专利名称：用于呼吸面罩的多层制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于一次性的防护性呼吸面罩的多层过滤制品，以阻挡任何悬浮在空 气中的、尺寸可能达到亚微米级的颗粒，同时提高吸气-呼气性能，并使之达到至少与具有 呼吸阀的一次性面罩的吸气-呼气性能相当的效果。本发明涉及所述多层过滤制品在制备防护性呼吸面罩中的用途，该防护性呼吸面 罩特别是用于剧烈的专业体力活动中，从而可以放弃使用具有呼吸安全阀(阀门)的一次 性呼吸面罩。
背景技术：
通常，防护性呼吸面罩包括要与面部接触以覆盖鼻子和嘴的部分，其由一层或多 层通过将边缘胶合或熔接而成为一个整体的过滤材料制成，所述面罩以密封的方式置于面 部之上，并通过紧固装置保持与面部的接触。防护性呼吸面罩必须符合现行的标准限制，特别是要符合有关向内侧泄漏、在预 设的空气流的条件下采用特定试剂测定的过滤介质的渗透情况、以及在预设的空气流的条 件下在吸气或呼气方向的呼吸阻力这些方面的标准限制。现有技术中存在单层或多层防护性呼吸面罩，其呼吸性能仅限于不需要付出大量 体力的那些应用，即，如果该面罩的使用者需要空气流大量、显著地增加从而摄入更多的氧 气，则该使用者就会感觉气闷、心跳加快并开始窒息。美国专利文献US 2008/0110469中描述了一种卵形的防护性呼吸面罩，其轮廓上 设置有胶带。该面罩具有两个过滤层一个由摩擦带电的毡型织物构成的内层、以及一个由 熔喷非织造材料构成的外层。还可以提供一个防臭层。由于该面罩是通过胶带固定的，所 以这种类型的面罩会刺激皮肤并使人产生不适的感觉。而且，根据气候条件和/或佩戴者 的皮肤类型，胶带还有可能会脱离从而使得所述面罩可能会失去过滤效果。现有技术中的多篇文献，如US 1556679,US 3664335或US4195629，描述了具有紧 固夹的防护性呼吸面罩，所述面罩具有三个层，特别是具有夹在两个非织造外层之间的、由 纤维类或泡沫构成的中间层。这些面罩具有良好的柔性，并允许空气在呼吸过程中顺畅地 通过该面罩的各层，但是，这些面罩不能对小颗粒(例如很细的粉尘或微生物)形成极其有 效的屏障。人们总是追求更好的过滤效果。其他文献，如EP 0183059、US5, 467，765，描述了 由四层叠堆而成的柔性呼吸面罩。EP 1014815描述了一种具有多层结构的呼吸面罩，其中 第一外层为三层重叠的非织造材料，是经纺粘/挤出/纺粘(SMQ而得到的，中间层为驻极 体，内层是由湿法形成的贴面层、或者经纺粘得到的层、或者与外层相同的三层重叠的非织 造材料(SMS)构成的。当然，这样层层堆叠有利于过滤，但实质上阻碍了呼吸，造成使用者 感觉疲劳以及不适。此外，在呼气时面罩与面部之间的密封可能会出现缺陷，导致面罩从面 部脱离，从而不能继续正常地发挥其过滤功能。还有通过设置安全阀(阀门)来提高呼吸性能的多层防护性呼吸面罩，对于从事专业工作和/或需要付出体力劳动的面罩使用者，所述工作或劳动导致使用者呼吸频率加 快以及维持这种工作状态所需要的空气量增加，而安全阀的设置大幅增加了该使用者呼气 时的气流量，使其没有窒息的感觉，窒息感可能会导致使用者取下防护面罩以恢复正常的 呼吸。美国专利文献US 2004/0255946已提出这样一种解决方案，其中多层面罩具有安 全阀(阀门)，用于阻挡吸入的空气并排出呼出的空气。该面罩虽然促进了呼出空气的流 通，但是由于缺乏对吸气过程起作用的具体部件，所以这种面罩的吸气过程还是很困难。而 且，在该面罩的全部表面上，通常只有一小部分表面进行过滤，而这部分表面被安全阀(阀 门)遮挡，从而使其尺寸进一步降低。这种面罩的另一个缺点是其重量明显大于没有安全 阀(阀门)的面具，这会对面罩佩戴者的佩戴时间产生制约作用。实际上，呼吸面罩的佩戴者在休息时每分钟消耗30升的空气量；当他们进行体力 活动或工作时每分钟消耗90升的空气量。