JP2022083945A - 紫外線マスク - Google Patents

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【課題】着用者に装着可能なマスクにおいて、着用者と周辺空気との間に設けたフィルタシートに細菌又はウイルス等を一定時間付着させ、紫外線照射により呼気及び吸気共に抗菌又は不活性化することにより細菌又は感染症ウイルス等の人から人への飛沫感染等を予防すると共に、食事等においても着用したまま行うことができる安全で利便性の良い安価なマスクを提供する。【解決手段】着用者の口及び鼻近傍に呼吸空間部22を形成するマスク本体2と、マスク本体の一部に設置する1つ又は複数のフィルタシート23、35、36と、通気フィルタ33と、フィルタシートに照射可能な位置に設置した紫外線発光装置4とで構成される空気清浄部3と、紫外線発光装置に電力を供給する電源装置43とから成り、紫外線発光装置を点灯することにより、フィルタシートを通過又は停滞する細菌又はウイルス等の異物を抗菌又は不活性化する。【選択図】図2

Description

本発明は、主として防疫などを目的として利用されるマスクに関する。
感染症の他者への感染又は他者からの感染を予防するために、マスクの着用が一般的であり、限定的ではあるが予防効果が認められている。一般に人顔に装着されて使用されるマスクは、微小異物に対する捕捉性を確保しつつ、着用者の呼吸を妨げないように、ガーゼなどの天然繊維の織布や不織布をフィルタとして構成されている。しかしながら、ウイルスや細菌といった微小異物を、前記の材質のフィルタで完全に除去することは不可能である。近年、ある一定の波長を有する紫外線を照射することによる殺菌やウイルス不活性化効果が認められており、紫外線による殺菌効果を利用した空気清浄装置、殺菌装置等が実用化されているが、紫外線照射による殺菌やウイルス不活性化には、紫外線を一定の時間照射し続けなければ効果が表れない。従って、マスク内においてある一定時間ウイルス等を停滞又は付着させて紫外線を照射する必要がある。ウイルス等を停滞又は付着させ易い、より小さい微細孔を有するフィルタとしては、ナノサイズ繊維等を使用したナノフィルタがある。ナノフィルタ等を利用したマスクは、特許文献1等で紹介されている。
一般的に、紫外線照射による抗菌又はウイルス不活性化効果を用いた装置は、人体へ流入する空気の清浄化を目的とするものであり、感染者の呼気及び吸気共に清浄化する目的の簡易的な空気清浄装置、いわゆる装着マスク規模のものは見当たらない。また、食事等において従来のマスクでは当然のことながら着脱が必要であり、着脱の煩わしさから常時マスクを外し、対向者と会話を続ける場合が多く、飛沫感染の原因となっている。
特開2009-247735号公報
着用者に装着可能なマスクにおいて、着用者と周辺空気との間に設けたフィルタシートに細菌又はウイルス等を一定時間付着させ、紫外線照射により呼気及び吸気共に抗菌又は不活性化することにより細菌又は感染症ウイルス等の人から人への飛沫感染等を予防すると共に、安全で利便性の良い安価なマスクを提供する。
本発明は、着用者の顔面又は頭部の何れかに装着可能で、着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に呼吸空間部を形成するマスク本体と;前記マスク本体の一部に設置し、微細孔を有する1つ又は複数のフィルタシートと、着用者の呼気及び吸気と周辺空気との間で通気可能な開口部を有する通気フィルタと、少なくとも前記フィルタシートに照射可能な位置に設置した紫外線発光装置とで構成される空気清浄部と;前記紫外線発光装置に電力を供給する電源装置と;から成り、
前記通気フィルタが、少なくとも前記呼吸空間部全体を覆う範囲の大きさを有し、前記通気フィルタの開口部が前記紫外線発光装置の近傍のみに限定して設置し、
前記紫外線発光装置の発光する波長が、少なくとも短波長紫外線(UVC)帯である200ナノメートル乃至290ナノメートルの何れかを有し、
前記紫外線発光装置を点灯することにより、前記フィルタシートを通過又は停滞する細菌又はウイルス等の異物を抗菌又は不活性化する手段を有するため、
細菌又はウイルス等の異物が空気清浄部に一定時間停滞し、紫外線照射により着用者の呼気及び吸気共に、常に空気清浄部内にて異物を抗菌又は不活性化し、着用者と対向者等との間における細菌又は感染症ウイルス等の浮遊異物の飛沫感染等を予防することができる。
