防护口罩、空气过滤元件和空气处理元件制造技术

本发明专利技术提供了一种用于防护口罩(100a，100b，200a)的层，所述层包含至少第一子层(122b，218b)，其中第一子层(122b，218b)包括第一衬底和设置在第一衬底上的纳米材料的多个纳米粒子的层(124b，7)。所述防护口罩(100a，100b，200a)包括外层(120b，230a)，所述外层由与纳米材料键合的有机纤维网络制成。一种用于减弱气载污染物的空气过滤元件(900，1070，1240)包括带负电的纳米金刚石(920，1320)。一种用于空调系统(1130，1530)或空气净化器(1230，1630)的过滤器(1100，1200，1500，1600)包含所述空气过滤元件(900，1070，1240)。一种空气处理元件(1140，1300，1540，1640)包含包括色心的纳米金刚石(920，1320)。所述防护口罩(100a，100b，200a)、空气过滤元件(900，1070，1240)、空气处理元件(1140，1300，1540，1640)和过滤器(1100，1200，1500，1600)克服或至少部分改良了与现有技术相关的一些缺陷。改良了与现有技术相关的一些缺陷。改良了与现有技术相关的一些缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防护口罩、空气过滤元件和空气处理元件


[0001]本专利技术涉及对气载(airborne)污染物质的防护，更具体地涉及一种为用户提供对气载污染物质的防护的口罩、空气过滤元件和空气处理元件。

技术介绍

[0002]众所周知，气载污染物被认为存在于环境中的任何地方。
[0003]例如，在医院，污染物可包括多种气载的呼吸道传染病，如麻疹和肺结核，以及新出现的疾病，如严重急性呼吸道综合征(SARS)和其它H1N1疾病如流行性感冒，以及最近的2019
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nCoV急性呼吸道疾病，又称新型冠状病毒肺炎(NCP)。
[0004]因吸入细菌可以引起的一些其它疾病包括肺炎、军团病、白喉、脑膜炎、百日咳、Q
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热和肺结核。
[0005]吸入病毒可以引起普通感冒、流行性感冒、麻疹、腮腺炎、水痘、带状疱疹以及传染性单核细胞增多症。
[0006]在被高度污染的地区，固体或液体粒子悬浮在气体内的气溶胶可成为主要的气载污染物。
[0007]已知人将足够浓度的气载污染物吸入体内可能是潜在非常危险的，在有些情况下是致命的。还知道气载污染物可以通过皮肤、通过眼睛或经由呼吸系统被人体吸收。气载粒子经由呼吸系统吸入肺中，会引起人的急性和慢性健康问题。
[0008]除了被认为有风险的公共区域外，在如交通工具之类的封闭场所，客舱经常是再循环的，人们可能暴露于由其他乘客排出的细菌或其它病菌，即便其他乘客坐在客舱中相距甚远的区域内。例如，坐在客舱后部的乘客可能打喷嚏，并将大量细菌和其它病菌引入环境空气中。
[0009]除了这类病菌传播给邻近的乘客外，该病菌还可通过空气再循环系统传送给整个客舱内的其他乘客。因此，从飞行器中任何地方的一个人发出的病菌可被传送而使其余乘客暴露于此人的病菌。众所周知，通过采用基本控制如增加通风、或人员佩戴防护设备如防护口罩，可多少降低气载污染物的危害。
[0010]防护口罩是医院人员、实验室研究人员、建筑工地工作人员、以及高污染区域内或流感季节期间的公众普遍使用的。
[0011]已经尝试保护人们防御气载细菌和病毒的其它方式是通过过滤元件，如汽车和飞行器中的空调器和空调内的HEPA(高效空气微粒)过滤器。
[0012]已经尝试保护人们防御气载细菌和病毒的其它方式是通过实现空气净化器装置，该装置可包括用于捕获细小气载微粒的过滤器，其中一些已使用HEPA过滤器。
[0013]专利技术目的
[0014]本专利技术的目的是提供一种防护口罩、一种空气过滤元件和一种空气处理元件，它们克服或至少部分改良了与现有技术相关的一些缺陷。

