專(zhuān)利名稱(chēng)：隱形廣譜呼吸凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)生保健器械，涉及一種佩戴在鼻孔處的隱形廣譜呼吸凈化裝置，不 僅可以超高效濾除空氣中的塵埃、有害氣體、各種細(xì)菌和病毒，同時(shí)還具有廉價(jià)高效、戴卸 便捷、舒適方便、反復(fù)可用、不影響美觀等特點(diǎn)，是當(dāng)前人類(lèi)避免呼吸道感染、預(yù)防疾病、維 持健康的一個(gè)重要的保健用品。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)現(xiàn)代化和城市交通的高速發(fā)展及公眾物質(zhì)欲望的不斷提升，人類(lèi)賴(lài)以生 存的環(huán)境日益惡化，無(wú)論是在室內(nèi)還是室外，空氣污染都十分嚴(yán)重，空氣中有害氣體和懸浮 的粉塵劇增，流行病菌、病毒肆虐，人們已很難找理想的干 凈呼吸環(huán)境?？諝獾奈廴臼沟脭?shù) 以億計(jì)的人群飽受呼吸道感染引發(fā)的病患折磨(如感冒、粉塵過(guò)敏、慢性支氣管炎、支氣管 哮喘、肺氣腫及肺癌等)，并導(dǎo)致每年數(shù)百萬(wàn)人的非正常早逝。最近，英國(guó)的"全球環(huán)境變化 問(wèn)題"研究報(bào)告公布了一個(gè)令人震驚的結(jié)論環(huán)境污染特別是室內(nèi)污染使人類(lèi)尤其是兒童 的智力大大降低！ WHO有關(guān)資料表明，全球每年死于室內(nèi)環(huán)境污染(甲醛等)的人數(shù)達(dá)到 280萬(wàn)，中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心透露，全國(guó)每年由室內(nèi)空氣污染引起的死亡人數(shù)已 達(dá)11. 1萬(wàn)人。據(jù)最新權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的數(shù)據(jù)，中國(guó)每年有至少65萬(wàn)人因空氣污染致死，同時(shí) 還有一百多萬(wàn)人死于與呼吸道感染密切相關(guān)的肺癌和其它癌癥。如何幫助人們凈化吸入的 空氣、減少感染、增進(jìn)健康是科技工作者長(zhǎng)久致力解決的焦點(diǎn)問(wèn)題，到目前為止，多種呼吸 凈化產(chǎn)品在市場(chǎng)上流行，更有眾多專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诤?nèi)外申報(bào)。綜合對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)的調(diào)查 檢索，可將這個(gè)領(lǐng)域分為五大類(lèi)口罩類(lèi)、面罩(包括頭盔)和防毒面具類(lèi)、鼻塞外連凈化裝 置類(lèi)、微型內(nèi)置鼻塞類(lèi)和微型外貼濾網(wǎng)類(lèi)?？谡诸?lèi)是最傳統(tǒng)和最常用的呼吸凈化手段，每到感冒等流行病高發(fā)季節(jié)、沙塵暴 天氣或空氣污濁的場(chǎng)合，很多人都會(huì)采用這種方式來(lái)減少染病機(jī)會(huì)，但用口罩來(lái)呼吸凈化 存在三點(diǎn)嚴(yán)重不足其一是凈化的低效性。口罩僅能濾除部分體積較大的有害物質(zhì)(如沙塵等)，對(duì)體 積較小的病菌、病毒、粉塵和有害氣體的濾除效果甚微，另外，由于其與面部的縫隙較大，部 分空氣中有害物會(huì)通過(guò)縫隙溜入。其二是使用的不舒適性。長(zhǎng)期佩戴口罩不僅影響美觀，也給使用者帶來(lái)很多不便， 首先是影響與人的正常語(yǔ)言交流；其次是呼出的潮氣易在眼鏡上產(chǎn)生薄霧影響視線；另外 在炎熱潮濕的環(huán)境下使用會(huì)增加悶壓感。其三是安全隱患。為了增進(jìn)口罩的凈化效果，人們采用了加厚、在中間加入浸有殺 菌藥液的濾芯或在表面涂有納米銀粉體等設(shè)計(jì)，這類(lèi)產(chǎn)品確實(shí)增進(jìn)了殺菌濾塵效果，但也 同時(shí)增加了使用者的悶壓、不舒適感，而且這類(lèi)產(chǎn)品存在著有毒藥液及納米粉體隨氣體進(jìn) 入人體、危害健康的安全隱患。面罩(包括頭盔)和防毒面具類(lèi)是市面上另一種常見(jiàn)的呼吸凈化手段，這類(lèi)產(chǎn)品 通常是采用將面部的部分或全部密封，讓吸進(jìn)的氣體通過(guò)裝有活性炭(或/和其它)的濾芯來(lái)達(dá)到呼吸凈化目的，盡管這類(lèi)凈化效率高，但體積龐大、使用不便、經(jīng)常更換的一次性 濾芯價(jià)錢(qián)較貴，資源浪費(fèi)大，既嚴(yán)重影響美觀，同時(shí)還影響使用者的正常語(yǔ)言交流，使得這 類(lèi)產(chǎn)品很難普及。鼻塞外連凈化裝置類(lèi)是一類(lèi)尚未成為產(chǎn)品的專(zhuān)利技術(shù)，這類(lèi)技術(shù)利用一對(duì)連有導(dǎo) 管的鼻塞來(lái)代替面罩起到密封呼吸的作用，然后將導(dǎo)管與帶有上述吸附濾芯等的外接空氣 凈化裝置相連，盡管這類(lèi)技術(shù)基本克服了前者影響正常語(yǔ)言交流的問(wèn)題，但還是存在著使 用不便、影響美觀、經(jīng)常更換的一次性濾芯價(jià)錢(qián)較貴，資源浪費(fèi)大等問(wèn)題，使得這類(lèi)技術(shù)至 今尚 未被市場(chǎng)接受。