CN111567930B - 一种针织全成形3d口罩 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种针织全成形3D口罩，属于纺织技术领域。本发明的针织全成形3D口罩是以一体成形的方式编织而成，节省了后期加工时间，织造效率提高；口罩罩体下方的开口设计，可方便进行过滤材料的更换，可多次使用，具有良好的环保作用；鼻翼处依靠针织物自身的柔软性与鼻翼处贴合，再结合耳带前后不同的长度设计，使得该口罩与人体脸部更加贴合；口罩罩体依据人体的鼻梁、嘴部以及下巴等部位进行了一定角度的曲线设计，连接部分也根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计，使其更符合人体工学，整体呈现内凹外凸的3D立体效果，增加口罩的美观性。

Description

一种针织全成形3D口罩
技术领域
本发明涉及一种针织全成形3D口罩，属于纺织技术领域。
背景技术
口罩是人们在日常生活中经常用到的卫生用品，一般佩戴在口鼻部位，用以过滤空气中的灰尘、病菌等异物以及有害气体和飞沫等，防止其进入呼吸器官，影响身体健康；尤其是在严重的雾霾地区，口罩便成为了人们首选的防护用具。
目前市场上常用的口罩结构包括口罩罩体和两侧的系带，这类口罩的制作需要经过后期的缝制，即先把若干层纺织品进行裁剪后制成罩体，使其呈现袋形，再将系带缝制在罩体上，这种方法的操作步骤繁琐，费时费力，人工成本耗费多，生产效率低；其次，为了贴合人体的面部轮廓，这类口罩的鼻翼部分设置有鼻夹，一般为钢丝材质，长时间使用，鼻翼处会产生疼痛感；此外，现有口罩中的过滤网的安装过程较为繁琐，且不方便进行更换。
现有的3D立体口罩多为无纺布或者采用3D打印制成的。无纺布制成的这类3D口罩，材料较硬，与人体面部不贴合；且鼻翼部分设置有鼻夹，一般为钢丝材质，长时间使用，鼻翼处会产生疼痛感。而采用3D打印技术生产的口罩都采用塑料、橡胶、树脂等材料制成，材料较硬，且不透气，长期佩戴容易产生疼痛感和闷热感。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有立体效果的针织全成形3D口罩。本发明设计的口罩，口罩罩体和耳带部分是由一体成形编织而成，避免了后续如缝纫等的后处理加工，大大提高了制造效率；耳带部分的设计考虑了人体耳部结构，在此基础上，采用棉纱和包覆纱进行织造，使得口罩在与人体脸部及耳部贴合时，更加地柔软舒适；通过口罩罩体左右两侧局部的集圈编织使前后片相连接，使得填充材料更加稳固，且更好地贴合人体；口罩罩体依据人体的鼻梁、鼻翼、嘴部以及下巴等部位进行了一定角度的曲线设计，连接部分也根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计，使其更符合人体工学，整体呈现内凹外凸的3D立体效果，增加口罩的美观性。
本发明的第一个目的是提供一种针织全成形3D口罩，所述的针织全成形3D口罩包括口罩罩体和耳带，所述的口罩罩体和耳带是一次立体成形编织，所述口罩罩体下面留有开口；在口罩罩体中间的鼻梁、嘴部以及下颚线部分通过角度的设计呈现3D立体结构；所述的口罩罩体是依据人体的鼻梁、嘴部以及下巴等部位进行了一定角度的曲线设计，鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度。
在本发明一种实施方式中，成人口罩的尺寸为：鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度，长度为3-5cm；鼻尖与嘴部连接部分与水平方向的夹角为90度，长度为7-8cm；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度，长度为5-6cm。
在本发明一种实施方式中，儿童口罩的尺寸为：鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度，长度为3-4cm；鼻尖与嘴部连接部与水平方向的夹角为90度，长度为5-6cm；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度，长度为4-5cm。
