一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩

摘要

一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩，其特征在于采用现有生产口罩的制作方法，将口罩本体、口罩鼻夹、口罩带组合为一体，其中所述口罩本体由外层灭杀病毒面料、中层适度增氧薄膜与内层灭杀病毒面料组成；其中所述口罩本体为三层结构，外层灭杀病毒面料选用氧化石墨烯抗菌无纺布制作、中层适度增氧薄膜选用不改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)高分子膜制作，内层灭杀病毒面料选用与外层灭杀病毒面料相同的氧化石墨烯抗菌无纺布制作，口罩鼻夹选用可塑性性材料制作，口罩带选用可热熔压合的弹性材料制作。

说明书

技术领域

本专利涉及口罩技术领域，具体涉及一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩。

背景技术

据来自剑桥大学、伦敦大学学院、巴黎高等经济学院、香港科技大学和芬兰家庭联合会的研究人员利用两种人工智能模型，来预测戴口罩对新冠病毒传播的影响。根据AI 模型的模拟结果，与封锁城市相比，当口罩使用率达到80％时，病毒的传染曲线会显著平滑。同时，当口罩佩戴率低于50％时，将不足以阻止病毒传播。因此，在疫情爆发期，人人出门都要戴口罩。但是，市面上口罩种类繁多，棉质的、活性炭的、医用一次性的，N95口罩也分为几种，最新开发出的石墨烯口罩等等。那么，不同的人群，选用什么口罩，才能取得最佳的预防新型冠状病毒效果呢，众说纷纭，据申请人调研，现有口罩有适合成年的、青少年的、儿童的，但是缺少适合老弱病残人群使用的口罩；从防范新冠病毒传播看，老弱病残人群在市面上适合老弱病残人群使用的口罩少之又少，探其原因，可能有以下几点：

一是老弱病残人群既是免疫力低下的群体，又是经济承受能力的弱势群体，在疫情爆发期，既是易受病毒感染的高危人群，又是传播病毒的携带人群，需要吸气的正面与呼出气体的背面都具有灭杀病毒与抑制病毒的功能，现有口罩大都是适合健康人使用防范病毒吸入口腔的功能，较少开发杀死呼出体外病毒的功能，即使有，但成品价高，差价相差几十倍，甚至上百倍，老弱病残人群用不起，需要开发适合老弱病残人群使用的口罩外层与内层都能灭杀病毒、且售价低廉的口罩；

二是老弱病残人群是伴随多种常规疾病的人群，如心血管疾病、呼吸道疾病等呼吸调节功能弱的人群，他们带口罩常出现氧气不足的憋气感，甚至诱发常规疾病的突显，特别在疫情爆发期，他们是最需要常带口罩出门的人群，又是违规带带、撤撤口罩的人群，成为既是最易感染病毒的人群，又是最易传播病毒与接触者的人群。目前，尚未开发出适合老弱病残人群使用的兼具既杀新冠病毒又适度增氧的功能性口罩；所谓适度增氧是指人正常生活的氧气浓度在19.5%至23.5%之间，过高过低对人的身体都产生危害；因此，开发老弱病残人群所用适度增氧口罩，增加其长时带口罩的舒适感，不仅不憋气，还有改善原有疾病的功能作用，使老弱病残人群自觉做到带口罩的常态化。

发明内容

为迎战下一轮可能出现的感染人类的新型病毒的到来，开发备用在疫情爆发期适合老弱病残人群使用的口罩是有必要的，该口罩应满足以下功能要求：一是口罩外层、内层结构都具有灭杀口罩内所有病毒和细菌功能、中层适度增氧，满足老弱病残人群生理缺陷的功能需要；二是口罩售价经济实惠，老弱病残人群买得起、用得起，减轻老弱病残人群经济承受能力弱势的心理状态；三是口罩与现有通用口罩一样，符合行业规定的检测标准。

