TWI691283B - 口罩 - Google Patents

Abstract

一種口罩包含至少一層由生物可分解材質、生物基塑膠或以上任意混合組成；過濾層，配置於該外層之側；及內層，配置於該過濾層之側。

Description

口罩

本發明係關於一種口罩，尤其是有關於一種口罩與其製程。

口罩為目前過濾粒子、細菌之衛生用品，目而前所有市面口罩主要成分都是塑膠料所製成之不織布，例如聚丙烯PP等，這類塑膠料不易分解，而造成環境負擔，本發明於是生焉。

本發明係有關於具有下列特性之口罩，一種口罩包含：外層，包含聚D型乳酸、聚L型乳酸、聚DL型乳酸之一或以上之任意組合所構成之不織布結構，該不織布具有孔隙構成口、鼻透氣結構；過濾層，配置於該外層之側；及內層，配置於該過濾層之側，其中該聚D型乳酸含量少於該聚L型乳酸，提高結晶度，以增加提升耐熱溫度。在另一觀點，本發明之目的在於提出一種口罩，包含外層、過濾層及內層組成之多層結構，其中至少一層由聚D型乳酸、聚L型乳酸、聚DL型乳酸之一或以上之任意組合；其中該外層或該內層之重量為每公尺見方20至30克重，以通過氣體透氣率，其中該聚D型乳酸含量少於該聚L型乳酸，提高結晶度，以增加提升耐熱溫度。

本發明揭露一種口罩，包含：外層，由生物可分解塑膠、生物基塑膠或以上任意混合組成；過濾層，配置於該外層之側；及內層，配置於該過濾層之側。其中該生物可分解塑膠包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽或以上之任意組合。其中該生物基塑膠包含聚乳酸塑膠。生物可分解塑膠含量比例大於該生物基塑膠。過濾層包含活性碳、奈米碳管材質。其中該內層棉、生物可分解材質、生物基塑膠或以上任意混合組成。

一種口罩，包含：外層，包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽、聚乳酸或以上之任意組合；過濾層，配置於該外層之側；及內層，配置於該過濾層之側。其中該聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽含量總和大於該聚乳酸塑膠。其中該過濾層包含活性碳、奈米碳管材質。其中該內層棉、生物可分解材質、生物基塑膠或以上任意混合組成。

本發明揭露一種口罩，包含：裏層；中層，配置於該裏層之上；及外層，配置於該中層之上，其中製作外層步驟包含：藉由備置浸染溶液，浸染溶液包含光致變色染料與樹脂；以轉軸至轉軸式裝置驅動基材移動，藉由通過具有浸染溶液之浸染槽，使基材吸附浸染溶液，形成防紫外線材料於基材上，經紫外線照射可轉換顏色。其中光致變色染料與樹脂之混合比例為1：5-1：20。

一種口罩，包含：外層，其中該中層或該外層包含抗菌成份、酵素、抗流感物質之一或以上任意組合；中層，配置於該外層之上；及裏層，材質包含中空纖維、相變纖維、陶瓷材料纖維、發熱纖維之一或其任意組合。

一種口罩，包含：第一抗紫外線層，具不規則分佈第一孔隙；第二抗紫外線層，具不規則分佈第二孔隙，配置於該第一抗紫外線層之側；過濾層，配置於該第二抗紫外線層之側；及內層，配置於過濾層之側。其中第一抗紫外線層包含紫外線吸收劑、光致變色染料之一或上述之任意組合，其中第二抗紫外線層包含紫外線吸收劑、光致變色染料之一或上述之任意組合。其中不規則分佈第一孔隙為亂數排列，不規則分佈第二孔隙為亂數排列。假若抗紫外線成分總量為一定，則第一抗紫外線層及第二抗紫外線層各包含一半的抗紫外線成分總量。在另一實施例中，其中該第一抗紫外線層之緻密性與該第二抗紫外線層之緻密性不同；則第一抗紫外線層染料成分多於第二抗紫外線層抗紫外線層之染料成分。

