隐形广谱呼吸净化器的制作方法

专利名称：隐形广谱呼吸净化器的制作方法
技术领域：
本发明属于卫生保健器械，涉及一种佩戴在鼻孔处的隐形广谱呼吸净化装置，不 仅可以超高效滤除空气中的尘埃、有害气体、各种细菌和病毒，同时还具有廉价高效、戴卸 便捷、舒适方便、反复可用、不影响美观等特点，是当前人类避免呼吸道感染、预防疾病、维 持健康的一个重要的保健用品。
背景技术：
随着工业现代化和城市交通的高速发展及公众物质欲望的不断提升，人类赖以生 存的环境日益恶化，无论是在室内还是室外，空气污染都十分严重，空气中有害气体和悬浮 的粉尘剧增，流行病菌、病毒肆虐，人们已很难找理想的干 净呼吸环境。空气的污染使得数 以亿计的人群饱受呼吸道感染引发的病患折磨(如感冒、粉尘过敏、慢性支气管炎、支气管 哮喘、肺气肿及肺癌等)，并导致每年数百万人的非正常早逝。最近，英国的"全球环境变化 问题"研究报告公布了一个令人震惊的结论环境污染特别是室内污染使人类尤其是儿童 的智力大大降低！ WHO有关资料表明，全球每年死于室内环境污染(甲醛等)的人数达到 280万，中国室内装饰协会环境监测中心透露，全国每年由室内空气污染引起的死亡人数已 达11. 1万人。据最新权威机构公布的数据，中国每年有至少65万人因空气污染致死，同时 还有一百多万人死于与呼吸道感染密切相关的肺癌和其它癌症。如何帮助人们净化吸入的 空气、减少感染、增进健康是科技工作者长久致力解决的焦点问题，到目前为止，多种呼吸 净化产品在市场上流行，更有众多专利申请在海内外申报。综合对现有产品和技术的调查 检索，可将这个领域分为五大类口罩类、面罩(包括头盔)和防毒面具类、鼻塞外连净化装 置类、微型内置鼻塞类和微型外贴滤网类。口罩类是最传统和最常用的呼吸净化手段，每到感冒等流行病高发季节、沙尘暴 天气或空气污浊的场合，很多人都会采用这种方式来减少染病机会，但用口罩来呼吸净化 存在三点严重不足其一是净化的低效性。口罩仅能滤除部分体积较大的有害物质(如沙尘等)，对体 积较小的病菌、病毒、粉尘和有害气体的滤除效果甚微，另外，由于其与面部的缝隙较大，部 分空气中有害物会通过缝隙溜入。其二是使用的不舒适性。长期佩戴口罩不仅影响美观，也给使用者带来很多不便， 首先是影响与人的正常语言交流；其次是呼出的潮气易在眼镜上产生薄雾影响视线；另外 在炎热潮湿的环境下使用会增加闷压感。其三是安全隐患。为了增进口罩的净化效果，人们采用了加厚、在中间加入浸有杀 菌药液的滤芯或在表面涂有纳米银粉体等设计，这类产品确实增进了杀菌滤尘效果，但也 同时增加了使用者的闷压、不舒适感，而且这类产品存在着有毒药液及纳米粉体随气体进 入人体、危害健康的安全隐患。面罩(包括头盔)和防毒面具类是市面上另一种常见的呼吸净化手段，这类产品 通常是采用将面部的部分或全部密封，让吸进的气体通过装有活性炭(或/和其它)的滤芯来达到呼吸净化目的，尽管这类净化效率高，但体积庞大、使用不便、经常更换的一次性 滤芯价钱较贵，资源浪费大，既严重影响美观，同时还影响使用者的正常语言交流，使得这 类产品很难普及。鼻塞外连净化装置类是一类尚未成为产品的专利技术，这类技术利用一对连有导 管的鼻塞来代替面罩起到密封呼吸的作用，然后将导管与带有上述吸附滤芯等的外接空气 净化装置相连，尽管这类技术基本克服了前者影响正常语言交流的问题，但还是存在着使 用不便、影响美观、经常更换的一次性滤芯价钱较贵，资源浪费大等问题，使得这类技术至 今尚 未被市场接受。微型内置鼻塞类的专利申请很多，这种技术的卖点是使用微型呼吸净化器，将其 塞入鼻腔不(或基本不)影响美观，尽管这类有着体积小、不太影响美观等优点，但问题是， 这类过滤器通常功能单一，滤除面窄，效率不高，并且塞入鼻孔时，会导致呼气不畅，同时， 由于鼻塞的阻碍，使得鼻腔的生物气体净化系统(鼻鞭毛和鼻腔粘液等的自动净化功能) 丧失作用。