CN108308756A - 口罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种口罩，所述口罩包括口罩本体部和与口罩本体部相连接的用于在使用过程中固定口罩本体部的挂耳部，其中：所述口罩本体部由防尘层、过滤层、抗菌层和脸部贴合层依次组成；其中防尘层位于口罩本体部的最外侧，用于过滤空气中的粉尘；过滤层位于防尘层和抗菌层之间，其中过滤层有硅藻土基颗粒制成，其中述硅藻土基颗粒由质量百分比为以下份额的成分组成，其中硅藻土55％，植物碎屑15‑20％，粘结剂20‑25％，增稠剂5％，去离子水500g/kg；本发明的口罩结构简单，能够实现对甲苯、甲醛和氨气的可靠吸收，有效地吸收空气中的有害物质。

Description

口罩

技术领域

本发明涉及口罩领域，具体而言涉及一种能够过滤甲醛、甲苯和氨气的口罩。

背景技术

空气污染为危害人体健康及周边环境的物质对大气层所造成的污染。这些物质可能是气体、固体或液体悬浮物等。在中国大面积出现的雾霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等与空气中的小水滴形成的固体或液体悬浮物造成的严重污染现象。

悬浮物通常以颗粒的大小来区分，而当中的可吸入悬浮粒子则可影响人体健康。悬浮的颗粒物，在环境科学中，特指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴，是空气污染的主要来源之一。其中，空气动力学直径(以下简称直径)小于或等于10微米的颗粒物称为可吸入颗粒物(PM10)；直径小于或等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物(PM2.5)。颗粒物能够在大气中停留很长时间，并可随呼吸进入体内，积聚在气管或肺中，影响身体健康。

病毒颗粒非常小，直径一般在0.3微米以下。目前使用的口罩，不论是医用口罩(以美国3M公司的各型手术口罩为代表)还是普通民用口罩，都是采用纺织物制作而成的。口罩的纺织物网对隔绝空气中漂浮的病毒、细菌无效。尽管如此，口罩仍然在医院和日常生活中普遍使用，这是因为佩戴口罩能够阻断口腔、鼻腔的液体飞沫传播，并且能够防止脏手无意中触碰口、鼻，将细菌或者病毒带入到人体。

如果要求过滤掉空气中的有害气体比如甲醛，需要在口罩中增加多层微孔过滤，造成气流不畅；或者需要体积庞大的外置过滤罐，做成全封闭式呼吸器来保证密闭，比如目前的防毒面具等，通过内置于过滤罐中的水银灯管来将空气中的细菌，再将消毒后的气体输送至面罩，供人体吸入。这种口罩和呼吸器在使用过程中会带来诸多不便，例如：呼吸困难、佩戴眼镜困难、无法用于高温环境等。由于主气流通道需要层层过滤造成气流不畅。

近年来各大城市的空气质量并不理想，空气中的污染物质较多，人们经常使用口罩来防止空气中的有害细菌和气体被直接吸入体内，且口罩通常采用过滤装置来过滤空气；通常，过滤装置的过滤网使用活性炭等材料制成，对空气中的灰尘等颗粒状的污染物质进行吸附，经过过滤网后的空气中颗粒状的污染物质大幅减少，从而实现对空气的净化。但是现有的过滤网只能简单的过滤常见的粉尘和颗粒，而对于甲醛、甲苯、氨气等对人体有较大伤害的气体并不能够快速而有效的过滤，而专业的除甲醛、甲苯、氨气的设备通常价格昂贵，不适于日常的使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种口罩，所述口罩包括口罩本体部和与口罩本体部相连接的用于在使用过程中固定口罩本体部的挂耳部，其中：

所述口罩本体部由防尘层、过滤层、抗菌层和脸部贴合层依次组成；

其中防尘层位于口罩本体部的最外侧，用于过滤空气中的粉尘；

过滤层位于防尘层和抗菌层之间，其中过滤层有硅藻土基颗粒制成，其中述硅藻土基颗粒由质量百分比为以下份额的成分组成，其中硅藻土55％，植物碎屑15-20％，粘结剂20-25％，增稠剂5％，去离子水500g/kg；

