CN111544792A - 一种一次性卫生防疫面罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体，所述面罩本体的内表面涂有防雾层，所述防雾层由超亲水涂层和保护涂层组成，所述保护涂层完全将超亲水涂层覆盖，且保护涂层采用透光、透水性材料制成。本发明改变“亲水层必须在最外层”这一固有的防雾设计理念，在超亲水涂层的外表面再覆盖了一层保护涂层，而保护涂层具有透水、透光的性能，使得呼吸产生的水气也能够透过保护层到达超亲水涂层表面，并在超亲水涂层表面迅速铺展，由此保证了优良的防雾性能，且超亲水涂层因受到保护层的保护，其防雾效果持续时间增长140％以上。

Description

一种一次性卫生防疫面罩
技术领域
本发明涉及防疫面罩技术领域，具体涉及一种一次性卫生防疫面罩。
背景技术
随着人类活动的增加和自然界的平衡破坏，目前公共卫生事件存在突发性、未知性和危害性等特点，医护人员以及卫生管理人员在进行相应工作时，面对未知病原体的威胁，其自身防护至关重要。防护主要包括物理防护、免疫防护和药物防护，其中针对空气传播的病毒，例如近期突发的新型冠状病毒，物理防护的关键之处在于防疫面罩，其能有效阻挡绝大多数的飞沫。
一次性卫生防疫面罩佩戴一段时间后，面罩内表面易产生雾气，影响视力。而目前解决面罩雾气的方式大都是在面罩内表面涂覆一层亲水涂层，该方式存在以下缺陷：(1)固有的防雾设计思路是将亲水涂层直接暴露在最外层，而亲水涂层直接暴露在最外层会导致使用一段时间后其亲水性质下降，有的甚至几个小时内就会出现明显幅度的下降；(2)另一方面目前的亲水涂层防雾效果一般，尤其是与面罩材料(高分子聚合物)结合使用下，防雾效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一次性卫生防疫面罩，其解决了现有一次性卫生防疫面罩防雾效果较差以及防雾效果持续时间短的缺陷。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体，所述面罩本体的内表面涂有防雾层，所述防雾层由超亲水涂层和保护涂层组成，所述保护涂层完全将超亲水涂层覆盖，且保护涂层采用透光、透水性材料制成。
进一步改进在于，所述保护涂层的材料选用纳米二氧化钛空心微球或纳米二氧化硅空心微球中的一种。
进一步改进在于，所述保护涂层的厚度为80～400nm。
进一步改进在于，所述超亲水涂层的制备步骤为：
(1)将碳纳米管颗粒加入到20～30倍重量的分散液中，调节分散液的pH值为4～5、温度为25～28℃，经超声分散后得到碳纳米管溶液；
(2)往碳纳米管溶液中加入0.15～0.35wt％的二氧化锡纳米颗粒，再加入0.25～0.60wt％的聚乙烯醇，充分搅拌得到涂覆剂；
(3)将涂覆剂涂覆在面罩本体的内表面，涂覆厚度控制在50～500nm，即得超亲水涂层。
进一步改进在于，所述面罩本体的内侧面设有两个对称的连接部，两个连接部上均活动连接有佩戴架，所述佩戴架由位于连接端的伸缩部和位于自由端的挂耳部组成，两个连接部之间还连接有承载杆，所述承载杆的中间位置设有鼻托。
进一步改进在于，所述伸缩部由第一杆体和第二杆体组成，所述第一杆体一端头延伸出有螺杆，所述第二杆体一端头开有螺孔，通过螺杆旋入螺孔内实现第一杆体和第二杆体的同轴连接。
进一步改进在于，所述面罩本体的顶部以及底部均形成有内翻面。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明改变“亲水层必须在最外层”这一固有的防雾设计理念，在超亲水涂层的外表面再覆盖了一层保护涂层，而保护涂层具有透水、透光的性能，使得呼吸产生的水气也能够透过保护层到达超亲水涂层表面，并在超亲水涂层表面迅速铺展，由此保证了优良的防雾性能，且超亲水涂层因受到保护层的保护，其防雾效果持续时间增长140％以上；
(2)采用碳纳米管和纳米二氧化锡材料制备的超亲水层，其表面的水接触角小于5°，防雾效果突出，更为重要的是能与面罩材料良好的结合，发挥出最大作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为防雾层的结构示意图；
图3为实施例1-3以及对比例1-2的透光率测试结果图；
