可调节的VOC/甲醛共同吸收可用面具滤芯和罐的制作方法

相关申请的交叉引用

不适用。

关于联邦资助的研究或发展的声明

不适用。

缩微平片附件的引用

不适用。

背景技术：

口罩通常使用过滤滤芯来保护用户免于呼吸有潜在危险的蒸汽。当口罩佩戴在用户身上的适当位置（通常以形成密封的方式附至脸部或者头部）时，只要用户呼吸，就通过过滤滤芯将空气吸入口罩中（并且空气通常仅仅可以通过滤芯进入口罩，从而使空气可以被滤芯过滤，以确保正佩戴口罩的用户所吸入的空气是干净而且安全的）。这种过滤滤芯通常容纳过滤材料，该过滤材料可以将一种或者多种有潜在危险的蒸汽截住。当过滤材料暴露于蒸汽中时，该过滤材料通常通过材料的孔结构吸收蒸汽分子。

技术实现要素：

本公开的方面可以包括形成过滤滤芯的方法的实施例，该方法包括：组合第一碳材料和第二碳材料，其中，第一碳材料可操作以有效地吸收非极性化学物质，并且第二碳材料可操作以有效地吸收极性化学物质；将组合的碳材料散布在过滤滤芯的中空壳体内；密封过滤滤芯的容纳碳材料的壳体；以及将盖体附接到中空壳体上以密封壳体。

在一些实施例中，第一碳材料可以操作以有效地吸收挥发性有机化合物（voc），并且第二碳材料可以操作以有效地吸收甲醛。在一些实施例中，组合的碳材料可以包括在约100克到约200克之间。在一些实施例中，组合碳材料可以包括：用高频振动设备进行混合以均质地混合碳材料。在一些实施例中，第一碳材料与第二碳材料的比例可以是约1比1（例如，50%的第一碳材料比50%的第二碳材料）。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：基于期望的条件和环境来选择第一碳材料和第二碳材料的比例。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将更多的过滤材料聚集在过滤滤芯的壳体内，该更多的过滤材料可操作以过滤颗粒物质。在一些实施例中，可弃置面罩可以操作以过滤0.3微米或者更大的颗粒物质。在一些实施例中，将盖体附接到中空壳体上以密封壳体可以包括：使盖体的至少一部分超声熔化到壳体上。

本公开的更多方面可以包括与呼吸面罩一起使用的过滤滤芯的实施例，该滤芯包括：第一碳材料，该第一碳材料可操作以有效地吸收非极性化学物质；第二碳材料，该第二碳材料可操作以有效地吸收极性化学物质，其中，将第一碳材料和第二碳材料大约均质地混合在一起；以及壳体，该壳体可操作以容纳碳过滤材料，并且构造为用于可拆卸地附接至呼吸面罩。

在一些实施例中，该过滤滤芯可以进一步包括过滤材料，该过滤材料可操作以过滤空气中的颗粒物质。在一些实施例中，该过滤滤芯可以进一步包括附接至中空壳体的盖体，该盖体可操作以密封壳体。在一些实施例中，壳体可以包括：附接端，该附接端用于可拆卸地附接至呼吸面罩；以及一个或者多个进气口。在一些实施例中，第一碳材料可以有效地操作以吸收挥发性有机化合物（voc），并且第二碳材料可以有效地操作以吸收甲醛。在一些实施例中，组合的碳材料可以包括在100克到200克之间。在一些实施例中，碳过滤材料层中的第一碳与第二碳的比例可以是约1比1。

本公开的其它方面可以包括形成过滤滤芯的方法的实施例，该方法包括：基于过滤滤芯使用的期望条件来选择第一碳材料与第二碳材料的比例，其中，第一碳材料可操作以有效地吸收挥发性有机化合物（voc），并且第二碳材料可操作以有效地吸收甲醛；经由用高频振动设备进行混合以均质地混合碳材料来组合第一碳材料和第二碳材料；将组合的碳材料散布在过滤滤芯的中空壳体内；密封过滤滤芯的容纳碳材料的壳体；以及将盖体附接到中空壳体上以密封壳体。

在一些实施例中，第一碳材料与第二碳材料的比例可以是约1比1（例如，50%的第一碳材料比50%的第二碳材料）。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：将更多的过滤材料聚集在过滤滤芯的壳体内，该更多的过滤材料可操作以过滤颗粒物质。在一些实施例中，可弃置面罩可以操作以过滤0.3微米或者更大的颗粒物质。