尤为严重的是，当将有毒药芯的微型净化器塞入鼻腔内时，存在着毒液渗入人 体、危害健康的安全隐患。微型外贴滤网类的专利也有见诸，这类技术的优点是简便、隐形、不(或基本不) 影响美观，但缺点是呼吸净化效果差、滤除面窄，仅适用于较大沙尘的滤除，对其他有害物 质(如有害气体、病菌、病毒和较小的尘粒等)无能为力。值得指出的是，几乎所有的微型呼吸净化装置都属一次性使用产品，不仅曾加了 使用者的经济负担，同时还浪费资源、污染环境。因此，目前急需一种广谱高效、使用方便、舒适大方、物美价廉、易重复使用的微型 呼吸净化器来满足广大民众的需求。

发明内容
本发明介绍的呼吸净化器恰恰满足上述的需求，具有灵活组合、便捷使用、高效广 谱、舒适安全、自动保沽、轻松活化、反复可用、经济实惠、节省资源等优点。本发明的种种优 点是通过如下设计实现的该装置的核心部件是一组分别对不同有害物有特殊净化功能的高透气率的高效 滤片，可根据不同净化需求有针对性的将几种滤片组合使用，通过多种滤片的轻松组合来 应对各种呼吸净化需求。其既可以与本说明给出的一种微型弹性净化器辅助部件相结合， 构成美观、舒适、隐形、广谱的鼻呼吸净化器，也可以做成口罩、面罩、头盔、鼻套或其它形式 呼吸净化器来满足不同群体的需要。所述的微型弹性净化器辅助部件可由净化器密封隐蔽套(100)、弹性滤片固定支 架(300)和鼻部固定器件(400)等组成。气体净化滤片组是针对不同的环境而选用的净化滤片组合，它不仅可以高效滤除 空气中的尘埃、有害气体(如氧化硫、一氧化碳、甲醛等)、各种细菌(如肺结核病菌等)和 病毒(如流感病毒等)，同时还具有自动保沽、轻松活化、可反复使用等特点，从而大大降低 使用者的消费负担，节省资源、减少废物遗弃对环境的污染。尤其值得指出的是，在杀菌灭 毒方面，本发明采用了表面有银膜(或稳定纳米银)的高通透多层滤网来代替传统的药液 浸泡或掺杂金属纳米粉体的材料，既能保证高效除去有害微生物，同时又避免了现有产品中的药液或纳米粉体可能进入体、危害健康的潜在威胁。在滤除室内外甲醛、一氧化碳等有害气体方面，本发明采用了负载催化剂(如PVTiO2等)的网格相错的多层滤网来将其在 室温下迅速转化为无毒的二氧化碳。净化器密封隐蔽套是一种具有良好弹性和密封性的，尺寸、外形和色泽等同于 (或接近于)人鼻端出口外轮廓的部件(这里不用强调颜色，因为用其它颜色也不一定不美 观，特别是对年轻人来讲)，其特点是可以将净化滤片隐蔽其内，能够很好密封净化滤片 与鼻出口的接缝，增进呼吸净化效果，同时由于其材质的良好皮肤兼容性，即使长期佩戴， 也不会引起皮肤的不适。为了实现净化器隐形效果，此密封隐蔽套与鼻部接触可由如下两 种形式其一，是其整体紧贴在鼻子出口外端，看似鼻端部的略微延伸；其二，是在其与鼻 部紧贴的同时，有一部分凹进鼻孔内(或隐藏在鼻头下)。当然除此以外，也可有其它类接 触方式，目的是在保证密封净化滤片与鼻部缝隙的同时，提供隐型效果，使得佩戴时不易被 察觉而影响美观。弹性滤片固定支架(300)是形状任意、有一定弹性和强度、能反复发生暂时的弹 性形变的硬质框架或带有硬质外框的薄网。弹性滤片固定支架(300)的部分或全部可由同 种或不同种金属、天然高分子(如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡胶、塑料等)材料 制备，其作用是在与鼻部固定器件协同作用下，对空气净化滤片连同密封隐蔽套提供弹性 的密封施压支持，使之在无呼气压力的情况下与鼻下端紧贴，保证吸入空气只通过滤片进 入鼻腔，但当遇到较大的呼气压力作用下，发生暂时的弹性形变，允许滤片连同密封隐蔽套 与鼻孔分离(或允许滤片与固定在鼻孔上的密封隐蔽套部分分离)，保证呼气畅通无阻，克 服了现有鼻塞式净化装置存在的呼气不畅技术瓶颈。