防止污染物材料感染的制品的制作方法

1.本公开涉及用于抑制经由污染物材料的感染的制品，特别涉及用于抑制感染的任何纤维素衬底、纺织品、聚合物制品。


背景技术：

2.需要抗微生物和抗病毒产品来解决接触或访问医用办公室、医院等临床环境的人的健康和安全问题。除了医用设施外，还需要将抗微生物和抗病毒功效纳入通常与公众直接接触的产品中，包括污染物材料以及可能携带传染性微生物的产品，如纸基产品、纺织品、非织造品等。防止病原体通过日常使用与人接触的各种表面传播是一个重要的公共卫生问题。
3.当前的防止方法采用浸渍有铜颗粒的抗微生物纸基过滤器，如美国专利9,611,153中所述，以及包括银颗粒的抗微生物衬底，如国际专利公开wo2017/124057中所述。然而，需要增强的抗病毒和/或抗微生物纸或纺织衬底以用于包括医院手术室和病人护理区在内的整个医用设施，以及基本服务行业，如杂货店、垃圾收集和食品配送。


技术实现要素：

4.本公开的实施方案为一种面部遮蔽制品。所述面部遮蔽制品包括内层，所述内层被配置为在将所述面部遮蔽制品应用于佩戴者的面部时与所述佩戴者的皮肤相邻放置。所述内层包括热塑性纤维和限定所述内层外缘的外部区域。所述面部遮蔽制品还包括中间层，所述中间层与所述内层相邻。所述中间层包括热塑性纤维和限定所述中间层外缘的外部区域。所述面部遮蔽制品还包括外保护层，所述外保护层与所述中间层相邻且与所述内层相对。所述外保护层具有纤维素纤维与热塑性纤维的掺混物和包括在其中的金属颗粒。所述金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。所述层包括限定所述外保护层外缘的外部区域。至少一部分所述内层的外部区域与所述外保护层的外部区域粘合在一起。所述面部遮蔽制品包括附接构件，所述附接构件被配置为使所述面部遮蔽制品与所述佩戴者附接。
5.本公开的实施方案包括一种一次性医用制品。所述一次性医用制品还包括至少一个衬底层。所述制品还包括保护层，所述保护层具有衬底和在所述衬底中的金属颗粒，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中所述金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。
6.另一个实施方案包括一种伤口敷料制品。所述伤口敷料制品还包括至少一个衬底层。所述制品还包括保护层，所述保护层具有衬底和在所述衬底中的金属颗粒，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中所述金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。
7.另一个实施方案包括一种包装制品。所述包装制品还包括保护层，所述保护层具有衬底和在所述衬底中的金属颗粒，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中所述金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。该方面的其他实施方案包括
相应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，各自被配置为执行方法的动作。
8.另一个实施方案包括一种胶黏性制品。所述胶黏性制品还包括保护层，所述保护层具有衬底和在所述衬底中的金属颗粒，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中所述金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。所述制品还包括沿所述保护层的一侧设置的胶黏剂。所述制品还包括任选的遮蔽层，所述任选的遮蔽层直接与所述胶黏剂相邻并面向所述胶黏剂，所述任选的遮蔽层被配置为待移除以暴露用于放置在表面上的所述胶黏剂。
附图说明
9.图1a示出了在本文所述的制品中使用的衬底的实施方案；
10.图1b示出了在本文所述的制品中使用的衬底的实施方案；
11.图1c示出了在本文所述的制品中使用的衬底的实施方案；
12.图2a为根据本公开实施方案的面部遮蔽制品的正视图；
13.图2b为图2a所示的面部遮蔽制品的示意性截面侧视图；
14.图3a为图2a和图2b所示的制品的内层的示意性正视图；
15.图3b为图2a和图2b所示的制品的中间层的示意性正视图；
16.图3c为图2a和图2b所示的制品的外保护层的示意性正视图；
17.图4为图2a和2b所示的制品的部分装配分解图；
18.图5为图2a所示的面部遮蔽制品的一部分的细节视图；
19.图6为描述随着时间的推移对于用铜离子处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表；
20.图7为描述随着时间的推移对于用铜颗粒处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表；
21.图8为描述随着时间的推移对于用铜颗粒处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表；
