[实用新型]一种具有多效过滤性能的随弃式口罩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具备多效过滤性能的随弃式呼吸防护装置，具体言之，是一种新型防雾霾口罩。

背景技术

空气污染，特别是超细颗粒物(PM2.5)，成为困扰当代中国的严峻社会问题。除了在源头治理外，开发并推广科学、符合中国国情的个人防护器材，如：新型雾霾防护口罩，具有重大现实意义。

随着人们对口罩防护能力认识和要求的逐步提高，传统口罩设计，如：医用口罩、N95口罩，难以完全应对中国的空气污染问题。前者，滤材由过滤性无纺布制成，虽然成本较低，但过滤性能差，对超细颗粒物防护作用十分有限。后者，虽然具有相对较好的防护性能，但对油性颗粒污染物拦截效率优先，同时具有佩戴呼吸阻力大，普适性相对较差等缺陷。

前述现有技术，不能满足2016年新的国家标准。

本新型设计描述了新型雾霾防护口罩，其关键要素包括：将纳米纤维技术和静电滤材技术相结合，开发具有双效过滤性能的防护口罩技术。应用该技术所开发的雾霾防护口罩对非油性颗粒物和油性颗粒物均具有较高的过滤效率(＞95％)，呼吸阻力低，佩戴舒适，减少佩戴者视物遮挡，产品可达标口罩新国标(《日常防护型口罩技术规范》)A级标准。

在滤材选择上，本设计通过“组合筛选”，并经过“过滤效果科研实验室综合评价”，即：物理拦截评价，体外细胞评价和急性动物肺毒性评价和亚急性动物肺毒性评价，最终确定滤材。在工业设计上，通过对滤体、2根弹性耳挂和可拆卸式防雾气鼻垫、单向气阀等具体技术参数进行定量规定，达到最佳设计标准和防护效果。

较现有设计看，要么口罩设计相对简单，过滤性能差，将佩戴者置于相对有风险的大气环境中；要么设计复杂，相对笨重(如：使用风扇减少呼吸阻力)、昂贵(如：使用相对昂贵且过多层滤材的冗余设计等)。究其原因，这些滤材选择，大都使用了经验性设计，滤材使用相对单一，简单认为“滤材越多＝效果越好”，忽略了佩戴者感受、经济成本、过滤效果等因素的综合影响。本设计，通过科学评价方法，使用物理拦截评价实验，细胞毒性实验，小动物急性肺毒性评价和小动物肺亚慢性评价等手段，系统调节了滤材的配比，拟用最少、最经济的滤材组合达到最佳防护效果。

发明内容

本实用新型解决的技术问题包括：第一，传统口罩滤材设计采用经验性选择，忽略了 综合评价，对过滤能力、舒适度、成本缺乏科学考量；第二，普通的杯型口罩，虽能很好贴合面部，但是不能折叠，便携性差，包装储运体积较大；第三，普通的折叠型口罩或平面口罩，虽然便携，但与面部的贴合性不佳，不同脸型个体佩戴，弹性耳挂的张力不同，导致口罩被拉伸变形，因与面部贴合性不好会导致泄露率增加，不能起到良好的防护效果；第四，普通的折叠型口罩，过滤体与面部之间的死腔体积较大，导致呼出的湿气停留在死腔中，又再次被吸入，导致呼吸憋闷，不舒适；第五，本品为柳叶型设计，弹力耳挂分别固定在左，右两侧上部滤材和前部滤材的重叠部位，以及下部滤材与前部滤材的重叠部位。佩戴时，弹力耳挂有一定拉伸张力，上部滤材和下部滤材在此张力牵引下，表现出收紧开口的趋势，从而保持过滤体与面部紧密贴合面部，减少泄露。同时，减少死腔，避免呼出的湿气又再次被吸入，舒适不憋闷。因此，最大限度的解决了普通口罩的这些问题。

本实用新型体现经过“组合筛选”和“过滤效果综合评价”的多效过滤设计。雾霾空气中大约40％的成分是油性颗粒物(汽车尾气、工业排放中含有大量的焦油成分，如：多环芳烃，均属于油性颗粒物)，60％是非油性颗粒物(粉尘、沙尘，如：可吸入颗粒物PM2.5)，传统防护口罩过滤材料多为熔喷无纺布，通过静电吸附作用过滤空气中的粉尘(非油性颗粒)，静电吸附作用并不能有效过滤空气中的油性颗粒物。本设计通过体内体外评价体系，使用模拟空气污染物(如：不同尺度的Polystyrene荧光纳米粒子、吸附多环芳烃的200nm尺寸二氧化硅颗粒、美国南加州空气污染物等)开展评价。通过这些手段，对熔喷无纺布临界层数通过科学手段得以确定。

复合PVDF纳米纤维的聚丙烯无纺布表面由无数纤维随机排列叠加，形成多层致密的网状结构，空隙仅大约100nm，可以通过物理的机械拦截，过滤空气中的油性颗粒物和非油性颗粒物。本设计通过体内体外评价体系，使用模拟空气污染物(如：不同尺度的Polystyrene荧光纳米粒子、吸附多环芳烃的200nm尺寸二氧化硅颗粒、美国南加州空气污染物等)开展研究，对PVDF纳米纤维的临界层数和过滤效果进行科学评价，并确定技术参数。