CN101195062B - 纳米口罩 - Google Patents

Abstract

一种由可适应脸部构造特征的织布或无纺布材料制成的口罩。该口罩具有鼻凹部或鼻定位空间、延伸的下巴空间、及紧密贴合脸颊的区域，可于医疗环境中使用或供一般公众使用。该口罩可通过依照脸部构造形态及通过定位略具弹性的固持带而达到稳定及与该脸部的紧密配合，上带被定位在与上鼻部至耳朵顶部高度之处，下带被定位在从口罩的中间点到耳朵下方处，该带于是形成围绕耳朵的环圈。整个口罩的各力及各向量被引向口罩的平衡点周围，以致使口罩在一方向上的任何移动均可被另一方向上的各力所抵销。此外，该口罩可通过结合抑制并杀死膜结合生物体的纳米科技抗菌成分，以及使佩戴者不会接触到花粉及类似过敏原，而提供免受交叉污染及感染的防护。

Description

纳米口罩

技术领域

本发明涉及避免受到微生物感染或微生物交叉污染的防护。佩戴呈口罩形态的载具可在该佩戴者与环境之间提供基本屏障，同时也可达到舒适呼吸的效果。该口罩基于三方面达到预期的效果：首先，考虑到经该佩戴者所施加于该口罩的力，通过该创新设计以及与佩戴者头部间的附接以紧密贴合脸部并防止向上或向下移离脸部；第二，使用残留的不挥发、纳米科技抗菌剂；第三，有效地防止该佩戴者外露于诸如孢子、花粉、及其微粒等的过敏原中。

背景技术

在现代社会中人与人之间的接触愈加频繁，因此越来越多毒性的细菌及病毒感染也日益增加。这些感染及其原因没有国家、种族或宗教界线，且是全球性的危险。

因此必须在屏障防护技术上有所突破，而其主要标准在于可免受交叉污染的安全性、使用者的使用便利性、及呼吸的舒适性。已发明并开发出由安全纳米口罩(商品名，Secure-nano Mask)作为例示的该纳米科技防护产品，从而提供屏障防护。

口罩制造商普遍使用的方法存在着许多问题。

这些问题起因于以下任一情形：(1)不能贴合脸部；(2)不能良好地防止该口罩移动；(3)不能提供有效的屏障，以抑制口罩受微生物交叉污染或来自该口罩的微生物交叉污染；(4)不能提供或缺乏持久的抗菌方式或机制来杀死微生物；(5)消除诸如孢子及花粉等的其它污染剂的功效不良；(6)不能提供呼吸的舒适性。

为克服所有上述问题，发明者特提出创新的方式，即提供一种防护佩戴用口罩，其具有可抵抗微生物的致命效果，以及可免受微粒状物质与潜在过敏原危害的防护的有效屏障。

发明内容

在其最宽广的独立特征中，本发明提供一种屏障辅助，其包括具有贴合鼻部区域及下巴空间的口罩，该口罩通过带而被连接成使得由这些带所施加的力和该力的向量可确保该口罩不会向上或向下滑动，甚至当脸部移动，尤其甚至当下巴移动至其最宽程度且再次闭合无限次时也可保持固定。

a)鼻凹部被界定在30至60度间的角度，但优选地在相对于垂线45度的角度处。

b)鼻上部自该鼻梁的中点处延伸至下眼睑高度处。

c)所提供的下巴空间，是在闭嘴时下巴高度以下10至15mm之间，且优选地为12mm空间，但贴合在该下巴的下面和侧面。

d)两条由单向弹性材料所制成的连接带被构成为使该上带(每侧一带)被连接至口罩的上部高度处的每一侧上的口罩点，且该上带在闭嘴位置上以30至60度之间的角度倾斜，但优选在相对水平线40度的角度，并通过耳朵上部的上方。该下带(每侧一带)被连接至口罩的中间点，即经过自该水平线起介于+10至+40度间，但优选相对水平线成25度，并达耳朵下部的下方的平衡点或枢转点(每侧各一)。这些带被连接且连续并环绕耳朵，此外还可在适当高度处环绕佩戴者的头的后部以便被固定在佩戴者上。

