質(zhì)納米多孔膜成為了近些年的熱點(diǎn)，本發(fā)明利用魔芋葡甘聚糖特有的凝膠特性，通過電場(chǎng)技術(shù)的應(yīng)用，獲得了魔芋葡甘聚糖納米多孔膜，在材料領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩，在吸附性能、安全性、原料價(jià)格和潛在市場(chǎng)等指標(biāo)上都較市面上的其他口罩更優(yōu)，可成為廣大消費(fèi)者選擇的優(yōu)質(zhì)防霧霾口罩。
【專利說明】
一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種呼吸系統(tǒng)防護(hù)工具，具體涉及一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩， 屬衛(wèi)生用品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 霧霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ咏M成的，尤其是PM2.5 (空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的"元兇"。美國(guó) 環(huán)保署2009年發(fā)布《關(guān)于空氣顆粒物綜合科學(xué)評(píng)估報(bào)告》指出，有足夠的科學(xué)研究結(jié)果證明 了大氣細(xì)粒子能吸附大量有致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，給人體健康帶來不可忽視的負(fù) 面影響，包括提高死亡率、使慢性病加劇、使呼吸系統(tǒng)及心臟系統(tǒng)疾病惡化，改變肺功能及 結(jié)構(gòu)、影響生殖能力、改變?nèi)梭w的免疫結(jié)構(gòu)等。
[0003] 目前，市面上的口罩作為一種衛(wèi)生用品，一般指戴在口鼻部位用于過濾進(jìn)入口鼻 的空氣，以達(dá)到阻擋有害的氣體、氣味、飛沫進(jìn)出佩戴者口鼻的用具，以紗布或紙等制成。普 通的口罩對(duì)進(jìn)入肺部的空氣有一定的過濾作用，在呼吸道傳染病流行時(shí)，在粉塵等污染的 環(huán)境中作業(yè)時(shí)，戴口罩具有非常好的作用。但是，對(duì)于霧霾中的PM2.5,一般口罩沒有防護(hù)效 果。而近來出現(xiàn)的一些針對(duì)霧霾的口罩也有著效果差、工藝復(fù)雜、材料昂貴等缺點(diǎn)。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410428868.1的發(fā)明專利"一種防冶霧霾及咽喉炎的口罩"（申請(qǐng)日： 2014.08.28) 制備了一種以藥芯為主體的多層防霧霾和咽喉炎的口罩，其濾片的過濾效率、 透氣性、抗菌性等方面都很出色。但是在藥芯的填充紙杯過程中涉及到了數(shù)十種的藥物以 及不同的配比，制作方法較為繁瑣，對(duì)原料的要求較高。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01320768829.7的專利"防可入肺顆粒物一次性抑菌口罩"（申請(qǐng)日： 2013.11.29) 介紹了一種防可入肺顆粒物一次性抑菌口罩，表層的材質(zhì)為聚丙烯樹脂無紡 布或純棉脫脂紗布，貼膚層的材質(zhì)為純棉脫脂紗布，過濾層為透氣塑料合金薄膜制成。此口 罩具有強(qiáng)度高、過濾性好、滅菌性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，但是材料中涉及到一些塑料聚合物，存在 潛在的安全性問題。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410041594.0的發(fā)明專利"防霧霾鼻口罩"（申請(qǐng)日：2014.01.28)介紹 了一種由核孔膜、纖維素膜、聚四氟乙烯膜或聚砜膜中的任意一種材質(zhì)制成防霧霾鼻口罩， 孔徑可有效過濾直徑大于等于2.5微米的可吸入顆粒物或可吸入懸浮粒子具有重量輕， 體積小，加工制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于孔徑低于2.5微米的顆粒吸附效果不佳，此外對(duì)從 口腔進(jìn)入的可吸入顆粒沒有任何防止作用。
[0007] 納米多孔膜的發(fā)現(xiàn)雖然距今已有上百年的歷史，但是其無限的潛力和應(yīng)用價(jià)值卻 不斷地被人類挖掘出來。其特有的多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了膜的極高的比表面積和孔隙率和極低的 密度，以及多樣的空間三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)賦予了納米多孔膜特有的隔熱性能、表面 界面效應(yīng)和摻雜吸附性能。早期出現(xiàn)的利用二氧化硅所制得的納米多孔膜和之后出現(xiàn)的碳 納米纖維制得的高性能纖維膜都屬于無機(jī)膜。之后，以石油原料為主的聚合物材料被廣泛 應(yīng)用。但是由于這些材料的安全性問題日益凸顯，天然高分子材料開始被用來制作納米多 孔膜應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，他們?cè)诒憩F(xiàn)出了更加優(yōu)異的材料性能同時(shí)，也解決了許多材料安全 性上出現(xiàn)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種與現(xiàn)有口罩不同的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩。
[0009] 本發(fā)明以魔芋葡甘聚糖膜和無紡布為主要成分，利用膜極高的比表面積和孔隙 率、極低的密度和孔徑，以及魔芋葡甘聚糖純天然的安全性，制得吸附性好、安全性高、工藝 簡(jiǎn)單的防霧霾口罩。
[0010]本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩，其特征在于罩體共四層，具體如下： (1) 第一層，即最外層為無紡布； (2) 第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜； (3) 第三層為魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (4) 第四層，即與面部接觸層為無紡布。