防护性呼吸面罩的过滤能力以及单次呼气或吸 气时空气的流量似乎是由过滤层(一层或多层)的组成来限定的，所述组成的过滤层每分 钟的空气流量以及过滤能力与织物纤维或纸纤维的性质特别相关，所述性质包括纤维的尺 寸、来源、将所述的一层或多层加工成面罩的生产方法、在形成所述的一层或多层的过程中 为了使纤维之间产生合适的粘附力以及为了产生使空气通过的孔隙度而使用的粘合剂。因此，面对其初始组成局限在预定的每分钟空气流量的界限范围内的单层或多层 呼吸面罩的问题，在改变其性能时，不管所述单层或多层的组成如何，人们均为所述简易呼 吸面罩设置一个呼吸安全阀(阀门)，从而人为地增加呼出空气的流量，使该防护性呼吸面 罩的佩戴者在从半闲散状态过渡到需要更大空气流量的体力劳动状态时没有窒息的感觉。然而，针对为单层或多层呼吸面罩提供呼吸安全阀(阀门)(该安全阀至少允许更 快速地呼出佩戴者所吸入且使用过的空气)而言，在该安全阀介入佩戴者的空气通道的情 况下，会产生不利因素，其中主要的不利因素有如下几项，例如-简易面罩的重量增加，可能要乘以系数5或6，这成为佩戴者的重大障碍；-吸气性能没有多大改变，这要求体力劳动状态中的佩戴者付出更多的力气以获 得所需的空气量，而为此所付出的力气必然会使所需的空气量增加；-安装安全阀(阀门)要占用全部吸气表面的7%至12%，这导致呼吸面罩损失一 部分吸气表面；-呼吸面罩的形状必须改变，以便为阀门安装提供所需要的接收表面。发明目的本发明的目的是多方面和多样化的，其旨在克服现有技术中的呼吸面罩所存在的 缺陷，以及在最广泛意义上满足防护性呼吸面罩在各领域使用的过程中出现的各种独特的 技术需求，所述领域例如为工业、建筑业和公共工程、或者需要改进呼吸性能的医学应用。本发明的第一个目的是制成新一代呼吸面罩，通过去除现有技术中单层或多层防 护性呼吸面罩上的安全阀(阀门)，所述新一代呼吸面罩的重量不超过现有技术中简易的 单层或多层呼吸面罩的重量(从5g到8g)，并提高了从事体力劳动的佩戴者使用时的呼吸 性能，所述新设计的呼吸面罩具有至少与现有技术中具备安全阀(阀门)的呼吸面罩相同 的呼吸性能。本发明的另一个目的是制成新一代的防护性呼吸面罩，其没有安全阀(阀门)，但是其设计提供了至少与具有安全阀(阀门)的防护性呼吸面罩相同的呼吸性能，从而在其 使用时赋予多功能性，使得使用者既可以在进行轻微体力活动时佩戴该面罩，也可以在进 行剧烈体力活动时佩戴该面罩。本发明的另一个目的是增加防护性呼吸面罩的呼吸性能，这是通过测定每分钟流 过呼吸面罩的空气量来衡量的。本发明的另一个目的是开发一种既简易又轻便的防护性呼吸面罩，但是其能够使 该面罩的使用者可以容易地通过该面罩吸入并呼出空气，使得在吸气时，使用者不会感觉 费力；在呼气时，面罩不会离开面部，从而确保有效的过滤和对使用者的保护。本发明的另一个目的是开发一种防护性呼吸面罩，其能够过滤非常细的颗粒，例 如灰尘或微生物；同时还能提高呼气-吸气性能，即使是在重体力活动中也是如此。本发明的另一个目的是提供一种防护性呼吸面罩，其能够防止有害液体或固体颗 粒从而提供良好的保护，同时仍然符合人体工程学，并且佩戴舒适。本发明的另一个目的是提供一种有效的防护性呼吸面罩，其使佩戴者能够舒适地 呼吸，同时仍然能够经济地大规模生产。本发明的另一个目的是提供一种防护性呼吸面罩，其可以容易地自动化制造，并 且其不使用安全阀(阀门)，使得成本价格大大降低。本发明的另一个目的是提供一种防护性呼吸面罩，其可以大幅降低矿物原料在其 生产过程中的使用。发明_既述这样，本发明消除了现有技术中的防护性呼吸面罩所暴露出的全部弊端，并达到 了上述各种目的。