CN205250400U - 口罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于呼吸保护装置领域,尤其涉及一种口罩。本实用新型口罩，包括口罩本体；口罩本体包括依次顺序放置的第一表面层、第一网孔编织导电层、第二网孔编织导电层、第二表面层；处于使用状态时，第一网孔编织导电层与直流脉冲电源的正极连接，第二网孔编织导电层与直流脉冲电源的负极连接。该口罩能够有效阻拦PM2.5，杀灭空气中的细菌、病毒微生物，降解各类气体污染物，呼吸阻力小，重量轻，佩戴舒适。

Description

口罩

技术领域

本实用新型属于呼吸保护装置领域,尤其涉及一种口罩。

背景技术

口罩是日常生活中常用的卫生用品之一,用于防寒保暖、阻隔病菌等。近些年频繁出现雾霾天气，空气中漂浮的PM2.5远超过居住环境标准允许的上限。传统的24层棉纱口罩过滤空气中漂浮微粒的效率低，呼吸阻力大，并不适合在雾霾天气佩戴。一次性医用口罩的呼吸阻力适中，但几乎不具有过滤空气中漂浮微粒的能力。

在口罩中设置HEPA高效粒子空气过滤隔层，能够防止吸入空气中的漂浮微粒。若该过滤隔层的孔径过小，则呼吸阻力过大，呼吸不畅。

负离子口罩，则是通过负离子与空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合并聚成加大颗粒降落而净化空气。负离子材料向空气中释放的负离子量实际上微乎其微，鲜有效果。对空气进行电晕放电，使空气电离得到空气负离子则需要一个输出数千伏的负高压脉冲发生器。但空气电晕放电存在高压触电危险，且电晕放电所生成的臭氧有致癌危险反而有害健康。

另外，空气中除了可吸入颗粒物，还存在二氧化硫、氮氧化物、甲醛等气态污染物，超微过滤或负离子技术对这类污染物基本无效。进一步，空气中的细菌、病毒微生物等，单纯靠微过滤或负离子也难以去除。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型旨在提出一种口罩。该口罩能够有效阻拦PM2.5，杀灭空气中的细菌、病毒微生物，降解各类气体污染物，呼吸阻力小，重量轻，佩戴舒适，且低电磁干扰、无臭氧。

本实用新型口罩，包括口罩本体；口罩本体包括依次顺序放置的第一表面层、第一网孔编织导电层、第二网孔编织导电层、第二表面层；处于使用状态时，第一网孔编织导电层与直流脉冲电源的正极连接，第二网孔编织导电层与直流脉冲电源的负极连接。