抗菌层位于脸部贴合层前端，所述抗菌层用于杀菌。

进一步地，前述硅藻土基颗粒的制备方法如下：

焙烧，将硅藻土置于马弗炉中，在温度450摄氏度下焙烧90min；

破碎过筛，将焙烧后的硅藻土和植物碎屑分别进行破碎，将颗粒物通过孔径为1mm的分样筛，得到孔径1mm以下的硅藻土和植物碎屑颗粒物；

混合，将孔径1mm以下的硅藻土颗粒物、植物碎屑颗粒物、粘结剂、增稠剂按照比例混合，并用搅拌器搅拌均匀；

造粒，将去离子水加入均匀的混合原料中，并搅拌至凝胶状态，通过造粒机制作3mm的颗粒；

烘干，将通过造粒的3mm的颗粒放入干燥箱烘干，制成硅藻土基颗粒物。

进一步地，前述干燥箱的设定温度为30摄氏度，烘干时间为24小时。

进一步地，前述粘结剂为可分散性糯米胶粉。

进一步地，前述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

进一步地，前述防尘层为棉布层。

进一步地，前述抗菌层为竹炭纤维层。

进一步地，前述脸部贴合层为玉米丝绸层。

进一步地，前述抗菌层中还设置有银质纤维层。

由以上技术内容可知，本发明的口罩采用了硅藻土基颗粒，采用了此颗粒的口罩能够吸收空气中的甲醛、甲苯和氨气，能够有效地提高吸入口鼻内的空气质量，避免对人体的伤害，而且硅藻土是一种天然矿物质材料，主要化学成分是SiO2，一般以SiO2·nH2O的形式存在，另外还混有少量的Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、P等杂质。硅藻土表面微孔非常多，没有任何有害的化学物质，具备隔热、隔音、防水、阻燃等优点。采用本发明的口罩结构简单，能够实现对甲苯、甲醛和氨气的可靠吸收，有效地吸收空气中的有害物质，且本口罩中还增加了防尘层，能够吸收空气中的可吸入颗粒物。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的口罩的结构示意图。

图2是本发明的硅藻土基颗粒的制备工艺流程图。

图3是硅藻土基颗粒的扫描电镜图。

图4是硅藻土基颗粒的红外光谱分析示意图。

图中相关序号的名称如下：1、鼻翼固定部，2、口罩本体部，3、挂耳部。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1所示，一种口罩，所述口罩包括口罩本体部和与口罩本体部相连接的用于在使用过程中固定口罩本体部的挂耳部，为了便于使口罩本体部与脸部的可靠的贴合，在口罩本体部的上方设置有鼻翼固定部，其中鼻翼固定部可以采用弹性部件，能够多次弯折，能够使口罩本体部与脸部之间没有间隙，防止空气从间隙中进入口鼻内。

所述口罩本体部由防尘层、过滤层、抗菌层和脸部贴合层依次组成；

其中防尘层位于口罩本体部的最外侧，用于过滤空气中的粉尘；用于过滤粒径大于5微米粉尘。防尘层主要由棉布制成。棉布可以有效阻止空气中的粉尘等大颗粒吸入体内，起到宏观保护的作用。而且防尘层对粉尘进行初步过滤可以提高过滤层的针对性，提高过滤层的有效性。本发明对防尘层进行了进一步的改善，防尘层由至少两层孔隙大小不同的棉布重叠缝缀在一起，这样粉尘通过防尘层时，必须通过重叠在一起的棉布的孔隙，延长了粉尘通过防尘层的路径长度，从而提高了过滤效果。

过滤层位于防尘层和抗菌层之间，其中过滤层有硅藻土基颗粒制成，其中述硅藻土基颗粒由质量百分比为以下份额的成分组成，其中硅藻土55％，植物碎屑15-20％，粘结剂20-25％，增稠剂5％，去离子水500g/kg；