在张嘴或充分延伸颚部位置时，颚部向下且向后移动，因此这些带的角度被改变，且其上的力被改变以牢固地维持该口罩在佩戴者的脸部。因此当佩戴者直立站起时，这些一侧一个的上带于是以40至70度之间的角度倾斜，且优选以50度的角度倾斜，而这些一侧一个的下带以20至50度之间的角度倾斜，且优选以相对水平线成40度的角度倾斜。

e)该口罩材料是充满了纳米科技抗菌微粒溶液的特别配方，其可以干燥并变为在口罩材料的无纺布基质上的残留物。

图1中的口罩形态a)显示当佩戴者的脸部处于正常闭嘴位置时是特别有利的，这是因为口罩的附着于佩戴者的角度使得口罩可被固定在一中间点或平衡点或枢转点，以便各力将口罩保持在适当位置，且防止口罩移离脸部。

图2中的口罩形态b)显示当佩戴者打呵欠而伸长颚部以致处于最大的张嘴位置时是特别有利的，这是因为这些带的角度与由其所施加的力可以维持口罩被良好地连接至佩戴者脸部以及其构造特征，且因此可在佩戴者与环境之间维持有效的基本屏障。该口罩沿其长度被有效地固持至一中间点或枢转点。可注意到因贴合至鼻部与脸颊及下巴下方，使得口罩不会像其它口罩一样在脸部向上或向下移动时露出鼻部与脸颊。

在根据本发明的最宽广的独立特征的辅助特征中，至少口罩的一个实例是，由线状弹性橡胶材料或类似的具有不粘结及皮肤抓持特性的非过敏材料所制成的带，以确保更好的口罩固定。

该口罩被如此设计，以便其可由单一程序制造，因此口罩被切割并连接至这些已切割的带并以超声波方式被连接。在第二加工程序但为连续的线性制造程序中，口罩用纳米科技材料填满。

本发明的说明将从下面四个方面来阐述：

1.结构变化

该口罩的创新被用来克服市售现有口罩的缺点，虽然市售的口罩看起来可能令人满意，但是在某些方面的功效确实不好。

本发明公开了以下创新：

1.1口罩外形延伸至鼻接触部分，其提供鼻梁凹部或袋，鼻部可舒适并牢固地贴合于其中，且其由该材料的形状与所用的密封缘所形成。

1.2该口罩延伸至较低处并位于下巴之下，其与下巴有较宽松的贴合，但提供与脸颊与下颚部的紧密贴合，  因此在制造中通过该口罩的材料与该密封缘而形成下巴凹部，从而当无论由于何种目的而移动该颚部时都可达到较大的弹性，例如在讲话、打呵欠或咳嗽时。该较大的外缘接触确保该口罩可被舒适地固定且保持屏障的效果。

2.脸部贴合

与脸部的贴合是非常好的，特别是在鼻部与脸颊区域具有防止敞开的紧密贴合，因此不仅可有效地降低微生物从侧面的入侵或逸出，而且可有效地降低臭味、悬浮物及/或有毒材料的入侵或逸出。此外向下导引呼气可显著降低眼镜和/或防护镜的雾化。该下巴区已延长，使得当张嘴讲话、咳嗽及打呵欠时可舒适地移动下巴。

3.佩戴时的固定性

所有其它被检查和受测的口罩的主要缺点是不能将这些口罩固定至脸部，除非佩戴者的脸部保持静止或不移动。而发明者提供在讲话或移动脸部的下部时用于固定或“保持”于脸部的口罩。

(i)该口罩具有可靠的鼻梁凹部，其延伸至下巴空间，藉此使得该口罩不会向上滑入眼睛区域而外露出嘴部，及

(ii)该口罩不会向下滑动离开脸部并超过下巴而使鼻部外露。上述外露的情况均将使佩戴者及其它在场人士失去抗菌屏障。

(iii)该口罩还具有不同于所有其它被检查和受测口罩的独特的带设计。通过该带所施加的主要力，被向上引至耳朵，且向后引至上脸颊区域。当移动嘴部或下巴时，该力在中间点处(参见附图)平衡口罩，且抵销由下巴区域所施加的力。该合力确保口罩保持固定，且无论是微微向上移动还是向下移动都将返回至使用者在佩戴口罩时所设定的中间位置。