插图的简要说明图I-A 净化器密封隐蔽套(100)的正视图，其中101示意密封隐蔽套的外壁； 102示意密封隐蔽套与鼻部紧贴的密封垫片；103示意密封隐蔽套与鼻孔相通的透气孔； 104示意允许鼻隔夹穿入的密封垫片开口 ；105示意密封隐蔽套的内壁。图I-B 净化器密封隐蔽套(100)的反视图。图I-C 净化器密封隐蔽套(100)的侧视图。图2-A 气体净化滤片组(200)的正视图，其中201示意滤气薄片；202示意滤片 连接部分；203示意允许鼻隔夹穿入的滤片开口处。图2-B 气体净化滤片组(200)的侧视图。图3-A 弹性滤片固定支架(300)和鼻隔夹(330)的正视图。图3-B 弹性滤片固定支架(300)的侧视图。图4-A 超级广谱隐形呼吸净化器的一种组装侧视图。依次将选好的滤片(200)穿 在与固定支架(300)相连的的鼻隔夹(330)上，然后穿上密封隐蔽套(100)，并用(100)将 滤片组和固定支架(300)套紧封装。其中数字101、102、201、202、203、310、320、330示意的 内容如前所述。图4-B 超级广谱隐形呼吸净化器组装后的侧视图。图4-C 超级广谱隐形呼吸净化器组装后的正视图。
具体实施例方式该装置由净化器的核心部分——气体净化滤片组(200)和辅助部件——净化器密 封隐蔽套(100)、弹性滤片固定支架(300)和鼻部固定器件(400)等组成。构成这类净化 器的各部件颜色可根据不同人的肤色而有多种选择，其外形和尺寸应与鼻子出口轮廓相同 (或相近)，使之在佩戴时不易被察觉。具体用法是(如图4-A、4_B和4-C所示)首先，将选中的滤片(200)连同弹 性滤片固定支架(300)按一定顺序依次嵌入密封隐蔽套(100)内，构成一隐形呼吸净化 器(100+200+300)；其次，通过隐形呼吸净化器中部的开口处将鼻部固定器件(如鼻隔夹 (330))穿入；然后，将鼻部固定器件夹在鼻中隔(或以其它方式固定在鼻子)上；最后，将 固定在鼻子上的隐形呼吸净化器向鼻部轻轻推压，直到其中的密封隐蔽套(100)部分完全 与鼻出口贴紧密封即可。需要指出的是，此处有关净化器的描述、实例和给出的图示仅是让普通水平的读 者能够懂得和实践本专利申请的科学原理和特点给出的示意性的部分例证，但并非局限我 们的发明于此，如图4-A仅是为了帮助读者理解本发明原理所给 出的一个组合特例，事实 上，这类呼吸净化装置可有多种组装方式，本文无法一一赘述。本发明所述的空气净化滤片 组(200)不一定仅通过鼻隔夹(330)固定在鼻部，也可通过鼻边夹、弹性套、胶布粘结、镶在 鼻套内或镶在其它类呼吸净化器里来发挥呼吸净化功能。在实际中，也可将本发明所述的 呼吸净化滤片尺寸放大，作成口罩，来满足部分习惯用嘴呼吸的人群。任何基于本专利说明 书给出的科学原理和产品特点的多种多样鼻(或嘴)呼吸净化装置设计(如尺寸大小、厚 薄、滤片内含多孔薄片的层数和形状、滤片的组合方式、支撑架的形状和密封套的结构、净 化器的组合顺序、与鼻部固定的方式、所用的材料等)都属于本发明的一部分。净化器密封隐蔽套(100)是由具有一定强度、弹性、良好密封性和皮肤兼容性的 橡胶、塑料或其他材料制成，它既可以将气体净化滤片组(200)和弹性滤片固定支架(300) 隐蔽其内，使之在佩戴时不影响美观，同时又借助鼻部固定装置(如鼻隔夹、或其它)与鼻 部固定后所施的外压密封密封隐蔽套与鼻部间的缝隙，保证吸入气体只能通过滤片孔径进 入鼻腔。净化器密封隐蔽套(100)可以是由

