一种可有效过滤pm2.5的口罩及其制造方法
【专利摘要】本发明中公开了一种适宜PM2.5口罩的PET孔膜的制造方法，其中针对PM2.5口罩过滤大气中可吸入颗粒的目的，主要针对制造PET孔膜的辐照离子、紫外照射功率、波长及时间进行了改进。制得的用于过滤PM2.5颗粒的口罩，能够将直径≤2.5μm的颗粒拦截在口罩的滤膜外，口罩使用效率高。
【专利说明】—种可有效过滤PM2.5的口罩及其制造方法
[0001]【技术领域】
[0002]本发明涉及一种口罩，具体讲涉及一种可有效过滤PM2.5的口罩。
[0003]
【背景技术】
[0004]我国空气环境中PM2.5的污染问题正在日益加剧，PM2.5已上升为我国许多大中城市环境空气中首要空气污染物，对人体健康造成重要危害。PM2.5是指悬浮在空气中，空气动力学直径< 2.5 μ m的颗粒物。PM2.5可以直接进入肺泡，对人体危害极大。
[0005]目前，市面上有很多防PM2.5概念的口罩，其技术多分为两大类，一类为活性炭吸附，一类为静电捕获。因活性炭本身可携带较多微粒，其本身也是微粒的来源之一，因此将其作为防PM2.5 口罩的滤料并不能真正达到阻止直径≤2.5 μ m颗粒物的目的。静电捕获技术可将直径< 2.5μπι颗粒物通过静电作用吸附到滤膜上使其无法进入呼吸道，但其弊端是无针对性，对大于2.5μπι的微粒也有吸附作用，大量微粒吸附在滤膜上，降低了滤膜的使用效率。如何制造并得到一种针对直径< 2.5 μ m颗粒进行过滤的口罩，是本领域技术人员希望解决的问题。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种专门过滤PM2.5颗粒的口罩，能够将直径≤2.5 μ m的颗粒拦截在口罩的滤膜外，口罩使用效率高，且佩戴舒适。本发明采取纤维膜和PET孔膜双层过滤方式对PM2.5颗粒进行拦截。纤维膜孔径采取10 μ m，PET孔膜孔径采取〈2 μ m，综合考虑成本及过滤效果，优选PET孔膜孔径1.5~2μπι之间。当空气中的有害颗粒通过人体呼吸接近人体口鼻时，首先直径> 10 μ m的颗粒被纤维膜拦截，不能通过，于此同时直径^ IOym的颗粒通过纤维膜进入口罩主体，接触PET孔膜，直径>2.5 μ m的颗粒被PET孔膜拦截在膜外部，通过两次过滤的空气则进入人体口鼻，相应不会携带PM2.5颗粒，减小了空气中有害物质对人体呼吸道的伤害。
[0008]为了达到上述目的，所采取的技术方案是:
本发明所述的一种可有效过滤PM2.5 口罩，其包括口罩主体、鼻夹、耳挂、过滤膜；其中口罩主体具有通气性，覆盖整个口鼻部和面部；鼻夹安装在口罩主体的上沿中部，有良好的延展性；耳挂设于所述口罩主体两侧，用于将该口罩主体固定在脸部；过滤膜安装在所述口罩主体内部；过滤膜包括两层，一层为纤维膜，一层为PET孔膜；
其中，PET孔膜的厚度介于10~15 μ m之间，具有Φ1.5μπι~Φ2μπι的柱状核孔；该PET孔膜的制造方法包括如下步骤:
准备PET薄膜，以高能碳离子辐照PET薄膜，形成柱状损伤区；其中所述薄膜的厚度介于10?15 μ m之间；
在氧气浓度大于2/5的含氧的环境下，将上述离子辐照后的薄膜用产生365nm光波长的950W的高压汞灯照射I?2小时；
将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化I?2月；
将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻，蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液，蚀刻后制得孔径为Φ1.5μπι?Φ2μπι的柱状PET孔膜。
[0009]本发明的可有效过滤ΡΜ2.5 口罩的制造方法包括如下步骤:
制备柱状PET孔膜，包括:
准备PET薄膜，以高能碳离子辐照PET薄膜，形成柱状损伤区；其中所述薄膜的厚度介于10?15 μ m之间；
在氧气浓度大于2/5的含氧的环境下，将上述离子辐照后的薄膜紫外辐照I?2小时； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化I?2月；
将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻，蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液，蚀刻后制得孔径为Φ1.5μπι?Φ2μπι的柱状PET孔膜；
制备过滤膜:
过滤膜包括两层，一层为纤维膜，一层为PET孔膜，将纤维膜和PET孔膜表面接合在一
起;
制备口罩:
准备口罩主体、鼻夹、耳挂、过滤膜，并将鼻夹安装在口罩主体的上沿中部，耳挂设于所述口罩主体两侧，过滤膜安装在所述口罩主体内部。
