CN104142095B - 面罩及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种面罩，包括外层和内层，夹设于所述外层和内层之间的中间层，所述中间层具有与所述外层和内层相固定的边缘部及由边缘部围成的中空部，该面罩通过设有中空部，从而能够阻断面罩的外层受外界冲击后形成的椎体向内传递到内层并对内层造成二次冲击，从而可以使得面罩在具有同样或者较轻的重量下具有更好的防护效果。而且，即使在低于零下10℃的条件下，面罩材料变脆时，该面罩仍然具有较高的防护性能。

Description

面罩及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种面罩，尤其涉及一种防护性能较好的面罩及其制造方法。

背景技术

面罩是一种安装在头盔上，用于抵御人员面部受到打击伤害或其它潜在的伤害的装具，尤其是安装于防爆头盔或防弹头盔上的防爆面罩或防弹面罩，是警务或其他执法人员在反恐反暴斗争中为保障自身安全必备的防护用品。

现有面罩采用多层不同材质的塑料胶合而成，在低于零下10摄氏度的低温条件下使用时，面罩材料会变脆，导致防护性能降低。以防爆或防弹面罩为例，当面罩在低温下受子弹冲击时，虽然子弹被挡住，但子弹冲击对面罩造成一个剪切冲力，使面罩朝外的外层向内形成一个脱离面罩外层的椎体，椎体受子弹冲击的剩余能量的影响继续向内冲击面罩的内层，从而造成对面罩内层的二次冲击，导致面罩的防护性能变差。

现有技术中要提高面罩的防弹性能，尤其是在低温下使用的防弹性能，势必要增加面罩的厚度或者研发新材料，增加面罩的厚度会导致面罩的重量加大，舒适性降低，而新材料的研发一方面会增加成本，另一方面需要较长的研发周期，具有较大的风险。

有鉴于此，有必要提供一种改进的面罩及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防护性能较好的，并在低温下仍然能够抵挡外界冲击的面罩及其制造方法。

为实现上述目的，本发明提供一种面罩，包括外层和内层，所述面罩还包括夹设于所述外层和内层之间的中间层，所述中间层具有与所述外层和内层相固定的边缘部及由边缘部围成的中空部；所述外层、中间层及内层固定在一起后，所述中空部内为空气；所述面罩还具有连通所述中空部与外界的至少一个通孔，以使得所述中空部内的空气与外界空气可以进行交换。

作为本发明的进一步改进，所述中间层的厚度保持均匀或一致。

作为本发明的进一步改进，所述中间层的厚度介于1mm~20mm之间。

作为本发明的进一步改进，所述面罩的外层、中间层和内层呈弧度相同的弧形状。

作为本发明的进一步改进，所述面罩具有贯穿所述外层、中间层和内层的固定孔以及与固定孔配合使用的固定件。

作为本发明的进一步改进，所述中间层与外层或内层中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部。

为实现本发明目的，本发明还提供了一种面罩的制造方法，所述面罩包括外层、中间层和内层，所述中间层具有与所述外层和内层相固定的边缘部及由边缘部围成的中空部，其包括如下步骤：S1提供外层板材、中间层板材及内层板材，并加工成型为所述外层、所述中间层及所述内层；S2将外层、中间层和内层固定在一起。

作为本发明的进一步改进，还包括在S2前的热弯步骤，所述外层、中间层和内层通过热弯工艺形成弧度相同的弧形状，所述热弯工艺的温度介于100℃~300℃之间。

作为本发明的进一步改进，在加工成型过程中，所述中间层与外层或内层中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部。

本发明的有益效果是：本发明的面罩通过设有中空部，从而能够阻断面罩的外层受外界冲击后形成的椎体向内传递到内层并对内层造成二次冲击，从而可以使得面罩在具有同样或者较轻的重量下具有更好的防护效果。而且，即使在低于零下10℃的条件下，面罩材料变脆时，该面罩仍然具有较高的防护性能。

附图说明

图1是本发明的外层的结构示意图。

图2是本发明面罩的主视图。

图3是本发明图2中A-A向剖视图。

图4是本发明图2中B-B向剖视图。

图5是本发明面罩的右视图。

图6是本发明面罩的另一实施例中A-A向剖视图。

图7是本发明面罩的又一实施例中B-B向剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参图1至图5所示，本发明提供了一种面罩100，包括外层10、中间层20和内层30，所述中间层20夹设于所述外层10和内层30之间。面罩100受到的外界冲击由外层10，经中间层20传递到内层30后，冲击的能量被大大减弱，因此该面罩100具有较好的防护效果。所述外界冲击有爆炸物、子弹等，以下将以该面罩100受到子弹冲击为例，来进一步说明该面罩100的结构及其较好的防护性能。

