專利名稱：防護口罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防護口罩，尤指一種呼吸系統(tǒng)傳染病防護口罩，能夠有效阻止病毒/細菌的穿透。
背景技術(shù)：
細菌是造成感染的無處不在的微小生物，有些細菌不易在人體內(nèi)找到但卻通常引發(fā)疾病。
在過去的幾十年中，由于人口的膨脹、貧窮、缺乏疾病預(yù)防、環(huán)境的破壞，全球不斷出現(xiàn)各種流行性的疾病，一些傳染性病原體能引發(fā)目前尚無法根治疾病，諸如愛滋和丙型肝炎已在全球各地成為造成生病和死亡的一種主因。目前的非典型肺炎就可算是其中的一個例子。傳染病的傳播有四條途徑接觸、媒介、空氣和帶菌者。如果沒有正確的防御措施，感染和疾病的擴散就能輕易地侵入人體。
基于傳染病的傳播機制，個人防護設(shè)備比如口罩在阻斷疾病的傳播鏈中扮演一個重要的角色。市面上保護性口罩的主要產(chǎn)品包括N95口罩和手術(shù)用口罩。N95口罩是用來保護工人以抵御灰塵的，故注重于把空氣中的微粒濾出。本實用新型設(shè)計人測試了一系列的N95口罩的樣品并發(fā)覺其中大部份都是親水性的。手術(shù)用口罩是用來防止醫(yī)生在手術(shù)進行中把疾病傳給病人的，并非以保護醫(yī)生為目的。為此本案設(shè)計人在美國專利數(shù)據(jù)庫中進行了廣泛的專利檢索，雖有很多公開了的專利但無一個是兼顧保護和抗菌并設(shè)計于切斷傳播鏈的。因此至今缺少一種兼顧防護功能和抗菌機制的設(shè)計。
根據(jù)微生物學(xué)家的報告，病毒是通過病人說話、打噴嚏和/或咳嗽時的飛沬傳播的。當飛沬經(jīng)過空氣到達一個表面例如是口罩上時，如果該口罩的表層是親水性的就會被口罩所吸附，由于毛細管效應(yīng)而穿透該口罩，特別是該口罩容易被從口中和/或鼻中呼出的高濕度呼吸所弄濕。這就變得非常危險，因為該口罩就可能變成病毒的收集器了。此外，直接接觸含有病毒的體液，也是疾病傳染的一種重要機理。因此，在設(shè)計口罩時，必須考慮下列各點·飛沬到達表面時不能被口罩所吸收；·飛沬到達表面時不能穿透/擴散于該口罩；·口罩不能被口鼻呼出的高溫和潮濕的空氣弄濕；·如果該口罩被口鼻呼出的高溫和潮濕的空氣弄濕，該液體只能從內(nèi)表面?zhèn)飨蛲獗砻?，以保證病毒/細菌不能穿透該口罩從而被吸入肺中。
·當病毒/細菌逗留在口罩上/內(nèi)時，應(yīng)該由不同的抗菌材料用不同的機制抵制不同的病毒和細菌，例如物理性接觸滅絕，來殺死/抑制?，F(xiàn)有的專利和市面上的產(chǎn)品并無上述的功能，這就是為什么醫(yī)務(wù)人員感染率這么高的原因之一了。
實用新型內(nèi)容為了幫助人們從呼吸道傳染病個人防護設(shè)備研究者的角度來預(yù)防感染，本實用新型的目的是提供一種廣譜的細菌病毒防御口罩，能夠有效防止病毒穿透，從而有效阻斷傳播鏈。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種呼吸系統(tǒng)傳染病防護口罩，該口罩由內(nèi)至外包括如下功能結(jié)構(gòu)層水分單向傳輸層，保證該液體只能從內(nèi)表面?zhèn)魉统鋈ヒ员３制つw干燥和舒適，防止被感染的液體傳到皮膚、口/鼻；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，實現(xiàn)過濾功能；防水透氣層，具有保護殼的功能以防止被帶有細菌和/或病毒的飛沬吸收和穿透。
如上所述的防護口罩，其中，所述的水分單向傳輸層、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層和防水透氣層均可經(jīng)過抗菌劑處理過的無紡布、針織物或機織物，所述的抗菌劑包括疏水分散劑、納米級銀的正離子抗菌粉末、具有遠紅外輻射特性的納米粒子以及銳鈦型TiO2粒子。
如上所述的防護口罩，其中，所述的水分單向傳輸層是由兩層纖維組合而成，內(nèi)層纖維是疏水性材料，外層纖維是親水性材料，由此，該二層纖維組合后形成水分只能由內(nèi)層傳向外層的水分單向傳輸層。
如上所述的防護口罩，其中，所述防護口罩具有一呼吸通道，設(shè)置在不與口鼻相應(yīng)的部位，用于遠離細菌污染區(qū)域。
如上所述的防護口罩，其中，所述呼吸通道是位于該口罩的下部的一呼吸區(qū)域。
