基本信息
- 项目名称：
- “畅快呼吸”——新材料抗辐射阻尘杀菌口罩
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品蚕丝口罩是集防尘、杀菌于一体的新型科技环保口罩。用废弃蚕丝下脚料制成蚕丝空气滤纸，再由蚕丝滤纸制成各类产品（主打口罩）。经测试，蚕丝空气滤纸的空气阻力、穿透力等相关技术含量均已达到国家口罩纸标准（GB/T 22927-2008），并具有蚕丝纤维透气性佳，杀菌组尘效果好，亲肤性、亲水性优等优点。
- 详细介绍：
- 本团队主要致力于生产一次性口罩、杯状口罩、呼吸阀口罩，也涉及各类透气性材料产品，如蚕丝纸创可贴药物载体、蚕丝纸透气性杀菌鞋垫、蚕丝纸中药美容面膜、蚕丝纸空气滤纸等。口罩主要的生产原材料有蚕丝滤纸、脱脂棉纱布、PP无纺布、热压成型无纺布、铝制鼻梁条、呼吸阀、金属纤维等。 生产原材料： （1）蚕丝滤纸透气性能优良、毛细管传导速度高、对水的吸收和渗透能力强。 （2）脱脂棉纱布是经脱脂、漂白或染色、纯化而成的无味平织棉布，通过《中华人民共和国医药行业标准YY 0331-2006》的相关规定，其质感柔软、舒适、不伤皮肤。 （3）PP无纺布是利用化纤纺丝原理,在聚合物纺丝过程中使连续长丝铺置成网,长丝纤网经过针刺法加固而形成非织造布。其材质为PE膜复合无纺布，有防水、防酒精、手感好、对皮肤无刺激等优良性能。 （4）热压成型无纺布，俗称针刺棉，材质为70%涤纶30%粘胶，收购时原料纤维质量按国标GB/T 14464-93验收（粘胶纤维符合国标一等品，不可掺杂一等品以外的纤维，涤纶短纤要求纯瓶片料）。其吸水性在1：5倍以上，缩水率：经、纬向：2%以下（80度水煮）。 （5）铝制鼻梁条具有表面光洁，边角圆滑，不伤手，不挂毛刺，不扯口罩本体材料，易弯曲成型，扣卡力优良，失外作用力不回弹等优点。与无纺布材料和环保材料通过高分子熔接能完美结合。使之与配戴者面部相应部位良好接触，提高阻隔效果。 （6）呼吸阀由阀座和膜片组成，经过定制，引进的呼吸阀的膜片由蚕丝滤纸制造，具有很好的阻尘、杀菌和通气功能。 产品的具体工艺流程和技术请看研究报告。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：口罩行业不合格产品多；空气质量较差单位重视防护；突发性流行性疾病爆发口罩需求与要求提高。本产品原料为废弃蚕丝下脚料。 创新点: 1变废为宝。 2性能优良。口罩有蚕空气滤纸材料,增大阻尘、杀菌效果。蚕丝纸透气性能优良、毛细管传导速度高、对水吸收和渗透能力强，阻尘杀菌效率高。 3外观精致。口罩外观符合人脸形状，贴合度强。 4在口罩贴近脸部的内层有防侧漏、支撑及导流构造。 5口罩具有呼吸气时空气流动性能好，呼吸气阻力小，密闭性、过滤效果好 关键： 1口罩由废弃蚕丝下脚料经脱胶、漂白、打浆处理抄成的蚕丝空气滤纸制成。2添加PEO、纳米二氧化钛。 技术指标： 1抄得蚕丝空气滤纸定量（60g/㎡±3 g/㎡）、透气度（≥60um/pa•s）、耐破度（≥1.1kpa•㎡/g）、抗张强度（≥23N•m/g）、对折次数（≥8次）、大肠杆菌存活率（≤1%）、阻尘率达99.5%。 2在口罩贴近脸部内层有防侧漏、支撑及导流构造，在其内部形成约1.5mm气体流通层。 3口罩可达专用防尘防毒产品和防非典用N95口罩防护效果，其能达美国N95标准。 4原材料脱脂棉纱布通过《中华人民共和国医药行业标准YY 0331-2006》相关规定。 5原材料热压成型无纺布，俗称针刺棉，材质为70%涤纶30%粘胶，收购时原料纤维质量按国标GB/T 14464-93验收（粘胶纤维符合国标一等品，不可掺杂一等品以外的纤维）。其吸水性在1：5倍以上，缩水率：经、纬向：2%以下（80度水煮）。
科学性、先进性
- （1）本产品原料主要为蚕丝下脚料经脱胶、漂白、打浆处理抄成的蚕丝空气滤纸。实现废物利用、绿色环保，符合国家提倡的集约型社会。 （2）制得的蚕丝纤维口罩实验样品，阻尘、杀菌效果极佳。蚕丝纸透气性能优良、毛细管传导速度高、对水的吸收和渗透能力强，阻尘效率更高、杀菌性能。抄得的蚕丝空气滤纸的定量（60g/㎡±3 g/㎡）、透气度（≥60um/pa•s）、耐破度（≥1.1kpa•㎡/g）、抗张强度（≥23N•m/g）、对折次数（≥8次）、大肠杆菌存活率（≤1%）、阻尘效率达99.5% （3）口罩与人脸形状的密合程度更好，佩戴舒适度更高。在口罩贴近脸部的内层有防侧漏、支撑及导流构造，在其内部形成约1.5mm的气体流通层，这样专利口罩与其它类型口罩相比有非常突出的优点。 （4）口罩具有呼吸气时空气流动性能好，呼吸气阻力小，密闭性好，过滤效果好，可达到专用防尘防毒产品和防非典用的N95口罩防护效果，其能达到美国N95标准。 （5）添加的纳米二氧化钛可以防紫外线、防止有辐射的颗粒物进入人体。
