本實(shí)用新型涉及一種具備多效過(guò)濾性能的隨棄式呼吸防護(hù)裝置，具體言之，是一種新型防霧霾口罩。

背景技術(shù)：

空氣污染，特別是超細(xì)顆粒物(PM2.5)，成為困擾當(dāng)代中國(guó)的嚴(yán)峻社會(huì)問(wèn)題。除了在源頭治理外，開(kāi)發(fā)并推廣科學(xué)、符合中國(guó)國(guó)情的個(gè)人防護(hù)器材，如：新型霧霾防護(hù)口罩，具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

隨著人們對(duì)口罩防護(hù)能力認(rèn)識(shí)和要求的逐步提高，傳統(tǒng)口罩設(shè)計(jì)，如：醫(yī)用口罩、N95口罩，難以完全應(yīng)對(duì)中國(guó)的空氣污染問(wèn)題。前者，濾材由過(guò)濾性無(wú)紡布制成，雖然成本較低，但過(guò)濾性能差，對(duì)超細(xì)顆粒物防護(hù)作用十分有限。后者，雖然具有相對(duì)較好的防護(hù)性能，但對(duì)油性顆粒污染物攔截效率優(yōu)先，同時(shí)具有佩戴呼吸阻力大，普適性相對(duì)較差等缺陷。

前述現(xiàn)有技術(shù)，不能滿(mǎn)足2016年新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

本新型設(shè)計(jì)描述了新型霧霾防護(hù)口罩，其關(guān)鍵要素包括：將納米纖維技術(shù)和靜電濾材技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)具有雙效過(guò)濾性能的防護(hù)口罩技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)所開(kāi)發(fā)的霧霾防護(hù)口罩對(duì)非油性顆粒物和油性顆粒物均具有較高的過(guò)濾效率(＞95％)，呼吸阻力低，佩戴舒適，減少佩戴者視物遮擋，產(chǎn)品可達(dá)標(biāo)口罩新國(guó)標(biāo)(《日常防護(hù)型口罩技術(shù)規(guī)范》)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

在濾材選擇上，本設(shè)計(jì)通過(guò)“組合篩選”，并經(jīng)過(guò)“過(guò)濾效果科研實(shí)驗(yàn)室綜合評(píng)價(jià)”，即：物理攔截評(píng)價(jià)，體外細(xì)胞評(píng)價(jià)和急性動(dòng)物肺毒性評(píng)價(jià)和亞急性動(dòng)物肺毒性評(píng)價(jià)，最終確定濾材。在工業(yè)設(shè)計(jì)上，通過(guò)對(duì)濾體、2根彈性耳掛和可拆卸式防霧氣鼻墊、單向氣閥等具體技術(shù)參數(shù)進(jìn)行定量規(guī)定，達(dá)到最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)效果。

較現(xiàn)有設(shè)計(jì)看，要么口罩設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，過(guò)濾性能差，將佩戴者置于相對(duì)有風(fēng)險(xiǎn)的大氣環(huán)境中；要么設(shè)計(jì)復(fù)雜，相對(duì)笨重(如：使用風(fēng)扇減少呼吸阻力)、昂貴(如：使用相對(duì)昂貴且過(guò)多層濾材的冗余設(shè)計(jì)等)。究其原因，這些濾材選擇，大都使用了經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì)，濾材使用相對(duì)單一，簡(jiǎn)單認(rèn)為“濾材越多＝效果越好”，忽略了佩戴者感受、經(jīng)濟(jì)成本、過(guò)濾效果等因素的綜合影響。本設(shè)計(jì)，通過(guò)科學(xué)評(píng)價(jià)方法，使用物理攔截評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，小動(dòng)物急性肺毒性評(píng)價(jià)和小動(dòng)物肺亞慢性評(píng)價(jià)等手段，系統(tǒng)調(diào)節(jié)了濾材的配比，擬用最少、最經(jīng)濟(jì)的濾材組合達(dá)到最佳防護(hù)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題包括：第一，傳統(tǒng)口罩濾材設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)性選擇，忽略了 綜合評(píng)價(jià)，對(duì)過(guò)濾能力、舒適度、成本缺乏科學(xué)考量；第二，普通的杯型口罩，雖能很好貼合面部，但是不能折疊，便攜性差，包裝儲(chǔ)運(yùn)體積較大；第三，普通的折疊型口罩或平面口罩，雖然便攜，但與面部的貼合性不佳，不同臉型個(gè)體佩戴，彈性耳掛的張力不同，導(dǎo)致口罩被拉伸變形，因與面部貼合性不好會(huì)導(dǎo)致泄露率增加，不能起到良好的防護(hù)效果；第四，普通的折疊型口罩，過(guò)濾體與面部之間的死腔體積較大，導(dǎo)致呼出的濕氣停留在死腔中，又再次被吸入，導(dǎo)致呼吸憋悶，不舒適；第五，本品為柳葉型設(shè)計(jì)，彈力耳掛分別固定在左，右兩側(cè)上部濾材和前部濾材的重疊部位，以及下部濾材與前部濾材的重疊部位。佩戴時(shí)，彈力耳掛有一定拉伸張力，上部濾材和下部濾材在此張力牽引下，表現(xiàn)出收緊開(kāi)口的趨勢(shì)，從而保持過(guò)濾體與面部緊密貼合面部，減少泄露。同時(shí)，減少死腔，避免呼出的濕氣又再次被吸入，舒適不憋悶。因此，最大限度的解決了普通口罩的這些問(wèn)題。

