一种基于相变储热原理的清凉口罩的制作方法

1.本实用新型属于口罩技术领域，涉及一种清凉口罩，尤其涉及一种基于相变储热原理的清凉口罩。


背景技术：

2.口罩可以过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡细菌病毒、飞溅的体液、有害气体气味和pm2.5等作用。尤其在新冠疫情期间，口罩对于个人安全防护起到了至关重要的作用。
3.市售口罩主要分为一次性口罩、一次性医用口罩、医用外科口罩、医用防护口罩、kn95类口罩等。为了能够达到更好的防护效果，口罩由多层防护层组成。通常包括内部无纺布层、依靠静电作用吸附微小颗粒的过滤层和截留大颗粒的外无纺布层。多层设计有效增强了口罩防护效果，但同时也降低了口罩的透气性。在炎热夏天或高温条件下长时间佩戴口罩时，会产生呼吸不畅、内部潮湿及面部温度过高的问题。尤其作为医护人员，需长时间佩戴口罩在高温下工作数小时，常会造成身体不适，憋闷、恶心和眩晕的症状。
4.目前，为了解决这一问题，采用了在口罩中增加呼吸阀的方式，缓解口罩内温度过高引发的呼吸不畅的问题，然而呼吸阀的加入在一定程度上会造成口罩防护性能的小幅下降，且不能明显改善口罩内憋闷的问题。或是采用在口罩中加入薄荷醇之类物质的方法，薄荷醇可以刺激人体的神经末梢，让人产生暂时性寒冷的感觉，但是并不是真正达到了降温的效果，且持续时间较短。
5.cn 205432236u公开了一种呼吸阀口罩，所述呼吸阀口罩包括口罩主体及安装于所述口罩主体上的呼吸阀，所述口罩主体包括过滤层，所述呼吸阀包括用于限制气体单向流通的瓣膜，所述口罩主体包括用于安装所述呼吸阀的安装基座，所述安装基座具有环形内表面，所述呼吸阀包括安装卡环，所述安装卡环具有环形外表面，所述呼吸阀具有第一安装方向和第二安装方向，所述呼吸阀口罩被配置成：当所述呼吸阀位于第一安装方向时，所述安装基座的环形内表面与所述安装卡环的环形外表面紧密贴合；当所述呼吸阀位于第二安装方向时，所述安装基座的环形内表面与所述安装卡环二的环形外表面紧密贴合。所述呼吸阀口罩可以减缓呼吸不畅的问题，但是并不能降低口罩内部的温度，且会降低口罩的防护性能。
6.cn 212814475u公开了一种贴合脸部具有防尘结构的清凉口罩，所述清凉口罩包括罩体和防水无纺布，所述罩体外表面设置有防尘布，且防尘布外表面安置有鼻梁条，所述罩体外边缘连接有橡胶条，且罩体外表面边缘固定有边耳，所述边耳上表面设置有固定条。该贴合脸部具有防尘结构的清凉口罩设置有清凉片，熔喷布右表面安置有清凉片，且清凉片右表面连接有吸水布，所述吸水布右表面安置有贴肤布，所述清凉片内部设置有无纺布背衬层，且无纺布背衬层右表面设置有凝胶层，所述凝胶层右表面连接有离型膜覆盖层。
7.cn 212814476u公开了一种具有过滤透气结构的免勒耳式清凉口罩，所述清凉口罩包括熔喷布层和清凉片，所述熔喷布层的表面设置有折叠条，且折叠条的左右两侧设置有压线条，所述熔喷布层的外壁从上至下依次按照有鼻夹和呼吸阀，且熔喷布层的底部衔
接有松紧带，所述熔喷布层的左右两侧均安置有耳带，且耳带的外壁从上至下依次安装有耳垫和调节扣，所述熔喷布层的左右两侧开设有槽口，所述清凉片设置于熔喷布层的内部，且清凉片的后侧连接有活性炭层，所述清凉片的成分有高分子吸水树脂、薄荷精油、甘油、纯净水和清凉因子。上述方法均是依靠清凉片降低口罩内部温度，但是清凉片只能刺激人体的神经末梢，让人产生暂时性寒冷的感觉，但是并不是真正达到了降温的效果，且持续时间较短。
8.因此，亟待开发一种在不降低口罩防护性能的同时，显著降低口罩内部温度的清凉降温口罩。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于相变储热原理的清凉口罩。所述清凉口罩依靠相变材料在相变时吸收或释放热量的原理，达到降低口罩内部温度、解决佩戴者面部温度过高和憋闷的问题。
10.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
11.本实用新型提供一种基于相变储热原理的清凉口罩，所述基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层和耳挂绳；
12.所述口罩层由内至外包括内无纺布层、过滤层和外部防护层；
13.所述口罩层还包括相变吸热层；
14.所述相变吸热层设置于内无纺布层、过滤层或外部防护层中的任意一层或至少两层上。
15.沿外部防护层由外至内的方向，本实用新型所述相变吸热层可以设置在过滤层、外部防护层和/或内无纺布层的内外两侧。
16.本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩适合在炎热夏季或高温环境中使用。
