一种石墨烯防护口罩的制作方法

本实用新型涉及口罩技术领域，尤其是涉及一种石墨烯防护口罩。

背景技术：

现有的防护与医用口罩大多是无纺布口罩，主要依靠设置在内外无纺布层之间的过滤膜材料起过滤作用，作用原理是利用过滤膜阻挡颗粒物或病原菌以及静电吸附污染物。可见，口罩中间的过滤膜材的选用及层间设计对空气的净化效果非常重要。目前，市场上流通的口罩大多数在中间设置熔喷布(即聚丙烯材质)作为过滤膜材，更高级的口罩则通过增加熔喷布的层数提高净化效果，然而，单纯增加熔喷布的层数所改善的水平有限，一方面空气中的污染物成分复杂，这些污染物在粒径、带电性等方面都有差异，熔喷布并不适用于所有种类的污染物，另一方面佩戴口罩时，佩戴者呼出的又暖又湿的空气会对过滤膜材产生不利影响。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种石墨烯防护口罩，所述的石墨烯防护口罩解决了现有口罩净化空气不彻底全面的问题。

为了实现以上目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种石墨烯防护口罩，包括口罩本体，所述口罩本体包括由内至外依次叠置的亲肤无纺布层、热风布层、石墨烯复合纤维层、熔喷布层和成型无纺布层，所述亲肤无纺布层、热风布层、石墨烯复合纤维层、熔喷布层和成型无纺布层通过多个相间隔的熔接点连接成一体。

与现有技术相比，本实用新型主要改进了两点：一是采用特定功能材料层堆叠而成，二是优化了内部过滤层的叠加顺序。本实用新型通过以上两点提高了空气的过滤效率和质量。

在本实用新型中，最内层的亲肤无纺布层贴近于皮肤。热风布层具有蓬松、柔软、高弹性、透水和透气等特性，作为内部的第一道防护层，增加口罩的柔软舒适度。石墨烯复合纤维层作为内部的第二道防护层，由石墨烯类物质(例如通过化学法制备的石墨烯，机械法制备的石墨烯，以及利用生物质资源制备得到的石墨烯)与纤维(例如聚丙烯纤维)复合而成，可以抑制细菌及其它微生物生长，还可利用其导电性吸附金属离子等带电污染物，并且由于石墨烯复合纤维材料的比表面积大，因此吸附率高。熔喷布层作为内部的第三道防护层，过滤粒径为2.5μm以下的污染物。最外层的无纺布层主要用于定型，并且能够阻挡常规灰尘及大粒径粉尘和烟雾。综上，本实用新型通过以上结构对大粒径粉尘和烟雾、微生物和带电污染物、微粒污染物先后有序吸收，完成对空气的层层净化，提高了对空气的净化质量和效率。