22.图9为描述随着时间的推移对于用铜颗粒处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表；
23.图10为描述随着时间的推移对于用铜颗粒处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表；和
24.图11为描述随着时间的推移对于用银处理的外保护层样本的病毒学测试结果的图表。
具体实施方式
25.本公开的实施方案包括制品，所述制品具有沉积于其上的金属颗粒，所述金属颗粒适于抑制或防止来自或由污染物表面或其他高接触表面引起的感染。参考图1a至图1c，本文所述的制品100可以包含一种或多种用于各种应用的各类型衬底104。图1a示出了用于医用应用的示例性多层纸基抗微生物材料，包括医用纸巾(tissue)、毛巾(towel)和检查桌用途。图1b示出了由包括金属颗粒的外保护层102、可以包括或可以不包括金属颗粒的内层
和可以包括聚丙烯的中间层112组成的3层材料。图1b所示的3层材料可以用于一次性服装用途或用作面罩制品，如下文进一步描述。图1c示出了具有金属纳米颗粒保护层102和基层112的2层材料，用于片材、餐垫、挡帘和其他非服装用途。
26.一个或多个衬底104通过在连续方法中原位还原金属盐形成，从而在衬底组分的表面上形成金属颗粒108。金属颗粒108可以是纳米级和微米级颗粒。例如，金属颗粒108可以直接形成在形成衬底104的纤维表面上，如下文进一步讨论。金属颗粒108可包括例如沉积或形成在制品本身上的银或铜颗粒。本文描述的制品100可以是抗微生物纸、抗病毒纸、纺织制品、非织造制品或其组合，被配置为对抗、抑制和/或防止致病微生物通过服装、家具、个人防护装备(ppe)、包装等污染物表面传播。制品100可以具有抗细菌、抗真菌、抗病毒和抗酵母的特性。
27.典型的衬底需要改良以产生有效的感染控制制品，该有效的感染控制制品限制微生物在污染物表面持续存在。为了产生抗微生物材料来防止来自接触污染物表面的感染，该材料必须吸收微生物污染的气溶胶并且必须要在几分钟内使微生物失活以防止传染性病原体传播给其他人。使用纸或纤维素聚合物纺织品等亲水材料具有优势，因为这种材料天然吸收气溶胶(含微生物的水基液滴)。通过将抗微生物金属颗粒如纳米银、纳米和微米铜颗粒添加至纤维表面，与衬底的表面接触的任何液滴都会被迅速吸收至纤维状衬底中并直接与金属颗粒接触。直接接触会产生快速消毒过程。在一些示例中，消毒过程可以持续几分钟。为了在短的所需时间内实现抗微生物或抗病毒消除，这样的金属纳米颗粒前体(如硝酸银或其他水性银盐和/或水性铜盐)的推荐范围应在1ppm和10,000ppm之间。
28.可以使用的纤维素材料包括以下：湿法造纸中的木浆、气流成网绒毛浆、棉、粘胶、人造丝、包括由聚丙烯纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维素组成的材料的纤维素掺混物，以及其他纤维素合成聚合物掺混物。使用的具体的纤维素材料取决于具体的应用。将金属纳米颗粒添加至各种纤维素材料的方法取决于每种类型的纤维素的加工。
29.衬底104可以由各种各样的材料形成，包括纤维。衬底104可以包括纸质衬底、纸质叠层、非织造品、非织造品叠层、纺织品、纺织品叠层，或纸、非织造品和/或纺织品的叠层。衬底104根据需要可以包括任何组分类型，如纤维素纤维或聚合物纤维。例如，纤维可以包括但不限于天然纤维素纤维，如天然木纤维、天然棉纤维、合成纤维素纤维、其掺混物和其他亲水性纤维状纤维。
30.本文所述的制品100可以通过如国际专利公开wo2017124057中所述的方法和材料制成，该专利的全部公开内容通过参考并入本文。例如，基础衬底可以使金属纳米颗粒的原位合成在造纸机上在线或在涂覆机上离线进行。经扩展，金属离子可以被吸收至衬底组分中，如通过纸浆处理金属离子浸渍工艺在形成衬底之前吸收至纤维素纤维中，并在造纸或涂覆工艺过程中还原为金属纳米颗粒。
31.为了增加疏水纤维非织造材料(湿法成网(wet-laid)或气流成网(air-laid)产品)的润湿性，可以采用电晕放电处理(“cdt”)来增加涂覆液的吸收。因此因为使用了cdt，可以涂覆各种非织造品(塑料和纤维素基)。此外，对于气流成网产品，为了在衬底104中产生金属颗粒108，可以将金属颗粒前体化学品和粘合剂一起添加到纤维中(例如，与气流成网工艺中典型的胶乳粘合剂一起)。这种粘合剂通常在气流成网工艺中以喷雾或泡沫的形式添加到纤维网络中，然后通过来自干燥器的热量激活以使粘合剂固化。因为在连续方法
中热能还会催化金属颗粒合成，所以粘合剂、金属盐和其他还原剂的混合物的喷雾或泡沫应用会被添加到衬底中。这会导致在气流成网造纸工艺中形成金属纳米颗粒。该结果可提供抗微生物和/或抗病毒制品。
32.如本文所述的连续方法与间歇法相比具有许多的优点。例如，与间歇法相反，本文所述的连续方法允许在几分钟内生产大量的嵌入纳米颗粒的纸。如本文所述的连续方法可以利用例如dixon coater、fourdrinier中试机和其他商业化大规模造纸生产线。例如，相对较小的dixon涂覆器在12英寸的纸卷上以280直线英尺/分钟(英尺/分钟)的全速运行进行涂覆和干燥。fourdrinier中试机器可以产生的速度通常从10英尺/分钟至300英尺/分钟不等，远远超过先前公开的发明中可能的生产水平(dankovich，2015)。更大的商业化造纸生产线能够实现更高的通量，通常为500英尺/分钟至2500英尺/分钟。先前公开的用于纳米颗粒合成的常规间歇法尚未适应这种强大的技术，因此它们尚未被广泛采用。