在本发明一种实施方式中，所述的口罩罩体中鼻梁、嘴部以及下巴部位进行的角度设计的编织方法是：该部分采用的是局部编织的方式，在进行编织时先进行前针床的编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，随后编织长度有所减小，编织方式不变，逐渐形成上述角度的编织；在进行后针床的编织时，编织长度由长变短，形成和前针床相反的角度。
在本发明一种实施方式中，口罩罩体鼻翼处与竖直方向的夹角为55-60度，使得鼻翼处与面部更贴合，无需设置鼻夹可达到较好的密合性，且佩戴更柔软舒适。
在本发明一种实施方式中，口罩罩体和耳带通过前后集圈相连接，避免由于空气层范围过大，过滤垫等填充物发生滑移。
在本发明一种实施方式中，在口罩罩体和耳带的连接部位根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计以使得口罩与人体面部更贴合，达到较好的密合性；所述连接部位在与人体颧骨接触的连接部位边缘线与水平方向呈55-65度，与人体下颚线接触的连接部位边缘线与水平方向呈40-55度，中间部分与水平方向呈90度。
在本发明一种实施方式中，所述针织全成形3D口罩所用的纱线原料为棉纱和包覆纱；棉纱位于编织层的外部，包覆纱位于编织层的内部，使得与人脸贴合的口罩表面更加柔软舒适。
优选地，所述的针织全成形3D口罩由2根60D的双股线棉纱和20/70D的包覆纱混纺织造而成。
在本发明一种实施方式中，所述全成形3D口罩主体为空气层组织，起到透气、吸湿、保暖的效果。
在本发明一种实施方式中，所述的口罩罩体下面留有开口，便于塞入过滤垫、海绵体等填充物。
在本发明一种实施方式中，所述耳带包括靠近耳朵上缘的前带和靠近耳朵下缘的后带，前带和后带通过耳背带连接，所述的耳带的后带长度大于前带长度，更符合人体面部曲线，使得口罩罩体与人体面部和鼻梁更贴合，提高口罩的密闭性。
本发明的第二个目的是提供一种制备上述针织全成形3D口罩的方法，在本发明的一种实施方式中，所述针织全成形口罩的编织方法是：通过收放针的方式编织一只耳带部分，然后通过局部编织形成口罩罩体，最后进行另一只耳带的编织；所述的口罩罩体下面留有开口，便于塞入过滤垫、海绵体等填充物；口罩罩体四周部分的前后集圈相连接，且根据人体颧骨及下颚线曲线进行了角度设计，剩余部分为空气层组织。
在本发明一种实施方式中，所述的针织全成形3D口罩是在岛精机器上进行织造，使用两把纱嘴；在进行编织时，先起头编织耳背部分的耳带，然后编织空气层组织，前床编织一次，后床编织一次，做八组循环，后经平收针形成耳背耳带；然后通过左收针右加针的方式编织右耳耳带的后带，再编织前带；在口罩罩体和耳带的连接部位，集圈前后连接，形成防滑区域，接着进行口罩罩体的局部编织，即C形编织，按照后片的下半部分—前片的下半部分—前片的上半部分—后片的上半部分的编织顺序进行编织，两侧少织中间多织，形成中间凹陷部位；前片多织后片少织，形成后片向前片方向凹陷的效果，整体呈现3D立体外观；最后按照编织右耳带的方式编织左耳耳带的后带，再编织前带。
在本发明一种实施方式中，所述的口罩罩体中鼻梁、嘴部以及下巴部位进行的角度设计的编织方法是：该部分采用的是局部编织的方式，在进行编织时先进行前针床的编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，随后编织长度有所减小，编织方式不变，逐渐形成上述角度的编织；在进行后针床的编织时，编织长度由长变短，形成和前针床相反的角度。
在本发明一种实施方式中，所述针织全成形3D口罩罩体集圈连接部分的局部编织工艺为：在编织时，2号纱嘴引入棉纱，在前针床进行满针成圈编织，4号纱嘴引入包覆纱，在后针床进行满针成圈编织，然后2号纱嘴继续进行前针床的满针成圈编织，4号纱嘴在相应的织针位置进行前针床集圈，后针床成圈的编织，剩余的织针进行后针床成圈的编织。
在本发明一种实施方式中，所述针织全成形3D口罩罩体的开口编织工艺为：所述的开口编织也称作“C”形编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，再从左侧绕到后针床进行从左向右的顺序进行满针成圈编织，往复一次后回到左侧，再绕到前针床，进行上述方式的编织，循环编织形成一定横列后，4号纱嘴只进行后针床的局部编织，2号纱嘴只进行前针床的局部编织，形成空气层组织，这样便可形成位于口罩罩体下部的开口。
本发明的第三个目的是提供一种N95口罩，向上述口罩中加入无纺布滤芯，所述滤芯材料选自聚丙烯、聚烯烃、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。
