高透气性防pm2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩。所述口罩的外形为长方形，它由外表层、中间高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯及内表层构成口罩的主体，其高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯设于外表层和内表层之间。所述的聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯由高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层和多孔载体层相互紧密叠加而成，所述的高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层与所述的口罩体的外表面相邻，所述的多孔载体层与所述的口罩体的内侧背面相邻。本实用新型能有效的增强口罩的防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的效果、透气效果及其密合性，且结构简捷，佩载者舒适。
【专利说明】高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口
π|α
【技术领域】
[0001]本实用新型属于医疗卫生【技术领域】，具体涉及一种带高透气性的亚纳滤膜的能防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的保健、医用口罩。
【背景技术】
[0002]现有技术中，随着中国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对能源的需求随之增加，尤其在大、中城市，各类车辆和私家车大幅增加。由于对这些因素形成的空气污染缺乏足够的认识和重视，近年来，在人口密度大的地区，尤其是大、中城市产生雾霾天气，严重威胁人民的身体健康和生命。雾霾天气产生的机制很复杂，其化学成分也非常复杂。它含有大量的含氮有机颗粒物，它的成分非常复杂，它不是一种物质，而是好几十种物质，这些物质可能引发癌症及其它严重疾病。更重要的是，病毒(即流感、SARS、禽流感等)、病菌都能在这种很小的颗粒物上存活和繁殖，附着在大气的颗粒物上，在空气中产生大量的游离着的病毒(即流感、SARS、禽流感等)和病菌分子，就会传播疾病。PM2.5是空气污染物中对人危害最大的微细颗粒物，此细颗粒物的直径等于或者小于2.5微米，PM2.5在医学上叫可入肺颗粒物，一般来说我们外科的口罩大概能够有PM4的微粒可以预防，到PM2.5就不行了，到PM2.5现在一般是要N95的那种口罩，但那种口罩很闷，不能长期用。并且这种N95 口罩对防护微细颗粒物和病毒是非常有限的。
[0003]现有技术中，因应不同的用途和需求，口罩有不同的种类与分级，简单说明如下。
[0004]一般口罩:这种口罩没有经过额外的处理，其纤维结构的孔隙相当大(约I微米)，所以无法有效阻止经空气传染的病原。此外，一般的口罩对於比较容易进入人类呼吸系统的灰尘，并没有防护的效果，但对於颗粒大的灰尘，还是有一些阻绝的作用。这种口罩可以作为保暖、避免灰头土脸与鼻孔肮髒等用途，但是不可作为防止病菌侵入之用。
[0005]活性碳口罩:活性碳具有多孔隙的结构。其过滤层的主要功用在于吸附有机气体、具恶臭的分子及毒性粉尘，并非用于过滤粉尘，不具杀菌的功能。但活性碳的使用有一项限制，一旦所有的细孔都被填满，便失去效用，此时必须置换口罩，但何时到达饱和点并不太容易判断。活性碳会将病毒(即流感、SARS、禽流感等)粒子吸引到口罩表面，但是却无法「杀死病毒(即流感、SARS、禽流感等)」，因此，手、眼、鼻或嘴意外接触到使用过的活性碳口罩表面，依然有可能导致疾病的传染。
[0006]医疗用口罩:医用口罩主要是为了避免医生的飞沫影响病人，功能设计并不是要免于吸入粒状有害物，其效果虽然比棉纱口罩及布质印花口罩好，但是顶多也只有70%的效果，拿这样的口罩来阻绝病菌，效果可能非常有限。标准的外科医疗用口罩分叁层，外层有阻尘阻水作用，可防止飞沫进入口罩里面，中层有过滤作用，可挡住90%以上的5微米颗粒，近口鼻的一层作为吸湿之用。
[0007]带电滤材口罩:根据这种口罩的主要生产厂商3M公司所提供的资料显示，带电滤材的功用主要在于便利呼吸，而不在于过滤。这种口罩实际有过滤作用的是位于带电滤材下的一层碳。其过滤机制可能与活性碳口罩相同，这表示它与活性碳口罩有相同的使用限制。其中还有一层所谓的「附著电阻过滤材质」，其作用在于延长口罩的寿命及增加舒适度。
[0008]美国职业安全卫生研究所(Nat1nalInstitute for Occupat1nal Safety andHealth)的认證，将防护性口罩分为叁个系列，除N系列外，尚有P及R系列，各含95、99及100叁型，分别表示在特殊环境下，可阻绝95、99及99.7%的病菌。
[0009]SARS流行期间大家争相抢购的N95型口罩，是美国指定防範肺结核病菌的防疫口罩，可以有效过滤结核桿菌(直径约为0.3?0.6微米，长I?4微米)，防止经由空气的感染。其检验的标准为，用0.3微米氯化钠微粒进行测试，阻隔效率须达95%以上，并经佩戴者脸庞紧密度测试，确保在密贴脸部边缘状况下，空气能透过口罩进出。因此，这种N95 口罩对人体肺部造成不可逆损伤的小于0.3微米的微细颗粒物和病毒的保护是非常有限的。
[0010]现有技术中，一般口罩的孔洞最小约为0.3微米，而SARS病毒的大小约为0.08?0.14微米，所以一般的观念都是认为口罩并不能有效地过滤SARS病毒。世界卫生组织(WHO)认定SARS是飞沫传染，所谓的飞沫传染就说明了病毒并不是个别地散布在空气中，主要是藏在口鼻飞沫(其大小约为病毒的上百倍大，超过0.3微米)内，以医疗用的口罩来说，它就有65%以上的飞沫阻绝效率，因此口罩对于「飞沫传染」的疾病预防，还是有一定的效用。
[0011]新近诞生的纳米光触媒口罩具有相当的杀菌功能，其原理是利用光催化反应来分解有害物质与杀菌。光催化反应是藉由一种半导体光电陶瓷作为触媒，以达到将吸附物质氧化或还原的目的。许多半导体光电陶瓷皆可作为光触媒，如二氧化钛(T12)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)等。目前使用最多的光触媒为二氧化钛，它除了具有相当强的氧化与还原能力外，还具有化学安定性、对环境无害、价格低廉等优点。我国吉林省惟升科贸发展有限公司新开发的纳米防护系列口罩产品，集中了纳米材料技术，高效率过滤、杀菌材料技术等，以突出的防护性能，已获得以下专利:1、折叠形纳米防护口罩。(专利号:03252129)。2、防飞沫抗菌口罩。(专利号:03252128)。3、平板折叠形纳米防护口罩。(专利号:03252131)。4、罩杯形纳米防护口罩。(专利号:03252130)。
[0012]尽管如上所述的现有技术通过过滤和吸附乃至光催化，纳米技术等提供了防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌中的某项或某几项功能的口罩。但目前尚无任何技术和产品能够在满足防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的同时，提供高透气性的口罩。而且，绝大多数口罩都不能防PM2.5大小的可入肺颗粒物，有少数能防PM2.5的可入肺颗粒物的口罩，如N95型口罩或者应用通过过滤和吸附乃至光催化的纳米技术的口罩，但这些种类的口罩在佩载时因透气性差，让人感觉很闷，不能长期使用。
【发明内容】
[0013]针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种透气性非常好，并且能防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的保健和医用口罩。
[0014]本实用新型的技术方案是:所述一种高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，为医用保健口罩，和现有技术的普通口罩一样，包括口罩体和口罩带，口罩体是平面形状的或是向外凸出的凸形的；口罩带与口罩体之间是连接成半环的，或直线口罩带一端头与口罩体连接的，或是直线口罩带穿套在口罩体双侧的；口罩带是松紧式的或是非松紧式的；其特征在于:所述口罩体由无纺布口罩材料外表层、无纺布口罩材料内表层和中间的聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯组成的长方形口罩主体；聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯为高透气性滤芯，能实现防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌功能；所述聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯是由亚纳米级多孔聚合物超薄膜层和多孔载体层相互紧密叠加而成，所述的亚纳米级多孔聚合物超薄膜层与所述的口罩体的外表层相邻，所述的多孔载体层与所述的口罩体的内表层相邻。