进一步地，该实用新型口罩的直流脉冲电源为恒功率直流脉冲电源。

进一步地，该实用新型口罩的第一网孔编织导电层为金属丝网孔编织的防静电布。

进一步地，该实用新型口罩的第二网孔编织导电层为活性炭纤维材料或掺入竹炭纤维的棉纺织布。

进一步地，该实用新型口罩亲水性多孔层的材质为有机纤维。

进一步地，该实用新型口罩亲水性多孔层的平均孔径大于1mm。

进一步地，该实用新型口罩亲水性多孔层的平均孔径小于3mm。

进一步地，该实用新型口罩亲水性多孔层的厚度不小于1毫米。

进一步地，该实用新型口罩恒功率直流脉冲电源的输出电压变化范围为0.2～12KV，该恒功率直流脉冲电源的脉冲频率范围为0～50Hz。

进一步地，该实用新型口罩第二表面层可从第二网孔编织导电层拆除，或粘贴于第二网孔编织导电层上。

进一步地，该实用新型口罩的第二表面层为无纺布，其上涂覆有药液或美容保湿材料。

进一步地，该实用新型口罩的直流脉冲电源远离口罩本体设置，第一网孔编织导电层和第二网孔编织导电层分别通过绝缘导线与该直流脉冲电源连接。

本实用新型口罩的第一表面层是距离口鼻最远的最外层，第一网孔编织导电层放置在第一表面层之后，为进风侧；第二网孔编织导电层为出风侧。直流脉冲电源对第一网孔编织导电层、第二网孔编织导电层分别施加正负电压，从而形成了一个口罩外侧为正、内侧为负的静电场。基于静电荷同性相吸、异性相斥的原理，空气中带正电的灰尘、微生物颗粒等被外侧正电场排斥，被阻挡在口罩第一表面层；空气中带负电荷的灰尘、微生物颗粒等被吸附到第一网孔编织导电层的表面，在数千伏高压静电场作用下，灰尘被吸附，微生物被高压电场杀灭。

人们的呼吸过程包括吸入空气并呼出经过肺部交换后的空气。佩戴口罩后，佩戴者呼出的空气中包含一定水分，通常佩戴口罩一段时间后，口罩内会积累一定的水汽，表现为口罩贴合口唇的部位会逐渐变得潮湿。

本实用新型口罩亲水性多孔层可蓄积佩戴者呼出空气中的水分，亲水性多孔层的含水量随佩戴时间延长而增加。当尚未吸附到水分或吸附到的水分少时，亲水性多孔层的导电能力弱。当吸附到的水分多时，亲水性多孔层的导电能力强。因此，亲水性多孔层等效为其两侧网孔编织导电层间的一个可变负载。

当亲水性多孔层的大量微孔内蓄有足够水时，亲水性多孔层的导电能力强，等效为一个较小的负载。接通直流脉冲电源后，直流脉冲电源运行工况表现为宽脉冲低电平输出且维持较大负荷电流。这时，亲水性多孔层及其两侧的网孔编织导电层构成一个电解池。其中，进风侧网孔编织导电层发生阳极反应，生成氧气。

该氧气在进风压作用下，进入亲水性多孔层蓄满水的微孔内。亲水性多孔层内分布的大量微孔相当于大量的微电极。在微电极处，氧气溶解在水中，出现气泡效应。水在微孔内作用的低电平高能脉冲作用下，诱发产生超低压等离子放电现象，从而在亲水性多孔层间生成大量等离子群，包括羟自由基(HO·)、超氧自由基阴离子(·O₂ ^–)、单线态氧(¹O2)等。这些氧化因子群可降解空气中的各种化学污染物以及灭活空气中的各种病菌等。

因此，本实用新型口罩能够有效阻拦PM2.5，杀灭空气中的细菌、病毒微生物，降解各类气体污染物，呼吸阻力小，重量轻，佩戴舒适。

附图说明

图1是本实用新型口罩实施例1的组成示意图；

图2是本实用新型口罩实施例2的组成示意图；

1、第一表面层

2、第一网孔编织导电层

3、亲水性多孔层

4、第二网孔编织导电层

5、第二表面层

6、直流脉冲电源

6A、恒功率直流脉冲电源。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本实用新型，但是，应当理解为，这些实用新型仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例的口罩，包括口罩本体；口罩本体包括依次顺序放置的第一表面层1、第一网孔编织导电层2、亲水性多孔网3、第二网孔编织导电层4、第二表面层5；处于使用状态时，第一网孔编织导电层2与直流脉冲电源6的正极连接，第二网孔编织导电层4与直流脉冲电源6的负极连接。

其中，第一表面层1、第一网孔编织导电层2、亲水性多孔网3、第二网孔编织导电层4及第二表面层5的尺寸、形状大致相同。上述大致相同的尺寸、形状，应当理解为，为适应脸部轮廓，各层的尺寸、形状可以进行适应性调整。

本实用新型实施例口罩第一表面层1距离口鼻最远，是口罩的最外层。第二表面层5距离口鼻最近，是口罩的最内层。第一网孔编织导电层2放置在第一表面层1之后，为进风侧；第二网孔编织导电层4为出风侧。

