具有保温保湿功能的慢性呼吸道疾病治疗口罩的制作方法

本发明涉及一种具有疾病治疗功能的口罩，具体涉及一种慢性呼吸道疾病治疗口罩，属于医疗产品技术领域。

背景技术：

近年来，燃煤、机动车尾气、工业排放、沙尘等原因，导致大量的一氧化碳和细小微尘颗粒产生，使得全国各地的PM2.5颗粒物均大幅度超标，我国大部分地区空气质量下降，尤其对于广大北方地区，春冬季节气候寒冷干燥，加上雾霾、沙尘暴天气的频繁出现，非常容易引发过敏性鼻炎、哮喘、支气管炎、肺气肿等慢性呼吸道疾病，长期处于这种环境还会诱发肺癌。

针对环境气候问题，口罩是防护呼吸道疾病和预防保健最简单有效的工具。随着人们对口罩的需求量大大增加，各种类型防护口罩应运而生。现有市场的口罩中，通常着眼于过滤性、换气性、密封性，材质主要是棉纱材料，但大部分市面上口罩适合气候潮湿且温度较高的南方地区。北方干燥寒冷地区，除了空气污染物，干燥的冷空气是刺激呼吸系统的主要原因。对于慢性呼吸道疾病患者(慢支、肺气肿、哮喘、过敏性鼻炎)，寒冷空气可以刺激腺体增加粘液分泌，纤毛运动减弱，粘膜血管收缩，局部血循环发生障碍，容易继发感染。非常需要佩戴方便舒适、且能够保护呼吸系统的口罩产品。现有口罩类型虽然层出不穷，但普遍存在的问题就是：结构功能单一，容易产生憋闷感，主要用过滤材料来防雾霾，针对呼吸道疾病患者的保健治疗口罩很少。

现代的防护口罩在各方面都已经不同于传统的定义。首先，其材料已经脱离了传统棉布、棉纱、纤维材料的局限；其次，技术更新使得口罩的佩戴更加舒适、类型更为丰富、功能更加有效。它能够过滤空气中的有害微粒，阻隔飞沫、血液、体液、分泌物等，是一种以预防某些呼吸道传染性微生物传播、保护身体健康为目的的呼吸防护用品。

当下市场上的口罩种类繁多，有普通的棉纱口罩、抗辐射口罩、生物防护口罩、医用口罩、防毒口罩、防尘口罩、防PM2.5口罩等。为了达到相应的防护效果，无论是普通防护口罩还是行业专用口罩，从材质上采用特殊过滤材质是达到“防护”或“阻挡”效果的主要方法。普通棉纱口罩，只能通过增加棉布层数达到阻挡尘土的作用，过滤微尘的效果差，没有太多的保护效果。活性炭的吸附加上纳米材料对污染物的阻拦，应该是目前最有效的过滤方法，但成本太高。如一种纳米防护口罩CN204015180U，由外至内依次由外无纺布层、活性炭滤层、纳米滤膜层、针刺棉和内无纺布组成，对于利润微薄的口罩来说，设计大面积使用活性炭和纳米滤膜，大大增加了成本。

从功能上，选取各种过滤吸附抗菌材质，从而达到防雾霾杀菌防毒效果，已经很难有新的突破点。近两年公开的专利文件出现了有加热功能的口罩专利，但实用性还远达不到产品化的程度。根据人鼻腔的生理结构来看，空气吸入鼻孔后，气流在曲折的通道内得到加温，佩戴有加热功能的口罩，避免冷空气刺激鼻粘膜，尤其对患有鼻炎的人群非常重要。

美国专利：Heating and humidifying respiratory mask US00RE36165E，设计的加热芯是整体式加热，加热装置位于口罩上部，主要的加热作用更集中于面部保暖，很难达到对流通的气流加热的效果。

中国专利：一种电加热口罩CN203040762U，该加热口罩利用离线电加热方式，出行前对口罩充电，口罩温度升高，纤维相变材料发生固-液相转变，储存热量，之后使用时，调温纤维的相变材料发生液-固转变，释放热量。这种加热方式利用了材料相变能，很难达到恒温，热量的释放过程比较快，在寒冷季节难以比较持久的保温效果。