微型內(nèi)置鼻塞類(lèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)很多，這種技術(shù)的賣(mài)點(diǎn)是使用微型呼吸凈化器，將其 塞入鼻腔不(或基本不)影響美觀，盡管這類(lèi)有著體積小、不太影響美觀等優(yōu)點(diǎn)，但問(wèn)題是， 這類(lèi)過(guò)濾器通常功能單一，濾除面窄，效率不高，并且塞入鼻孔時(shí)，會(huì)導(dǎo)致呼氣不暢，同時(shí)， 由于鼻塞的阻礙，使得鼻腔的生物氣體凈化系統(tǒng)(鼻鞭毛和鼻腔粘液等的自動(dòng)凈化功能) 喪失作用。尤為嚴(yán)重的是，當(dāng)將有毒藥芯的微型凈化器塞入鼻腔內(nèi)時(shí)，存在著毒液滲入人 體、危害健康的安全隱患。微型外貼濾網(wǎng)類(lèi)的專(zhuān)利也有見(jiàn)諸，這類(lèi)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、隱形、不(或基本不) 影響美觀，但缺點(diǎn)是呼吸凈化效果差、濾除面窄，僅適用于較大沙塵的濾除，對(duì)其他有害物 質(zhì)(如有害氣體、病菌、病毒和較小的塵粒等)無(wú)能為力。值得指出的是，幾乎所有的微型呼吸凈化裝置都屬一次性使用產(chǎn)品，不僅曾加了 使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)還浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。因此，目前急需一種廣譜高效、使用方便、舒適大方、物美價(jià)廉、易重復(fù)使用的微型 呼吸凈化器來(lái)滿足廣大民眾的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明介紹的呼吸凈化器恰恰滿足上述的需求，具有靈活組合、便捷使用、高效廣 譜、舒適安全、自動(dòng)保沽、輕松活化、反復(fù)可用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的種種優(yōu) 點(diǎn)是通過(guò)如下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的該裝置的核心部件是一組分別對(duì)不同有害物有特殊凈化功能的高透氣率的高效 濾片，可根據(jù)不同凈化需求有針對(duì)性的將幾種濾片組合使用，通過(guò)多種濾片的輕松組合來(lái) 應(yīng)對(duì)各種呼吸凈化需求。其既可以與本說(shuō)明給出的一種微型彈性凈化器輔助部件相結(jié)合， 構(gòu)成美觀、舒適、隱形、廣譜的鼻呼吸凈化器，也可以做成口罩、面罩、頭盔、鼻套或其它形式 呼吸凈化器來(lái)滿足不同群體的需要。所述的微型彈性凈化器輔助部件可由凈化器密封隱蔽套(100)、彈性濾片固定支 架(300)和鼻部固定器件(400)等組成。氣體凈化濾片組是針對(duì)不同的環(huán)境而選用的凈化濾片組合，它不僅可以高效濾除 空氣中的塵埃、有害氣體(如氧化硫、一氧化碳、甲醛等)、各種細(xì)菌(如肺結(jié)核病菌等)和 病毒(如流感病毒等)，同時(shí)還具有自動(dòng)保沽、輕松活化、可反復(fù)使用等特點(diǎn)，從而大大降低 使用者的消費(fèi)負(fù)擔(dān)，節(jié)省資源、減少?gòu)U物遺棄對(duì)環(huán)境的污染。尤其值得指出的是，在殺菌滅 毒方面，本發(fā)明采用了表面有銀膜(或穩(wěn)定納米銀)的高通透多層濾網(wǎng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的藥液 浸泡或摻雜金屬納米粉體的材料，既能保證高效除去有害微生物，同時(shí)又避免了現(xiàn)有產(chǎn)品中的藥液或納米粉體可能進(jìn)入體、危害健康的潛在威脅。在濾除室內(nèi)外甲醛、一氧化碳等有害氣體方面，本發(fā)明采用了負(fù)載催化劑(如PVTiO2等)的網(wǎng)格相錯(cuò)的多層濾網(wǎng)來(lái)將其在 室溫下迅速轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的二氧化碳。凈化器密封隱蔽套是一種具有良好彈性和密封性的，尺寸、外形和色澤等同于 (或接近于)人鼻端出口外輪廓的部件(這里不用強(qiáng)調(diào)顏色，因?yàn)橛闷渌伾膊灰欢ú幻?觀，特別是對(duì)年輕人來(lái)講)，其特點(diǎn)是可以將凈化濾片隱蔽其內(nèi)，能夠很好密封凈化濾片 與鼻出口的接縫，增進(jìn)呼吸凈化效果，同時(shí)由于其材質(zhì)的良好皮膚兼容性，即使長(zhǎng)期佩戴， 也不會(huì)引起皮膚的不適。為了實(shí)現(xiàn)凈化器隱形效果，此密封隱蔽套與鼻部接觸可由如下兩 種形式其一，是其整體緊貼在鼻子出口外端，看似鼻端部的略微延伸；其二，是在其與鼻 部緊貼的同時(shí)，有一部分凹進(jìn)鼻孔內(nèi)(或隱藏在鼻頭下)。