技术实现思路

[0015]在第一方面，本专利技术提供一种用于防护口罩的层，所述层包含至少第一子层，其中第一子层包括第一衬底和设置在所述第一衬底上的纳米材料的多个纳米粒子的层。
[0016]所述第一衬底优选是无纺材料。
[0017]所述纳米材料优选是纳米金刚石。
[0018]所述层还可包含第二子层，其中所述第二子层包括第二衬底和设置在所述第二衬底上的抗菌材料层。
[0019]所述第二衬底优选是无纺材料。
[0020]所述抗菌材料优选是壳聚糖。
[0021]所述层还包含第三子层，其中所述第三子层包括金属纳米材料层和纳米碳材料层。
[0022]所述金属纳米材料优选由银纳米粒子形成。
[0023]在第二方面，本专利技术提供了用于从使用者吸入的空气中去除气载污染物的防护口罩，其中所述口罩包括根据第一方面的层。
[0024]所述防护口罩可包含外层和内层，并且其中第二方面的所述层是布置在所述外层和所述内层之间的中间层。
[0025]所述外层可由无纺疏水材料形成，并且所述内层可由棉材料形成。
[0026]在第三方面，本专利技术提供了一种用于降解病菌并抑制病菌侵入人体的防护口罩，其中所述口罩包括由外层、中间层和内层组成的多层结构，其中所述外层是排斥水汽、液体和气溶胶的物理阻挡层，并且其中所述外层由与纳米材料键合的有机纤维网络(fibular network)制成。
[0027]所述纳米材料可以是非零带隙纳米材料，或者所述纳米材料可以是宽带隙纳米材料。
[0028]所述外层可暴露于光，从而可发射局部光来照射被阻挡的病菌。
[0029]所述外层可暴露于光，从而可促进电子转移以降解被阻挡的病菌。
[0030]由于所述有机纤维网络的疏水表面封端，所述外层可以是疏水性的。
[0031]所述中间层可以是病菌的物理陷阱。
[0032]所述中间层可以是多层堆叠的有机纤维网络。
[0033]所述多层堆叠的有机纤维网络可以由壳聚糖和纳米炭制成。
[0034]所述多层堆叠的有机纤维网络可以与金属纳米材料结合。
[0035]所述中间层可暴露于光，从而可生成局部光来照射被捕获的病菌。
[0036]所述暴露于光的外层可促进电子转移以降解被阻挡的病菌。
[0037]所述层内纤维网络间距可以在从外层向内层的方向上缩小，以便捕获不同大小的病菌。
[0038]所述内层是疏水性的，以物理排斥来自使用者口中的水汽、液体和气溶胶。
[0039]在第四方面，本专利技术提供了一种防护口罩，其中所述口罩包括内层和外层，其中所述外层是根据第一方面的层。
[0040]所述第一衬底可以是无纺材料。
[0041]所述纳米材料可以是纳米金刚石。
[0042]优选地，所述纳米材料的多个纳米粒子的层是所述口罩的最外层并且背对所述内层。
[0043]在第五方面，本专利技术提供了一种用于减弱气载污染物的空气过滤元件，所述元件包含具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面的平面透气衬底；与所述透气衬底的所述第一表面键合的多个纳米金刚石；其中所述多个纳米金刚石包括带负电的纳米金刚石，并且其中所述带电纳米金刚石减弱气载污染物。
[0044]所述气载污染物优选包括细菌和病毒。
[0045]所述带电纳米金刚石可以是双极性的，并且所述纳米金刚石可通过静电荷与所述透气衬底的所述第一表面键合。
[0046]所述纳米金刚石可以是极性的，并且其中所述纳米金刚石可通过底涂层体系与所述透气衬底的所述第一表面键合。
[0047]所述透气衬底优选由合成织物形成。
[0048]所述透气衬底优选由无纺布形成。
[0049]所述透气衬底可由选自普通无纺布、熔喷无纺布、和电纺微纤维或纳米纤维涂层的无纺布中的织物形成。
[0050]所述透气衬底可由无纺布形成，其中形成所述无纺布的材料选自预处理的纯的聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、纤维素和聚氯乙烯，或其混合物。
[0051]所述透气衬底可由天然织物和合成织物涂层的无纺布的混合物形成。
[0052]所述多个纳米金刚石可通过超声喷雾法、静电纺丝法或静电喷雾法沉积在所述透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于防护口罩的层，所述层包含：至少第一子层，其中第一子层包括第一衬底和设置在所述第一衬底上的纳米材料的多个纳米粒子的层。2.根据权利要求1所述的用于防护口罩的层，其中所述第一衬底是无纺材料。3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于防护口罩的层，其中所述纳米材料是纳米金刚石。4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于防护口罩的层，其中所述层还包含第二子层，其中所述第二子层包括第二衬底和设置在所述第二衬底上的抗菌材料层。5.