CN103079646B - 口罩以及制造口罩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够阻挡病毒的口罩以及制造这种口罩的方法。所述口罩包括：口罩主体；呼气部，其形成在所述口罩主体的一个表面处；以及吸气部，其形成在所述口罩主体的所述一个表面处并且所述吸气部包括吸气过滤件。所述吸气过滤件包括阳极氧化的氧化铝薄膜。

Description

口罩以及制造口罩的方法

技术领域

本发明涉及口罩以及制造口罩的方法。更特别的，本发明涉及一种阻挡病毒的口罩以及制造这种口罩的方法。

背景技术

口罩是一种用于覆盖诸如鼻部和口部的呼吸器官以阻挡如灰尘和病毒的飞散物质的东西，且为了方便携带，与防毒面具不同，一般的口罩形成为简单的结构，其具有结构简单的过滤件。

产生的环境污染物质随着工业化的进程而连续不断地增长，并且随着不同病毒威胁的出现，需要更高级别的卫生设备。特别地，如今，随着如严重急性呼吸道综合症（SARS）的冠状病毒、猪流感（SI）和禽流感（AI）的新型病毒的出现，防止传染该病毒的口罩的需求也随之增加。

大多数病毒具有大约10nm至大约300nm的大小，并且特别地，SARS的冠状病毒具有大约100nm的大小，以及SI具有大约80nm至大约120nm的大小。

然而，由国际卫生组织（WHO）推广的N95口罩所能阻挡的微粒的大小仅仅是大约300nm。此外，现有的广泛使用的防尘口罩通过利用永久静电纤维和活性碳的吸收方法进行过滤，并且通过这样的方法，大约300nm以上的物质能够被阻挡，因而无法实现彻底阻挡包括新型病毒的病毒。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对于本发明的背景技术的理解，因此其可包含不构成这个国家中对于本领域的技术人员来说是已知的现有技术的信息。

发明内容

技术目的

本发明致力于提供一种具有阻挡微尺寸病毒的优势的口罩。

本发明进一步提供一种能够通过简单方法阻挡病毒的口罩。

技术方案

本发明的示例性实施例提供了一种口罩，包括：口罩主体；呼气部，其形成在所述口罩主体的一个表面处；以及吸气部，其形成在所述口罩主体的所述一个表面处并且包括吸气过滤件。所述吸气过滤件包括阳极氧化的氧化铝薄膜。

在所述氧化铝薄膜中可形成多个孔，并且所述多个孔各自具有18nm至40nm的直径。

所述氧化铝薄膜可以形成为蜂窝结构。

所述吸气过滤件可进一步包括：纤维，其布置在所述氧化铝薄膜的两个表面处；以及网状分隔件，其布置在所述氧化铝薄膜和所述纤维之间。

所述吸气部可包括吸气壳体，所述吸气壳体容纳所述吸气过滤件。所述呼气部可包括：开闭薄膜；网状分隔件，其布置在所述开闭薄膜的一个表面处；以及呼气壳体，其容纳所述开闭薄膜以及所述分隔件。

所述口罩可进一步包括粘性部，其在所述口罩主体的未形成有所述吸气部和所述呼气部的另一表面处沿着所述口罩主体的边缘而形成。

所述粘性部可以为双面胶带。

所述呼气部可形成在所述口罩主体的中部，并且所述吸气部可形成为一对且关于所述呼气部对称。

本发明的另一实施例提供了一种制造口罩的方法，所述方法包括：制备口罩主体；在所述口罩主体中形成吸气部***口和呼气部***口；以及将包括吸气过滤件的吸气部和呼气部分别装配到所述吸气部***口和所述呼气部***口中。所述吸气过滤件可通过形成氧化铝薄膜和通过在所述氧化铝薄膜的两个表面处布置网状分隔件和纤维而形成，所述氧化铝薄膜通过对铝进行阳极氧化形成孔而形成。