[0015]本实用新型进一步的技术方案:所述亚纳米级多孔聚合物超薄膜层是由均匀孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的孔径为20-60纳米，厚度为0.1-1微米。
[0016]本实用新型进一步的技术方案:所述亚纳米级多孔聚合物超薄膜层是由不对称孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层从接触口罩体外表层的表面到接触多孔载体层的表面平均孔径从20-60纳米扩大到0.1-1微米，其厚度为:0.08-0.16mm。
[0017]本实用新型较优的技术方案:所述口罩体的上边和下边分别设有上边封装焊压线和下边封装焊压线；所述口罩体的两侧边分别设有侧边封装焊压线；所述口罩体的两侧边沿上分别设有弹性耳挂。
[0018]本实用新型较优的技术方案:所述口罩体的中间部位为百叶窗式的叠层结构。使用时可上下拉展，吻合于面部，并增加口罩的透气性能。
[0019]本实用新型较优的技术方案:所说口罩体上端中部的两封装焊压线间封装有鼻夹。
[0020]本实用新型较优的技术方案:所述口罩体的外表层为纺粘无纺布，内表层为纺粘无纺布或熔喷无纺布。纺粘无纺布可以选用聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)纺粘无纺布，熔喷无纺布可以选用聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)熔喷无纺布。
[0021]所述亚纳米级多孔聚合物超薄膜层是以下物质中的一种原料制成:
[0022]聚四氟乙烯，Polytetrafluoroethylene,缩写为PTFE ；
[0023]聚醚讽，Polyethersulfone,缩写为PES ；
[0024]聚偏二氟乙烯，PolyvinylideneFluoride,缩写为 PVDF ;
[0025]聚醚酰亚胺，Polyetherimide,缩写为PEI ；
[0026]丙烯酸共聚物，AcrylicCopolymer ；
[0027]聚酰胺，Polyamide，缩写为PA ;
[0028]聚酰亚胺，Polyimides,缩写为PI ；
[0029]聚多芳基化合物，Polyarylates,
[0030]聚碳酸酯，Polycarbonates,缩写为PC ；
[0031]聚芳基醚或芳基醚，Polyaryl ethers 或 aryl ethers ；
[0032]聚芳基丽或芳基丽，Polyaryl ketones 或 aryl ketones ；
[0033]聚氨基甲酸酯；聚乙烯对苯二酸酯；
[0034]纤维素乙酸酯；聚4-甲基戊烯；
[0035]聚甲基硅氧烷/聚碳酸酯；
[0036]含硅聚合物或其中的聚二甲基硅氧烷；
[0037]娃橡胶或其中的聚醚嵌段酰胺，Polyether block amide,缩写为PEBA。
[0038]本实用新型较优的技术方案:所述的多孔载体层是以下物质中的一种、或两种、或两种以上的原料制成:
[0039]聚四氟乙烯，PolytetrafIuoroethylene,缩写为PTFE ；
[0040]聚醚讽，Polyethersulfone,缩写为PES ；
[0041]聚偏二氟乙烯，PolyvinylideneFluoride,缩写为 PVDF ;
[0042]聚醚，Polyetherimide,缩写为PEI ；
[0043]聚酯类，比如:聚对苯二甲酸乙二酯，Polyethylene Terephthalate,缩写为PET ;
[0044]丙烯酸共聚物，AcrylicCopolymer ；
[0045]聚酰亚胺，Polyimides,缩写为PI ；
[0046]聚多芳基化合物，Polyarylates,
[0047]聚碳酸酯，Polycarbonates,缩写为PC ；
[0048]聚芳基醚或芳基醚，Polyaryl ethers 或 aryl ethers ；
[0049]聚芳基丽或芳基丽，Polyaryl ketones 或 aryl ketones ；
[0050]聚丙烯，Polypropylene,缩写为PP ；
[0051]透气性好的多孔性无纺布；所述多孔性无纺布材料包括，但不限于，多孔性聚酯(Polyester)无纺布、或者多孔性聚砜(Polysulfone)无纺布、或者多孔性尼龙(Nylon)无纺布。
[0052]本实用新型所述的口罩设计合理，结构简捷，采用了高透气性聚合物制成超薄亚纳滤复合膜层作为过滤膜，该过滤膜的孔径为20-60纳米，属于亚纳米级，其透气性非常好，并且能防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌，使佩载者舒适且有益健康。
[0053]应用本实用新型的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯制造的口罩，不仅表现在其高效防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的性能特征上，而且还具有透气性非常好，因此，能给人们提供清新健康的纯净空气，进而可广泛地作为防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的保健和医用口罩。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]图1是本实用新型口罩一实施例整体结构示意图
[0055]图2是图1中A-A剖视结构示意图；
[0056]图3是高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的生产设备结构示意图；
[0057]图4是测试高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透率试验装置的示意图；
[0058]图5是测试高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能测试装置的示意图；
[0059]图中:1 一口罩体；2—外表层；3 —内表层；4一聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯；5—亚纳米级多孔聚合物超薄膜层；6—多孔载体层；7 —口罩弹性耳挂；8—上边封装焊压线；9一下边封装焊压线；10—侧边封装焊压线；11 一鼻夹；12 —百叶窗式的叠层结构；13—烘箱内的输送辊，14一空气吹扫辅助输送辊；15—成品复合膜滤芯收卷滚筒；16—物料滚筒；17—计算机控制系统；18—多孔载体层原料薄片；19一多孔载体层原料薄片放大效果图；20—支撑涂层传送带；21—涂层溶液储存容器；22—涂层溶液；23—第一传送辊；23a—第二传送辊；23b—第三传送辊；24—成品复合膜滤芯储存系统；25—涂层溶液输送管道；26—高精密计量泵；27—成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯；28—涂层溶液喷涂装置；29—湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片；30—空气出口管道；31—高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的放大效果图；32—温度梯度可控烘箱；33—预热的氮气吹扫系统；34—温度梯度可控烘箱的预热的氮气进口 ；35—温度梯度可控烘箱的氮气和溶剂出口 ；36—溶剂冷凝和冷凝的溶剂与氮气分离、回收和循环使用系统；37—空气吹扫冷却护膜器；38—第一电缆；39—第二电缆；39a—第三电缆；40—空气吹扫冷却护膜器的空气出口 ；41 一空气吹扫冷却护膜器的空气进口 ；42—无油空气压缩机；43—空气管道；44一空气过滤器；45—空气干燥器；46—纯净干燥空气输送管道；47—第二测试样品；48—二级生物安全柜；49一渗透气的出口 ；50—气体流速计量器；51—病毒收集液的容器；52—病毒收集液；53—渗透气导管；54—第一空气瓶；55—空气压力调节器；56—第一空气管道；57—空气透气性能测试箱；58—测试箱空气进口 ；59—第一托网；60—第一气体压力表；61—透过气体的出口 ；62—透过气体的气体管道；63—气体流速计量器；64—大气连通口 ；65—第二空气瓶；66—第二空气管道；67—空气流速控制器；68—含试验病毒的缓冲溶液；69—缓冲溶液的容器；70—气雾发生器；71—含试验病毒的空气导管；72—复合膜病毒阻碍性能的测试箱；73—含有试验病毒的空气进口 ；74—含有试验病毒的尾气出口导管；75—第二气体压力表；76—空气压力调节器；77—含有试验病毒的尾气出口 ;78—第二托网；79—渗透气出口 ；100—第一测试样品。
【具体实施方式】