如上所述的防護口罩，其中，所述呼吸通道由該防水透氣層延伸形成下垂的筒形。
如上所述的防護口罩，其中，所述呼吸通道具有一過濾層。
如上所述的防護口罩，其中，所述過濾層的材料中包括活性碳和吸水抗菌材料。
如上所述的防護口罩，其中，所述呼吸通道是位于防護口罩兩側(cè)向后的方向的兩個呼吸區(qū)域。
如上所述的防護口罩，其中，所述位于口罩兩側(cè)的向后方向的呼吸區(qū)域具有兩個的過濾層，并被引導(dǎo)通道進一步地向后延伸，并形成一進氣口和一出氣口。
如上所述的防護口罩，其中，所述呼吸區(qū)域的進氣口和出氣口分別具有一方向相反的單向閥門，保證氣體的單向流動。
本實用新型的有益效果是，由該口罩結(jié)構(gòu)，當口罩外層附著有帶有病毒的飛沫時，由于該外層具有防水的特性，該飛沫很難滲透進內(nèi)層，即使有少量進入，由于中間層的過濾作用及其內(nèi)層具有的單向水分傳輸?shù)奶匦?，該飛沫也不可能通過毛細作用到達人的口/鼻。又由于每一層口罩材料均經(jīng)過特殊的抗菌劑的處理過，所以，能有效殺死/抑制飛沫中的病毒/細菌。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型防菌口罩的第一種實施例；圖2是本實用新型防菌口罩的第二實施例的側(cè)視圖，具有向下的呼吸通道，從而將呼吸通道與正前方容易受微生物污染的區(qū)域加以分離；圖3是本實用新型防菌口罩第二實施例的前視圖，具有向下的呼吸區(qū)域；圖4是本實用新型防菌口罩第三實施例的前視圖，具有頭罩及向下的呼吸區(qū)域；圖5是本實用新型防菌口罩第四實施例的前視圖，具有橢圓外形及向下的呼吸區(qū)域；
圖6是本實用新型防菌口罩第五實施例的前視圖，具有位于后側(cè)的呼吸區(qū)域；圖7是本實用新型防菌口罩第六實施例，具有位于后側(cè)的帶有引導(dǎo)通道的呼吸區(qū)域；圖8是本實用新型防菌口罩的第七實施例，位于后側(cè)的呼吸區(qū)域帶有閥門和管道以分隔吸入和呼出的空氣；圖9是本實用新型防菌口罩的第七實施例的左視圖；圖10是圖9中的A部分的局部放大視圖。
具體實施方式
圖1中示出了本實用新型防菌口罩和服裝系統(tǒng)的第一種抗菌保護口罩，該口罩自內(nèi)向外由三層功能面料制成第一層是水分單向傳輸層1，它具有單向傳送液體水的功能，以保證該液體只能從內(nèi)表面?zhèn)魉统鋈ヒ员３制つw干燥和舒適，防止被感染的液體傳到皮膚、口/鼻。
第二層是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層2，能夠?qū)崿F(xiàn)過濾功能，它可以是毛絨粗松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維/織物，同時是疏水性的。
第三層是防水透氣層3，此層具有保護殼的功能以防止被帶有細菌和/或病毒的飛沬滲入和穿透。
上述三層的材料均可以選自各種紡織品，包括無紡布、針織物和機織物。該第三層可以直接選用具有防水透氣功能的面料，例如Gore-tex面料；或者將該第三層分為上下兩部分，由于上部分是含有病毒的飛沫容易聚集的區(qū)域，所以選用防水的面料，而下半部可以改用過濾性的纖維使空氣可以透過。
上述所有三層面料所用的纖維可都用多功能的抗菌劑處理過，而該抗菌劑包括疏水分散劑、納米級銀的正離子抗菌粉末、具有遠紅外輻射特性的納米粒子以及銳鈦型TiO2粒子。所述的疏水劑可為杜邦的Oleophobol C，美國3M的Scotchgard FC，，杜邦的Zepel或日本大金工業(yè)株式會社Unidyne TG；所述納米級銀的正離子抗菌粉末可為中國明日公司產(chǎn)品MFS200；所述具有遠紅外輻射特性的納米粒子可為以鋅鈣鹽為主要抗菌成分的中國明日公司產(chǎn)品STK，或以Al2O3為主要成分的中國明日公司產(chǎn)品MC2A；所述二氧化鈦粒子可為中國明日公司產(chǎn)品HR3；所以均變成疏水的并能殺死/抑制細菌和/或病毒。由于該抗菌劑的形成方法及其面料的處理方法在本案實用新型人向中國專利局遞交的另一份專利申請“多功能廣譜納米抗菌材料及其制備方法”(申請?zhí)?3142467.8)中有詳細的描述，在此不再贅述。