17.示例性的，本实用新型所述相变吸热层与所述内无纺布层、过滤层或外部防护层的结合方式包括胶印、水印、活性印花、数码印花、浸渍或热压中的任意一种或至少两种的组合。
18.本实用新型通过上述结合方式将相变吸热层与所述内无纺布层、过滤层或外部防护层结合在一起，在结合过程中部分相变材料渗入到内无纺布层、过滤层或外部防护层中。
19.优选地，所述过滤层包括驻极熔喷布过滤层或kn95级过滤层。
20.本实用新型所述过滤层通过静电作用可以过滤95％以上的有害物质，能截留的物质包括花粉、粉尘、pm2.5、细菌和病毒等微小颗粒。
21.优选地，所述外部防护层包括无纺布层。
22.本实用新型所述外部防护层可以有效阻挡大颗粒物质。
23.优选地，所述相变吸热层中相变材料的物理形态包括胶囊。
24.优选地，所述胶囊的粒径为5
‑
100μm，例如可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25.本实用新型所述胶囊内部的材料为相变温度在10
‑
30℃的物质。本实用新型所述胶囊内部的材料为本领域常规采用的相变温度在10
‑
30℃的物质。示例性的，本实用新型所述胶囊内部的材料为离子液体、石蜡、聚乙二醇或丙三醇中的任意一种。
26.示例性的，所述离子液体为1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢盐或1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐中的任意一种。
27.优选地，所述胶囊外壁的材料为聚氨酯、聚脲、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯中的任意一种。
28.优选地，所述相变材料在口罩织物上的负载量≤500g/m2，例如可以是10g/m2、50g/m2、100g/m2、200g/m2、300g/m2、400g/m2、或500g/m2，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
29.本实用新型所述胶囊内部的材料是指在温度不变的情况下，通过改变物质状态而吸收或释放大量潜热的物质。本实用新型所述胶囊内部的材料，当温度低于相变温度时，胶囊内部的材料为固体，环境温度高于相变温度时，胶囊内部的材料吸收大量热而转变为液体。因此胶囊内部的材料可吸收人体呼出的热量，从而降低口罩内部温度。在寒冷环境中，胶囊内部的材料也可通过由液相向固相转变放出热量，实现口罩自加热的功能。因此，通过相变材料的加入可实现口罩内部温度恒定。
30.优选地，所述耳挂绳包括棉质弹性耳挂绳。
31.本实用新型所述耳挂绳焊接在口罩层两侧，棉质弹性耳挂绳具有优良的弹性，松紧适宜，佩戴舒适。
32.优选地，所述口罩层的上端设置有压鼻条；所述压鼻条距离口罩层顶端0.2
‑
2cm，例如可以是0.2cm、0.4cm、0.6cm、0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.4cm、1.6cm、1.8cm或2.0cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
33.优选地，所述压鼻条包括铝条或塑料条。
34.本实用新型所述压鼻条可以使口罩更贴合佩戴者的面部。
35.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
36.(1)本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温性能，可以将温度控制在人体最佳舒适温度范围(20
‑
30℃左右)，适合炎热夏天及高温环境下佩戴使用；且也可以在寒冷条件下使用，保持面部温度恒定。
37.(2)本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩的降温功能可以恢复，当所述基于相变储热原理的清凉口罩降温/加热功能丧失时，将口罩放置于低于/高于相变温度的环境中，降温/加热功能可以自行恢复。
附图说明
38.图1为本实用新型所述基于相变储热原理的清凉口罩的主视结构示意图；
39.图2为实施例1提供的基于相变储热原理的清凉口罩的结构示意图；
40.图3为实施例2提供的基于相变储热原理的清凉口罩的结构示意图；
41.图4为实施例3提供的基于相变储热原理的清凉口罩的机构示意图。
42.其中：1为口罩层，2为耳挂绳，3为压鼻条，11为相变吸热层，12为过滤层，13为外部防护层，14为内无纺布层。
具体实施方式
43.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层和耳挂绳。
46.口罩层由从内至外的内无纺布层、过滤层和外无纺布层构成；内无纺布层、过滤层和外无纺布层依次相连。
