高效过滤高透气的口罩

技术领域

本发明涉及一种口罩，特别涉及一种高效过滤高透气的口罩，属于卫生用品技术领域。

背景技术

随着人们卫生健康意识的提高，口罩作为一种防护工具早已遍布我们生活的各领域，如医疗、化工、家具制造等行业，在工业化进程中致使环境污染的今天我们又不得不带起口罩出行，以避免雾霾伤害，纵观这些口罩的主要作用就是隔离过滤微颗粒及病毒，避免微颗粒和病毒直接吸入肺造成对人身健康的负面影响。现有口罩种类繁多，最常用的仍以碗式口罩和折叠片式口罩为主。

口罩的主要目的是隔离经气体传播的有害物质，例如以PM2.5为主的细颗粒物和呈气溶胶状态传播的病毒。一般说来口罩都有一定的气体泄漏率，佩戴者的嘴角、下巴和鼻梁两侧是容易发生泄露的主要位置，这些区域与口罩的接触面的不连续降低了气密效果。加大气密效果的一个方法是拉紧口罩系带，使人脸肌肤凹陷达到密封，这种方式用户的佩戴感觉很不舒适，同时拉紧系带使得口罩中心以外部分贴在脸上失去透气空间，减少了口罩的有效过滤面积。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效过滤高透气的口罩，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种高效过滤高透气的口罩，其包括口罩主体、支撑骨架和面部结合体，所述面部结合体设置在所述口罩主体靠近人体面部的一侧，所述面部结合体与所述口罩主体固定连接并围合形成一与人体面部相适配的换气空间，所述面部结合体上开设有与人体口鼻部位相适配的开口；

所述口罩主体包括第一面体和第二面体，所述第一面体和第二面体相交而形成大于0°而小于180°的夹角，所述第一面体和第二面体均具有褶皱部分，所述褶皱部分包括多个沿第一方向延伸设置的折片，多个折片沿第二方向依次排列分布，且多个折片依次首尾连接而形成多个具有峰部和根部的褶皱，且相邻两个折片相交而形成的夹角大于0°；

其中，所述第一方向与人体面部的中线平行，所述第一方向和第二方向交叉分布。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩，口罩主体上的褶皱部分经过面部结合体和支撑骨架的拉伸，使口罩主体的过滤面积提高至少1倍，过滤性能提高2-3倍；

2)本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩，口罩主体的褶皱结构在同样体积条件下可以容纳更多的过滤材料，从而使其最大程度与空气接触，并进行气体过滤交换，进而提高口罩主体的过滤性能，降低口罩主体的气阻压差。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的结构示意图；

图2是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的结构示意图；

图5是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的原理结构示意图；

图6是本发明一典型实施案例中提供的一种高效过滤高透气的口罩的原理结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例提供了一种高效过滤高透气的口罩，其包括口罩主体、支撑骨架和面部结合体，所述面部结合体设置在所述口罩主体靠近人体面部的一侧，所述面部结合体与所述口罩主体固定连接并围合形成一与人体面部相适配的换气空间，所述面部结合体上开设有与人体口鼻部位相适配的开口；

所述口罩主体包括第一面体和第二面体，所述第一面体和第二面体相交而形成大于0°而小于180°的夹角，所述第一面体和第二面体均具有褶皱部分，所述褶皱部分包括多个沿第一方向延伸设置的折片，多个折片沿第二方向依次排列分布，且多个折片依次首尾连接而形成多个具有峰部和根部的褶皱，且相邻两个折片相交而形成的夹角大于0°；