本實(shí)用新型體現(xiàn)經(jīng)過(guò)“組合篩選”和“過(guò)濾效果綜合評(píng)價(jià)”的多效過(guò)濾設(shè)計(jì)。霧霾空氣中大約40％的成分是油性顆粒物(汽車(chē)尾氣、工業(yè)排放中含有大量的焦油成分，如：多環(huán)芳烴，均屬于油性顆粒物)，60％是非油性顆粒物(粉塵、沙塵，如：可吸入顆粒物PM2.5)，傳統(tǒng)防護(hù)口罩過(guò)濾材料多為熔噴無(wú)紡布，通過(guò)靜電吸附作用過(guò)濾空氣中的粉塵(非油性顆粒)，靜電吸附作用并不能有效過(guò)濾空氣中的油性顆粒物。本設(shè)計(jì)通過(guò)體內(nèi)體外評(píng)價(jià)體系，使用模擬空氣污染物(如：不同尺度的Polystyrene熒光納米粒子、吸附多環(huán)芳烴的200nm尺寸二氧化硅顆粒、美國(guó)南加州空氣污染物等)開(kāi)展評(píng)價(jià)。通過(guò)這些手段，對(duì)熔噴無(wú)紡布臨界層數(shù)通過(guò)科學(xué)手段得以確定。

復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布表面由無(wú)數(shù)纖維隨機(jī)排列疊加，形成多層致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，空隙僅大約100nm，可以通過(guò)物理的機(jī)械攔截，過(guò)濾空氣中的油性顆粒物和非油性顆粒物。本設(shè)計(jì)通過(guò)體內(nèi)體外評(píng)價(jià)體系，使用模擬空氣污染物(如：不同尺度的Polystyrene熒光納米粒子、吸附多環(huán)芳烴的200nm尺寸二氧化硅顆粒、美國(guó)南加州空氣污染物等)開(kāi)展研究，對(duì)PVDF納米纖維的臨界層數(shù)和過(guò)濾效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，并確定技術(shù)參數(shù)。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)使用一系列模擬條件和模擬污染物，單一的熔噴無(wú)紡布對(duì)有非油顆粒物的過(guò)濾效率可以達(dá)到90％，且存在層數(shù)依賴(lài)性，兩層熔噴無(wú)紡布是產(chǎn)生最好攔截效果的臨界值；但對(duì)油性顆粒的的過(guò)濾效率相對(duì)較差，約70％。單一復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布對(duì)非油性顆粒的過(guò)濾效率大約80％，對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾效率大約80％，增加納米纖維層數(shù)，效果提高不明顯，從呼吸阻力和成本考慮上，確定單層PVDF納米纖維為最佳選擇。將復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布與熔噴無(wú)紡布疊加以后，對(duì)油性模擬顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)97％以上，對(duì)非油性模擬顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)97％以上。

基于上述實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，根據(jù)所選參數(shù)，即：2層熔噴無(wú)紡布+1層PVDF納米纖維，按 照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考查。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中GB2626中過(guò)濾效率的檢測(cè)，單一的熔噴無(wú)紡布對(duì)非油顆粒物的過(guò)濾效率可以達(dá)到90％，但對(duì)油性顆粒的的過(guò)濾效率僅50％。單一復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布對(duì)非油性顆粒的過(guò)濾效率大約60％，對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾效率大約60％。將復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布與熔噴無(wú)紡布疊加以后，對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)98％以上，對(duì)非油性顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)99％以上。