一種口罩，包含：第一抗紫外線層，具不規則分佈第一孔隙，該第一抗紫外線層包含第一光致變染料；第二抗紫外線層，具不規則分佈第二孔隙，配置於該第一抗紫外線層之側，，該第一抗紫外線層包含第二光致變染料；過濾 層，配置於該第二抗紫外線層之側；及內層，配置於該過濾層之側。其中該不規則分佈第一孔隙為亂數排列，該不規則分佈第二孔隙為亂數排列。其中該第一光致變染料量約相當於該第二光致變染料量。在另一實施例中，其中該第一抗紫外線層之緻密性與該第二抗紫外線層之緻密性不同；則第一抗紫外線層染料成分多於第二抗紫外線層抗紫外線層之染料成分其中該第一光致變染料顏色與該第二光致變染料顏色相同，其中該第一光致變染料顏色與該第二光致變染料顏色相異。若兩層之顏色相同，可提升顏色加乘效果；若兩層之顏色不同，可以達到混色效果。

200:外層

200A:第一層抗紫外線層

200B:第二層抗紫外線層

220:過濾層

240:裏層

第一圖為本發明之口罩。

第二圖為本發明抗紫外線層結構。

一般而言，口罩包含至少三層，包含裡層、中層為過濾層，以及外層。目前市售口罩採用聚丙烯為主，或包含聚丙烯之混和材料為主要材質，雖具有較高耐衝擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸鹼腐蝕，但是丟棄口罩後，因其不易分解，反而造成環境負擔。

因此請參看第一圖，其揭示本發明口罩之截面示意圖，其可包含三層或四層以上，一實施例包含外層200為一外層，中間層則為過濾層220，用以過濾粉塵、細菌等等，裏層240可以為親膚層、或是發熱或蓄熱層，以提供親膚或保暖功效。亦可以在裏層製作香氛基材，其原理為利用香氛、香精、精油、香水原料等添加於裏層基材之製作，如此可以得到香氛裏層，提升效果。外層或是中層則可以添加陽離子金屬氧化物或抗病毒藥劑附著在外層200或是中層220，以抑制病毒等。傳統只能過濾細菌，無法殺死病毒，故本發明除可過濾外，也可以殺死病毒。外層200或是中層220可用噴塗、浸染、塗佈或印刷，添加陽離子金屬氧化物或抗病毒藥劑。

意識傳統塑膠不能分解造成的環境問題，故本發明外層200採用生物可分解塑膠或生物基塑膠，以利於在拋棄後可於自然環境中分解，減低環境負擔。生物可分解塑膠來源可以是石化、或是生物材料，例如穀物；生物基塑膠則是純生物材料做成的塑膠，例如聚乳酸塑膠，主要原料來自澱粉。在一實施例中，本發明採用例如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽(PBAT)，做為外層、過濾層或裡層材質，以利於微生物分解。在另一例中，聚乳酸是天然生物材質，在一定條件或時間下最終都會分解，但過硬是其缺點，因此本發明在一實施例中，將生物可分解塑膠混合生物基塑膠為一可分解基材，製作口罩各層或其中之一層。混和比例端視所需之柔軟度而定，一實施例為生物可分解塑膠含量大於生物基塑膠。換言之，生物可分解塑膠例如PBS、PBAT含量總和大於50%，亦即生物基塑膠小於50%。

生物基塑膠主要的材料是澱粉、聚乳酸及纖維蛋白質，其內容物不含傳統石化塑膠成分，可於多氧環境下在土壤中由好氧微生物、水及氧等作用分解成二氧化碳及水，在少氧環境下，由厭氧微生物及水等作用分解成二氧化碳及甲烷。聚乳酸由澱粉發酵成的乳酸為原料，因為是來自於植物，如果在製作堆肥的高溫(60℃-70℃)和高含水率(50-60%)下可以分解非常快，約50日。

