CN107510903A - 一种具有氧气缓释功能的口罩内芯 - Google Patents

一种具有氧气缓释功能的口罩内芯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有氧气缓释功能的口罩内芯，所述内芯为多层结构，包括内层、中间结构和外层，所述中间结构由氧气发生剂支撑骨架和氧气缓释材料组成；所述内层上设置有透气孔，所述外层中设有防潮材料。本发明采用凝胶和纳米二氧化钛、和凝胶混合作用，达到控制氧气释放量和氧气释放速率的目的。

Description

一种具有氧气缓释功能的口罩内芯
技术领域
本发明涉及一种氧气供应材料，尤其是涉及一种具有氧气缓释功能的口罩内芯。
背景技术
呼吸是人类生存的最基本动作，氧气也是随时可得的自然资源，但随着人类生存环境及生活方式的变化，已改变了环境中空气质量与人体氧气供需状态，造成现代人常见的倦怠、无力、记忆力变差、易烦躁生气、睡不好、反应变差、注意力下降等各种「慢性缺氧症候群」的问题，造成健康危机。
阳光、空气、水是生命的三大要素，其中空气即为人体运作所需的氧气，我们透过一呼一吸的动作，使氧气进入体内，在肺泡中通过肺泡膜进入微血管后，再藉由血红素中的血红蛋白，将氧气带到心脏 ；充满氧气的血液回到心脏后，再靠心脏的运作传送到全身，让全身器官获得新鲜氧气，帮助葡萄糖等氧化分解，形成身体所需的能量，因此人体所有器官的运作都与氧气息息相关，氧气充足，器官就有活力，运作良好，若氧气不足，器官就容易产生疾病。
环境污染严重、工作压力庞大与紧张的生活型态，已使得许多现代人处于慢性缺氧状态。并且，因为空气中雾霾、粉尘等大量污染物的存在，使得口罩成为人们出行的必需装备。但是现有口罩中大部分仅仅起到防护作用，即使存在有供氧气功能的口罩，其对氧气的释放也不能得到有效的控制，使口罩使用前期供氧量充足，后期几乎得不到氧气的供应。公开号是CN105725310A的中国专利提供了一种具有增氧功能的口罩，包括口罩罩体和口罩带，口罩罩体与口罩带相连接，口罩罩体包括内层、中层和外层；中层包括富氧层和过滤层，富氧层为含有过氧碳酸钠的透气性材质；或者富氧层为至少一组贴片袋，贴片袋内装有过氧碳酸钠，或者贴片袋内装有过氧碳酸钠与金属氧化物的混合颗粒；过滤层包括一层或多层，采用单一的过滤防护材质，或者由多种过滤防护材质叠加组合而成。该发明通过富氧层和过滤层的设置，在能够满足有效滤除空气中的灰尘与细菌的同时，还能提供富氧功能。但是，其氧气的释放过程不能实现有效的控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供具有氧气缓释功能的口罩内芯，解决了供养口罩前期供应氧气过量、后期供氧不足的问题，达到了有效控制和调节供氧量的效果。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有氧气缓释功能的口罩内芯，所述内芯为多层结构，包括内层、中间结构和外层，所述中间结构由氧气发生剂支撑骨架和氧气缓释材料组成；所述内层上设置有透气孔，所述外层中设有防潮材料。
作为本发明的优选方案，所述氧气发生剂为过氧化物粉末，包括K2O2、Na2O2、CaO2和MgO2中的一种或一种以上的混合物。
作为本发明的优选方案，所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
作为本发明的优选方案，所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球5-10%，硬脂酸2-5%和凝胶85-93%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖40-100份，环氧氯丙烷40-100份，α-环糊精40-100份，聚乙烯醇30-60份，海藻酸钠20-50份，羧甲基纤维素钠0.3-0.5份，氧化石墨烯40-100份，坡缕石5-10份，N,N-二甲基甲酰胺100-200份。
作为本发明的优选方案，所述凝胶对氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
作为本发明的优选方案，所述膜状结构的厚度为20-500nm。
本发明的有益效果是：
本发明采用凝胶和纳米二氧化钛、和凝胶混合作用，达到控制氧气释放量和氧气释放速率的目的。前期，纳米二氧化钛、硬脂酸与氧气发生剂混合，一方面将氧气发生剂分散，表面被硬脂酸覆盖，另一方面的笼状结构和凝胶的多层结构在氧气发生剂的表面形成阻隔，降低氧气发生剂与空气、水和二氧化碳的接触面积，降低反应速率，减缓氧气的释放量。后期，氧气发生剂放氧反应后的产物与硬脂酸作用生成硬脂酸盐，硬脂酸盐较慢的溶于凝胶DMF中，将里层的氧气发生剂裸漏出来，逐层反应，能够保证充分补充后期的放氧量的充足。
附图说明
图1为本发明口罩结构示意图；
图2为本发明口罩内层结构示意图；
图3a.为本发明实施例3内芯所得口罩在潮湿空气中放氧量曲线图；b.为专利CN105725310A口罩在潮湿空气中的放氧量曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种具有氧气缓释功能的口罩内芯，所述内芯为多层结构，包括内层1、中间结构2和外层3，所述中间结构2由氧气发生剂支撑骨架和氧气缓释材料组成；所述内层1上设置有透气孔11，所述外层中设有防潮材料。
所述氧气发生剂为K2O2粉末，所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球5%，硬脂酸2%和凝胶93%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖40份，环氧氯丙烷40份，α-环糊精40份，聚乙烯醇30份，海藻酸钠20份，羧甲基纤维素钠0.3份，氧化石墨烯40份，坡缕石5份，N,N-二甲基甲酰胺100份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为20nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
实施例2
本发明实施例2的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，