抗菌层位于脸部贴合层前端，所述抗菌层用于杀菌，用于防止微生物滋生产生刺激性气味。抗菌层主要由具有吸湿、透气并具有杀菌的竹炭或汉麻纤维制成。进一步的，为了提高杀菌效果，抗菌层设有杀菌用的纯银纤维层。银质纤维层表面游离出银离子。银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧。原子氧具有强氧化性可以灭菌，Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。当细菌被Ag+杀后，Ag+又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，这也是银杀菌持久性的原因。据测定，水中含Ag+为0.01mg/1时，就能完全杀死水中的大杆菌，能保持长达90天内不繁衍出新的菌丛。

脸部贴合层为玉米丝绸层，玉米丝绸面料柔软舒适，甲醛含量为零，并且具有抑菌、滋养皮肤、吸湿透气的功能。当然，其他植物纤维也是可以的。

如图2所示，硅藻土基颗粒的制备方法如下：

焙烧，将硅藻土置于马弗炉中，在温度450摄氏度下焙烧90min；能够有效烧除硅藻土中的有机物质，增加颗粒表面微孔数量。

破碎过筛，将焙烧后的硅藻土和植物碎屑分别进行破碎，将颗粒物通过孔径为1mm的分样筛，得到孔径1mm以下的硅藻土和植物碎屑颗粒物。

混合，将孔径1mm以下的硅藻土颗粒物、植物碎屑颗粒物、粘结剂、增稠剂按照比例混合，并用搅拌器搅拌均匀。

造粒，将去离子水加入均匀的混合原料中，并搅拌至凝胶状态，通过造粒机制作3mm的颗粒。

烘干，将通过造粒的3mm的颗粒放入干燥箱烘干，制成硅藻土基颗粒物。

干燥箱的设定温度为60摄氏度，烘干时间为5小时，在颗粒的烘干过程中，根据实际的使用环境，可以适当的调整干燥箱的干燥温度和干燥时间，以达到快速烘干颗粒物的效果。

粘结剂为可分散性糯米胶粉，可分散性糯米胶粉用纯天然糯米或江米为原料，经过糯米净化、研磨、干燥等十二道工序而形成的环保胶黏剂。适用范围广，粘性长，由于其无毒无害，不会对环境造成二次的污染，所有能够适用于大多数的使用环境中，而不会对使用环境中的人或动物造成损害。

增稠剂为羧甲基纤维素钠，是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。简称CMC-Na，是葡萄糖聚合度为100～2000的纤维素衍生物，相对分子质量242.16。白色纤维状或颗粒状粉末。无臭，无味，无味，有吸湿性，不溶于有机溶剂。

经过上述过程的硅藻土基颗粒的材料表征如下：选取干燥器中备用的硅藻土基颗粒进行扫描电镜和红外光谱分析。图3是硅藻土基颗粒的扫描电镜图。从图3中可以看出，材料成品中没有硅藻土多孔的物质结构，而是表面比较粗糙，呈现簇状、团状结构，孔隙较发达，比表面积较大，这说明通过焙烧、造粒的过程，硅藻土基本上参与了反应；另外，植物碎屑连接着这些簇状、团状结构，保证了成品的抗压、抗折强度。

硅藻土基颗粒红外光谱分析情况如图4所示。从图中可以看出，位于1000-1200cm-1处的峰为硅氧烷基团(-Si-O-Si-)；原硅藻土经过焙烧后，结构发生了变化，2750、2940、2300和1460cm-1处的有机质峰(-CH、-CH2等)消失，表明焙烧后有机物逐渐被去除；

3400-3500cm-1处是-NH或-OH键的伸缩振动峰，可能为缔合水、植物碎屑、硅藻土表面羟基及有机杂质的峰；而786及714cm-1处的-Si-OH基团振动峰强度减弱，可能是硅藻土焙烧后部分-OH基团发生改变。

硅藻土基颗粒的应用情况：实验方法分别制作两个体积为1m3的密闭容器，分别标注G0、G1，在G1密封容器中放置硅藻土基颗粒，G0密封容器作对比空白试验，进行甲醛、甲苯、氨气去除率的测定。

(1)甲醛去除率的测定：用移液枪分别称取5μL甲醛溶液两份，同时放入上述G0、G1两个密闭容器中，静置24h后，使用空气采样器从密闭容器分别采集等量气体，采用可见分光光度计(722N型)检测气体样品中甲醛含量，换算成体积浓度，浓度差值与空白容器中样品浓度的比值即为甲醛去除率。