又、本発明は、前記フィルタシートが、ナノメータサイズの直径を有するナノサイズ繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ構造繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ多孔質フィルム、の何れかで構成する手段を有するため、より多くの細菌又はウイルス等の異物を捕獲し、空気清浄装置内により長時間停滞させることができる。
又、本発明は、前記紫外線発光装置の発光経路と着用者の皮膚との間、及び前記紫外線発光装置の発光経路と前記マスク本体外部との間に、少なくとも発光紫外線波長の通過光量を遮断又は減少させる材料から成る遮蔽板を設置したため、着用者及び対向者の両者に対し、紫外線による悪影響を抑制することができる。
又、本発明は、少なくとも前記紫外線発光装置が前記マスク本体から着脱可能である手段を有するため、前記マスク本体又は前記空気清浄部、及び前記紫外線発光装置の交換、保守等が可能となる。
又、本発明は、少なくとも前記通気フィルタの開口部及び前記紫外線発光装置近傍の前記フィルタシートに、紫外線照射により光触媒反応を生じる化合物を塗布する手段を有するため、
マスク保管時においても異物を抗菌又は不活性化し、常に清潔なマスクとして使用できる。
又、本発明は、前記マスク本体の表面又は内部に、縦方向又は横方向に独立して可動する複数の支柱を設置し、前記マスク本体が前記空気清浄部と共に変形し、着用者の少なくとも口部が開放される手段を有するため、
マスクを着用したまま、又は紫外線照射動作を継続したまま食事等を行うことができ、利便性の高いマスクが可能となる。
さらに、本発明は、前記フィルタシート及び前記通気フィルタの一部が透明な材料で構成されている手段を有するため、
着用者の口元の表情が対向者に分かり、コミュニケーションが容易になるものである。
本発明の紫外線マスクによれば、着用者に装着可能なマスクにおいて、着用者と周辺空気との間に設けたフィルタシートに細菌又はウイルス等を一定時間付着させ、紫外線照射により呼気及び吸気共に抗菌又は不活性化することにより細菌又は感染症ウイルス等の人から人への飛沫感染等を予防すると共に、食事等においても着用したまま行うことができる安全で利便性の良い安価なマスクを提供することが可能となる。
本発明による紫外線マスクの外側から見た全体図 本発明による紫外線マスクの内側から見た全体図 本発明による紫外線マスクの空気清浄部の構成を示す分解斜視図 本発明による紫外線マスクの構成を示す断面図 本発明による紫外線マスクの電源装置を示す斜視図 本発明による紫外線マスクの動作を示す全体図
次に、本発明の紫外線マスクについて図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明による紫外線マスクの外側から見た全体図であり、図2は、本発明による紫外線マスクの内側から見た全体図(一部省略)である。
図1及び図2において、紫外線マスク1は、着用者の顔面又は頭部の何れかに装着可能で、着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に呼吸空間部22を形成するマスク本体2と、前記マスク本体2の一部で、着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に設置した空気清浄部3で構成される。前記マスク本体2は、図1にて示すような耳掛け21を備えた市販のマスクと同等の構造である。
前記空気清浄部3は、前記マスク本体2に固定されて前記マスク本体2の一部を成し、図3にて詳細に後述するように、微細孔を有するフィルタシートA23及びフィルタシートB35及びフィルタシートC36と、着用者の呼気及び吸気と周辺空気との間で通気可能な開口部を有する通気フィルタ33と、少なくとも前記フィルタシートA23及びフィルタシートB35に照射可能な位置に設置した紫外線発光装置4と、前記紫外線発光装置4に電力を供給する電源装置43で構成される。図2では、前記フィルタシートA23、前記フィルタシートB35、及び前記通気フィルタ33は、前記呼吸空間部22を覆うに十分な大きさのシート材で設置したものである。又、前記空気清浄部3には、前記紫外線発光装置4より発する紫外線を遮光する遮蔽板A31、及び遮蔽板B37が設置されている。前記紫外線発光装置4は、前記電源装置43に電源コード42及びソケット端子44を介して接続し駆動するものである。前記電源装置43は、ホルダ45に固定され、前記マスク本体2に内蔵されている。