[0010]
【具体实施方式】
[0011]本发明公开的一种可有效过滤ΡΜ2.5 口罩,其包括口罩主体、鼻夹、耳挂、过滤膜。口罩主体，其具有通气性，覆盖整个口鼻部和面部；一鼻夹，安装在口罩主体的上沿中部，有良好的延展性，人手可将其弯曲至适合自身鼻翼的形状，保持口罩的密封性；一对耳挂，其设于所述口罩主体两侧，用于将该口罩主体固定在脸部；过滤膜，其安装在所述口罩主体内部，分两层，一层为纤维膜，一层为PET孔膜。
[0012]所述PET孔膜的厚度介于10?15 μ m之间，具有Φ1.5μπι?Φ2μπι的柱状核孔，并以以下步骤生产而成:
步骤1:采用高能直线加速器对碳离子进行加速，加速后的碳离子经离子速流管道进入低真空辐照室，并直接辐照在预先放置在辐照室内的薄膜上，该薄膜具体为12?20 μ m之间的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，化学式为C0C6H4C00CH2CH20)塑料薄膜。其中，碳离子在穿透PET塑料薄膜的过程中，因电离作用，形成柱状损伤区。
[0013]步骤2:在氧气浓度始终不低于在2/5的有氧环境下，以产生365nm光波长的950W的高压汞灯照射碳离子辐照后的薄膜I?2小时，使得碳离子辐照后的产物在含氧的环境中分解或氧化成易溶解的一 OH、C00、CO、和/或COOH等亲水性原子团，
步骤3:将高压汞灯照射后的薄膜存放40-50天，其中，存放环境的温湿度相对稳定，并具有一定的通风条件，使得空气中的氧气进一步加强步骤2中紫外线敏化的作用。[0014]步骤4:将陈化后的薄膜放入带超声波装置并置有6mol/L的NaOH溶液的碱性蚀刻槽中蚀刻15~30分钟，且蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液。在其他的应用实例中，还可以根据蚀刻溶液的浓度对蚀刻时间进行相应的调整。
[0015]本发明中，在径迹蚀刻速度Vt和体蚀刻速度Vg恒定的条件下，核孔的形状为锥顶相向的双圆锥，径迹的蚀刻过程中，表现为双圆锥的半径不断增大，当核孔导通时，有关系式:
【权利要求】
1.一种可有效过滤PM2.5 口罩，包括口罩主体、鼻夹、耳挂、过滤膜；其中口罩主体具有通气性，覆盖整个口鼻部和面部；鼻夹安装在口罩主体的上沿中部，有良好的延展性；耳挂设于所述口罩主体两侧，用于将该口罩主体固定在脸部；过滤膜安装在所述口罩主体内部；过滤膜包括两层，一层为纤维膜，一层为PET孔膜；其特征在于， 该PET孔膜的厚度介于10?15 μ m之间，具有Φ1.5μπι?Φ 2 μ m的柱状核孔J_PET孔膜的制造方法包括如下步骤: 准备PET薄膜，以高能碳离子辐照PET薄膜，形成柱状损伤区；其中所述薄膜的厚度介于10?15 μ m之间； 在氧气浓度大于2/5的含氧的环境下，将上述离子辐照后的薄膜用产生365nm光波长的高压汞灯照射I?2小时； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化I?2月； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻，蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液，蚀刻后制得孔径为Φ1.5μπι?Φ2μπι的柱状PET孔膜。
2.—种可有效过滤ΡΜ2.5 口罩的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 制备柱状PET孔膜，包括: 准备PET薄膜，以高能碳离子辐照PET薄膜，形成柱状损伤区；其中所述薄膜的厚度介于10?15 μ m之间； 在氧气浓度大于2/5的含氧的环境下，将上述离子辐照后的薄膜用产生365nm光波长的高压汞灯照射I?2小时； 将紫外辐照后的薄膜在通风环境下陈化I?2月； 将陈化后的薄膜放入带超声波装置的碱性蚀刻槽蚀刻，蚀刻时持续以超声波振荡碱性蚀刻液，蚀刻后制得孔径为Φ1.5μπι?Φ2μπι的柱状PET孔膜； 制备过滤膜: 过滤膜包括两层，一层为纤维膜，一层为PET孔膜，将纤维膜和PET孔膜表面接合在一起; 制备口罩: 准备口罩主体、鼻夹、耳挂、过滤膜，并将鼻夹安装在口罩主体的上沿中部，耳挂设于所述口罩主体两侧，过滤膜安装在所述口罩主体内部。
【文档编号】A41D13/11GK103519430SQ201310464081
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】吴其玉, 杨建利, 沈乔, 卫培, 马倩倩, 黄超, 程长春, 肖恒 申请人:武汉智迅创源科技发展股份有限公司