CN113142709B - 一种减缓荷电损失的无纺布层叠方法和口罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减缓荷电损失的无纺布层叠方法和口罩。所述无纺布层叠方法，其特征在于：最内层为亲水性的吸水层(C层)；至少有2层疏水性的保护层(A层)；在相邻两个保护层之间，有且仅有1层驻极层(B层)；至少一对邻层之间为中空夹层，由支撑结构与空气构成，阻断毛细浸润的渗透。正规口罩滤层的孔隙是10μm量级，主要靠静电捕获纳米尺度的微粒，但现有口罩接触气态或液态水，局域静电流失，虽整体下降轻微，但会产生局域“过滤空洞”。本发明的防护口罩，对驻极层(B层)保护强化，每层B层都在一个ABA三层结构中，并且有中空夹层。主要有益效果为：减缓性能衰减，防止局域浸润导致“过滤空洞”，提升可靠性。

Description

一种减缓荷电损失的无纺布层叠方法和口罩
技术领域
本发明属于防护口罩技术领域，具体涉及防护口罩结构设计技术领域。
背景技术
一方面，近年来全球化逐渐深入,这也升高了流行疫病的风险。
目前广泛使用的N95型口罩对过滤病毒有着不错的效果，可以对空气动力学直 径为0.075μm±0.020μm的颗粒的过滤效率达到95％以上。
正规口罩滤层的孔隙是10um量级，对纳米尺度微粒，主要依靠静电捕获，但是 现有口罩接触气态或液态的水，整体性能下降轻微，但局域的静电量流失会产生″过滤 空洞″。现有口罩需改进驻极电荷的保护设计。
本发明的无纺布层叠方法，B层都在″三明治″式的ABA结构中，强化保护所 载荷的静电量，加以中空夹层设计，防止局部浸润穿透而导致″过滤空洞″。实施本发 明方法的口罩，包括片状口罩和立体杯型口罩，驻极电量损失趋缓，防护效果更可靠、 更持久。
发明内容
本发明公开一种减缓荷电损失的无纺布层叠方法和口罩，所述层叠方法是一种口罩结 构设计，旨在强化对驻极电量的保护。
本发明公开了一种口罩无纺布层叠方法，用于减缓口罩驻极层的荷电衰减，其 特征在于：口罩佩戴者视角下，由内往外，最内层为亲水性的吸水层(C层)；至少有 2层疏水性的保护层(A层)；在相邻两个保护层之间，有且仅有1层驻极层(B层)；各 无纺布层中，至少一对邻层的层间为中空夹层，中空夹层包含空气间隙，防水绝缘的 支撑结构。所述无纺布层的面积S1(计单面)，所述支撑结构沿分层法线在其表面投影 的总面积小于0.2S1。以水滴静态接触角θ表征，所述亲水性指θ<80°，所述疏水性 是指θ>120°。测量θ的条件符合：常温常压50％湿度，在水平放置无纺布表面，测量 2μl蒸馏水水滴的静态接触角θ。
所述无纺布层叠方法，一部分特征的等价表述为：1)总层数N，N≥4且是偶数； 2)所述层叠方法，当N取值4、6、8、10和12时的叠层，符号依次分别为CABA、 CABABA、CABABABA、CABABABABA、CABABABABABA；3)可见N增加2， 都是在叠层外侧，增加1层B和1层A。其中A层疏水绝缘，为B层驻极层的保护 层。
除此，还有至少一个中空夹层，将一对相邻层隔开，中空夹层包含空气间隙，防 水绝缘的支撑结构。虽然现有口罩外层，纤维本身不吸水，还有防泼水处理，但疏水 性与表面绒毛有关，降低了可靠性。表面一旦浸润，绒毛形状改变了，优异疏水性就 会消失；同时，″过滤空洞″可能发生。毛细管有垂直界面的吸液力，力大小反比于孔 径，因此对于孔隙大小在10μm量级的滤层，外层表面局部的浸润会垂直向内扩展， 这应该是口罩失效的主要机制，会发生各种防护级别的口罩。最坏情况，一小滴液体 穿透所有滤层，口罩形成″过滤空洞″。
本发明的无纺布层叠方法，B层都在″三明治″式的ABA结构中，强化保护所载 荷的静电量，加以中空夹层设计，防止局部浸润穿透而导致″过滤空洞″。实施本发明 方法的口罩，包括片状口罩和立体杯型口罩，驻极电量损失趋缓，防护效果更可靠、 更持久。
附图说明
图1为实施本发明层叠方法的实施例1的无纺布层叠方法示意图。
图2为图1相同对象的不同视角的示意图。
图3为实施例1的4层片状口罩结构示意图。
图4为实施本发明层叠方法的实施例2的6层立体口罩的层叠方法示意图。
图5为实施例2的6层立体口罩的结构示意图。
图1与图2中：31为内层吸水层，32保护层，33为驻极层，34为外层保护 层，321为中空夹层的支撑结构；图3中：1为实施例1的口罩边框，2为实施例1的 口罩挂耳，3为实施例1的口罩主体；图4中：41为内层吸水层，42保护层，43为驻 极层，44为保护层，45为驻极层，46为外层保护层；图5中：4为实施例2的口罩主 体，5为实施例2的口罩系带，6为实施例2的口罩边框。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详述：
本发明提出了一种减缓荷电损失的无纺布层叠方法，所述无纺布层叠方法特征在于：最内层为亲水性的吸水层(C层)；内层外侧，至少有2层疏水性的保护层(A 层)；在相邻两个保护层之间，有且仅有1层驻极层(B层)；各无纺布层中，至少一对 邻层的层间为中空夹层，中空夹层包含空气间隙及支撑结构。
图1与图2为不同视角下实施例1的一种片状口罩的4层无纺布层叠方法示意 图，实施例1是实施本发明无纺布层叠方法的最简形式。
图3示出了本发明的实施例1一种片状口罩结构，其结构包含口罩边框、口罩 挂耳、口罩主体；所述口罩主体，由多层层叠而成，包含的4层无纺布层内往外依次 为C层、A层、B层和A层(即CABA结构)；所述B层带有正电荷，内侧A层外表 面对称分布圆柱形凸起，是中空夹层的支撑结构；所述最外层A，其纤维表面有超疏 水(θ≥140°)涂层，所述涂层的涂料还含有离子络合剂；所述最外层A的表面，超疏 水涂层含有离子络合剂，气流通过时，部分阳离子(理论上)会被吸附，使待过滤气体 的整体电负性增强，根据库仑定律可知驻极层对其库仑力(静电吸引力)更强。
