CN213100514U - 一种过滤网及防护口罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种过滤网及防护口罩，所述过滤网包括金属气凝胶层和与电源连接的导电电极，所述导电电极与金属气凝胶层电连接；其中，所述金属气凝胶层包含有杀菌功能的金属。采用本实用新型的技术方案的过滤网和防护口罩，具有杀菌效果，可以接通电源以负载强静电场或定向电场，进一步改善对微纳尺寸颗粒、细菌、病毒的吸附能力和灭杀效果，还可以重复利用；同时，制备工艺简单，材料和设备的成本及要求较低，能够实现大规模的工业化生产。

Description

一种过滤网及防护口罩

技术领域

本实用新型涉及过滤技术领域，尤其涉及一种过滤网及防护口罩。

背景技术

随着环境技术和生物技术的进步，人类逐步认识到粉尘、细微颗粒物、细菌、真菌、霉菌、病毒等大气漂浮物及微生物对于身体健康的毒害作用和威胁，公众对于空气污染（如PM2.5超标）以及时有发生的呼吸道传染病爆发事件越发担忧。使用空气过滤材料及防护口罩是隔绝/防范空气中的污染物、保护自己的身体健康的有效方法，目前已在生活中得到大量的实际应用，防护口罩及相关空气过滤设备更是成为保护一线医护人员、控制疫情传播的重要战略物资。

市场上现有的空气过滤材料及防护口罩一般为多层结构，主要包括由无纺布、纱布或钢网组成的粗滤表面、活性炭等吸附材料组成的除臭层以及由PP滤纸、复合PP/PET滤纸、熔喷玻璃纤维、熔喷纤维布等组成的过滤核心。这些材料在隔绝空气中的细微颗粒物（PM2.5等）、消除异味等方面的效果非常显著，但由于其间隙尺寸较大（1-5 微米），无法阻碍小尺寸病原体的流通；同时，使用细间隙的过滤材料或借助静电吸附作用隔绝细菌和病毒，又易由于颗粒物及水汽的聚集而发生堵塞，导致使用寿命降低并引发呼吸困难等问题，特别是由于口罩本身不具有细菌及病毒灭杀能力，继续使用可能导致过滤层中病原体的富集乃至穿透，从而失去防护效果，所以必须频繁更换才能实现有效防护。为此，研发具有高效抗菌抗病毒能力及长服役寿命的空气过滤材料及防护口罩已成为亟需解决的关键问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开了一种过滤网及防护口罩，具有更好的过滤和杀菌能力，并具有更长的服役寿命。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种过滤网，其包括金属气凝胶层和与电源连接的导电电极，所述导电电极与金属气凝胶层电连接；其中，所述金属气凝胶层包含有杀菌功能的金属。其中金属可以为Ag、Cu@Ag（银包铜核-壳结构）等。采用此技术方案，将导电电极与电源连接，其中杀菌功能的金属纳米线具有杀菌效果，并同时负载静电场或定向电场，可以进一步加强吸附，具有更好的杀菌效果；本发明的技术方案兼顾了金属杀菌与电场耦合作用，增强了杀菌效果，而非现有技术的被动过滤。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属气凝胶层包含具有杀菌功能的金属纳米线组成的三维纳米网络。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属纳米线的线间空隙尺寸为50 nm-10μm，进一步的，所述金属纳米线的直径为20-1000nm；进一步的，所述金属气凝胶层的厚度为0.1-10 mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属纳米线为Ag、Cu、Cu@Ag（银包铜核-壳结构）金属纳米线中的至少一种或其他金属纳米线。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属气凝胶层的表面设有吸湿层和支撑层。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属气凝胶层的内部或表面填充有纳米金属颗粒、活性炭、碳纳米管或石墨烯。采用此技术方案，可以进一步提高纳米金属气凝胶的吸附、过滤、抗菌抗病毒能力，并改善电场负载和耐清洗能力。

作为本实用新型的进一步改进，所述导电电极为与金属气凝胶相连的内置电线、导电片或金属柱状电极。

上述技术方案中，金属气凝胶可以采用现有技术的制备方法制备得到。

本实用新型还公开了一种防护口罩，其包括如上任意一项所述的过滤网、上支撑底布、下支撑底布、固定构件和供电模块，所述过滤网的上下表面分别与上支撑底布、下支撑底布连接，所述过滤网的侧边与固定构件连接，所述供电模块与导电电极电连接。采用此技术方案，保证防护口罩的便携性和易用性，并便于施加静电场或定向电场。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定构件为拉紧带、金属支架或面具外壳。

作为本实用新型的进一步改进，所述供电模块为扣式电池、薄膜电池或柔性电池。进一步的，所述供电模块位于上支撑底布的表面或固定构件上。

作为本实用新型的进一步改进，所述上支撑底布或下支撑底布与过滤网之间设有活性炭除臭层或熔喷过滤层。

作为本实用新型的进一步改进，所述上支撑底布、下支撑底布为单层或多层的无纺布或脱脂棉纱布。

作为本实用新型的进一步改进，口罩本体或固定构件上可设有主动送气及排气装置，如呼吸阀等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案的过滤网和防护口罩，可以在空气及人体呼出水汽的作用下可直接形成大量的杀菌金属离子，实现杀菌效果，可以接通电源以负载强静电场或定向电场，进一步改善对微纳尺寸颗粒、细菌、病毒的吸附能力和灭杀效果；温度适应性强且结构稳定性好，可满足日常使用的变形需求，并能够在不同的环境条件下进行超声清洗，以灭杀残余病原体、去除吸附或堵塞的污染物，实现重复利用；同时，其网络间隙小、空间密度低，可以提供更多的路径，保证空气的自由流通、减缓颗粒污染物的堵塞，延长使用寿命。而且制备工艺简单，材料和设备的成本及要求较低，能够实现大规模的工业化生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的过滤网的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的防护口罩的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的防护口罩的侧视图。

