抗菌防霾口罩的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種抗菌防霾口罩，它由多層織物、濾芯、能形成立體磁場(chǎng)的磁片或磁性材料構(gòu)成；上述的多層織物構(gòu)成口罩主體，口罩背面設(shè)開(kāi)口，中間夾層放置濾芯，磁片或磁性材料所形成的立體網(wǎng)絡(luò)的磁場(chǎng)強(qiáng)度B≥10GS。本口罩是利用磁片或磁性材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)帶有靜電的污染顆粒物利用洛倫茲力原理來(lái)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)過(guò)濾的同時(shí)，進(jìn)行抗菌殺菌過(guò)濾后，再進(jìn)行靜電吸塵及防毒。同時(shí)比較合理的調(diào)節(jié)透氣和過(guò)濾的關(guān)系。
【專(zhuān)利說(shuō)明】抗菌防霾口罩【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種口罩，具體說(shuō)是一種利用洛倫茲力原理，偏轉(zhuǎn)、過(guò)濾PM2.5等顆粒物的民用口罩。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展、汽車(chē)的普及、病菌的增多、重金屬的污染等造成空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾天氣增多，對(duì)人的健康十分不利，尤其各地監(jiān)測(cè)到PM2.5超標(biāo)嚴(yán)重，隨著霧霾天氣日益嚴(yán)重、嚴(yán)重危害人的健康安全、污染地區(qū)生活人口達(dá)8億人、普通口罩對(duì)空氣中污染顆粒物基本沒(méi)有阻擋作用，一些霧霾口罩雖然對(duì)污染物有一定的阻擋，但效果較差?，F(xiàn)在主要是兼顧過(guò)濾和透氣兩效果很難，至今未能解決，研制一種能兼顧過(guò)濾和透氣的口罩很有必要。
[0003]現(xiàn)在常用的口罩是用無(wú)紡布，棉纖維，活性炭纖維等材料來(lái)過(guò)濾空氣中的污染顆粒物，以減少污染顆粒物和病菌的吸入，但口罩薄了過(guò)濾效果不好，口罩厚了透氣性能不好，影響呼吸。當(dāng)今世界制作口罩的科學(xué)理論和科學(xué)依據(jù)有五種、他們分別是:①布朗運(yùn)動(dòng)原理、②攔截、③慣性撞擎、④引力吸引、⑤靜電吸塵等，本口罩依據(jù)的原理上述原理完全不同的。
[0004]大氣中的污染顆粒物可分為一次顆粒物和二次顆粒物，同時(shí)還有帶病菌的顆粒物和金屬顆粒物，一次 顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，如土壤粒子，金屬顆粒物，海鹽粒子，燃燒煙塵等。二次顆粒物是由大氣中一些污染組分如二氧化硫，氮氧化物，碳?xì)浠衔镏g，或與大氣中的氧氣之間通過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)，催化反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)形成的顆粒物，例如二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等，同時(shí)還有在這些污染顆粒物上，帶有病菌的顆粒物。上述顆粒物在空氣中流動(dòng)時(shí)，都帶有很多基本的靜電荷(基本靜電荷電量q=1.6Xl(T19c )。這些顆粒物中有的帶正電荷，有的帶負(fù)電荷。其中因大氣電離層和地面是負(fù)極及地球自然環(huán)境電場(chǎng)等因素，在地面附近的污染顆粒物中，帶正電荷的顆粒物相對(duì)較多。根據(jù)玻爾茲曼平衡狀態(tài)分布規(guī)律:顆粒的表面結(jié)構(gòu)是影響塵土顆粒物帶電的主要因素、環(huán)境濕度也有影響。在自然狀態(tài)下硫酸鹽的帶電量相對(duì)多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗菌防霾口罩，它依據(jù)的“洛倫茲力”原理來(lái)制作，達(dá)到既透氣又可有效的防污染。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]根據(jù)自然界中PM2.5等污染顆粒物在其污染空氣中流動(dòng)時(shí)因摩擦等諸多原因在其表面上帶有很多靜電，從而變?yōu)閹ъo電的污染顆粒物，該顆粒物在不同地區(qū)的成分及大小、形狀、帶電量都不同，他們的綜合平均值約q=3.0X10_17C，上述帶靜電的污染顆粒物隨著人們吸氣而進(jìn)入呼吸通道之前，應(yīng)用洛倫茲力原理，在本口罩的立體磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)、過(guò)濾上述帶靜電的污染顆粒物，洛倫茲力對(duì)上述污染顆粒物提供向心力BVq = MV2/R ；[0008]一種抗菌防霾口罩，它由多層織物、濾芯、能形成立體磁場(chǎng)的磁片或在濾芯加磁性材料構(gòu)成；上述的多層織物構(gòu)成口罩主體，口罩背面設(shè)開(kāi)口，中間夾層放置濾芯，磁片或磁性材料所形成的立體磁場(chǎng)強(qiáng)度B > 10GS。