本发明涉及一种用于防护性呼吸面罩的多层过滤制品，其特征在于该多层过滤制 品从外向内包括a)由纺粘型非织造织物制成的外层；b)由摩擦带电的毡型非织造织物制成的第一中间层，所述摩擦带电的毡型非织造 织物由这样的基布构成，该基布由至少两种不同类型的、能够为该织物提供相反电荷从而 增强过滤性能的纤维形成；c)至少一个由熔喷微纤维非织造帘布制成的第二中间层，所述帘布带有静电；和d)由纺粘型非织造织物制成的、与脸部相接触的内层。发明详述根据本发明用于防护性呼吸面罩的多层过滤制品虽然没有安全阀(阀门)，但是 获得了至少与具有所述安全阀(阀门)的单层或多层防护性呼吸面罩相当的过滤能力和呼 吸性能。根据本发明，所述制品包括夹在两个面层之间的第一中间层和第二中间层，所述 中间层特别用于实现有效的过滤，所述两个面层对整个结构形成支撑，所述各层已针对各 自的组成从用于制备呼吸面罩的、同时具有过滤性能(使其能够过滤细颗粒和亚微米的颗 粒)和呼吸性能(使其能够减少呼吸所费的力气)的层中加以选择。因此，所述两个面层包括外层和内层，各层均由纺粘型非织造织物形成，从而能够 为整个结构提供机械阻力并支撑中间过滤层。
第一中间层选择摩擦带电的毡型非织造织物，所述摩擦带电的毡型非织造织物由 这样的基布构成，该基布由至少两种不同类型的、能够为该织物提供相反电荷从而增强过 滤性能的纤维形成。第一中间层为带静电的过滤介质，其包括至少两种具有不同电性能的、 在其制备过程中发生转变的纤维，这样，在两种不同类型的纤维间产生电荷的转移，并且使 离散的正负电荷存在于纤维的表面上。由于该过滤介质中的一种纤维为非常好的绝缘体， 因此电荷的转移是稳定且持久的。因此，第一中间层具有很好的过滤性能，它能够保留尺寸 小于微米的颗粒，同时仍然能够由粗纤维基布制成，所述粗纤维基布能够使空气以较低阻 力通过该过滤介质。第二中间层选择由带静电的熔喷微纤维非织造帘布制成。该层能够保留更细的颗 粒，例如病毒或细菌。这是一种驻极体类型的织物，带有静电，从而将空气中悬浮的颗粒保 留在该织物的表面。这种层也对悬浮在空气中的液体颗粒形成阻碍屏障。本发明的制品的各层按照确切的顺序排列，更具体而言，从外到内设置第一支撑 层、接着是由摩擦带电的毡型非织造织物制成的第一中间层、然后是由熔喷微纤维非织造 帘布制成的带静电的第二中间层。这种设置使得选择性过滤悬浮颗粒成为可能，其中尺寸 较大的颗粒被第一中间层保留，较细的颗粒被第二中间层保留。这使得可以获得有效的过 滤，而不会立即造成过滤层的堵塞，这样可以获得其使用时间至少与现有技术中的呼吸面 罩相当的功能性面罩。而且，由于第二中间层是第一个与佩戴者呼出的空气相接触的过滤 层，所以它有效地阻止了悬浮在呼出空气中的液体颗粒，防止其向周围空气中排放。在使用者进行不同强度的体力劳动的多种环境中进行测试，结果表明，采用这种 用于防护性呼吸面罩的制品，在呼气和吸气过程中，空气流通过该面罩所受到的阻力均明 显小于现行标准确定的值。这是在没有设置呼吸安全阀(阀门)的情况下取得的结果，从 而最终获得增加的呼吸和过滤表面，并且具有极低的重量。由此，具有这种制品的面罩的重量小于或等于6克，远小于现有技术中的面罩(特 别是那些具有呼吸阀(阀门)的面罩)的重量。除了其重量减轻以外，这样的面罩还具有柔 软的触感，并且可以减少、甚至避免出汗，以及防止雾气的形成，从而使佩戴者感觉更舒适。更优选的是，第一中间层对以平均速度为8. 2米/分钟通过的空气流的阻力小于 10帕。有利的是，第一中间层的克重为约50g/m2至100g/m2。更优选，其厚度为约1. 3毫 米至2毫米(组装前)。根据本发明的有利的特点，选择第一中间层使得对于平均速度为9. 5米/分钟 的空气流所携带的0. 6 μ m的氯化钠颗粒(应理解，这是在实验室条件下达到的)，克重为 50g/m2的第一中间层的透过率为31%，克重为100g/m2的第一中间层的透过率为10. 2%。有利的是，所述构成第一中间层的纤维为直径约20 μ m至25 μ m的纤维。