所述面罩100的外层10、中间层20和内层30呈弧度相同的弧形状，具体弧度大小根据不同的人脸定制或者采用医学中定义的标准人脸弧度进行设计，以能够全方位起到防护作用。

所述外层是由聚碳酸酯和有机玻璃两层材料胶合而成的复合层，使面罩100的整体防护性能更佳，增强了对子弹冲击的抵抗力。在本实施例中，所述外层10由厚度为1mm的聚碳酸酯和12mm的有机玻璃复合而成，但所选材料与厚度不限于此。

所述中间层20具有与所述外层10和内层30相固定的边缘部21及由边缘部21围成的中空部22。所述外层10、中间层20及内层30固定在一起后，所述中空部22内为空气。所述边缘部21宽度越大，中空部22的面积越小，中空部22对外界冲击的缓冲及分散的能力较弱，使得外界冲击到达内层30时仍然具有较大的冲击力，防护性能相对较弱；而边缘部21宽度越小，所述中空部22的面积越大，中空部22对外界冲击的缓冲及分散的能力较强，使得外界冲击到达内层30时的冲击力较小，防护性能高，但却使得外层10、中间层20和内层30相固定部分的面积较小，从而使得面罩100结合的稳固性较差。因此所述边缘部21的宽度介于3mm~20mm为佳，本实施例中所述边缘部21的宽度采用6mm。

所述中间层20的厚度介于1mm~20mm之间，其厚度过低，一方面会使面罩100的防护性能较差，另一方面会导致加工难度加大；其厚度过高，虽然防护性能较好，但对固定件的要求较高，另外，还会影响用户的穿戴舒适感。本实施例中，中间层20的厚度为7mm，所述中间层采用亚克力板材制成。

另外，所述中间层20的厚度保持均匀一致，可避免光由外层10经中间层20向内层30传播时发生畸变，以免影响该面罩100的使用者的视线。

本实施例中，所述内层30的材料为聚碳酸酯，厚度为6mm，进一步地，为防止用户呼吸在内层材料上形成雾珠而影响视线，内层30的材料可进行防雾处理。

所述面罩100具有贯穿所述外层10、中间层20和内层30的固定孔40，及与固定孔40配合使用的固定件（未图示）。通过固定孔40与固定件配合来固定面罩时，所述中空部22内的空气还可以与外界空气通过缝隙流通。所述面罩100具有上边、相对上边设置的下边、连接上边与下边的两个侧边，所述上边、侧边和下边交汇形成4个角。所述固定孔40的数量为至少2个。本实施例中，所述固定孔40为6个，其中4个分别位于面罩100的四个角，剩余2个分别位于侧边和上边交汇成的两个角；使得外层10、中间层20和内层30稳定地固定在一起。当然，所述固定孔40也可以位于面罩100各边的中间部位，所述固定孔40的位置和数量均可以根据需要做相应的变化。其他实施例中，也可以通过黏贴或卡合等方式将外层10、中间层20和内层30固定在一起，以达到同样的效果。

所述面罩100还具有连通所述中空部22与外界的至少一个通孔（未图示），使得在所述外层10、中间层20和内层30固定在一起时，所述中空部22内的空气与外界空气可以进行交换。从而使得在所述面罩100的外层10受到冲击时，所述中空部22内的气压仍然与外界相同，避免面罩100由于内外气压不同而造成损害。本实施例中，所述通孔设于所述边缘部21的下边上，所述通孔的直径小于或等于所述中间层21的厚度，且所述通孔贯穿所述边缘部21使得所述中空部22内的空气与外界空气进行交换。而于其他实施例中，所述通孔也可以开设于所述外层10或内层30上，已达到同样的效果。

请参阅图6、图7所示，区别于上述实施例，所述中间层20可与外层10或内层30中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部22。本实施例中，外层10与中间层20一体成型为复合层，所述复合层与所述内层30以上述固定方式固定在一起形成具有中空部22的面罩100。或者，所述内层30与中间层20粘合形成复合层，所述复合层与所述外层10固定在一起形成具有中空部22的面罩100。

所述面罩100的防弹原理为：当外层10受子弹冲击后，向内形成脱离所述外层10的椎体，所述椎体受剩余能量的影响，继续向内移动并对中间层20和内层30造成冲击。此时所述中空部22内的空气与椎体的接触面积大，对椎体向内的冲击起到缓冲作用，并将冲击能量在中空部22内扩散，使得椎体到达内层30时的冲击力大大减弱甚至消失，从而使得面罩100具有较好的防护性能。