當(dāng)然除此以外，也可有其它類(lèi)接 觸方式，目的是在保證密封凈化濾片與鼻部縫隙的同時(shí)，提供隱型效果，使得佩戴時(shí)不易被 察覺(jué)而影響美觀。彈性濾片固定支架(300)是形狀任意、有一定彈性和強(qiáng)度、能反復(fù)發(fā)生暫時(shí)的彈 性形變的硬質(zhì)框架或帶有硬質(zhì)外框的薄網(wǎng)。彈性濾片固定支架(300)的部分或全部可由同 種或不同種金屬、天然高分子(如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡膠、塑料等)材料 制備，其作用是在與鼻部固定器件協(xié)同作用下，對(duì)空氣凈化濾片連同密封隱蔽套提供彈性 的密封施壓支持，使之在無(wú)呼氣壓力的情況下與鼻下端緊貼，保證吸入空氣只通過(guò)濾片進(jìn) 入鼻腔，但當(dāng)遇到較大的呼氣壓力作用下，發(fā)生暫時(shí)的彈性形變，允許濾片連同密封隱蔽套 與鼻孔分離(或允許濾片與固定在鼻孔上的密封隱蔽套部分分離)，保證呼氣暢通無(wú)阻，克 服了現(xiàn)有鼻塞式凈化裝置存在的呼氣不暢技術(shù)瓶頸。插圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖I-A 凈化器密封隱蔽套(100)的正視圖，其中101示意密封隱蔽套的外壁； 102示意密封隱蔽套與鼻部緊貼的密封墊片；103示意密封隱蔽套與鼻孔相通的透氣孔； 104示意允許鼻隔夾穿入的密封墊片開(kāi)口 ；105示意密封隱蔽套的內(nèi)壁。圖I-B 凈化器密封隱蔽套(100)的反視圖。圖I-C 凈化器密封隱蔽套(100)的側(cè)視圖。圖2-A 氣體凈化濾片組(200)的正視圖，其中201示意濾氣薄片；202示意濾片 連接部分；203示意允許鼻隔夾穿入的濾片開(kāi)口處。圖2-B 氣體凈化濾片組(200)的側(cè)視圖。圖3-A 彈性濾片固定支架(300)和鼻隔夾(330)的正視圖。圖3-B 彈性濾片固定支架(300)的側(cè)視圖。圖4-A 超級(jí)廣譜隱形呼吸凈化器的一種組裝側(cè)視圖。依次將選好的濾片(200)穿 在與固定支架(300)相連的的鼻隔夾(330)上，然后穿上密封隱蔽套(100)，并用(100)將 濾片組和固定支架(300)套緊封裝。其中數(shù)字101、102、201、202、203、310、320、330示意的 內(nèi)容如前所述。圖4-B 超級(jí)廣譜隱形呼吸凈化器組裝后的側(cè)視圖。圖4-C 超級(jí)廣譜隱形呼吸凈化器組裝后的正視圖。
具體實(shí)施例方式該裝置由凈化器的核心部分——?dú)怏w凈化濾片組(200)和輔助部件——凈化器密 封隱蔽套(100)、彈性濾片固定支架(300)和鼻部固定器件(400)等組成。構(gòu)成這類(lèi)凈化 器的各部件顏色可根據(jù)不同人的膚色而有多種選擇，其外形和尺寸應(yīng)與鼻子出口輪廓相同 (或相近)，使之在佩戴時(shí)不易被察覺(jué)。具體用法是(如圖4-A、4_B和4-C所示)首先，將選中的濾片(200)連同彈 性濾片固定支架(300)按一定順序依次嵌入密封隱蔽套(100)內(nèi)，構(gòu)成一隱形呼吸凈化 器(100+200+300)；其次，通過(guò)隱形呼吸凈化器中部的開(kāi)口處將鼻部固定器件(如鼻隔夾 (330))穿入；然后，將鼻部固定器件夾在鼻中隔(或以其它方式固定在鼻子)上；最后，將 固定在鼻子上的隱形呼吸凈化器向鼻部輕輕推壓，直到其中的密封隱蔽套(100)部分完全 與鼻出口貼緊密封即可。需要指出的是，此處有關(guān)凈化器的描述、實(shí)例和給出的圖示僅是讓普通水平的讀 者能夠懂得和實(shí)踐本專(zhuān)利申請(qǐng)的科學(xué)原理和特點(diǎn)給出的示意性的部分例證，但并非局限我 們的發(fā)明于此，如圖4-A僅是為了幫助讀者理解本發(fā)明原理所給 出的一個(gè)組合特例，事實(shí) 上，這類(lèi)呼吸凈化裝置可有多種組裝方式，本文無(wú)法一一贅述。本發(fā)明所述的空氣凈化濾片 組(200)不一定僅通過(guò)鼻隔夾(330)固定在鼻部，也可通過(guò)鼻邊夾、彈性套、膠布粘結(jié)、鑲在 鼻套內(nèi)或鑲在其它類(lèi)呼吸凈化器里來(lái)發(fā)揮呼吸凈化功能。在實(shí)際中，也可將本發(fā)明所述的 呼吸凈化濾片尺寸放大，作成口罩，來(lái)滿足部分習(xí)慣用嘴呼吸的人群。任何基于本專(zhuān)利說(shuō)明 書(shū)給出的科學(xué)原理和產(chǎn)品特點(diǎn)的多種多樣鼻(或嘴)呼吸凈化裝置設(shè)計(jì)(如尺寸大小、厚 薄、濾片內(nèi)含多孔薄片的層數(shù)和形狀、濾片的組合方式、支撐架的形狀和密封套的結(jié)構(gòu)、凈 化器的組合順序、與鼻部固定的方式、所用的材料等)都屬于本發(fā)明的一部分。凈化器密封隱蔽套(100)是由具有一定強(qiáng)度、彈性、良好密封性和皮膚兼容性的 橡膠、塑料或其他材料制成，它既可以將氣體凈化濾片組(200)和彈性濾片固定支架(300) 隱蔽其內(nèi)，使之在佩戴時(shí)不影響美觀，同時(shí)又借助鼻部固定裝置(如鼻隔夾、或其它)與鼻 部固定后所施的外壓密封密封隱蔽套與鼻部間的縫隙，保證吸入氣體只能通過(guò)濾片孔徑進(jìn) 入鼻腔。凈化器密封隱蔽套(100)可以是由