本新型涉及柳葉型設(shè)計(jì)。具體言之，其內(nèi)涵包括：第一，普通的杯型口罩，雖能很好貼合面部，但是不能折疊，便攜性差，包裝儲(chǔ)運(yùn)體積較大；第二，普通的折疊型口罩或平面口罩，雖然便攜，但與面部的貼合性不佳，不同臉型個(gè)體佩戴，彈性耳掛的張力不同，導(dǎo)致口罩被拉伸變形，因與面部貼合性不好會(huì)導(dǎo)致泄露率增加，不能起到良好的防護(hù)效果；第三，普通的折疊型口罩，過(guò)濾體與面部之間的死腔體積較大，導(dǎo)致呼出的濕氣停留在死腔中，又再次被吸入，導(dǎo)致呼吸憋悶，不舒適；第四，本品為柳葉型設(shè)計(jì)，彈力耳掛分別固定在左，右兩側(cè)上部濾材和前部濾材的重疊部位，以及下部濾材與前部濾材的重疊部位。佩戴時(shí)，彈力耳掛有一定拉伸張力，上部濾材和下部濾材在此張力牽引下，表現(xiàn)出收緊開(kāi)口的趨勢(shì)，從而保持過(guò)濾體與面部緊密貼合面部，減少泄露。同時(shí)，減少死腔，避免呼出的濕氣又再次被吸入，舒適不憋悶。因此，最大限度的解決了普通口罩的這些問(wèn)題。

本新型具有單向氣流閥設(shè)計(jì)。該氣流閥只允許氣流從內(nèi)向外單向通過(guò)(呼氣過(guò)程)，反之氣流閥則關(guān)閉(吸氣過(guò)程)。在吸氣過(guò)程中，氣流閥關(guān)閉，外界空氣必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾體過(guò)濾，保證每次鼻腔吸入的空氣都經(jīng)過(guò)了過(guò)濾凈化，防止二次污染。在呼氣過(guò)程中，氣流閥打開(kāi)，呼出氣體經(jīng)氣流閥被直接排除，減少了呼氣的阻力。通過(guò)對(duì)過(guò)濾材料的條件優(yōu)化和綜合體內(nèi)體外評(píng)價(jià)，本設(shè)計(jì)擬用最少的材料組合，獲得最大的攔截效果。

本新型具有防霧氣鼻墊設(shè)計(jì)。由于不同佩戴者生理結(jié)構(gòu)不同，如：鼻梁突起的弧度不同，口罩過(guò)濾體與鼻梁的結(jié)合不緊密，會(huì)引起泄露，防護(hù)效果下降。如佩戴者戴眼鏡，還會(huì)讓鏡片起霧，影響視線。為了解決這些技術(shù)難題，設(shè)計(jì)具有個(gè)體化可適性強(qiáng)的新型防霧霾口罩，本品的防霧氣鼻墊固定在上部濾材內(nèi)側(cè)表面，與可塑性鼻梁條重疊的位置。佩戴者可根據(jù)自己鼻梁的位置和弧度自行調(diào)節(jié)，保證口罩過(guò)濾體與鼻梁的結(jié)合緊密不泄露。如佩戴者戴眼鏡，還可防止鏡片起霧。

有益效果：具備高效攔截空氣污染物多層濾材設(shè)計(jì)，即：網(wǎng)格無(wú)紡布、復(fù)合PVDF納米纖維聚丙烯無(wú)紡布、熔噴無(wú)紡布、PP無(wú)紡布；各部濾材連接，弧度一致，完全重疊，最大限度的隔絕未過(guò)濾空氣與人體呼吸系統(tǒng)；彈性耳掛超聲波焊接、焊接點(diǎn)工藝控制，保證佩戴者濾材與口鼻連接緊密；具有單向氣流閥設(shè)計(jì)，通過(guò)控制閥體、膜片及閥蓋，控制氣流流向，防止未過(guò)濾空氣倒灌，污染濾體；具有可調(diào)節(jié)鼻梁條設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足不同生理特征使用者的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為過(guò)濾體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為前部濾材結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為不同濾材在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行攔截性能評(píng)價(jià)。

圖4為細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)用于評(píng)價(jià)不同濾材的過(guò)濾效果。