图1-A、图I-B和图1_C所示的能够发生部分可 逆形变但仍有一定刚性的水平立体结构，也可是非水平的部分能藏在鼻孔内(和/或鼻头 下)的柔性密封立体结构，还可以是其它起到封装效果的立体结构。当净化器密封隐蔽套(100)是如图1-A、图I-B和图1_C所示的、能够发生部分可 逆形变、但仍有一定刚性的水平立体结构，该隐蔽套(100)具有如下结构(见图1-A)密 封隐蔽套外壁(101)；密封隐蔽套与鼻部紧贴的密封垫片(102)，其主要功能是在弹性滤片 固定支架的施压下，能起到很好气体密封作用，不允许空气从缝隙溜入；密封隐蔽套的透气 孔(103)，与鼻孔相通，气体只能从该透气孔进入鼻腔；密封垫片开口(104)，允许鼻隔夹穿 入；密封隐蔽套的内壁(105)；需要指出的是，在实际设计中，当与皮肤接触的滤片是用皮 肤兼容的材料制备时，净化器密封隐蔽套(100)的结构可以简化为一口径略小于滤片组的 高弹性短管，此时，上述的102-104均可从(100)结构中省略掉。包括在气体净化滤片组(200)中的各种滤片可由经过特殊化学处理的(或原本带 有一定化学特性，如酸性、碱性、亲水性、疏水疏油性等)的无机纤维(如石棉、玻璃纤维、金属纤维等)、生物质纤维、合成纤维或混纺纤维制备，这里所述的生物质纤维基本可分为生 物质原生纤维、生物质再生纤维两大类；这里所述的合成纤维基本可分为以生物质为原料 的生物质合成纤维和以聚合物单体为原料的人造纤维(如聚丙烯酸等)；这里所说的混纺 纤维是指由不同类材料混纺或人工接枝所得的纤维材料。这里所指的各种滤片既可由至少一层多孔薄网制得，也可由带(或不带)绒毛的 任何柔性多孔材料(如毛皮等)构成。滤片的形状和大小应类似或略小于鼻子出口端头的 轮廓，滤片的中部(或其它部位)有允许鼻部固定装置(如鼻隔夹或其它)穿入的开口，以 便将滤片固定在支架(300)和鼻子上，具体的开口位置会因净化器与鼻部的固定方式不同 而异。单一滤片的厚薄因需而定，通常不超过5mm，但在特殊需要时可适当加厚。此外，为了 既增加净化效率，又不影响使用舒适度，本发明的滤片还采用了如下做法其一，在不影响呼吸舒适度的前提下，将滤片的滤网孔径尽可能缩小。广义上来 讲，滤网的网孔可在100纳米-1毫米之间，但通常情况下，选用的网孔在500纳米-500微 米之间。
其二，在保证网孔尽可能小的前提下，滤网的孔径通常不小于网线的直径，以此来 实现气体的高通透率。其三，通过采用高强度的粗网和低强度高净化度的细网交替隔夹的多层结构来进 一步增加细网的机械强度和气体通透率。其四，通过滤网网格相错的多层结构来尽可能增加吸入气体中有害物与有吸附功 能的各层网格边框的接触机会。本说明书的图2-A仅展示了一个由不同材质拼接而成的气体净化滤片特例，此时 (200)由滤气薄片(201)、滤片连接部分(202)和允许鼻隔夹穿入的滤片开口处(203)三部 分组成。需要指出的是，在实际设计中，滤片也可由同一材质制备，此时，上述的(202)可从 (200)的结构中略掉。属于本呼吸净化滤片组(200)的滤片有酸性滤片(210)、碱性滤片(220)、杀菌 灭毒滤片(230)、中性滤片(240)、自洁滤尘片(250)、超级保湿滤片(260)、催化氧化滤片 (270)等，在实际使用时，可根据净化需要，使用单种、两种或多种滤片组合。所述的酸性滤片(210)主要用于滤除空气中碱性有害气体、带正电荷的粉尘和病菌。碱性滤片(220)主要用于滤除空气中酸性有害气体、带负电荷的粉尘和病菌，杀菌灭毒滤片(230)是由一类孔径在100纳米-500微米范围内的单层或多层金 属、表面有稳定的金属膜或金属纳米(或微米)粒子的无机或有机材料网构筑。这里所述 的金属是任何能够通过化学反应或物理作用粘附、键合或改性微生物的贵金属(如银、金、 铜等)或金属合金。