図3は、本発明による紫外線マスクの空気清浄部の構成を示す分解斜視図である。図3にて、前記空気清浄部3の構成を詳細に説明する。
前記空気清浄部3は、前記マスク本体2の一部の呼吸器官(口及び鼻)近傍に設置され、微細孔を有する前記フィルタシートA23及び前記フィルタシートB35及び前記フィルタシートC36と、着用者の呼気及び吸気と周辺空気との間で通気可能な開口部B34を有する前記通気フィルタ33が積層され、少なくとも前記開口部B34近傍の前記フィルタシートA23及び前記フィルタシートB35に照射可能な位置に、1つ又は複数のLED素子から成る前記紫外線発光装置4が設置されている。前記紫外線発光装置4は電源端子41を有し、前記電源装置43の前記ソケット端子44と接続し駆動するものである。前記電源装置43は前記空気清浄部3より着脱可能としている。
前記フィルタシートA23及び前記フィルタシートB35及び前記フィルタシートC36に使用する微細孔を有する材料としては、例えば、ナノメータサイズの直径を有するナノサイズ繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ構造繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ多孔質フィルム等が例示される。
前記紫外線発光装置4より発光する波長は、殺菌能力の高い短波長紫外線(UVC)帯である200ナノメートル乃至290ナノメートルの何れかを有することがより効果的である。
又、前記紫外線発光装置4と着用者の皮膚との間、及び前記紫外線発光装置4と前記マスク本体1外部との間に、少なくとも発光紫外線波長の通過光量を遮断又は減少させる材料から成る遮蔽板を設置し、着用者及び対向者共に人体への照射による悪影響を防ぐものである。本実施例では、前記マスク本体2の外側に前記遮蔽板A31を、前記フィルタシートC36の内側に前記紫外線発光装置4を十分覆う範囲で前記遮蔽板B37を設置した。
前記遮光板A31及び前記遮蔽板B37の材料としては金属材料等の他、当該紫外線波長の透過率の低い材料、例えば、ふっ化ビニリデン樹脂(PVDF)又は四ふっ化エチレン樹脂(PTFE)等の着色ふっ素樹脂等が有効である。
図4は、本発明による紫外線マスクの構成を示す断面図であり、図4にて、前記紫外線マスク1の内部の構成及び動作を詳細に説明する。
図4において、紫外線マスク1は、着用者の顔面又は頭部の何れかに装着可能で、着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に概略呼吸空間部22を形成する前記マスク本体2と、前記マスク本体2の一部で、着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に設置した前記空気清浄部3で構成される。
前記空気清浄部3は、前記マスク本体2に固定され、前記マスク本体2の一部として機能する。前記空気清浄部3は、微細孔を有する前記フィルタシートA23及び前記フィルタシートB35と、その間に、着用者の呼気及び吸気と周辺空気11との間で通気可能な前記開口部B34を有する前記通気フィルタ33と、少なくとも前記フィルタシートA23及び前記フィルタシートB35に照射可能な位置に設置した前記紫外線発光装置4と、前記マスク本体2の外側に設置し、前記周辺空気11との間で通気可能な開口部A32を有する前記遮蔽板A31と、前記マスク本体2の内側に前記フィルタシートC36と、前記呼吸空間部22との間で通気を可能とする開口部C38を有し、前記紫外線発光装置4を十分に覆う範囲で設置した前記遮蔽板B37で構成される。
前記フィルタシートA23、前記フィルタシートB35、及び前記通気フィルタ33は、前記呼吸空間部22を覆うに十分な大きさのシートで設置し、前記マスク本体2の一部を構成するものである。前記通気フィルタ33の前記開口部B34は、前記紫外線発光装置4の近傍のみに限定して設置した。この方式により、着用者の呼気及び吸気と周辺空気11との間の通気可能な個所を限定している。
