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1、(10)申请公布号 CN 103519430 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103519430 A (21)申请号 201310464081.6 (22)申请日 2013.10.09 A41D 13/11(2006.01) (71)申请人 武汉智迅创源科技发展股份有限公 司 地址 430040 湖北省武汉市东西湖区金银湖 环湖中路 18 号武汉智迅创源科技发展 股份有限公司 (72)发明人 吴其玉 杨建利 沈乔 卫培 马倩倩 黄超 程长春 肖恒 (54) 发明名称 一种可有效过滤 PM2.5 的口罩及其制造方法 (57) 摘要 本发明中公开了一种适宜 PM2.5 口罩的 。
2、PET 孔膜的制造方法， 其中针对 PM2.5 口罩过滤大气 中可吸入颗粒的目的， 主要针对制造 PET 孔膜的 辐照离子、 紫外照射功率、 波长及时间进行了改 进。 制得的用于过滤PM2.5颗粒的口罩， 能够将直 径 2.5m 的颗粒拦截在口罩的滤膜外， 口罩使 用效率高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103519430 A CN 103519430 A 1/1 页 2 1. 一种可有效过滤 PM2.5 口罩， 包括口罩主体、 鼻夹、 耳挂、 过滤。
3、膜 ； 其中口罩主体具有 通气性， 覆盖整个口鼻部和面部 ； 鼻夹安装在口罩主体的上沿中部， 有良好的延展性 ； 耳挂 设于所述口罩主体两侧， 用于将该口罩主体固定在脸部 ； 过滤膜安装在所述口罩主体内部 ； 过滤膜包括两层， 一层为纤维膜， 一层为 PET 孔膜 ； 其特征在于， 该PET孔膜的厚度介于1015m之间， 具有1.5m2m的柱状核孔 ； 该PET 孔膜的制造方法包括如下步骤 ： 准备 PET 薄膜， 以高能碳离子辐照 PET 薄膜， 形成柱状损伤区 ； 其中所述薄膜的厚度介 于 10 15m 之间 ； 在氧气浓度大于 2/5 的含氧的环境下， 将上述离子辐照后的薄膜用产生 36。
4、5nm 光波长 的高压汞灯照射 1 2 小时 ； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化 1 2 月 ； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻， 蚀刻时持续以超声波振荡碱性 蚀刻液， 蚀刻后制得孔径为 1.5m 2m 的柱状 PET 孔膜。 2. 一种可有效过滤 PM2.5 口罩的制造方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 制备柱状 PET 孔膜， 包括 ： 准备 PET 薄膜， 以高能碳离子辐照 PET 薄膜， 形成柱状损伤区 ； 其中所述薄膜的厚度介 于 10 15m 之间 ； 在氧气浓度大于 2/5 的含氧的环境下， 将上述离子辐照后的薄膜用产生 365nm 光波长 的高压汞灯照射。
5、 1 2 小时 ； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化 1 2 月 ； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻， 蚀刻时持续以超声波振荡碱性 蚀刻液， 蚀刻后制得孔径为 1.5m 2m 的柱状 PET 孔膜 ； 制备过滤膜 ： 过滤膜包括两层， 一层为纤维膜， 一层为 PET 孔膜， 将纤维膜和 PET 孔膜表面接合在一 起 ； 制备口罩 ： 准备口罩主体、 鼻夹、 耳挂、 过滤膜， 并将鼻夹安装在口罩主体的上沿中部， 耳挂设于所 述口罩主体两侧， 过滤膜安装在所述口罩主体内部。 权 利 要 求 书 CN 103519430 A 2 1/3 页 3 一种可有效过滤 PM2.5 的口罩及。
