口罩

技术领域

本申请涉及卫生用品领域，特别是涉及一种口罩。

背景技术

口罩作为一种卫生用品，通常戴在口鼻部位用来过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、飞沫等物质的作用。因此，口罩的有效过滤面积越大越好。

然而，现有技术中的普通医用外科口罩在使用时，除了鼻孔区域与面部分开外，大部分区域与人脸紧密贴合。与人脸紧密贴合的区域使得气体不能透过，起不到过滤作用，导致口罩的实际过滤面积较小。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种口罩。该口罩包括：具有过滤性能的口罩主体；以及柔性的支撑框架，支撑框架设置在口罩主体内并与口罩主体相连，口罩主体包括对应于支撑框架的第一过滤区和环绕支撑框架的第二过滤区。在口罩的使用状态下，支撑框架支撑口罩主体，使得第二过滤区的至少部分和第一过滤区与使用者的面部之间形成间隙。

在一个实施例中，支撑框架包括横向延伸的第一杆，处于第一杆下方的横向延伸的第二杆，以及连接在第一杆和第二杆之间的至少两个且横向间隔开的连接杆；第一杆、第二杆和连接杆组合成封闭形状。

在一个实施例中，封闭形状为等腰梯形，等腰梯形的长底边处于短底边的上方。

在一个实施例中，支撑框架还包括横向延伸的第三杆，第三杆处于第一杆和第二杆之间并且与连接杆相连。

在一个实施例中，口罩还包括适于与鼻翼配合的填缝条带；填缝条带设置在口罩主体的内侧面上并沿着口罩主体的上边缘延伸。

在一个实施例中，填缝条带包括两个向内侧凸出的凸起部和处于两个凸起部之间的凹陷部。

在一个实施例中，填缝条带由闭孔海绵或柔性塑胶材料制成。

在一个实施例中，口罩还包括变形杆，变形杆与口罩主体分开并且设置为与第一杆相邻；填缝条带朝向口罩主体的投影与变形杆的至少部分重叠。

在一个实施例中，变形杆设置在第一杆的朝向第二杆的一侧并且处于连接杆的内侧。

在一个实施例中，第一杆包括组成封闭形状的中段和处于封闭形状之外的横向延伸段，变形杆横向延伸超出第一杆的中段并且处于横向延伸段的范围内。

在一个实施例中，变形杆至少在其中部与第一杆相连。

在一个实施例中，口罩主体包括处于支撑框架外侧的第一过滤层组和处于支撑框架内侧的第二过滤层组，第一过滤层组和第二过滤层组在边缘处通过弹性的包封条连接成一个整体。

在一个实施例中，第一过滤层组和第二过滤层组与包封条缝合在一起；在包封条上涂覆有柔性粘合剂，以封闭缝合迹线。

在一个实施例中，第一过滤层组包括与支撑框架相邻的过滤膜层和与过滤膜层相邻的第一防水布层，第二过滤层组包括支撑框架相邻的第二防水布层和与第二防水布层相邻的亲水布层。

在一个实施例中，第一过滤层组与第二过滤层组通过多个离散分布的固定点连接在一起。

在一个实施例中，在口罩主体的边缘形成多个褶皱。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：在佩戴本申请的口罩时，支撑框架会支撑口罩主体向外凸起形成罩杯状，使得口罩主体的第一过滤区全部和第二过滤区的至少部分与佩戴者的面部间隔开，这显著增大了口罩的过滤面积，佩戴者的呼吸也更加顺畅。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地显示了根据本申请的一个实施例的口罩的立体图。

图2示意性地显示了将口罩戴到使用者的面部上的状态。

图3是口罩主体的分解图。

图4示意性地显示了口罩的装配细节。

图5以平面图示意性地显示了支撑框架在口罩主体中的位置。

图6示意性地显示了包封条和填缝条带的结构。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，方向用语“内侧”是指朝向佩戴者的方向，方向用语“外侧”是指与“内侧”相反的方向。

图1示意性地显示了根据本申请的一个实施例的口罩1。图4显示了口罩1的装配细节。如图1和图4所示，口罩1包括具有过滤性能的口罩主体10和柔性的支撑框架20。支撑框架20设置在口罩主体10内并与口罩主体10至少一部分相连。口罩主体10包括对应于支撑框架20的第一过滤区101和环绕支撑框架20的第二过滤区102。在口罩1的使用状态下，支撑框架20支撑口罩主体10，使得第二过滤区102的至少部分和第一过滤区101与使用者的面部之间形成间隙。

