一种过滤材料或口罩的性能提升方法与流程

本发明涉及过滤材料处理技术领域，具体涉及一种过滤材料或口罩的性能提升方法，特别用于对口罩及无纺布过滤材料的过滤性能提升。

背景技术：

2020年世界范围内受疫情影响，其中高质量的口罩(美国n95为代表，中国对应标准为kn95)及呼吸防护设备出现极度短缺，而且是从原材料熔喷聚丙烯无纺布、到口罩加工设备全面短缺，并且短期内难以缓解。能否设计一种装置既可以提升人民群众手中现有的普通pm2.5、一次性医用口罩、n90口罩的性能及防护等级，又能够实现较长时间段内的重复使用以延长使用寿命。这样为大量群众提供了更好的防护的同时也极大缓解资源紧张，减少不必要恐慌性储备，支援了紧缺的医疗资源。

现有高质量呼吸过滤装置(n95为代表)的过滤原理是依靠熔喷聚丙烯无纺布的极化处理使其带有很高的静电荷，是靠过滤材料细小纤维之间的高压静电荷使无纺布的超细短纤维蓬松化增强了机械遮挡能力，以及依靠驻留在纤维上的高压静电荷极化、吸附、捕捉空气中的各种细小物质，包括微小的飞沫、气溶胶及细菌、病毒。

目前的技术要获得一个优质的过滤效果比如n90以上，必须依靠材料产生静电过滤机制，单纯地依靠不断细小化材料的纤维尺寸进行机械过滤是不可行的，因为这样呼吸阻力会变得很大，导致几乎没法进行正常呼吸。

但是极化后无纺布上获得的静电荷分两种：空间电荷和极化电荷。空间电荷电压高、数量大，但是因为分布在浅表面，在短期内急剧衰减放电；极化电荷锁定在材料内部，几乎不会随时间推移而衰减，但是电量小，电压低。

经过发现，在常温高湿(相对湿度大于95％)环境下的无纺布充电后等效表面电位衰减曲线；9天后，无纺布样品上的电压已经衰减到初始值的36％。

所以，尽管空间电荷电压很高、电荷量又大，但长期存储后损失殆尽，没有对口罩的过滤性能、吸附杀菌性能发挥作用，没有被利用，真正起作用的是锁存在纤维内部的极化电荷。但是，极化电荷能否大量锁存对熔喷聚丙烯无纺布材料本身及加工工艺的要求很高，所以，才会出现大量不合格产品。而且，也是合格n95价格居高不下的真正原因。但是，面对病毒这种纳米级的感染源，又必须要用具备高质量过滤能力的口罩。而且，如果严格按使用说明，连n95都只能在几天内短期使用。但疫情爆发规律要求是长期大量使用，而资源是有限的。如何解决矛盾。

如何将采用同样聚丙烯无纺布材质的低端口罩(如pm2.5口罩、外科一次性口罩、普通医用口罩、n90口罩等)，升级成n95及以上的等级使用。也可以将大量因为材料、工艺不合格导致即使是新品未开封，但过滤能力实际也不合格的劣质n95口罩，变为合格的n95口罩。甚至对大量废弃的经过酒精消毒导致过滤能力严重下降的n95口罩，可以重新恢复其过滤能力，这是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种过滤材料或口罩的性能提升方法，采用恒温加热杀菌以及电晕驻极的方式对过滤材料或口罩的极化电荷进行补充的方式，进而提升过滤材料或口罩的过滤性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种过滤材料或口罩的性能提升方法，其包括以下步骤：

步骤一，在空间内设置两块能够产生电晕的极板，并设置一恒温加热模块能够对空间进行恒温加热的恒温加热模块。

步骤二，通过外部电源接通恒温加热模块，使其对空间内进行一次以上加热，以进行消毒灭菌并对滤材进行预热。

步骤三，取过滤材料或者口罩置于两块能够产生电晕的极板之间，极板通过高压模块形成高压电厂和空气电离放电，对过滤材料或口罩进行电晕驻极，以至于能够在过滤材料或者口罩上产生能够停留在其表面和内部空间内的极化电荷。

步骤四，可选择地重复步骤二和步骤三。

进一步的，所述步骤二中，恒温加热模块的加热温度控制在70度以上。

进一步的，设置极板和恒温加热模块的空间为一可开启的密闭空间。

进一步的，所述过滤材料为绝缘性过滤材料。

本发明的有益效果是：

(1)、可以使低端但同样采用聚丙烯无纺布过滤材料的口罩，如pm2.5、一次性口罩、普通医用口罩、n90、n95口罩过滤能力大幅度提升，节约优质昂贵的n95口罩资源。