圖1-A、圖I-B和圖1_C所示的能夠發(fā)生部分可 逆形變但仍有一定剛性的水平立體結(jié)構(gòu)，也可是非水平的部分能藏在鼻孔內(nèi)(和/或鼻頭 下)的柔性密封立體結(jié)構(gòu)，還可以是其它起到封裝效果的立體結(jié)構(gòu)。當(dāng)凈化器密封隱蔽套(100)是如圖1-A、圖I-B和圖1_C所示的、能夠發(fā)生部分可 逆形變、但仍有一定剛性的水平立體結(jié)構(gòu)，該隱蔽套(100)具有如下結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1-A)密 封隱蔽套外壁(101)；密封隱蔽套與鼻部緊貼的密封墊片(102)，其主要功能是在彈性濾片 固定支架的施壓下，能起到很好氣體密封作用，不允許空氣從縫隙溜入；密封隱蔽套的透氣 孔(103)，與鼻孔相通，氣體只能從該透氣孔進(jìn)入鼻腔；密封墊片開(kāi)口(104)，允許鼻隔夾穿 入；密封隱蔽套的內(nèi)壁(105)；需要指出的是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，當(dāng)與皮膚接觸的濾片是用皮 膚兼容的材料制備時(shí)，凈化器密封隱蔽套(100)的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為一口徑略小于濾片組的 高彈性短管，此時(shí)，上述的102-104均可從(100)結(jié)構(gòu)中省略掉。包括在氣體凈化濾片組(200)中的各種濾片可由經(jīng)過(guò)特殊化學(xué)處理的(或原本帶 有一定化學(xué)特性，如酸性、堿性、親水性、疏水疏油性等)的無(wú)機(jī)纖維(如石棉、玻璃纖維、金屬纖維等)、生物質(zhì)纖維、合成纖維或混紡纖維制備，這里所述的生物質(zhì)纖維基本可分為生 物質(zhì)原生纖維、生物質(zhì)再生纖維兩大類(lèi)；這里所述的合成纖維基本可分為以生物質(zhì)為原料 的生物質(zhì)合成纖維和以聚合物單體為原料的人造纖維(如聚丙烯酸等)；這里所說(shuō)的混紡 纖維是指由不同類(lèi)材料混紡或人工接枝所得的纖維材料。這里所指的各種濾片既可由至少一層多孔薄網(wǎng)制得，也可由帶(或不帶)絨毛的 任何柔性多孔材料(如毛皮等)構(gòu)成。濾片的形狀和大小應(yīng)類(lèi)似或略小于鼻子出口端頭的 輪廓，濾片的中部(或其它部位)有允許鼻部固定裝置(如鼻隔夾或其它)穿入的開(kāi)口，以 便將濾片固定在支架(300)和鼻子上，具體的開(kāi)口位置會(huì)因凈化器與鼻部的固定方式不同 而異。單一濾片的厚薄因需而定，通常不超過(guò)5mm，但在特殊需要時(shí)可適當(dāng)加厚。此外，為了 既增加凈化效率，又不影響使用舒適度，本發(fā)明的濾片還采用了如下做法其一，在不影響呼吸舒適度的前提下，將濾片的濾網(wǎng)孔徑盡可能縮小。廣義上來(lái) 講，濾網(wǎng)的網(wǎng)孔可在100納米-1毫米之間，但通常情況下，選用的網(wǎng)孔在500納米-500微 米之間。
其二，在保證網(wǎng)孔盡可能小的前提下，濾網(wǎng)的孔徑通常不小于網(wǎng)線的直徑，以此來(lái) 實(shí)現(xiàn)氣體的高通透率。其三，通過(guò)采用高強(qiáng)度的粗網(wǎng)和低強(qiáng)度高凈化度的細(xì)網(wǎng)交替隔夾的多層結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn) 一步增加細(xì)網(wǎng)的機(jī)械強(qiáng)度和氣體通透率。其四，通過(guò)濾網(wǎng)網(wǎng)格相錯(cuò)的多層結(jié)構(gòu)來(lái)盡可能增加吸入氣體中有害物與有吸附功 能的各層網(wǎng)格邊框的接觸機(jī)會(huì)。本說(shuō)明書(shū)的圖2-A僅展示了一個(gè)由不同材質(zhì)拼接而成的氣體凈化濾片特例，此時(shí) (200)由濾氣薄片(201)、濾片連接部分(202)和允許鼻隔夾穿入的濾片開(kāi)口處(203)三部 分組成。需要指出的是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，濾片也可由同一材質(zhì)制備，此時(shí)，上述的(202)可從 (200)的結(jié)構(gòu)中略掉。屬于本呼吸凈化濾片組(200)的濾片有酸性濾片(210)、堿性濾片(220)、殺菌 滅毒濾片(230)、中性濾片(240)、自潔濾塵片(250)、超級(jí)保濕濾片(260)、催化氧化濾片 (270)等，在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)凈化需要，使用單種、兩種或多種濾片組合。所述的酸性濾片(210)主要用于濾除空氣中堿性有害氣體、帶正電荷的粉塵和病菌。