[0060]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】及有关技术问题作进一步详细的描述。图1是本实用新型一种高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的亚纳滤膜口罩的其中一实施例结构示意图。如图1中所示，所述亚纳滤膜口罩包括口罩体I和口罩带7，口罩体为方形平面状口罩体，其中间部位为百叶窗式的叠层结构12，使用时可上下拉展，吻合于面部，并且增加透气性能。同时该口罩的成本低廉，密合性好，过滤效果高，佩戴后不受环境温度的限制，防护效果非常明显。所述口罩带7为弹性耳挂，设置在口罩体的两侧，该口罩带7与口罩体I为百叶窗式的叠层结构12同时使用时，口罩能达到优良的密封效果和高透气性。如图2所示，本实用新型中口罩体由无纺布口罩材料外表层2、无纺布口罩材料内表层3和中间的聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4组成，需要说明的是，在图2 口罩体的A-A剖视结构示意图中为了分清层次，置于口罩体外表层2和内表层3之间的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4与口罩体的内外表层之间留有较大空隙，其实它们应该是相互邻接得非常紧密的(以下同)。本实用新型中所述聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4是由亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5和多孔载体层6相互紧密叠加而成，亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的透气性好，具有极强防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的效果的。因此，使得口罩不仅透气性能非常好，而且具有极强防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的功效；所述的亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5与所述的口罩体I的外表层2相邻，所述多孔载体层6与所述的口罩体I的内表层3相邻。图1中口罩体的连接方式采用最优的焊压方式，在口罩主体的上边和下边分别有两条平行的封装焊压线，口罩体的两侧分别设有侧边封装焊压线10，口罩体的内表层3和外表层2与聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4通过上边封装焊压线8、下边封装焊压线9和两侧边封装焊压线10封装焊压成一体，弹性耳挂7经封装焊压设于口罩主体两侧的边沿上。为了更加有效地防止口罩在使用时鼻子两侧有测漏现象的发生，本实用新型在口罩主体上端中部对应其鼻子部位的两上边封装焊压线8之间封装有鼻夹11。
[0061]本实用新型中所述口罩体I的材料可以是纱布或布或无纺布或其它制作口罩的常用材料，口罩体的外表层优选为纺粘无纺布，比如聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)纺粘层，内表层优选为纺粘无纺布或熔喷无纺布，比如聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)纺粘层、聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)熔喷层，口罩体的连接方式除了焊机压方式外，还可以是线缝制连接，或粘结连接，或现有技术中的其它常用连接方式(以下同)。
[0062]本实用新型中所述的多孔载体层6是本 申请人:用现有技术已知的聚合物原料制备而成，可以是一种多孔载体原料物质组成的一层，也可以是两种多孔载体原料物质依次紧密叠加而成，本实用新型中不仅要求所选择的多孔载体层6有足够的机械强度，而且所选择的多孔体层6的孔径范围为0.1-1微米，具有很高的透气率；所选择的多孔载体层6的透气率至少是高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4中的高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5透气率的20倍以上。
[0063]本实用新型中所述高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5是本 申请人:用现有技术的已知的聚合物原料制备而成；亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5可以是由均匀孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的孔径为20-60纳米；也可以是由不对称孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层从接触口罩体外表层的表面到接触多孔载体层的表面平均孔径从20-60纳米扩大到0.1-1微米，该亚纳米级亚纳米级多孔聚合物超薄膜层其实是由多层不同孔径的聚合物材料在载体层上涂覆形成多层结构，其中紧贴多孔载体层6的一层孔径最大，并接近多孔载体层6的孔径，而紧贴口罩体外表层2的一层孔径必须为20-60纳米，确保可以过滤粒径小于60纳米的PM2.5、雾霾、病毒以及病菌，起到可以防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌的功能。
[0064]下面通过不同的实施例对聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4的制造方法进行说明，图3是以下实施例中用于口罩的具有防PM2.5、防雾霾、防病毒(即防流感、防SARS、防禽流感等)、防病菌功能的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4的一种制备设备和工艺的示意图，本 申请人:将制备该滤芯的方法称为溶液涂层连续生产方法，所述的生产方法将用以下实施例进行说明和描述。
[0065]实施例一:本实用新型应用聚醚酰亚胺作为高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的材料，聚对苯二甲酸乙二酯作为多孔载体层6。所述聚对苯二甲酸乙二酯的材料特征表现在:孔径范围为0.1-1微米，厚度为0.12毫米，孔隙率为68%。因此，所选择的所述聚对苯二甲酸乙二酯的材料具有足够的机械强度和透气性能，尤其是其优秀的材料特征的孔径分布特质非常适合作为制造高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜涂层的载体层，所述聚对苯二甲酸乙二酯的材料为常用的商用原料，因此，所述聚对苯二甲酸乙二酯的材料制造是本实用新型内容之外的技术问题，在此不赘述。根据如上所选制造高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4的材料，以连续生产方式制备高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4，其具体生产步骤、过程和方法描述如下:
[0066]1、将聚醚酰亚胺溶解在80/20(重量比)四氢呋喃(THF)或二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂中，形成12wt%的聚醚酰亚胺溶液；其中四氢呋喃(THF)的沸点是66°C;二甲基甲酰胺(DMF)的沸点是153°C ;
[0067]2、将作为多孔超薄膜载体层6的聚对苯二甲酸乙二酯衬底卷入到物料滚筒16上，并置于所述传输系统中形成生产线；
[0068]3、如图3所示，将含所述12wt%的聚醚酰亚胺的涂层溶液引入涂层溶液储池的容器21中，所述涂层溶液22首先通过涂层溶液输送管道23与高精密计量泵26相连，然后所述涂层溶液22由高精密计量泵26经与涂层溶液喷涂装置28相连的涂层溶液输送管道25以设计预定的流量引入经与涂层溶液喷涂装置28 ;所述聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层6通过所述支撑涂层传送带20的匀速转动经涂层溶液喷涂装置28将所述12wt %的聚醚酰亚胺的溶液均匀地涂在所述聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层的表面，所述涂层溶液喷涂装置28的操作参数通过第三电缆39a与计算机控制系统17相联而控制的；经溶液喷涂方法在所述聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层上形成12wt%的聚醚酰亚胺的涂层溶液的聚合物涂层；