例如当有害微生物与所用的含银滤网接触时，微生物的巯基和氨基会 迅速与银发生化学键合，粘附在银的表面上失活。这里所述的微生物是指尺寸小于0. Imm 并且依靠有机物维持生命的微小生物(如病菌、真菌、病毒等)。需要特殊指出的是，为了既 能保证滤片的高通透和使用舒适性，同时又不降低滤除有害微生物的效率，在制备这种安 全高效杀菌灭毒滤片(230)时，本发明采用了粗网细网相间的多层结构，既利用了大孔粗 网的机械强度和间隔性增进了滤片的整体强度和通透，同时还利用了多层细网网格相错的 设计，使得通过的气体最大限度与金属网格接触。中性滤片(240)是由不引起皮肤敏感的柔性材料制备，通常用于接触皮肤的过滤器内层。该滤片有三个功能其一是阻隔其它类滤片与鼻部皮肤的接触，既增进使用的舒适 度，又可避免皮肤过敏；其二是起到辅助密封呼吸净化器与鼻下端(或密封套)的缝隙，防 止空气从缝隙溜入；其三是进一步辅助过滤尚未完全滤掉的有害微粒。自洁滤尘片(250)主要用于滤除空气中粉尘。是经超级疏水疏油化学处理所得， 或由有机氟聚合物制备。当将其用于呼吸净化时，其致密的网格和(或)表面上的绒毛将 吸入的尘埃阻隔在其表面，由于这类材料良好的疏油疏水性能，附着其表的尘埃无法与滤 片稳定粘合，很容易在呼吸的气流或振动作用下自行脱落，实现自洁效果。超级保湿滤片(260)是经过亲水性化学处理(如用甘油、聚乙烯醇等浸泡过的)、 或由结构中含很多羟基、羧基、磺酸基或磷酸基的材料制备。其很容易从外界吸收水分并保 持一定湿度，当大气中的有害气体(如氧化硫、氧化氮等)与之接触并试图通过时，会与其 内的水发生反应生成非挥发性的酸留在滤片中，此外，湿润的纤维环境更容易截留吸入气 体中的微小粉尘，大大减少有害气体及粉尘对人体侵害和由呼吸引起的过敏和呼吸系统感染。催化氧化滤片(270)是由单层或多层能够催化氧化有害气体(甲醛、一氧化碳等) 的滤片组成。这类滤片可由化学接枝或化学键合的方式将载有过渡金属或贵金属催化剂 (如Pt、Pd、Ni，Au、Ag等)的氧化物纳米(或微米)颗粒(如Ti02、Al203、Zn0等)负载在气 体净化滤网上。通过滤网层的有害气体(如甲醛等)与这类催化剂(如Pt/Ti02)接触时， 能够迅速被分解为无毒的二氧化碳和水。最新研究表明，？丨/1102在气体流过风速δΟΟΟΟΙΓ1， 室温下，能将浓度为IOOppm的甲醛完全氧化，即使风速提升到lOOOOOtT1时，也可将97%的 同样浓度的甲醛转化为无毒的二氧化碳和水。值得指出的是，上述的各类呼吸净化滤片并非仅一次性使用，而是可以经由简捷 的方法活化再生，重复使用，实现最大限度的节省资源、减少污染。如失效的中性滤片 (240)、自洁滤尘片(250)和保湿滤片(260)可用清水浸泡和轻微揉搓后晾干来实现活化； 失效的金属银网(230)可以通过少许白醋浸泡或擦拭来消毒、灭菌实现活化；酸性的滤片 (210)也可通过白醋浸泡和清水洗涤来再生；碱性滤片(220)可先用苏打水或白醋浸泡，然 后用清水洗涤和加热干燥来活化。催化氧化滤片(270)可通过沸水浸泡数分钟，然后加热 烘干来活化。这里所指的弹性滤片固定支架(300)可由鼻隔桥(310)、一对滤片支撑框(320)连 接而成，也可通过机械加工、铸模、或其它方式一次制成。在特定情况下，固定支架(300)中 的鼻隔桥(310)可以省略，两个滤片支撑框(320)可以直接相连，(320)也可是一中间小、两 头大的对称支撑框。在另一种情况下，弹性滤片固定支架(300)也可与鼻部固定部件(400) 固定在一起，使(400)成为其一部分，如鼻隔夹(330)。该固定支架(300)是用于承载呼吸净化滤片(200)，使之在使用者吸气时与鼻孔 贴紧，仅允许气体通过滤片吸入，而在呼气时，滤片连同其弹性支撑框与鼻孔分离，保证呼 气畅通无阻。