33.本公开包括直接在衬底上连续制造大量的金属纳米颗粒，而不是如先前描述的(dankovich，2014)在间歇法中在单独的过滤片材中合成金属纳米颗粒。因此，本文所述的实施方案包括用于在数秒内而不是与间歇法相比的数分钟或数小时内在衬底内合成金属纳米颗粒的方法。结果是产生金属纳米颗粒嵌入纤维素材料的生产速度显著提高。此外，本文所述的发明构思不会显著改变衬底的湿法成型过程中纸浆或纸的表面化学。此外，与无纳米颗粒合成步骤的相同方法相比，本文所述的方法不会显著改变所得衬底的物理性质。直接在纤维表面形成纳米颗粒的原位方法与以前的间歇法相比还具有其他的优点。例如，通过使用如本文所述的原位合成方法，形成并保留在衬底中的总金属纳米颗粒水平至少比纳米颗粒的吸收方法高得多(dankovich和gray，2011)。如本文所述的原位合成法可以防止昂贵的金属试剂在制造过程和产品使用阶段的过度损失。由于溶液在应用单元中的再循环，在此制造过程中可能几乎没有至没有金属前体的损失。
34.在所示实施方案中(图2a至图5)，本公开包括具有金属颗粒108的衬底104的面罩应用，其中金属颗粒108与其纤维粘合。在本公开中，104和204可以互换使用，以识别衬底或衬底层；并且108和208可互换使用以识别金属颗粒。
35.参考图2a和图2b，制品100是一种抗病毒和抗微生物的面部遮蔽制品，被配置为遮蔽使用者的口鼻。面部遮蔽制品100可以是医用或外科面罩。在所示的实施方案中，面部遮蔽制品是三层材料，虽然可以使用多于三层的材料。
36.如图2a至图4所示，面部遮蔽制品100包括内层203、中间层205和与中间层205相邻的外保护层206。内层203被配置为当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部时面向使用者的皮肤。外保护层206与内层203相对，被配置为当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部时背向佩戴者皮肤。203、205和206各层还包括限定制品100外缘211的外部区域210a、201b、210c(图3a至图3c)。当使用者佩戴面部遮蔽制品100时，外缘211在使用者的口鼻周围延展开来。在所示的实施方案中，内层203、中间层205和外保护层206被配置为粘合在一起，如下面进一步解释。
37.面部遮蔽制品100具有未展开和展开两种状态。在未展开状态下，面部遮蔽制品100具有沿纵向2延伸的长度l和沿与纵向2相反的竖直方向4延伸的宽度w1。在所示的实施方案中，长度l可以为约175.0cm，并且宽度w1可以为约95.0mm。在替代的实施方案中，面部遮蔽制品100的尺寸可以变化。
38.制品100在竖直方向4上具有上部207和与上部207相对的下部209。另外，制品100沿与纵向2和竖直方向4垂直的侧向6具有面部212和与面部212相对的背部216。当将面部遮蔽制品应用于使用者的面部时，面部212被配置为暴露在使用者的周围环境，背部216被配置为面向使用者的皮肤。面部遮蔽制品100包括一个或多个褶裥218，所述褶裥218沿制品100的面部212上的长度l延伸。褶裥218被配置为在将制品100应用于使用者的面部并佩戴时使面部遮蔽制品100展开。褶裥218还被配置为能使制品100分为三重。
39.制品100还包括鼻条或鼻梁条221。鼻条221被配置为当将制品100应用于使用者的面部并佩戴时使制品100的贴合度与使用者的鼻子一致。鼻条221可以由铝或可弯曲塑料制成。鼻条221可以定位在制品的上部207并且可以焊接就位。在所示的实施方案中，鼻条的长度ln可以为约100.0mm，宽度为约3.0mm，厚度范围为约0.3至0.8mm。在替代的实施方案中，鼻条可以变化。
40.参考图3a至图4，内层203包括上表面220和与上表面相对的下表面224。当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部时，下表面224与使用者的皮肤相邻。
41.内层203包括一个或多个褶裥218s，所述褶裥218s沿内层203的长度l彼此平行延伸。所述一个或多个褶裥218s被配置为当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部并佩戴时使内层203在展开状态和未展开状态之间形变。在展开状态下，内层203的长度l为约175.0mm，厚度t为约0.16mm。内层203的宽度wp为约195.0mm。在替代的实施方案中，内层203的长度l、厚度t和宽度wp可以变化。
42.内层203可以由非织造品叠层材料形成。例如，内层203可以是纺粘衬底、熔喷衬底或纺粘衬底和熔喷衬底的叠层。在这样的实施方案中，内层203可以是sms、smms等的叠层。在所示的实施方案中，内层203由如上文所述的聚丙烯(pp)叠层形成。此外，内层203的基重范围为20.0gsm(克每平方米)至约80.0gsm。