结合附图和权利要求书，将从以下详细描述中更清楚地理解本发明的这些和其它特征。

附图说明

为了更全面地理解本公开，现参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分。

图1示出了安装在呼吸面罩上的示例性过滤滤芯；

图2a示出了示例性过滤滤芯；并且

图2b示出了图2a的面罩的截面。

具体实施方式

首先应该理解的是虽然下面说明了一个或者多个实施例的说明性实施方式，但是可以通过使用目前是否已知或者尚未存在的多种技术来实施所公开的系统和方法。本公开决不应该限于下面说明的说明性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求书的范围连同其等效物的全部范围内对本公开进行修改。

术语的以下简要定义应适用于整个申请：

术语“包括”指包括但不限于，并且应该以通常用于专利上下文的方式被解释；

短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常指在该短语之后的具体特征、结构或者特征可以包括在本发明的至少一个实施例中，并且可以包括在本发明的不只一个实施例中（重要的是，这种短语不一定指相同的实施例）；

如果说明书描述了某事物是“示例性的”或者是“示例”，那么应该理解其指非排他性示例；

术语“大约”或者“大体”等在与数字一起使用时可以指特定数字，或者可替代地，指接近特定数字的范围，如本领域的技术人员所理解到的；并且

如果说明书陈述部件或者特征“可以”、“可能”、“能”、“应该”、“会”、“优选地”、“可能地”、“通常”、“可选地”、“例如”、“常常”、“可能会”（或者其它这种语言）被包括或者具有特性，那么不要求该特定部件或特征被包括或者具有该特性。这种部件或者特征可以可选地被包括在一些实施例中，或者可以不被包括在一些实施例中。

实施例大体上涉及改进的过滤滤芯以及形成可操作以过滤（吸收）极性和非极性两种化学物质的过滤滤芯的方法。过滤滤芯可以包括至少两种活性碳过滤材料（或者介质）的组合，其中，第一碳材料可操作以有效地吸收非极性化学物质（例如，举例为voc），并且第二碳材料可操作以有效地吸收极性化学物质（例如，举例为甲醛）。化学材料可以被组合并且可以形成过滤滤芯的层。过滤滤芯也可以操作以过滤颗粒物质。

图1示出了呼吸面罩100的实施例，该呼吸面罩100包括一个或者多个滤芯102、出气口104和一个或者多个绑带106，该一个或者多个绑带106可操作以将面罩100保持贴在佩戴者的脸上。在所示的实施例中，空气可以通过（多个）滤芯（102）流入面罩100并且经由出气口104流出面罩100，其中，（多个）滤芯（102）可以过滤用户吸入的空气。

图2a示出了过滤滤芯102，其中，过滤滤芯102可以包括进气口208和附接点206，该附接点206可拆卸地附接至（图1的）呼吸面罩100。另外，滤芯102可以包括壳体204和盖体（或者盖）202。在一些实施例中，盖体202可以经由超声焊接通过熔化附接至壳体204。在一些实施例中，空气可以通过过滤滤芯102的进气口208流入（图1的）呼吸面罩100。

图2b示出了图2a的过滤滤芯102的截面。在一些实施例中，过滤滤芯102可以包括碳过滤介质（或者材料）210，其中，碳过滤材料可以操作以过滤（或者吸收）空气中的化学物质。另外，在一些实施例中，过滤滤芯102可以包括颗粒过滤材料214，该颗粒过滤材料214可操作以过滤空气中的颗粒物质。在一些实施例中，碳过滤材料210可以包括散布在过滤滤芯102的中空壳体204的一部分内的粒状材料。另外，盖体202可以密封壳体204以容纳碳过滤材料210以及任何其它过滤材料（例如，颗粒过滤材料214）。在一些实施例中，过滤滤芯102可以操作以过滤约0.3微米或者更大的颗粒物质。在一些实施例中，滤芯102可以包括其它过滤层216，例如，除了其它过滤选项之外的更多碳过滤材料和更多颗粒过滤材料。在一些实施例中，颗粒过滤层214可以位于碳过滤层210之上，其中，在通过碳过滤材料210从空气中过滤掉化学物质之前，可以从正通过进气口208进入滤芯的空气中过滤掉颗粒。然而，在其它实施例中，过滤材料可以按照任何顺序设置在滤芯102内。