47.相变吸热层可位于内无纺布层、过滤层和外无纺布层中的任意一层或多层。相变吸热层是将相变材料与口罩织物通过胶印、水印、活性印花等方式结合而成，每平方米无纺布上相变材料负载量为0
‑
500g。
48.相变材料采用离子液体(1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢盐、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐等)或石蜡等相变温度在10
‑
30℃的物质中的一种或多种为芯材，聚氨酯、聚脲、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等为壁材，通过界面聚合法、原位聚合法等方式制备出物理形态为5
‑
100微米的微胶囊。
49.相变材料利用物质在相态变化(固
‑
液
‑
固)过程中吸热和放热，进行热能的存储和释放，从而达到控制环境温度的目的，本实施例中的相变胶囊可将温度控制在20
‑
30℃。
50.过滤层为驻极熔喷布或kn95级过滤层，可采用现有工艺制备，即选用聚乙烯或者聚丙烯制备聚乙烯/聚丙烯纤维，再进行驻极处理。
51.驻极熔喷布通过静电作用过滤95％以上有害物质，能截留包括花粉、粉尘、pm2.5、细菌和病毒等小于0.1微米的微小颗粒。
52.外层为无纺布，采用现有工艺制备，有效阻碍大颗粒物质；
53.选用铝条为压鼻条，设置在口罩层上端，为了更好的贴合面部；通过棉质弹性耳挂绳挂在耳部，固定口罩。
54.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
55.实施例1
56.本实施例提供了一种如图1所述的基于相变储热原理的清凉口罩，所述基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层1和耳挂绳2；所述口罩层1由内至外包括内无纺布层14、过滤层12和外部防护层13；所述口罩层1还包括相变吸热层11；如图2所示，沿外部防护层13由外至内的方向，本实施例所述相变吸热层11设置于过滤层12的内侧。本实施例所述相变吸热层通过活性印花的方式结合在过滤层12靠近佩戴者面部的一侧。
57.所述过滤层12为驻极熔喷布过滤层；所述外部防护层13为无纺布层。
58.所述相变吸热层11均匀分布相变材料。
59.所述相变材料的物理形态为胶囊；所述胶囊的长度为50μm；所述胶囊内部的材料为石蜡；所述胶囊外壁的材料为聚氨酯。
60.所述耳挂绳2为棉质弹性耳挂绳。
61.所述口罩层1上设置有压鼻条3，所述压鼻条3距离口罩层1顶端1.5cm；所述压鼻条3为铝条。
62.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
63.实施例2
64.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，所述基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层1和耳挂绳2；所述口罩层1由内至外包括内无纺布层14、过滤层12和外部防护层13；所述口罩层1还包括相变吸热层11；如图3所示，沿外部防护层13由外至内的方向，本实施例所述相变吸热层11设置于外部防护层13的外侧。本实施例所述相变吸热层11通过活性印花的方式结合在外部防护层13远离佩戴者面部的一侧。
65.所述相变吸热层11均匀分布相变材料。
66.所述相变材料的物理形态为胶囊；所述胶囊的长度为60μm；所述胶囊内部的材料为石蜡；所述胶囊外壁的材料为脲醛树脂。
67.所述耳挂绳2为棉质弹性耳挂绳。
68.所述口罩层1上设置有压鼻条3，所述压鼻条3距离口罩层1顶端1.5cm；所述压鼻条3为铝条。
69.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
70.实施例3
71.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，所述基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层1和耳挂绳2；所述口罩层1由内至外包括内无纺布层14、过滤层12和外部防护层13；所述口罩层1还包括变形吸热层11；如图4所示，沿外部防护层13由外至内的方向，本实施例所述相变吸热层11设置于外部防护层13的内侧。本实施例所述相变吸热层11通过数码印花的方式结合在外部防护层13靠近佩戴者面部的一侧。
72.所述过滤层12为驻极熔喷布过滤层；所述外部防护层13为无纺布层。
73.所述相变吸热层11均匀分布相变材料。