根据权利要求4所述的用于防护口罩的层，其中所述第二衬底是无纺材料。6.根据权利要求4或权利要求5所述的用于防护口罩的层，其中所述抗菌材料是壳聚糖。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的用于防护口罩的层，其中所述层还包含第三子层，其中所述第三子层包括金属纳米材料层和纳米碳材料层。8.根据权利要求7所述的用于防护口罩的层，其中所述金属纳米材料由银纳米粒子形成。9.一种用于从使用者吸入的空气中去除气载污染物的防护口罩，其中所述口罩包括根据权利要求1至8中的任一项所述的层。10.根据权利要求9所述的防护口罩，其中所述防护口罩包含外层和内层，并且其中根据权利要求1至8中的任一项所述的层是布置在所述外层和所述内层之间的中间层。11.根据权利要求10所述的防护口罩，其中所述外层由无纺疏水材料形成，并且所述内层由棉材料形成。12.一种用于降解病菌并抑制病菌侵入人体的防护口罩，其中所述口罩包括由外层、中间层和内层组成的多层结构，其中所述外层是排斥水汽、液体和气溶胶的物理阻挡层，并且其中所述外层由与纳米材料键合的有机纤维网络制成。13.根据权利要求12所述的防护口罩，其中所述纳米材料是非零带隙纳米材料。14.根据权利要求12所述的防护口罩，其中所述纳米材料是宽带隙纳米材料。15.根据权利要求12至14中的任一项所述的防护口罩，其中所述外层暴露于光，可发射局部光来照射被阻挡的病菌。16.根据权利要求12至14中的任一项所述的防护口罩，其中所述外层暴露于光，可促进电子转移以降解被阻挡的病菌。17.根据权利要求12至14中的任一项所述的防护口罩，其中由于所述有机纤维网络的疏水表面封端，所述外层是疏水性的。18.根据权利要求12至14中的任一项所述的防护口罩，其中所述中间层是病菌的物理陷阱。19.根据权利要求12至14中的任一项所述的防护口罩，其中所述中间层是多层堆叠的有机纤维网络。20.根据权利要求19所述的防护口罩，其中所述多层堆叠的有机纤维网络由壳聚糖和纳米炭制成。21.根据权利要求19所述的防护口罩，其中所述多层堆叠的有机纤维网络与金属纳米
材料结合。22.根据权利要求21所述的防护口罩，其中所述中间层暴露于光，从而生成局部光来照射被捕获的病菌。23.根据权利要求21所述的防护口罩，其中所述外层暴露于光，从而促进电子转移以降解被阻挡的病菌。24.根据权利要求12至23中的任一项所述的防护口罩，其中层内纤维网络间距在从外层向内层的方向上缩小，以便捕获不同大小的病菌。25.根据权利要求12至24中的任一项所述的防护口罩，其中所述内层是疏水性的，以物理排斥来自使用者口中的水汽、液体和气溶胶。26.一种防护口罩，其中所述口罩包括内层和外层，其中所述外层是根据权利要求1所述的用于防护口罩的层。27.根据权利要求26所述的防护口罩，其中所述第一衬底是无纺材料。28.根据权利要求26或权利要求27所述的防护口罩，其中所述纳米材料是纳米金刚石。29.根据权利要求26至28中的任一项所述的防护口罩，其中所述纳米材料的多个纳米粒子的层是所述口罩的最外层并且背对所述内层。30.一种用于减弱气载污染物的空气过滤元件，所述元件包含：具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面的平面透气衬底；以及与所述透气衬底的所述第一表面键合的多个纳米金刚石；其中所述多个纳米金刚石包括带负电的纳米金刚石，并且其中所述带电纳米金刚石减弱气载污染物。31.根据权利要求30所述的空气过滤元件，其中所述气载污染物包括细菌和病毒。32.根据权利要求30或权利要求31所述的空气过滤元件，其中所述带电纳米金刚石是双极性的，并且所述纳米金刚石通过静电荷与所述透气衬底的所述第一表面键合。33.根据权利要求30或权利要求31所述的空气过滤元件，其中所述带电纳米金刚石是极性的，并且其中所述纳米金刚石通过底涂层体系与所述透气衬底的所述第一表面键合。34.根据权利要求30至33中的任一项所述的空气过滤元件，其中所述透气衬底由合成织物形成。35.根据权利要求30至34中的任一项所述的空气过滤元件，其中所述透气衬底由无纺布形成。36.根据权利要求30至35中的任一项所述的空气过滤元件，其中所述透气衬底由选自普通无纺布、熔喷无纺布、和电纺微纤维或纳米纤维涂层的无纺布中的织物形成。37.根据权利要求30至36中的任一项所述的空气过滤元件，其中所述透气衬底由无纺布形成，其中形成所述无纺布的材料选自预处理的纯的聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、纤维素和聚氯乙烯，或其混合物。38.根据权利要求30至37中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚囿全，程娟，区泽旸，邓咏芝，江争，许冠中，
申请(专利权)人：动力专家有限公司，
类型：发明
国别省市：