圖5為經(jīng)不同過(guò)濾條件處理的1mg DEP空氣污染物肺內(nèi)細(xì)胞攝取評(píng)價(jià)。

圖6為肺病理評(píng)價(jià)濾材過(guò)濾效果。

圖7為上/下部濾材示意圖。

圖8為可塑性鼻梁條示意圖。

圖9為可拆卸的防霧氣鼻墊。

圖10為耳掛示意圖。

圖11為閥體結(jié)構(gòu)示意圖

圖12為膜片結(jié)構(gòu)示意圖

圖13為閥蓋結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

從最大限度提高本實(shí)用新型合理實(shí)施的角度出發(fā)，結(jié)合附圖展示，現(xiàn)將本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述。值得指出的是，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)描述了一種具有多效過(guò)濾性能的隨棄式口罩體系。其最佳防護(hù)效果，以其設(shè)計(jì)過(guò)程中濾材“組合篩選”和“過(guò)濾效果綜合評(píng)價(jià)”驗(yàn)證優(yōu)化為基礎(chǔ)，結(jié)合對(duì)濾體、2根彈性耳掛和可拆卸式防霧氣鼻墊的科學(xué)設(shè)計(jì)共同實(shí)現(xiàn)。

如圖1所示，過(guò)濾材料本身包括1片前部濾材、1片上部濾材、1片下部濾材三部分組成。從形態(tài)上看，前部濾材為六邊形，上/下部濾材為五邊形設(shè)計(jì)，最大限度了營(yíng)造了過(guò)濾材料與人類(lèi)呼吸系統(tǒng)之間的潔凈緩沖空間。從濾材選擇上看，本新型基于科學(xué)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，通過(guò)物理攔截評(píng)價(jià)(如圖3)，體外細(xì)胞評(píng)價(jià)(如圖4)和急性動(dòng)物肺毒性評(píng)價(jià)(如圖5)和亞急性動(dòng)物肺毒性評(píng)價(jià)(如圖6)層層設(shè)計(jì)驗(yàn)證，最終得以確定。這一理念摒棄了傳統(tǒng)新型設(shè)計(jì)中的“習(xí)慣性”或“經(jīng)驗(yàn)性”設(shè)計(jì)，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以過(guò)濾效果的有效性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性，可重復(fù)性相結(jié)合為準(zhǔn)繩。通過(guò)這樣的考量，最終確定了：第1層為可印刷的PP無(wú)紡布或水刺無(wú)紡布，第2層為復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布，第3、4層為具有靜電吸附作用的熔噴無(wú)紡布，第5層為膚感較好的PP無(wú)紡布(可做抗菌處理)，的高效過(guò)濾設(shè)計(jì)結(jié)果。

前部濾材為圓角六邊形(如圖2)，自外向內(nèi)由5層材料組成，即：第1層為可印刷的PP無(wú)紡布或水刺無(wú)紡布網(wǎng)格無(wú)紡布，第2層為復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布，第3、4層為具有靜電吸附作用的熔噴無(wú)紡布，第5層為膚感較好的PP無(wú)紡布(可做抗菌處理)。其他各部濾材與前部濾材組成一致，安裝順序一致，僅形狀略有不同，故不做圖示說(shuō)明。

關(guān)于濾材科學(xué)選擇的描述如圖3所示。不同尺度(0.05-10微米)的Polysterene熒光納米粒子用于模擬非油性空氣污染物。預(yù)吸附多環(huán)芳烴(pyrene and benzo[a]pyrene)的200納米二氧化硅(SiO2)顆粒，用于模擬油性空氣污染物。通過(guò)測(cè)量熒光納米粒子熒光吸收和多環(huán)芳烴的紫外可見(jiàn)吸收，對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量。如圖3(a)所示，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熔噴無(wú)紡布對(duì)有非油顆粒物的過(guò)濾效率可以達(dá)到95％以上，且存在層數(shù)依賴(lài)性。雖然對(duì)各個(gè)尺度顆粒攔截效率有尺度依賴(lài)性，但隨著熔噴無(wú)紡布層數(shù)增加，對(duì)各個(gè)尺度都具有較好的攔截效果，兩層熔噴無(wú)紡布是產(chǎn)生最好攔截效果的臨界值。使用熔噴無(wú)紡布，對(duì)油性顆粒的的過(guò)濾效率相對(duì)較差，攔截效率約70％，且隨層數(shù)增加，攔截效果上升幅度有限。灰色部分標(biāo)出最佳層數(shù)，即熔噴無(wú)紡布2層即可。如圖3(b)所示，單一PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布對(duì)非油性顆粒的過(guò)濾效率大約為85％，對(duì)油性顆粒物的過(guò)濾效率大約為85％，增加納米纖維層數(shù)，效果提高不明顯，從呼吸阻力和成本考慮上，確定單層PVDF納米纖維為最佳選擇?；疑糠謽?biāo)出最佳層數(shù)，即PVDF納米纖維1層即可。如圖3(c)所示，將復(fù)合PVDF納米纖維的聚丙烯無(wú)紡布與熔噴無(wú)紡布按照上述優(yōu)化條件疊加以后，對(duì)油性模擬顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)97％以上，對(duì)非油性模擬顆粒物的過(guò)濾效率可達(dá)97％以上。