通常，在佩戴本申请的口罩1时，支撑框架20支撑在佩戴者的面部上而且佩戴者的鼻梁和口部对应于支撑框架20(或第一过滤区101)。佩戴者挤压支撑框架20使其顺应于佩戴者的鼻梁以及其他面部特征变形成立体形状(例如，形成笼状或碗状)。相应地，口罩主体10也在支撑框架20的支撑下形成罩杯形状(如图2所示)，使得口罩主体10的第一过滤区101全部和第二过滤区102的至少部分(例如，与第一过滤区101相邻的部分)与佩戴者的面部之间形成间隔(即，口罩1的死腔)，使得外界经过滤的空气可流入死腔，供佩戴者呼吸。然而，现有技术中的口罩与佩戴者的面部紧密贴合而不形成死腔；与现有技术的口罩相比，本申请的口罩1的过滤面积显著变大了，佩戴者的呼吸也更加顺畅。另外，支撑框架20与面部紧密贴合，可使得口罩1稳定地保持在佩戴者的面部上，这也有助于提高口罩1的过滤效果。在制造口罩1时，平面状的支撑框架20将口罩主体10撑开并保持平面状，这方便了口罩1的制造。

此外，还应理解的是，口罩1还包括与口罩主体10相连的耳挂绳11，以便于佩戴。

下面来详细描述支撑框架20的结构。

如图5所示，支撑框架20包括横向延伸的第一杆201，处于第一杆201下方的横向延伸的第二杆202，以及连接在第一杆201和第二杆202之间的至少两个连接杆204；这些连接杆204横向间隔开。这样，第一杆201、第二杆202和连接杆204组合成封闭形状。封闭形状的支撑框架20结构比较稳定，而且支撑范围较大，有助于保持口罩主体10的形状，从而使得口罩1具有稳定的死腔，这有助于提高口罩1的过滤效果。另外，在佩戴口罩1时，第一杆201位于佩戴者眼眶下方，连接杆204顺应面部形状弯曲并顺应于下巴向内侧弯曲，第二杆202则位于下巴的下方。相应地，口罩主体10就覆盖了佩戴者的面部和下巴(如图2所示)。这样，佩戴者的鼻子、口部以及下巴都处于支撑框架20的范围内并与口罩主体10间隔开，从而口罩主体10的对应于鼻子、口部和下巴的区域就形成了死腔，这显著增加了口罩1的有效过滤面积。在另外的实施例中，支撑框架20也可构造为连接杆204的长度较短，相应地第二杆202可对应于鼻子和嘴巴之间的区域、对应于嘴巴、对应于下巴等，这里不再赘述。

可选地，在将支撑框架20与口罩主体10组合在一起时，第一杆201和第二杆202与口罩主体10接合在一起(例如，通过热压接合)；连接杆204与口罩主体10分开。这样，口罩主体10对支撑框架20有一定的约束但是不会限制支撑框架20的变形。在佩戴口罩1时，支撑框架20仍可以自由地变形，但不会相对于口罩主体10大幅移位，这样可容易地将支撑框架20与佩戴者的面部特征对齐，方便了口罩1的佩戴。

应理解的是，第一杆201可以为单一条完整的杆，也可以由多条杆组合而成，此外第一杆201还可以是直杆或弯折杆；第二杆202和连接杆204也是如此，这里不再赘述。另外，连接杆204可以为竖直延伸的杆，也可以包括竖直延伸的杆和沿与第一杆201或第二杆202成其他角度延伸的杆。例如，当支撑框架20的形状为矩形时，连接杆204可以为竖直延伸的杆；当支撑框架20的形状为六边形时，连接杆204则包括沿与第一杆201或第二杆202成120度角延伸的两个杆。可选地，支撑框架20还可以为倒置的三角形。

可选地，在图5所示的实施例中，支撑框架20的形状为等腰梯形，并且等腰梯形的长底边处于短底边的上方。这样，从整体上看，支撑框架20与人的面部轮廓相适应，提高了佩戴者的舒适度。