直流脉冲电源6对第一网孔编织导电层2、第二网孔编织导电层4分别施加正负电压，从而形成了一个口罩外侧为正、内侧为负的静电场。基于静电荷同性相吸、异性相斥的原理，空气中带正电的灰尘、微生物颗粒等被外侧正电场排斥，被阻挡在口罩第一表面层1；空气中带负电荷的灰尘、微生物颗粒等被吸附到第一网孔编织导电层2的表面，在数千伏高压静电场作用下，灰尘被吸附，微生物被高压电场杀灭。

人们的呼吸过程包括吸入空气并呼出经过肺部交换后的空气。佩戴口罩后，佩戴者呼出的空气中包含一定水分，通常佩戴口罩一段时间后，口罩内会积累一定的水汽，表现为口罩贴合口唇的部位会逐渐变得潮湿。

本实施例口罩亲水性多孔层3可蓄积佩戴者呼出空气中的水分，亲水性多孔层3的含水量随佩戴时间延长而增加。当尚未吸附到水分或吸附到的水分少时，亲水性多孔层3的导电能力弱。当吸附到的水分多时，亲水性多孔层3的导电能力强。因此，亲水性多孔层3等效为其两侧网孔编织导电层间的一个可变负载。

当亲水性多孔层3的大量微孔内蓄有足够水时，亲水性多孔层3的导电能力强，等效为一个较小的负载。接通直流脉冲电源6后，直流脉冲电源6的运行工况表现为宽脉冲低电平输出且维持较大负荷电流。这时，亲水性多孔层3及其两侧的网孔编织导电层构成一个电解池。其中，进风侧网孔编织导电层2发生阳极反应，生成氧气。

该氧气在进风压作用下，进入亲水性多孔层3蓄满水的微孔内。亲水性多孔层3内分布的大量微孔相当于大量的微电极。在微电极处，氧气溶解在水中，出现气泡效应。水在微孔内作用的低电平高能脉冲作用下，诱发产生超低压等离子放电现象，从而在亲水性多孔层间生成大量等离子群，包括羟自由基(HO·)、超氧自由基阴离子(·O₂ ^–)、单线态氧(¹O2)等。这些氧化因子群可降解空气中的各种化学污染物以及灭活空气中的各种病菌等。

该实施例口罩能够有效阻拦PM2.5，杀灭空气中的细菌、病毒微生物，降解各类气体污染物，呼吸阻力小，重量轻，佩戴舒适。

实施例2

如图2所示，本实用新型实施例的口罩是在实施例1的基础上，将直流脉冲电源限定为恒功率直流脉冲电源。

本实用新型实施例的口罩，包括口罩本体；口罩本体包括依次顺序放置的第一表面层1、第一网孔编织导电层2、亲水性多孔网3、第二网孔编织导电层4、第二表面层5；处于使用状态时，第一网孔编织导电层2与恒功率直流脉冲电源6的正极连接，第二网孔编织导电层4与恒功率直流脉冲电源6A的负极连接。

其中，第一表面层1、第一网孔编织导电层2、亲水性多孔网3、第二网孔编织导电层4及第二表面层5的尺寸、形状大致相同。上述大致相同的尺寸、形状，应当理解为，为适应脸部轮廓，各层的尺寸、形状可以进行适应性调整。

本实用新型实施例口罩第一表面层1距离口鼻最远，是口罩的最外层。第二表面层5距离口鼻最近，是口罩的最内层。第一网孔编织导电层2放置在第一表面层1之后，为进风侧；第二网孔编织导电层4为出风侧。

恒功率直流脉冲电源6A对第一网孔编织导电层2、第二网孔编织导电层4分别施加正负电压，从而形成了一个口罩外侧为正、内侧为负的静电场。基于静电荷同性相吸、异性相斥的原理，空气中带正电的灰尘、微生物颗粒等被外侧正电场排斥，被阻挡在口罩第一表面层1；空气中带负电荷的灰尘、微生物颗粒等被吸附到第一网孔编织导电层2的表面，在数千伏高压静电场作用下，灰尘被吸附，微生物被高压电场杀灭。