[0009]上述多層織物是用康綸纖維或抗菌納米纖維。
[0010]上述濾芯是無(wú)紡布或活性炭纖維。
[0011]上述的磁片在口罩的對(duì)應(yīng)兩個(gè)鼻洼各加一個(gè)橄欖形墊片，該墊片內(nèi)設(shè)磁片，該墊片的作用是防漏氣，在口罩的接近兩邊處對(duì)應(yīng)兩個(gè)耳前各加一個(gè)磁片，上述四個(gè)磁片形成立體磁場(chǎng)。
[0012]上述的磁性材料是磁性纖維，它夾在濾芯的兩層無(wú)紡布之間。
[0013]本口罩是利用磁片或磁性材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)這些帶有靜電的污染顆粒物利用洛倫茲力原理來(lái)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)過(guò)濾的同時(shí)，進(jìn)行抗菌、殺菌過(guò)濾后，再進(jìn)行靜電吸塵及防毒。同時(shí)比較合理的調(diào)節(jié)透氣和過(guò)濾的關(guān)系。
[0014]上述康侖纖維、抗菌納米纖維、無(wú)紡布、活性炭材料、磁性材料等材料，符合GB2626-2006呼吸防護(hù)用品自吸過(guò)濾式防顆粒物呼吸器標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、本口罩中的立體磁場(chǎng)對(duì)霧霾中的帶靜電的一切污染顆粒物進(jìn)行洛倫茲力偏轉(zhuǎn)、過(guò)濾。對(duì)金屬顆粒物也有力的作用，這樣有很大一部分污染顆粒物來(lái)到口罩之前已經(jīng)被立體磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)過(guò)濾掉了。2、未被磁場(chǎng)過(guò)濾掉的不帶電顆粒物、在口罩的主體康侖纖維或抗菌納米纖維制作的口罩層過(guò)濾下，這些污染顆粒物被納米抗菌層更進(jìn)一步過(guò)濾。其余的污染顆粒物在無(wú)紡布和活性炭纖維的靜電吸塵和防毒作用下基本達(dá)到可吸入的安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]綜合起來(lái)本口罩有三層過(guò)濾過(guò)程:首先用立體磁場(chǎng)進(jìn)行洛倫茲力原理過(guò)濾，再用康侖纖維或抗菌納米纖維進(jìn)引殺菌抗菌過(guò)濾，最后用無(wú)紡布或活性炭納米纖維進(jìn)引靜電吸塵和防毒過(guò)濾。這樣大大保護(hù)了人們的身體健康。
[0017]PM2.5顆粒物受洛倫茲力原理:
[0018]洛倫茲力f = BVq,向心力F=MV2/R,洛倫茲力提供向心力F=fBVq = MV2/R ;
[0019]污染空氣中的PM2.5等顆粒物中既有帶正負(fù)電荷的一次性顆粒物和二次性顆粒物，也有帶病菌及金屬顆粒物，它們分別受到洛倫茲力的作用和磁場(chǎng)力的作用。
[0020]PM2.5定義:如果顆粒物在通過(guò)檢測(cè)儀器時(shí)所表現(xiàn)的空氣動(dòng)力學(xué)特征與直徑小于或等于2.5微米且密度為一克每立方厘米的球形顆粒物一致，那么就稱(chēng)其為PM2.5。
[0021]那么就把PM2.5的密度P = lg/1 cm3大致上(球形體積為最大)
[0022]密度P (PM2.5) = lg/1 cm3 = 10 3 kg /10 6m3 = I X IO3 kg /m3。
[0023]質(zhì)量Μ(ΡΜ2.5) = 4/3r3ρ π = 4/3 X (I.2 5 X I 0- 6m) 3 X 103 kg /m3X3.14 ^ 8.2X 10^15 kg。
[0024]人吸氣時(shí)的速度約為V=lm/s
[0025]在污染空氣中污染顆粒物的帶靜電量中PM2.5的帶電平均量約為q≥3.0X 10_17 c (梁亞南靜電理論)；
[0026]在立體磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度的選擇是根據(jù)污染的程度來(lái)選擇，今選B ^ 2000GS (高斯)在不同要求下B的選值不同。
[0027]R = mv/Bq=8.2 X 10-15 X 1/0.20X3.0X l(T17m[0028]上述算式顯示:污染顆粒物的靜電越多，磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，偏轉(zhuǎn)半徑越小，或顆粒物越小也就是質(zhì)量越小偏轉(zhuǎn)半徑越小。偏轉(zhuǎn)半徑越小對(duì)污染顆粒物的過(guò)濾效果越好。
[0029]R是PM2.5顆粒物在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的半徑，r是PM2.5顆粒物的半徑，q是顆粒物的帶電量，B是磁場(chǎng)強(qiáng)度，V是吸氣速度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例主視圖；