其中，所述第一方向与人体面部的中线平行，所述第一方向和第二方向交叉分布。

进一步的，所述支撑骨架和面部结合体能够对所述第一面体和第二面体进行牵拉，而使所述第一面体和第二面体褶皱部分的相邻折片之间呈大于0°的夹角。

进一步的，相邻两个折片之间的夹角大于0°而小于等于90°。

进一步的，相邻两个折片的表面之间无直接接触。

进一步的，所述折片于第二方向上的宽度为折片厚度的两倍以上；优选的，所述折片于第二方向上的宽度为5-50mm。

在一些较为具体的实施方案中，所述折片包括第一折片和第二折片，且所述第一折片和第二折片连接而形成所述的褶皱，其中，所述第一折片的宽度大于或等于所述第二折片的宽度。

进一步的，所述第一折片和第二折片中的至少一者倾斜设置。

进一步的，所述第一面体和第二面体还具有连接部分和过渡部分，所述连接部分和过渡部分沿第二方向设置在所述褶皱部分的两端，所述连接部分、过渡部分分别与位于褶皱部分两端处的折片固定连接；以及

所述第一面体和第二面体的两个连接部分固定连接并相交形成大于0°而小于180°的夹角。

进一步的，所述连接部分倾斜设置，且所述连接部分与指定折片平顺连接，或者，所述连接部分与指定折片之间呈角度设置。

进一步的，所述过渡部分与所述面部结合体固定连接；

进一步的，所述连接部分、褶皱部分和过渡部分一体设置，所述褶皱部分由所述第一面体或第二面体沿第二方向折叠形成。

进一步的，所述第一面体和第二面体之间还形成有沿第一方向设置的折痕，所述第一面体和第二面体能够沿所述折痕对折。

进一步的，所述口罩主体呈杯状。

进一步的，所述第一面体和第二面体镜像对称设置。

在一些较为具体的实施方案中，所述口罩主体包括叠设的第一内层、第一中间层和第一外层，其中，所述第一内层和第一外层均包括无纺布，所述第一中间层包括熔喷过滤纤维布。

进一步的，所述第一内层、第一中间层和第一外层的厚度均不超过2mm。

进一步的，所述第一内层克重为20-40g/m

进一步的，所述第一内层的过滤效率为95-99.97％。

进一步的，所述口罩主体的气阻压差为10-60pa。

进一步的，所述面部结合体的局部能够覆盖人体面部且与人体面部无间隙的贴合。

进一步的，所述面部结合体的气阻压差为10-100pa。

进一步的，所述面部结合体与支撑骨架设置在口罩主体的同一侧，所述面部结合体包括依次叠层设置的第二外层、第二中间层和第二内层，其中，所述第二外层和第二内层的材质为透气无率效材料，第二外层和第二内层的厚度均≤2mm.，所述第二中间层的材质包括高透湿或者高过滤的功能性材料，所述第二中间层的透湿度为10000-500000g/m

进一步的，所述高效过滤高透气的口罩还包括耳带，所述耳带与所述口罩主体固定连接。

进一步的，所述耳带通过超声波焊接的方式直接与所述口罩主体固定结合，或者，所述耳带通过连接件与所述口罩主体固定结合。

进一步的，所述连接件包括耳扣，所述耳扣固定设置在所述口罩主体上。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图1-图6，一种高效过滤高透气的口罩，包括口罩主体100、支撑骨架200和面部结合体300，面部结合体300设置在所述口罩主体100靠近人体面部的一侧，所述面部结合体300与所述口罩主体100固定连接并围合形成一与人体面部相适配的换气空间，所述面部结合体300上开设有与人体口鼻部位相适配的开口310，所述口罩主体100覆设在支撑骨架200的表面，支撑骨架200能够对口罩主体100进行支撑；

所述口罩主体100包括第一面体110和第二面体120，所述第一面体110和第二面体120相交而形成大于0°而小于180°的夹角，所述第一面体110和第二面体120均具有褶皱部分，所述褶皱部分包括多个沿第一方向001延伸设置的折片，多个折片沿第二方向002依次排列分布，且多个折片依次首尾连接而形成多个具有峰部和根部的褶皱，且相邻两个折片相交而形成的夹角大于0°；其中，所述第一方向001与人体面部的中线平行，所述第一方向和第二方向交叉分布。