43.中间层205包括一个或多个褶裥218m，所述褶裥218m沿中间层205的长度l彼此平行延伸。所述一个或多个褶裥218m用于当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部并佩戴时使中间层205在展开状态和未展开状态之间形变。在展开状态下，中间层205的长度l为约175.0mm，厚度t为约0.16mm。中间层205的宽度wm比内层203的宽度wp窄。在所示的实施方案中，宽度wm为约175.0mm。在替代的实施方案中，中间层205的长度l、厚度t和宽度wm可以变化。
44.中间层205包括前表面225和与前表面225相对的背表面226。背表面226与内层203的上表面220相邻，以使中间层205位于内层203顶部，并且其尺寸与内层203相同。中间层205可以由非织造品叠层材料形成。例如，中间层205可以是纺粘衬底、熔喷衬底或纺粘衬底和熔喷衬底的叠层。在该实施方案中，中间层205可以是sms、smms等的叠层。在一个示例中，中间层是熔喷带静电衬底。在所示的实施方案中，中间层205由如上文所述的聚丙烯(pp)叠层形成。
45.外保护层206被配置为在佩戴时向外远离佩戴者的面部。此外，外保护层206被配置为抑制或防止抗微生物生长和病毒传播。如图所示，外保护层包括顶表面228和与顶表面228相对的底表面232。底表面232与中间层205的前表面225相邻，从而使外保护层206位于中间层2045的顶部，并且其尺寸与中间层205和内层203相同。
46.外保护层206还包括一个或多个褶裥218
p
，所述褶裥218
p
沿外保护层206的长度l彼
此平行延伸。所述一个或多个褶裥218
p
被配置为当将面部遮蔽制品100应用于使用者的面部并佩戴时使外保护层206在未展开状态和展开状态之间形变。在展开状态下，外保护层206的长度l为约175.0mm，厚度t为约0.16mm。外保护层206的宽度ws比内层203的宽度wp窄，但比中间层205的宽度wm宽。在所示的实施方案中，宽度ws为约183.0mm。在替代的实施方案中，外保护层206的长度l、厚度t和宽度ws可以变化。
47.外保护层206由含有至少形成在其表面的金属颗粒的衬底组成。在所示的示例中，外保护层是非织造材料，其包括短纤维素纤维和短热塑性纤维的掺混物。在一个具体的示例中，外保护层是非织造材料，其包括短纤维素纤维和短聚丙烯纤维(例如，pp纤维)的掺混物。外保护层206可以具有50重量％至90重量％的纤维素纤维和约10重量％至50重量％的热塑性纤维。外保护层206的基重为约16.0gsm至约45.0gsm。在一个示例中，外保护层的基重至少为16.0gsm。在另一个示例中，外保护层的基重高达约45.0gsm。在另一个示例中，外保护层的基重为约20.0gsm至40.0gsm。在另一个示例中，外保护层206的基重为约24.0gsm。
48.外保护层206可以包括多个金属颗粒208。金属颗粒208被配置为抑制或防止病原体生长。金属颗粒208在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米。在所示的实施方案中，金属颗粒208包括银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物中的至少一者。在一个实施方案中，金属颗粒是在衬底加工期间原位形成的，以便在外保护层206上形成0.05gsm至约1.5gsm的金属颗粒。在一个示例中，外保护层206包括至少0.05gsm的金属颗粒。在另一个示例中，外保护层206包括高达约1.5gsm的金属颗粒。在另一示例中，外保护层206包括约0.6gsm的金属颗粒。在另一个示例中，外保护层206中每克外保护层206衬底的银含量可以为0.5重量％至5.0重量％。在另一个示例中，外保护层206中每克外保护层206衬底的银载量可以为约2.2重量％。金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米。如进一步解释的，结果是面部遮蔽制品具有至少4.0的抗病毒对数减少，至少99.71％的平均过滤效率和至少为99.37％的细菌过滤效率。
49.在一个实施方案中，外保护层206可由99.9％纯银制成。在一个示例中，外保护层206包括抗微生物银防腐涂层，所述抗微生物银防腐涂层将银释放到保护层206上的充满微生物的水滴中。外保护层206中每克外保护层206衬底的银含量可以为0.2重量％至1.0重量％。在另一个示例中，外保护层206中每克外保护层206衬底的银载量可以为约0.5重量％。这种配置抑制在外保护层206和制品100上的微生物定殖。外保护层206可以经受紫外处理。紫外处理可用于推动银固定的完成。这种配置可增强外保护层206对老化或银释放等环境因素的抵抗力。在一个示例中，外保护层206可以经受紫外处理和高紫外暴露，以使1)银在衬底上的固定率大于90％，并且2)外保护层206对老化呈现出更大的抵抗力(即，外保护层206的外观无变化或变暗)。