在另一實施例中採用聚乳酸，其經過發酵與聚合形成，可以採用聚D型乳酸、聚L型乳酸或聚DL型乳酸。備置澱粉作為材質；將材質發酵後產生乳酸；將該乳酸發酵聚合成原粒；將該原粒置入設備中成型為不織布本體。其中包含聚D型乳酸(PDLA型)、聚L型乳酸(PLLA型)、聚DL型乳酸或以上之任意組合，可以提升耐熱性。聚L型乳酸與聚D型乳酸混合可以提升熔點，比單純聚L型乳酸或聚D型乳酸高約50度C。降低聚DL型乳酸中D型乳酸含量可以提高結晶度(亦即聚D型乳酸含量少於聚L型乳酸)，其耐熱溫度相應增加，可以達90到120。若要通過CNS口罩氣體透氣率，最好外層或內層之重量為每公尺見方20至30克重。

過濾層220可以用溶噴製作之可分解基材，除此之外，另一實施例可以採用活性碳或奈米碳管基材，做為過濾層220，而上述屬於碳的材質，故 不會造成石化環保負擔。活性炭在結構上由於微晶碳不規則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，表面積大。奈米碳管是一種管狀的碳分子，管上每個碳原子採取sp2混成，相互之間以碳-碳σ鍵結合起來，形成由六邊形組成的蜂窩狀結構作為奈米碳管的骨架。每個碳原子上未參與混成的一對p電子相互之間形成跨越整個奈米碳管的共軛π電子雲。按照管子的層數不同，分為單壁奈米碳管和多壁奈米碳管。管子的半徑方向非常細，只有奈米尺度，而在軸向則可長達數十到數百微米。

經本案巧思，再一實施例中，如第二圖所示為雙層外層示意，其包含兩層抗紫外線層200A、200B。基於第一層抗紫外線層200A抗紫外線層其孔隙為不規則亂數分佈，而非規則經緯分配。同理，第二層抗紫外線層200B其孔隙也為不規則亂數分佈，而非規則經緯分配。因此，兩層抗紫外線結構、孔隙重疊的機會幾乎微乎其微。僥倖穿透第一層抗紫外線層200A孔隙的紫外光，極大部分將被第二層抗紫外線層200B所吸收或阻擋，而被第二層反射或漫射之紫外線，又可被第一層吸收，大幅降低紫外線穿透。因此，本發明大大提升紫外線過濾效果，紫外線UVB波段穿透率只約5%。第一層抗紫外線層200A可摻雜紫外線吸收劑或光致變色染料，第二層抗紫外線層200B可摻雜紫外線吸收劑或光致變色染料。本發明雖以雙層作為說明，亦可採用三層，但須注意符合氣體透氣率或壓差。本發明將光致變色(Photo-Chromic)染料摻雜於樹脂中，例如水性或油性樹脂，可採用微粉狀、膠囊態、液態，將光致變染料與樹脂混合，塗佈於外層200。例如採用水性樹脂與親水性光致變染料混合，以製作上述之浸染溶液。光致變染料與樹脂混合比例可為1：5-1：20，其中可以利用水稀釋，以調整黏度。光致變染料可吸收陽光或紫外線而改變結構，光致變染料經由陽光或紫外線照射後產生可逆化學變化而導致顏色改變。當不受上述陽光或紫外線照射，可恢復原本顏色。光致變染料並可與光安定劑及UV吸收劑等選擇性一起摻雜輔助吸收紫外線。添加抗氧化劑或/及UV吸收劑於可提升抗光疲乏。另外實施例則是可以採用油性光致變染料，配合樹脂，利用印刷或是噴墨製作。油性光致變染料與樹脂混合體積百分比值約為0.2-0.55。將此可印刷、塗佈於口罩至少外層之上。