据此，本专利采取的技术方案是：一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩，其特征在于采用现有生产口罩的制作方法，将口罩本体、口罩鼻夹、口罩带组合为一体，其中所述口罩本体由外层灭杀病毒面料、中层适度增氧薄膜与内层灭杀病毒面料组成；其中所述口罩本体为三层结构，外层灭杀病毒面料选用氧化石墨烯抗菌无纺布制作、中层适度增氧薄膜选用不改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)高分子膜制作，内层灭杀病毒面料选用与外层灭杀病毒面料相同的氧化石墨烯抗菌无纺布制作，口罩鼻夹选用可塑性性材料制作，口罩带选用可热熔压合的弹性材料制作；所述口罩本体的中层适度增氧薄膜平铺在外层灭杀病毒面料与内层灭杀病毒面料之中，再通过热熔压合方式，将外层灭杀病毒面料与内层灭杀病毒面料粘合为一体，所述口罩鼻夹通过粘合方式，设置在外层灭杀病毒面料与内层灭杀病毒面料之间的口罩本体上边的边缘处，所述口罩带通过热熔压合方式粘结在口罩本体1左右两边的边缘处。

其中所述口罩外层灭杀病毒面料与内层灭杀病毒面料所用氧化石墨烯抗菌无纺布，以价格低廉、市场供应充足的氧化石墨烯(GO)、聚丙烯(PP)、添加剂为原料，采用熔喷法制作，其质量配比为：氧化石墨烯1%±、聚丙烯98%±、添加剂1%±，小量氧化石墨烯掺和到聚丙烯无纺布中，实现优势互补，将高效抗菌性、良好亲水性、细胞相容性、兼具吸附与脱附性、舒适柔韧性、良好透气性、强力耐用性于一体，满足佩带口罩的多功能需要，特别是氧化石墨烯既是一种杀菌、抑菌、过滤空气中0.1微米以上的病毒、细菌、灰尘颗粒物与气溶胶的纳米材料，又是一种抗菌范围广泛的广谱抗菌药物，双管齐下，高效快速灭杀吸入口鼻的病毒与呼出体外病毒，特别适合老弱病残人群制作口罩使用；氧化石墨烯具有最支撑自身重量100倍以上的功能，与无纺布集成后，能用同一种氧化石墨烯抗菌无纺布，实现外层与内层都用一种面料制作，无需更换内层中的面料品种；氧化石墨烯就具有表面活性剂功能，不用在制作中另加表面活性剂，由此简化制作工艺，减少制作的品种和用量，降低制作成本。

其中所述口罩中层适度增氧薄膜所用聚二甲基硅氧烷高分子膜，是应用最早、氧气渗透性最高的高分子膜材料，也是最具代表性的常用高分子膜材料，如表1所示：

表1 常用高分子膜的气体透过性能

※透过系数单位：m

由表1可知，聚二甲基硅氧烷是一种氧透过系数最大，氧氮分离选择性最小的常用高分子膜材料，因为聚二甲基硅氧烷是以(CH

表2 在大气压力下吸入氧气浓度与出现征兆的关系

从表2可知，正常人体只需一定浓度的氧，氧的浓度过高或过低都对人体有害，特别是老弱病残人群，佩带口罩时间过长，可能会出现缺氧征兆，需要在口罩内适度增加氧气浓度，氧气浓度在19.5%~23.5%之间，最好在21%~22%之间，即在口罩内适度增氧，氧气透过性高，氧、氮分离选择性低的聚二甲基硅氧烷薄膜正好满足适度增氧的要求。