中国专利：一种自加热口罩CN1054111043A，该自加热口罩利用由醋酸钠、纤维素类增稠剂组成的热宝片，根据需要将热宝片贴合在鼻梁处，对鼻腔部位有热敷效果，该专利仅针对局部部位的热敷作用，而非对冷空气有加热效果，且结构比较复杂，增加了口罩的重量，实用性难以保证。

中国专利：一种舍弃过滤功能具有均热功能恒温恒湿功能的口罩CN104958843A，该加热口罩中的加热片与外接电源连接，蓄热层由表面蓄热系数高的材料构成。该口罩是平板型式，通过多层功能性材料来实现整体均热保湿的功效，但其结构没有考虑密封性，寒冷冬季佩戴的话，外出没有电源加热，很难起到蓄热保温作用，且口罩层数太多，透气性不佳。

中国专利：一种防雾霾加热口罩CN105342036A，设计了过滤装置和电池供电的加热丝，电热丝可以直接加热装置内空气，呼吸面罩为硬质塑料，该口罩形式上设计更接近于防毒面具，结构繁琐且重量太重，并不适合日常佩戴。

从产品结构上看，市场口罩从款式结构上区分，主要可分为平板式、杯式、折叠式三大类。传统的口罩是扁平状，没有特殊的防漏结构，目前国内市场所销售的口罩主要为平板式口罩，其次为折叠式口罩，杯式口罩由于携带较为不方便，美观性较差，因此市场份额较少。目前大部分都在鼻梁上方设计有金属丝，来固定形状，使得空气不至于从口罩上侧边缘泄露。

综上所述，针对患有慢性呼吸道疾病的普通民众，迫切需要佩戴一种既能够防护和过滤空气中有害物质，又具有保健治疗作用—缓减和预防呼吸道疾病的防护口罩。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种具有保温保湿功能的慢性呼吸道疾病治疗口罩，针对加温保湿、结构和材质三个方面综合设计，既能保证口罩佩戴的柔软舒适、透气性好，又过滤空气中有害颗粒物及烟尘，特别是在局部罩体夹层内嵌入分散式加热片，在呼气部位利用材质的吸湿性和防水性，使湿气得以保持在口罩内，变成温暖潮湿洁净的空气。对于慢性呼吸道疾病患者，可以有效缓减干冷空气对呼吸道刺激作用，减少疾病发作次数逐渐痊愈；对健康人群的呼吸道则起到保护和保健作用。

一种具有保温保湿功能的慢性呼吸道疾病治疗口罩，该口罩包括罩体、锂电池、加热片和系带；

所述罩体包括罩体右侧片、罩体左侧片、罩体前部和罩体底部，所述罩体前部为沿鼻腔呼气方向隆起的立体结构，罩体底部是半椎体形；

所述罩体右侧片和罩体左侧片的连接部位缝合后形成一个半圆形连接部，该半圆形连接部与罩体前部的上半部分缝合，罩体前部的下半部分与罩体底部的前半部分缝合，罩体底部的后半部分与罩体右侧片和罩体左侧片的底部缝合；罩体前部与罩体底部接缝处上方沿水平方向均匀布置六片加热片，罩体前部和罩体底部形成的空间结构使得空腔内的冷热不均匀空气形成对流漩涡，进行动态的热交换模式，加热片与固定在罩体右侧片和罩体左侧片内侧面上的锂电池通过导线连接，系带固定连接在罩体右侧片和罩体左侧片上。

进一步地，所述加热片上布置均匀的圆形通孔，使冷空气和热空气能够以交替形式吸入罩体前部和罩体底部形成的空腔内。

进一步地，所述罩体前部的立体结构由三条空间曲线形成，一条中心轮廓空间曲线沿另一条过渡曲线扫过后形成一个空间曲面，再由贴合脸部形状的面部轮廓曲线将曲面裁剪形成罩体前部的立体结构。

进一步的，所述罩体前部的材质内外层分别选用亚微米的复合熔喷非织造布，夹层材料为静电纺纳米纤维过滤膜；罩体底部的材质外层为PE透气防水膜，夹层为活性炭纤维复合材料，内层为抗菌棉布；罩体右侧片和罩体左侧片的材质由外到内为软质无纺布层、纳米银抗菌棉织布层和棉纱层。

