[實用新型]一種防霧霾口罩

有效

• 申請號: 201821119310.5
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN209378613U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 倪鑫;邰雋;周鋼;陳俊;葛文彤;劉原虎;張亞梅;張杰;郭永麗;王生才
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學附屬北京兒童醫院
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;A41D13/11
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 梁婧文

本實用新型提供了一種防霧霾口罩，所述口罩包括頭部或耳部掛繩、復合濾材罩體、風扇、電池。本實用新型采用飛秒激光技術，處理濾材表面，形成超疏水界面。當口罩內風扇啟動，很容易去除掉附著在濾材上的細菌、病毒和霧霾顆粒，增長口罩的使用期限，達到長期使用并保持口罩清潔的目的。

技術領域

本實用新型屬于材料領域和醫療防護領域，具體涉及一種防霧霾口罩。

背景技術

隨著經濟的快速發展，日常生活、工業生產、汽車尾氣等排放的大量廢棄物造成了嚴重的空氣污染，霧霾天氣現象大范圍頻繁出現。霧霾天氣空氣中的污染物成分非常復雜，有害健康的主要是直徑小于10微米的氣溶膠粒子，即PM10；直徑小于2.5微米的污染物顆粒，即PM2.5。長時間吸入霧霾空氣，會誘發肺泡彈性降低、功能衰竭、肺癌等各類呼吸系統疾病且無法逆轉。防霧霾口罩的市場需求逐漸增大。

防霧霾口罩的口罩濾材需要具備抵抗外界細菌、霧霾顆粒的功能。現有技術中的防霧霾口罩常常采取增加厚度、多層、添加活性炭等其他濾芯材料復合熱壓形成口罩，容易產生氣悶感，隨著佩戴過程中，人呼出水氣，口罩濾材表面濕潤，容易使細菌、病毒、霧霾顆粒表面形成液膜，從而污染口罩。出于保持口罩清潔，有益呼吸系統健康的目的，只能增加口罩替換頻率，造成使用成本增加。

超疏水結構在表面清潔、微流體系統和生物相容性等方面的潛在應用成為近年來研究的熱點之一。飛秒激光技術作為一種新的方法和技術，被應用于表面科學領域來調控固體材料表面的潤濕性。超短脈沖寬度和極高峰值功率等特點使得飛秒激光在微加工方面具有許多獨特的優勢，例如燒蝕點附近小的熱影響區域、非接觸式加工、高的空間分辨率等。此外，理論上飛秒激光可加工絕大多數固態材料表面，包括半導體、金屬、聚合物、高硬脆玻璃材料、陶瓷、甚至生物材料等。這種技術可以在廣泛的材料表面上通過一步掃描的方法直接構造出微米/納米分級復合結構。由于材料表面的潤濕性不僅由表面化學組成決定，還受到表面微納形貌的極大影響，因而這些飛秒激光燒蝕后的表面常常展現出各種各樣獨特的潤濕性質。超疏水結構和飛秒激光技術至今仍未應用于口罩濾材的表面處理和生產制造中。

實用新型內容

基于現有技術的缺陷和不足，本實用新型所要解決的技術問題是：如何消除因呼出氣體造成的口罩內表面濕潤進而導致的細菌、病毒、霧霾顆粒沉積和滋生。

本實用新型提供一種經飛秒激光表面處理的口罩濾材，及應用該濾材制備的防霧霾口罩。本實用新型采用飛秒激光技術，處理濾材表面，形成超疏水界面。當口罩內風扇啟動，很容易去除掉附著在濾材上的細菌、病毒和霧霾顆粒，增長口罩的使用期限，達到長期使用的目的。

本實用新型通過下述技術方案來實現：

本實用新型提供了一種飛秒激光表面處理的口罩濾材，所述口罩濾材基材為醋酸纖維材料，經等離子清洗處理1-5min后，在波長800nm，脈寬120fs，重復頻率1KHz的條件下，使用飛秒激光處理，獲得具有超疏水表面結構的口罩濾材。

進一步的，使用飛秒激光處理的時長為0.1-0.3s，優選0.2s。

進一步的，所述醋酸纖維材料的原始接觸角為48-70°，為親水表面。

進一步的，所述具有超疏水表面結構的口罩濾材的接觸角為100-160°。

本實用新型還提供一種防霧霾口罩，所述防霧霾口罩包括頭部或耳部掛繩、復合濾材罩體、風扇、電池；所述復合濾材罩體包括由外至內依次層疊排布的無紡布過濾層，導濕過濾層，納米纖維膜，和本實用新型所述的飛秒激光表面處理的口罩濾材；所述電池驅動風扇，通過風扇開關控制風扇的啟動。

進一步的，所述無紡布過濾層和/或導濕過濾層由丙綸材料制成。

進一步的，所述防霧霾口罩中飛秒激光表面處理的口罩濾材的接觸角為100-160°。