提高有害成分阻隔性能的口罩的制作方法

1.本发明涉及一种利用无光催化剂涂层提高有害成分阻隔性能的口罩。


背景技术：

2.由于各种传染病而能够防止感染的口罩的重要性备受重视，并且预计市场将继续扩大。
3.然而，现有的口罩只能够起到仅利用过滤器来滤除微细颗粒程度的简单功能。
4.因此，对于通过口罩来阻隔细颗粒物以及诸如恶臭物质的有害成分的技术的需求也正在增加。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本发明的目的在于提供利用无光催化剂涂层提高有害成分阻隔性能的口罩。
7.解决问题的方案
8.上述本发明的目的通过提高有害成分阻隔性能的口罩来实现，该口罩包括：口罩本体，包括至少一个本体片材；挂耳部，形成在所述口罩本体的两个侧面；及涂层，形成在所述本体片材的至少一表面，且包含tio2类无光催化剂，所述tio2类无光催化剂在没有太阳光照射也能被活化以分解有害物质，所述无光催化剂包括：具有3.0～3.2ev禁带宽度(band gap)的二氧化钛(tio2)；及涂布在所述二氧化钛上的过渡金属，所述无光催化剂通过使吉布斯自由能变化值变为负数，从而通过自发反应产生电子。
9.所述本体片材包括：与用户接触的第一本体片材；及与外部接触的第二本体片材，所述涂层可以形成在所述第一本体片材的与所述第二本体片材对置的内表面。
10.所述本体片材包括：与用户接触的第一本体片材；与外部接触的第三本体片材；及位于所述第一本体片材和所述第三本体片材之间的第二本体片材，所述涂层可以形成在所述第三本体片材的两表面上。
11.所述涂层可通过将无光催化剂溶液喷涂在所述第一本体片材后经干燥而获得。
12.所述无光催化剂溶液可通过如下步骤而获得：向包含蒸馏水、异丙醇、乙醇中任一种的溶剂中添加酸催化剂并进行第一次搅拌；向所述溶剂添加tio2前体并进行第二次搅拌；及在所述第二次搅拌后，向所述溶剂添加贵金属类及过度金属盐水溶液。
13.所述贵金属类及过度金属盐水溶液可以是包含选自zn、mn、fe、cu、ni、co、cr、v、zr、mo、ag、w、pt及au中的至少两种。
14.所述本体片材可以是聚酯类无纺布或者聚乙烯类无纺布。
15.所述本体片材可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的无纺布。
16.所述涂层还可以形成在所述第二本体片材上，形成于所述第一本体片材和所述第二本体片材的涂层形成在彼此不同的区域。
17.所述涂层还可以形成在所述挂耳部。
18.发明效果
19.根据本发明提供的口罩，能够利用无光催化剂涂层来提高有害成分阻隔性能。
附图说明
20.图1是本发明的第一实施例的口罩的立体图。
21.图2是图1中沿ii-ii’的剖面图。
22.图3是用于说明本发明的第二实施例的口罩的图。
23.图4是用于说明本发明的第三实施例的口罩的图。
24.图5是用于说明本发明的第四实施例的口罩的图。
具体实施方式
25.以下，参照附图对本发明涉及的口罩进行说明。
26.本发明的第一实施例的口罩1如图1包括口罩本体10和挂耳部20。
27.口罩本体10包括第一本体片材11、第二本体片材12及涂层111。
28.佩戴口罩1时，第一本体片材11朝向用户的脸部配置，第二本体片材12朝向外部。
29.第一本体片材11和第二本体片材12可以是聚酯类无纺布或者聚乙烯类无纺布，主要阻隔如黄沙等细颗粒物。第一本体片材11和第二本体片材12可以由彼此不同的材料制成或者具有彼此不同的细颗粒物阻隔性能。但不限于此，第一本体片材11和第二本体片材12可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的无纺布。
30.涂层111形成在第一本体片材11的内表面。另一实施例中，涂层111可以形成在第二本体片材12的内表面，或者也可以形成在第一本体片材11和第二本体片材两者上。