所述氧气发生剂为Na2O2粉末，所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球10%，硬脂酸5%和凝胶85%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖100份，环氧氯丙烷100份，α-环糊精100份，聚乙烯醇60份，海藻酸钠50份，羧甲基纤维素钠0.5份，氧化石墨烯100份，坡缕石10份，N,N-二甲基甲酰胺200份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为500nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
实施例3
本发明实施例2的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，
所述氧气发生剂为CaO2粉末，所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球8%，硬脂酸5%和凝胶87%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖70份，环氧氯丙烷70份，α-环糊精70份，聚乙烯醇45份，海藻酸钠35份，羧甲基纤维素钠0.4份，氧化石墨烯70份，坡缕石8份，N,N-二甲基甲酰胺150份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为250nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
实施例4
本发明实施例2的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，
所述氧气发生剂为MgO2粉末，所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球10%，硬脂酸2%和凝胶88%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖60份，环氧氯丙烷60份，α-环糊精50份，聚乙烯醇50份，海藻酸钠30份，羧甲基纤维素钠0.3份，氧化石墨烯60份，坡缕石8份，N,N-二甲基甲酰胺170份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为300nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
实施例5
本发明实施例2的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，
所述氧气发生剂为过氧化物粉末，包括K2O2、Na2O2、CaO2和MgO2等重量混合物；所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球5%，硬脂酸2%和凝胶93%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖90份，环氧氯丙烷90份，α-环糊精90份，聚乙烯醇40份，海藻酸钠20份，羧甲基纤维素钠0.3份，氧化石墨烯90份，坡缕石6份，N,N-二甲基甲酰胺190份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为200nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
实施例6
本发明实施例2的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，
所述氧气发生剂为过氧化物粉末，包括K2O2、Na2O2、CaO2和MgO2以任意重量比的混合物；所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球10%，硬脂酸5%和凝胶85%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖50份，环氧氯丙烷50份，α-环糊精50份，聚乙烯醇35份，海藻酸钠25份，羧甲基纤维素钠0.3份，氧化石墨烯50份，坡缕石7份，N,N-二甲基甲酰胺180份。
所述凝胶与氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构，所述膜状结构的厚度为400nm；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述内芯为多层结构，包括内层（1）、中间结构（2）和外层（3），所述中间结构（2）由氧气发生剂支撑骨架和氧气缓释材料组成；所述内层（1）上设置有透气孔（11），所述外层中设有防潮材料。
2.根据权利要求1所述的具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述氧气发生剂为过氧化物粉末，包括K2O2、Na2O2、CaO2和MgO2中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述支撑骨架的材料为MOFs，是金属有机骨架化合物。
4.根据权利要求1所述的具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述缓释材料由如下质量百分数的原料组成，纳米二氧化钛微球5-10%，硬脂酸2-5%和凝胶85-93%；所述凝胶的组成及其重量份数为，壳聚糖40-100份，环氧氯丙烷40-100份，α-环糊精40-100份，聚乙烯醇30-60份，海藻酸钠20-50份，羧甲基纤维素钠0.3-0.5份，氧化石墨烯40-100份，坡缕石5-10份，N,N-二甲基甲酰胺100-200份。
5.根据权利要求1所述的具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述凝胶对氧气发生剂形成所述中间结构的步骤如下，
一）将所述氧气发生剂与纳米二氧化钛、硬脂酸混合均匀；
二）将所述凝胶用提拉法拉伸成膜状结构；
三）将步骤一）所得的混合物均匀散布在步骤二）所述膜状结构上；
四）将步骤三）所得膜状结构绕支撑骨架，折叠形成多层结构，并用所述凝胶膜再次包裹多层结构；
五）将步骤四）所得多层膜状结构用透气性好的无纺布包裹，即得中间结构。
6.根据权利要求5所述的具有氧气缓释功能的口罩内芯，其特征在于：所述膜状结构的厚度为20-500nm。
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