堿性濾片(220)主要用于濾除空氣中酸性有害氣體、帶負(fù)電荷的粉塵和病菌，殺菌滅毒濾片(230)是由一類(lèi)孔徑在100納米-500微米范圍內(nèi)的單層或多層金 屬、表面有穩(wěn)定的金屬膜或金屬納米(或微米)粒子的無(wú)機(jī)或有機(jī)材料網(wǎng)構(gòu)筑。這里所述 的金屬是任何能夠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用粘附、鍵合或改性微生物的貴金屬(如銀、金、 銅等)或金屬合金。例如當(dāng)有害微生物與所用的含銀濾網(wǎng)接觸時(shí)，微生物的巰基和氨基會(huì) 迅速與銀發(fā)生化學(xué)鍵合，粘附在銀的表面上失活。這里所述的微生物是指尺寸小于0. Imm 并且依靠有機(jī)物維持生命的微小生物(如病菌、真菌、病毒等)。需要特殊指出的是，為了既 能保證濾片的高通透和使用舒適性，同時(shí)又不降低濾除有害微生物的效率，在制備這種安 全高效殺菌滅毒濾片(230)時(shí)，本發(fā)明采用了粗網(wǎng)細(xì)網(wǎng)相間的多層結(jié)構(gòu)，既利用了大孔粗 網(wǎng)的機(jī)械強(qiáng)度和間隔性增進(jìn)了濾片的整體強(qiáng)度和通透，同時(shí)還利用了多層細(xì)網(wǎng)網(wǎng)格相錯(cuò)的 設(shè)計(jì)，使得通過(guò)的氣體最大限度與金屬網(wǎng)格接觸。中性濾片(240)是由不引起皮膚敏感的柔性材料制備，通常用于接觸皮膚的過(guò)濾器內(nèi)層。該濾片有三個(gè)功能其一是阻隔其它類(lèi)濾片與鼻部皮膚的接觸，既增進(jìn)使用的舒適 度，又可避免皮膚過(guò)敏；其二是起到輔助密封呼吸凈化器與鼻下端(或密封套)的縫隙，防 止空氣從縫隙溜入；其三是進(jìn)一步輔助過(guò)濾尚未完全濾掉的有害微粒。自潔濾塵片(250)主要用于濾除空氣中粉塵。是經(jīng)超級(jí)疏水疏油化學(xué)處理所得， 或由有機(jī)氟聚合物制備。當(dāng)將其用于呼吸凈化時(shí)，其致密的網(wǎng)格和(或)表面上的絨毛將 吸入的塵埃阻隔在其表面，由于這類(lèi)材料良好的疏油疏水性能，附著其表的塵埃無(wú)法與濾 片穩(wěn)定粘合，很容易在呼吸的氣流或振動(dòng)作用下自行脫落，實(shí)現(xiàn)自潔效果。超級(jí)保濕濾片(260)是經(jīng)過(guò)親水性化學(xué)處理(如用甘油、聚乙烯醇等浸泡過(guò)的)、 或由結(jié)構(gòu)中含很多羥基、羧基、磺酸基或磷酸基的材料制備。其很容易從外界吸收水分并保 持一定濕度，當(dāng)大氣中的有害氣體(如氧化硫、氧化氮等)與之接觸并試圖通過(guò)時(shí)，會(huì)與其 內(nèi)的水發(fā)生反應(yīng)生成非揮發(fā)性的酸留在濾片中，此外，濕潤(rùn)的纖維環(huán)境更容易截留吸入氣 體中的微小粉塵，大大減少有害氣體及粉塵對(duì)人體侵害和由呼吸引起的過(guò)敏和呼吸系統(tǒng)感染。催化氧化濾片(270)是由單層或多層能夠催化氧化有害氣體(甲醛、一氧化碳等) 的濾片組成。這類(lèi)濾片可由化學(xué)接枝或化學(xué)鍵合的方式將載有過(guò)渡金屬或貴金屬催化劑 (如Pt、Pd、Ni，Au、Ag等)的氧化物納米(或微米)顆粒(如Ti02、Al203、Zn0等)負(fù)載在氣 體凈化濾網(wǎng)上。通過(guò)濾網(wǎng)層的有害氣體(如甲醛等)與這類(lèi)催化劑(如Pt/Ti02)接觸時(shí)， 能夠迅速被分解為無(wú)毒的二氧化碳和水。最新研究表明，？丨/1102在氣體流過(guò)風(fēng)速δΟΟΟΟΙΓ1， 室溫下，能將濃度為IOOppm的甲醛完全氧化，即使風(fēng)速提升到lOOOOOtT1時(shí)，也可將97%的 同樣濃度的甲醛轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的二氧化碳和水。值得指出的是，上述的各類(lèi)呼吸凈化濾片并非僅一次性使用，而是可以經(jīng)由簡(jiǎn)捷 的方法活化再生，重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)省資源、減少污染。如失效的中性濾片 (240)、自潔濾塵片(250)和保濕濾片(260)可用清水浸泡和輕微揉搓后晾干來(lái)實(shí)現(xiàn)活化； 失效的金屬銀網(wǎng)(230)可以通過(guò)少許白醋浸泡或擦拭來(lái)消毒、滅菌實(shí)現(xiàn)活化；酸性的濾片 (210)也可通過(guò)白醋浸泡和清水洗滌來(lái)再生；堿性濾片(220)可先用蘇打水或白醋浸泡，然 后用清水洗滌和加熱干燥來(lái)活化。催化氧化濾片(270)可通過(guò)沸水浸泡數(shù)分鐘，然后加熱 烘干來(lái)活化。這里所指的彈性濾片固定支架(300)可由鼻隔橋(310)、一對(duì)濾片支撐框(320)連 接而成，也可通過(guò)機(jī)械加工、鑄模、或其它方式一次制成。在特定情況下，固定支架(300)中 的鼻隔橋(310)可以省略，兩個(gè)濾片支撐框(320)可以直接相連，(320)也可是一中間小、兩 頭大的對(duì)稱(chēng)支撐框。在另一種情況下，彈性濾片固定支架(300)也可與鼻部固定部件(400) 固定在一起，使(400)成為其一部分，如鼻隔夾(330)。