CN101518677A - 纳米隐形鼻罩及制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种纳米隐形鼻罩及制作工艺，该发明由一个U型圈的两个端点上分别连接两个纳米/微米过滤装置而成，该一次性产品具有隐形、超轻超薄、超强过滤粉尘、杀病毒、除臭等功能。且在纳米静电纺丝工艺的基础上对产品的制作工艺进行了技术突破，符合了工业化生产的需求。

Description

纳米隐形鼻罩及制作工艺

技术领域：

本发明涉及一种生活用品，是一种让人们方便使用并且隐形的鼻腔过滤装置。

背景技术：

随着社会的不断进步，空气中的粉尘颗粒变得越来越小，人类与生俱来的鼻腔中的绒毛已远远不能应付超细粉尘及有害气体，而在日常出行中能够坚持佩戴口罩的人寥寥无几，这是因为它在外观上存在不可逆转的缺陷，而且在成本及资源上又造成不必要的浪费。本人根据化学工业出版社2004年10月第一版《纳米空气净化技术》第49—50页及第88—91页，考虑了纳米纤维净化空气方面的强大功能和不显著影响滤层阻力的特性，将隐形功能和纳米净化空气功能合二为一。并且本人根据发明人石洪津申请的“纳米隐形防尘鼻罩及其制作方法”(发明申请号：200810053085.4)的基础上做了突破性的改进，尤其在制作工艺上符合了工业化生产的要求，大大缩小了人力成本。

发明内容：

本发明的目的是提供一种口罩的替代品及制作工艺，并且过滤效果和舒适度更加良好，制作工艺更加合理，符合大批量生产的要求。

为实现本发明的目的，本发明提供包括带卡点的弹性U形圈及在U形圈两个端点上分别连接的伞状弹性过滤支架，由此形成了一个整体支架；每个过滤支架上分别由纳米/微米纤维滤膜附着其上，从而构成了两个鼻腔过滤装置，最终形成了一个纳米/微米隐形鼻罩。

根据上述方案，本发明还有如下措施：在U形圈两个端点上取消过滤支架，两个端点上分别有螺丝纹，用两个带圆孔的伞状纳米/微米滤膜分别穿在U形圈的两端，然后用两个螺母分别将两个伞状滤膜固定在U形圈两个端点上，最终形成了一个没有过滤支架的纳米/微米隐形鼻罩。

根据上述方案，本发明还有如下措施：过滤支架及U形圈的材质可以为塑料或橡胶，其中部分材料包括氟塑料、聚氨酯弹性体、硅橡胶、硅凝胶；部分滤膜的材质可为纳米/微米ZnO纤维。

根据上述方案，本发明还有如下措施：滤膜为超薄的，其厚度在0.01—1mm之间。

根据上述方案，本发明还有如下措施：将薄荷、玫瑰花或茉莉花植物香料添加于过滤装置中。

为了使本发明符合工业化生产的需求，本发明还公布了一种制作工艺。首先在同一个平面上复制成多个连体的整体支架，使其成为一张塑料或橡胶镂空板。然后，采用静电纺丝技术，(见化学工业出版社2004年10月第一版《纳米空气净化技术》第72—73页及第88—91页)在电纺丝的聚合物材料中加入交联剂，装入有毛细管的容器中备用，将一张或数张镂空板悬挂在对面可旋转的接收装置上，并保证每张镂空板都整齐的排列在同一平面上，不能相互重叠，每张镂空板的过滤支架那一面要面向毛细管。这时候，旋转接收装置，将电纺丝材料中的聚合物熔体或溶液加上高压静电，毛细管内的液体克服液滴的表面张力对接收装置形成射流，最终在每张镂空板的过滤支架上形成了无纺布状的纳米/微米纤维，这种无纺布状的纤维使得每张镂空板都连接在一起了，形成了一个整体的纤维毡。最后，将这个整体的纤维毡从接收装置上取下来，将每张镂空板同其他镂空板的纤维连接部分剪断备用，制作一个金属冲刀，冲刀内圆直径的大小应略微小于每个过滤装置外圆的直径，再制作一个材质为胶体、塑料或木质的垫板，垫板上要有和每张镂空板上U形圈的大小和距离相对应的小槽，然后将一张镂空板的U形圈朝下放在垫板上，这时候镂空板上的每个U形圈都充分的嵌入垫板的小槽内，只剩下每个由纳米/微米纤维附着的过滤支架平铺在垫板上了，将冲刀的内圆套在过滤装置的外圆上，用锤子或冲床分别将每个连在镂空板上的过滤装置冲断，再用剪刀将垫板的小槽上面没有冲断的部分剪断，最终制作成若干个纳米/微米隐形鼻罩。

根据上述方案，本发明的制作工艺还有如下措施：制作若干个单体的隐形鼻罩的整体支架备用。在电纺丝过程中，在网状接收装置设置有若干个插槽，然后将隐形鼻罩整体支架的U形圈部分分别插入若干个插槽中，使U形圈部分穿过网状接收装置，而隐形鼻罩的过滤支架部分都均匀的排列在网状接收装置的正面，网状接收装置的正面要面向毛细管，然后旋转网状接收装置，毛细管对网状接收装置形成射流，最终在每个隐形鼻罩的过滤支架上形成了纤维毡，将带有纤维毡的若干个整体支架从网状接收装置整体取下来，用冲刀或剪刀分别去除每个过滤支架上多余的纤维毡，这样就制作成若干个纳米/微米隐形鼻罩。

根据上述方案，本发明的制作工艺还有如下措施：在电纺丝的聚合物材料中不使用交联剂，而是将交联剂涂在每张镂空板上过滤支架的表层，然后再进行电纺丝，使纳米/微米纤维直接粘附在过滤支架上。