[0069]4、如图3所示，将涂有所述12wt%的聚醚酰亚胺的溶液的聚合物涂层溶液的湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片29传送到所述温度梯度可控烘箱32中烘干，使所述12wt%的聚醚酰亚胺的溶液在所述聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层6衬底表面形成高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5，所述高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的孔径为46±12纳米(呈正态分布)、厚度为0.6±0.1微米。经后续空气吹扫冷却护膜器37的处理即得成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27 ;最后所述的处理即得成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27进入成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的成品复合膜滤芯储存系统24内，由成品复合膜滤芯储存系统24内的成品复合膜滤芯收卷滚筒15收卷起来。
[0070]在本实施例中，如图3所示，所述温度梯度可控烘箱32的操作参数通过第一电缆38与计算机控制系统17相联而控制的；所述预热的氮气吹扫系统33的操作参数通过第二电缆39与计算机控制系统17相联而控制的。所述预热的氮气吹扫系统33的氮气吹扫流速为12L(STP)/min，所用氮气由吹扫系统33提供，所用氮气的纯度大于99.9%。所述温度梯度可控烘箱32的温度梯度从温度梯度可控烘箱32进口的40±2°C到出口的100±2°C呈线性上升；所述温度梯度可控烘箱32的滞留时间为36分钟。
[0071]在本实施例中，如图3所示，所述温度梯度可控烘箱32蒸发的四氢呋喃和二甲基甲酰胺溶剂经所述温度梯度可控烘箱的氮气和溶剂出口 35进入溶剂冷凝和冷凝的溶剂与氮气分离、回收和循环使用系统36，四氢呋喃和二甲基甲酰胺溶剂的蒸汽经溶剂冷凝后与氮气分离，溶剂和氮气可回收循环使用，达到既经济又环保的循环可持续发展的工艺过程的目的。
[0072]在本实施例中，如图3所示，高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4的护膜系统的处理是应用空气吹扫冷却护膜器37经室温下的无湿度、清洁的空气吹扫降温，可用于除去高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4经干燥系统处理后仍然残留的任何四氢呋喃和二甲基甲酰胺溶剂，并且将高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4的温度降到接近室温后转输到成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的成品复合膜滤芯储存系统24。用于空气吹扫的所述无湿度、清洁的空气是由无油空气压缩机42经空气管道43、空气干燥器44、和空气过滤器45处理后通过空气吹扫冷却护膜器的空气进口 41进入空气吹扫冷却护膜器46，空气吹扫高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4后由空气吹扫冷却护膜器的空气出口 40排出，再经空气出口管道30排放。空气吹扫的流速为60L (STP)/min。
[0073]由上述实施例中生产制得的以应用聚醚酰亚胺作为高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5和以聚对苯二甲酸乙二酯作为多孔载体层6的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4命名高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A。
[0074]实施例二:本实用新型应用聚醚砜(Polyethersulfone,缩写为PES)作为高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的材料，聚四氟乙烯作为多孔载体层6。所述聚四氟乙烯的材料特征表现在:孔径范围为0.05-1.2微米，厚度为0.14毫米，孔隙率为72%。因此，所选择的所述聚四氟乙烯的材料具有足够的机械强度和透气性能，尤其是其优秀的材料特征的孔径分布特质非常适合作为制造高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜涂层的载体层，所述聚四氟乙烯的材料为常用的商用原料，因此，所述聚四氟乙烯的材料制造是本实用新型内容之外的技术问题，在此不赘述。根据如上所选制造高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4的材料，以连续生产方式制备高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4，其具体生产步骤、过程和方法描述如下:
[0075]1、将聚醚砜溶解在N-甲基批咯烧酮(N-methylpyrrolidone,缩写为NMP)的溶剂中，形成16被％的聚醚砜溶液，N-甲基吡咯烷酮(NMP)的沸点是202°C ；
[0076]2、将作为多孔超薄膜载体层6的聚四氟乙烯衬底卷入到物料滚筒16上，并置于所述传输系统中形成生产线；
[0077]3、如图3所示，将含所述16wt%聚醚砜的涂层溶液引入涂层溶液储池的容器21中，所述涂层溶液22首先通过涂层溶液输送管道23与高精密计量泵26相连，然后所述涂层溶液22由高精密计量泵26经与涂层溶液喷涂装置28相连的涂层溶液输送管道25以设计预定的流量引入经与涂层溶液喷涂装置28。所述聚四氟乙烯的多孔载体层6通过所述支撑涂层传送带20的匀速转动经涂层溶液喷涂装置28将所述16wt %聚醚砜的溶液均匀地涂在所述聚四氟乙烯的多孔载体层的表面，所述涂层溶液喷涂装置28的操作参数通过第三电缆39a与计算机控制系统17相联而控制的；经溶液喷涂方法在所述聚四氟乙烯的多孔载体层上形成16wt%聚醚砜的涂层溶液的聚合物涂层；
[0078]4、如图3所示，将涂有所述16￥〖％聚醚砜的溶液的聚合物涂层溶液的湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片29传送到所述温度梯度可控烘箱32中烘干，使所述16wt%聚醚砜的溶液在所述聚四氟乙烯的多孔载体层6衬底表面形成高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5，所述高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的孔径为40±10纳米(呈正态分布)、厚度为0.8±0.1微米。经后续空气吹扫冷却护膜器37的处理即得成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27。最后所述的处理即得成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27进入成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的成品复合膜滤芯储存系统24，并卷收在成品复合膜滤芯储存系统24内的成品复合膜滤芯收卷滚筒15上。
[0079]在本实施例中，如图3所示，所述温度梯度可控烘箱32的操作参数通过第一电缆38与计算机控制系统17相联而控制的；所述预热的氮气吹扫系统33的操作参数通过第二电缆39与计算机控制系统17相联而控制的。所述预热的氮气吹扫系统33的氮气吹扫流速为12L(STP)/min，所用氮气由吹扫系统33提供，所用氮气的纯度大于99.9%。所述温度梯度可控烘箱32的温度梯度从温度梯度可控烘箱32的预热的氮气进口 34 (即温度梯度可控烘箱的出口端)的120±2°C线性地下降到40±2°C (即温度梯度可控烘箱的进口端)；所述温度梯度可控烘箱32的滞留时间为66分钟。
[0080]在本实施例中，如图3所示，所述温度梯度可控烘箱32蒸发的N-甲基吡咯烷酮溶剂经所述温度梯度可控烘箱的氮气和溶剂出口 35进入溶剂冷凝和冷凝的溶剂与氮气分离、回收和循环使用系统36，N-甲基吡咯烷酮溶剂的蒸汽经溶剂冷凝后与氮气分离，溶剂和氮气可回收循环使用，达到既经济又环保的循环可持续发展的工艺过程的目的。
[0081]在实施例二中，如图3所示，高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4的护膜系统的处理是应用空气吹扫冷却护膜器37经室温下的无湿度、清洁的空气吹扫降温，可用于除去高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4经干燥系统处理后仍然残留的任何N-甲基吡咯烷酮溶齐U，并且将高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4的温度降到接近室温后转输到成品高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的成品复合膜滤芯储存系统24。用于空气吹扫的所述无湿度、清洁的空气是由无油空气压缩机42经空气管道43、空气干燥器44、和空气过滤器45处理后通过空气吹扫冷却护膜器的空气进口 41进入空气吹扫冷却护膜器46，空气吹扫高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4后由空气吹扫冷却护膜器的空气出口 40排出，再经空气出口管道30排放。空气吹扫的流速为60L (STP)/min。