該固定支架(300)是用于承載呼吸凈化濾片(200)，使之在使用者吸氣時(shí)與鼻孔 貼緊，僅允許氣體通過(guò)濾片吸入，而在呼氣時(shí)，濾片連同其彈性支撐框與鼻孔分離，保證呼 氣暢通無(wú)阻。彈性濾片固定支架(300)的部分或全部可由同種或不同種材料制備，可用的材料 包括金屬、天然高分子(如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡膠、塑料等)材料。這里所述的鼻隔橋(310)可以是單橋、雙橋或多橋的薄片、短管或短棒，其長(zhǎng)短應(yīng) 在Imm-Icm之間。其作用是用于連接濾片支撐框(320)和鼻隔夾(330)，使之構(gòu)成一完整的能夠固定在鼻子上的彈性濾片固定支架(300)。濾片支撐框架(320)是任意形狀、有一定彈性的硬質(zhì)框架或帶有硬質(zhì)外框的薄 網(wǎng)，框架的大小應(yīng)與鼻孔外圍相近。這對(duì)濾片支撐框(320)與鼻隔橋(或橋組)(310)兩端 對(duì)稱(chēng)相連，并與(300)構(gòu)成一定角度，形成手根(或手尖)相連的對(duì)掌狀結(jié)構(gòu)。其作用是在 與鼻部固定器件協(xié)同作用下，對(duì)空氣凈化濾片連同密封隱蔽套提供彈性的密封施壓支持， 使之在無(wú)呼氣壓力的情況下與鼻下端緊貼，阻止空氣從濾片和鼻下端縫隙間溜入，但當(dāng)遇 到較大的呼氣壓力作用下，框架的外端連同濾片和密封套又能與鼻下端分離，允許體內(nèi)廢 氣從開(kāi)口處逸出。這里所指的鼻部固定器件(400)可以是鼻(中)隔夾(330)、鼻孔邊壁夾(410)、 或其它類(lèi)與鼻部固定裝置(如膠布粘結(jié)、彈性帶、鼻套等)。鼻夾類(lèi)的鼻部固定器件(400) 可由與皮膚有良好兼容性的金屬、塑料或其它有一定彈性的硬質(zhì)材料制備，它既可以成為 彈性濾片固定支架(300)的一部分(330)，也可以作為獨(dú)立部件(400)用于凈化器的組裝。 鼻夾類(lèi)的鼻部固定器件(400)的作用之一是通過(guò)穿入或嵌入等方法將空氣凈化濾片(200) 連同密封隱蔽套(100)固定在固定支架(300)上；其作用之二是通過(guò)其與鼻部的緊密連接， 將密封隱蔽套(100)隱蔽的固定支架(300)和濾片組(200)固定在鼻子出口處。 當(dāng)鼻夾類(lèi)的鼻部固定器件(400)作為鼻隔夾(330)成為彈性濾片固定支架(300) 的一部分時(shí)，可以將鼻隔夾(330)固定在鼻隔橋(或?yàn)V片支撐框)上，它可以是可折疊(或 不能折疊)的倒U型(或其它任意形狀)的曲線夾管(或夾片)。這對(duì)曲線夾管(或夾片) 可以是平行正對(duì)，也可是錯(cuò)位相對(duì)，或通過(guò)調(diào)節(jié)這對(duì)正對(duì)曲線夾管其一的尺度略小于另一 個(gè)來(lái)使得夾管(或夾片)能夠錯(cuò)位折疊、節(jié)省存放空間。具體實(shí)施例一在非典或感冒流行區(qū)域，建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化酸性濾片(210) + 堿性濾片(220)+殺菌滅毒濾片(230)+中性濾片(240)。具體實(shí)施例二 在沙塵暴環(huán)境下，建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化自沽濾塵片(250) +超級(jí) 保濕濾片(260)+中性濾片(240)。具體實(shí)施例三在煤煙氣味明顯的環(huán)境下，建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化堿性濾片 (220)+自潔濾塵片(250) +超級(jí)保濕濾片(260)+中性濾片(240)。具體實(shí)施例四在近鄰鋼鐵冶煉、水泥廠、石化、露天采礦的地區(qū)，建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼 吸凈化堿性濾片(220)+自潔濾塵片(250) +超級(jí)保濕濾片(260)+中性濾片(240)。具體實(shí)施例五在近鄰化肥廠、垃圾站、公共廁所、城市污水處理設(shè)施和下水道開(kāi)口處的地點(diǎn)， 建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化酸性濾片(210) +超級(jí)保濕濾片(260)+中性濾片 (240)。具體實(shí)施例六在車(chē)輛尾氣排放嚴(yán)重、空氣污濁的大城市，建議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化 酸性濾片(210) +催化氧化濾片(270) +超級(jí)保濕濾片(260)+中性濾片(240)。
具體實(shí)施例七在空氣中甲醛超標(biāo)室內(nèi)(如新近裝修的房屋，新購(gòu)置的板式家具等場(chǎng)合下)，建 議采用如下濾片組合進(jìn)行呼吸凈化催化氧化濾片(270) +超級(jí)保濕濾片(260) +酸性濾片 (210)+中性濾片(240)。具體實(shí)施例八上述的各類(lèi)凈化濾片(或?yàn)V片組和)不一定需要與密封隱蔽套和(/或)濾片支撐 架一起用，有時(shí)可直接用膠布(或其它)密封濾片(組)的邊緣，固定在鼻子出口處即可。