本发明的第四个目的是提供一种防雾霾口罩，向上述口罩中加入360°适应性密封圈滤芯。
本发明的有益效果：
本发明的针织全成形3D口罩，口罩罩体和耳带部分是由一体成形编织而成，避免了后续如缝纫等的后处理加工，大大提高了制造效率；口罩罩体下方的开口设计，可方便进行过滤材料的更换，可多次使用，具有良好的环保作用；耳带部分的设计考虑了人体耳部结构，在此基础上，采用棉纱和包覆纱进行织造，使得口罩在与人体脸部及耳部贴合时，更加地柔软舒适；通过口罩罩体左右两侧局部的集圈编织使前后片相连接，避免由于空气层范围过大，过滤垫等填充物发生滑移，同时连接部分也考虑到人体面部的轮廓，进行了一定的曲线设计，使得填充材料更加稳固，且更好地贴合人体；口罩罩体依据人体的鼻梁、嘴部以及下巴等部位进行了一定角度的曲线设计，连接部分也根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计，使其更符合人体工学，整体呈现内凹外凸的3D立体效果，增加口罩的美观性。
附图说明
图1为所述针织全成形3D口罩的立体结构示意图；其中，1为所述的针织全成形3D口罩罩体，2为口罩耳带，3为口罩罩体的开口处。
图2为折叠后的针织全成形3D口罩的侧面角度设计示意图；其中，4为口罩折叠后罩体呈现的曲线分布，5为口罩罩体和耳带的连接部位；①为鼻梁处与水平方向的夹角，②为鼻尖与嘴部连接部与水平方向的夹角，③为嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角，④为鼻梁长度，⑤为鼻尖到嘴部的长度，⑥为下巴长度，⑦为鼻翼处与竖直方向的夹角；⑧为人体颧骨接触的连接部位边缘线与水平方向的夹角，⑨为人体下颚线接触的连接部位边缘线与水平方向的夹角。
图3为在所述针织全成形3D口罩的罩体中装入过滤垫等内部材料的示意图；其中，6为所要填充的内部材料。
图4为所述针织全成形3D口罩的背面平面及示意图；其中，①为右耳前带，②为右耳后带，③为右耳耳背带，④为口罩罩体开口，⑤为左耳后带，⑥为左耳耳背带，⑦为左耳前带，⑧为口罩罩体和耳带的连接部位。
图5为所述针织全成形3D口罩的上机编织分解示意图；其中，1为右耳耳背带，2为右耳后带，3为右耳前带，4为右耳侧集圈连接处，5为口罩罩体后片的下半部分，6为前片的下半部分，7为前片的上半部分，8为后片的上半部分，9为左耳侧集圈连接处，10为左耳后带，11为左耳前带，l2为左耳耳背带。
图6为所述针织全成形3D口罩罩体固定内部材料部分的局部编织工艺图；其中，2为2号纱嘴，4为4号纱嘴，F为前针床，B为后针床。
图7为所述针织全成形3D口罩罩体的开口编织工艺图；其中，F为前针床，B为后针床。
图8为所述针织全成形3D口罩罩体的侧面角度编织工艺图。
图9为所述针织全成形3D口罩的实物图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
实施例1：一种针织全成形3D口罩
如图1和图2所示，为所述针织全成形3D口罩的立体结构及折叠后的侧面角度设计示意图，1为所述的针织全成形3D口罩罩体，2为口罩耳带，3为口罩罩体的开口处，位于罩体的正下方，开口长度为7cm；4为口罩折叠后罩体呈现的曲线分布，考虑到与人脸部的鼻梁、嘴部及下巴贴合，鼻梁处①与水平方向的夹角为65度，长度④为4cm；鼻翼处与竖直方向的夹角⑦为55度，鼻尖与嘴部连接部分②与水平方向的夹角为90度，长度⑤为7.5cm；嘴部与下巴连接处③与水平方向的夹角为55度，长度⑥为5.5cm。在口罩罩体和耳带的连接部位5根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计以使得口罩与人体面部更贴合，达到较好的密合性；口罩罩体和耳带的连接部位5在与人体颧骨接触的连接部位边缘线⑧与水平方向呈60度，与人体下颚线接触的连接部位边缘线⑨与水平方向呈50度，中间部分与水平方向呈90度，口罩罩体设计成如图2所示的曲线形状。
儿童口罩尺寸为：鼻梁处与水平方向的夹角为65度，长度为3.5cm；鼻尖与嘴部连接部分与水平方向的夹角为90度，长度为5.5cm；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为55度，长度为4.5cm。
