一种具有防伪功能的抗病毒口罩及其制备方法与流程

1.本发明涉及口罩技术领域，更具体的说是涉及一种具有防伪功能的抗病毒口罩及其制备方法。


背景技术：

2.市场中出现了各种抗菌、抗病毒口罩，常见的口罩抗菌材料主要是银抗菌、锌抗菌、铜抗菌、季铵盐抗菌；其中季铵盐抗菌口罩因工艺限制，往往成品口罩气味较大；铜抗菌口罩中的氧化铜有颜色限制，掺杂到纤维里然后做成无纺布，或者用氧化铜后整理到无纺布上，都是棕色系的颜色，使得铜抗菌口罩一般是淡棕黄色，美学上非常丑，无法做主流的白色、蓝色口罩，虽然季铵盐抗菌口罩和铜抗菌口罩二者均比较好分辨，但用户体验不理想，消费者复购和重复使用的情况较少；而银抗菌和锌抗菌的口罩，往往是透明或乳白色，仅从口罩外观消费者难以直接分辨其与普通口罩的区别，即从外观很难直观分辨口罩是否含有抗菌抗病毒功能。
3.因此，如何提供一种能够从防伪角度让消费者可视化的分辨出抗菌、抗病毒口罩，提高口罩的易辨度的具有防伪功能的抗病毒口罩及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种能够从防伪角度让消费者可视化的分辨出抗菌、抗病毒口罩，提高口罩的易辨度的具有防伪功能的抗病毒口罩及其制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种具有防伪功能的抗病毒口罩，包括：口罩本体和弹性耳带，所述口罩本体的两侧均连接有所述弹性耳带，所述口罩本体包括底层、含有可视化抗病毒纤维的非织造面料层，所述非织造面料层设置在所述底层的外侧面上，所述可视化抗病毒纤维包含化学纤维基体，所述化学纤维基体外包裹有光致变色涂层，所述光致变色涂层上镶嵌有抗病毒颗粒，或，所述光致变色涂层外侧包裹有含有所述抗病毒颗粒的第一水溶性聚合物层。
7.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种具有防伪功能的抗病毒口罩，面料中含有可视化抗病毒纤维，该可视化抗病毒纤维中的光致变色涂层可以在阳光照射过程产生纤维的颜色变化，用以防伪功能，且纤维中含有抗病毒颗粒，使得该口罩具有抗菌、抗病毒功能。因此，该口罩能够从防伪角度让消费者可视化的分辨出抗菌、抗病毒口罩，提高口罩类型的易辨度。
8.进一步的，所述光致变色涂层包括第二水溶性聚合物层和分散在所述第二水溶性聚合物层内的变色材料，或，含变色材料的微胶囊。
9.进一步的，所述化学纤维基体的纤维细度为0.8～3.5d。
10.进一步的，所述光致变色涂层的厚度为0.5～10μm。
11.进一步的，所述第一水溶性聚合物层的厚度为0.5～5μm。
12.进一步的，所述变色材料为螺吡喃类、俘精酸酐类、偶氮苯类、二芳基乙烯类、螺噁嗪类、过渡金属氧化物类、金属卤化物类、多金属氧酸盐类、稀土配合物中的至少一种。
13.进一步的，所述第一水溶性聚合物层和所述第二水溶性聚合物层均选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚环氧乙烷中的至少一种。
14.进一步的，所述抗病毒颗粒为纳米氧化锌、纳米氧化锌/银复合材料中的至少一种。
15.进一步的，所述抗病毒颗粒的粒径为15～80nm。
16.进一步的，还包括设置在所述非织造面料层外侧面上的印刷面料层。
17.采用上述技术方案产生的有益效果是，印刷面料层上可印刷有图案，使得该口罩更加美观。
18.本发明的一种具有防伪功能的抗病毒口罩的制备方法，包括如下步骤：
19.步骤s1：将纺丝过程中的纤维浸没在含有光致变色材料的水溶液a中，然后进行烘干，然后再浸没到含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后获得可视化抗病毒纤维；
20.步骤s2：将步骤s1所得到的可视化抗病毒纤维的纤维原料经过梳理成网、加固成型后得到包含可视化抗病毒纤维的非织造面料；
21.步骤s3：将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到所述底层的外侧面上，并通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。
22.进一步的，所述水溶液a为含有变色材料和第二水溶性聚合物的水溶液，或，含变色材料的微胶囊和第二水溶性聚合物的水溶液。