人们的呼吸过程包括吸入空气并呼出经过肺部交换后的空气。佩戴口罩后，佩戴者呼出的空气中包含一定水分，通常佩戴口罩一段时间后，口罩内会积累一定的水汽，表现为口罩贴合口唇的部位会逐渐变得潮湿。

本实施例口罩亲水性多孔层3可蓄积佩戴者呼出空气中的水分，亲水性多孔层3的含水量随佩戴时间延长而增加。当尚未吸附到水分或吸附到的水分少时，亲水性多孔层3的导电能力弱。当吸附到的水分多时，亲水性多孔层3的导电能力强。因此，亲水性多孔层3等效为其两侧网孔编织导电层间的一个可变负载。

当亲水性多孔层3的大量微孔内蓄有足够水时，亲水性多孔层3的导电能力强，等效为一个较小的负载。接通恒功率直流脉冲电源6A后，恒功率直流脉冲电源6A的运行工况表现为宽脉冲低电平输出且维持较大负荷电流。这时，亲水性多孔层3及其两侧的网孔编织导电层构成一个电解池。其中，进风侧网孔编织导电层2发生阳极反应，生成氧气。

该氧气在进风压作用下，进入亲水性多孔层3蓄满水的微孔内。亲水性多孔层3内分布的大量微孔相当于大量的微电极。在微电极处，氧气溶解在水中，出现气泡效应。水在微孔内作用的低电平高能脉冲作用下，诱发产生超低压等离子放电现象，从而在亲水性多孔层间生成大量等离子群，包括羟自由基(HO·)、超氧自由基阴离子(·O₂ ^–)、单线态氧(¹O2)等。这些氧化因子群可降解空气中的各种化学污染物以及灭活空气中的各种病菌等。

当亲水性多孔层尚未吸附水分或吸附到的水分较少时，亲水性多孔层的导电能力弱，等效为一个较大的负载。接通恒功率直流脉冲电源后，恒功率直流脉冲电源运行工况表现为窄脉宽高电平输出且维持微小负荷电流。高电平脉冲放电使穿过进风侧网孔编织导电层进入到亲水性多孔层间的病毒、细菌等微生物受电击而灭活。

另外，亲水性多孔层内由于分布有大量微孔，具有阻尼效应，使得施加在第一网孔编织导电层和第二网孔编织导电层之间的高电平窄脉宽电场以指数速率迅速衰减，不足以积累足够能量发生空气电晕放电，也就不会产生对人体有害的臭氧。同时由于上述阻尼效应，不会在周围环境中造成大的电磁干扰。

现有的PM2.5防霾口罩通常设置鼻夹以保持呼吸通道密封，防止没有过滤的空气经与口鼻处的缝隙进入口罩内影响对PM2.5的滤除效果。但是，佩戴鼻夹往往使佩戴者感觉不舒适。

本实用新型实施例口罩的亲水性多孔板具有较大的空气储量，既隔离了污染物，又缓冲了呼吸阻力，且充分利用呼出废气参与到等离子放电效应中，实现除污灭菌。

另一方面，本实用新型实施例口罩基于电化学反应来除尘灭菌而非单纯物理过滤，从而大大降低了对面罩密闭性要求，改善了口罩佩戴的舒适性。

此外，本实用新型实施例口罩由内外表面层和位于内外表面层之间的可拆卸平面电极及亲水性多孔板组成，所有组件都可以单独清洗，多次重复使用。

该口罩能够有效阻拦PM2.5，杀灭空气中的细菌、病毒微生物，降解各类气体污染物，呼吸阻力小，重量轻，佩戴舒适，可清洗反复使用，且低电磁干扰、无臭氧。

优选地，亲水性多孔层3的材质为有机纤维，例如木质素、丝瓜络等。相比于海绵类无机材料，有机纤维不易在表面形成过高的静电积累。

进一步地，亲水性多孔层3的孔隙中电晕放电生成的负氧离子，能够清除面部的氧自由基，从而减缓面部皮肤的氧化衰老。

再进一步地，从亲水性多孔层3的孔隙中涌出的负氧离子群具有很高的动量。试验发现，尤其在恒功率直流脉冲电源6A输出为高窄脉冲、且脉冲频率在0～50Hz范围内变化时，在第二网孔编织导电层4贴向面部一侧甚至可以感觉到有微风。如果在第二表面层5上浸润药液，可以促进药液快速渗透到皮肤深层，即具有一定的透皮提速效果。因此，在亲水性多孔网板中喷入可治疗鼻炎的药液或一些清香剂，可作为药液提速工具。