所述方法可进一步包括形成氧化铝薄膜以及实施蚀刻工序以调整形成在所述氧化铝薄膜中的孔的大小。

所述方法可进一步包括对铝进行阳极氧化并且去除未氧化的铝层。

所述方法可进一步包括沿着所述口罩主体的未形成有所述吸气部和所述呼气部的另一表面的边缘形成双面胶带。

所述呼气部可形成在所述口罩主体的中部，并且所述吸气部可形成为一对且关于所述呼气部对称。

依据本发明的示例性实施例，能够有效地阻挡数十纳米（nm）大小的病毒。

此外，通过由简单方法制造具有高病毒阻挡效果的口罩，降低了生产成本，并且能够提高生产率。

附图说明

图1为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩的立体图。

图2为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩主体的示意图。

图3为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩的吸气部的示意图。

图4A和图4B为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩的呼气部的操作的示意图。

图5为顺序地图示出依据本发明示例性实施例的口罩的吸气过滤件的制造方法的示图。

具体实施方式

在下文中将参照附图更加充分地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施例。

图1为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩的立体图，并且图2为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩主体的示意图。

参见图1，依据本示例性实施例的口罩100包括口罩主体10、吸气部20以及呼气部30。

吸气部20执行流入通道的功能，其中在使用口罩100进行吸气时，外部空气被引入，并且呼气部30执行排气通道的功能，其中当呼气时空气被排出至外部。此外，口罩主体10执行支撑吸气部20和呼气部30的功能，并且口罩主体10形成为具有预定的曲率以在使用口罩100时与面部紧密接触，从而使得外部空气不能被引入口罩100的***。

依据本示例性实施例,呼气部30形成在口罩100的中部，并且吸气部20基于呼气部30对称地形成在口罩100的两侧。通过这样的构造，当使用者佩戴口罩100时，呼气部30被布置为邻近呼吸器官，即鼻部和口部，当使用者呼气时，排出的空气不会在口罩100中停留长的时间期间并且被迅速地排出至口罩100的外部。

参见图2，在依据本示例性实施例的口罩主体10中，形成了分别用于***吸气部20和呼气部30的吸气部***口12和呼气部***口13。吸气部***口12的直径和呼气部***口13的直径形成为与吸气部20的外直径和呼气部30的外直径相等，因此吸气部***口12和呼气部***口13通过强插而被***。可选地，在吸气部***口12的直径和呼气部***口13的直径形成为分别大于吸气部20的外直径和呼气部30的外直径之后，当***吸气部20和呼气部30时，剩余的空间可被粘性件填充因此可以将吸气部20和呼气部30固定至口罩主体10。

通过这样的构造，在将吸气部20和呼气部30分别***吸气部***口12和呼气部***口13之后，吸气部20和呼气部30被稳定地固定。在将吸气部20和呼气部30分别***吸气部***口12和呼气部***口13并且被分别固定至吸气部***口12和呼气部***口13之后，可以附加地形成密封件以填充可能由吸气部20的公差、呼气部30的公差或其各自的***口12和13的公差而产生的微间隙。

在口罩主体10中，为了不引入或排出空气以及微尺寸的病毒，并未形成气孔。为此，口罩主体10由例如塑料和橡胶的材料制成。也即是说，当使用者佩戴口罩100并且呼吸时，吸气和呼气分别通过吸气部20和呼气部30被引入和排出，且空气不通过口罩主体10被引入和喷出因此能够有效地阻挡病毒。

口罩主体10包括粘性部11，其沿着口罩主体10的边缘而形成。粘性部11形成有双面胶带，其可容易地附着到皮肤上和从皮肤上去除，并且口罩100通过粘性部11紧密接触面部。因为由于粘性部11的结构使得外部空气不能被引入口罩100的***或从口罩100的***喷出，所以空气是通过吸气部20和呼气部30而被引入和排出。可挂到耳朵上的绳线代替本示例性实施例的粘性部11而被连接到口罩主体10的两侧以使口罩100能够紧密接触面部。可选的，粘性部11可形成在口罩主体10中，并且在口罩主体10的两侧，可同时附加地形成绳线。

