气溶胶专用防护口罩的制作方法

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1.本发明涉及口罩技术领域，尤其是涉及一种气溶胶专用防护口罩。

背景技术：

2.许多呼吸道感染的病毒都可以通过气溶胶传播，气溶胶颗粒大小通常在0.01-10微米之间，目前医用外科口罩及纱布口罩对2.5微米以下颗粒污染物基本无法滤除。合格的n95口罩滤层对0.3微米颗粒污染物滤除效率高于95％，但实际用于气溶胶防护时存在以下问题：
3.其一，n95级别口罩滤网精度高，呼吸阻力大，人们普遍感觉有憋闷感，超过4个小时，不利于肺部健康，并不适合大众佩戴。
4.其二，呼吸阻力大时，口罩内部与外部压差增大，口罩边部泄漏增大，降低了对污染物的过滤精度，。
5.其三，口罩熔喷布被呼出的热气或唾液弄湿，熔喷布静电吸附力大幅度降低，其阻隔颗粒污染物的效率就会降低。
6.其四，口罩滤网有效过滤面积仅占滤网总面积的50％，材料利用率低，一次性用品，既不环保，也增加使用成本。
7.现在口罩的空气泄漏、潮湿和呼吸阻力大是口罩行业的难点，有研究表明，受泄漏、潮湿和呼吸阻力大因素影响，n95口罩对空气中细菌病毒实际滤除效率也只有70％左右，显然不能满足人们对细菌病毒防护的需求。
8.为解决呼吸憋闷的问题，电动口罩开始出现，例如一种电动口罩(中国专利申请号：201820141818.9)，电动风扇辅助供气，降低了呼吸憋闷感觉，但受空间的制约，单层滤网面积约为30平方厘米，阻力大，为了保持足够通风量，要么增加电机转速和功率；要么降低滤网过滤精度，以便减少滤网阻力，这些因素导致电动口罩普遍存在噪音高和震动大，空气过滤精度低的问题。