6、其制造方法 0001 技术领域 0002 本发明涉及一种口罩， 具体讲涉及一种可有效过滤 PM2.5 的口罩。 0003 背景技术 0004 我国空气环境中 PM2.5 的污染问题正在日益加剧， PM2.5 已上升为我国许多大中 城市环境空气中首要空气污染物， 对人体健康造成重要危害。PM2.5 是指悬浮在空气中， 空 气动力学直径 2.5m 的颗粒物。PM2.5 可以直接进入肺泡， 对人体危害极大。 0005 目前， 市面上有很多防 PM2.5 概念的口罩， 其技术多分为两大类， 一类为活性炭 吸附， 一类为静电捕获。因活性炭本身可携带较多微粒， 其本身也是微粒的来源之一， 因此 将其作为防。
7、 PM2.5 口罩的滤料并不能真正达到阻止直径 2.5m 颗粒物的目的。静电捕 获技术可将直径 2.5m 颗粒物通过静电作用吸附到滤膜上使其无法进入呼吸道， 但其 弊端是无针对性， 对大于 2.5m 的微粒也有吸附作用， 大量微粒吸附在滤膜上， 降低了滤 膜的使用效率。如何制造并得到一种针对直径 2.5m 颗粒进行过滤的口罩， 是本领域技 术人员希望解决的问题。 0006 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种专门过滤PM2.5颗粒的口罩， 能够将直径2.5m的颗 粒拦截在口罩的滤膜外， 口罩使用效率高， 且佩戴舒适。本发明采取纤维膜和 PET 孔膜双层 过滤方式对 PM2.5 颗粒进行拦。
8、截。纤维膜孔径采取 10m， PET 孔膜孔径采取 2.5m 的颗粒被 PET 孔膜 拦截在膜外部， 通过两次过滤的空气则进入人体口鼻， 相应不会携带 PM2.5 颗粒， 减小了空 气中有害物质对人体呼吸道的伤害。 0008 为了达到上述目的， 所采取的技术方案是 ： 本发明所述的一种可有效过滤 PM2.5 口罩， 其包括口罩主体、 鼻夹、 耳挂、 过滤膜 ； 其中 口罩主体具有通气性， 覆盖整个口鼻部和面部 ； 鼻夹安装在口罩主体的上沿中部， 有良好的 延展性 ； 耳挂设于所述口罩主体两侧， 用于将该口罩主体固定在脸部 ； 过滤膜安装在所述 口罩主体内部 ； 过滤膜包括两层， 一层为纤维膜，。
9、 一层为 PET 孔膜 ； 其中， PET 孔膜的厚度介于 10 15m 之间， 具有 1.5m 2m 的柱状核孔 ； 该 PET 孔膜的制造方法包括如下步骤 ： 准备 PET 薄膜， 以高能碳离子辐照 PET 薄膜， 形成柱状损伤区 ； 其中所述薄膜的厚度介 说 明 书 CN 103519430 A 3 2/3 页 4 于 10 15m 之间 ； 在氧气浓度大于 2/5 的含氧的环境下， 将上述离子辐照后的薄膜用产生 365nm 光波长 的 950W 的高压汞灯照射 1 2 小时 ； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化 1 2 月 ； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻， 蚀刻时。
10、持续以超声波振荡碱性 蚀刻液， 蚀刻后制得孔径为 1.5m 2m 的柱状 PET 孔膜。 0009 本发明的可有效过滤 PM2.5 口罩的制造方法包括如下步骤 ： 制备柱状 PET 孔膜， 包括 ： 准备 PET 薄膜， 以高能碳离子辐照 PET 薄膜， 形成柱状损伤区 ； 其中所述薄膜的厚度介 于 10 15m 之间 ； 在氧气浓度大于2/5的含氧的环境下， 将上述离子辐照后的薄膜紫外辐照12小时 ； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化 1 2 月 ； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻， 蚀刻时持续以超声波振荡碱性 蚀刻液， 蚀刻后制得孔径为 1.5m 2m 的柱状 PET 孔。
11、膜 ； 制备过滤膜 ： 过滤膜包括两层， 一层为纤维膜， 一层为 PET 孔膜， 将纤维膜和 PET 孔膜表面接合在一 起 ； 制备口罩 ： 准备口罩主体、 鼻夹、 耳挂、 过滤膜， 并将鼻夹安装在口罩主体的上沿中部， 耳挂设于所 述口罩主体两侧， 过滤膜安装在所述口罩主体内部。 0010 具体实施方式 0011 本发明公开的一种可有效过滤 PM2.5 口罩， 其包括口罩主体、 鼻夹、 耳挂、 过滤膜。 口罩主体， 其具有通气性， 覆盖整个口鼻部和面部 ； 一鼻夹， 安装在口罩主体的上沿中部， 有 良好的延展性， 人手可将其弯曲至适合自身鼻翼的形状， 保持口罩的密封性 ； 一对耳挂， 其 设于。