所述的水分單向的傳輸層可由多種方法及其面料形成，本案實用新型人的美國專利申請(申請?zhí)?9/759,241)“組合織物材料”中公開了一種具有水分管理功能面料，該面料由兩層纖維組合而成，內(nèi)層纖維是疏水性材料，外層纖維是親水性材料，由此，該二層纖維組合后形成水分只能由內(nèi)層傳向外層的水分單向傳輸層。而該內(nèi)層的疏水性材料可選擇聚丙烯(polypropylene)纖維材料，而該親水性材料可選擇聚酯纖維(polyester)或棉。
由該口罩結(jié)構(gòu)，當口罩外層附著有帶有病毒的飛沬時，由于該外層具有防水的特性，該飛沫很難滲透進內(nèi)層，即使有少量進入，由于中間層的過濾作用及其內(nèi)層具有的單向水分傳輸?shù)奶匦裕擄w沫也不可能通過毛細作用到達人的口/鼻。又由于每一層口罩材料均可經(jīng)過特殊的抗菌劑的處理過，所以，能有效殺死/抑制飛沫中的病毒/細菌。
實踐中發(fā)現(xiàn)，口罩的正面(即與人的口鼻對應(yīng)的部分)是飛沫最容易附著的區(qū)域，同時由于該部分承擔著呼吸通道的作用，所以非常不利于傳播鏈的切斷，本實用新型的實用新型人由此將呼吸通道設(shè)置在了非正面的區(qū)域，即與口鼻的位置不重合，從而遠離該口鼻的位置，可以有效地降低病菌穿透口罩的概率。
如圖2所示，是本實用新型防菌口罩的第二實施例的側(cè)視圖。該第二實施例具有向下的呼吸通道。與圖1類似，該第二實施例同樣具有三層的結(jié)構(gòu)水分單向傳輸層21，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層22和防水透氣層23，不同之處在于第二實施例中，為了避開病菌污染區(qū)域26，在口罩的下端設(shè)置了呼吸通道24，該呼吸通道24由最外層的防水透氣層23向下延伸形成下垂的筒形作為呼吸時空氣的通道。
為了達到更好的防菌的效果，在該筒的下部可以加多一個過濾材料25用來過濾帶有細菌和/或病毒的飛沬。在該過濾材料25(例如N95)中可以加入具有特殊功能的材料例如活性碳和吸水抗菌材料。這對靠空氣來傳播的細菌和/或病毒格外有效。
圖3是本實用新型防病毒細菌口罩的具有向下的呼吸區(qū)域的第二實施例的前視圖。圖3中的許多小白點27表示散播在第三層23外表的病毒。由于第三層23現(xiàn)在不須考慮呼吸，所以可以有更致密的防水性，散落在第三層23表面的飛沬或水滴就絕對不可能穿透層23，而且由于層23表面涂覆抗菌劑，該些飛沬/水滴中的細菌/病毒會被就地殺死/抑制。
圖4是本實用新型防病毒細菌口罩的第三實施例，該第三實施例與第二實施例的不同在于，該第三實施例具有一頭罩41。該頭罩與口罩本體密閉連接，可以更加有效地阻斷細菌和病毒附著在人體上。
圖5是本實用新型防病毒細菌口罩的第四實施例，具有橢圓外形及向下的呼吸區(qū)域。圖5中所示口罩的結(jié)構(gòu)是圖2所示的具有下垂的筒形呼吸通道的口罩結(jié)構(gòu)的簡化，將該筒形的呼吸通道縮短到口罩內(nèi)部，也即在口罩的下部設(shè)置一過濾層25，作為呼吸通道，其余部分均為致密的防水層，構(gòu)成本實用新型的第四實施例，本實施例的口罩較第二實施例的口罩輕便、美觀，同時能夠達到分離病菌污染區(qū)域26和呼吸區(qū)域24的功能。
圖6是本實用新型防菌口罩的第五實施例，該實施例中的呼吸通道位于口罩的后側(cè)。圖6中的第五實施例和圖5中的第四實施例的不同在于把呼吸區(qū)從向下的方向改為向后的兩側(cè)方向。同樣能夠達到將病菌污染區(qū)域26和呼吸區(qū)域24分離的目的。該實施例同樣是由在兩側(cè)的呼吸區(qū)域設(shè)置過濾層25作為呼吸通道，其余部分的面料選用致密的防水層。
圖7是本實用新型防菌口罩的第六實施例，該實施例具有位于后側(cè)的帶有引導(dǎo)通道的呼吸區(qū)域，通過引導(dǎo)通道進一步地向后延伸，從而使空氣的出入口處于更加遠離污染來源。