更优选的是，构成第一中间层织物的这些纤维选自天然纤维，例如羊毛、棉、亚麻、 丝、动物毛；或者选自人工纤维，例如粘胶纤维、醋酸纤维素纤维、三乙酸纤维素纤维、人造 丝；或者选自合成纤维，例如聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、丙烯酸系纤维、聚烯烃 (聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维，这些纤 维可以单独或混合使用。根据本发明的另一个特点，第二中间层是由两个叠加的聚丙烯纤维层形成的基布制成的，每层的面密度在27g/m2和64g/m2之间。有利的是，选择第二中间层使得在流量为32升/分钟的空气流通过时，克重为 27g/m2的第二中间层产生的阻力为约沈帕，克重为64g/m2的第二中间层产生的阻力为约 50帕。更优选，第二中间层(12)的厚度在0. 2mm和0. 8mm之间。选择不同层的厚度，从而获得符合现行的、具体针对不同类型的保护而制定的标 准的呼吸面罩用制品。根据欧洲标准EN149，防护性呼吸面罩分为三种类别的保护FFP1、 FFP2和FFP3 ；根据美国NIOSH命名，分为N95和N99。过滤器的分类与其对特定尺寸(限 于约0. 6 μ m)的颗粒的过滤能力有关，FFP2和N95面罩为95%，FFP3和N99面罩为99%。有利的是，对于流量为321/min的空气流中的氯化钠颗粒，克重为27g/m2的第二 中间层的透过率为3%，克重为64g/m2的第二中间层的透过率为0. 2%。更优选的是，第二中间层采用了聚丙烯微纤维基布。有利的是，所述内层和外层由非织造的、纺粘型针刺织物制成，其克重在10g/m2和 30g/m2之间，更优选为20g/m2。更优选的是，吸气过程中流量为951/min的空气流通过各层的呼吸阻力小于100 帕。例如，采用FFP3(或N99)型面罩所测得的吸气过程的呼吸阻力为约93帕至99帕，采 用FFP2(或N95)型面罩所测得的呼气过程的阻力为约43帕至50帕，采用FFPl型面罩所 测得的呼气过程的阻力为约40帕至47帕。有利的是，呼气过程中流量为1601/min的空气流通过各层的呼吸阻力小于175 帕。例如，采用FFP3(或N99)型面罩所测得的呼气过程的呼吸阻力为约159帕至172帕， 采用FFP2(或N95)型面罩所测得的呼气过程的阻力为约76帕至86帕，采用FFPl型面罩 所测得的呼气过程的阻力为约71帕至75帕。本发明的目的还包括提供包含本发明的制品的防护性呼吸面罩。该面罩在具有高 的过滤能力的同时提供更高的呼吸舒适度。有利的是，本发明的防护性呼吸面罩的重量小于或等于6g。本发明还涉及到本发明的制品在防护性呼吸面罩中的应用，所述面罩用于卫生保 健、环境保护、自己动手的活动、食品工业、家居清洁、建筑及公共工程、冶金行业、汽车行 业，更广泛而言，应用于其中操作者与灰尘和颗粒相接触的所有活动领域中。
附图显示出本发明的用于防护性呼吸面罩的制品的优选实施方案、以及包含该制 品的面罩，其中-图1示出包含根据本发明优选实施方案的多层制品的防护性呼吸面罩的俯视 图；-图2示出图1所示面罩中各层堆叠的横截面视图。本发明优选实施方案的详细描述附图标号说明1 防护性呼吸面罩2 外边缘
3 皱褶4 侧边缘5 侧边缘6 撑杆7 紧固夹8 紧固夹IOa 夕卜层IOb 内层11 第一中间层12 第二中间层本发明的多层过滤制品可应用于不同形状的呼吸面罩，例如壳状、鸭嘴型、鹦鹉嘴 型或其它形状的面罩。图1所示的防护性呼吸面罩1为“鸭嘴”型面罩。该面罩由柔性层均勻堆叠而成， 在后文中将会对此进行说明。为了方便整理，沿其纵向对称面折叠，于是其具有大体为梯形 的形状。所述面罩具有与侧边缘4、5相连的外边缘2，侧边缘4、5通过皱褶3而延伸，所述 皱褶在佩戴时位于跨越使用者口部的正前方区域。