为了进一步保证支撑框架20的稳定性，如图5所示，支撑框架20还包括横向延伸的第三杆203。第三杆203处于第一杆201和第二杆202之间并且与连接杆204相连。在口罩1的佩戴状态下，第三杆203位于佩戴者的口部的外侧，这可进一步保持两条连接杆204之间的距离不变，有助于保持支撑框架20以及口罩1的形状。第三杆203还用于支撑口罩主体10；例如，在吸气时，第三杆203可避免口罩主体10发生塌陷、贴附到佩戴者的鼻孔、嘴唇上而减小死腔，而死腔的减小会造成口罩1的过滤面积减小。可选地，第三杆203为等腰梯形的中位线。

还如图5所示，第一杆201包括组成封闭形状的中段205和处于封闭形状之外的横向延伸段206。在这种结构中，横向延伸段206使支撑框架20与口罩主体10的连接更稳定。而且在佩戴口罩1时，横向延伸段206也会顺应于面部特征而变形并支撑口罩主体10，这有助于提高口罩1的密合性。在制造口罩1时，横向延伸段206也有助于将口罩主体10保持为平面状，以方便口罩1的制造。

横向延伸段206的长度可根据口罩主体10的实际尺寸而定，例如，横向延伸段206可横向延伸到距离口罩主体10的相应边缘约5-20mm的位置处。

可选地，横向延伸段206的数量为两个并且对称地处于封闭形状的两侧。这样，支撑框架20的受力保持平衡，提高佩戴者的舒适度，并且有助于保持口罩主体10的形状。

可选地，等腰梯形的长底边与横向延伸段206的总长度在70-250mm之间，例如可以为160mm；短底边的长度在10-100mm之间，例如可以为50mm；等腰梯形的腰长在80-160mm之间，例如可以为130mm。发明人发现，这种尺寸的支撑框架20与绝大部分人的面部轮廓相适应，方便了使用者的佩戴。

还如图4和图5所示，口罩1还包括适于与鼻翼配合的填缝条带50。填缝条带50设置在口罩主体10的内侧面上并沿着口罩主体10的上边缘延伸。在佩戴口罩1时，支撑框架20变形而将口罩主体10撑起向外凸起，并且口罩主体10的上边缘区域向佩戴者的面部倾斜，而中部部分远离佩戴者的面部，相应地填缝条带50朝向面部倾斜并与鼻翼以及鼻梁周围的面部区域更紧密地贴合，这有助于提高口罩1的密合性，降低总泄漏率。

如图6所示，填缝条带50可构造为包括两个向内侧凸出的凸起部501和处于两个凸起部501之间的凹陷部502。这样，填缝条带50与鼻翼和鼻梁的生理曲面更加适配，密合效果更好，提高了口罩1的佩戴舒适度并且提高了口罩1的密合性，降低总泄漏率。

可选地，填缝条带50由闭孔海绵制成。闭孔海绵的重量轻、质地柔软，而且不透气，这进一步提高了口罩1的佩戴舒适度和密封效果。在另外的实施例中，填缝条带50还可以由柔性塑胶材料制成。例如，可以由硅胶、乳胶等材料制成。

还如图5所示，口罩1还包括变形杆30。变形杆30与口罩主体10分开并且设置为与第一杆201相邻。根据这种结构，在佩戴口罩1，将支撑框架20顺应于面部特征和/或轮廓变形的同时，变形杆30也会同时顺应于面部特征和/或面部轮廓变形并支撑口罩主体10。

还如图4所示，填缝条带50朝向口罩主体10的投影与变形杆30的至少部分重叠。这种结构带来的有益效果是：由于变形杆30不与口罩主体10相连，因此变形杆30所承受的来自口罩主体10的张力很小。在口罩主体10受外力而变形的情况下，变形杆30仍会独立于口罩主体10而保持变形后的形状并对填缝条带50继续施加压力，保证填缝条带50以及口罩主体10与佩戴者鼻梁处的密合性良好。

可选地，变形杆30与第一杆201平行地延伸。这样，在将第一杆201顺应于面部特征和/或轮廓变形的同时，确保变形杆30会随着第一杆201的变形而变形。另外，这种结构也便于参照第一杆201来设置变形杆30，特别是在变形杆30与第一杆201相连的情况下(如下文所述)，方便了制造口罩1。