50.外保护层206由适于与中间层205和内层203进行超声焊接的掺混物制成。这种配置增强了制品100的透气性和压降性能。如图所示，内层203、中间层205和外保护层206通过超声焊接在其各自的外部区域被粘合在一起。然而，在另一个实施方案中，内层203、中间层205和外保护层206可以通过其他热或化学手段(如加热或压花)结合在一起。在替代的实施方案中，内层203、中间层205和外保护层206还可以通过其他附接手段结合在一起。
51.在这种配置中，外保护层206以及由此制得的面部遮蔽制品100可以通过银或铜等金属颗粒的添加而是抗微生物的和/或抗病毒的。在另一个实施方案中，金属纤维素组分可
恰好布置在外保护层206的内部，以形成4层的面部遮蔽制品。在替代的实施方案中，可以添加金属纤维素材料作为外保护层206顶部的保护贴片。
52.参考图5，面部遮蔽制品100还包括附接构件240，所述附接构件240被配置为使面部遮蔽制品100与使用者附接。在所示的实施方案中，附接构件240包括一个或多个条带242，所述一个或多个条带242与面部遮蔽制品100的上部207和下部209偶联。在所示的实施方案中，附接构件240包括与在面部遮蔽制品100一端处的上部207和下部209偶联的第一条带242a和与在面部遮蔽制品100相对端处的上部207和下部209偶联的第二条带242b。第一条带242a和第二条带242b可以在内层203和外保护层206二者的外缘211处偶联。在所示的实施方案中，第一条带242a和第二条带242b是松紧带，其长度为约175.0mm，宽度为约3.0mm。条带242a、242b通过焊缝与外缘211偶联。在这种配置中，条带242a、242b可以伸缩，并且可以容易地适应于使用者的面部比例。在替代的实施方案中，在附接构件240中可采用其他材料和附接手段。
53.实施例
54.实施例1：添加至保护层的金属颗粒的制备与性能测试
55.在本实施例中，对浸渍有银和/或铜物质的纸材料样本进行病毒学测试，以测试样本的抗病毒功效。所用的模型系统是噬菌体(作为病毒代表物)和大肠杆菌(escherichia coli，作为宿主代表物)。采用噬菌斑测定法作为功效测量方法。噬菌斑测定法用于病毒分离/纯化和测定病毒滴度。病毒滴度，又称病毒载量或负荷，是一种对给定体积液体中病毒进行量化的数值表达。噬菌斑测定法是一种优化的病毒学方法，用于计数和测量噬菌体的传染性。
56.材料与方法
57.提供了十七(17)份原纸作为样本。样本1-4、9-13和16-17为聚丙烯纤维素掺混物。这些原纸含有约25-35％的聚丙烯和约65％-75％的纤维素。样本5-8和14-15是100％纯的纤维素掺混物。将原纸中的某些用银或铜物质浸渍；其他原纸则不进行浸渍。每一张纸的身份对主要研究者都是盲的，也就是说，纸都标记有1到17之间的数字，没有其他区别标记。每一张纸都被裁剪并装入24孔板。对于每张裁剪的纸，在4个不同的培养时间点(即5分钟、30分钟、1小时和4小时)重复测试功效三(3)次。实验装置如右图所示。使用doremalen等人(2020)报告的方法，对纸表面减轻病毒传播和复制的功效进行了研究。
58.本对比研究中使用噬菌体来证明方案验证。p1噬菌体，一种感染大肠杆菌(e.coli)和其他一些细菌的温和噬菌体，用作病毒代表物。
59.实验设计分为七(7)个独立但相互关联的任务：
60.1.纸材料准备
61.2.噬菌体繁殖
62.3.病毒收获
63.4.琼脂平板制备
64.5.细菌培养
65.6.暴露于病毒收获物的细菌细胞培养
66.7.噬菌体滴度测定
67.将已知量的病毒滴度储备溶液沉积在每个裁剪纸材料的表面。在室温(21-23℃)
和40％相对湿度下培养5分钟后，对第一组材料进行病毒复制分析。使用一(1)毫升收集培养基来回收病毒。将病毒滴度收集培养基添加到大肠杆菌培养物中，置于37℃培养箱中24小时，然后通过计数的噬菌斑形成单位(pfu)进行量化。以每毫升(ml)pfu计算病毒储备溶液的滴度(dulbecco&vogt.1953)。
68.在对每个培养皿进行噬菌斑计数后，数值记录并绘制为随培养时间变化的pfu。使用5-100个噬菌斑的平板，使用以下公式计算对数减少值：
[0069][0070]
其中a组和b组纸的起始病毒载量为1.45x10
6 pfu/ml，c组纸为1.75x10
7 pfu/ml。结束病毒载量是每个培养时间段后评估的pfu值(例如，100个计数的噬菌斑相当于100pfu/ml)。每个对数减少值都包含在每个噬菌斑计数右侧紧邻的结果部分表中。起始病毒载量根据滴度曲线计算为平均pfu/ml(sanders 2012；andersson和lood2019；bear 2014；mendoza 2020；labarre 2001)。
[0071]
结果
[0072]
该测定法的结果表明，相对于对照纸(即，未负载有银或铜物质的纸)，负载有银或铜的纸呈现出抗病毒特性。呈现出最高量的抗病毒功效的纸为样本编号12和16。每个样本的对数减少值的数值包含在下表1和表2中。
[0073]
表1
[0074]
[0075][0076]
表2：
[0077]
[0078][0079]
以下列表数据包括纸样本编号12、13、14、15、16和17。
[0080]
表3：
[0081]