如图3所示，为在所述针织全成形3D口罩的罩体中装入过滤垫等内部材料的示意图，6为所要填充的内部材料，如滤芯、过滤网、硅胶或海绵垫等。
如图4所示，所述针织全成形3D口罩的背面平面图，①为右耳前带，②为右耳后带，③为右耳耳背带，④为口罩罩体开口，⑤为左耳后带，⑥为左耳耳背带，⑦为左耳前带，⑧为口罩罩体和耳带的连接部位，可用于固定填充物。所述耳带包括靠近耳朵上缘的前带、靠近耳朵下缘的后带和耳背带，前带和后带通过耳背带连接，所述后带长度大于前带长度；根据耳朵的轮廓构型，通过收放针的方式控制左右耳带的前后带长度差异，通过平收针的方式使得耳背带有一定水平长度，用以连接前后耳带。
实施例2：一种制备针织全成形3D口罩的方法
如图5所示，为所述针织全成形3D口罩的上机编织示意图，1为右耳耳背带，2为右耳后带，3为右耳前带，4为右耳侧集圈连接处，5为口罩罩体后片的下半部分，6为前片的下半部分，7为前片的上半部分，8为后片的上半部分，9为左耳侧集圈连接处，10为左耳后带，11为左耳前带，l2为左耳耳背带。在进行编织时，先起头编织耳背部分的耳带，然后编织空气层组织，前床编织一次，后床编织一次，做八组循环，后经平收针形成耳背耳带；然后通过左收针右加针的方式编织右耳耳带的后带，再编织前带；在口罩罩体和耳带的连接部位，集圈前后连接，形成防滑区域，能避免由于空气层范围过大，过滤垫等填充物发生滑移；接着进行口罩罩体的局部编织，即C形编织，按照后片的下半部分—前片的下半部分—前片的上半部分—后片的上半部分的编织顺序进行编织，两侧少织中间多织，形成中间凹陷部位；前片多织后片少织，形成后片向前片方向凹陷的效果，整体呈现3D立体外观；最后按照编织右耳带的方式编织左耳耳带的后带，再编织前带。
如图6所示，为所述针织全成形3D口罩罩体固定内部材料部分的局部编织工艺图，在编织时，2号纱嘴引入棉纱，在前针床进行满针成圈编织，4号纱嘴引入包覆纱，在后针床进行满针成圈编织，然后2号纱嘴继续进行前针床的满针成圈编织，4号纱嘴在指定的织针位置进行前针床集圈，后针床成圈的编织，剩余的织针进行后针床成圈的编织。
如图7所示，为所述针织全成形3D口罩罩体的开口编织工艺图，所述的开口编织也称作“C”形编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，再从左侧绕到后针床进行从左向右的顺序进行满针成圈编织，往复一次后回到左侧，再绕到前针床，进行上述方式的编织，循环编织形成一定横列后，4号纱嘴只进行后针床的局部编织，2号纱嘴只进行前针床的局部编织，形成空气层组织，这样便可形成如图4所示的位于口罩罩体下部的开口。
如图8所示，为所述针织全成形3D口罩罩体的侧面角度编织工艺图，该部分采用的是局部编织的方式，在进行编织时先进行前针床的编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，随后编织长度有所减小，编织方式不变，逐渐形成如箭头所示角度的编织；在进行后针床的编织时，编织长度由长变短，形成和前针床相反的角度。
本实施例的针织全成形3D口罩是以一体成形的方式编织而成，节省了后期加工时间，织造效率提高；口罩罩体下方的开口设计，可方便进行过滤材料的更换，可多次使用，具有良好的环保作用；鼻翼处依靠针织物自身的柔软性与鼻翼处贴合，再结合耳带前后不同的长度设计，使得该口罩与人体脸部更加贴合；口罩依据人体的鼻翼、嘴部以及下巴等部位进行了一定角度的曲线设计，连接部分也根据人体的颧骨和下颚线进行了角度设计，使其更符合人体工学，整体呈现内凹外凸的3D立体效果，增加口罩的美观性。
实施例3：一种N95口罩
向实施例2制备得到的针织全成形3D口罩中加入多层熔喷无纺布滤芯，织物材料可选择聚丙烯、聚烯烃、聚酯和聚酰胺等，经GB2626-2019等指标的呼吸防护口罩测试，过滤效率能达到98％，符合N95标准。
实施例4：一种防雾霾口罩
向实施例2制备得到的针织全成形3D口罩中加入360°适应性密封圈滤芯，用CEM四合一粒子计数器DT-9880M测量过滤前气体中的颗粒物浓度和过滤后气体中的颗粒物浓度，计算得出口罩对PM2.5的过滤效率高达98％，能有效阻挡空气中PM0.3以上的微粒，符合T/CTCA1-2015-F95标准。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种制备针织全成形3D口罩的方法，其特征在于，所述针织全成形3D口罩包括口罩罩体和耳带，所述口罩罩体和耳带是一次立体成形编织而成的，所述口罩罩体下面留有开口；在口罩罩体中间的鼻梁、嘴部以及下颚线部分通过角度的设计呈现3D立体结构；所述口罩罩体是依据人体的鼻梁、嘴部以及下巴部位进行了一定角度的曲线设计，鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度；