所述面罩还包括撑杆6和两个紧固夹7、 8。撑杆6位于非织造材料制成的外层中，并且浮现于面罩的外表面上。紧固夹有弹性，分 别固定在侧边缘4、5里面。撑杆6是由韧性的、非延展性塑料或金属材料制成的，使得面罩可以适应脸部形 状并且可对其进行调整，从而减少可能发生在面罩和脸之间的泄漏。如图2所示，本发明的防护性呼吸面罩1包括由过滤层和支撑层构成的叠堆，该叠 堆从外到内包括外层10a，第一中间层11，两个第二中间层12和内层10b。本发明的面罩用来隔离和保护佩戴者，使其避免吸入可能通过空气传播的传染物 的风险，所述传染物例如为灰尘、污染物、病毒、过敏原等。各个国家都有关于面罩的现行标 准，其标准各有特点，但是总体上都必须满足相同的要求。例如，根据以下标准对面罩进行 分类-在欧洲法规中有三个级别的保护FFP1，FFP2和FFP3，必须符合欧洲标准 EN149:2001的要求，特别是在向内侧泄漏、过滤介质的渗透性和呼吸阻力这些方面更是如 此。-在美国法规NIOSH中有两个级别的保护N95和N99。以下，“纺粘”材料是指由挤压技术获得的纺粘型非织造织物或织带，所得丝线的 直径在13 μ m和16 μ m之间；“熔喷”材料是指采用吹挤技术获得的非织造熔喷微纤维织带， 所得丝线的直径在2 μ m禾口 5 μ m之间。内层IOb和外层IOa由非织造纺粘(或“纺粘”型的)织物制成，所述非织造纺 粘型织物可以由不同的纤维组成聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚乙烯、聚乳酸 等，此类织物具有良好的机械阻力特性。可以采用这些纤维的组合从而提高织物的性能，例 如将阻力特性和柔软的触感相结合。化学添加剂可以进一步提高织物的性能，例如通过抗 静电、抗菌处理等来实现。
在所述实施例中，内层IOb和外层IOa均由DIPRYL品牌的亲水性非织造纺粘(或 “纺粘^^的)针刺布制成，其面密度为20g/m2。根据Edana 20. 2-89测试方法，其牵引阻力 的平均值为27kgf/cm2(MD)和35kgf/cm2(CD)，最大伸长率(MD/CD)为至少35%。该层形成 支撑层并使形成面罩的所有层具有机械阻力特性，其很少或不发挥过滤作用。在所述实施 例中，同样的纺粘针刺材料(具有相同的物理特性或组成)用于欧洲FFP1、FFP2和FFP3三 种类型的面罩或美国N95和N99两种类型的面罩。第二中间层12是由至少一种熔喷微纤维非织造帘布制成的，例如，通过电晕效应 而带有静电的聚丙烯。该层起过滤作用。更优选的是，在把该层置入面罩中的相邻两层之间 时将其折叠为两层，这样，在本发明优选的实施例中，提供具有两个这种第二中间层12的 呼吸面罩1。对于本文所述的FFPl和FPP2(或N95)型面罩，该层例如为Hollingsworth & Vose 公司的MB08型，其面密度为27g/m2，厚度为0. 31mm，氯化钠的透过率为3% (采用321/min 的空气流测量)，321/min的空气流通过时受到的阻力为约沈帕。对于本文所述的FFP3(或N99)型面罩，所述第二中间层12例如为Hollingsworth & Vose公司的MB73型，其面密度为64g/m2，厚度为约0. 73mm，氯化钠的透过率为0. 2% (采 用321/min的空气流测量)，321/min的空气流通过时受到的阻力为约50帕。根据本发明，更特别的是，第一中间层11为摩擦带电的织带或毡型的非织造织 物，该织物由至少包含两种不同类型纤维的基布构成，其中所述纤维能够为该织物提供相 反电荷从而增强其过滤性能。更优选的是，平均速度为8. 2m/min的空气流通过第一中间层 时受到的阻力小于10帕。