技术实现要素：

9.为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种气溶胶专用防护口罩，这种口罩滤除气溶胶效率高，不泄漏，不潮湿，呼吸阻力低，滤网可重复使用，不但环保，而且使用成本低。
10.本发明的技术方案如下：一种气溶胶专用防护口罩，包括面罩(1)、柔性密封件(2)、滤网组件(5)以及口罩固定绳，进一步的在于面罩(1)连接柔性密封件(2)形成大致包围口部和鼻孔的呼吸腔体，面罩(1)设置单向排气阀(3)，面罩(1)前部设置单向吸气阀(4)，单向吸气阀(4)外侧可拆卸且密封连接滤网组件(5)的出气接口(6)，滤网组件(5)由一个或一个以上滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个或多个连通的碟状中空腔体。
11.进一步的，面罩(1)可拆卸连接包围所述滤网组件(5)并且设置有进气通道的保护罩(9)。
12.进一步的，滤布(8)是带静电的熔喷布或熔喷布与其他无纺布复合构成。
13.进一步的，滤网组件(5)由双面设置定位销的连接环(10)连通并间隔滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成多个碟状中空腔体，由单面设置定位销的封口环(11)连接骨架(7)和封口滤布(12)。
14.进一步的，面罩(1)前部设置的单向吸气阀(4)呈外凸锥形。
15.进一步的，面罩(1)下部设置多个单向排气阀(3)。
16.进一步的，滤网组件(5)由一个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个中空腔体，滤布(8)局部呈褶皱状。
17.本发明中气溶胶专用防护口罩中的滤网组件(5)由一个或一个以上滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个或多个连通的碟状中空腔体，与目前口罩普遍使用的单片滤网的结构形式不同，单片滤网最大过滤面积受到脸部尺寸和形状限制，真正参与过滤的有效面积并不大，大约36平方厘米。如果滤网组件(5)由一个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个碟状中空腔体，由两片过滤面积60平方厘米滤布(8)构成，那么总有效过滤面积为120平方厘米，比一般36平方厘米有效过滤面积的口罩，面积增大了约3倍以上，相当于呼吸阻力按此比例大幅度降低。如果滤网组件(5)由三个滤网骨架(7)和滤布(8)构成三个中空腔体，那么总有效过滤面积为360平方厘米，是一般口罩有效过滤面积10倍，尤其是与n95级别口罩相比，呼吸阻力大幅度降低，有效减少憋闷感。
18.滤网组件(5)大幅度降低呼吸阻力后，口罩内外压差减少，空气泄漏也相应减少。柔性密封件(2)与脸部柔性贴合，适合多数脸型，可以进一步减少空气泄漏概率。
19.滤网组件(5)中的滤布(8)总有效过滤面积倍增后，由于人呼吸空气流量基本不变，空气通过滤布(8)的流速同比例降低，滤布(8)可以更有效吸附过滤空气中的颗粒污染物。
20.外界未过滤空气在人吸气负压作用下通过滤网组件(5)的滤布(8)过滤后变成清洁空气，清洁空气由滤网组件(5)的出气接口(6)、单向吸气阀(4)送入面罩(1)内，人呼出潮湿废气因为单向吸气阀(4)单向开启的硅胶薄膜阻挡无法进入滤网组件(5)内，所以滤布(8)不会潮湿，静电吸附效率不下降，也不会因潮湿滋生细菌产生异味，而且滤布(8)仅是单向过滤空气，有细菌病毒吸附在滤布(8)上，由于空气单向流动，细菌病毒将会脱水灭活，无法繁殖，这样就达到延长滤网组件(5)重复使用周期的目的。人呼出潮湿废气由专门的单向排气阀(3)排出到外界环境中，有效减少废气重新被人吸入的比例。
21.滤网组件(5)上的滤布(8)只有少量边部不参与过滤，有效过滤面积占滤网总面积的95％以上，材料利用率很高，而且滤网可以重复使用，直到滤网达到规定容尘量才需更换新滤网，可以极大提高滤布利用率，降低使用成本，符合环保理念。
22.由于滤网组件(5)呼吸阻力低，所以滤布(8)可以使用单层或多层加过静电的熔喷布，使过滤0.3微米颗粒物效率达到95％-99％，甚至可以更高，可以有效过滤以气溶胶形式在空气中传播的各种病毒。气溶胶专用防护口罩可以设计成不同的过滤精度级别，适于普通大众使用，也适于医护工作者使用，将为公众提供一种滤除气溶胶效率高，不泄漏，不潮湿，呼吸阻力低，滤网可重复使用，不但环保，而且使用成本低的专业防护口罩。
23.本发明中的气溶胶专用防护口罩，也可以用于日常对抗雾霾这样的颗粒型污染物，如果滤布(8)由熔喷布与活性炭滤棉复合，就可以对汽车尾气等有害气体起到吸附作
用，对于机车驾驶者和道路上的工作者都有帮助。
附图说明
24.图1是本发明实施例1的侧剖视图，
25.图2是本发明实施例2的正视图，
26.图3是本发明实施例2的侧视图，
27.图4是本发明实施例2的a-a向剖视图，
28.图5是本发明实施例2的滤网组件(5)半剖视图，
29.图6是本发明实施例2的滤网组件(5)b-b向剖视图，
30.图7是本发明实施例3的滤网组件(5)侧剖视图，
31.图8是本发明实施例4的滤网组件(5)正视图，
32.图9是本发明实施例4的滤网组件(5)c-c向剖视图，
33.图中所示，1、面罩，2、柔性密封件，3、单向排气阀，4、单向吸气阀，5、滤网组件，6、出气接口，7、滤网骨架，8、滤布，9、保护罩，10、连接环，11、封口环，12、封口滤布。
具体实施方式
