具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置及口罩

摘要

本发明的目的在于，提供一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置及口罩，包括：熔喷无纺布和具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布；所述静电纺丝纳米纤维布，包括占比88％～92％的第一波峰和占比8％～12％的第二波峰；所述第二波峰的纤维直径小于所述熔喷无纺布的纤维直径。本发明通过设置纤维直径的双峰分布在一定范围内，其中第一波峰的纤维直径占据总面积的90％，构成整个静电纺丝纳米纤维布的主体，具备物理阻隔效果；第二波峰的纤维直径占据总面积的10％，可增大静电纺丝纳米纤维布的孔隙尺寸，使得静电纺丝纳米纤维布的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。

说明书

技术领域

本发明属于呼吸防护领域，具体涉及一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置及口罩。

背景技术

在现今的口罩生产中，较为常见的是采用熔喷无纺布进行过滤。但是，熔喷无纺布对于一些小颗粒物质的过滤效果一般。

高性能静电纺纳米纤维过滤材料需具有高效率、低阻力的特点，但常规的高性能静电纺纳米纤维过滤材料依靠材料本身的结构特点(孔径尺寸、堆积密度等)实现对颗粒的过滤，通常在具有高效率的同时也带来很高的压阻，致使通气能力较差。因而仅靠高性能静电纺纳米纤维本身的结构特点很难实现过滤效率和压阻的有效平衡，无法达到高效率过滤、低阻力的使用标准。

综上，一种将熔喷无纺布与高性能静电纺纳米纤维进行层叠使用的口罩应运而生。但是，现有技术的产品不能兼顾过滤效果与气流阻力，需要对现有产品进行改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置及口罩，能够在保证优异过滤性能的同时，不会对气流产生阻挡作用，从而不会导致阻力压降的增大。

为实现上述目的，本发明提供的一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置，包括：

静电纺丝纳米纤维布，所述静电纺丝纳米纤维布中纤维之间的直径分布在统计上具有双峰分布形态；

熔喷无纺布，所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的至少一侧与所述静电纺丝纳米纤维布形成两层以上的过滤结构；

所述双峰分布形态包括：

第一波峰，所述第一波峰的直径范围为：0.05-0.3μm，直径位于所述第一波峰范围内的纤维占比为：88％～92％；

第二波峰，所述第二波峰的直径范围为：3-6μm，直径位于所述第二波峰范围内的纤维占比为：8％～12％；

所述第二波峰的纤维直径小于所述熔喷无纺布的纤维直径。

所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的一侧或者所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的双侧。

一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的口罩，包括：

口罩主体，包括内层和外层，所述内层用于贴合用户面部；

前述方案所述的过滤装置，设置在所述内层和所述外层之间；

所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的至少一侧以支撑所述静电纺丝纳米纤维布。

所述内层包括无纺布；

和/或，所述外层包括无纺布。

一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的口罩，还包括带体：

所述带体用于将所述口罩主体保持于用户面部。

所述带体包括耳挂式、绑带式或套头式。

所述口罩主体包括平面式或立体式。

本发明至少具有以下有益效果：本发明静电纺丝纳米纤维布中，第一波峰占比：88％～92％，纤维直径为：0.05-0.3μm；第二波峰占比：8％～12％，纤维直径为：3-6μm；本发明能够解决熔喷无纺布与静电纺丝纳米纤维布组合之后的呼吸阻力过大的问题。其中第一波峰的纤维直径较大，构成整个静电纺丝纳米纤维布的主体，具备物理阻隔效果；第二波峰的纤维直径占比较小，可增大静电纺丝纳米纤维布的孔隙尺寸，使得静电纺丝纳米纤维布的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。

进一步地，本发明通过控制第二波峰的纤维直径小于或接近熔喷无纺布，又可以使得静电纺丝纳米纤维布的物理过滤滤效始终高于熔喷无纺布，且不会对熔喷无纺布中透过气流的空气动力学产生影响；从而通过其物理阻隔过滤与熔喷无纺布的驻极效应相配合，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的熔喷无纺布中的双峰分布示意图。