[0082][0083]
关于样本12-17随时间变化的平均噬菌斑形成单位的研究结果分别如图6-11所示。
[0084]
a组中的纸材料(褐红色；13、14、15、16和17)涂覆有铜物质，在抗病毒功效测试中表现非常好。噬菌斑测定法的结果表明平均pfu计数在重复试验中有较小的标准偏差。初步证据表明，与该组中的所有纸相比，样本编号16(ahlstrom-咖啡滤纸-铜颗粒)表现最好，即该纸在最低培养时间段以最高对数减少值有效减少噬菌斑形成。
[0085]
b组中的纸材料(白色；1、5、7、9和11)在抗病毒测试中表现不佳。初步结果表明，在所有测试的纸中均未发现有抗病毒功效。
[0086]
c组中的纸材料(棕色；2、3、4、6、8、10和12)涂覆有银物质，大多数在抗病毒功效测试中表现良好。与a组的结果一样，噬菌斑测定法的结果表明平均pfu计数在重复试验中有较小的标准偏差。初步证据表明，与该组中的所有纸相比，样本编号12(ahlstrom-面罩p-p掺混物-银低-中)表现最好，即该纸以最高对数减少值有效减少噬菌斑形成。
[0087]
实施例2：颗粒过滤效率
[0088]
在本实施例中，执行了一个程序来评估测试制品的非活性颗粒过滤效率(pfe)。
[0089]
材料与方法
[0090]
将单分散聚苯乙烯乳胶球(psl)喷成雾状(雾化)、干燥并通过测试制品。使用激光颗粒计数器对通过测试制品的颗粒进行计数。
[0091]
在系统中有测试制品的情况下，进行一分钟计数。在对每个测试制品计数之前和之后，在系统中没有测试制品的情况下，进行一分钟的对照计数。进行对照计数，以测定递送至测试制品的平均颗粒数。与平均对照值相比，采用渗透过测试制品的颗粒数目计算过滤效率。在测试和对照期间，空气流速保持在每分钟1立方英尺(cfm)
±
5％。
[0092]
该程序采用了astm f2299中描述的基本颗粒过滤方法，但有一些例外；值得注意的是，该程序包含了一个非中性挑战。在实际使用中，颗粒携带电荷，因此这一挑战代表了一种更自然的状态。fda关于外科面罩的指导文件中也规定了非中性气溶胶。满足了所有测试方法验收标准。按照美国食品和药物管理局良好生产规范(gmp)条例21c.f.r.第210、211和820部分进行测试。
[0093]
测试制品：102420a—7个样本；102420b—7个样本；102420e—7个样本
[0094]
测试侧：内部
[0095]
测试的面积：91.5cm2[0096]
粒度：0.1μm
[0097]
实验室条件：2021年3月16日：2204时21.2℃，相对湿度(rh)22％；2252时21.1℃，rh 22％；2308时20.9℃，rh 22％；2021年3月21日：1401时21.2℃，rh 22％；1446时21.0℃，rh 22％。
[0098]
结果
[0099]
研究结果如下表4-6所示。
[0100]
表4
[0101][0102][0103]
该测试制品的平均过滤效率为99.71％，标准偏差为0.024。
[0104]
表5：
[0105][0106]
该测试制品的平均过滤效率为99.67％，标准偏差为0.071。
[0107]
表6：
[0108]
[0109][0110]
该测试制品的平均过滤效率为99.66％，标准偏差为0.100。
[0111]
实施例3：细菌过滤效率
[0112]
在本实施例中，执行了一个程序来评估测试制品的细菌过滤效率(bfe)。
[0113]
材料与方法
[0114]
用了五个样品测试制品。在20.4-22.1℃和83-86％rh下，处理样品4小时。测试设置涉及以下内容：
[0115]
测试样品的面积(cm2)48.3面临挑战的样品侧面罩的内部流速(lpm)28.3平均+对照板计数2542平均粒径(μm)3
[0116]
结果
[0117]
细菌过滤效率测试的结果记录如下：
[0118]
表7：
[0119]
[0120][0121]
实施例4：微生物清洁度
[0122]
在本实施例中，对测试制品进行测试制品的微生物清洁度(生物负荷)测试。
[0123]
材料与方法
[0124]
使用最少5个样品测试制品。使用编号为stp 0036(版本15)的标准测试协议(stp)进行测试。测试是根据en 14683:2019和ansi/aami/iso 11737-1:2018进行的。在产品上测定的计数是菌落形成单位，可能不会反映单个微生物。按照美国食品和药物管理局良好生产规范(gmp)条例21c.f.r.第210、211和820部分进行测试。
[0125]
程序包括以下内容：
[0126][0127][0128]
结果
[0129]
记录结果作为每个测试制品的菌落形成单位(cfu)。“utd”因为第一次冲洗时计数为零而发生。
[0130]
表8：
[0131][0132]
《＝未测试到生物体
[0133]
utd＝无法测定
[0134]
实施例5：各种测试结果汇总
[0135]
在本实施例中，对测试制品进行了细菌过滤效率、颗粒过滤效率、病毒过滤效率、微生物清洁度(生物负荷)、合成血液渗透阻力和服装纺织品易燃性测试。结果汇总在下表中。细菌过滤效率、颗粒过滤效率、生物负荷、合成血液渗透阻力和服装纺织品易燃性的结果同样适用于如上所述具有抗微生物银防腐涂层的测试制品。