(2)、即使是标成n95的口罩，因为其材料微晶结构、加工工艺、保存条件的差异，实际使用中往往达不到n95防护等级，而采用本发明原理进行处理和使用，可以忽略这些因素，在整个使用过程中完全达到n95以上的使用效果。

(3)、越是过滤能力优秀的口罩，在使用一段时间后口罩上吸附的细菌、病毒会达到一个惊人的数量，而且比低质量口罩更多，加上适宜的温度和湿度、微尘，细菌、病毒会加速繁殖，并释放难闻的气味。无论是恒温加热还是电晕驻极时产生的臭氧，都能高效、彻底灭菌，并去除各种异味。

(4)、恒温预热与高压电晕驻极相结合，不但能实现彻底双重消毒，还能提供电晕驻极工艺最优化环境，改良纤维晶体结构，提高电荷容量和饱和度。对使用过的滤材是无损消毒再充满超高电荷，可以反复高质量使用口罩。不需要将滤材(或口罩)作为一次性消耗品，不需要平时大量存储，避免物资资源的浪费。

(5)、对误用酒精或清洗剂进行消毒处理后的过滤材料(口罩)，因为其纤维结构有损伤，而且静电荷损耗很大，本不再具备优质过滤能力，本装置可以重新修复口罩的纤维机械结构，使其细小纤维表面粗糙、纤维恢复均匀蓬松，并重新充满饱和的高压静电荷，使其重新获得优质过滤能力。

(6)、操作方式简单，效果显著。

附图说明

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种过滤材料或口罩的性能提升方法，其包括以下步骤：

步骤一，在一可开启的密闭空间内设置两块能够产生电晕的极板，并设置一恒温加热模块能够对上述密闭空间进行恒温加热的恒温加热模块，这里所说的恒温加热模块具体为一恒温加热装置，该恒温加热装置的设置位置不限，只要能够对该密闭空间进行加热即可，且，所述的恒温加热装置的加热温度至少达到70度。

步骤二，通过外部电源接通恒温加热模块，使其对空间内进行一次以上加热，以进行消毒灭菌。这里进行的恒温加热实则为一次消毒灭菌，在放入口罩前或者放入口罩或过滤材料后均可进行，或者可分别于放入口罩或过滤材料之前和之后各进行一次消毒灭菌。具体的，将滤材均匀恒温加热，并保持一定时间。一方面是执行严格的消毒标准，提供已使用过滤材再次安全使用的可能性；另一方面是改良滤材的内部微晶结构，为后面的电晕驻极提供更大的材料内部电荷容量和长期稳定性改善。

步骤三，取过滤材料或者口罩置于两块能够产生电晕的极板之间，极板通过高压模块形成高压电厂和空气电离放电，对过滤材料或口罩进行电晕驻极，以至于能够在过滤材料或者口罩上产生能够停留在其表面和内部空间内的极化电荷。通过极高压电场和空气电离放电，刺激细菌、病毒的蛋白质变异、损伤细胞质和细胞膜，破坏细菌表面结构等功能从而能够杀灭细菌、病毒。再有，驻极时空气电离产生大量臭氧，对过滤材料中残留的细菌、病毒进行高效灭杀；且，驻极工艺使滤材浅表及内部获得大量空间电荷和极化电荷。

步骤四，可选择地重复步骤二和步骤三。若实际情况需要，可进行多次重复上述两个步骤，以达到理想效果。

从前面的原理我们知道，如果这个时候的滤材(或口罩)在经过前两道工序后马上使用，一是经过了高效灭菌消毒；二是同时使用了空间电荷和极化电荷来提升滤材的过滤能力，获得了超过新的未开封口罩的过滤能力。因为即使是新的未开封的n95，其上的空间电荷也衰减严重，利用的仅仅是极化电荷来维持过滤效率。

另外，通过本实施例的方法，不但对滤材(口罩)机械结构没有任何的损伤，还对滤材进行了至少两次彻底消毒，同时把滤材中的静电荷充满到一个极致饱和的状态，滤材表面静电高压甚至远超其开封时的全新状态。实现了低端口罩的性能升级，解决了口罩在长期、安全、反复使用后仍然能保持在一个极高过滤水平的难题。

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