这些纤维可以是天然纤维，如羊毛、棉、亚麻、丝、动物毛(骆驼、 山羊、美洲驼马等)；或者是人工纤维，如粘胶纤维(其为黄原酸纤维素)、醋酸纤维素纤维、 三乙酸纤维素纤维、人造丝；或者是合成纤维，如聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、丙 烯酸系纤维、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、 聚氨酯纤维，这些纤维可以单独或混合使用。所述织物可以包括选自上述纤维中的两种纤 维的混合物，这两种纤维带有相反的静电。例如，第一中间层11由纤维混合物形成的基布制成，所述纤维的直径为约20μπι 至25 μ m，并且选择为使得在其制备过程中，经摩擦带电从而在纤维的表面上产生离散的、 相反的电荷，将该纤维洗涤、混合、然后粗纺从而获得具有可控重量的网络。通过针刺将所 述纵横交错的网络固定在纺粘(或“纺粘”型的)非织造织物构成的支撑体上。这种材料 可以(例如)由成对的丙烯酸系纤维-聚丙烯纤维形成的基布制成，并且可以为(例如) Hollingsworth & Vose公司的"Technostat型。第一中间层的静电特性以及其由粗纤维形 成的基布制成，使得其具有高的使粉尘带电的能力、对通过的空气具有低的阻力、以及良好 的阻挡亚微米颗粒的效果。经过在实验室内进行多次试验后，FFPl型面罩所选用的材料具有50g/m2的面密度 (其中支撑体的面密度为15g/m2)，厚度为1. 3mm,氯化钠颗粒(其直径为0. 3 μ m)的透过率 为31%，对以8. 2m/min(估计的平均速度)通过的空气流的阻力为4. 3帕。进行附加试验以便可以选择用于FFP2(或_幻和FFP3(或N99)面罩的材料，其 面密度为100g/m2 (其中支撑体的面密度为15g/m2)，厚度为2mm，氯化钠颗粒(其直径为 0. 3 μ m)的透过率为10.6%，对以8.2111/1^11(平均速度)通过的空气流的阻力为8. 6帕。
FFPl面罩旨在针对无毒粉尘(例如纤维素、棉花、面粉、泥土、植物和动物油)或污 染物提供防护作用。它可以用于纺织、食品、自己动手的活动、卫生和清洁行业。采用本发明的FFPl型面罩进行测试的结果表明，其最大泄漏率为2. 87%，因此明 显低于现行标准所允许的最大泄漏率22%。测试表明其过滤介质对氯化钠的透过率最高为 2.9%,而现行标准所允许的最大值为20%。测试表明其过滤介质对石蜡油的透过率最高为 12. 4%，而现行标准所允许的最大值为20%。以301/min的流量测量时，吸气过程中呼吸阻 力的最大值为15帕，因此明显低于现行标准所允许的最大值60帕；当以951/min的流量测 量时，最大阻力值为47帕，因此明显低于现行标准所允许的最大值210帕。以1601/min的 流量测量时，呼气过程中呼吸阻力的最大值为75帕，因此明显低于现行标准所允许的最大 值3帕。FFP2(或N95)面罩旨在针对粉尘、病毒、环境污染或过敏原提供防护作用，所述粉 尘来自混凝土、水泥、石膏(例如，在工作中涉及拆除、砌砖或打磨)、软木(来自涉及打磨、 切削的工作)、油漆和树脂的细颗粒、塑料材料(例如来自通过冲击实现剥离的操作、打磨 等)；所述病毒包含(例如)禽流感、SRAS、肺结核等。这类面罩可以应用于工业、建筑和公 共工程、自己动手的活动、木材加工、汽车行业、车身制造和医疗保健。采用本发明FFP2 (或N95)型面罩进行测试的结果表明，其最大泄漏率为8. 4%，因 此低于现行标准所允许的最大泄漏率11%。测试表明其过滤介质对氯化钠的透过率最高 为1. 2%，而现行标准所允许的最大值为6%。测试表明其过滤介质对石蜡油的透过率最高 为5. 6%，而现行标准所允许的最大值为6%。以301/min的流量测量时，吸气过程中呼吸 阻力的最大值为16帕，因此明显低于现行标准所允许的最大值70帕；当以951/min的流量 测量时，最大阻力值为50帕，因此明显低于现行标准所允许的最大值240帕。