23.进一步的，所述步骤s1为将纺丝过程中的纤维长丝浸没通过含有光致变色材料的水溶液a中，然后进行烘干，然后再浸没通过含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后切断获得可视化抗病毒纤维。
24.进一步的，所述步骤s1中，变色材料与第二水溶性聚合物的重量比为0.005～0.1:1。
25.进一步的，所述步骤s1中，抗病毒颗粒与第一水溶性聚合物的重量比为0.005～0.05:1。
26.采用上述技术方案产生的有益效果是，上述参数使得抗病毒性能和显色程度处于最优的效果。
27.进一步的，在所述步骤s3中，将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到所述底层的外侧面上，然后在所述非织造面料层外侧面上熔接所述印刷面料层，最后通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
29.图1附图为本发明提供的一种具有防伪功能的抗病毒口罩的结构示意图。
30.图2附图为口罩本体的结构示意图。
31.图3附图为可视化抗病毒纤维的结构示意图。
32.图4附图为光致变色涂层上镶嵌有抗病毒颗粒的结构示意图。
33.图5附图为含有抗病毒颗粒的第一水溶性聚合物层的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.参见图1-图5，本发明实施例公开了一种具有防伪功能的抗病毒口罩，包括：口罩本体1和弹性耳带2，口罩本体1的两侧均连接有弹性耳带2，口罩本体1包括底层11、含有可视化抗病毒纤维121的非织造面料层12，非织造面料层12设置在底层11的外侧面上，可视化抗病毒纤维121包含化学纤维基体1211，化学纤维基体1211外包裹有光致变色涂层1212，光致变色涂层1212上镶嵌有抗病毒颗粒1213，或，光致变色涂层1212外侧包裹有含有抗病毒颗粒1213的第一水溶性聚合物层1214。
36.其中，光致变色涂层1212包括第二水溶性聚合物层和分散在第二水溶性聚合物层12121内的变色材料，或，含变色材料的微胶囊。
37.化学纤维基体1211的纤维细度为0.8～3.5d。光致变色涂层1212的厚度为0.5～10um。第一水溶性聚合物层1214的厚度为0.5～5μm。
38.变色材料为螺吡喃类、俘精酸酐类、偶氮苯类、二芳基乙烯类、螺噁嗪类、过渡金属氧化物类、金属卤化物类、多金属氧酸盐类、稀土配合物中的至少一种。
39.第一水溶性聚合物层1214和第二水溶性聚合物层均选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚环氧乙烷中的至少一种。
40.抗病毒颗粒1213为纳米氧化锌、纳米氧化锌/银复合材料中的至少一种。
41.抗病毒颗粒1213的粒径为15～80nm。可选地，抗病毒颗粒的粒径选自15nm、30nm、45nm、60nm、80nm中任意一项，或任意两项间的范围值。
42.化学纤维基体1211的材料选自pp、pet、pla、pbat、pa、纤维素纤维中的至少一种。
43.具有防伪功能的抗病毒口罩还包括设置在底层和非织造面料层之间的过滤层(未示意出)，并且非织造面料层12外侧面上的印刷面料层13，印刷面料层13占非织造面料层12的一部分，印刷面料层13不能全部遮挡住非织造面料层12，这样以便于非织造面料层12能够被太阳光照射发生变色，以供使用着观察口罩颜色。
44.本发明的具有防伪功能的抗病毒口罩，采用了具有防伪功能的抗病毒纤维面料，通过其中部分纤维的可视化功能，在阳光下纤维发生可逆变色，为抗病毒功能提供防伪证明，可以提示口罩具有抗病毒功能并提示正在吸收阳光发生光催化(纳米氧化锌可在光照作用下发生催化)抗病毒作用。
45.本发明的一种具有防伪功能的抗病毒口罩的制备方法，包括如下步骤：
46.步骤s1：将纺丝过程中的纤维浸没在含有光致变色材料的水溶液a中，然后进行烘干，然后再浸没到含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后获得可视化抗病毒纤维121；
47.步骤s2：将步骤s1所得到的可视化抗病毒纤维121的纤维原料经过梳理成网、加固成型后得到包含可视化抗病毒纤维的非织造面料；
48.步骤s3：将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维121的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到底层11的外侧面上，并通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。