在一些实施例中，碳过滤介质210可以包括至少两种不同的碳材料。例如，第一碳材料211（由加号表示）可以操作以有效地吸收非极性化学物质，而第二碳材料212（由圆表示）可以操作以有效地吸收极性化学物质，其中，两种碳材料可加以混合，以形成过滤滤芯102的碳过滤介质210。在一些实施例中，第一碳材料211可以具体构造为过滤（吸收）voc。在一些实施例中，第二碳材料212可以具体构造为过滤（吸收）甲醛。在一些实施例中，可以将两种（或者更多的）碳材料210大体均质地混合，例如，通过用高频振动设备进行混合。对碳材料210进行均质混合可以允许在过滤滤芯102上具有均质过滤能力。在一些实施例中，两种碳材料210的混合物可以用于过滤滤芯102，在该过滤滤芯102中，通过过滤滤芯102（并且因此通过碳材料）的气流是通过正佩戴呼吸面罩的用户的呼吸提供的，而不是通过风扇运转提供的。在一些实施例中，可以使用两种碳材料210的混合物来从空气中过滤化学物质，而不是从水中（例如，在水过滤系统中）过滤化学物质。

在一些实施例中，可操作以过滤例如voc的非极性化学物质的第一碳材料211可以包括calgoncarbonwsc370。在一些实施例中，可操作以过滤例如甲醛（hcho）的极性化学物质的第二碳材料212可以包括dexuan-a-hcho。然而，可以使用其它品牌或者类型的碳材料来实现过滤（吸收）非极性和极性化学物质的相同目的。在一些实施例中，可以用锰、铈或者其组合的催化剂来处理第二碳材料212。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳材料每分钟吸收约590克或者更高的吸收速度进行吸收。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳材料每分钟吸收约650克或者更高的吸收速度来吸收例如voc的非极性化学物质。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳材料每分钟吸收约1400克或者更高的吸收速度来吸收例如甲醛的极性化学物质。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳材料每分钟吸收约0.7克或者更高的吸收容量进行吸收。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳约0.1克化学物质或者更高的吸收容量来吸收例如voc的非极性化学物质。在一些实施例中，两种碳材料的组合可以操作以按照每克碳约0.8克或者更高的吸收容量来吸收例如甲醛的极性化学物质。

在一些实施例中，两种碳材料的比例可以是约1比1（例如，50%的第一碳材料211比50%的第二碳材料212）。然而，在其它实施例中，可以基于要使用过滤滤芯102的期望条件和环境来选择（或者调整）碳材料的比例。例如，如果期望的是环境容纳量比极性化学物质更高的非极性化学物质，第一碳材料211的量可以大于第二碳材料212的量。在一些实施例中，碳材料210的总量可以在约100克到200克之间。然而，滤芯内的碳材料210的量可以基于过滤滤芯102的应用而变化。例如，容量更高的过滤滤芯可以设计为用于具有大量极性和非极性化学物质的环境并且/或者可以设计为延长使用寿命，并且因此在过滤滤芯102内需要更多量的碳材料210。类似地，容量更低的过滤滤芯可以设计为在具有更少量极性和非极性化学物质的环境中使用并且/或者对用户而言是更便宜的选项，并且因此在过滤滤芯102内需要更少量的碳材料210。

在一些实施例中，碳过滤介质210可以包括粒状材料。例如，碳材料可以包括约10/16网目尺寸（meshsize）至约16/18网目尺寸的粒状材料。在一些实施例中，碳材料可以包括约10网目尺寸到20网目尺寸的粒状材料。在一些实施例中，碳材料的bet（brunauer–emmett–teller）比表面积可以是每克500-2000平方米。

本公开的一些实施例可以包括形成过滤滤芯102（如上所述）的方法。在一些实施例中，可以组合第一碳材料和第二碳材料，其中，第一碳材料可以操作以有效地吸收非极性化学物质，并且第二材料可以操作以有效地吸收极性化学物质。然后，可以在过滤滤芯的中空壳体内散布组合的碳材料，并且可以密封过滤滤芯的壳体，以容纳碳材料。然后，可以将盖体附接至中空壳体以密封该壳体。