[0136]
表9：
[0137][0138]
表中的标准包括本技术提交时生效的版本。
[0139]
实施例6：涂覆试验
[0140]
在本实施例中，在测试制品的衬底层上进行涂覆试验。每次试验都使测试制品的衬底层经受不同的涂覆。记录结果，包括所面临挑战和潜在失败模式的综合信息。
[0141]
试验a
[0142]
在本试验中，一批衬底层纸样本涂覆有0.5gsm的银载量和11.26gsm的涂层重量。第二批衬底层纸样本涂覆有1.04gsm的银载量和10.85gsm的涂层重量。将干燥部分的250-300
°
f范围确定为在纸上获得所需银载量的极限。观察缝模角度的变化以改善溶液在纸上
的扩散。重力和槽角的影响可导致穿过纸边缘的压差。
[0143]
试验b
[0144]
在本试验中，衬底层纸样本涂覆有17.6gsm的涂层重量和0.52gsm的银重量。观察到有30％的固体溶液被涂覆。使用高粘度30％固体溶液(0.5％瓜尔胶)验证单面与双面涂覆。观察到涂层重量和银载量从单面涂覆纸到双面涂覆纸增加至2倍。银固定％没有增加相同的程度。通过紫外光暴露，观察成品辊的变色。观察到与变色和未变色区域相比，银固定％从22％增加到33％。
[0145]
试验c
[0146]
在本试验中，衬底层纸样本涂覆有13.304gsm的涂层重量和0.675gsm的银载量。观察到使用40％固体溶液(1:10ag相比于葡萄糖)对涂覆进行成功的方法验证。与非瓜尔胶涂覆溶液相比，观察到瓜尔胶的使用通过降低纸的饱和度、通过增加浸泡/芯吸时间来控制涂层重量。观察到涂层重量从25.0gsm降低到平均13.0gsm，添加的瓜尔胶浓度发生变化(例如，对于500cps的所需粘度，0.35％和0.3％)。涂覆线速度可从15fpm提高到35fpm，外观相似但涂覆美观度不同。观察到更高的网速度(web speed)沉积的溶液体积更少，在干燥器中的“停留时间”更短，导致更低的银载量和更低的银固定％。
[0147]
试验d
[0148]
在本试验中，衬底层纸样本经受紫外固化步骤。将溶液从15℃加热到30℃，导致观察到了剪切高、化学品的溶解性增加。观察到因固体含量较高(40％)而使涂覆溶液难以完全混合。还观察到凹版印刷单元雕刻的变化导致涂层重量/添加量的增加或减少。干燥器温度升高。还观察到了更高干燥器温度导致银减少增加和较高银固定。例如，将干燥器温度从250
°
f提高到275
°
f使银固定从54％提高到74％。
[0149]
用紫外处理处理涂覆辊。观察到使用40英寸紫外固化线进行紫外固化推动了银固定的完成(从而增强样本对环境因素如老化或银释放的抵抗力)。例如，观察到所有纸样本的银保留增加至大于90％。没有观察到材料或表面特性的极端变化；然而，纸样本的宽度缩小了1％。由于紫外灯泡的不平衡方向造成的不均匀紫外暴露，观察到颜色梯度。还观察到，固化线工艺参数的优化可以确保可靠和可重复的成品用于未来的试验。
[0150]
对紫外材料进行了老化研究。对紫外固化的样本进行加速老化，具有颜色梯度(即非均匀强度)。观察到具有高紫外暴露的区域对老化显示出更大的抵抗力(即外观/变暗没有变化)。观察到较少暴露于紫外光的区域易受潮和热影响，导致涂覆的纸样本变色不均匀。
[0151]
另外的实施方案包括具有与其纤维粘合的金属颗粒的衬底的多种医用和消费应用，其包括但不限于1)呼吸器(如，n95呼吸器)；2)检查桌产品；3)一次性制品，如罩衣(gown)、铺巾(drape)、斗篷、隐私挡帘、门和牙科围兜；4)一次性床上制品和相关用品；5)伤口敷料；6)高接触产品，如二次包装，包括纸杂货袋和送货袋、纸和纸板包装、邮件封套、邮袋等；和7)背胶制品或被配置为粘附到表面的纸(例如，贴纸等)
[0152]
在一个实施方案中，制品100可以是过滤面罩n95呼吸器(ffm)。将金属纤维素材料整合到ffm中。ffm可以由多层非织造材料组成并且可以具有以与上文所述的面部遮蔽制品相似的方式添加的金属纤维素材料。
[0153]
在一个实施方案中，制品100是用于医用检查桌上的一次性产品。用于检查桌的一
次性产品通常是2层或3层纸巾(tissue paper)，它们被剪裁成40英寸乘48英寸或其他尺寸以用于医学检查桌纸，或以卷筒形式出售以安装在桌上。医用检查桌纸的基重可以在50gsm到75gsm之间，这取决于通过热或化学方式保持在一起的层数。医用检查桌纸的质地可以是光滑的、起皱的或气流成网的，并且可以由原始或回收的木浆或绒毛浆制成。在纸形成期间，金属颗粒可以嵌入或沉积在纤维素或吸收材料上。因此，检查纸本身可具有金属颗粒或抑制或防止病原体进展。
[0154]
在一个实施方案中，所述制品是一次性医用制品。如本文所述的一次性医用制品可包括由纸巾、纺粘聚丙烯膜和纸巾组成的多层衬底。沿产品内部设置的聚合物屏障可以防止流体渗透到使用者的皮肤。为了将金属纳米颗粒添加到这种材料中，纸巾层可能需要按照pct公开号wo2017124057中描述的方法在造纸机上或造纸机外进行处理。在转化过程中，聚合物阻隔层会通过叠层过程添加。两个纸巾层中的至少一个可以具有添加的金属银颗粒或添加的金属铜颗粒。纸巾可以为20gsm至25gsm，且可以由回收的或原始木浆制成。纸巾的质地可以是起皱的、光滑的或气流成网的。在组装三层材料之后，然后可以对材料进行压花、裁剪成尺寸并粘贴或以其他方式附连以形成一次性抗微生物医用服装，如患者斗篷、长袍和罩衣，以及磨砂衬衫和裤子。