弹性滤片固定支架(300)的部分或全部可由同种或不同种材料制备，可用的材料 包括金属、天然高分子(如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡胶、塑料等)材料。这里所述的鼻隔桥(310)可以是单桥、双桥或多桥的薄片、短管或短棒，其长短应 在Imm-Icm之间。其作用是用于连接滤片支撑框(320)和鼻隔夹(330)，使之构成一完整的能够固定在鼻子上的弹性滤片固定支架(300)。滤片支撑框架(320)是任意形状、有一定弹性的硬质框架或带有硬质外框的薄 网，框架的大小应与鼻孔外围相近。这对滤片支撑框(320)与鼻隔桥(或桥组)(310)两端 对称相连，并与(300)构成一定角度，形成手根(或手尖)相连的对掌状结构。其作用是在 与鼻部固定器件协同作用下，对空气净化滤片连同密封隐蔽套提供弹性的密封施压支持， 使之在无呼气压力的情况下与鼻下端紧贴，阻止空气从滤片和鼻下端缝隙间溜入，但当遇 到较大的呼气压力作用下，框架的外端连同滤片和密封套又能与鼻下端分离，允许体内废 气从开口处逸出。这里所指的鼻部固定器件(400)可以是鼻(中)隔夹(330)、鼻孔边壁夹(410)、 或其它类与鼻部固定装置(如胶布粘结、弹性带、鼻套等)。鼻夹类的鼻部固定器件(400) 可由与皮肤有良好兼容性的金属、塑料或其它有一定弹性的硬质材料制备，它既可以成为 弹性滤片固定支架(300)的一部分(330)，也可以作为独立部件(400)用于净化器的组装。 鼻夹类的鼻部固定器件(400)的作用之一是通过穿入或嵌入等方法将空气净化滤片(200) 连同密封隐蔽套(100)固定在固定支架(300)上；其作用之二是通过其与鼻部的紧密连接， 将密封隐蔽套(100)隐蔽的固定支架(300)和滤片组(200)固定在鼻子出口处。 当鼻夹类的鼻部固定器件(400)作为鼻隔夹(330)成为弹性滤片固定支架(300) 的一部分时，可以将鼻隔夹(330)固定在鼻隔桥(或滤片支撑框)上，它可以是可折叠(或 不能折叠)的倒U型(或其它任意形状)的曲线夹管(或夹片)。这对曲线夹管(或夹片) 可以是平行正对，也可是错位相对，或通过调节这对正对曲线夹管其一的尺度略小于另一 个来使得夹管(或夹片)能够错位折叠、节省存放空间。具体实施例一在非典或感冒流行区域，建议采用如下滤片组合进行呼吸净化酸性滤片(210) + 碱性滤片(220)+杀菌灭毒滤片(230)+中性滤片(240)。具体实施例二 在沙尘暴环境下，建议采用如下滤片组合进行呼吸净化自沽滤尘片(250) +超级 保湿滤片(260)+中性滤片(240)。具体实施例三在煤烟气味明显的环境下，建议采用如下滤片组合进行呼吸净化碱性滤片 (220)+自洁滤尘片(250) +超级保湿滤片(260)+中性滤片(240)。具体实施例四在近邻钢铁冶炼、水泥厂、石化、露天采矿的地区，建议采用如下滤片组合进行呼 吸净化碱性滤片(220)+自洁滤尘片(250) +超级保湿滤片(260)+中性滤片(240)。具体实施例五在近邻化肥厂、垃圾站、公共厕所、城市污水处理设施和下水道开口处的地点， 建议采用如下滤片组合进行呼吸净化酸性滤片(210) +超级保湿滤片(260)+中性滤片 (240)。具体实施例六在车辆尾气排放严重、空气污浊的大城市，建议采用如下滤片组合进行呼吸净化 酸性滤片(210) +催化氧化滤片(270) +超级保湿滤片(260)+中性滤片(240)。
具体实施例七在空气中甲醛超标室内(如新近装修的房屋，新购置的板式家具等场合下)，建 议采用如下滤片组合进行呼吸净化催化氧化滤片(270) +超级保湿滤片(260) +酸性滤片 (210)+中性滤片(240)。具体实施例八上述的各类净化滤片(或滤片组和)不一定需要与密封隐蔽套和(/或)滤片支撑 架一起用，有时可直接用胶布(或其它)密封滤片(组)的边缘，固定在鼻子出口处即可。