(2)甲苯去除率的测定：用移液枪分别称取5μL甲苯溶液两份，同时放入上述G0、G1密闭容器中，静置24h后，使用空气采样器从密闭容器分别采集等量气体，采用气相色谱仪(GC-2010Plus型)检测气体样品中甲苯含量，换算成体积浓度，浓度差值与空白容器中样品浓度的比值即为甲苯去除率。

(3)氨气：用移液枪分别称取5μL氨水溶液两份，同时放入上述G0、G1密闭容器中，静置24h后，使用空气采样器从密闭容器分别采集等量气体，采用可见分光光度计(722N型)检测气体样品中甲苯含量，换算成体积浓度，浓度差值与空白容器中样品浓度的比值即为氨气去除率。

3.2吸附效果(吸附率、有害气体去除率)

在密封容器内，硅藻土基颗粒吸附甲醛、甲苯、氨气三种有害气体实验的数据如下。硅藻土基颗粒对于三种有害气体都具有一定的吸附效果，其中，甲醛的去除率较好，达到58.16％，甲苯的去除率为47.22％，氨气去除率为53.27％。

由以上的实验结果可知，本发明的硅藻土基颗粒和基于本发明的硅藻土基颗粒制造的滤芯能够可靠的实现对空气中甲醛、甲苯和氨气的去除，有效地减少了有害气体和物质对人和动物的伤害。

本发明的口罩采用了硅藻土基颗粒，采用了此颗粒的口罩能够吸收空气中的甲醛、甲苯和氨气，能够有效地提高吸入口鼻内的空气质量，避免对人体的伤害，而且硅藻土是一种天然矿物质材料，主要化学成分是SiO2，一般以SiO2·nH2O的形式存在，另外还混有少量的Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、P等杂质。硅藻土表面微孔非常多，没有任何有害的化学物质，具备隔热、隔音、防水、阻燃等优点。

采用本发明的口罩结构简单，能够实现对甲苯、甲醛和氨气的可靠吸收，有效地吸收空气中的有害物质，且本口罩中还增加了防尘层，能够吸收空气中的可吸入颗粒物。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种口罩，其特性在于，所述口罩包括口罩本体部和与口罩本体部相连接的用于在使用过程中固定口罩本体部的挂耳部，其中：

所述口罩本体部由防尘层、过滤层、抗菌层和脸部贴合层依次组成；

其中防尘层位于口罩本体部的最外侧，用于过滤空气中的粉尘；

过滤层位于防尘层和抗菌层之间，其中过滤层有硅藻土基颗粒制成，其中述硅藻土基颗粒由质量百分比为以下份额的成分组成，其中硅藻土55％，植物碎屑15-20％，粘结剂20-25％，增稠剂5％，去离子水500g/kg；

抗菌层位于脸部贴合层前端，所述抗菌层用于杀菌。

2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述硅藻土基颗粒的制备方法如下：

焙烧，将硅藻土置于马弗炉中，在温度450摄氏度下焙烧90min；

破碎过筛，将焙烧后的硅藻土和植物碎屑分别进行破碎，将颗粒物通过孔径为1mm的分样筛，得到孔径1mm以下的硅藻土和植物碎屑颗粒物；

混合，将孔径1mm以下的硅藻土颗粒物、植物碎屑颗粒物、粘结剂、增稠剂按照比例混合，并用搅拌器搅拌均匀；

造粒，将去离子水加入均匀的混合原料中，并搅拌至凝胶状态，通过造粒机制作3mm的颗粒；

烘干，将通过造粒的3mm的颗粒放入干燥箱烘干，制成硅藻土基颗粒物。

3.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于，所述干燥箱的设定温度为30摄氏度，烘干时间为24小时。

4.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于，所述粘结剂为可分散性糯米胶粉。

5.根据权利要求2所述的滤芯，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

6.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述防尘层为棉布层。

7.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述抗菌层为竹炭纤维层。

8.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述脸部贴合层为玉米丝绸层。

9.根据权利要求7所述的口罩，其特征在于，所述抗菌层中还设置有银质纤维层。