进一步地，所述锂电池选用3.7V，2000mAh容量的锂电池，加热片选用直径15mm的孔隙状聚酰亚胺加热片；锂电池和聚酰亚胺加热片之间的导线分布在两侧夹层之间，左侧锂电池与左侧电热片相连接，右侧锂电池与右侧电热片相连接，加热片和罩体前部夹层内的纳米纤维过滤层粘接，锂电池侧面的USB充电接口外露；聚酰亚胺加热片可使零下10℃以下的冷空气在1分钟内升高到40度，加热片持续加热时间可达2小时。

有益效果：

1、本发明的外形结构综合了平面折叠式和立体鸭嘴式特征，两侧部为折叠式的平面片状，中央结合处缝合，与鼻梁上方吻合，使得密封性良好，微小粉尘颗粒不易进入。本发明口罩的罩体前部为鸭嘴曲面型，面部与口罩之间留出较大预留空腔，但佩戴于面部不显得太突兀，该结构形状有利于促进空腔内冷热空气的对流交换，加热片附近的空气升温后进入空腔，与鼻腔呼出的热气流进一步混合，随后热空气向上运动，上部进入的冷空气向下运动，快速形成温度不均的空气对流换热动态过程，达到保温效果。罩体前部和底部的结构设计保证了外界冷空气被加热后与鼻腔呼出热气迅速混合，与上部冷空气形成动态对流换热，使空腔气氛保持一定温度，呼出的湿气被保持在底部棉布层内，从而提供了保温保湿洁净的呼吸环境。本发明产品适用广大北方地区，尤其是高原空气寒冷地区，对该地区的慢性呼吸道疾病患者起到有效保健和治疗作用。

2、本发明罩体由四片组成，根据各片在面部位置不同选用不同材质。罩体前部内外层选用亚微米的复合熔喷非织造布，夹层材料为静电纺纳米纤维过滤膜，起到过滤有毒粉尘、过敏源和PM2.5的净化空气作用；罩体底部外层为PE透气防水膜，夹层为活性炭纤维复合材料，能够起到透气又防止湿气过多挥发的作用，内层为抗菌棉布，棉布具有很好的吸湿性，呼出湿气可保存在抗菌棉布内，活性炭纤维复合材料具有强吸附有毒粉尘和颗粒的作用。罩体右侧片和罩体左侧片由外到内的三层材料能够起到防潮干爽、透气、阻隔细菌及流感病毒作用，且佩戴柔软舒适。

3、本发明的口罩具备良好的保湿功能，口腔呼出的热气与冷空气混合的过程中，湿气被罩体底部内层抗菌棉布吸收，根据相对湿度和温度的关系，被加热的空腔气氛，会将湿度调整到使呼吸道最适合的65％相对湿度，底部外层的PE透气防水膜可以隔离外界干燥空气，防止在干燥寒冷风大的外界环境将湿度散失。

附图说明

图1为本发明口罩罩体的三维整体结构示意图；

图2为本发明口罩的佩戴效果示意图；

图3为本发明口罩立体结构的三视图；

图4为本发明口罩两侧片平铺结构示意图；

图5为锂电池外形结构示意图；

图6为聚酰亚胺加热片示意图；

图7为本发明罩体前部的立体结构形成过程示意图；

图8为本发明的口罩内部形成冷热气流热交换的示意图。

其中，1-罩体右侧片，2-罩体左侧片，3-罩体前部，4-罩体底部，5-锂电池，6-加热片，7-系带、8-中心轮廓空间曲线、9-过渡曲线、10-面部轮廓曲线。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1所示，本发明提供了一种具有保温保湿功能的慢性呼吸道疾病治疗口罩，该口罩包括罩体、锂电池5、加热片6和系带7；

罩体包括罩体右侧片1、罩体左侧片2、罩体前部3和罩体底部4，罩体前部3的形状为沿鼻腔呼气方向隆起的立体结构，该立体结构类似于鸭嘴型；罩体底部4的形状是半椎体形；

如附图4所示，罩体右侧片1和罩体左侧片2的平铺结构完全相同，两者对置后对应鼻梁部位的下方形成半圆形连接部，罩体右侧片1和罩体左侧片2对应鼻梁的连接部位为窄直边，罩体右侧片1和罩体左侧片2经缝合后形成一体，该一体结构的半圆形连接部与罩体前部3的上半部分缝合，罩体前部3的下半部分与罩体底部4的前半部分缝合，罩体底部4的后半部分与罩体右侧片1和罩体左侧片2的底部缝合；罩体前部3与罩体底部4接缝处上方沿水平方向均匀布置六片加热片6，加热片与固定在罩体右侧片1和罩体左侧片2内侧面上的锂电池5通过导线连接，罩体前部3和罩体底部4形成的立体空间结构使得进入空腔内的冷空气和被加热片6加热后的热空气形成对流漩涡，进行动态的热交换模式，系带7固定连接在罩体右侧片1和罩体左侧片2上。