权利要求
一种可用于人鼻呼吸净化的广谱净化装置，该装置的核心部件是一组分别对不同有害物有特殊净化功能的高透气率的高效滤片，可根据不同净化需求有针对性的将几种滤片组合使用，通过多种滤片的轻松组合来应对各种呼吸净化需求。上述的各类呼吸净化滤片可由苏打水或白醋、和/或清水(或沸水)浸泡、和加热干燥等简捷的方法活化再生，重复使用。该核心部件具有灵活组合、便捷使用、高效广谱、舒适安全、自动保洁、轻松活化、反复可用、经济实惠、节省资源等优点，其既可以与本说明给出的一种微型弹性净化器辅助部件相结合，构成美观、舒适、隐形、广谱的鼻呼吸净化器，也可以做成口罩、面罩、头盔、鼻套或其它形式呼吸净化器来满足不同群体的需要。
2.根据权利要求1所述的可用于组合的各类滤片有1)用于滤除空气中碱性有害气 体、带正电荷的粉尘和病菌的酸性滤片(210) ；2)用于滤除空气中酸性有害气体、带负电荷 的粉尘和病菌的碱性滤片(220) 3)用于通过化学反应的方法滤除有害微生物的金属杀菌 灭毒滤片(230) ；4)用于避免皮肤敏感，兼具滤尘净化功能的中性滤片(240) ；5)用于既能 有效滤尘净化、又能让滤除的尘粒从滤片表面自行脱落的自洁滤尘片(250) ；6)用于截留 空气中的酸性有害气体和带有静电荷的有害微粒的的超级保湿滤片(260) ；7)用于净化解 毒甲醛和一氧化碳等有害气体的催化氧化滤片(270)等。
3.根据权利要求2所述的各种气体净化滤片，该类滤片既可由至少一层孔径在100纳 米-500微米之间的多孔薄网制得，也可由带(或不带)绒毛的任何柔性多孔材料(如毛皮 等)构成。制备滤片的材料是通常是经过特殊化学处理的(或原本带有一定化学特性，如 酸性、碱性、亲水性、疏水疏油性等)的无机纤维(如石棉、玻璃纤维、金属纤维、表面有金属 膜或金属纳米粒子的纤维等)或薄片、生物质纤维或薄片、合成纤维或薄片、混纺纤维、塑 料或橡胶制备，这里所述的生物质纤维基本可分为生物质原生纤维、生物质再生纤维两大 类；这里所述的合成纤维基本可分为以生物质为原料的生物质合成纤维和以聚合物单体为 原料的人造纤维(如聚丙烯酸等)；这里所说的混纺纤维是指由不同类材料混纺或人工接 枝所得的纤维材料。
4.根据权利要求3所述的由多层薄网制备的各种气体净化滤片，滤片可采用如下设 计1)网孔尽可能小的前提下，滤网孔径通常不小于网线的直径，来实现滤片的高透气率 和使用舒适性；和/或2)高强度的粗网和低强度高净化度的细网交替隔夹的多层结构来进 一步增加细网的机械强度和气体通透率；和/或3)同时通过和滤网孔径相错的多层结构来 尽可能增加吸入气体中有害物与有吸附、净化、催化或反应功能的各层网格边框的接触机 会，保证净化的高效率。
5.根据权利要求2、3和/或4所述的各种气体净化滤片，其中杀菌灭毒滤片(230)是 由金属、表面有稳定的金属膜或金属纳米(或微米)粒子的滤网构筑。这里所述的金属是 任何能够通过化学反应或物理作用粘附、键合或改性微生物的贵金属(如银、金、铜等)或 金属合金。当有害微生物(如病菌、真菌、病毒等)与滤网接触时，微生物的巯基和氨基会 迅速与该金属发生化学键合，粘附在其网格框架表面失活。
6.根据权利要求2、3和/或4所述的各种气体净化滤片，其中自洁滤尘片(250)是 由有机氟聚合物或经过含氟试剂(或其它)化学(或物理手段)处理所得的任何有自洁性 的材料制备、表面具有良好的疏油疏水性能的多层细网或带有致密绒毛的多孔材料。当将其用于呼吸净化时，其致密的网格和(或)表面上的绒毛将吸入的尘埃阻隔在其表面，由于 这类材料附着其表的尘埃无法与滤片稳定粘合，很容易在呼吸的气流或振动作用下自行脱 落，实现自洁效果。