一般该面罩100的顶部通过螺钉、卡扣或夹子等固定于头盔（未图示）上，便于佩戴且能够大范围地保护用户。该面罩100还可以相对头盔上下移动或翻转，因此在温度低的环境下不需使用面罩100时可以向上移动，防止在面罩100上产生雾影响视线。当然，该面罩也可以摘下，方便使用者选择，以在不需要面罩100时，减轻头盔重量。

为实现本发明的目的，本发明还提供了一种面罩100的制造方法，所述中间层20具有与所述外层10和内层30相固定的边缘部21及由边缘部21围成的中空部22，以下结合实施例进行进一步的描述。

一种用于制造上述面罩100的方法，包括如下步骤：

S1提供外层板材、中间层板材及内层板材，并加工成型为所述外层10、所述中间层20及所述内层30。在加工成型过程中，所述外层10、中间层20及内层30可以独自成型为一层；或者所述中间层20为与外层10或内层20中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部22。

S2将外层10、中间层20和内层30通过固定孔与固定件相配合、或粘合、或卡合等方式固定在一起。并根据与防弹头盔的结构，自行切割成适于与头盔安装的结构和大小。

另外，上述面罩100的方法还包括在S2前的弯曲步骤：将所述外层10、中间层20和内层30通过热弯工艺形成弧度相同的弧形状，便于将外层10、中间层20及内层30固定在一起。其中弯曲工艺需进行加热处理，使其软化，并通过压制模压制使其形成具有一定弧度的弧形状，加热的温度介于100℃~300℃之间，本实施例中选取的加热温度为240℃。

本实施例中，当所述外层10、中间层20及内层30通过热弯工艺进行热弯，其中，所述中间层20与所述外层10或内层30中的至少一层一起在240℃条件下进行热弯形成弧度相同的弧形状；通过制孔技术或激光切割技术将中间层20加工成中空部22；通过至少4个固定件将所述外层10、中间层20及外层30固定在一起并进行切割形成一个整体。

于另外一个实施例中，所述中间层20与外层10一体成型为复合层，所述复合层具有开口朝向内层30的中空部22。围成所述中空部22的中间层20的边缘部21形成有至少一个通孔，所述通孔连通所述中空部22与外界。将所述复合层与所述内层30通过固定件或黏贴的方式固定在一起。当然，也可以将所述中间层20与内层30一体成型为复合层，再与所述外层10固定在一起形成面罩100。

以上制造方法的步骤并非一定按照说明书实施例中陈述的顺序，任何仅做变换顺序的制造方法仍在本发明的保护范围内。

综上所述，本发明的面罩100通过设有中空部22，从而能够阻断面罩100的外层10受外界冲击后形成的椎体向内传递到内层30并对内层30造成二次冲击，从而可以使得面罩100在具有同样或者较轻的重量下具有更好的防护效果。而且，即使在低于零下10℃的条件下，面罩材料变脆时，该面罩100仍然具有较高的防护性能。另外，该面罩100的结构及其制造方法简单，易于实现工业化生产。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种面罩，包括外层和内层，其特征在于，所述面罩还包括夹设于所述外层和内层之间的中间层，所述中间层具有与所述外层和内层相固定的边缘部及由边缘部围成的中空部；所述外层、中间层及内层固定在一起后，所述中空部内为空气；所述面罩还具有连通所述中空部与外界的至少一个通孔，以使得所述中空部内的空气与外界空气可以进行交换。

2.根据权利要求1所述的面罩，其特征在于：所述中间层的厚度保持均匀或一致。

3.根据权利要求2所述的面罩，其特征在于：所述中间层的厚度介于1mm~20mm之间。

4.根据权利要求1所述的面罩，其特征在于：所述面罩的外层、中间层和内层呈弧度相同的弧形状。

5.根据权利要求1所述的面罩，其特征在于：所述面罩具有贯穿所述外层、中间层和内层的固定孔以及与固定孔配合使用的固定件。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的面罩，其特征在于：所述中间层与外层或内层中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部。

7.一种面罩的制造方法，所述面罩包括外层、中间层和内层，所述中间层具有与所述外层和内层相固定的边缘部及由边缘部围成的中空部，其包括如下步骤：

S1提供外层板材、中间层板材及内层板材，并加工成型为所述外层、所述中间层及所述内层；

S2将外层、中间层和内层固定在一起。

8.根据权利要求7所述的面罩的制造方法，其特征在于：还包括在S2前的热弯步骤，将所述外层、中间层和内层通过热弯工艺形成弧度相同的弧形状，所述热弯工艺的温度介于100℃~300℃之间。

9.根据权利要求7所述的面罩的制造方法，其特征在于：在加工成型过程中，所述中间层与外层或内层中的任一层一体成型或粘合形成复合层，所述复合层具有开口朝向另一层的中空部。