31.另外，口罩本体10也可以由三个以上的本体片材形成。另外，还可以只由一个本体片材形成。
32.涂层111包括自驱动无光催化剂(self actuated non-photocatalyst)。自驱动无光催化剂包括tio2，即使没有光也能够被活化以分解有害物质。
33.无光催化剂在具有3.0～3.2ev禁带宽度(band gap)的二氧化钛(tio2)中掺杂有过渡金属。自驱动无光催化剂使吉布斯自由能变化值变为负数，从而通过自发反应产生电子。
34.贵金属类及过度金属盐水溶液可以包含选自zn、mn、fe、cu、ni、co、cr、v、zr、mo、ag、w、pt及au中的至少两种。
35.当在二氧化钛中掺杂过渡金属时，即使在无光条件下催化剂也能显示催化活性，从而具有很强的氧化能力，不仅能够分解有机物质，而且还可以分解诸如挥发性有机化合物的有害气体。即，当在二氧化钛中掺杂能量高于氧的2p轨道的两种以上过渡金属时，过渡金属进入比价带更高的能级，使得价带上端的能级升高，通过由二氧化钛克服禁带宽度能量，并使电子产生过程中的吉布斯自由能变化(gibbs free-energy change，
△
g)值变为负数(
△
g《0)，从而在无光环境下，电子也能自发地继续向二氧化钛的表面迁移。如此迁移的电子与空气中的氧气或者水反应而生成复合氧离子和氧自由基，并通过该氧化力来有效去除诸如挥发性有机化合物的有害气体。
36.涂层111可以通过将tio2类无光催化剂溶液喷涂在第一本体片材11后经干燥而获
得。或者，涂层111可以通过将第一本体片材11浸渍于tio2类无光催化剂溶液后经干燥而获得。具体地，在大尺寸的本体片材面料上形成涂层111后，通过切割而获得形成有涂层111的第一本体片材11。
37.无光催化剂溶液可通过如下步骤而获得：向包含蒸馏水、异丙醇、乙醇中任一种的溶剂中添加酸催化剂并进行第一次搅拌；向所述溶剂添加tio2前体并进行第二次搅拌；及在所述第二次搅拌后，向所述溶剂添加贵金属类及过度金属盐水溶液。
38.涂层111用于分解或阻隔各种有害物质。
39.首先，涂层111能够分解醇、乙酸、酮、酯、甲苯、二甲苯、苯及乙苯。
40.涂层111用于分解恶臭物质，恶臭物质可以包括硫化氢、甲硫醇、氨、甲胺、三甲胺、甲醛及voc中的至少一种。
41.涂层111既可以分解no
x
和so
x
，还能对大肠菌细胞进行杀菌。
42.现有口罩由于呼吸而产生湿气，由此导致恶臭的发生及细菌的增殖，还由于产生湿气而降低细颗粒物的收集效率。
43.相反，本发明的口罩不仅赋予恶臭分解/去除性能、抗菌性能、抗病毒性能，还能不受湿气影响地增加对细颗粒物的收集效率。
44.图3用于说明本发明的第二实施例的口罩。涂层111形成在第一本体片材11和第二本体片材12两者上，并且形成在彼此不同的区域。即，形成在第一本体片材11和第二本体片材12的涂层111形成为彼此不对置。
45.涂层111可以形成为散点或条纹状。
46.图4用于说明本发明的第三实施例的口罩。口罩本体10由第一本体片材11、第二本体片材12及第三本体片材13三层构成。第一本体片材朝向用户，第三本体片材13暴露于外部。涂层111形成在第三本体片材13的两表面上。
47.图5用于说明本发明的第四实施例的口罩，示出挂耳部20的剖面。
48.根据第三实施例，挂耳部20也形成有涂层211。涂层211可以通过将无光催化剂溶液喷涂在挂耳部20后经干燥而形成。
49.通过以上说明的方法制备口罩并进行抗菌性实验。
50.将金黄色葡萄球菌atcc 6538(staphylococcus aureus atcc 6538)接种在口罩经过18小时后，确认其减少率为99.9％，接种肺炎克雷伯菌atcc 4352(klebsiella pneumoniae atcc 4352)18小时后，确认其减少率为48.1％。
51.本发明参照附图中示出的一实施例进行了说明，但这仅仅是示例，本领域技术人员应理解由此可以进行各种变形及等同的其他实施例。因此，本发明的保护范围仅由所附的权利要求书来确定。