[0082]由上述本实用新型的实施例中生产制得的以应用聚醚砜作为高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5和以聚四氟乙烯作为多孔载体层6的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4命名为高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B。
[0083]实施例三:本实用新型应用聚醚砜(Polyethersulfone,缩写为PES)作为不对称孔径分布的高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的材料，透气性非常好的多孔性聚酯无纺布作为多孔载体层6。所述多孔性聚酯无纺布的材料特征表现在:孔径范围为0.08-1.6微米，厚度为0.16毫米，孔隙率为86%。所选择的所述聚酯的材料具有足够的机械强度和优秀的透气性能，非常适合作为制造不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜涂层的载体层，所述聚酯的材料为常用的商用原料，因此，所述聚酯的材料制造是本实用新型内容之外的技术问题，在此不赘述。根据如上所选制造高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4的材料，以连续生产方式制备不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯4，其具体生产步骤、过程和方法描述如下:
[0084]1、将聚醚砜溶解在N-甲基卩比咯烧酮(N-methylpyrrolidone,缩写为NMP)的溶剂中，形成6wt%的聚醚砜溶液；其中所述N-甲基吡咯烷酮(NMP)的沸点是202°C ；
[0085]2、将作为多孔载体层6的聚酯无纺布衬底卷入到物料滚筒16上，并置于所述传输系统中形成生产线；
[0086]3、如图3所示，将含所述6wt%聚醚砜的涂层溶液引入涂层溶液储存容器21中，所述涂层溶液22首先通过涂层溶液输送管道23与高精密计量泵26相连，然后所述涂层溶液22由高精密计量泵26经过与涂层溶液喷涂装置28相连的涂层溶液输送管道25以设计预定的流量引入涂层溶液喷涂装置28内，所述聚酯的多孔载体层6通过所述支撑涂层传送带20的匀速转动，再经涂层溶液喷涂装置28将所述6wt%聚醚砜的溶液均匀地涂在所述聚酯的多孔载体层的表面，所述涂层溶液喷涂装置28的操作参数通过第三电缆39a与计算机控制系统17相联而控制的；经溶液喷涂方法在所述聚酯的多孔载体层上形成6wt%聚醚砜的涂层溶液的聚合物涂层；
[0087]4、如图3所示，将涂有所述6wt%聚醚砜的溶液的聚合物涂层溶液的湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片29传送到所述温度梯度可控烘箱32中烘干，使6wt%聚醚砜的溶液在所述聚酯的多孔载体层6衬底表面形成孔径为0.5-2微米的不对称孔径分布的多孔聚合物超薄膜层5的外表面涂层，经后续空气吹扫冷却护膜器37的处理即得第一次涂层的半成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯，其第一次涂层的厚度和孔径分别为0.05-0.2微米和80-120纳米的(呈正态分布)；然后将第一次涂层半成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯送入成品复合膜滤芯储存系统24内；
[0088]5、将聚醚砜溶解在N-甲基批咯烧酮(N-methylpyrrolidone,缩写为NMP)的溶剂中，形成12wt%的聚醚砜溶液；
[0089]6、将所述的第一次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯重复步骤I的动作，作为涂层衬底卷入到物料滚筒16上，并置于所述传输系统中形成生产线；
[0090]7、如图3所示，将含所述12wt%聚醚砜的涂层溶液引入涂层溶液储存容器21中，所述涂层溶液首先通过涂层溶液输送管道23与高精密计量泵26相连，然后由高精密计量泵26经与涂层溶液喷涂装置28相连的涂层溶液输送管道25以设计预定的流量引入涂层溶液喷涂装置28内；所述第一次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯通过所述支撑涂层传送带20的匀速转动再经涂层溶液喷涂装置28将所述12wt%聚醚砜的溶液均匀地涂在所述第一次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的表面，所述涂层溶液喷涂装置28的操作参数通过第三电缆39a与计算机控制系统17相联而控制的；经溶液喷涂方法在所述第一次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯上形成12wt%聚醚砜的涂层溶液的聚合物涂层；
[0091]8、如图3所示，将涂有所述12wt%聚醚砜的溶液的聚合物涂层溶液的湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片传送到所述温度梯度可控烘箱32中烘干，使所述12wt%聚醚砜的溶液在所述第一次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯表面形成孔径为80-120纳米的不对称孔径分布的多孔聚合物超薄膜层5的外表面涂层，经后续空气吹扫冷却护膜器37的处理即得第二次涂层的半成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯，其第二次涂层的厚度和孔径分别为0.05-0.2微米和60-100纳米(呈正态分布)；然后处理得到的第二次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯送入所述的成品复合膜滤芯储存系统24内；
[0092]9、将聚醚砜溶解在N-甲基批咯烧酮(N-methylpyrrolidone,缩写为NMP)的溶剂中，形成16wt%的聚醚砜溶液；
[0093]10、将所述的第二次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯作为涂层衬底重复步骤I的动作，卷入到物料滚筒16上，并置于所述传输系统中形成生产线；
[0094]11、如图3所示，将含所述16wt%聚醚砜的涂层溶液引入涂层溶液储存容器21中，所述涂层溶液首先通过涂层溶液输送管道23与高精密计量泵26相连，然后所述涂层溶液22由高精密计量泵26经与涂层溶液喷涂装置28相连的涂层溶液输送管道25以设计预定的流量引入经与涂层溶液喷涂装置28内；所述第二次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯通过所述支撑涂层传送带20的匀速转动，再经涂层溶液喷涂装置28将所述16wt%聚醚砜的溶液均匀地涂在第二次涂层的半成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯表面，所述涂层溶液喷涂装置28的操作参数通过第三电缆39a与计算机控制系统17相联而控制的；经溶液喷涂方法在所述第二次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯上形成16wt%聚醚砜的涂层溶液的聚合物涂层；
[0095]12、如图3所示，将涂有所述16wt%聚醚砜的溶液的聚合物涂层溶液的湿的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜薄片传送到所述温度梯度可控烘箱32中烘干，使所述16wt%聚醚砜的溶液在所述第二次涂层的半成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯表面形成孔径为60-100纳米的不对称孔径分布的多孔聚合物超薄膜层5的外表面涂层，经后续空气吹扫冷却护膜器37的处理即得成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27，该不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27的第三次涂层厚度和孔径分别为0.3±0.05微米和40±5纳米(呈正态分布)，最后将处理得到的成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯27进入所述的成品复合膜滤芯储存系统24内；