4.屏障效果

发明者注意到普通口罩的材料仅仅提供过滤，从而提出了本发明的新型口罩，该口罩的优点是具有可杀死微生物的能力从而拥有屏障效果，在原因在于：

(i)该口罩紧密贴合脸部的所有区域，同时使得当佩戴者讲话或因任何目的张开嘴部时，仅最小限度地移离脸部接触点。

(ii)该口罩用i-nano材料填满，这是其应用的独有之处，可防止引起微生物-膜破坏的微生物污染。与该i-nano口罩相接触并因此与从佩戴者向外或从外部环境(包括其它人)向内而与该纳米科技材料相接触的微生物将被电荷吸引力所吸引而进行膜的破坏和破裂以致被杀死。由于该纳米材料存留在口罩上，因此只要佩戴该口罩，则该i-nano口罩的杀死细菌效用就会持续。该材料可杀死超过50种形式的细菌，且发明者提出所有膜结合生物体都存在被纳米科技杀菌效果杀死的风险。

任何现有处理抗菌性质口罩的方法都包括使用化学药品，而化学药品对长期使用而言是有害的，或者如果是挥发性的，其暂时性的使用也是有害的。化学药品与微生物的反应主要通过其化学性质。而该i-nano处理的口罩由于物理原理和作用是有用的，因此该纳米材料呈纳米针的形式，其攻击来自细菌、霉、真菌、菌丝体、酵母、孢子或膜结合病毒的任何微生物膜并使其破裂。

(iii)此外，由于微生物与该致命i-nano产物的接触而开始抗菌作用，所以从手至口罩或口罩至手的任何交叉感染将达到最小。

(iv)该i-nano口罩已由新加坡大学经过密集的测试，而已最终显示可排除来自指定的树(日本Sugo)和植物上的花粉微粒。该无纺布口罩材料在排除花粉微粒时有96％的效果。

本装置的说明

本发明的口罩被制造成两个相同的上部和下部，其各包括：

(i)具有单层或多层的条以形成该口罩。

(ii)由单向软性材料所构成的条以形成欲被佩戴固定至耳朵、脖颈或头后的带。

(iii)i-nano材料，其被充满于该口罩的脸部遮盖部分的无纺布材料内。

(iv)被配制成防止诸如孢子与花粉的过敏剂被佩戴者吸入。

色彩或图案可被应用至该口罩部分的外观作为时尚表现，且可被用来消除佩戴者佩戴防护件的影响。

附图说明

图1显示口罩的侧视图，其特别显示在脸部的正常闭嘴位置上与脸部特征的贴合，以及这些带的角度。

图2显示口罩的相同一侧的视图，但其特别显示当颚部充分延伸时处于最大张嘴位置上的脸部。口罩通过脸部运动而被张紧，但由于这些带与上鼻部遮盖区以及下巴空间与下巴(虚线)的定位而不致被扰动而脱离脸部。

具体实施方式

参考图1：该图显示了一侧的视图，其中具有鼻部角度与空间1、形成于嘴部2a前面的舒适呼吸空间2、下巴凹部与空间3，口罩与带的接缝被显示为标记4，以及口罩6的中间点、平衡点或枢转点用虚线表示以说明口罩的最小移动点。下带5被连接至位于介于该下巴与枢转点间的一中间点处的口罩，而上带7则被连接在口罩的上部处。重要的是，上带的角度a取决于佩戴者脸部而介于30至60度之间，且优选为45度。类似地，角度b取决于佩戴者的脸部而介于10至40度之间，且优选为25度。

参考图2：该图是基本上类似的图，但重要的是，显示了上带角度a1介于40至70度之间，但优选为50度，且其由张开至最大程度的嘴部2a所形成，并导致下巴空间3变为最小。类似地，下带角度b1介于20至50度之间，且优选为40度，其通过张开的嘴部与该颚部的运动而形成。在图中，鼻部空间1通过脸部运动而被拉伸贴近该鼻梁。

Claims (1)

1.一种紧密贴合脸部的口罩，其包括：由织布或无纺布材料制成的口罩主体，并具有鼻梁触点与空间、下巴延伸部与空间、以及设置在鼻梁两侧由弹性或软性材料制成的具有上带和下带的耳带，该耳带可伸长至其长度的25-50％，并与所述口罩主体连接使佩戴者能佩戴该紧密贴合脸部的口罩，当佩戴者闭嘴时，所述上带延伸方向与水平方向之间的角度介于30至60度，所述下带延伸方向与水平方向之间的角度介于10至40度，当佩戴者张嘴时，所述上带延伸方向与水平方向之间的角度介于40至70度，所述下带延伸方向与水平方向之间的角度介于20至50度，从而可通过被引向该口罩的、与所述下带连接的平衡点或枢转点或中间点周围的力而定位该口罩，使得该口罩被移动时可返回至使用者在佩戴该口罩时所设定的初始位置。

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