在一些实施例中，第一碳材料可以可操作以有效地吸收voc，并且第二碳材料可以可操作以有效地吸收甲醛。在一些实施例中，组合的碳材料可以包括在约100克到约200克之间。在一些实施例中，组合碳材料可以包括用高频振动设备进行混合以进行均质混合。在一些实施例中，第一碳材料比第二碳材料的比例可以是大约1比1（例如，50%的第一碳材料比50%的第二碳材料）。在一些实施例中，可以基于使用面罩的期望条件和环境来选择第一碳材料与第二碳材料的比例。例如，如果期望（或者确定）空气中的非极性化学物质的量大于空气中的极性化学物质的量，那么在碳材料的混合物中的第一碳材料的量可以大于第二碳材料的量。

在一些实施例中，可以将更多的过滤材料聚集在过滤滤芯的壳体内，其中，更多的过滤材料可操作以过滤空气中的颗粒物质。在一些实施例中，可弃置面罩可以操作以过滤0.3微米或者更大的颗粒物质。在一些实施例中，组合第一碳和第二碳包括进行大约均质的混合。在一些实施例中，将盖体附接到中空壳体上以密封壳体可以包括：使盖体的至少一部分超声熔化到壳体上。

虽然在上面已经示出和描述了根据本文所公开的原理的各个实施例，但是在不偏离本公开的精神和教导的情况下，本领域的技术人员可以对其进行修改。本文所描述的实施例仅仅是代表性的并且不旨在限制。许多变型、组合和修改是可能的，并且在本公开的范围内。因组合、整合和/或省略（多个）实施例的特征而产生的替代实施例也在本公开的范围内。因此，保护范围并不受上述描述的限制，而是由随附的权利要求书所限定，所述范围包括权利要求书的主题的所有等同物。将每一和每个权利要求作为进一步公开内容并入到说明书中，并且权利要求书是（多个）本发明的（多个）实施例。此外，上面描述的任何优点和特征可以涉及特定实施例，但是不应该限制将这种公布的权利要求书应用于实现上述优点中的任何一个或者全部或者具有上述特征中的任何一个或者全部的过程和结构。

另外，本文所使用的章节标题被设置为与37c.f.r.1.77的建议相一致或者是另外提供有组织的提示。这些标题不应该限制或者表征在可以从本公开公布的任何权利要求书中陈述的（多个）发明。具体地并且举例来说，尽管标题可能涉及“技术领域”，但是权利要求不应该受该标题下选择用以描述所谓领域的语言的限制。进一步地，“背景技术”中的技术描述被解读为承认某项技术是本公开中的任何（多个）发明的现有技术。“发明内容”也不应该被认为是在公开的权利要求书中陈述的（多个）发明的限制表征。此外，本公开中对单数形式的“发明”的任何引用都不应该被用于争辩在本公开中只有一个创新点。可以根据从本公开公布的多个权利要求的限制而陈述多个发明，并且这些权利要求书因此定义（多个）发明和其受保护的等同物。在所有情况下，权利要求书的范围应该被认为是关于其自己的根据本公开的优点，但是应该受到本文所陈述的标题的限制。

例如包括、包含和具有等较广义词的使用应该被理解为对例如由……组成、大体上由……组成和大体上由……包括等较狭义词提供支持。关于实施例的任何要素的术语“可选地”、“可以”、“可能会”、“可能地”等的使用指该要素不是必须的，或者可替代地指该要素是必须的，两个替代方式均在（多个）实施例的范围内。而且，对示例的引用仅仅是说明性的，而非旨在是排他性的。

虽然已经在本公开中提供了多个实施例，但是应该理解，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，所公开的系统和方法可以体现为许多其它特定形式。本示例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明并不限于本文所给出的细节。例如，各种要素或者部件可以组合或者集成在另一系统中，或者某些特征可以省略或者不实施。

而且，在不偏离本公开的范围的情况下，各个实施例中描述和说明成是离散的或者单个的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或者方法组合或者合并。所示出或者讨论成是彼此直接联接或者通信的其它项目也可以电方式、机械方式或者其它方式通过一些接口、装置或者中间部件间接地联接或者通信。改变、替换和更改的其它示例可由本领域的技术人员确定，并且可以在不偏离本文中所公开的精神和范围的情况下做出。