次に、図4により本発明による紫外線マスクの動作を説明する。前記周辺空気11に存在するウイルス等の異物は、エアー経路A12として示した矢印のように、着用者の吸気と共に前記遮蔽板A31の前記開口部A32より流入し、主として前記フィルタシートA23のA部231に付着する。着用者の吸気は、さらに前記通気フィルタ33の前記開口部B34を通リ、前記フィルタシートA23を通り抜けた異物は、さらに前記フィルタシートB35のB部351にも付着する。ここで、前記開口部B34は図示の如く前記空気清浄部4の範囲に限定され、前記マスク本体2の他の個所からは流入することはない。前記フィルタシートA23又は前記フィルタシートB35に付着停滞した異物は、発光経路14の矢印で示した前記紫外線発光装置4の紫外線照射による殺菌効果により死滅する。さらに着用者の吸気は、前記遮蔽板B37の前記開口部C38より前記フィルタシートC36を介し、着用者の呼吸器官に流入する。
一方、着用者がウイルス等に感染している場合、着用者の呼気から前記呼吸空間22に流出されたウイルス等の異物は、エアー経路B13として示した矢印のように、前記フィルタシートC36を介し、前記遮蔽板B37の前記開口部C38より前記空気清浄部3に流入し、主として前記フィルタシートB35の前記B部351に付着する。着用者の呼気は、さらに前記通気フィルタ33の前記開口部B34を通リ、前記フィルタシートB35を通り抜けた異物は、前記フィルタシートA23の前記A部231にも付着する。ここで、前記開口部B34は図示の如く前記空気清浄部3の範囲に限定され、前記マスク本体2の他の個所からは流出することはない。前記フィルタシートB35又は前記フィルタシートA23に付着停滞した異物は、発光経路14の矢印で示した前記紫外線発光装置4の紫外線照射による殺菌効果により死滅する。さらに着用者の呼気は、前記遮蔽板A31の開口部A32より、前記周辺空気11へ流出する。
又、前記遮蔽板A31及び前記遮蔽板B37は、少なくとも発光紫外線波長の通過光量を遮断又は減少させる材料から成り、前記発光経路14で示すように、前記紫外線発光装置4からの紫外線を反射又は吸収し、着用者及び対向者共に人体への照射による悪影響を防ぐものである。
以上の一連の動作により、着用者の呼気、吸気共に常に前記空気清浄部3において浄化されるため、感染症ウイルス等の有害物の人体への侵入及び人体からの排出を予防することが可能である。
一方、前記紫外線発光装置4は、前記遮蔽板B37と着脱テープ39等で接続されており、少なくとも前記紫外線発光装置4が前記マスク本体2から着脱可能である。従って、前記マスク本体2又は前記空気清浄部3、及び前記紫外線発光装置4の交換、保守等が可能となる。
さらに、少なくとも前記通気フィルタ33の開口部B34及び前記紫外線発光装置4近傍の前記フィルタシートA23又は前記フィルタシートB35、すなわち、前記フィルタA部231又は前記フィルタB部351又は前記フィルタシートC36に、紫外線照射により光触媒反応を生じる化合物、例えば酸化チタン等を予め塗布しておくことも可能である。そこで前記紫外線発光装置4を一定時間点灯し前記フィルタA部231又は前記フィルタB部351に照射することにより、前記光触媒化合物より活性酸素が発生し、前記フィルタA部231又は前記フィルタB部351に付着した異物を抗菌又は不活性化することができ、より安全な紫外線マスクが実現可能である。
図5は、本発明による紫外線マスクの電源装置を示す斜視図であり、図5で示すように、前記電源装置43は、前記空気清浄部3から取り外した後、外部の充電装置46の電源コード47と接続し、充電することが可能である。これにより、前記紫外線マスク1は電源コード等が不要となり、着用者の動作が容易となるものである。
図6は、本発明による紫外線マスクの動作を示す全体図である。図6(1)において、前記マスク本体2の表面又は内部に、縦方向又は横方向に、独立して可動する複数の支柱24を設置し、前記マスク本体2が前記空気清浄部3と共に変形させることができる。図6(2)は変形後の状態を示すもので、前記支柱24の最下位の支柱241を、着用者の鼻近傍まで移動させることにより、マスクを着用した状態で着用者の口の部分を開放することが可能であり、食事等における利便性の良いマスクを実現できるものである。図6では、前記支柱24を縦方向に設置したが、横方向又は縦方向と横方向を組合せた構造も有効である。