另外，本实用新型的多个层通过多个相间隔的超声波熔接点连接成一体，因此，并不影响每层的过滤功能。

为了进一步优化口罩的功能，还可以进行以下改进：

优选地，所述亲肤层为PP无纺布层。

优选地，所述热风布层为PET热风布层。

优选地，所述石墨烯复合纤维层为石墨烯复合PP层、石墨烯复合黏胶层或者石墨烯复合莫代尔层。

优选地，所述成型层为PP无纺布层。

所述口罩本体各层之间为热熔压合。

优选地，所述口罩本体的鼻梁处设有用于固定所述口罩的可变形压条。

可变形压条可以根据鼻梁的形状将口罩进行定形并固定在鼻梁上，防止口罩脱落，极大地提高了口罩在鼻梁处的密封性。

优选地，所述可变形压条设置在口罩本体内部。

所述可变形压条设置在口罩本体的外表面影响佩戴口罩后的美观，设置在口罩本体的内表面容易使佩戴者产生不舒适感，本实用新型将压条设置在口罩本体的内部既美观，又舒适。

优选地，所述可变形压条设置在亲肤无纺布层与热风布层之间。

优选地，沿所述口罩本体上边缘的内表面于鼻梁处设有缓冲垫。

缓冲垫具有弹性，设置缓冲垫可以提高鼻梁部的舒适性；并且缓冲垫与鼻子的形状具有很强的贴合性，能进一步提高密封性。

优选地，所述缓冲垫的长度在10cm以下，宽度在2cm以下，高度在2cm以下。

优选地，所述缓冲垫为弹性聚氨酯垫、乳胶垫或硅胶垫。

优选地，根据不同应用场景和不同佩戴者的需求，口罩本体可设计为多种形状，例如罩杯式或折叠式。

罩杯式的口罩空间大，呼吸顺畅，与面部贴合紧密，但不利于收纳。折叠式容易收纳，外表美观，但呼吸空间较小。

罩杯式多设计成半球形，可选择性配备呼气阀，使又暖又湿的呼出空气可以快速地从面罩内排出。

折叠式的口罩有多种形式。例如，将所述口罩本体设计为蚌式，并且所述口罩本体包括自上而下依次分布的鼻梁部、口鼻部和下巴部，所述鼻梁部与所述口鼻部以及所述口鼻部与所述下巴部之间均由八字形折痕隔离开。

这种蚌式的结构简单，为一体式结构，容易加工。

另一种折叠方式为：优选地，所述口罩本体包括自上而下依次分布的鼻梁部、口鼻部和下巴部，所述鼻梁部的与耳部靠近的左右两侧均与所述口鼻部重叠缝合，所述下巴部的与耳部靠近的左右两侧均与所述口鼻部重叠缝合。

该结构的口罩将折叠处设置在耳部位置，即口罩本体的左右两侧边缘的中心处，这种折叠方式能将口罩本体在鼻梁和下巴处的附着力的中心拉于耳部，避免口罩本体在面部的附着力过于分散，从而提高口罩与面部的紧密度。另外，为了扩大口罩内的空间，还可以在口罩本体鼻梁部与口鼻部之间横向设置褶皱部，同样，在口罩本体口鼻部与下巴部之间横向设置褶皱部。

优选地，在所述口罩本体的左侧，所述鼻梁部和所述口鼻部的重叠缝合处与所述下巴部和所述口鼻部的重叠缝合处重合于所述口罩本体的中心线上；在所述口罩本体的右侧，所述鼻梁部和所述口鼻部的重叠缝合处与所述下巴部和所述口鼻部的重叠缝合处重合于所述口罩本体的中心线上。

该结构可以保证口罩折叠时内表面完全被包裹，不暴露在外。

以上重叠缝合优选均为热熔压合，既增加了佩戴舒适度，又方便加工。

或者另外一种折叠方式：

优选地，所述口罩本体相互横向折叠以形成有多个褶皱部。这种折叠结构的主要目的是扩大呼吸空间，而非保护口罩的内表面。

优选地，在口罩本体上增加呼气阀结构，优选将呼气阀设置于口罩本体的中心线上，以快速排出呼出的气体，减少二氧化碳在口罩内的停留时间，但考虑佩戴后口罩的中心为曲面，呼气阀采用弹性材料。

呼气阀可采用单向呼吸阀，优选为纽扣式单向呼气阀。

呼气阀的阀盖可采用方形或圆形，阀瓣的自由端的边缘为曲线形，以减少死角，便于阀瓣顺利开合。阀瓣的固定端的边缘为直线型，以增加固定的稳定性。

优选地，所述口罩本体左右两侧的边沿设有松紧绳。

口罩通常为均码样式，因此，在不同佩戴者脸上的紧密度不同，无法保证同等的密封性。若将边缘设置成弹性可调节的，即在口罩本体左右两侧的边沿设置松紧绳，则可以通过松紧自动调节以适应于不同的面部曲线，解决了传统均码口罩适应性差的问题。