图中：1、面罩本体；2、超亲水涂层；3、保护涂层；4、连接部；5、佩戴架；51、伸缩部；511、第一杆体；512、第二杆体；52、挂耳部；6、承载杆；7、鼻托；8、内翻面。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
结合图1和图2所示，一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体1，面罩本体1的内表面涂有防雾层，防雾层由超亲水涂层2和保护涂层3组成，保护涂层3完全将超亲水涂层2覆盖，且保护涂层3采用透光、透水性材料制成，具体为纳米二氧化硅空心微球，且保护涂层3的厚度为80nm。
其中，纳米二氧化硅空心微球的制备步骤采用现有技术，例如为：在聚丙烯酸的氨水溶液与乙醇混合形成的胶体溶液中，滴加硅酸钠，然后置于密闭容器内，常温反应10小时左右，然后经洗涤、干燥处理即得纳米二氧化硅空心微球。
其中，超亲水涂层2的制备步骤为：
(1)将碳纳米管颗粒加入到10倍重量的分散液中，调节分散液的pH值为4、温度为25℃，经超声分散后得到碳纳米管溶液；
(2)往碳纳米管溶液中加入0.15wt％的二氧化锡纳米颗粒，再加入0.25wt％的聚乙烯醇，充分搅拌得到涂覆剂；
(3)将涂覆剂涂覆在面罩本体1的内表面，涂覆厚度控制在50nm，即得超亲水涂层2。
实施例2
一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体1，面罩本体1的内表面涂有防雾层，防雾层由超亲水涂层2和保护涂层3组成，保护涂层3完全将超亲水涂层2覆盖，且保护涂层3采用透光、透水性材料制成，具体为纳米二氧化钛空心微球，且保护涂层3的厚度为200nm。
其中，纳米二氧化钛空心微球的制备步骤采用现有技术，例如为：采用模板法制备，先制备硬模板，将模板表面进行官能化或用表面活性剂等修饰模板表面，以达到良好的表面特性，再通过溶胶凝胶等方法和静电吸附等原理合成核壳结构，最后高温焙烧选择性去除模板获得中空结构。
其中，超亲水涂层2的制备步骤为：
(1)将碳纳米管颗粒加入到25倍重量的分散液中，调节分散液的pH值为4.5、温度为26℃，经超声分散后得到碳纳米管溶液；
(2)往碳纳米管溶液中加入0.25wt％的二氧化锡纳米颗粒，再加入0.50wt％的聚乙烯醇，充分搅拌得到涂覆剂；
(3)将涂覆剂涂覆在面罩本体1的内表面，涂覆厚度控制在250nm，即得超亲水涂层2。
实施例3
一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体1，面罩本体1的内表面涂有防雾层，防雾层由超亲水涂层2和保护涂层3组成，保护涂层3完全将超亲水涂层2覆盖，且保护涂层3采用透光、透水性材料制成，具体为纳米二氧化硅空心微球，且保护涂层3的厚度为400nm。
其中，超亲水涂层2的制备步骤为：
(1)将碳纳米管颗粒加入到30倍重量的分散液中，调节分散液的pH值为5、温度为28℃，经超声分散后得到碳纳米管溶液；
(2)往碳纳米管溶液中加入0.35wt％的二氧化锡纳米颗粒，再加入0.60wt％的聚乙烯醇，充分搅拌得到涂覆剂；
(3)将涂覆剂涂覆在面罩本体1的内表面，涂覆厚度控制在500nm，即得超亲水涂层2。
对比例1
其与实施例1中面罩结构基本相同，唯一区别在于未设置纳米二氧化钛空心微球保护涂层3。
对比例2
其与实施例1中面罩结构基本相同，唯一区别在于将超亲水涂层2替换为普通的亲水涂层。
对上述实施例1-3以及对比例1-2进行光学和防雾的性能测试：
一、光学性能测试
分别检测实施例1-3以及对比例1-2针对不同波长光线的透光率，检测结果如图3所示，图中，折线a对应实施例1，折线b对应实施例2，折线c对应实施例3，折线d对应对比例1，折线e对应对比例2。
从图3中可以看出，本发明实施例1-3中防雾层由超亲水涂层2和保护涂层3组成，其透光性并没有受到损失，均达到较高水平，并且相比较于对比例1,透光性还有所提升，分析其原因在于保护涂层3具有一定的增透减反作用；而相比较于对比例2，本发明采用特制的超亲水涂层2，其透光性也优于普通亲水层。
二、防雾性能测试