获奖情况及鉴定结果
- 4个专利已经申请 在《湖南造纸》期刊发表论文 论文题目为《蚕丝纤维口罩纸的过滤性能研究》 参加第四届“金点子”大赛，校级比赛展览一项，获一等奖 第七届浙江科技学院“挑战杯”创业二等奖 2009年浙江省科技厅“新苗人才计划”创新立项 2009年浙江科技学院“春萌”课外学术立项
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 普通许可。团队拥有专利
作品可展示的形式
- 模型、图纸、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用：口罩针对不同环境分别发挥功能。见论文 特点、优势：用蚕丝下脚料，成本低，有透气亲水性。一次性口罩高效过滤细菌、粉尘，阻隔分泌物；杯状口罩靠热压的五层蚕丝纸（涂纳米二氧化钛）、内置针刺棉结构高效防病毒、细菌；N95呼吸阀杀菌口罩过滤层有呼吸阀。 适应范围：适合化工、溶剂清洗、喷漆印刷、电子业、食品业、汽车轮船修造、油墨染整、环境消毒等环境。 推广前景： 口罩原料环保，防护显著，可防止内辐射。 分析： 恶性传染疾病爆发，日本核恐慌，刺激口罩需求。 一次性口罩合格率不足七成。“黑心棉”口罩、“口罩病毒”盛行。 据估计，国内每年口罩需求量2.5亿多只，还大量销外。江浙沪三地需求极大。 经济效益 成本：一次性口罩单只0.542元； 杯状口罩单只1.09元； 呼吸阀杀菌口罩单只1.41元。 定价：一次性口罩批发价0.88元； 杯状口罩批发价1.31元； 呼吸阀口罩批发价 1.97 元。
同类课题研究水平概述
- 20世纪初，口罩首次成为大众生活必备品。席卷全球西班牙流感夺走了约5000万人的生命，普通人群被要求用口罩抵御病毒；载入史册的历次大流感中口罩在预防和阻断病菌传播方面数度扮演重要角色；2003年时中国发生了非典型肺炎疾病的传染，口罩达到鼎盛；2009年，甲型H1N1流感”使口罩供不应求。 我国是世界口罩生产大国，大多是一些低防护等级的防尘口罩；我国已有少量企业掌握了N95或同等功效口罩的生产技术，如泰达股份、大连永兴医用材料有限公司等。2000年3月，国家经贸委制订并颁布了《劳动防护用品配备标准（试行）》，明令禁止纱布口罩作为防尘口罩使用。 卫生部门的统计资料显示，目前我国接触有害作业人员有1.4亿，其中半数人员接触粉尘危害。我国尘肺累计病例达558608例，其中133058人已经死亡。尘肺病占职业病发病的78%。种种迹象表明，个体呼吸防护用品在应用中并没有充分发挥作用。 近几年来，美国、欧洲、日本、韩国、澳大利亚、新西兰等国，纷纷修订了他们的过滤式防尘口罩标准，修订后的标准几乎都趋向统一的模式：将防尘滤料分为适合油性颗粒物的和非油性颗粒物的，用氯化钠颗粒检测非油性颗粒物滤料，用DOP(一种油性液体物质)或香蕉油检测油性颗粒物滤料；模拟最坏的情况，用 85～95L/MIN的大流量，用O.3UM单一粒径的颗粒物检测过滤效率；在实验室或在现场，用真人检测各种口罩对不同脸型的适合性，检测存在泄漏量。研究表明，只有0.3UM单一粒径的颗粒物对各种滤料是最容易穿透的，如果对该粒径颗粒物的过滤效率能控制在某个水平，例如95%，那么在现场遇到的任何粒径的粉尘，其实际过滤效率就可以保证至少高于95％。 我国现行防尘口罩标准对过滤效率的检测采用混合性医用粉尘，颗粒大，且粒径分布广，即小于5UM的占90%，小一上2UM的占70%，检测流量也较低，为30L/MIN，在这个条件下，检测合格的产品过滤效率虽然可以达到95%、99％甚至99.9%，但却无法预测现场使用时的实际过滤效果，佩带的适合性也是未知的。 个体呼吸防护用品具有广阔的发展前景，美欧等发达国家市场上的呼吸防护用品技术含量高，防护性能好，佩带舒适性强，应用面广泛，不仅在工矿企业，在医院、在家庭，在各种存在有害于身体健康的地方，都得到了应用。欧洲70%的呼吸防护用品应用在有害物并不超标的环境。