可选地，变形杆30设置在第一杆201的朝向第二杆202的一侧并且处于连接杆204的内侧。这样，第一杆201在口罩主体10的内部为变形杆30撑开了容纳空间，进一步减小了变形杆30所承受的来自口罩主体10的张力。另外，由于变形杆30处于连接杆204的内侧，即变形杆30比连接杆204更靠近面部。在这种结构中，保证了变形杆30的独立性；例如，在口罩1的佩戴状态下，连接杆204向外侧弯曲变形时不会导致变形杆30向外侧弯曲变形。换句话说，连接杆204向外侧弯曲变形时，变形杆30不会跟随连接杆204变形，这也有助于提高口罩主体10与佩戴者的面部的密合性良。

另外，在第一杆201具有中段205和横向延伸段206的情况下，变形杆30构造为横向延伸超出第一杆201的中段205并且处于横向延伸段206的范围内。这样，变形杆30的长度较长，这也有助于提高其对口罩主体10的支撑作用和对填缝条带50施加的压力，保证填缝条带50以及口罩主体10与佩戴者鼻梁处的密合性良好。

还如图5所示，变形杆30至少在其中部301与第一杆201相连。这样，变形杆30与支撑框架20就形成了一个整体，方便了其安装。另外，变形杆30仅在其中部与第一杆201相连，这样变形杆30的两端相对于支撑框架20仍具有较大的独立性，能够独立于支撑框架20支撑口罩主体10，保持口罩主体10为凸起，使得口罩1的过滤面积不会显著减小，而且口罩主体10与佩戴者的面部的密合性也保持为良好。在一个实施例中，变形杆30在其中部与支撑框架20热压熔胶连接或通过化学粘结剂粘结在一起。在另外的实施例中，变形杆30与支撑框架20注塑成型。

可选地，支撑框架20和变形杆30均由具有形状记忆功能的塑料条制成，变形杆也可以使用金属材质的鼻梁条(如包塑料的铁丝、扁铝条等)。这样，在佩戴口罩1情况下，支撑框架20和变形杆30可保持变形后的形状，从而保持对口罩本体10的支撑作用和对填缝条带50施加的压力。在一个具体的实施例中，塑料条的材质为聚烯烃。这样，支撑框架20和变形杆30的重量较轻，以减轻对佩戴者的压迫感。

可选地，塑料条的宽度在6mm到0.5mm之间，例如，可以为3mm。这样，支撑框架20和变形杆30的面积很小，避免影响口罩主体10的透气、过滤效果。另外，由于支撑框架20和变形杆30均设置在口罩主体10内，而不与佩戴者的面部直接接触，以避免在佩戴者的面部上产生压疮。

图3是口罩1的口罩主体10的分解图。如图3所示，口罩主体10包括处于支撑框架20外侧的第一过滤层组110和处于支撑框架20内侧的第二过滤层组120，第一过滤层组110和第二过滤层组120在边缘处通过弹性的包封条40连接成一个整体。包封条40对第一过滤层组110和第二过滤层组120的边缘起到保护作用。

可选地，填缝条带50的上边缘覆盖了包封条40的下边缘的至少部分。这样，在佩戴口罩1时，随着包封条40的收紧，包封条带40会推动填缝条带50朝向佩戴者的面部倾斜，以与鼻翼以及鼻梁周围的面部区域更紧密地贴合，这有助于提高口罩1的密合性，降低总泄漏率。

可选地，弹性的包封条40使得在口罩主体10的边缘形成间隔分布的多个褶皱。例如，弹性的包封条40收缩变形使得口罩主体10的边缘形成多个褶皱。这样，褶皱扩大了口罩主体10的表面积，这也有助于增大口罩1的过滤面积。另外，在佩戴口罩1时，弹性的包封条40会顺应于面部轮廓而变形并保持与面部紧密接触，不但避免了对佩戴者的面部过渡挤压而且与面部的密封性良好，同时也便于佩戴者张口、说话等，这改善了口罩1的佩戴感受并提高了口罩1的密合效果。可选地，弹性的包封条40可由针织布、罗纹布(例如，棉氨纶罗纹布)等具有弹性的材料制成，这些材料是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。

可选地，包封条40的宽度在5mm到20mm之间，例如1/2英寸(12.7mm)。这样，包封条40与面部的接触面积较大，有助于减轻甚至避免在面部上产生压痕或压疮，这改善了口罩1的佩戴感受。