所述针织全成形3D口罩的编织方法是：通过收放针的方式编织一只耳带部分，然后通过局部编织形成口罩罩体，最后进行另一只耳带的编织；所述的口罩罩体下面留有开口；口罩罩体四周部分的前后集圈相连接，且根据人体颧骨及下颚线曲线进行了角度设计，口罩罩体剩余部分为空气层组织；
所述的针织全成形3D口罩是在岛精机器上进行织造，使用两把纱嘴；在进行编织时，先起头编织耳背部分的耳带，先通过左收针右加针的方式编织右耳耳带的后带，再编织右耳耳带的前带；在口罩罩体和耳带的连接部位，集圈前后连接，形成防滑区域；接着进行口罩罩体的局部编织，即C形编织，按照后片的下半部分、前片的下半部分、前片的上半部分、后片的上半部分的编织顺序进行编织，两侧少织中间多织，形成中间凹陷部位；前片多织后片少织，形成后片向前片方向凹陷的效果，整体呈现3D立体外观；最后按照编织右耳带的方式编织左耳耳带的后带，再编织左耳耳带的前带；
所述的口罩罩体中鼻梁、嘴部以及下巴部位进行的角度设计的编织方法是局部编织的方式，具体为，在进行编织时先进行前针床的编织，先从前针床左侧满针成圈编织到右侧形成一横列，然后从右侧以同样的编织方式编织到左侧，随后编织长度有所减小，编织方式不变，逐渐形成不同角度的编织；在进行后针床的编织时，编织长度由长变短，形成和前针床相反的角度；
所述连接部位在与人体颧骨接触的连接部位边缘线与水平方向呈55-65度，与人体下颚线接触的连接部位边缘线与水平方向呈40-55度，中间部分与水平方向呈90度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，成人口罩的尺寸为：鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度，长度为3-5cm；鼻尖与嘴部连接部分与水平方向的夹角为90度，长度为7-8cm；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度，长度为5-6cm；
儿童口罩的尺寸为：鼻梁处与水平方向的夹角为60-70度，长度为3-4cm；鼻尖与嘴部连接部与水平方向的夹角为90度，长度为5-6cm；嘴部与下巴连接处与水平方向的夹角为50-60度，长度为4-5cm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，口罩罩体鼻翼处与竖直方向的夹角为55-60度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，口罩罩体鼻翼处与竖直方向的夹角为55-60度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述耳带包括靠近耳朵上缘的前带和靠近耳朵下缘的后带，前带和后带通过耳背带连接，所述后带长度大于前带长度。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述针织全成形3D口罩所用的纱线原料为棉纱和包覆纱；棉纱位于编织层的外部，包覆纱位于编织层的内部；所述全成形3D口罩主体为空气层组织。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述针织全成形3D口罩所用的纱线原料为棉纱和包覆纱；棉纱位于编织层的外部，包覆纱位于编织层的内部；所述全成形3D口罩主体为空气层组织。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的针织全成形3D口罩。
9.一种N95口罩，其特征在于，向权利要求8所述的针织全成形3D口罩中加入无纺布滤芯，所述无纺布滤芯的材料选自聚丙烯、聚烯烃、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。
10.一种防雾霾口罩，其特征在于，向权利要求8所述的针织全成形3D口罩中加入360°适应性密封圈滤芯。
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