上述设计制作的一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩，与现有口罩相比，具有以下技术效果：

一是本专利口罩具有吸气、吸气杀灭病毒与适度增氧的多功能作用，适合老弱病残高危人群，在疫情爆发期间，外出长时佩带，舒适不憋气，不感染与不传播病毒的技术效果；

二是选用价廉实惠市售的氧化石墨烯、PP无纺布、不改性的聚二甲基硅氧烷薄膜为材料，制备生产工艺简单，口罩成本低廉，适合老弱病残人群优先采购的经济承受能力。

附图说明

图1为本专利口罩的外形结构示意图，

图2为本专利口罩本体立体结构示意图，

图3为本专利口罩本体剖面结构示意图；

图1、2、3中，1是口罩本体，2是口罩鼻条，3是口罩带，1-1是外层灭杀病毒面料，1-2是中层适度增氧薄膜，1-3是内层灭杀病毒面料。

具体实施方式

结合附图说明，具体的实施方案是：一种在疫情爆发期间内适合老弱病残人群使用的口罩，其特征在于采用现有生产口罩的制作方法，将口罩本体1、口罩鼻夹2、口罩带3组合为一体，其中所述口罩本体1由外层灭杀病毒面料1-1、中层适度增氧薄膜1-2与内层灭杀病毒面料1-3组成，其中所述口罩本体1为三层结构，外层灭杀病毒面料1-1选用氧化石墨烯抗菌无纺布制作、中层适度增氧薄膜1-2选用不改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)高分子膜制作，内层灭杀病毒面料1-3选用与1-1相同的氧化石墨烯抗菌无纺布制作，口罩鼻夹2选用可塑性性材料制作，口罩带选用可热熔压合的弹性材料制作；所述口罩本体1的中层适度增氧薄膜1-2平铺在外层灭杀病毒面料1-1与内层灭杀病毒面料1-3之中，再通过热熔压合方式，将外层灭杀病毒面料1-1与内层灭杀病毒面料1-3粘合为一体，所述口罩鼻夹2通过粘合方式，设置在外层灭杀病毒面料1-1与内层灭杀病毒面料1-3之间的口罩本体1上边的边缘处，所述口罩带3通过热熔压合方式粘结在口罩本体1左右两边的边缘处。

其中所述口罩的外层灭杀病毒面料1-1与内层灭杀病毒面料1-3所用氧化石墨烯抗菌无纺布，以价格低廉、市场供应充足的氧化石墨烯(GO)、聚丙烯(PP)、添加剂为原料，采用熔喷法制作，其质量配比为：氧化石墨烯1%±、聚丙烯98%±、添加剂1%±，小量氧化石墨烯掺和到聚丙烯无纺布中，实现优势互补，将高效抗菌性、良好亲水性、细胞相容性、兼具吸附与脱附性、舒适柔韧性、良好透气性、强力耐用性于一体，满足佩带口罩的多功能需要，特别是氧化石墨烯既是一种杀菌、抑菌、过滤空气中0.1微米以上的病毒、细菌、灰尘颗粒物与气溶胶的纳米材料，又是一种抗菌范围广泛的广谱抗菌药物，双管齐下，高效快速灭杀吸入口鼻的病毒与呼出体外的病毒。

其中所述口罩的中层适度增氧薄膜1-2所用聚二甲基硅氧烷高分子膜，由表1可知，聚二甲基硅氧烷是一种氧透过系数最大，氧氮选择性最小的常用高分子膜材料，用于制作富氧膜必须进行改性，在保持氧气高透过性的同时，提高选择性，才能满足氧气浓度达到28-30%的制作富氧膜的最低要求，但是正常人只需一定的氧气浓度，特别是老弱病残人群，氧气浓度过高或过低都对人体机能运行产生危害，由表2可知，正常吸氧浓度在19.5%~23.5%之间，在疫情爆发期内，对常带口罩的老弱病残人群吸氧浓度在21%~22%之间最理想，即适度增氧，因此选用不改性的聚二甲基硅氧烷高分子膜，通过基板表面剥离法，制出厚度50~100微米的中层适度增氧薄膜1-2，因为聚二甲基硅氧烷氧氮分离的低选择性，氧浓度在口罩内只能适度增加，不会过高，达到老弱病残人群常带口罩，舒适不憋气的功能要求。