74.所述相变材料的物理形态为胶囊；所述胶囊的长度为80μm；所述胶囊内部的材料为1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑氯盐；所述胶囊外壁的材料为脲醛树脂。
75.所述耳挂绳2为棉质弹性耳挂绳。
76.所述口罩层1上设置有压鼻条3，所述压鼻条3距离口罩层1顶端1.5cm；所述压鼻条
3为铝条。
77.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
78.实施例4
79.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，所述基于相变储热原理的清凉口罩包括口罩层1和耳挂绳2；所述口罩层1由内至外包括内无纺布层14、过滤层12和外部防护层13；所述口罩层1还包括变形吸热层11；如图4所示，沿外部防护层13由外至内的方向，本实施例所述相变吸热层11设置于内无纺布层14的外侧。本实施例所述相变吸热层11通过胶印的方式结合在内无纺布层远离佩戴者面部的一侧。
80.所述过滤层12为驻极熔喷布过滤层；所述外部防护层13为无纺布层。
81.所述相变吸热层11均匀分布相变材料。
82.所述相变材料的物理形态为胶囊；所述胶囊的长度为80μm；所述胶囊内部的材料为1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑三氟甲磺酸盐；所述胶囊外壁的材料为脲醛树脂。
83.所述耳挂绳2为棉质弹性耳挂绳。
84.所述口罩层1上设置有压鼻条3，所述压鼻条3距离口罩层1顶端1.5cm；所述压鼻条3为铝条。
85.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题
86.实施例5
87.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，除将相变吸热层11分别独立地设置在过滤层12和外部防护层13的内侧，其余均与实施例1相同。
88.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
89.实施例6
90.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，除将相变吸热层11分别独立地设置在过滤层12的内侧和内部无纺布层14的外侧，其余均与实施例1相同。
91.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴
者面部温度过高、憋闷的问题。
92.实施例7
93.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，除将相变吸热层11分别独立地设置于内部无纺布层14的外侧和外部防护层13的内侧，其余均与实施例1相同。
94.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
95.实施例8
96.本实施例提供了一种基于相变储热原理的清凉口罩，除将相变吸热层11分别设置独立地在内部无纺布层14、过滤层12以及外部防护层13的外侧，其余均与实施例1相同。
97.本实施例提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。
98.对比例1
99.本对比例提供一种cn212814475u中具体实施方式所述的贴合脸部具有防尘结构的清凉口罩。
100.本对比例所述贴合脸部具有防尘结构的清凉口罩由外至内包括防尘布、防水无纺布、熔喷布、清凉片、吸水布以及贴肤片。本对比例所述清凉片的成分由高分子吸水树脂、薄荷精油、甘油、纯净水和清凉因子组成。本对比例主要利用清凉片使佩戴者在炎热夏天保持清凉的感觉，降低闷热带来的不适。但是清凉片只是可以刺激人体的神经末梢，让人产生暂时性寒冷的感觉，但是并不是真正达到了降温的效果，且持续时间较短。
101.与实施例1对比可知，本对比例提供的清凉口罩降温时间较短，且不能回复降温效果。
102.综上所述，本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩具有良好的降温效果，可将温度控制在人体最佳舒适温度(20
‑
30℃)；具有良好的过滤效果，可以过滤95％以上有害物质；当口罩降温功能丧失时，将口罩置于低于相变材料相变温度的环境中静置一段时间，可以恢复降温效果；口罩佩戴方便，舒适度高；在保证防护性能的基础上，可以有效降温，解决佩戴者面部温度过高、憋闷的问题。本实用新型提供的基于相变储热原理的清凉口罩适合在炎热夏季或高温环境工作人员使用。
103.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。