如圖4所示，通過(guò)人支氣管上皮BEAS-2B細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)用于評(píng)價(jià)不同濾材的過(guò)濾效果。本評(píng)價(jià)使用美國(guó)洛杉磯柴油汽車(chē)尾氣空氣污染物提取物(DEP)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其實(shí)濃度為2.5mg/mL提取物，分別被(c)兩層熔噴無(wú)紡布，(d)單層PVDF納米纖維，(e)單層PVDF納米纖維+兩層熔噴無(wú)紡布，(f)物理破壞的“PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布”進(jìn)行過(guò)濾，隨后進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)顯微鏡對(duì)細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行檢查。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，(a)生理鹽水處理的細(xì)胞形態(tài)正常，生長(zhǎng)舒展，(b)未過(guò)濾空氣污染物和(c)(d)(f)處理的細(xì)胞不同程度呈現(xiàn)細(xì)胞毒性。經(jīng)優(yōu)化的PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布組合，具有最大細(xì)胞保護(hù)作用。細(xì)胞孵育時(shí)間36小時(shí)。值得指出的是，我們選擇了相對(duì)的高污染物濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：2.5mg/mL，旨在預(yù)測(cè)本新型設(shè)計(jì)在極端污染條件下的保護(hù)能力。

如圖5所示，經(jīng)不同過(guò)濾條件處理的1mg DEP空氣污染物進(jìn)行經(jīng)肺滴入。隨后，對(duì)小鼠肺巨噬細(xì)胞的影響進(jìn)行考查。正常B6小鼠，經(jīng)肺滴注(a)生理鹽水，(b)未過(guò)濾DEP空氣污染物，(c)熔噴無(wú)紡布過(guò)濾DEP空氣污染物，(d)PVDF納米纖維過(guò)濾DEP空氣污染物，(e)PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布納米纖維過(guò)濾DEP空氣污染物，(f)物理破壞的PVDF納米纖維+熔噴無(wú) 紡布過(guò)濾的DEP空氣污染物。經(jīng)肺滴注后6小時(shí)，處死動(dòng)物，取肺灌注懸液，分離肺巨噬細(xì)胞，HE染色分析，進(jìn)行圖片分析。我們發(fā)現(xiàn)，除(a)生理鹽水和(e)PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布納米纖維過(guò)濾組外，其余各組可見(jiàn)不同程度的肺巨噬細(xì)胞污染物顆粒攝取(見(jiàn)紅色星號(hào)標(biāo)注)?？諝馕廴绢w粒細(xì)胞攝取半定量分析分析，由加號(hào)“+”數(shù)量表示，“-”表示未見(jiàn)顆粒物。

如圖6所示，在單獨(dú)的一個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，重復(fù)圖5所述動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，經(jīng)肺滴注后14天處死動(dòng)物，進(jìn)行肺部病理學(xué)分析。除(a)生理鹽水和(e)PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布組外，其余各組可見(jiàn)不同程度的肺內(nèi)炎細(xì)胞浸潤(rùn)和肺部局部炎癥反應(yīng)(見(jiàn)黃色虛線標(biāo)注)，系典型空氣污染物引發(fā)的亞急性肺部反應(yīng)。PVDF納米纖維+熔噴無(wú)紡布組合過(guò)濾，達(dá)到最佳保護(hù)效果。各過(guò)濾條件引發(fā)肺部毒性反應(yīng)強(qiáng)弱，用“+”數(shù)量進(jìn)行表示，“-”表示未見(jiàn)明顯毒性反應(yīng)。