在一个实施例中，包封条40与耳挂绳11由相同的材料制成并通过连续缝纫成为一体。另外，耳挂绳11可含有磷氮系阻燃剂，例如，聚磷酸铵阻燃剂，这不会影响耳挂绳11的弹性。可选地，口罩主体10中的过滤膜层111可以由PTFE(即，聚四氟乙烯)膨胀体材料制成。这样，在口罩1被焚化时，磷氮系阻燃剂会分解产生氨气，PTFE膨胀体分解产生氟化氢。这两种产物可结合成氟化铵。氟化铵的氮元素可被植物吸收，氟元素可以与钙结合成氟化钙。由此实现口罩1的无害化处理，有助于环境保护。

可选地，第一过滤层组110和第二过滤层组120与包封条40缝合在一起。这样，可方便地通过缝纫来制作口罩1，降低了口罩1的制作难度。在一个具体的实施例中，可采用三针四线的绷缝工艺进行包边缝纫，这样可将口罩本体10制造成与人面部相匹配的弧面造型，提高口罩1的佩戴舒适度。三针四线的绷缝工艺是本领域的技术人员所熟知的，这里不再赘述。

在第一过滤层组110和第二过滤层组120与包封条40缝合在一起的情况下，在包封条40上涂覆有柔性粘合剂，以封闭缝合迹线401。这样，防止环境中的污染物穿过缝纫针眼，提高了口罩1的密封效果。另外，在包封条40被拉伸或缩回时，柔性粘合剂可相应地被拉伸或缩回而不会被损坏，由此保持封闭缝纫针眼。可选地，柔性粘合剂可以为橡胶、硫化硅橡胶、硅胶、发泡硅胶、乳胶等，这是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。

可选地，如图3所示，第一过滤层组110包括与支撑框架20相邻的过滤膜层111和与过滤膜层111相邻的第一防水布层112。第二过滤层组120包括与支撑框架20相邻的第二防水布层121和与第二防水布层121相邻的亲水布层122。可选地，第一防水布层112的材料例如可以由疏水性纤维制成。过滤膜层111可以为普通的静电熔喷布、含有PTFE(即，聚四氟乙烯)膨胀体的静电熔喷布、或由PP(即，聚丙烯)丝纺层、聚乳酸、聚丙烯酰胺、PTFE层、PP粘纺布复合而成的过滤膜等。这些材料是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。第二防水布层121的材料例如可以与第一防水布层112相同或相近，也可以与过滤膜层111的材料相同或相近。亲水布层122可以为亚麻布或棉布(例如针织棉布、纱布、平纹棉布或罗纹棉布)等。本领域的技术人员可根据需要选择适当的材料。

可选地，过滤膜层111可以为单层，也可以为两层或更多层，这取决于口罩1的应用环境。

可选地，亲水布层122上还可以载有化学药剂。这样，以提高对空气中的某些有毒有害气体的过滤性。这是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。

可选地，还如图5所示，第一过滤层组110与第二过滤层组120组通过多个离散分布的固定点130连接在一起。这样，第一过滤层组110与第二过滤层组120就形成了一个整体。在佩戴口罩1时，第一过滤层组110对第二过滤层组120起到牵扯作用，避免在呼吸时第二过滤层120的亲水布层122朝向人脸移动而贴附在佩戴者的鼻孔上，也可以避免第二过滤层组120随着呼气和/或吸气而随意飘动。在一个实施例中，第一过滤层组110与第二过滤层120组可通过热熔压胶或化学粘合剂粘接而连接在一起。

对本申请的口罩1进行了测试。

测试条件：将本申请的口罩佩戴在一个头围60cm的橡胶头模。然后，向口罩和头模之间以30ml/min的流速供入气体，检测口罩1的边缘与头模之间的接触压强。如果口罩的边缘测试点与头模之间的接触压强小于0.05kPa，说明口罩与头模贴合不严密，有漏气风险。表1显示了检测结果。

此外，还对口罩的颗粒物防护性能进行了测试。测试方法为：根据GB2626-2019KN95(氯化钠颗粒物)，进行非油性颗粒物检测；还根据GB2626-2019 KN95检测了口罩的总泄漏率(TIL)、呼气阻力、吸气阻力、死腔和可燃性。表2显示了测试结果。

表1

表2

根据表1的测试结果可知，根据本申请的口罩的边缘的所有测试点与头模之间的接触压强均大于或等于0.05kPa，这说明本申请的口罩在佩戴时与佩戴者的头部密合性非常好。

根据表2的测试结果可知，根据本申请的口罩的各项指标均符合GB2626-2019KN95的要求。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。