图3为图示出依据本发明的示例性实施例的口罩的吸气部的示意图，将参照图3描述依据本示例性实施例的吸气部20的结构。

依据本示例性实施例的吸气部20包括吸气过滤件21和吸气壳体23。吸气过滤件21形成为阻挡纳米级的微尺寸的病毒，并且吸气壳体23在容纳吸气过滤件21的同时被***口罩主体10的吸气部***口12中以被固定至吸气部***口12。

依据本示例性实施例的吸气部20在一般吸气时执行对引入空气进行过滤的功能，但在呼气时与呼气部30一起执行呼气的排气通道的功能，因此能够使呼吸顺利地进行。

将参照图3的右侧部分详细描述吸气过滤件21的构造。依据本示例性实施例的吸气过滤件21包括：氧化铝薄膜21a；无尘纤维21c，其布置在氧化铝薄膜21a的两个表面处；以及分隔件21b，其布置在氧化铝薄膜21a与无尘纤维21c之间。

氧化铝薄膜21a通过对铝进行阳极氧化来形成，并且依据本示例性实施例多个纳米级的孔形成在氧化铝薄膜21a中。为了防止如SARS的冠状病毒以及SI等病毒经过，形成在氧化铝薄膜21a中的每个孔具有大约18nm至大约40nm的直径。在此情况下，氧化铝薄膜21a以蜂窝的形式形成，其形成为具有空心的多个六边形柱体。制造这种氧化铝薄膜21a的特定方法将随后描述。

在氧化铝薄膜21a的两个表面处布置有无尘纤维21c。无尘纤维21c由织物、针织品以及无纺布制成，并且可以使用织布、针织品以及无纺布作为单一材料形成或可形成为这样的结构：其中无纺布层布置在织物或针织品之间。以这样的方式，由织物、针织品以及无纺布制成的无尘纤维21c布置在氧化铝薄膜21a的进口和出口处以执行过滤可能包括在流入空气和排出空气中的灰尘的功能。

每个分隔件21b布置在氧化铝薄膜21a和无尘纤维21c之间，无尘纤维21c布置在氧化铝薄膜21a的两个表面处。分隔件21b防止在氧化铝薄膜21a与无尘纤维21c接触时产生损坏并且考虑到氧化铝薄膜21a的保护和强度安全性，分隔件21b由塑料制成。此外，为了防止已经经过无尘纤维21c和氧化铝薄膜21a的流入空气或排出空气被阻挡，分隔件21b形成为具有足够大小的孔隙（void）的网状分隔件。

如上文所描述的，包括氧化铝薄膜21a、无尘纤维21c以及分隔件21b的吸气过滤件21被容纳在吸气壳体23中并被固定至吸气壳体23。吸气壳体23由塑料制成以具有保护吸气过滤件21的足够强度。

依据本示例性实施例当使用者佩戴口罩100并且呼吸时，通过上述结构的吸气部20，吸气被引入，因此能够有效地阻挡微尺寸的病毒以及灰尘，特别是大约50nm的病毒。

图4A和图4B为图示出依据本发明示例性实施例的口罩的呼气部的操作的示意图，并且将参照图4A和图4B描述依据本发明示例性实施例的呼气部30的结构。

依据本示例性实施例的呼气部30包括开闭薄膜31、分隔件32以及呼气壳体33，呼气壳体33容纳开闭薄膜31和分隔件32。

在开闭薄膜31中并未形成气孔，因此在呼吸过程中，开闭薄膜31被形成为不透气。为了这一目的，开闭薄膜31由诸如橡胶的材料制成。分隔件32支撑开闭薄膜31并形成为使空气在呼吸过程中，特别是在呼气过程中，能够透过开闭薄膜31。为了这一目的，分隔件32利用如塑料的材料形成为网状。呼气壳体33容纳开闭薄膜31和分隔件32，并且为了保护开闭薄膜31和分隔件32，呼气壳体33由塑料制成以具有足够的强度，并且呼气壳体33被***和固定至口罩主体10的呼气部***口13中。