[0011] 本發(fā)明魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，其特征在于制備步驟如下： (1) 制備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉1~2g，超純水98~99g，恒溫均質(zhì) 溶脹后導(dǎo)入與口罩截面大小相同的平板中，_18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，IOPa真空冷凍干 燥，制成魔芋葡甘聚糖多孔膜;所述恒溫均質(zhì)溶脹:將魔芋葡甘聚糖溶液置于40°C恒溫水浴 鍋中，磁力攪拌器350rpm攪拌60min; (2) 制備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:魔芋葡甘聚糖納米多孔膜為過濾層，取魔芋葡甘聚 糖精粉1~2g，超純水98~99g，恒溫均質(zhì)溶脹后，采用高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，-18°C 預(yù)處理8h，-50°C，10Pa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘聚糖納米多孔膜;所述高壓電場(chǎng)制備納 米膜料:將恒溫均質(zhì)溶脹后的魔芋葡甘聚糖溶液裝入針頭內(nèi)徑為〇.6mm的IOmL注射器中， 然后放入高壓電場(chǎng)設(shè)備內(nèi)，設(shè)置高壓電場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)為:40±3°C，相對(duì)濕度30%;紡絲 距離13cm，紡絲電壓為30kV，紡絲流速為2.4ml/h，紡絲時(shí)間為IOmins; (3) 選材:魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩共四層，第一層和第四層，即口罩的最外層和與 面部接觸層，選用20~30g/m2的無紡布;第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜;第三層為魔芋葡甘 聚糖納米多孔膜； (4) 制備口罩：取步驟（1)~(3)所述的材料，按順序疊放，并按口罩的規(guī)格剪裁，制成 口罩。
[0012] 本發(fā)明以天然高分子多糖一一魔芋葡甘聚糖為主要成分，魔芋葡甘聚糖(KGM)是 由甘露糖和葡萄糖以β_1，4糖苷鍵連接的線性高分子化合物，在其分子的某些糖基側(cè)鏈上， 連接有乙?；鶊F(tuán)，葡萄糖和甘露糖的分子比為1:(1.5~1.7)，分子量可高達(dá)106,粘度高，溶 于水，在水中膨脹度大，具有特定的生物活性。KGM具有親水性、增稠性、穩(wěn)定性等多種特性。 近年來，天然高分子化合物被廣泛的應(yīng)用于材料領(lǐng)域，一方面使用于生產(chǎn)中的廢物回收利 用，減少了環(huán)境的污染；另一方面天然高分子表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的材料性能，與此同時(shí)，也 解決了許多材料安全性上出現(xiàn)的問題。以天然的植物多糖為原料制備高品質(zhì)納米多孔膜成 為了近些年的熱點(diǎn)，本發(fā)明利用魔芋葡甘聚糖特有的凝膠特性，通過電場(chǎng)技術(shù)的應(yīng)用，獲得 了魔芋葡甘聚糖納米多孔膜，在材料領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。
[0013] 表1本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖膜口罩與市面上已有口罩相關(guān)性能測(cè)試對(duì)比結(jié)果
經(jīng)過上述測(cè)試對(duì)比，本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩，在吸附性能、安全性、原料 價(jià)格和潛在市場(chǎng)等指標(biāo)上都較市面上其他口罩更優(yōu)，可成為廣大消費(fèi)者選擇的優(yōu)質(zhì)防霧霾 口罩。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了充分公開本發(fā)明魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步詳細(xì)說明。
[0015] 實(shí)施例1、一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，包括以下步驟： (1) 制備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉lg，超純水99g，恒溫均質(zhì)溶脹后導(dǎo) 入與口罩截面大小相同的平板中，-18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制成魔 芋葡甘聚糖多孔膜； (2) 制備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:魔芋葡甘聚糖納米多孔膜為過濾層，取魔芋葡甘聚 糖精粉lg，超純水99g，恒溫均質(zhì)溶脹后，采用高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，-18°C預(yù)處理 8h，-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (3) 選材:魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩共四層，第一層和第四層，即口罩的最外層和與 面部接觸層，分別選用20g/m2和30g/m 2的無紡布;第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜;第三層為 魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (4) 制備口罩：取步驟（1)~(3)所述的材料，按順序疊放，并按口罩的規(guī)格剪裁，制成 口罩。