以1601/min 的流量测量时，呼气过程中呼吸阻力的最大值为86帕，也远远低于现行标准所允许的最大 值300帕。FFP3面罩旨在针对浓度低于1根纤维/cm7h的石棉纤维(例如，用于材料处理 或诊断)、岩棉粉尘、玻璃纤维(在处理过程中或者在有绝缘/隔热材料的条件下工作)、铅 (打磨喷漆时)、硬木颗粒、金属烟雾，病毒(呼吸传染性疾病)、细菌(如军团病)提供防护 作用。它可以广泛应用于工业、建筑和公共工程、木材加工、冶金和医疗保健。采用本发明的FFP3(或N99)型面罩进行测试的结果表明，其最大泄漏率为 3. 25%，因此低于现行标准所允许的最大泄漏率5%。测试表明其过滤介质对氯化钠的透 过率最高为0. 14%，而现行标准所允许的最大值为1%。测试表明其过滤介质对石蜡油的 透过率最高为0.84%，而现行标准所允许的最大值为1%。以301/min的流量测量时，吸 气过程中呼吸阻力的最大值为31帕，因此低于现行标准所允许的最大值100帕；当以951/ min的流量测量时，最大阻力值为99帕，因此明显低于现行标准所允许的最大值300帕。以 1601/min的流量测量时，呼气过程中呼吸阻力的最大值为172帕，也远远低于现行标准所 允许的最大值300帕。本发明面罩的表面积在200cm2和250cm2之间。该面罩不包括任何呼吸阀，因此， 用于过滤和呼吸的表面增加，具有更好的保护性能和呼吸舒适性。此外，所述面罩的重量小 于6g，明显低于具有安全阀(阀门)的面罩的重量(约为12g至30g)。重量的不同与没有 安全阀有关，从而同样降低了对矿物原料的消耗，进而降低了原材料的价格，因此也降低了呼吸面罩的成本。在附图所示的例子中，本发明的防护性呼吸面罩为柔性的、并且为一次使用型的。更优选的是，采用与构成本发明防护性呼吸面罩的上述各层相应的材料叠片，可 以在同一生产线上连续生产所述面罩。按照面罩的双梯形切割所述材料叠片，然后以密封 的方式熔接对应于侧边缘的轮廓，更优选采用超声熔接。然后，将面罩沿皱褶3折叠。在以 密封的方式熔接侧边缘4和5之前加入紧固夹和撑杆。可以在面罩上印刷图案或符号。最 后在包装袋中对面罩进行整理。这种面罩可用于卫生和医疗保健、环境保护、自己动手的活动、食品行业、家居清 洁、建筑及公共工程、冶金行业和汽车行业，更广泛而言，应用于其中操作者与灰尘和颗粒 相接触的所有活动领域中。
权利要求
1.一种用于防护性呼吸面罩的多层过滤制品，其特征在于，该多层过滤制品按照从外 到内的顺序包括a)由纺粘型非织造织物制成的外层(IOa)；b)由摩擦带电的毡型非织造织物制成的第一中间层(11)，所述摩擦带电的毡型非织 造织物由基布制成，该基布是由至少两种不同类型的、能够为该织物提供相反电荷从而增 强过滤性能的纤维形成的；c)至少一个由熔喷微纤维非织造帘布制成的第二中间层(12)，所述帘布带有静电；和d)由纺粘型非织造织物制成的、与脸部相接触的内层(10b)。
2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，平均速度为8.2m/min的空气流通过所述 第一中间层(11)时受到的阻力小于10帕。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，所述第一中间层(11)的克 重为约 50g/m2 至 100g/m2。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，所述第一中间层(11)的厚 度为约1. 3mm至2mmο