[0096]在实施例三中，如图3所示，所述温度梯度可控烘箱32的操作参数通过第一电缆38与计算机控制系统17相联而控制的；所述预热的氮气吹扫系统33的操作参数通过第二电缆39与计算机控制系统17相联而控制的。所用氮气由氮气吹扫系统33提供，氮气的纯度大于99.9%，且所述预热的氮气吹扫系统33的氮气吹扫流速为12L(STP)/min。对于所述的第一次涂层、第二次涂层、和第三次涂层所述温度梯度可控烘箱32的温度梯度分别从温度梯度可控烘箱32的预热的氮气进口 34 (即温度梯度可控烘箱的出口端)的106±2°C、112±2°C、和120±2°C线性地下降到40±2°C (即温度梯度可控烘箱的进口端)；所述温度梯度可控烘箱32的滞留时间均为66分钟。
[0097]在实施例三中，如图3所示，在所述的第一次涂层、第二次涂层、和第三次涂层种中，所述温度梯度可控烘箱32蒸发的N-甲基吡咯烷酮溶剂经所述温度梯度可控烘箱的氮气和溶剂出口 35进入溶剂冷凝和冷凝的溶剂与氮气分离、回收和循环使用系统36，N-甲基吡咯烷酮溶剂的蒸汽经溶剂冷凝后与氮气分离，溶剂和氮气可回收循环使用，达到经济环保的循环可持续发展的目的。
[0098]在实施例三中，如图3所示，在所述的第一次涂层、第二次涂层、和第三次涂层中，不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯、不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯、不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的护膜系统的处理都是应用空气吹扫冷却护膜器37经室温下的无湿度、清洁的空气吹扫降温，可用于除去第一次涂层、第二次涂层、和第三次涂层经干燥系统处理后仍然残留的任何N-甲基吡咯烷酮溶剂，并且将第一次涂层、第二次涂层、和第三次涂层所形成的半成品或者成品不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜的温度降到接近室温后转输到半成品或者成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜的成品复合膜滤芯储存系统24。用于空气吹扫的所述无湿度、清洁的空气是由无油空气压缩机42经空气管道43、空气干燥器44、和空气过滤器45处理后通过空气吹扫冷却护膜器的空气进口 41进入空气吹扫冷却护膜器46，空气吹扫半成品或者成品的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜后由空气吹扫冷却护膜器的空气出口 40排出，再经空气出口管道30排放。空气吹扫的流速为60L(STP)/min。
[0099]由本实用新型实施例三生产制得的以应用聚醚砜作为不对称孔径分布的高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5和以聚酯作为多孔载体层6的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜4命名为高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C。由于这种多层涂层的工艺方法可严格控制每一涂层的孔径分布，因此，其所述不对称孔径分布的高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层5的透气性能极其优秀，分离层(即最后涂层的孔径分布)可严格控制在所设计的范围内。
[0100] 申请人:对其制造的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A、高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B和高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的空气的透气渗透率和病毒阻碍性能进行了试验，下面简要描述相关试验的检测方法和试验结果。
[0101]在本实用新型中，具体空气透气性测试方法的过程和步骤可描述如下:所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气透气性能可应用如图4所示的用于检测复合膜的空气透气性能的试验装置进行直接测试。所述空气透气性能的试验装置的主要部件包括第一空气瓶54,第一空气压力调节器55,空气透气性能测试箱57,第一气体压力表60,和气体流速计量器63。第一空气瓶54中的空气纯度将大于99.99 %，其空气组成为20.98 % (摩尔)的氧气和79.02% (摩尔)的氮气。气体压力表60上所显示的压力为表压(即P-Pa,其中P为气体压力，Pa为大气压力)或者称为与外界的大气压力差。用于所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气透气性能测试箱57中的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的直径为190毫米，高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯透气性有效测试直径为168毫米，其外径11毫米将用于高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯周边的密封。因此，复合膜透气性有效测试面积为?22156平方毫米(或者221.56平方厘米)。
[0102] 申请人:从实施例一制备的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A中随机用直径为190毫米的穿孔机冲压出3个样品，并且用标签分别标明为样品Al、样品A2、和样品A3。以下就具体测试方法的过程和步骤描述如下:
[0103]1、将所述第一测试样品100，即高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的样品Al，按图4所示，安装在高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯空气透气性能测试箱57中，所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层与第一空气管道56相通，所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层与用于支撑高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的细网片状第一托网59相接触并与高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯空气透气性能测试部件的渗透气出口 61相通，在所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的一侧将用一 O-形圈进行密封；
[0104]2、打开图4所示的第一空气瓶54，并将第一空气瓶54上的压力调节器的表压(即与外界的大气压力差)设置为?5kPa，将第一空气管道56上的第一空气压力调节器55最终经调节将第一气体压力表60控制为5.0kPa，通过如图4所示的气体流速计量器63测量在稳定状态下的所述所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透率；
[0105]3、将第一空气管道56上的压力调节器55根据第一气体压力表60分别设置为10.0、15.0,20.0,25.0、和30.0kPa，通过图4所示的气体流速计量器63测量在设置的每一个表压下的稳定状态下的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透率；
[0106]4、关闭第一空气瓶54，然后将空气管道56上的第一空气压力调节器55根据第一气体压力表60设置为小于lkPa，然后将试验装置内的所有空气排放出，最后将高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯空气透气性能测试箱57拆卸并仔细拿出所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的样品Al，并可对其进行其它检测和分析。
[0107]重复如上所述的应用检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品A2和样品A3的空气渗透率。对所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Al、样品A2、和样品A3的空气的透气渗透率的实验结果列入表1，其详细数据如下:
[0108]表1:高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的空气透气渗透率实验结果