49.其中，在步骤s1中，水溶液a为含有变色材料和第二水溶性聚合物的水溶液，或，含变色材料的微胶囊和第二水溶性聚合物的水溶液。
50.可选的，步骤s1为将纺丝过程中的纤维长丝浸没通过含有光致变色材料的水溶液a中，然后进行烘干，然后再浸没通过含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后切断获得可视化抗病毒纤维。
51.可选的，在步骤s3中，将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维121的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到底层11的外侧面上，然后在非织造面料层12外侧面上熔接印刷面料层13，最后通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。
52.可选地，步骤s1中，变色材料与第二水溶性聚合物的重量比为0.005～0.1:1。
53.可选地，步骤s1中，变色材料与第二水溶性聚合物的重量比选自0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1中的任意一项，或任意两项之间的范围值。
54.可选地，步骤s1中，抗病毒颗粒与第一水溶性聚合物的重量比为0.005～0.05:1。
55.可选地，步骤s1中，抗病毒颗粒与第一水溶性聚合物的重量比为选自0.005、0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05中的任意一项，或任意两项之间的范围值。
56.可选地，步骤s1中，第二水溶性聚合物在水溶液a中的质量分数为20～90wt％。
57.可选地，步骤s1中，第二水溶性聚合物在水溶液a中的质量分数为40～60wt％。
58.可选地，步骤s1中，第一水溶性聚合物在水溶液b中的质量分数为10～70wt％。
59.可选地，步骤s1中，第一水溶性聚合物在水溶液b中的质量分数为30～50wt％。
60.可选地，步骤s1中，纺丝过程的纺丝速度为15～2000m/min。
61.可选地，步骤s1中，纤维长丝在水溶液a和水溶液b中的浸没通过距离均为1～5m。
62.可选地，步骤s1中，两次烘干的温度均为50～90℃。
63.可选地，步骤s2中，可视化抗病毒纤维在纤维原料中的质量分数为10～100wt％。
64.可选地，步骤s2中，可视化抗病毒纤维在纤维原料中的质量分数为30～50wt％。
65.可选地，步骤s2中，加固成型选自热风加固、热轧加固、针刺加固、水刺加固中的至少一种。
66.可选地，步骤s2中，包含可视化抗病毒纤维的非织造面料克重为10～200g/m2。
67.可选地，步骤s2中，包含可视化抗病毒纤维的非织造面料克重为20～50g/m2。
68.可选地，步骤s3中，分切尺寸为90～300mm。
69.可选地，步骤s3中，分切尺寸为170～260mm。
70.可选地，步骤s3中，底层为纺粘无纺布、熔喷无纺布、热风无纺布、水刺无纺布、针刺无纺布、针织布、梭织布中的至少一种。
71.可选地，步骤s3中，印刷面料层为进行图案印刷的纺粘无纺布、热风无纺布、水刺无纺布、针刺无纺布、针织布、梭织布中的至少一种。
72.可选地，步骤s3中，底层面料的材质包括pp、pet、pla、pbat、黏胶纤维中的至少一种。
73.可选地，步骤s3中，口罩上还设置有弹力头带绳、呼吸阀、鼻梁条、密封海绵中的至少一种(未示意出)。
74.可选地，步骤s3中，口罩成型包括平面型、折叠型、立体型、杯型、异型中的至少一种。
75.本发明的实施例1：
76.选用蓝色光致变色材料微胶、聚乙烯醇、水重量比为0.005：1：1制备好水溶液，将纺丝过程中白色es纤维长丝浸没通过上述溶液(浸没区域长度1m)，然后55℃下烘干，然后再浸没通过含有0.15wt％纳米氧化锌颗粒、50wt％聚乙烯醇的水溶液(浸没区域长度1m)，纺丝速度为75m/min，65℃下烘干后切断得到2d3.5cm规格的可视化抗病毒纤维，然后将上述纤维与es纤维按重量比4:1的比例梳理成网，经热风加固并分切成175mm幅宽25g/m2的包含可视化抗病毒纤维的非织造面料，将鼻梁条、25g白色熔喷无纺布、包含可视化抗病毒纤维的非织造面料、印刷面料叠层放入口罩机中经超声波熔接制备成口罩本体片后，再将弹力耳带通过超声波熔接国定到口罩本体平上，得到平面型的具有防伪供的抗病毒口罩，在阳光照射下由白色变为淡蓝色。