具体的，所述支撑骨架200和面部结合体300能够对所述第一面体110和第二面体120进行牵拉，而使所述第一面体和第二面体褶皱部分的相邻折片之间呈大于0°的夹角。

具体的，请再次参阅图1、图5和图6，所述口罩主体100呈杯状，所述第一面体110和第二面体120之间还形成有沿第一方向001设置的折痕，所述第一面体110和第二面体120能够沿所述折痕对折。

具体的，所述第一面体110包括沿第二方向依次设置的第一连接部分111、第一褶皱部分112和第一过渡部分113，所述第一褶皱部分112包括多个具有峰部和根部的褶皱；所述第二面体120包括沿第二方向依次设置的第二连接部分121、第二褶皱部分122和第二过渡部分123，所述第二褶皱部分122包括多个具有峰部和根部的褶皱，第一面体110和第二面体120上的褶皱均是由多个沿第一方向延伸设置的折片在第二方向上相交连接形成，其中，第一连接部分111、第一过渡部分113分别与第一褶皱部分112两端的两个折片101/102固定连接，第二连接部分121、第二过渡部分123分别与第二褶皱部分122两端的两个折片101/102固定连接；所述第一面体110的第一连接部分111和第二面体120的第二连接部分121固定连接并相交形成大于0°而小于180°的夹角，第一面体110和第二面体120的第一过渡部分113、第二过渡部分123与面部结合体300固定连接。

需要说明的是，在同样面积下，褶皱数量越多，在可实现范围内褶皱的高度越高，那么具有褶皱的过滤材料的打开面积就越大，则在相同体积下拥有更多的过滤面积，意味着过滤效率的提升和气流压差阻力的下降。

具体的，请参参阅图5，所述第一连接部分111、第二连接部分121倾斜设置，且所述第一连接部分111、第二连接部分121与指定折片101/102平顺连接，或者，第一连接部分111、第二连接部分121与指定折片101/102之间呈角度设置。

具体的，相邻两个折片之间的夹角大于0°而小于等于90°，且相邻两个折片的表面之间无直接接触。

具体的，所述折片于第二方向上的宽度为折片厚度的两倍以上，例如，所述折片于第二方向上的宽度为5-50mm。

在一些较为具体的实施方案中，所述第一面体110和第二面体120可以呈镜像对称设置，即第一面体和第二面体的结构可以完全相同，以其中第二面体120对其结构进行进一步的解释和说明；

请参阅图5和图6，所述折片包括第一折片101和第二折片102，且所述第一折片101和第二折片102连接而形成所述的褶皱，其中，所述第一折片101相对设置在所述第二折片102的上方，且第一折片101和第二折片102中的至少一者倾斜设置，所述第一折片101的宽度大于或等于所述第二折片102的宽度(本发明中对折片宽度的限定为沿第二方向上的尺寸，与第一方向上的尺寸为长度)。

具体的，所述第一面体110和第二面体120的连接部分、褶皱部分和过渡部分可以一体设置，可以理解为。所述褶皱部分由所述第一面体或第二面体沿第二方向折叠形成的。

具体的，请再次参阅图1、图5和图6，在该高效过滤高透气的口罩被佩戴使用时，该口罩主体100的多个沿第一方向延伸的折片与人体的面部平行，多个折片之间形成的褶皱形成具有三棱柱状的过滤空间(该过滤空间可以理解为褶皱的内腔，该褶皱也是沿第一方向设置的)，口罩内部和外部的空气能够更加容易的进入，与口罩主体接触后穿过该口罩主体，在增加该口罩主体的过滤面积的同时，也大大提高了空气过滤和交换的效率。

在一些较为具体的实施方案中，所述口罩主体100包括叠设的第一内层、第一中间层和第一外层，其中，所述第一内层和第一外层均包括无纺布，所述第一中间层包括熔喷过滤纤维布，所述第一内层、第一中间层和第一外层的厚度均不超过2mm。