图4示出了本发明实施例2的一种立体杯型口罩的6层无纺布层叠方法，图5 示出了实施例2一种立体杯型口罩的结构；实施例2口罩结构，至少包含口罩边框、 口罩系带、口罩主体；所述口罩主体，由6层层叠而成，由内往外依次为C层、A层、 B层、A层、B层、A层(即CABABA结构)；两个B层，载有同号的驻极电荷；外侧 B层与相邻两A层的层间，都有中空夹层。
所述实施例1和实施例2，都有中空夹层设计，中空夹层包含空气间隙，防水 绝缘的支撑结构将一对相邻层隔开。所述的无纺布层的单面面积S1，所述支撑结构，沿 无纺布层法线在其表面投影的总面积小于0.2S1。
所述中空夹层设计，可克服现有口罩的下述缺陷：现有口罩纤维本身不吸水，外层还有防泼水处理，但部分疏水性与表面绒毛有关，降低了可靠性。表面一旦浸润， 绒毛变形，优异疏水性就消失；然后，″过滤空洞″可能发生，毛细管有垂直界面的吸 液力，力大小反比于孔径，因此对于孔隙大小在10μm量级的滤层，外层表面局部的 浸润会垂直向内扩展，这应该是口罩失效的主要机制，会发生各种防护级别的口罩。 最坏情况，一小滴液体穿透所有滤层，口罩形成″过滤空洞″。所述的中空夹层设计， 可以阻止浸润沿垂直表面方向扩展，增强对驻极电荷的保护。
本发明的无纺布层叠方法，B层都在″三明治″式的ABA结构中，强化保护所 载荷的静电量，加以中空夹层设计，防止局部浸润穿透而导致″过滤空洞″。实施本发 明方法的口罩，包括片状口罩和立体杯型口罩，驻极电量的损失趋缓，防护效果更可 靠持久。
以上所述仅为本发明的有限数量的实施例，仅为非必要性辅助说明，不应视作 对权利要求范围或含义的限制。
本发明要求保护范围由所附权利要求书及其等同物界定。依本发明权利要求所作的等同变化，均应无条件地落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种无纺布层叠方法，用于减缓口罩驻极层的荷电衰减，其特征在于：口罩佩戴者视角下由内往外，最内层为亲水性的吸水层C层；内层外侧，至少有2层疏水性的保护层A层；在相邻两个保护层之间，有且仅有1层驻极层B层；各无纺布层中，至少一对邻层的层间为中空夹层，中空夹层包含空气间隙及支撑结构；将常温常压约50％湿度下，水平放置的无纺布表面上，约2μl蒸馏水水滴的静态接触角记作θ，则所述亲水性指θ≤80°，所述疏水性是指θ≥120°；所述无纺布层中的任一分层，其单面面积S1，所述支撑结构沿分层法线在分层表面投影的总面积小于0.2S1；所述的中空夹层设计，可以阻止浸润沿垂直表面方向扩展，增强对驻极电荷的保护。
2.一种实施权利要求1所述无纺布层叠方法的口罩，其特征在于：其结构包含口罩边框、挂耳或系带、口罩主体；所述口罩主体，其为总层数M且含 N层无纺布的层叠结构，N≥4且N为偶数，M≥N；佩戴者视角下由内往外，忽略M层中存在的非无纺布层，则所述N层无纺布的层叠方法符合权利要求1所述无纺布层叠方法的全部特征。
3.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于：其为片状口罩，结构至少包含口罩边框、挂耳或系带、口罩主体；所述口罩主体，其为含 4层无纺布的层叠结构，佩戴者视角下由内往外，忽略存在的非无纺布层，则所述4层无纺布依次为C层、A层、B层和A层，即CABA结构；所述B层带有正电荷，内侧A层的外侧面对称分布圆柱形凸起，所述凸起为中空夹层的支撑结构；外侧A层的外侧面为超疏水表面θ≥140°，所述超疏水的表面的纤维的表面有超疏水涂层，所述涂层所用涂料的组分包含离子络合剂。
4.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于：其为立体杯型口罩，结构至少包含口罩边框、挂耳或系带、口罩主体；所述口罩主体，其为含 6层无纺布的层叠结构，佩戴者视角下由内往外，忽略存在的非无纺布层，则所述6层无纺布依次为C层、A层、B层、A层、B层和A层，即CABABA结构；两个驻极层B层，带同号驻极电荷，外侧B层与相邻两A层的之间，分别都有中空夹层结构。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1636610A (zh) * 2003-12-31 2005-07-13 詹家注 带有插入的间隔件的呼吸面罩
CN103249458A (zh) * 2010-12-28 2013-08-14 3M创新有限公司 防飞溅流体的过滤式面罩呼吸器
KR20150107037A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 정정대 방진 마스크
WO2016125173A1 (en) * 2015-02-08 2016-08-11 Argaman Technologies Ltd. Antimicrobial fabric materials for use in safety masks and personal protection clothing
CN111227358A (zh) * 2020-03-10 2020-06-05 南京威安新材料科技有限公司 一种新型防病毒口罩
CN111567927A (zh) * 2020-04-10 2020-08-25 北京大学深圳研究生院 一种疏水杀菌口罩
CN111648137A (zh) * 2020-05-22 2020-09-11 华北电力大学 一种双层浸润性功能纺织表面的口罩套
KR20200107692A (ko) * 2019-03-08 2020-09-16 김회철 소취기능과 항균기능이 부가된 황사방지용마스크
CN111789328A (zh) * 2020-08-06 2020-10-20 浙江宇安医疗科技有限公司 一种杯型中空防护口罩及制备方法
CN212088277U (zh) * 2020-04-16 2020-12-08 扬州市广陵区中医院 一种医用外科口罩