為了最大限度的防止佩戴者使用時(shí)污染物的侵入，各部濾材連接時(shí)邊緣完全重疊，以間隔線形的超聲波焊接的形式高效連接，并以間隔三角形的超聲焊接形式加固連接。從工藝上看，本新型還對(duì)雙排間隔圓形的超聲波焊接形式進(jìn)行封邊粘合，對(duì)焊接點(diǎn)距進(jìn)行定量控制(圖7)。

為了保證本新型設(shè)計(jì)對(duì)具有不同生理特征的佩戴者的普適性，本新型特別包括了可塑性鼻梁條設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)使得具有不同臉型、顴骨高低、鼻部不同生理特征的廣泛人群都可以安全有效的使用本品。同時(shí)，本設(shè)計(jì)還包括對(duì)可塑性鼻梁條材質(zhì)、位置、長(zhǎng)度等定量的描述?？伤苄员橇涸O(shè)計(jì)符合不同佩戴者生理特征，從而進(jìn)行個(gè)體化調(diào)節(jié)(圖8)。

鼻梁條的位置還貼合一條防霧鼻墊(圖9)，防霧氣鼻墊可由高密度海綿或軟質(zhì)高分子材料制成，旨在將舒適度和密閉性達(dá)到最佳統(tǒng)一。

彈性耳掛(圖10)是口罩過(guò)濾裝置與佩戴者相連的重要組成。本新型對(duì)其材質(zhì)、長(zhǎng)度、著力點(diǎn)、焊接位置、焊接點(diǎn)大小等都進(jìn)行了定量控制說(shuō)明，旨在保證最佳整體過(guò)濾效果。如圖10所示，彈性耳掛由含氨綸纖維或滌綸的織帶制成，長(zhǎng)度140±30mm，通過(guò)超聲波焊接的形式，連接在過(guò)濾體左右端頭。如圖7所示，右側(cè)連接點(diǎn)，位置為前部濾材(a1、d1邊焦點(diǎn))與上部濾材(a2、e2邊焦點(diǎn))重疊部位，以及前部濾材(e1、d1邊焦點(diǎn))與下部濾材(b3、c3邊焦點(diǎn))重疊部位疊放，順序從外向內(nèi)依次為前部濾材、上部濾材、彈力耳掛。超聲波焊接點(diǎn)為方形網(wǎng)格狀，面積應(yīng)不大于1.5cm2。左側(cè)連接點(diǎn)，位置為前部濾材(b1、c1邊焦點(diǎn))與上部濾材(b2、c2邊焦點(diǎn))重疊部位，以及前部濾材(c1、d1邊焦點(diǎn))與下部濾材(a3、e3邊焦點(diǎn))重疊部位疊放，順序從外向內(nèi)依次為前部濾材、上部濾材、彈力耳掛。超聲波焊接點(diǎn)為方形網(wǎng)格狀，面積應(yīng)不大于1.5cm2。

單向氣流閥是除了過(guò)濾材料以外的另一個(gè)重要設(shè)計(jì)元素。其作用在于防止未過(guò)濾的污濁空氣倒灌。從組成上看，單向氣閥包括閥體(圖11)、膜片(圖12)及閥蓋(圖13)。本新型還 對(duì)其安裝順序進(jìn)行規(guī)范，旨在無(wú)縫連接，最大限度的保證已過(guò)濾和未過(guò)濾氣體的隔絕。從設(shè)計(jì)工藝上看，本新型對(duì)閥體材質(zhì)、注塑成型尺寸、條幅設(shè)計(jì)、膜片尺寸和相關(guān)紋理、閥蓋設(shè)計(jì)等進(jìn)行了控制。為了保證佩戴者的舒適度，還對(duì)其通氣窗數(shù)目和安裝位置進(jìn)行了明確。

綜合起來(lái)看，本新型設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)不同口罩濾材進(jìn)行合理篩選和組合，最終確定了關(guān)鍵過(guò)濾材料，即1層復(fù)合PVDF納米纖維聚丙烯無(wú)紡布+2層熔噴無(wú)紡布的組合。本新型還與其他輔助濾材相結(jié)合，同時(shí)融入對(duì)口罩設(shè)計(jì)中工藝的定量控制，如：濾材連接、弧度一致、完全重疊等，以達(dá)到最佳過(guò)濾效果。另外，本新型還包括彈性耳掛使得佩戴者與濾材緊密連接，通過(guò)單向氣流閥杜絕二次污染，使得本設(shè)計(jì)在實(shí)際復(fù)雜環(huán)境中能穩(wěn)定、高效的阻斷霧霾，將有效性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性得以統(tǒng)一。