具体的，所述第一内层克重为20-40g/m

具体的，所述面部结合体300的局部能够覆盖人体面部且与人体面部无间隙的贴合。

具体的，所述面部结合体300与支撑骨架200设置在口罩主体100的同一侧，所述面部结合体包括依次叠层设置的第二外层、第二中间层和第二内层，所述面部结合体的气阻压差(该气阻压差是根据GB2626-2019标准测试获得)为10-100pa。

具体的，所述第二外层和第二内层的材质为透气无率效材料，第二外层和第二内层的厚度均≤2mm.，所述第二中间层的材质包括高透湿或者高过滤的功能性材料，所述第二中间层的透湿度为10000-500000g/m

具体的，所述高效过滤高透气的口罩还包括耳带400，所述耳带与所述口罩主体100固定连接；所述耳带400可以通过超声波焊接的方式直接与所述口罩主体固定结合，或者，所述耳带400通过连接件与所述口罩主体固定结合，所述连接件包括耳扣，所述耳扣固定设置在所述口罩主体上。

具体的，以现有口罩自动生产线上的口罩主体布料为例，制作形成口罩主体的第一面体和第二面体的平面面积均为80cm

请再次参阅图5和图6，当第一面体和第二面体上均包含五个折片形成的四个折皱时，A到B的直线长度是135mm，拉伸后的长度是235，每个折片的沿第二方向的尺寸为20mm，当包含五个折片时，第一面体和第二面体拉伸后的长度为135+20*5＝235mm，即形成第一面体和第二面体所需的布料为长度235mm×135mm，但第一面体和第二面体的面积可以提升至190cm

相比较而言，口罩主体的用料成本仅仅提升235/135＝74％，气阻性能提升137.5％，因为口罩主体的有效过滤面积主要集中在表面的褶皱部分，褶皱的数量越多，性能越好，但是和原材料成本增加的部分相比，其性能的提升还是相当有利的。

具体的，请再次参阅图6，相邻两个折片之间的角度C大于0°且小于等于90°，即相邻两个折片的上下面不会贴合，从而能够使气体进入并通过口罩进行气体交换；可以理解的，通过口罩内的支撑骨架200和面部结合体300对第一面体和第二面体的牵拉能够保证相邻两个折片之间的角度始终大于0°。例如，当支撑骨架和面部结合体配合所施加的牵拉力越小，口罩主体越紧绷，角度C会被拉伸比较大，反之较小。

本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩，该口罩主体是一种杯罩状口罩结构，口罩主体的过滤面积比现有的杯状口罩过滤面积高出50％-200％。

本发明实施例中提供的一种高效过滤高透气的口罩，在面部结合体和支撑骨架的支撑下，口罩主体上的褶皱部分中的折片向上翘起，从而使相邻折片之间形成大于0°的夹角，从而使褶皱部分的折片的正反两面可以重复与空气接触，进而使口罩主体的过滤材料与空气的接触面积增加了200％-300％，进一步提高了口罩主体的过滤效率。

本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩的第一面体和第二面体上的折片与人体面部平行设置，使得外部的空气更加容易口罩主体进行接触，第一面体和第二面体上的褶皱部分能够使空气更加容易进入，从而进一步提高了口罩的过滤效率。

本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩，口罩主体上的褶皱部分经过面部结合体和支撑骨架的拉伸(两个条件同时满足)，使口罩主体的过滤面积提高至少1倍，过滤性能提高2-3倍，如果没有支撑骨架或者面部结合体对口罩主体的四周进行拉伸，则无法达到前述技术效果。

本发明实施例提供的一种高效过滤高透气的口罩，口罩主体的褶皱结构在同样体积条件下可以容纳更多的过滤材料，从而使其最大程度与空气接触，并进行气体过滤交换，进而提高口罩主体的过滤性能，降低口罩主体的气阻压差。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。