附图标记包括：1-金属气凝胶层1，2-吸湿层，3-无纺布层，4-铜柱电极；

10-过滤网，11-导电电极，12-上支撑底布，13-下支撑底布，14-拉紧带，15-金属支架，16-纽扣电池，17-活性炭除臭层，18-脱脂棉纱布。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，一种过滤网，其包括金属气凝胶层1和与电源连接的导电电极，所述导电电极与金属气凝胶层1电连接；其中，所述金属气凝胶层1包含有杀菌功能的金属。所述金属气凝胶可以采用现有技术的制备方法制备得到，所述金属气凝胶为银纳米线气凝胶或Cu@Ag纳米线气凝胶，其中包含具有杀菌功能的金属纳米线组成的三维纳米网络。所述导电电极为与金属气凝胶相连的铜柱电极4。该铜柱电极4穿过金属气凝胶层1伸出。

进一步的，所述金属纳米线的线间空隙尺寸为50 nm-10μm，进一步的，所述金属纳米线的直径为20-1000nm；进一步的，所述金属气凝胶层1的厚度为0.1-10 mm。

所述金属气凝胶层1的表面设有吸湿层2和无纺布层3，作为支撑。

本实施例的过滤网的导电能力强，能对空气中存在的微纳颗粒污染物、细菌、霉菌及病毒等污染物均具有显著的物理阻隔作用，还可释放出大量的银离子进行病原体的主动杀灭；在通过接通外部电源后，更可以加载静电场或定向电场，增强其对污染物的吸附作用和对病原体的灭杀效果，具有非常高的过滤效率。另一方面，该过滤网内部的纳米线网络具有较低的空间密度，其空气流通能力强且不易完全堵塞，使用寿命长，借助高温杀菌、超声清洗等方法更能实现重复利用，因此相对现有过滤网材料具有明显的应用和性能优势。该过滤网可以用于空气过滤装置，如空气过滤器、空调或新风系统等。

实施例2

如图2和图3所示，一种防护口罩，其包括过滤网10、上支撑底布12、下支撑底布13、拉紧带14、金属支架15和纽扣电池16，所述过滤网10的上下表面分别与上支撑底布12、下支撑底布13连接，所述过滤网10的两侧与拉紧带14连接，所述过滤网10还与金属支架15连接，所述纽扣电池16与导电电极11电连接。其中所述过滤网10的结构与实施例1的基本相同，不同在于导电电极11为铜片电极，金属气凝胶层1及导电电极11位于两层脱脂棉纱布18之间，贴合、固定。

进一步的，所述纽扣电池16位于金属支架15上。

进一步的，所述下支撑底布13与过滤网10之间设有活性炭除臭层17。

进一步的，所述上支撑底布12、下支撑底布13为单层或多层的无纺布或脱脂棉纱布。

本实施例的防护口罩具有很好的空气过滤能力和抗菌抗病毒能力，主要借助银纳米线网络上的纳米银颗粒及所负载的静电场实现对细菌、病毒等病原体的主动吸附和灭杀。该防护口罩空气流通能力强、制备成本低、使用方便，因而适合应用于抗菌抗病毒需求较低的日常防护工作。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种过滤网，其特征在于：其包括金属气凝胶层和与电源连接的导电电极，所述导电电极与金属气凝胶层电连接；其中，所述金属气凝胶层包含有杀菌功能的金属。

2.根据权利要求1所述的过滤网，其特征在于：所述金属气凝胶层包含具有杀菌功能的金属纳米线组成的三维纳米网络。

3.根据权利要求2所述的过滤网，其特征在于：所述金属纳米线的线间空隙尺寸为50nm-10μm，所述金属纳米线的直径为20-1000nm；所述金属气凝胶层的厚度为0.1-10 mm。

4.根据权利要求2所述的过滤网，其特征在于：所述金属纳米线为Ag、Cu、Cu@Ag金属纳米线中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的过滤网，其特征在于：所述金属气凝胶层的表面设有吸湿层和支撑层。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的过滤网，其特征在于：所述导电电极为与金属气凝胶相连的内置电线、导电片或金属柱状电极。

7.一种防护口罩，其特征在于：其包括如权利要求1~6任意一项所述的过滤网、上支撑底布、下支撑底布、固定构件和供电模块，所述过滤网的上下表面分别与上支撑底布、下支撑底布连接，所述过滤网的金属气凝胶层和导电电极位于两层脱脂棉纱布之间，所述过滤网的侧边与固定构件连接，所述供电模块与导电电极电连接。

8.根据权利要求7所述的防护口罩，其特征在于：所述固定构件为拉紧带、金属支架或面具外壳。

9.根据权利要求8所述的防护口罩，其特征在于：所述供电模块为扣式电池、薄膜电池或柔性电池，所述供电模块位于上支撑底布的表面或固定构件上。

10.根据权利要求8所述的防护口罩，其特征在于：所述上支撑底布或下支撑底布与过滤网之间设有活性炭除臭层或熔喷过滤层。

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