7.根据权利要求2、3和/或4所述的各种气体净化滤片，其中超级保湿滤片(260)是 经过亲水性化学处理(如用甘油、聚乙烯醇等浸泡过的)、或由结构中含很多羟基、羧基、磺 酸基、磷酸基等材料制备。其很容易从外界吸收水分并保持一定湿度，当大气中的有害气体 (如氧化硫、氧化氮等)与之接触并试图通过时，会与其内的水发生反应生成非挥发性的酸 留在滤片中，此外，湿润的纤维环境更容易截留吸入气体中的微小粉尘，大大减少有害气体 及粉尘对人体侵害和由呼吸引起的过敏等呼吸系统感染。
8.根据权利要求2、3和/或4所述的各种气体净化滤片，其中催化氧化滤片(270)可 由化学接枝或化学键合的方式将载有过渡金属或贵金属催化剂(如Pt、Pd、Ni，Au, Ag等) 的氧化物纳米(或微米)颗粒(如Ti02、A l203、Zn0等)负载在气体净化滤网上。通过滤网 层的有害气体(甲醛、一氧化碳等)与这类催化剂(如Pt/Ti02)接触时，能够迅速被分解 为无毒的产物。
9.根据权利要求1所述的微型弹性净化器辅助部件，该附件可由净化器密封隐蔽套 (100)、弹性滤片固定支架(300)和鼻部固定器件(400)等组成。构成这类净化器的各部件 颜色可根据不同人的肤色而有多种选择，其外形和尺寸应与鼻子出口轮廓相同(或相近)， 使之在佩戴时不易被察觉。其中净化器密封隐蔽套(100)是能够发生部分可逆形变但仍 有一定刚性的紧贴鼻出口处或能部分藏在鼻孔内(和域鼻头下)的柔性密封立体结构，由 具有一定强度、弹性、良好密封性和皮肤兼容性的橡胶、塑料或其他材料制成，它既可将净 化装置(由气体净化滤片组(200)和弹性滤片固定支架(300)构成的)隐蔽其内，使之在 佩戴时不影响美观，同时又借助鼻部固定装置(如鼻隔夹、或其它)密封净化器与鼻部间的 缝隙，保证吸入气体只能通过滤片孔径进入鼻腔。
10.根据权利要求1和9所述的微型弹性净化器辅助部件，其中的弹性滤片固定支架 (300)是形状任意、有一定弹性和强度、能反复发生暂时的弹性形变的硬质框架或带有硬质 外框的薄网。弹性滤片固定支架(300)的部分或全部可由同种或不同种金属、天然高分子 (如木、竹、骨等)或人造高分子(如合成橡胶、塑料等)材料制备，其作用是在与鼻部固定 器件协同作用下，对空气净化滤片连同密封隐蔽套提供弹性的密封施压支持，使之在无呼 气压力的情况下与鼻下端紧贴，保证吸入空气只通过滤片进入鼻腔，但当遇到较大的呼气 压力作用下，发生暂时的弹性形变，允许滤片连同密封隐蔽套与鼻孔分离(或允许滤片与 固定在鼻孔上的密封隐蔽套部分分离)，保证呼气畅通无阻，克服了现有鼻塞式净化装置存 在的呼气不畅技术瓶颈。
全文摘要
本发明涉及一种可用于人鼻呼吸净化的广谱净化装置，该装置由一组特殊净化功能的高透气率的高效滤片组合与微型弹性净化器辅助部件相结合，构成美观、舒适、隐形、广谱的鼻呼吸净化器。所述辅助部件对空气净化滤片提供密封、隐蔽和弹性控制，使之在吸时气只能通过滤片，在呼气时，发生暂时的弹性形变，使之与鼻孔分离，保证呼气畅通。可用的各类滤片有酸性滤片、碱性滤片、杀菌灭毒滤片、中性滤片、自洁滤尘片、超级保湿滤片、催化氧化滤片。上述滤片可简捷活化再生，具有灵活组合、便捷使用、高效广谱、舒适安全、自动保洁、轻松活化、反复可用、经济实惠、节省资源等优点，也可以将其做成口罩或其它呼吸净化器来满足不同需要。
文档编号A62B23/00GK101979112SQ20101055257
公开日2011年2月23日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者张晓安, 李敏杰 申请人:吉林大学