34.下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。
35.图1是本发明实施例1的侧剖视图，包括塑料面罩(1)、硅胶材质的柔性密封件(2)和滤网组件(5)，面罩(1)与柔性密封件(2)胶接形成大致包围口部和鼻孔的呼吸腔体，面罩(1)下部设置单向排气阀(3)，单向排气阀(3)气孔外面设置硅胶膜片，呈常闭状态，当人呼出废气时，面罩(1)内部压强超过外界压强，硅胶膜片开启，废气排出；当人吸气时，面罩(1)内部呈负压，单向排气阀(3)的硅胶膜片闭合，阻止外界空气由单向排气阀(3)进入面罩(1)内；面罩(1)前部设置单向吸气阀(4)，同理单向吸气阀(4)只允许人吸入空气，单向吸气阀(4)单向开启的硅胶膜片阻止人呼出的废气通过单向吸气阀(4)进入滤网组件(5)，避免潮湿废气污染滤网组件(5)上的滤布(8)，滤网组件(5)由一个塑料滤网骨架(7)外表胶接包覆滤布(8)构成，滤布(8)为单层加过静电的熔喷布为内层，与外层为防水无纺布复合而成的滤布。滤网骨架(7)中间有一个圆形出气接口(6)，通过单向吸气阀(4)外侧圆形接口零间隙配合达到气密封，由塑料卡扣固定且可拆卸，以便更换滤网组件(5)。滤网骨架(7)选用塑料，质轻弹性好。
36.图2是本发明实施例2的正视图，图3是本发明实施例2的侧视图，图4是本发明实施例2的a-a向剖视图，图5是本发明实施例2的滤网组件(5)半剖视图，图6是本发明实施例2的滤网组件(5)b-b向剖视图，实施例2包括塑料面罩(1)、硅胶材质的柔性密封件(2)和滤网组件(5)，面罩(1)与柔性密封件(2)通过卡扣相互可拆连接，形成大致包围口部和鼻孔的呼吸腔体，面罩(1)下部对称设置6个单向排气阀(3)，排气阀流通面积超过普通口罩单向阀流通面积2倍以上，排气阻力小，口罩内残余废气少。
37.面罩(1)前部设置的单向吸气阀(4)呈外凸锥形，与平面型单向吸气阀不同，对称设置4片扇形硅胶膜片，利用单向吸气阀(4)卷曲内锥面，依靠弹性可以实现可靠密封或开启，内锥面比平面有更大的表面积，0.1毫米厚度的硅胶膜片柔韧性好，开启时所需内外压差更小，通过此结构可以实现更小的呼吸阻力。硅胶膜片由定位柱定位。另外锥形单向吸气
阀(4)，与人面部凸起鼻头位置相对应，可以整体减少口罩厚度，减少面罩(1)内面与面部的空腔体积，减少容纳废气的死腔容积。
38.本发明实施例2中面罩(1)和滤网组件(5)外通过定位柱和卡口结构连接保护罩(9)，可以拆卸消毒清洗和更换滤网组件(5)，保护罩(9)为塑料件，质轻且有弹性，上面为多孔，对气流阻力小，主要是保护滤网组件(5)避免被触碰以及美观作用，也可以阻挡液体喷溅等意外情况。
39.本发明实施例2中锥形单向吸气阀(4)外侧连接滤网组件(5)的出气接口(6)，滤网组件(5)由三个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成3个碟状中空腔体，由2个双面设置定位销的连接环(10)连接这三个滤网骨架(7)，相当于连通并间隔这3个碟状中空腔体，最外面的碟状中空腔体的骨架(7)由单面设置定位销的封口环(11)连接，封口环(11)中间的孔由封口滤布(12)胶接密封，这样就完整实现了有三个密封碟状中空腔体的滤网组件(5)。滤布(8)为单层加过静电的熔喷布，滤网骨架(7)中间有一个圆形出气接口(6)，通过与锥形单向吸气阀(4)外侧圆形接口零间隙配合达到气密封，由塑料卡扣固定且可拆卸，以便更换滤网组件(5)。滤网骨架(7)选用塑料，质轻弹性好。设置连接环(10)、封口环(11)和封口滤布(12)主要是为制造工艺而对结构进行的设计，而且使滤网组件(5)密封更可靠。连接环(10)使这3个碟状中空腔体间隔一个适当间隙，有利于空气流动。
40.实施例2中的气溶胶专用防护口罩结构简单，重量轻，气密性和过滤精度优于n95级别口罩，滤网组件(5)中滤布(8)总有效过滤面积超过360平方厘米，是一般口罩有效过滤面积10倍，尤其是与n95级别口罩相比，呼吸阻力大幅度降低，有效减少憋闷感。可以通过改变滤布(8)中加过静电的熔喷布等级或层数，使滤网组件(5)过滤0.3微米颗粒物效率达到95％-99.9％，以便满足不同的需求。滤网组件(5)可以重复使用，使用成本低，不潮湿，不泄漏，除滤网组件(5)外其他零件都可以拆卸清洗消毒。
41.图7是本发明实施例3的滤网组件(5)侧剖视图，滤网组件(5)由三个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成3个彼此粘结连通的碟状中空腔体，与实施例2的滤网组件(5)的区别在于减少2个连接环(10)和一个封口环(11)，滤布(8)适于较为硬质的pp滤纸(用于制造hepa高效过滤网的滤布)，对直径为0.3微米以上的微粒去除效率可达到99.97％以上，缺点是成本比熔喷布高。
42.图8是本发明实施例4的滤网组件(5)正视图，图9是本发明实施例4的滤网组件(5)c-c向剖视图，滤网组件(5)由一个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个中空腔体，滤网骨架(7)正面上下有两片呈波纹状立板，滤布(8)沿两片呈波纹状立板粘接，正面滤布(8)呈褶皱状，滤网骨架(7)设置连接单向吸气阀(4)的出气接口(6)。这种结构的滤网组件(5)中的滤布(8)总有效过滤面积也可以达到400平方厘米左右，实施例4的气溶胶专用防护口罩也可以达到滤除气溶胶效率高，不泄漏，不潮湿，呼吸阻力低，滤网可重复使用的要求。