[0016] 實(shí)施例2、一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，包括以下步驟： (1) 制備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉2g，超純水98g，恒溫均質(zhì)溶脹后導(dǎo) 入與口罩截面大小相同的平板中，-18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制成魔 芋葡甘聚糖多孔膜； (2) 制備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:魔芋葡甘聚糖納米多孔膜為過濾層，取魔芋葡甘聚 糖精粉2g，超純水98g，恒溫均質(zhì)溶脹后，采用高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，-18°C預(yù)處理 8h，-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (3) 選材:魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩共四層，第一層和第四層，即口罩的最外層和與 面部接觸層，分別選用30g/m2和20g/m 2的無紡布;第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜;第三層為 魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (4) 制備口罩：取步驟（1)~(3)所述的材料，按順序疊放，并按口罩的規(guī)格剪裁，制成 口罩。
[0017] 實(shí)施例3、一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，包括以下步驟： (1) 制備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉1.5g，超純水98.5g，恒溫均質(zhì)溶脹 后導(dǎo)入與口罩截面大小相同的平板中，-18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制 成魔芋葡甘聚糖多孔膜； (2) 制備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:魔芋葡甘聚糖納米多孔膜為過濾層，取魔芋葡甘聚 糖精粉1.5g，超純水98.5g，恒溫均質(zhì)溶脹后，采用高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，-18°C預(yù) 處理8h，-50°C，IOPa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (3) 選材:魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩共四層，第一層和第四層，即口罩的最外層和與 面部接觸層，分別選用25g/m2和25g/m 2的無紡布;第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜;第三層為 魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (4) 制備口罩：取步驟（1)~(3)所述的材料，按順序疊放，并按口罩的規(guī)格剪裁，制成 口罩。
[0018] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩，其特征在于罩體共四層，具體如下： (1) 第一層，即最外層為無紡布； (2) 第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜； (3) 第三層為魔芋葡甘聚糖納米多孔膜； (4) 第四層，即與面部接觸層為無紡布。2. -種如權(quán)利要求1所述的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，其特征在于制備 步驟如下： (1) 制備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉1~2g，超純水98~99g，恒溫均質(zhì) 溶脹后導(dǎo)入與口罩截面大小相同的平板中，_18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，10Pa真空冷凍干 燥，制成魔芋葡甘聚糖多孔膜;所述恒溫均質(zhì)溶脹:將魔芋葡甘聚糖溶液置于40°C恒溫水浴 鍋中，磁力攪拌器350rpm攪拌60min; (2) 制備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉1~2g，超純水98~99g，恒溫 均質(zhì)溶脹后，采用高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，_18°C預(yù)處理8h，-50°C，10Pa真空冷凍干 燥，制成魔芋葡甘聚糖納米多孔膜;所述高壓電場(chǎng)制備納米膜料:將恒溫均質(zhì)溶脹后的魔芋 葡甘聚糖溶液裝入針頭內(nèi)徑為〇. 6mm的10mL注射器中，然后放入高壓電場(chǎng)設(shè)備內(nèi)，設(shè)置高 壓電場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)為:40 ± 3°C，相對(duì)濕度30%;紡絲距離13cm，紡絲電壓為30kV，紡絲 流速為2.4ml/h，紡絲時(shí)間為lOmins; (3) 選材:魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩共四層，第一層和第四層，即口罩的最外層和與 面部接觸層，選用20~30g/m2的無紡布;第二層為魔芋葡甘聚糖多孔膜;第三層為魔芋葡甘 聚糖納米多孔膜； (4) 制備口罩：取步驟（1)~（3)所述的材料，按順序疊放，并按口罩的規(guī)格剪裁，制成 口罩。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，其特征在于所述制 備魔芋葡甘聚糖多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉lg，超純水99g，恒溫均質(zhì)溶脹后導(dǎo)入與口罩 截面大小相同的平板中，-18°C預(yù)處理8h，然后-50°C，10Pa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘聚 糖多孔膜。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的魔芋葡甘聚糖膜防霧霾口罩的制備方法，其特征在于所述制 備魔芋葡甘聚糖納米多孔膜:取魔芋葡甘聚糖精粉lg，超純水99g，恒溫均質(zhì)溶脹后，采用 高壓電場(chǎng)制備納米膜料，然后，-18°C預(yù)處理8h，-50°C，10Pa真空冷凍干燥，制成魔芋葡甘 聚糖納米多孔膜。
【文檔編號(hào)】C08L5/02GK105962481SQ201610361182
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】龐杰, 穆若郡, 袁毅, 王敏, 楊丹, 安瑞琪, 黃榮勛, 譚小丹
【申請(qǐng)人】福建農(nóng)林大學(xué)