优选地，第一网孔编织导电层2优选采用金属丝网孔编织的防静电布，从而将第一网孔编织导电层2确定为第一网孔编织导电层2附近静电场的边界，实现将第一表面层1置于静电场之外，避免在口罩佩戴者偶然接触第一表面层1时，可能引起静电释放而带来不适。

优选地，第一表面层1采用网孔编织方法，既有利于减少呼吸阻力，也有利于美观。

优选地，第二网孔编织导电层4优先采用活性炭纤维材料，特别是掺入竹炭纤维的棉纺织布。活性炭纤维材料能够驻留第二网孔编织导电层4附近的负电场漂浮的负电荷，从而清除面部的氧自由基，减缓面部皮肤的氧化衰老。

优选地，第二表面层5是可方便拆卸或粘贴的独立层，尤其可以是涂覆有药液或美容保湿材料面膜无纺布。

若亲水性多孔层3的平均孔径太小，则呼吸阻力会过大，导致呼吸不顺畅；反之，若平均孔径太大则不易在孔隙中发生电晕放电。优选地，亲水性多孔层3的平均孔径取值范围为1～3mm。

亲水性多孔层3的厚度不能太薄，否则容易导致直流脉冲电源6负荷太重甚至引起短路。优选地，亲水性多孔层3的厚度大于1毫米。

优选地，恒功率直流脉冲电源6A输出电压变化范围为0.2～12KV，脉冲频率范围为0～50Hz。

优选地，本实用新型实施例口罩的直流脉冲电源远离口罩本体设置，第一网孔编织导电层2和第二网孔编织导电层4分别通过绝缘导线与该直流脉冲电源连接。直流脉冲电源与口罩本体处于分离状态，既能够减轻口罩本体的重量，也能够避免在口罩清洗时对电源采用特别的防水措施；另一方面，便于佩戴者操作该直流脉冲电源打开和关闭。

因此，本实施例口罩使用方便、安全，可作为药液提速工具，可减缓面部皮肤氧化衰老，能够在净化空气的同时进行面部皮肤美容。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种口罩，包括口罩本体，其特征在于，所述口罩本体包括依次顺序设置的第一表面层、第一网孔编织导电层、亲水性多孔层、第二网孔编织导电层、第二表面层；处于使用状态时，所述第一网孔编织导电层与直流脉冲电源的正极连接，所述第二网孔编织导电层与直流脉冲电源的负极连接。

2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述直流脉冲电源为恒功率直流脉冲电源。

3.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于，所述恒功率直流脉冲电源的输出电压变化范围为0.2～12KV，脉冲频率范围为0～50Hz。

4.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述第一网孔编织导电层为金属丝网孔编织的防静电布。

5.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述第二网孔编织导电层为活性炭纤维材料或掺入竹炭纤维的棉纺织布。

6.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述亲水性多孔层为有机纤维。

7.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述亲水性多孔层的平均孔径取值范围为：1～3mm。

8.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述亲水性多孔层的厚度不小于1mm。

9.根据权利要求1所述的口罩，所述第二表面层可从所述第二网孔编织导电层上拆除，或粘贴于所述第二网孔编织导电层上。

10.根据权利要求1所述的口罩，所述第二表面层为无纺布，所述第二表面层上涂覆有药液或美容保湿材料。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的口罩，所述直流脉冲电源远离所述口罩本体设置，所述第一网孔编织导电层和第二网孔编织导电层分别通过绝缘导线与所述直流脉冲电源连接。