[0109]
#mAl 稱M2
表FR, kPa空气渗透率，(STP)/min.5.0019.8619.8819.84
10.0039.7139.8239.69
15.0059.5759.6859.78
20.0079.4279.8679.62
25.0099.2899.9699.06
30.00I 19.12I 19.68I 19.02
[0110]如表I中列出的测试结果表明按如上所述的工艺方法制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的质量优良且非常均匀，空气的透气性能非常好。
[0111] 申请人:从实施例二制备的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B中随机用直径为190毫米的穿孔机冲压出3个样品，并且用标签分别标明为样品B1、样品B2、和样品B3。重复如上所述的应用检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品B1、样品B2、和样品B3样品的空气渗透率。对所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品B1、样品B2、和样品B3的空气的透气渗透率的实验结果列入表2，详细数据如下:
[0112]表2:高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的空气透气渗透率实验结果
[0113]
tl--nri31样 --ιΒ2样 rViB3
表压，kPa 空气^参透率，L (STP)/min.5.0020.6120.6320.58
10.0041.2141.2541.17
15.0061.8261.8861.75
20.0082.4282.5082.34
25.00103.0.3103.13102.92
30.00123.63123.75123.51
[0114]如表2中的测试结果表明按如上所述的工艺方法制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的质量优良且非常均匀，空气透气性能非常好。
[0115] 申请人:从实施例三制备的不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C中随机用直径为190毫米的穿孔机冲压出3个样品，并且用标签分别标明为样品Cl、样品C2、和样品C3。重复如上所述的应用检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的空气渗透性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的样品Cl、样品C2、和样品C3样品的空气渗透率。对所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品Cl、样品C2、和样品C3的空气的透气渗透率的实验结果列入表3，详细数据如下:
[0116]表3高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的空气透气渗透率实验结果
[0117]
样版1#RnC2#onC3
表压r kPa空气渗透率，L(STP)/min.5.021.721.821.6
10.043.443,643.2
15.065.165.365.7
20.086.987,186.6
25.0108.6109.3108.9
30.0130.3130.8130.6
[0118]如表3中列出的测试结果表明按如上所述的工艺方法制造的所述不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的质量非常优异，空气的透气性能极好。
[0119]通过上述检测试验可以看出来，本实用新型所述的口罩中使用的聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的透气性非常好，质量也非常优异。
[0120]本 申请人:还对所述方法制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能应用如图5所示的用于检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能的试验装置进行直接测试。所述病毒阻碍性能的试验装置的主要部件包括第二空气瓶65、空气流速控制器67、含有试验病毒的缓冲溶液68、气雾发生器69、病毒阻碍性能的测试箱72、透过复合膜的渗透气导管53、病毒收集液52、病毒收集液的容器51、气体流速计量器50、二级生物安全柜48。如图5所示，第二空气瓶65中的空气纯度将大于99.99%，其空气组成为21.06% (摩尔)的氧气和78.94% (摩尔)的氮气。第二气体压力表75上所显示的压力为表压(即P-Pa，其中P为气体压力，Pa为大气压力)或者称为与外界的大气压力差。用于所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试箱72中的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的直径为60毫米，高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能试验的有效测试直径为48毫米，其外径6毫米将用于高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯周边的密封。因此，高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能试验的有效测试面积为1808平方毫米(或者约18平方厘米)。如上所述，试验病毒为噬菌体φΧ174，缓冲溶液为杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水(即Dulbecco’ sphosphate-buffered saline),曬菌体φΧΙ74在杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水中的浓度大于17空斑形成单位(又称蚀斑形成单位，即Plaque Forming Unit/ml)。病毒收集液52为杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水。该复合膜病毒阻碍性能的试验是在二级生物安全柜48内进行的。
[0121]在上述方案中，从如上所述实施例中制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A中随机用直径为60毫米的穿孔机冲压出3个样品，并且用标签分别标明为样品A4、样品A5、和样品A6。以下就具体测试方法的过程和步骤描述如下:
[0122]1、将所述第二测试样品47，即高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品A4，按图5所示的安装在高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试箱72中，所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层与含试验病毒的空气导管71相通，所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚对苯二甲酸乙二酯的多孔载体层与用于支撑复合膜的细网片状第二托网78相接触并与复合膜病毒阻碍性能的测试部件的渗透气出口 79和透过复合膜的渗透气导管53相通，在所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的一侧将用一 O形圈进行密封；
[0123]2、打开图5所示的第二空气瓶65，并将第二空气瓶65上的压力调节器的表压(即与外界的大气压力差)设置为?400kPa，然后将第二空气管道66上的空气流速控制器67的空气流速设置为标准状态下的每分钟6升，然后将高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试部件的含有试验病毒的尾气出口导管74上的空气压力调节器76根据气体压力表75调节为表压10kPa ；