圖8是本實用新型防菌口罩的第七實施例的主視圖，圖9是本實用新型防菌口罩的第七實施例的左視圖，位于后側(cè)的呼吸區(qū)域的進氣口和出氣口帶有方向相反的單向閥門和管道81以分隔吸入和呼出的空氣，使得口罩內(nèi)的空氣僅僅單向流通，進一步降低了病菌侵入人體的概率。如圖8所示，標號為82的部件為耳帶，可以調(diào)節(jié)口罩戴時的松緊程度，標號為83的部件是鼻部壓條，可以根據(jù)臉型調(diào)節(jié)口罩與臉部接觸以保持與口罩主體85的密實接觸狀態(tài)。如圖9和圖10所示，該口罩還包括一臉部接觸層84，該臉部接觸層由兩層面料94和95合成，該第一層94可以為富有彈性并具有良好過濾保護抗病毒細菌性能的材料；該第二層95為純棉面料或具有水分管理特性抗病毒細菌的材料，以提供充分密閉的保護與舒適的效果。同樣，由圖10可以看出，本實施例的口罩同樣由三層材料構(gòu)成水分單向傳輸層93，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層92和防水透氣層93，功能和組成與第一實施例相同。
本發(fā)明的口罩可以按傳統(tǒng)的紡織服裝的制造過程進行制造，也可以模壓的制造過程進行制造。
以上所述，僅是本實用新型的具體實施方法而已，并非用以限定本實用新型，所有依本實用新型說明書和附圖內(nèi)容所做出的等效結(jié)構(gòu)變換，均包含在本實用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種防護口罩，其特征在于，該口罩由內(nèi)至外包括至少如下的結(jié)構(gòu)層水分單向傳輸層，設(shè)置在最內(nèi)側(cè)，與使用者的皮膚接觸；防水透氣層，設(shè)置在該口罩的最外側(cè)；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，設(shè)于水分單向傳輸層與防水透氣層之間。
2.如權(quán)利要求1所述的防護口罩，其特征在于，所述的水分單向傳輸層、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層和防水透氣層是經(jīng)過抗菌劑處理過的無紡布、針織物或機織物，所述的抗菌劑包括疏水分散劑、納米級銀的正離子抗菌粉末、具有遠紅外輻射特性的納米粒子以及銳鈦型TiO2粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的防護口罩，其特征在于，所述的水分單向傳輸層是由兩層纖維組合而成，內(nèi)層纖維是疏水性材料，外層纖維是親水性材料。
4.如權(quán)利要求1或2所述的防護口罩，其特征在于，所述防護口罩具有一呼吸通道，設(shè)置在該口罩的遠離口鼻的部位。
5.如權(quán)利要求4所述的防護口罩，其特征在于，所述呼吸通道是位于該口罩下部的一呼吸區(qū)域。
6.如權(quán)利要求4所述的防護口罩，其特征在于，所述呼吸通道由該防水透氣層延伸形成下垂的筒形。
7.如權(quán)利要求4或6所述的防護口罩，其特征在于，所述呼吸通道具有一過濾層。
8.如權(quán)利要求6所述的防護口罩，其特征在于，所述過濾層的材料中包括活性碳和吸水抗菌材料。
9.如權(quán)利要求4所述的防護口罩，其特征在于，所述呼吸通道是位于防護口罩兩側(cè)向后的方向的兩個呼吸區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的防護口罩，其特征在于，所述位于口罩兩側(cè)的向后方向的呼吸區(qū)域具有兩個過濾層，該呼吸區(qū)域與一引導(dǎo)通道相連，在引導(dǎo)通道的末端形成一進氣口和一出氣口。
11.如權(quán)利要求10所述的防護口罩，其特征在于，所述進氣口和出氣口分別具有一方向相反的單向閥門。
專利摘要一種防護口罩，該口罩由內(nèi)至外包括如下功能結(jié)構(gòu)層水分單向傳輸層，保證該液體只能從內(nèi)表面?zhèn)魉统鋈ヒ员３制つw干燥和舒適，防止被感染的液體傳到皮膚、口、鼻；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層，實現(xiàn)過濾功能；防水透氣層，具有保護殼的功能以防止被帶有細菌和/或病毒的飛沫吸收和穿透。該三層中所用的纖維最好都用多功能的抗菌劑處理過。所以本實用新型的口罩和不但穿戴舒適而且不論細菌/病毒是由外向內(nèi)，還是由內(nèi)向外地傳播，都會被所接觸到的各層纖維/織物殺死/抑制。因此可以有效地取代現(xiàn)有的各種保護口罩。
文檔編號A62B7/10GK2647352SQ0327275
公開日2004年10月13日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者李毅, 紐德, 胡軍巖, 宋慶文 申請人:香港理工大學(xué)