开闭薄膜31的一个端部被固定至壳体33，并且未被固定至壳体33的开闭薄膜31的另一端部被形成为在竖直方向上移动（见图4A）。此外，分隔件32沿着壳体33的圆周而被固定在壳体33中以支撑开闭薄膜31。

图4A为图示出在吸气过程中呼气部的操作的示图，并且参见图4A，当沿口罩方向（方向A）施加吸气力时，开闭薄膜31沿口罩方向（方向A）移动。因为分隔件32固定在壳体33中，所以开闭薄膜31与分隔件32紧密地接触，并且通过其中未形成有气孔的开闭薄膜31，空气不能通过呼气部30在口罩方向（方向A）上被引入。

因此，当使用者佩戴口罩100并且吸气时，空气不通过呼气部30被引入而是仅通过吸气部20被引入，因此能够有效地阻挡微尺寸的病毒以及灰尘。

图4B为图示出在呼气过程中呼气部的操作的示图，并且参见图4B，当沿与口罩方向（方向A）相反的方向施加压力时，未被固定至壳体33的开闭薄膜31的另一端部沿与口罩方向（方向A）相反的方向移动。也即是说，未被固定至壳体33的开闭薄膜31的另一端部与分隔件32分开并移动到壳体33内的上部（见图4B）。

因此，当使用者佩戴口罩100并呼气时，呼气被排出至当网状分隔件32和开闭薄膜31移动至壳体33内的上部时形成的间隙。

空气可通过这样的呼气部30的结构而被排出，并且特别地，当呼气部30形成在口罩100的中部时，呼气部30能够使空气顺利地排出至口罩100的外部。此外，因为空气可通过吸气部20被排出，因此空气可被迅速地排出。

如上文所述，依据本发明的示例性实施例的口罩100能够有效地阻挡大约50nm的微尺寸的病毒，因此确保了使用者不受外部环境限制地进行安全活动。

图5为顺序地图示出依据本发明示例性实施例的口罩的吸气过滤件的制造方法的示图，并且在下文中，将参照图1至图5描述依据本发明示例性实施例的制造口罩的方法。

依据本示例性实施例制造口罩100的方法包括以下步骤：制备口罩主体10；在口罩主体10中形成吸气部***口12和呼气部***口13；以及分别在吸气部***口12和呼气部***口13中装配吸气部20和呼气部30。

口罩主体10由未形成有气孔的如塑料和橡胶的材料制成，并且通过强插的方法将吸气部20和呼气部30分别装配到吸气部***口12和呼气部***口13中，或者使用粘性件进行装配。在这种情况下，为了填充由于吸气部20和呼气部30之间以及吸气部***口12和呼气部***口13之间的公差而可能产生的微间隙，可附加地应用密封材料。

吸气部20形成为在由塑料材料制成的吸气壳体23中容纳吸气过滤件21。吸气过滤件21通过在氧化铝薄膜21a的两个表面处按顺序堆叠分隔件21b和无尘纤维21c而形成，并且通过将它们固定在吸气壳体23内，吸气部20形成。

参见图5，将详细描述依据本示例性实施例的形成氧化铝薄膜的方法。为了形成氧化铝薄膜21a，制备了铝基片50，并且通过对铝基片50进行阳极氧化，形成了氧化铝层51和未氧化铝层52。

阳极氧化为一种通过对金属进行电化学氧化而制造金属氧化物的技术，并且通常当对铝进行阳极氧化时，获得取向（aligned）多孔的氧化铝。在本示例性实施例中，通过阳极氧化形成的氧化铝层51具有规则地形成多个孔的多孔结构，并且氧化铝层51形成为蜂窝结构，其为具有空心的六边形柱体的聚集体(aggregate)。