權(quán)利要求
一種可用于人鼻呼吸凈化的廣譜凈化裝置，該裝置的核心部件是一組分別對(duì)不同有害物有特殊凈化功能的高透氣率的高效濾片，可根據(jù)不同凈化需求有針對(duì)性的將幾種濾片組合使用，通過(guò)多種濾片的輕松組合來(lái)應(yīng)對(duì)各種呼吸凈化需求。上述的各類(lèi)呼吸凈化濾片可由蘇打水或白醋、和/或清水(或沸水)浸泡、和加熱干燥等簡(jiǎn)捷的方法活化再生，重復(fù)使用。該核心部件具有靈活組合、便捷使用、高效廣譜、舒適安全、自動(dòng)保潔、輕松活化、反復(fù)可用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)，其既可以與本說(shuō)明給出的一種微型彈性凈化器輔助部件相結(jié)合，構(gòu)成美觀、舒適、隱形、廣譜的鼻呼吸凈化器，也可以做成口罩、面罩、頭盔、鼻套或其它形式呼吸凈化器來(lái)滿足不同群體的需要。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于組合的各類(lèi)濾片有1)用于濾除空氣中堿性有害氣 體、帶正電荷的粉塵和病菌的酸性濾片(210) ；2)用于濾除空氣中酸性有害氣體、帶負(fù)電荷 的粉塵和病菌的堿性濾片(220) 3)用于通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方法濾除有害微生物的金屬殺菌 滅毒濾片(230) ；4)用于避免皮膚敏感，兼具濾塵凈化功能的中性濾片(240) ；5)用于既能 有效濾塵凈化、又能讓濾除的塵粒從濾片表面自行脫落的自潔濾塵片(250) ；6)用于截留 空氣中的酸性有害氣體和帶有靜電荷的有害微粒的的超級(jí)保濕濾片(260) ；7)用于凈化解 毒甲醛和一氧化碳等有害氣體的催化氧化濾片(270)等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的各種氣體凈化濾片，該類(lèi)濾片既可由至少一層孔徑在100納 米-500微米之間的多孔薄網(wǎng)制得，也可由帶(或不帶)絨毛的任何柔性多孔材料(如毛皮 等)構(gòu)成。制備濾片的材料是通常是經(jīng)過(guò)特殊化學(xué)處理的(或原本帶有一定化學(xué)特性，如 酸性、堿性、親水性、疏水疏油性等)的無(wú)機(jī)纖維(如石棉、玻璃纖維、金屬纖維、表面有金屬 膜或金屬納米粒子的纖維等)或薄片、生物質(zhì)纖維或薄片、合成纖維或薄片、混紡纖維、塑 料或橡膠制備，這里所述的生物質(zhì)纖維基本可分為生物質(zhì)原生纖維、生物質(zhì)再生纖維兩大 類(lèi)；這里所述的合成纖維基本可分為以生物質(zhì)為原料的生物質(zhì)合成纖維和以聚合物單體為 原料的人造纖維(如聚丙烯酸等)；這里所說(shuō)的混紡纖維是指由不同類(lèi)材料混紡或人工接 枝所得的纖維材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由多層薄網(wǎng)制備的各種氣體凈化濾片，濾片可采用如下設(shè) 計(jì)1)網(wǎng)孔盡可能小的前提下，濾網(wǎng)孔徑通常不小于網(wǎng)線的直徑，來(lái)實(shí)現(xiàn)濾片的高透氣率 和使用舒適性；和/或2)高強(qiáng)度的粗網(wǎng)和低強(qiáng)度高凈化度的細(xì)網(wǎng)交替隔夾的多層結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn) 一步增加細(xì)網(wǎng)的機(jī)械強(qiáng)度和氣體通透率；和/或3)同時(shí)通過(guò)和濾網(wǎng)孔徑相錯(cuò)的多層結(jié)構(gòu)來(lái) 盡可能增加吸入氣體中有害物與有吸附、凈化、催化或反應(yīng)功能的各層網(wǎng)格邊框的接觸機(jī) 會(huì)，保證凈化的高效率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3和/或4所述的各種氣體凈化濾片，其中殺菌滅毒濾片(230)是 由金屬、表面有穩(wěn)定的金屬膜或金屬納米(或微米)粒子的濾網(wǎng)構(gòu)筑。這里所述的金屬是 任何能夠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用粘附、鍵合或改性微生物的貴金屬(如銀、金、銅等)或 金屬合金。當(dāng)有害微生物(如病菌、真菌、病毒等)與濾網(wǎng)接觸時(shí)，微生物的巰基和氨基會(huì) 迅速與該金屬發(fā)生化學(xué)鍵合，粘附在其網(wǎng)格框架表面失活。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3和/或4所述的各種氣體凈化濾片，其中自潔濾塵片(250)是 由有機(jī)氟聚合物或經(jīng)過(guò)含氟試劑(或其它)化學(xué)(或物理手段)處理所得的任何有自潔性 的材料制備、表面具有良好的疏油疏水性能的多層細(xì)網(wǎng)或帶有致密絨毛的多孔材料。