77.实施例2制备粘接纺丝口罩：
78.选用橙色光致变色材料微胶、聚乙烯醇、水重量比为0.005：1：1制备的水溶液，将纺丝过程中白色粘胶纤维长丝浸没通过上述溶液(浸没区域长度1m)，然后55℃下烘干，然后再浸没通过含有0.15wt％纳米氧化锌颗粒、50wt％聚乙烯醇的水溶液(浸没区域长度1m)，纺丝速度为75m/min，65℃下烘干后切断得到2d3.5cm规格的可视化抗病毒纤维，然后将上述纤维与es纤维按重量比4:1的比例梳理成网，经热风加固并分切成175mm幅宽25g/m2的包含可视化抗病毒纤维的非织造面料，将鼻梁条、25g白色熔喷无纺布、包含可视化抗病毒纤维的非织造面料、印刷面料叠层放入口罩机中经超声波熔接制备成口罩本体片后，再将弹力耳带通过超声波熔接国定到口罩本体平上，得到平面型的具有防伪供的抗病毒口罩，在阳光照射下由白色变为淡橙色。
79.实施例3制备可降解口罩：
80.选用蓝色光致变色材料微胶、聚乙烯醇、水重量比为0.005：1：1制备的水溶液，将纺丝过程中白色pla纤维长丝浸没通过上述溶液(浸没区域长度1m)，然后55℃下烘干，然后再浸没通过含有0.15wt％纳米氧化锌颗粒、50wt％聚乙烯醇的水溶液(浸没区域长度1m)，纺丝速度为75m/min，65℃下烘干后切断得到2d3.5cm规格的可视化抗病毒纤维，然后将上述纤维与es纤维按重量比4:1的比例梳理成网，经热风加固并分切成175mm幅宽25g/m2的包含可视化抗病毒纤维的非织造面料，将鼻梁条、25g白色熔喷无纺布、包含可视化抗病毒纤维的非织造面料、印刷面料叠层放入口罩机中经超声波熔接制备成口罩本体片后，再将弹力耳带通过超声波熔接国定到口罩本体平上，得到平面型的具有防伪供的抗病毒口罩，在
阳光照射下由白色变为淡蓝色。
81.实施例4：
82.蓝色光致变色材料微胶、聚乙烯醇、水重量比为0.05：1：1制备的水溶液，其余制备方法与实施例1相同，制备得到平面型的具有防伪供的抗病毒口罩，在阳光照射下由白色变为蓝色。
83.实施例5：
84.蓝色光致变色材料微胶、聚乙烯醇、水重量比为0.1：1：1制备的水溶液，其余制备方法与实施例1相同，制备得到平面型的具有防伪供的抗病毒口罩，在阳光照射下由白色变为深蓝色。
85.测试例
86.将实施例1～5采用iso18184-2019标准方法测试抗病毒活性率(h1n1:a/pr/8/34)，得到抗病毒活性率均≥95％，采用gb/t20944.2-2007标准方法测试抗(抑)菌试验(吸收法，大肠杆菌)，得到抗菌率均≥99％。
87.本发明的口罩在生产过程中使用防伪抗病毒材料，可以具备直观的防伪功能外，成本增加较小(相比单一的抗病毒口罩而言成本增加比较小，体现在经销商的进货价中，大概可以控制到一片口罩多5分钱左右，单价范围市场接受度尚可，可以市场化量产)，与抗病毒功能材料的使用成本基本相同。
88.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
89.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，包括：口罩本体(1)和弹性耳带(2)，所述口罩本体(1)的两侧均连接有所述弹性耳带(2)，所述口罩本体(1)包括底层(11)、含有可视化抗病毒纤维(121)的非织造面料层(12)，所述非织造面料层(12)设置在所述底层(11)的外侧面上，所述可视化抗病毒纤维(121)包含化学纤维基体(1211)，所述化学纤维基体(1211)外包裹有光致变色涂层(1212)，所述光致变色涂层(1212)上镶嵌有抗病毒颗粒(1213)，或，所述光致变色涂层(1212)外侧包裹有含有所述抗病毒颗粒(1213)的第一水溶性聚合物层(1214)。2.根据权利要求1所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，所述光致变色涂层(1212)包括第二水溶性聚合物层和分散在所述第二水溶性聚合物层(12121)内的变色材料，或，含变色材料的微胶囊；进一步的，所述化学纤维基体(1211)的纤维细度为0.8～3.5d；进一步的，所述光致变色涂层(1212)的厚度为0.5～10μm；进一步的，所述第一水溶性聚合物层(1214)的厚度为0.5～5μm。3.