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107549901A (zh) * 2017-10-19 2018-01-09 陕西科技大学 一种防雾化防雾霾强吸湿口罩制备方法及产品

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1636610A (zh) * 2003-12-31 2005-07-13 詹家注 带有插入的间隔件的呼吸面罩
CN103249458A (zh) * 2010-12-28 2013-08-14 3M创新有限公司 防飞溅流体的过滤式面罩呼吸器
KR20150107037A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 정정대 방진 마스크
WO2016125173A1 (en) * 2015-02-08 2016-08-11 Argaman Technologies Ltd. Antimicrobial fabric materials for use in safety masks and personal protection clothing
KR20200107692A (ko) * 2019-03-08 2020-09-16 김회철 소취기능과 항균기능이 부가된 황사방지용마스크
CN111227358A (zh) * 2020-03-10 2020-06-05 南京威安新材料科技有限公司 一种新型防病毒口罩
CN111567927A (zh) * 2020-04-10 2020-08-25 北京大学深圳研究生院 一种疏水杀菌口罩
CN212088277U (zh) * 2020-04-16 2020-12-08 扬州市广陵区中医院 一种医用外科口罩
CN111648137A (zh) * 2020-05-22 2020-09-11 华北电力大学 一种双层浸润性功能纺织表面的口罩套
CN111789328A (zh) * 2020-08-06 2020-10-20 浙江宇安医疗科技有限公司 一种杯型中空防护口罩及制备方法

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