[0031]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例反面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本實(shí)用新型過(guò)濾方式示意圖； [0033]圖4是本實(shí)用新型空氣中污染顆粒物在有立體磁場(chǎng)條件下受洛倫茲力作用的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035]由圖1~2可以看到，本抗菌防霾口罩，它由多層織物、濾芯、能形成立體磁場(chǎng)的磁片；上述的多層織物構(gòu)成口罩主體1，是用康綸纖維制作的，口罩的背面設(shè)開(kāi)口 6，中間夾層放置活性炭纖維濾芯3，濾芯可以從開(kāi)口處取出更換。上述的磁片2在口罩的對(duì)應(yīng)兩個(gè)鼻洼處各加一個(gè)橄欖形墊片5，每個(gè)墊片內(nèi)設(shè)磁片2，該墊片的作用是防漏氣，相當(dāng)于隆起的鼻部?jī)蛇吀骷右粔浩?，防漏氣，在口罩的接近兩邊處?duì)應(yīng)兩個(gè)耳前各加一個(gè)磁片4，上述四個(gè)磁片形成立體磁場(chǎng)。
[0036]如果不用磁片，可以用磁性纖維，它夾在濾芯的兩層無(wú)紡布之間?？梢援a(chǎn)生B≥IOGS的磁場(chǎng)。
[0037]由圖3可以看到:帶靜電的PM2.5等無(wú)統(tǒng)一形狀的一切污染顆粒物7來(lái)到，由四個(gè)小磁片提供的立體磁場(chǎng)A后，大部分污染顆粒物在洛倫茲力的作用下產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)和過(guò)濾后變?yōu)楸容^清潔的空氣8。這些比較清潔的空氣又到第二過(guò)濾層B。B是由康侖纖維或納米纖維組成的(即圖1中的I)。他們的作用是過(guò)濾和抗菌、殺菌。清潔的空氣8通過(guò)B后變成更清潔的空氣9。9空氣又通過(guò)C (即圖1中的3)，C是由無(wú)紡布或活性炭納米纖維組成的，它的作用是靜電吸塵和防毒，經(jīng)C后9變成最后的空氣10，10是人呼吸的空氣。
[0038]A是四個(gè)小磁片產(chǎn)生的立體磁場(chǎng)。B是由康侖纖維或抗菌納米纖維制作的口罩主體，C是由無(wú)紡布或活性炭納米纖維制作的口罩內(nèi)的可更換的濾芯。7是霧霾天氣中的一切污染顆粒物，由立體磁場(chǎng)過(guò)濾后的空氣，9是由立體網(wǎng)絡(luò)磁場(chǎng)和康侖纖維或抗菌納米纖維過(guò)濾后的空氣，10是由立體磁場(chǎng)和康侖纖維，抗菌納米纖維及無(wú)紡布或活性炭納米纖維過(guò)濾后的可吸入空氣。
[0039]由圖4可以看到人吸氣時(shí)，吸入霧霾PM2.5等污染顆粒物在口罩的磁片的磁場(chǎng)作用下，帶正電荷一次顆粒物①、帶負(fù)電荷的二次顆粒物②及帶正電荷的金屬顆粒物③，在洛倫茲力作用下受力運(yùn)動(dòng)情況。上述三種顆粒物都產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使顆粒物遠(yuǎn)離吸入通道。還有部分帶電荷金屬顆粒物被磁片吸住附著在口罩外。圖中虛線是磁力線。
[0040]本口罩的各種材料是符合國(guó)家GB2626-2006標(biāo)準(zhǔn)的材料。
【權(quán)利要求】
1.抗菌防霾口罩，其特征在于:它由多層織物(I)、濾芯(3)、能形成立體磁場(chǎng)的磁片(2，4)或在濾芯加磁性材料構(gòu)成；上述的多層織物構(gòu)成口罩主體，主體背面設(shè)開(kāi)口(6)，中間夾層放置濾芯(3)，磁片或磁性材料所形成的立體磁場(chǎng)強(qiáng)度B > 10GS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌防霾口罩，其特征在于:它的多層織物(I)是用康綸纖維或抗菌納米纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌防霾口罩，其特征在于:它的濾芯(3)是無(wú)紡布或活性炭纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌防霾口罩，其特征在于:它的磁片在口罩的對(duì)應(yīng)兩個(gè)鼻洼各加一個(gè)橄欖形墊片(5)，該墊片內(nèi)設(shè)磁片(2)，在口罩的接近兩邊處對(duì)應(yīng)兩個(gè)耳前各加一個(gè)磁片(4)，上述四個(gè)磁片形成立體磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗菌防霾口罩，其特征在于:它的磁性材料是磁性纖維，它夾在濾芯中。
【文檔編號(hào)】A41D13/11GK203789199SQ201420135567
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】陸拾柒 申請(qǐng)人:陸拾柒