當(dāng)將其用于呼吸凈化時(shí)，其致密的網(wǎng)格和(或)表面上的絨毛將吸入的塵埃阻隔在其表面，由于 這類(lèi)材料附著其表的塵埃無(wú)法與濾片穩(wěn)定粘合，很容易在呼吸的氣流或振動(dòng)作用下自行脫 落，實(shí)現(xiàn)自潔效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3和/或4所述的各種氣體凈化濾片，其中超級(jí)保濕濾片(260)是 經(jīng)過(guò)親水性化學(xué)處理(如用甘油、聚乙烯醇等浸泡過(guò)的)、或由結(jié)構(gòu)中含很多羥基、羧基、磺 酸基、磷酸基等材料制備。其很容易從外界吸收水分并保持一定濕度，當(dāng)大氣中的有害氣體 (如氧化硫、氧化氮等)與之接觸并試圖通過(guò)時(shí)，會(huì)與其內(nèi)的水發(fā)生反應(yīng)生成非揮發(fā)性的酸 留在濾片中，此外，濕潤(rùn)的纖維環(huán)境更容易截留吸入氣體中的微小粉塵，大大減少有害氣體 及粉塵對(duì)人體侵害和由呼吸引起的過(guò)敏等呼吸系統(tǒng)感染。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3和/或4所述的各種氣體凈化濾片，其中催化氧化濾片(270)可 由化學(xué)接枝或化學(xué)鍵合的方式將載有過(guò)渡金屬或貴金屬催化劑(如Pt、Pd、Ni，Au, Ag等) 的氧化物納米(或微米)顆粒(如Ti02、A l203、Zn0等)負(fù)載在氣體凈化濾網(wǎng)上。通過(guò)濾網(wǎng) 層的有害氣體(甲醛、一氧化碳等)與這類(lèi)催化劑(如Pt/Ti02)接觸時(shí)，能夠迅速被分解 為無(wú)毒的產(chǎn)物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型彈性凈化器輔助部件，該附件可由凈化器密封隱蔽套 (100)、彈性濾片固定支架(300)和鼻部固定器件(400)等組成。構(gòu)成這類(lèi)凈化器的各部件 顏色可根據(jù)不同人的膚色而有多種選擇，其外形和尺寸應(yīng)與鼻子出口輪廓相同(或相近)， 使之在佩戴時(shí)不易被察覺(jué)。其中凈化器密封隱蔽套(100)是能夠發(fā)生部分可逆形變但仍 有一定剛性的緊貼鼻出口處或能部分藏在鼻孔內(nèi)(和域鼻頭下)的柔性密封立體結(jié)構(gòu)，由 具有一定強(qiáng)度、彈性、良好密封性和皮膚兼容性的橡膠、塑料或其他材料制成，它既可將凈 化裝置(由氣體凈化濾片組(200)和彈性濾片固定支架(300)構(gòu)成的)隱蔽其內(nèi)，使之在 佩戴時(shí)不影響美觀，同時(shí)又借助鼻部固定裝置(如鼻隔夾、或其它)密封凈化器與鼻部間的 縫隙，保證吸入氣體只能通過(guò)濾片孔徑進(jìn)入鼻腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和9所述的微型彈性凈化器輔助部件，其中的彈性濾片固定支架 (300)是形狀任意、有一定彈性和強(qiáng)度、能反復(fù)發(fā)生暫時(shí)的彈性形變的硬質(zhì)框架或帶有硬質(zhì) 外框的薄網(wǎng)。彈性濾片固定支架(300)的部分或全部可由同種或不同種金屬、天然高分子 (如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡膠、塑料等)材料制備，其作用是在與鼻部固定 器件協(xié)同作用下，對(duì)空氣凈化濾片連同密封隱蔽套提供彈性的密封施壓支持，使之在無(wú)呼 氣壓力的情況下與鼻下端緊貼，保證吸入空氣只通過(guò)濾片進(jìn)入鼻腔，但當(dāng)遇到較大的呼氣 壓力作用下，發(fā)生暫時(shí)的彈性形變，允許濾片連同密封隱蔽套與鼻孔分離(或允許濾片與 固定在鼻孔上的密封隱蔽套部分分離)，保證呼氣暢通無(wú)阻，克服了現(xiàn)有鼻塞式凈化裝置存 在的呼氣不暢技術(shù)瓶頸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用于人鼻呼吸凈化的廣譜凈化裝置，該裝置由一組特殊凈化功能的高透氣率的高效濾片組合與微型彈性凈化器輔助部件相結(jié)合，構(gòu)成美觀、舒適、隱形、廣譜的鼻呼吸凈化器。所述輔助部件對(duì)空氣凈化濾片提供密封、隱蔽和彈性控制，使之在吸時(shí)氣只能通過(guò)濾片，在呼氣時(shí)，發(fā)生暫時(shí)的彈性形變，使之與鼻孔分離，保證呼氣暢通?？捎玫母黝?lèi)濾片有酸性濾片、堿性濾片、殺菌滅毒濾片、中性濾片、自潔濾塵片、超級(jí)保濕濾片、催化氧化濾片。上述濾片可簡(jiǎn)捷活化再生，具有靈活組合、便捷使用、高效廣譜、舒適安全、自動(dòng)保潔、輕松活化、反復(fù)可用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)，也可以將其做成口罩或其它呼吸凈化器來(lái)滿足不同需要。
文檔編號(hào)A62B23/00GK101979112SQ20101055257
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張曉安, 李敏杰 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)