技术特征：

1.一种气溶胶专用防护口罩，包括面罩(1)、柔性密封件(2)、滤网组件(5)以及口罩固定绳，其特征在于所述的面罩(1)连接柔性密封件(2)形成大致包围口部和鼻孔的呼吸腔体，所述的面罩(1)设置单向排气阀(3)，所述面罩(1)前部设置单向吸气阀(4)，所述单向吸气阀(4)外侧可拆卸且密封连接滤网组件(5)的出气接口(6)，所述滤网组件(5)由一个或一个以上滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个或多个连通的碟状中空腔体。2.根据权利要求1所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述面罩(1)可拆卸连接包围所述滤网组件(5)并且设置有进气通道的保护罩(9)。3.根据权利要求2所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述滤布(8)是带静电的熔喷布或熔喷布与其他无纺布复合构成。4.根据权利要求3所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述滤网组件(5)由双面设置定位销的连接环(10)连通并间隔所述的滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成多个碟状中空腔体，由单面设置定位销的封口环(11)连接所述的骨架(7)和封口滤布(12)。5.根据权利要求4所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述面罩(1)前部设置的单向吸气阀(4)呈外凸锥形。6.根据权利要求5所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述的面罩(1)下部设置多个单向排气阀(3)。7.根据权利要求1所述的一种气溶胶专用防护口罩，其特征在于：所述滤网组件(5)由一个滤网骨架(7)外表密封包覆滤布(8)构成一个中空腔体，所述滤布(8)局部呈褶皱状。

技术总结

本发明涉及口罩技术领域，尤其是涉及一种气溶胶专用防护口罩。目前口罩的空气泄漏、潮湿和呼吸阻力大是口罩行业的难点，普通医用外科口罩及纱布口罩对2.5微米以下颗粒污染物基本无法滤除，N95口罩对空气中细菌病毒实际滤除效率也只有70％左右，显然不能满足人们对防护的需求。本发明的目的是提出一种气溶胶专用防护口罩，其面罩设有单向进气阀和单向出气阀，滤网骨架外表密封包覆滤布构成一个或多个连通的碟状中空腔体，使滤网面积倍增，这种口罩具有不泄漏，不潮湿，呼吸阻力低，对气溶胶过滤精度高的优点，并且滤网可重复使用，不但环保，而且使用成本低。而且使用成本低。而且使用成本低。