采用实施例1-3以及对比例1-2的面罩，分别将各个面罩至于水蒸气排放口，用40℃的水蒸气对准其内表面(带防雾层的一面)排放，进行不间断的加速蒸气实验，每隔20min观察其面罩表面状况，并记录成下表。
表一：防雾性能测试表(表中，“-”表示无明显雾气，“+”表示有轻微雾气，“++”表示有大量雾气)
Figure BDA0002495803760000071
从上表可以看出，实施例1-3出现雾气的时间为340min左右，而对比例1没有设置保护涂层，其出现雾气的时间为140min左右，本发明的面罩其防雾效果持续时间显著延长，延长140％以上。由此可见，本发明改变“亲水层必须在最外层”这一固有的设计理念，在超亲水涂层的外表面再覆盖了一层保护涂层，这一方案是可行的，且效果突出。另外，将实施例1与对比例2相比，对比例2出现雾气的时间为260min，可以看出本发明采用由碳纳米管和纳米二氧化锡材料制备的超亲水层，相比较与普通亲水层，防雾效果明显更优。
上述三个实施例中，面罩本体1的内侧面设有两个对称的连接部4，连接部4采用横截面为“凸”字型的槽体结构，两个连接部4上均活动连接有佩戴架5，佩戴架5由位于连接端的伸缩部51和位于自由端的挂耳部52组成，两个连接部4之间还连接有承载杆6，承载杆6的中间位置设有鼻托7。佩戴时，将鼻托7架在鼻梁上，再将挂耳部52勾在耳朵上即可，佩戴后可以连接部4为轴转动面罩本体1，调节遮挡角度。
其中，伸缩部51由第一杆体511和第二杆体512组成，第一杆体511一端头延伸出有螺杆，第二杆体512一端头开有螺孔，通过螺杆旋入螺孔内实现第一杆体511和第二杆体512的同轴连接。伸缩部51可以调节长度，这样可适用于不同人佩戴。
另外，面罩本体1的顶部以及底部均形成有内翻面8，可加强防护效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种一次性卫生防疫面罩，包括面罩本体(1)，所述面罩本体(1)的内表面涂有防雾层，其特征在于：所述防雾层由超亲水涂层(2)和保护涂层(3)组成，所述保护涂层(3)完全将超亲水涂层(2)覆盖，且保护涂层(3)采用透光、透水性材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述保护涂层(3)的材料选用纳米二氧化钛空心微球或纳米二氧化硅空心微球中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述保护涂层(3)的厚度为80～400nm。
4.根据权利要求1所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述超亲水涂层(2)的制备步骤为：
(1)将碳纳米管颗粒加入到20～30倍重量的分散液中，调节分散液的pH值为4～5、温度为25～28℃，经超声分散后得到碳纳米管溶液；
(2)往碳纳米管溶液中加入0.15～0.35wt％的二氧化锡纳米颗粒，再加入0.25～0.60wt％的聚乙烯醇，充分搅拌得到涂覆剂；
(3)将涂覆剂涂覆在面罩本体(1)的内表面，涂覆厚度控制在50～500nm，即得超亲水涂层(2)。
5.根据权利要求1所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述面罩本体(1)的内侧面设有两个对称的连接部(4)，两个连接部(4)上均活动连接有佩戴架(5)，所述佩戴架(5)由位于连接端的伸缩部(51)和位于自由端的挂耳部(52)组成，两个连接部(4)之间还连接有承载杆(6)，所述承载杆(6)的中间位置设有鼻托(7)。
6.根据权利要求5所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述伸缩部(51)由第一杆体(511)和第二杆体(512)组成，所述第一杆体(511)一端头延伸出有螺杆，所述第二杆体(512)一端头开有螺孔，通过螺杆旋入螺孔内实现第一杆体(511)和第二杆体(512)的同轴连接。
7.根据权利要求1或5所述的一种一次性卫生防疫面罩，其特征在于：所述面罩本体(1)的顶部以及底部均形成有内翻面(8)。
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