优选地，所述口罩本体的左右两侧分别设有伸缩式耳挂带。

伸缩式耳挂带根据人脸的不同调节长度，增加舒适性和密封性。

伸缩式耳挂带结构有多种，例如耳挂带上设置猪鼻扣或者日字扣，或者直接采用编织结调节长度的绳。

综上，与现有技术相比，本实用新型达到了以下技术效果：

(1)口罩本体采用多层有序的结构，对大粒径粉尘和烟雾、微生物和带电污染物、微粒污染物先后有序吸收，提高了对空气的净化质量和效率。

(2)将口罩本体设置成罩杯式或横向的褶皱部，增大了口罩内部空间，使呼吸更顺畅。

(3)将口罩本体设计成蚌式与八字折痕结合的结构，方便收纳，同时加工难度较低。

(4)将口罩本体设计成上下两部分向中间内表面对内表面的折叠方式，减小了口罩被污染的概率，延长口罩使用周期。

(5)改善呼气阀的阀瓣形状，提高气体的排出速度。

(6)在口罩鼻梁部设置可变形压条和缓冲垫，兼顾了稳定性和舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型其中一个实施例提供的口罩的立体图；

图2为图1所示的口罩本体的剖面图；

图3为另一实施例所提供的口罩的主视图；

图4为图3中呼气阀的立体图；

图5为图4中呼气阀的剖面图；

图6为本实用新型另一实施例提供的口罩的立体图。

附图标记：

1-口罩本体； 2-下巴部； 3-口鼻部；

4-鼻梁部； 5-八字形折痕； 6-单向呼气阀；

7-耳挂带； 8-泡沫层； 9-可变形压条；

101-PP无纺布内层； 102-PET热风布层； 103-石墨烯复合PP层；

104-熔喷布层； 105-PP无纺布外层； 601-阀盖；

602-阀瓣； 603-阀座； 604-固定端；

605-自由端。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型所提供的石墨烯防护口罩的核心结构在于增加了石墨烯层，其口罩本体的层间设置为：

一种石墨烯防护口罩，包括口罩本体，所述口罩本体包括由内至外依次叠置的亲肤无纺布层、热风布层、石墨烯复合纤维层、熔喷布层和成型无纺布层，所述亲肤无纺布层、热风布层、石墨烯复合纤维层、熔喷布层和成型无纺布层通过多个相间隔的熔接点连接成一体。

如图1和2所示，本实用新型的一个实施例的口罩本体1包括内至外依次叠置的PP无纺布内层101、PET热风布层102、石墨烯复合PP层103、熔喷布层104和PP无纺布外层105。

其中，最内层的亲肤PP无纺布内层101贴近于皮肤。PET热风布层102具有蓬松、柔软、高弹性、透水和透气等特性，作为内部的第一道防护层，增加口罩的柔软舒适度。石墨烯复合PP层103作为内部的第二道防护层，由石墨烯类物质(例如生物质石墨烯，机械法制备的石墨烯，以及利用生物质资源制备得到的石墨烯)与聚丙烯(pp)复合而成，可以抑制细菌及其它微生物生长，还利用其导电性吸附金属离子等带电污染物，并且由于石墨烯复合PP材料的比表面积大，因此吸附率高。熔喷布层104以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到1～5微米，这些具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，其作为内部的第三道防护层，过滤粒径为2.5μm以下的污染物。最外层的PP无纺布外层105主要用于定型，并且能够阻挡常规灰尘及大粒径粉尘和烟雾。其中，石墨烯复合PP层可被替换为石墨烯复合黏胶层或者石墨烯复合莫代尔层。

综上，本实施例通过以上结构对大粒径粉尘和烟雾、微生物和带电污染物、微粒污染物先后有序吸收，完成对空气的层层净化，提高了对空气的净化质量和效率。

如图1所示，该实施例所提供的口罩为半球形罩杯式。罩杯式的口罩空间大，呼吸顺畅，与面部贴合紧密，但不利于收纳。

如图3所示，为另一实施例的口罩，该口罩为蚌式，其口罩本体1的层间结构同图1的实施例，即口罩本体1包括由内至外依次叠置的PP无纺布内层101、PET热风布层102、石墨烯复合PP层103、熔喷布层104和PP无纺布外层105，这五层通过多个相间隔的超声波熔接点连接成一体。

从口罩本体1置于面部的区域分割，口罩本体1包括自上而下依次分布的鼻梁部4、口鼻部3和下巴部2，所述鼻梁部4与所述口鼻部3以及所述口鼻部3与所述下巴部2之间均由八字形折痕5隔离开。