通过这种方法，在通过阳极氧化形成氧化铝层51之后，为了调整形成在氧化铝层51中的孔的大小，执行蚀刻工序。当氧化铝层51的一部分被蚀刻时，形成了氧化铝柱51a和氧化铝下层51b，因此依据口罩100的使用形成了适当大小的孔。

之后，通过有选择地蚀刻形成在氧化铝下层51b的下部中的铝层52，去除了铝层52，并且通过蚀刻去除氧化铝下层51b，形成了具有开口的两侧的氧化铝薄膜21a。

被用于吸气过滤件21的氧化铝薄膜21a通过这种工序的简单方法而形成。此外，因为可以在工序中调整形成在氧化铝薄膜21a中的孔的大小，所以能够生产出依据使用目的和使用环境阻挡灰尘和不同大小的病毒的口罩100。

呼气部30通过在由塑料材料制成的呼气壳体33中容纳开闭薄膜31和分隔件32而形成。在这种情况下，分隔件32形成为塑料材料的网状并被固定至壳体33而不在壳体33中移动。此外，开闭薄膜31由未形成有气孔的橡胶制成，开闭薄膜31的一个端部被固定至壳体33，并且在呼吸过程中，未固定至壳体33的另一端部可以移动。

以这样的方式，通过依据本示例性实施例的制造口罩100的方法，能够通过简单的方法生产能够有效地阻挡微尺寸的病毒以及灰尘的口罩100，因此能够降低生产成本，并且能够提高生产率。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包含在附加的权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种口罩，包括：

口罩主体；

呼气部，其形成在所述口罩主体的一个表面处；以及

吸气部，其形成在所述口罩主体的所述一个表面处并且包括吸气过滤件，

其中所述吸气过滤件包括：

氧化铝薄膜；

防尘纤维，其布置在所述氧化铝薄膜的两个表面处；以及

网状分隔件，其布置在所述氧化铝薄膜和所述纤维之间，

其中在所述氧化铝薄膜中通过阳极氧化而形成有多个孔，并且

在所述阳极氧化后，所述多个孔通过蚀刻而各自形成为具有18nm至40nm的直径。

2.如权利要求1所述的口罩，其中所述氧化铝薄膜形成为蜂窝结构。

3.如权利要求1所述的口罩，其中所述吸气部包括吸气壳体，所述吸气壳体容纳所述吸气过滤件。

4.如权利要求1所述的口罩，其中所述呼气部包括：

开闭薄膜；

网状分隔件，其布置在所述开闭薄膜的一个表面处；以及

呼气壳体，其容纳所述开闭薄膜以及所述分隔件。

5.如权利要求1所述的口罩，进一步包括粘性部，其在所述口罩主体的未形成有所述吸气部和所述呼气部的另一表面处沿着所述口罩主体的边缘而形成。

6.如权利要求5所述的口罩，其中所述粘性部为双面胶带。

7.如权利要求1至6中任一项所述的口罩，其中所述呼气部形成在所述口罩主体的中部，并且所述吸气部形成为一对且关于所述呼气部对称。

8.一种制造口罩的方法，所述方法包括：

制备口罩主体；

在所述口罩主体中形成吸气部***口和呼气部***口；以及

将包括吸气过滤件的吸气部和呼气部分别装配到所述吸气部***口和所述呼气部***口中，

其中所述吸气过滤件通过形成氧化铝薄膜和通过在所述氧化铝薄膜的两个表面处布置网状分隔件和纤维而形成，

其中所述氧化铝薄膜通过以下工序形成：

制备铝基片；

对所述铝基片进行阳极氧化以形成氧化铝层，所述氧化铝层中形成有多个孔；

实施蚀刻工序以调整所述孔的大小；以及

去除所述铝基片的未氧化的铝层。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包括沿着所述口罩主体的未形成有所述吸气部和所述呼气部的另一表面的边缘形成双面胶带。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中所述呼气部形成在所述口罩主体的中部，并且所述吸气部形成为一对且关于所述呼气部对称。