又、前記フィルタシートA23、前記フィルタシートB35、及び前記通気フィルタ33の一部を透明な材料で作製することにより、着用者の口元の表情が対向者に分かり、コミュニケーションが容易になるものである。
以上説明した本発明による紫外線マスクによれば、着用者に装着可能なマスクにおいて、着用者と周辺空気との間に設けたフィルタシートに細菌又はウイルス等を一定時間付着させ、紫外線照射により呼気及び吸気共に抗菌又は不活性化することにより細菌又は感染症ウイルス等の人から人への飛沫感染等を予防すると共に、食事等においても着用したまま行うことができる安全で利便性の良い安価なマスクを提供することができる。
防疫などを目的として利用されるマスクに利用することができる。
1 紫外線マスク 2 マスク本体 3 空気清浄部 4 紫外線発光装置
11 周辺空気 12 エアー経路A 13 エアー経路B 14 発光経路
21 耳掛け 22 呼吸空間部 23 フィルタシートA 231 フィルタA部
24 支柱 241 最下位支柱 31 遮蔽板A 32 開口部A
33 通気フィルタ 34開口部B 35 フィルタシートB 351 フィルタB部
36 フィルタシートC 37 遮蔽板B 38 開口部C 39 着脱テープ
41 電源端子 42 電源コード 43 電源装置 44 ソケット端子
45 ホルダ 46 充電装置 47 電源コード

Claims (10)

  1. 着用者の顔面又は頭部の何れかに装着可能で着用者の呼吸器官(口及び鼻)近傍に呼吸空間部を形成する「マスク本体」と;
    前記マスク本体の一部に設置し、微細孔を有する1つ又は複数のフィルタシートと、
    着用者の呼気及び吸気と周辺空気との間で通気可能な開口部を有する通気フィルタと、
    少なくとも前記フィルタシートに照射可能な位置に設置した紫外線発光装置とで構成される「空気清浄部」と;
    前記紫外線発光装置に電力を供給する「電源装置」と;
    から成り、
    前記紫外線発光装置を点灯することにより、前記フィルタシートを通過又は停滞する細菌又はウイルス等の異物を抗菌又は不活性化したこと、
    を特徴とする紫外線マスク。
  2. 前記通気フィルタが、少なくとも前記呼吸空間部全体を覆う範囲の大きさを有し、前記通気フィルタの開口部が前記紫外線発光装置の近傍のみに限定して設置したこと、
    を特徴とする請求項1記載の紫外線マスク。
  3. 前記フィルタシートが、ナノメータサイズの直径を有するナノサイズ繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ構造繊維、又は、ナノメータサイズの微細孔等を有するナノ多孔質フィルム、の何れかで構成されたこと、
    を特徴とする請求項1又は2記載の紫外線マスク。
  4. 前記紫外線発光装置の発光する波長が、少なくとも短波長紫外線(UVC)帯である200ナノメートル乃至290ナノメートルの何れかを有すること、
    を特徴とする請求項1乃至3の何れか記載の紫外線マスク。
  5. 前記紫外線発光装置の発光経路と着用者の皮膚との間、及び前記紫外線発光装置の発光経路と前記マスク本体外部との間に、少なくとも発光紫外線波長の通過光量を遮断又は減少させる材料から成る遮蔽板を設置したこと、
    を特徴とする請求項1乃至4の何れか記載の紫外線マスク。
  6. 少なくとも前記紫外線発光装置又は電源装置が前記マスク本体から着脱可能であること、
    を特徴とする請求項1乃至5の何れか記載の紫外線マスク。
  7. 少なくとも前記通気フィルタの開口部及び前記紫外線発光装置近傍の前記フィルタシートに、紫外線照射により光触媒反応を生じる化合物を塗布したこと、
    を特徴とする請求項1乃至6の何れか記載の紫外線マスク。
  8. 前記電源装置が複数回充電可能であること、
    を特徴とする請求項1乃至7の何れか記載の紫外線マスク。
  9. 前記マスク本体の表面又は内部に、縦方向又は横方向に独立して可動する複数の支柱を設置し、前記マスク本体が前記空気清浄部と共に変形し、着用者の少なくとも口部が開放されること、
    を特徴とする請求項1乃至8の何れか記載の紫外線マスク。
  10. 前記フィルタシート及び前記通気フィルタの一部が、透明な材料で構成されていること、
    を特徴とする請求項1乃至9の何れか記載の紫外線マスク。
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