裏層240可以採用棉質或是上述生物可分解塑膠、生物基塑膠， 或以上之混和。若為保暖可以在纖維中加入氧化鋯等成分，因此能夠將可見光轉成遠紅外線來釋放熱能。另一種於布料中織入發熱纖維，利用纖維本身吸濕放熱，纖維吸收人體放出的水氣，將其凝結成水所放出的熱量。亦可添加產生紅外線的元素，像是陶瓷材料，藉由吸收可見光轉化成紅外線，再轉化成熱能，提升溫度，亦可採用羊毛，吸收人體水氣，形成凝結熱，然後釋放。在纖維中加入遠紅外線陶瓷成分，例如氧化鋯、碳化鋯等，反射人體發出的遠紅外線，並將它轉換成熱能，就可達發熱功效。利用「凝結熱效應」吸收人體濕氣。當氣體液化時會釋放溫度，該溫度稱為凝結點，發熱纖維就是利用人體的肉眼無法看見的水蒸汽到達凝結點變成水(液化)時所釋放的溫度被吸收再放熱的原理。另一實施例使用親膚性材料，並能控制熱對流與抵擋熱輻射散發，例如TENCEL纖維。

利用中空纖維斷面，除了使纖維比重相對降低，布料就顯得更加輕盈；並有效保留與隔絕空氣，達到保溫效果。纖維斷面呈現中空，藉由纖維內部空氣層來阻隔體溫的散失，達到保暖的效果。保暖材料所使用的超細纖維，直徑小於2μm的超細纖維，PET纖維不織布能有效留存更多隔絕空氣並反射由人體輻射出的熱量。PCM相轉移材質，使布料具有吸熱及放熱之特殊功能，來獲得極佳的保暖效果。例如Outlast®纖維。使用相變化材料(PCM,Phase Change Material)，不斷與人體衣服間的微氣候區域及周圍環境進行調節與平衡，進而將過熱或過冷的溫度調節至最合適的水準。可吸收人體過多熱量，從而減少衣物的濕度，保持穿著者的舒適度；而當運動量下降或運動結束時，釋出所儲存的熱能，使穿者不致受寒。

對熟悉此領域技藝者，本創作雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本創作精神。在不脫離本創作之精神與範圍內所作之修改與類似的配置，均應包含在下述之申請專利範圍內，此範圍應覆蓋所有類似修改與類似結構，且應做最寬廣的詮釋。

200‧‧‧外層

220‧‧‧過濾層

240‧‧‧裏層

Claims (8)

1. 一種口罩，包含：外層，包含聚D型乳酸、聚L型乳酸、聚DL型乳酸之一或以上之任意組合所構成之不織布結構，該不織布具有孔隙構成口、鼻透氣結構；過濾層，配置於該外層之側；及內層，配置於該過濾層之側，其中該聚D型乳酸含量少於該聚L型乳酸，提高結晶度，以增加提升耐熱溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之口罩，其中更包含生物可分解塑膠。
3. 如申請專利範圍第2項所述之口罩，其中該生物可分解塑膠包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽之一或以上之混合組成。
4. 如申請專利範圍第2項所述之口罩，其中該生物可分解塑膠比例大於百分之五十。
5. 如申請專利範圍第1項所述之口罩，其中該過濾層包含活性碳、奈米碳管材質。
6. 一種口罩，包含外層、過濾層及內層組成之多層結構，其中至少一層由聚D型乳酸、聚L型乳酸、聚DL型乳酸之一或以上之任意組合；其中該外層或該內層之重量為每公尺見方20至30克重，以通過氣體透氣率，其中該聚D型乳酸含量少於該聚L型乳酸，提高結晶度，以增加提升耐熱溫度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之口罩，其中更包含生物可分解塑膠，其中該生 物可分解塑膠包含聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二醇丁二酸-對苯二酸鹽之一或以上之混合組成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之口罩，其中該生物可分解塑膠比例大於百分之五十。

Images