如附图7所示，罩体前部3的立体结构由三条空间曲线形成，一条中心轮廓空间曲线8沿另一条过渡曲线9扫过后形成一个空间曲面，再由贴合脸部形状的面部轮廓曲线10将曲面裁剪形成罩体前部3的立体结构。

罩体前部3的材质内外层选用亚微米的复合熔喷非织造布，夹层材料为静电纺纳米纤维过滤膜；罩体底部4的材质外层为PE透气防水膜，夹层为活性炭纤维复合材料，内层为抗菌棉布；罩体右侧片1和罩体左侧片2的材质由外到内为软质无纺布层、纳米银抗菌棉织布层和棉纱层。

锂电池选用3.7V，2000mAh容量的锂电池，加热片选用直径15mm的孔隙状聚酰亚胺加热片；锂电池和聚酰亚胺加热片之间的导线分布在两侧夹层之间，左侧锂电池与左侧电热片相连接，右侧锂电池与右侧电热片相连接，加热片和罩体前部夹层内的纳米纤维过滤层粘接，锂电池5侧面的USB充电接口外露；可使零下10℃的冷空气在1分钟内升高到40度，加热片持续加热时间可达2小时。

如附图2所示，口罩佩戴在面部后，罩体前部3和罩体底部4形成的立体空间位于鼻腔的下方，罩体底部4的下部将下颌处完全包裹贴合，罩体右侧片1和罩体左侧片2在系带7的作用下与面部完全贴合，保证了罩体上的立体空间与外部冷空气的隔绝。

本发明立体结构的最佳尺寸如附图3所示，罩体右侧片1和罩体左侧片2连接部的宽度为40mm，罩体前部3沿垂直方向的最大宽度为75mm，罩体底部4沿垂直方向的最大宽度为45mm，罩体垂直于垂直方向的最大宽度为155mm，罩体底部4的最低处与最前端的垂直距离为75mm，罩体右侧片1和罩体左侧片2的最大宽度为180mm。

如附图5所示，锂电池5的底部侧面上具有USB充电接口，锂电池5的厚度为5mm，长度和宽度分别为50和30mm。

罩体右侧片1、罩体左侧片2、罩体前部3和罩体底部4由外到内均由三层组成。罩体前部3的内外层分别选用复合熔喷非织造布，夹层材料为Donaldson公司的Ultra-Web静电纺纳米纤维过滤膜，可过滤有害粉尘、雾霾、过敏源，起到净化空气作用；夹层内沿前端布置六片对称多孔状聚酰亚胺加热片，对局部吸入寒冷空气可加热到40℃。

罩体底部4外层为PE透气防水膜，夹层为活性炭纤维复合材料，PE透气防水膜起到透气同时又防止湿气过多挥发的作用，内层为抗菌棉布，棉布具有很好的吸湿性，呼出湿气可保存在抗菌棉布内，活性炭纤维复合材料具有很强的吸附有毒粉尘和颗粒的作用。罩体右侧片1和罩体左侧片2由外到内为：软质无纺布层、纳米银抗菌棉织布、棉纱层，起到抗菌透气作用，且佩戴柔软舒适。两侧端部靠近耳朵部位设计凸出结构，夹层开口可放置充电芯片和锂电池5。

如附图8所示，外界的冷空气在罩体前部3的位置被吸入口罩前端的立体空间内，部分冷空气在加热片6的部位被加热后进入，鼻腔和口腔同时也呼出热气，这三部分混合形成对流上升的热空气，外界进入的冷空气在立体空间内向下运动形成对流下降的冷空气，如图中的虚线箭头和点划线箭头所示，冷热空气形成对流漩涡；由此可见，口罩前端的立体空间结构设计能够保证在空腔内冷热不均匀空气形成对流漩涡，进行动态的热交换模式，使得呼吸道吸入温暖的空气。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。