[0155]
在一个实施方案中，制品100可以是一次性床上制品。一次性床上制品可包括抗病毒床单、抗微生物床单、毯子、枕套、挡帘和其他非服装用途。这些产品的产品规格与医用服装不同。床单产品可以是床笠(fitted sheet)或平铺床单(flat sheet)。床笠包含弹性边框，以帮助将床单固定到床垫上。一次性床单需要比服装更耐用，因此通常由人造丝、棉、气流成网纤维素和聚酯纺织材料混合制成。为了向这些床单添加抗微生物和/或抗病毒颗粒，人造丝纤维和/或纱线可以经过涂覆工艺来添加金属离子前体并遵循pct公开号wo2017124057中描述的合成方法。在人造丝纤维上合成金属纳米颗粒之后，纳米金属人造丝纤维可以与聚酯纤维混合成针织或机织纺织品。床上制品，例如床单，可以具有聚丙烯基层作为不可渗透层以防止液体扩散，所述液体在医用环境中可能含有传染性因子。具有抗微生物和/或抗病毒纸巾的顶层仍会提供吸收性并帮助保持传染性因子与金属颗粒杀生物剂接触。
[0156]
在一个实施方案中，制品100可以是伤口护理产品。伤口护理产品可以包括绷带和伤口敷料等。伤口护理产品可以包括至少一个包含金属纳米颗粒的衬底层。伤口护理产品还可包括保护层，所述保护层具有衬底和在衬底中的金属颗粒。金属纳米颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。金属颗粒包括银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物中的至少一者。保护层可以是纸、纺织材料、非织造材料或其叠层。保护层是抗微生物的和抗病毒的。衬底层和保护层中的一者或两者可能是有吸收性的。衬底层可以根据pct公开wo2017124057中描述的工艺和方法来形成。
[0157]
在一个实施方案中，制品100可以是高接触产品或包装。可以形成高接触产品，如二次包装，包括纸杂货袋、纸和纸板包装。如果各种表面暴露于传染性因子中，则污染物表面可以形成在各种类型的包装、杂货袋、信封和纸板箱上。如果包装表面嵌有银颗粒(如纳米银)、铜颗粒(如纳米铜)，则可以减少或消除这种传染性因子。该方法可应用于大量纤维素材料以生产所有类型的二次包装，包括牛皮纸浆、再循环(回收)纸浆和纸、模塑纤维(纸
浆)、机械纸浆、亚硫酸盐纸浆等。此外，金属前体可以作为表面涂层通过表面涂覆工艺而添加到原纸上，如杂货袋纸、办公用纸、瓦楞纸板、其他卡片纸、邮件封套、邮件包装等。
[0158]
制品可包括具有衬底和在衬底中的金属颗粒的保护层，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。金属颗粒可包括银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物中的至少一者。金属颗粒还可以包括银或铜。保护层可以是纸、纺织材料、非织造材料或其叠层。保护层可以是抗微生物的和抗病毒的。包装制品可以是邮件封套、袋、信封或纸板箱。
[0159]
在一个实施方案中，制品100可以是胶黏性的。胶黏性制品可以包括1)具有嵌入其中的金属颗粒或纤维素衬底的组分如纤维的纤维素衬底，和2)有助于将制品粘附到表面的胶黏剂层。同样，纤维素衬底可根据pct公开wo2017124057中所述的方法形成，其全部公开内容通过参考并入本公开中。可以施用遮蔽层以保护胶黏剂，直到使用。在使用过程中，去除遮蔽层，并将制品放置在其预期表面上。胶黏剂将衬底粘附到预期表面上。
[0160]
胶黏性制品可以包括保护层，所述保护层具有衬底和在衬底中的金属颗粒，所述金属颗粒在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米，其中金属颗粒被配置为抑制或防止病原体生长。胶黏性制品还可以包括沿保护层一侧布置的胶黏剂。胶黏性制品还可以包括直接邻近胶黏剂并面向胶黏剂的任选的遮蔽层，所述任选的遮蔽层被配置为待移除以暴露用于放置在表面上的所述胶黏剂。金属颗粒可包括银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物中的至少一者。金属颗粒可包括银或铜。保护层可以是纸、纺织材料、非织造材料或其叠层。保护层可以是抗微生物的和抗病毒的。
[0161]
任何合适的方法均可用于制造本文所述制品。在几种情况下，金属颗粒是在衬底制造阶段添加的，例如在纸成型过程中，或通过辊涂覆添加，这两种情况都在pct出版物wo2017124057中进行了描述。但是，此处所述的制品可以使用任何特定的手段来制造，以应用其金属纳米颗粒，包括通过喷雾机构或其他手段。换句话说，如本文所述，感染抑制组分，例如银或铜，可在制品制造的任何阶段施加。
[0162]
虽然本文使用有限数量的实施例描述了本公开内容，但这些具体实施例并不打算限制本文中另行描述和要求的本公开的范围。本文所述的各种元素的精确排列和制品和方法的步骤顺序不受限制。例如，虽然这些方法的步骤是参照图中参考符号的序列和框图进展来描述的，但该方法可以按需要的顺序来实现。