5.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，构成所述第一中间层(11) 的纤维的直径为约20 μ m至25 μ m。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，构成所述第一中间层(11) 的织物的纤维选自(i)天然纤维，如羊毛、棉、亚麻、丝、动物毛；(ii)人工纤维，如粘胶纤维、醋酸纤维素纤维、三乙酸纤维素纤维、人造丝；(iii)合成纤维，如聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、丙烯酸系纤维、聚烯烃(聚 乙烯、聚丙烯及其共聚物)纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维；这些纤维可以单独或混合使用。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，所述第二中间层(12)由 基布制成，所述基布由两个叠加的聚丙烯纤维层构成，每个纤维层的面密度均在27g/m2和 6^/m2之间。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，流量为321/min的空气流 通过克重为27g/m2的第二中间层(12)时受到的阻力为约沈帕；流量为321/min的空气流 通过克重为64g/m2的第二中间层(12)时受到的阻力为约50帕。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，所述第二中间层(1 的厚 度在0. 2mm和0. 8mm之间。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，采用聚丙烯微纤维基布制 备所述第二中间层(12)。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，所述内层(IOb)和外层 (IOa)均由非织造纺粘针刺织物制成。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，构成所述内层(IOb)和外 层(IOa)的所述纺粘型非织造织物的克重在10g/m2和30g/m2之间，更优选为20g/m2。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，在以951/min的流量通过 各层(10a，11，12，IOb)的条件下测量时，吸气时的呼吸阻力小于100帕。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的制品，其特征在于，在以1601/min的流量通 过各层(10a，11，12，IOb)的条件下测量时，呼气时的呼吸阻力小于175帕。
15.采用根据前述权利要求中任意一项所述的制品制备的防护性呼吸面罩(1)。
16.根据权利要求15所述的防护性呼吸面罩(1)，其特征在于，其重量小于或等于6g。
17.根据权利要求1-14中任意一项所述的制品用于制造在卫生和保健、环境保护、自 己动手的活动、食品行业、家居清洁、建筑及公共工程、冶金行业或汽车行业领域所使用的 防护性呼吸面罩中的用途。
全文摘要
本发明提供用于防护性呼吸面罩的多层过滤制品，其特征在于，该多层过滤制品按照从外到内的顺序包括a)由纺粘型非织造织物制成的外层；b)由摩擦带电的毡型非织造织物制成的第一中间层，所述摩擦带电的毡型非织造织物基于至少两种不同类型的、适于为该织物提供相反电荷从而增强过滤性能的纤维；c)至少一个由熔喷微纤维非织造帘布制成的第二中间层，所述帘布带有静电；和d)由纺粘型非织造织物制成的、与脸部相接触的内层。
文档编号A41D13/11GK102131549SQ200980133463
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月6日 优先权日2008年8月26日
发明者维亚尼·布里亚 申请人:德尔陶约瓦尔米公司