图2是本发明实施例的熔喷无纺布与静电纺丝纳米纤维布的层叠图。

图3是本发明实施例的熔喷无纺布和静电纺丝纳米纤维布组合的电镜图。

图4是本发明实施例二的层叠图。

图5是本发明实施例二的口罩示意图。

图中：1-口罩主体、12-内层、11-外层、2-过滤装置、21-熔喷无纺布、22-静电纺丝纳米纤维布、3-带体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的过滤装置，包括：

静电纺丝纳米纤维布，所述静电纺丝纳米纤维布中纤维之间的直径分布在统计上具有双峰分布形态；

熔喷无纺布，所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的至少一侧与所述静电纺丝纳米纤维布形成两层以上的过滤结构；

所述双峰分布形态包括：

第一波峰，所述第一波峰的直径范围为：0.05-0.3μm，直径位于所述第一波峰范围内的纤维占比为：88％～92％；

第二波峰，所述第二波峰的直径范围为：3-6μm，直径位于所述第二波峰范围内的纤维占比为：8％～12％；

所述第二波峰的纤维直径小于所述熔喷无纺布的纤维直径。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例1

参见说明书附图1-5，为一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布22的过滤装置2，包括静电纺丝纳米纤维布22和熔喷无纺布21；所述的静电纺丝纳米纤维布22具有如图1所述的双峰分布。

如图2所示为一种优选的实施方式，熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧以支撑静电纺丝纳米纤维布22。当熔喷无纺布21为一层时，熔喷无纺布21与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构，当熔喷无纺布21为多层时，熔喷无纺布21与静电纺丝纳米纤维布22形成多层过滤结构。在另一个实施方式中，熔喷无纺布21也可以同时设置在静电纺丝纳米纤维布22的两侧。

如图3所示，本实施例的静电纺丝纳米纤维布22的表面具有蜘蛛网状的微孔结构，在三维结构上有网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的变化，使其具有优异的表面过滤性能；其中，静电纺丝纳米纤维布22的第一波峰的纤维直径为：0.05-0.3μm；其中，球珠状结构的为第二波峰，所述第二波峰的纤维直径为：3-6μm。

在应用中，具体数据如表I所述：

在对产品进行测试时，对实施方案和对比方案进行以下设定：

实施方案一：

过滤装置2包括静电纺丝纳米纤维布22和熔喷无纺布21，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态。熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构。双峰分布形态包括：第一波峰，第一波峰的直径范围为：0.05-0.3μm；第二波峰，第二波峰的直径范围为：3-6μm。第一波峰的峰值为：0.15μm，第二波峰的峰值为：4.5μm。直径位于第一波峰范围内的纤维占比为：80％，直径位于第二波峰范围内的纤维占比为：20％。熔喷无纺布21中，各纤维的平均直径为7μm。

对比方案一：

过滤装置2包括静电纺丝纳米纤维布22和熔喷无纺布21，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径范围为：0.05～6μm。熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构，熔喷无纺布21中，各纤维的平均直径为7μm。

对比方案二：

过滤装置2包括双层熔喷无纺布层21，熔喷无纺布层21中，各纤维的平均直径为7μm。

进一步，对上述的实施方案一、对比方案一和对比方案二分别测试：对盐性气溶胶过滤效率、盐性过滤阻力进行测试。测试结果如表I：

具体原理分析：在实施方案一中，如，所述静电纺丝纳米纤维布22中的第一波峰，占比：80％。第二波峰，占比：20％。第一波峰占据80％，构成整个静电纺丝纳米纤维布22的主体，具备物理阻隔效果；第二波峰具有较大的纤维直径，可增大静电纺丝纳米纤维布22的孔隙尺寸，使得静电纺丝纳米纤维布22的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。进一步地，通过控制静电纺丝纳米纤维布22中的第二波峰的纤维直径范围小于或接近熔喷无纺布21，又可以使得静电纺丝纳米纤维布22的物理过滤滤效始终高于熔喷无纺布21，且不会对熔喷无纺布21中透过气流的空气动力学产生影响；从而通过其物理阻隔过滤与熔喷无纺布21的驻极效应相配合，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果。