这种蚌式的结构简单，为一体式结构，容易加工。其折叠收纳的方式为：按照蚌式左右两侧对折，然后沿着八字形折痕5将上半部和下半部对折。

该口罩还设有单向呼气阀6，如图4和5所示，单向呼气阀6包括阀瓣602、阀盖601和阀座603，阀盖603为方形，阀瓣602的自由端605的边缘为曲线形，以减少死角，便于阀瓣602顺利开合。阀瓣602在阀座上的固定端604的边缘为直线形，以增加固定的稳定性。

其中，阀盖也可设计成圆形等其它形状，阀瓣602采用硅胶等弹性材质。图3的单向呼气阀6设置在口罩本体1的左侧，也可以将其设置于口罩本体1的中心线上，以快速排出呼出的气体，减少二氧化碳在口罩内的停留时间，但考虑佩戴后口罩的中心为曲面，单向呼气阀6采用弹性材料。

该实施例所设置的耳挂带7为编织结调节长度的绳，其根据人脸的不同调节长度，增加舒适性和密封性。为实现同样功能，也可以采用普通耳挂带，然后在其上设置猪鼻扣或者日字扣，即通过猪鼻扣或者日字扣调节耳挂带7的长度。

该口罩本体1上边缘于鼻梁处设有可变形压条，所述口罩本体1上边缘的内表面于鼻梁处设有泡沫层8(可替换为硅胶、乳胶等弹性体)。

可变形压条能够将口罩本体的上边缘根据鼻梁的形状进行定形并固定在鼻梁上，防止脱落，提高密封性。设置泡沫层8可以提高鼻梁部的舒适性。

泡沫层8的长度在10cm以下，宽度在2cm以下，高度在2cm以下。

当然，为了进一步增加舒适性和密封性，也可以在口罩内边缘的一圈都设置泡沫层，或者将泡沫层替换为硅胶层，但前者的透气性更好、皮肤的舒适感也更好。

该实施例的口罩在实际推广时，一般为均码式，为了提高其适应性，可以在口罩本体1左右两侧的边沿设置松紧绳，这样可以通过松紧自动调节以适应于不同的面部曲线。

图6为另一实施例的口罩，其为另一种折叠结构，所述口罩本体1包括自上而下依次分布的鼻梁部4、口鼻部3和下巴部2，所述鼻梁部4的与耳部靠近的左右两侧均与所述口鼻部3重叠缝合，所述下巴部2的与耳部靠近的左右两侧均与所述口鼻部3重叠缝合。

在所述口罩本体1的左侧，所述鼻梁部4和所述口鼻部3的重叠缝合处与所述下巴部2和所述口鼻部3的重叠缝合处重合于所述口罩本体1的中心线上；在所述口罩本体1的右侧，所述鼻梁部4和所述口鼻部3的重叠缝合处与所述下巴部2和所述口鼻部3的重叠缝合处重合于所述口罩本体1的中心线上。

所述重叠缝合均为热熔压合，所述口罩本体1的鼻梁处的外边缘设有可变形压条9。

该实施例将口罩本体1设计成上下两部分向中间内表面对内表面的折叠方式，减小了口罩被污染的概率，延长口罩使用周期。其将折叠处设置在耳部位置，即口罩本体1的左右两侧边缘的中心处，这种折叠方式能将口罩本体1在鼻梁和下巴处的附着力的中心拉于耳部，避免口罩本体1在面部的附着力过于分散，从而提高口罩与面部的紧密度。其将上半部分和下半部分重叠于口罩本体1的中心线上，可以保证口罩折叠时内表面完全被包裹，不暴露在外。

另外，为了扩大口罩内的空间，还可以在口罩本体1的鼻梁部4与口鼻部3的之间横向设置褶皱部，同样，在口罩本体1的口鼻部3与下巴部2之间横向设置褶皱部。

以上图3和图6提供了两种折叠式的口罩，本实用新型还可以采用另一种折叠式：口罩本体相互横向折叠以形成有多个褶皱部。这种折叠结构的主要目的是扩大呼吸空间，而非保护口罩的内表面。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。