[0124]3、在系统到达稳定状态之后，将含大于17空斑形成单位噬菌体φΧ174浓度的杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水以每分钟10微升的流量经气雾发生器70注入第二空气管道66中，并通过含试验病毒噬菌体φΧ174的空气导管经高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试箱的含试验病毒噬菌体φΧ174的空气进口进入高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试箱72，试验病毒噬菌体φΧ174与高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试箱72中的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的表面接触并因所设置的10kPa压差而存在穿透所述所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的势能，并由透过所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的聚醚酰亚胺高透气性亚纳米级多孔聚合物超薄膜层的空气经透过高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的渗透气导管53而富集于病毒收集液病52中，透过的空气经气体流速计量器50后通过透过高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的渗透气的出口 49排出，排出的气体将先通过800°C的高温管道杀菌后排放大气。其余含试验病毒噬菌体φΧ174的空气经高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试部件的含有试验病毒的尾气出口导管74并通过空气压力调节器76由高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯病毒阻碍性能的测试部件的含有试验病毒的尾气出口 77排出，排出的气体将先通过800°C的高温管道杀菌后排放大气。为了充分检测如上所述实施例中制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能，测试时间为24小时；
[0125]4、完成测试后，首先停止含大于17空斑形成单位噬菌体φΧ174浓度的杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水经气雾发生器70注入第二空气管道66中，与此同时，关闭第二空气瓶65，然后将空气压力调节器76根据第二气体压力表75调节为表压小于lkPa，然后将试验装置内的所有空气经含有试验病毒的尾气出口 77排放出，排放出的气体将先通过800°C的高温管道杀菌后排放大气。最后将病毒收集液的容器51封闭后转移到生物分析检测室进行病毒噬菌体φΧ174的浓度分析。在生物安全防护的条件下，拆卸复合膜病毒阻碍性能的测试箱72，并仔细拿出所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的样品，并可对其进行其它检测和分析；
[0126]5、对收集液的容器51中的收集液进行扫描电子显微镜分析。
[0127]对于所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Α4进行如上所述的病毒阻碍性能的测试，经对收集液的容器51中的收集液进行扫描电子显微镜分析，在所有的分析样品中均没有检测出病毒噬菌体φΧ?74。该分析结果表明高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Α4对于病毒曬菌体φΧΙ74的阻碍率大于99.9%。
[0128]重复如上所述的应用检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Α5和样品Α6的病毒阻碍性能。所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Α5和样品Α6的病毒阻碍性能的试验结果，分析结果表明高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯A的样品Α4、和样品Α5对于病毒曬菌体φΧ174的阻碍率均大于99.9%
[0129]在上述方案中，从如上所述实施例中制造的所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B中随机用直径为60毫米的穿孔机冲压出3个样品，并且用标签分别标明为样品Β4、样品Β5、和样品Β6。
[0130]重复如上所述的应用检测高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品Β4、样品Β5、和样品Β6的病毒阻碍性能。所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品Β4、样品Β5、和样品Β6的病毒阻碍性能的试验结果，分析结果表明所述高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯B的样品Β4、样品Β5、和样品Β6对于病毒卩遼菌体φΧ174的阻碍率均大于99.9%。
[0131]重复如上所述的应用检测不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯的病毒阻碍性能的试验装置的具体测试方法的过程和步骤，可获得所述不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的样品C4、样品C5和样品C6的病毒阻碍性能。所述不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的样品C4、样品C5和样品C6的病毒阻碍性能的试验结果，分析结果表明不对称孔径分布的高透气性聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯C的样品C4、样品C5和样品C6对于病毒噬菌体φΧ174的阻碍率均大于99.9%。
【权利要求】
1.一种高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，包括口罩体和口罩带，口罩体是平面形状的或是向外凸出的凸形；口罩带与口罩体之间是连接成半环的，或直线口罩带一端头与口罩体连接的，或是直线口罩带穿套在口罩体双侧的；口罩带是松紧式的或是非松紧式的；其特征在于:所述口罩体(I)由无纺布口罩材料外表层(2)、无纺布口罩材料内表层⑶和中间的聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯⑷组成；所述聚合物超薄亚纳滤复合膜滤芯(4)是由亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)和多孔载体层(6)相互紧密叠加而成，所述的亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)与所述口罩体(I)的外表层(2)相邻，所述的多孔载体层(6)与所述的口罩体⑴的内表层(3)相邻。
2.根据权利要求1所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)是由均匀孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)的孔径为20-60纳米，厚度为0.1-1微米。
3.根据权利要求1所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)是由不对称孔径分布的亚纳米级多孔聚合物材料制成的超薄膜层，该亚纳米级多孔聚合物超薄膜层(5)从接触口罩体外表层(2)的表面到接触多孔载体层(6)的表面平均孔径从20-60纳米扩大到0.1-1微米，其厚度为:0.08-0.16mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述的多孔载体层(6)的孔径范围为0.1-1微米，厚度为0.05-0.2毫米。
5.根据权利要求1或2或3所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述口罩体(I)的上边和下边分别设有上边封装焊压线(8)和下边封装焊压线(9);所述口罩体(I)的两侧边分别设有侧边封装焊压线(10);所述口罩体(I)的两侧边沿上分别设有弹性耳挂(7)。
6.根据权利要求1或2或3所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述口罩体(I)的中间部位为百叶窗式的叠层结构(12)。
7.根据权利要求6所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所说口罩体(I)上端中部的两封装焊压线间封装有鼻夹(11)。
8.根据权利要求1或2或3所述的高透气性防PM2.5、防雾霾、防病毒、防病菌的亚纳滤膜口罩，其特征在于:所述口罩体的外表层(2)为纺粘无纺布，内表层(3)为纺粘无纺布或熔喷无纺布。
【文档编号】A41D13/11GK203934693SQ201420375672
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】杨嘉俊 申请人:武汉科宇唯尔复合材料有限公司