根据上述方案，本发明的制作工艺还有如下措施：将整体的纤维毡从接收装置取下后，不使用冲刀，使用剪刀将纳米隐形鼻罩的产品直接从纤维毡上剪下即可。

发明与现有技术相比具有的优点和积极效果：该发明的制作过程也就是模仿人体鼻腔绒毛的过程，没有超常的特殊材料是无法完成这个艰难的过程的，只有突破了与人体鼻腔生理融合的瓶颈，突破了超强过滤的瓶颈，这个发明才能有价值推广开来，才能够被主流大众所接受。参考发明人石洪津申请的“纳米隐形防尘鼻罩及其制作方法”(发明申请号：200810053085.4)虽然完成了“虚体”的过滤装置，但其缺陷是将纳米纤维附着在传统的滤布上，这将大大增加了人体鼻腔的“异物感”，并影响了产品的美观及透气性，没有突破与人体鼻腔生理融合的瓶颈，卡在U形圈上的过滤支架容易脱落，对人体造成伤害，而且在利用热压模具制作产品的过程中过滤支架容易变硬，热压完成后滤膜上有死皱。本发明在此基础上做了突破性的改进，利用旋转的接收装置将纳米/微米纤维直接均匀的附着其上，完全使过滤装置达到了超薄的“虚体”，并且提高了产品的生产速度，纳米产品应用在其他的产品上往往受其产量的限制使其不能普及，而该产品过滤支架的体积非常微小，滤膜的厚度只需要很薄的一层就已足够，厚度大了反而违背了发明该产品“虚体”的初衷，所以该产品的诞生使得纳米电纺丝技术有了充分的用武之地。

附图说明：

图1为镂空板的俯视图，其中1为过滤支架；图2为镂空板的侧视图，其中2为U形圈，3为过滤支架；图3为纳米/微米隐形鼻罩的主视图，其中4为鼻腔过滤装置；图4为无过滤支架的整体支架主视图，其中5为螺母，6为螺丝纹；图5为带圆孔的伞状滤膜的主视图，其中7为圆孔；图6为冲刀的剖视图，其中8为内圆；图7为垫板的俯视图，其中9为小槽。

具体实施方式：

利用注塑技术制作若干个图1的塑料或橡胶镂空板备用。利用静电纺丝法，将需要的聚合物熔体或溶液放入带有毛细管的电纺丝喷射装置内，在毛细管喷口的对面放置一个接地的网状接收装置，将若干个图1的镂空板悬挂在接收装置上，使图1中的过滤支架(1)全部面向毛细管喷口排列整齐，旋转接收装置，将聚合物熔体或溶液加上高压静电，毛细管喷口对接收装置形成射流，最终在图2的过滤支架(3)的那一面形成了纤维毡。然后取下纤维毡，将图2的U形圈(2)分别嵌入图7的小槽(9)内，用图6的冲刀分别将附着有纤维毡的过滤支架从镂空板上冲断，再用剪刀将垫板的小槽上面没有冲断的部分剪断，最终制作成若干个图3中的纳米/微米隐形鼻罩。

Claims (8)

1、一种纳米/微米隐形鼻罩，其特征包括由弹性U型圈和U型圈两个端点上连接的弹性过滤支架，以及过滤支架上分别附着着纳米/微米纤维滤膜，从而构成的两个鼻腔过滤装置。

2、根据权利要求1所述的一种没有过滤支架的纳米/微米隐形鼻罩，其特征是：U型圈两个端点上由螺丝纹及螺母分别将带圆孔的伞状滤膜固定其上，从而构成的两个鼻腔过滤装置。

3、根据权利要求1所述的一种纳米/微米隐形鼻罩，其特征是：过滤支架及U型圈的材质为塑料或橡胶，其中部分材质包括有氟塑料、聚氨酯弹性体、硅橡胶、硅凝胶；部分滤膜的材质为纳米/微米ZnO纤维。

4、根据权利要求1所述的一种纳米/微米隐形鼻罩，其特征是：鼻腔过滤装置中滤膜的厚度为0.01—1mm。

5、根据权利要求1或2所述的一种纳米/微米隐形鼻罩，其特征是：鼻腔过滤装置中添加有薄荷、玫瑰花或茉莉花植物香料。

6、一种纳米/微米隐形鼻罩的制作工艺，其工艺步骤如下：

(1)制作若干个塑料或塑胶镂空板，将镂空板固定在静电纺丝设备的接收装置上。

(2)将配置好的聚合物熔体或溶液放入带有毛细管的喷射装置内，聚合物熔体或溶液通过高压静电喷射在可旋转的接收装置上，使镂空板形成了纤维毡。

(3)将带有纤维毡的镂空板平铺在垫板上，使U型圈分别嵌入垫板上的小槽内，利用冲刀和剪刀制作成若干个纳米/微米隐形鼻罩。

7、根据权利要求6所述的一种纳米/微米隐形鼻罩的制作工艺，其工艺步骤如下：

(1)制作若干个隐形鼻罩的整体支架。

(2)将若干个整体支架的U型圈分别插入网状接收装置的插槽中，旋转网状接收装置，将聚合物熔体或溶液喷射在整体支架的过滤支架上。

(3)将过滤支架上附着有纤维毡的整体支架从接收装置上取下，用冲刀或剪刀去除过滤支架上多余的纤维毡部分，制作成若干个纳米/微米隐形鼻罩。

8、根据权利要求6或7所述的一种纳米/微米隐形鼻罩的制作工艺，其工艺是在聚合物材料中不添加交联剂，而是将交联剂涂在过滤支架的表层，然后将纳米/微米纤维直接喷附在过滤支架上。

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