根据权利要求2所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，所述变色材料为螺吡喃类、俘精酸酐类、偶氮苯类、二芳基乙烯类、螺噁嗪类、过渡金属氧化物类、金属卤化物类、多金属氧酸盐类、稀土配合物中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，所述第一水溶性聚合物层(1214)和所述第二水溶性聚合物层均选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚环氧乙烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，所述抗病毒颗粒(1213)为纳米氧化锌、纳米氧化锌/银复合材料中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，所述抗病毒颗粒(1213)的粒径为15～80nm。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩，其特征在于，还包括设置在所述非织造面料层(12)外侧面上的印刷面料层(13)。8.一种如权利要求1-7任一项所述的具有防伪功能的抗病毒口罩的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1：将纺丝过程中的纤维浸没在含有光致变色材料的水溶液a中，然后进行烘干，然后再浸没到含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后获得可视化抗病毒纤维(121)；步骤s2：将步骤s1所得到的可视化抗病毒纤维(121)的纤维原料经过梳理成网、加固成型后得到包含可视化抗病毒纤维的非织造面料；步骤s3：将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维(121)的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到所述底层(11)的外侧面上，并通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。9.根据权利要求8所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩的制备方法，其特征在于，所述水溶液a为含有变色材料和第二水溶性聚合物的水溶液，或，含变色材料的微胶囊和第二水溶性聚合物的水溶液；进一步的，所述步骤s1为将纺丝过程中的纤维长丝浸没通过含有光致变色材料的水溶
液a中，然后进行烘干，然后再浸没通过含有抗病毒颗粒和第一水溶性聚合物的水溶液b中，再烘干，然后切断获得可视化抗病毒纤维(121)；进一步的，所述步骤s1中，变色材料与第二水溶性聚合物的重量比为0.005～0.1:1；进一步的，所述步骤s1中，抗病毒颗粒与第一水溶性聚合物的重量比为0.005～0.05:1。10.根据权利要求8所述的一种具有防伪功能的抗病毒口罩的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中，将步骤s2中所得到的包含可视化抗病毒纤维(121)的非织造面料分切成卷材后，通过超声波熔接到所述底层(11)的外侧面上，然后在所述非织造面料层(12)外侧面上熔接所述印刷面料层(13)，最后通过口罩机完成口罩成型，得到具有防伪功能的抗病毒口罩。

技术总结
本发明公开了一种具有防伪功能的抗病毒口罩及其制备方法，该口罩包括：口罩本体和弹性耳带，口罩本体包括底层、含有可视化抗病毒纤维的非织造面料层，非织造面料层设置在底层的外侧面上，可视化抗病毒纤维包含化学纤维基体，化学纤维基体外包裹有光致变色涂层，光致变色涂层上镶嵌有抗病毒颗粒，或，光致变色涂层外侧包裹有含有抗病毒颗粒的第一水溶性聚合物层。面料中含有可视化抗病毒纤维，该可视化抗病毒纤维中的光致变色涂层可以在阳光照射过程产生纤维的颜色变化，用以防伪功能，且纤维中含有抗病毒颗粒，使得该口罩具有抗菌、抗病毒功能。因此，该口罩能够从防伪角度让消费者可视化的分辨出抗菌、抗病毒口罩，提高口罩类型的易辨度。罩类型的易辨度。罩类型的易辨度。


技术研发人员：卢潇
受保护的技术使用者：卢潇
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/26