[發明專利]一種具備防塵效果指示功能的防塵口罩及其制備方法

在審

• 申請號: 201610537942.2
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107581683A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 周軍;程永亮;鐘俊文
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;D01D5/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種具備防塵效果指示功能的防塵口罩，其特征在于，依次包括第一外部保護層(1-1)、第一網狀電極層(2-1)、第一柱狀隔離物、靜電紡絲纖維層(4)、第二柱狀隔離物、第二網狀電極層(2-2)和第二外部保護層(1-2)；其中，所述第一第二柱狀隔離物設置于所述兩個網狀電極層與靜電紡絲纖維層(4)之間，并由此使得兩個網狀電極層(2-1，2-2)與靜電紡絲纖維層(4)之間具有一定厚度的空氣間隙；此外，兩個網狀電極層(2-1，2-2)通過導線連接有電子顯示器件(5)，以此方式，通過第一第二網狀電極層和靜電紡絲纖維層之間間隙大小的改變產生電能，從而驅動顯示器，實現指示防塵效果的功能。

2.如權利要求1所述具備防塵效果指示功能的防塵口罩，其特征在于，所述第一與第二外部保護層(1-1，1-2)由棉線無紡布或聚合物無紡布組成。

3.如權利要求1或2所述具備防塵效果指示功能的防塵口罩，其特征在于，所述第一、第二網狀電極層(2-1，2-2)均由如下材料中的一種或者幾種組合形成：銀、銅、鋁、碳材料、導電金屬氧化物，并且這些網狀電極層的網孔大小被設定為10微米至500微米的范圍。

4.如權利要求1-3任意一項所述具備防塵效果指示功能的防塵口罩，其特征在于，所述第一、第二柱狀隔離物的高度范圍為100微米至500微米。

5.如權利要求1-4任意一項所述具備防塵效果指示功能的防塵口罩，其特征在于，所述電子顯示器件(5)為發光二極管(LED)或者液晶顯示屏(LCD)。

6.一種用于制備如權利要求1-5任意一項所述的具備防塵效果指示功能的防塵口罩的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟:

(1)制備靜電紡絲纖維層：將靜電紡絲前驅物溶于溶劑，配置成具有合 適粘度的紡絲溶液，利用靜電紡絲技術對所得的紡絲溶液進行紡絲得到靜電紡絲纖維層，基于電暈極化技術對所制得的靜電紡絲纖維層進行靜電荷注入；

(2)沿著靜電紡絲纖維層兩側設置第一網狀電極層和第二網狀電極層，在靜電紡絲纖維層和第一第二網狀電極層之間分別對應設置第一柱狀隔離物和第二柱狀隔離物，該柱狀隔離物的高度范圍為100微米至500微米，使第一第二網狀電極層和靜電紡絲纖維層之間形成間隙，借助空氣間隙的變化執行柔性發電操作；在第一網狀電極層和第二網狀電極層外側還分別對應設置有第一外部保護層和第二外部保護層；

(3)將第一網狀電極層和第二網狀電極層連接在電子顯示器上，達到智能指示的效果，由此制得具有防塵效果指示功能的防塵口罩。

7.如權利要求6所述的防塵口罩的制備方法，步驟(1)中所述靜電紡絲前驅物由如下材料中的一種或者幾種組合形成：聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醚酰亞胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚乳酸。

8.如權利要求6或7所述的防塵口罩的制備方法，步驟(1)中所述靜電紡絲所用溶劑如下材料中的一種或者幾種組合形成：去離子水、乙醇、甲苯、N，N二甲基甲酰胺、丙酮、氮甲基吡咯烷酮、氯仿、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮。

9.如權利要求6-8中任一項所述的防塵口罩的制備方法，步驟(1)中所制得的靜電紡絲纖維層的克重范圍為0.1g/m²至12g/m²，所制得的靜電紡絲纖維的直徑為100nm到1500nm，所用紡絲電壓為10kV至30kV，紡絲所用針頭與紡絲收集器間的距離為10cm至30cm，紡絲的溶液流速為0.5mL/h至3.5mL/h。

10.如權利要求6-9中任一項所述的防塵口罩的制備方法，步驟(1)中所用的電暈極化電壓為5kV至25kV或者-5kV至-25kV。