12、所述口罩主体两侧， 用于将该口罩主体固定在脸部 ； 过滤膜， 其安装在所述口罩主体内 部， 分两层， 一层为纤维膜， 一层为 PET 孔膜。 0012 所述PET孔膜的厚度介于1015m之间， 具有1.5m2m的柱状核孔， 并以以下步骤生产而成 ： 步骤 1 ： 采用高能直线加速器对碳离子进行加速， 加速后的碳离子经离子速流管道进 入低真空辐照室， 并直接辐照在预先放置在辐照室内的薄膜上， 该薄膜具体为 12 20m 之间的 PET( 聚对苯二甲酸乙二醇酯， 化学式为 COC6H4COOCH2CH2O) 塑料薄膜。其中， 碳离 子在穿透 PET 塑料薄膜的过程中， 因电离作用， 形成柱状损伤区。
13、。 0013 步骤2 ： 在氧气浓度始终不低于在2/5的有氧环境下， 以产生365nm光波长的950W 的高压汞灯照射碳离子辐照后的薄膜 1 2 小时， 使得碳离子辐照后的产物在含氧的环境 中分解或氧化成易溶解的 OH、 COO、 CO、 和 / 或 COOH 等亲水性原子团， 步骤 3 ： 将高压汞灯照射后的薄膜存放 40-50 天， 其中， 存放环境的温湿度相对稳定， 并 具有一定的通风条件， 使得空气中的氧气进一步加强步骤 2 中紫外线敏化的作用。 说 明 书 CN 103519430 A 4 3/3 页 5 0014 步骤 4 ： 将陈化后的薄膜放入带超声波装置并置有 6mol/L 的。
14、 NaOH 溶液的碱性蚀 刻槽中蚀刻1530分钟， 且蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液。 在其 他的应用实例中， 还可以根据蚀刻溶液的浓度对蚀刻时间进行相应的调整。 0015 本发明中， 在径迹蚀刻速度 Vt和体蚀刻速度 Vg恒定的条件下， 核孔的形状为锥顶 相向的双圆锥， 径迹的蚀刻过程中， 表现为双圆锥的半径不断增大， 当核孔导通时， 有关系 式 ： H 2Vt*tb； D 2Vg*tb； H/D Vt/Vg 上述公式中， * 为乘运算， H 为膜的厚度， D 为导通时的表面孔径， tb为导通时间 ； 有上 述公式可知， 要制备小孔径的 PET 孔膜， 关键是获取足够大的蚀刻速度比 ( 即。
15、 Vt/Vg)， 且蚀 刻速度比越大， 则可以制造出孔径越小的核孔 ； 而且当蚀刻速度比足够大时， 核孔的形状可 以近视看作圆柱孔， 从而使得上述的双圆锥最终形成规则的柱状孔。 0016 本发明中公开了制造适宜 PM2.5 口罩的 PET 孔膜的制造方法， 在本发明人的 PET 孔膜的制造方法的基础上， 针对PM2.5口罩过滤大气中可吸入颗粒的目的， 对制造该PET孔 膜的辐照离子、 紫外照射功率、 波长及时间进行了改进。 0017 首先， 选用碳璃子来辐照薄膜， 相比于以其他重离子来辐照薄膜而言， 辐照后的产 物可以更快速地溶解并与蚀刻溶液反应， 便于操作且提高了蚀刻速度比 ； 其次， 在含。
16、氧浓度高于2/5的含氧环境下， 通过365nm单波长紫外照射进行初次的敏化 处理， 而且由于该环境中氧气的浓度高于空气中的氧气浓度的二倍以上， 使得碳离子辐照 后的大量产物可以在该环境中快速地分解或氧化成易溶解的 OH、 COO、 CO、 和 / 或 COOH 等 亲水性原子团， 至少也可提高蚀刻速度比510倍， 而且在一定的范围内， 该蚀刻速度比随 氧气浓度的增高而增高， 与此同时， 还可以缩短紫外辐照的时间， 从而提高单位时间内的产 量 ； 而且， 陈化时， 空气中的氧气会进一步加强紫外线敏化的作用 ； 另外， 在蚀刻过程中， 利用超声波对固体径迹做二次敏化处理， 可进一步提高蚀刻速度 比。
17、至少35倍 ； 从而使得本发明的蚀刻速度比至少高于传统蚀刻速度比的1550倍 ； 并 以此制得孔径为 1.5m 2m 的柱状 PET 孔膜 ； 而且该方法简单， 成本低， 可以大量 普及并实现产业化。 0018 以上述步骤生产的 PET 孔膜， 用透射电镜测量 PET 孔膜的孔径， 得出该批 PET 孔膜 的孔径都为 1.5m 2m 的柱状孔， 合格率为 100 ； 而且在生产过程中， 还对后续 批次生产的 PET 孔膜进行抽检， 合格率也为 100。且通过调整化学参数， 可生产出系列介 于 1.5m 2m 之间具有精确孔径的柱状 PET 孔膜。 说 明 书 CN 103519430 A 5 。