在对比方案一中，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，与实施方案一中的双峰分布相比，过滤效果下降，降低呼吸阻力增加。

在对比方案二中，采用双层熔喷无纺布层21来过滤，过滤效果弱于实施方案一和对比方案一。

实施例2

参见说明书附图1-5，为一种具有双峰分布的静电纺丝纳米纤维布的口罩，包括：

口罩主体，包括内层和外层，所述内层用于贴合用户面部；

如实施例1描述的过滤装置，设置在所述内层和所述外层之间；

所述熔喷无纺布设置于所述静电纺丝纳米纤维布的至少一侧以支撑所述静电纺丝纳米纤维布。

其中，外层和内层均可以为无纺布。

同样的，所述的静电纺丝纳米纤维布22具有如图1所述的双峰分布。

如图2所示为一种优选的实施方式，熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧以支撑静电纺丝纳米纤维布22。当熔喷无纺布21为一层时，熔喷无纺布21与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构，当熔喷无纺布21为多层时，熔喷无纺布21与静电纺丝纳米纤维布22形成多层过滤结构。在另一个实施方式中，熔喷无纺布21也可以同时设置在静电纺丝纳米纤维布22的两侧。

如图3所示，本实施例的静电纺丝纳米纤维布22的表面具有蜘蛛网状的微孔结构，在三维结构上有网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的变化，使其具有优异的表面过滤性能；其中，静电纺丝纳米纤维布22的第一波峰的纤维直径为：0.05-0.3μm；所述第二波峰的纤维直径为：3-6μm。

实施方案二：

内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，过滤装置2包括静电纺丝纳米纤维布22和熔喷无纺布21，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态。熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构。双峰分布形态包括：第一波峰，第一波峰的直径范围为：0.05-0.3μm；第二波峰，第二波峰的直径范围为：3-6μm。第一波峰的峰值为：0.15μm，第二波峰的峰值为：4.5μm。直径位于第一波峰范围内的纤维占比为：80％，直径位于第二波峰范围内的纤维占比为：20％。熔喷无纺布21中，各纤维的平均直径为7μm。

对比方案三：

内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，过滤装置2包括静电纺丝纳米纤维布22和熔喷无纺布21，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径范围为：0.05～6μm。熔喷无纺布21设置于静电纺丝纳米纤维布22的一侧与静电纺丝纳米纤维布22形成两层过滤结构，熔喷无纺布21中，各纤维的平均直径为7μm。

对比方案四：

内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，过滤装置2包括双层熔喷无纺布层21，熔喷无纺布层21中，各纤维的平均直径为7μm。

进一步，对上述的实施方案二、对比方案三和对比方案四分别测试：对盐性气溶胶过滤效率、盐性过滤阻力进行测试。测试结果如表I：

具体原理分析：在实施方案二中，如，所述静电纺丝纳米纤维布22中的第一波峰，占比：80％。第二波峰，占比：20％。第一波峰占据80％，构成整个静电纺丝纳米纤维布22的主体，具备物理阻隔效果；第二波峰具有较大的纤维直径，可增大静电纺丝纳米纤维布22的孔隙尺寸，使得静电纺丝纳米纤维布22的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。进一步地，通过控制静电纺丝纳米纤维布22中的第二波峰的纤维直径范围小于或接近熔喷无纺布21，又可以使得静电纺丝纳米纤维布22的物理过滤滤效始终高于熔喷无纺布21，且不会对熔喷无纺布21中透过气流的空气动力学产生影响；从而通过其物理阻隔过滤与熔喷无纺布21的驻极效应相配合，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果。

在对比方案三中，静电纺丝纳米纤维布22中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，与实施方案一中的双峰分布相比，过滤效果下降，降低呼吸阻力增加。

在对比方案四中，采用双层熔喷无纺布层21来作为口罩的过滤装置2，过滤效果弱于实施方案二和对比方案三。

优选的，本发明所述具有静电纺丝纳米纤维布的口罩，还包括带体3：所述带体3用于将所述口罩主体1保持于用户面部。

优选的，所述带体3包括耳挂式、绑带式或套头式；所述口罩主体1根据需要，包括平面式或立体式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。