防護口罩專利技術(shù)概述

于盈盈　龍雨佳

摘要：由于全球空氣污染形式越來越嚴峻以及大眾對呼吸道疾病的防護越來越重視，防護口罩日趨成為大眾生活的必須品。本文從防護口罩的過濾技術(shù)以及防護口罩的結(jié)構(gòu)等從專利技術(shù)角度進行分析，有利于相關(guān)領域人員對防護口罩技術(shù)的全面了解和應用。

關(guān)鍵詞：防護口罩;過濾技術(shù);結(jié)構(gòu)

背景

近些年由于空氣污染等原因，人們會選擇用防護口罩來抵御霧霾，部分情況下大眾也會選擇口罩防止呼吸道疾病的傳播。本文采用中國專利文摘數(shù)據(jù)庫和中國專利全文數(shù)據(jù)庫結(jié)合，通過IPC分類號與關(guān)鍵詞聯(lián)合檢索，獲得分析基礎專利文獻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)檢索截止日期為2020年3月31日公開的專利文獻。

1.防護口罩專利申請概況

1.1申請人概況

參照圖1，對防護口罩的申請人按照單位和個人進行統(tǒng)計分析，在防護口罩領域，個人申請占據(jù)較大的部分，其比例為63%，而單位申請則為47%，在防護口罩屬于生活領域，由于其專業(yè)技術(shù)水平相對較低，加之作為個人的日常防護用品，根據(jù)自我感受進行技術(shù)革新，并通過申請專利加以保護的意識越來越強。

1.2申請量歷年分布

對防護口罩的歷年申請量進行統(tǒng)計分析，由圖1可知，防護口罩的最初申請年份為1985年，在1985年-2002年，其申請量無太大起伏，在2003年出現(xiàn)了爆發(fā)式增長，這比較容易讓人聯(lián)想到與2003年的呼吸道疾病SRAS的流行有一定的關(guān)聯(lián)，在2012年則又出現(xiàn)了一定的增長，這與霧霾的危害逐漸被人類重視也有一定關(guān)系，環(huán)境問題、衛(wèi)生問題等在專利申請量上得到了一定的體現(xiàn)。

2.防護口罩的過濾技術(shù)分析

防護口罩的濾料，應具備以下三個條件，即一是在面具與使用者面部貼合良好的情況下過濾效率高，二是呼吸阻力小，三是使用者感覺舒適。通過對防護口罩采用的過濾技術(shù)進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其大致分為如下幾種方式：簡單過濾式、靜電吸附式、化學吸附式等。

2.1 簡單過濾式

簡單過濾式的口罩就是采用過濾纖維層等實現(xiàn)對空氣中微?；蛘卟≡w的隔絕，其一般采用單層或者多層過濾結(jié)構(gòu)實現(xiàn)空氣過濾，如中國實用新型專利申請CN85204985U采用一塊整過濾兩面包脫脂紗布制成，過濾材料采用了京合纖83～PP型超細纖維過濾布。

2.2靜電吸附式

靜電吸附式是通過對過濾料進行靜電處理，附在其表面的靜電可以通過靜電引力將細小粉塵或者病原體等進行吸附，而不被我們吸入，達到很高的過濾效率，中國發(fā)明專利CN106474640 A中的口罩采用納米發(fā)電單元產(chǎn)生電荷以使在所述抗菌層上形成電場，在電場的靜電吸附的作用下，增加了細菌與抗菌材料的接觸幾率，殺菌效果顯著。

2.3 化學吸附式

化學吸附式是利用化學物質(zhì)的極性與空氣中的微?；蛘卟≡w等相互作用而產(chǎn)生的過濾，中國發(fā)明專利CN1565677 A中選用能與病毒蛋白快速有效結(jié)合并且對人體無毒性的高分子多糖作為制作納米多糖膠體的材料，納米多糖膠體中納米粒子的平均粒徑小于100納米，對病毒有極強的吸附隔離功能。

3.防護過濾裝置的結(jié)構(gòu)

由于口罩的過濾技術(shù)相對成熟，且對于其過濾主要在于材質(zhì)以及過濾孔的結(jié)構(gòu)等，由于技術(shù)相對穩(wěn)定，改進空間相對較小，近些年的口罩則在口罩過濾裝置結(jié)構(gòu)上做出的大量的創(chuàng)新和改進，如提高佩戴舒適性、設置附加設備等。

3.1為了提高佩戴舒適性而提出改進的中國發(fā)明專利CN103271464A 通過在罩體上設置第一本體及一體成型且對折于第一本體上、下兩側(cè)的二第二本體，二第二本體彼此相對配置并圍成一開口，罩體的各端部及開口之間具有封合部，束帶連接于端部，使口罩使用時更加密合臉部及立體性，如圖2所示。

3.2現(xiàn)有技術(shù)中為了提高防護口罩佩戴舒適性和便捷性一般設置有一些部件，如較為常見的單向呼吸閥等，同時在專利文獻中也包括設置有其他附加設備的口罩如送風結(jié)構(gòu)、除濕結(jié)構(gòu)、擴音結(jié)構(gòu)等。

3.2.1 送風結(jié)構(gòu)

對防護口罩設置送風結(jié)構(gòu)主要是為了提高呼吸的順暢性，借助電氣設備等將過濾后的氣體送入到口罩內(nèi)部，中國發(fā)明專利CN109045504 A通過設置環(huán)境參數(shù)檢測模塊、風機控制模塊和風機實現(xiàn)送風要求，風機根據(jù)控制指令改變空氣的流向和/或流速。

3.2.2 除濕結(jié)構(gòu)

除濕結(jié)構(gòu)則主要是為了解決使用者呼吸中產(chǎn)生的水蒸氣在口罩內(nèi)部的聚集問題，中國實用新型專利CN 209628719U通過在防護裝置內(nèi)部設置放置槽，并在放置槽上設置除濕劑來去除呼出氣體中的水分，使得過濾裝置保持干燥。

3.2.3 擴音結(jié)構(gòu)

擴音結(jié)構(gòu)則主要針對帶上防護口罩之后，傳遞出的說話聲音變小且不清晰，中國發(fā)明專利CN110652663A中通過將擴音元件設置在呼吸防護裝置內(nèi)，用于對接收到的聲音進行擴音，方便用戶在佩戴該呼吸防護裝置時也可以與其他人正常溝通，如圖3所示。

4. 總結(jié)

通過以上專利的總結(jié)和分析，隨著防護口罩已經(jīng)從醫(yī)院走進了人們的生活，與此同時大眾在使用中為了滿足個人多樣化的需求，在當今創(chuàng)新環(huán)境的驅(qū)動下，主動對防護口罩在過濾方式和結(jié)構(gòu)進行積極改進使得目前專利庫中存在豐富多樣的口罩結(jié)構(gòu)，期待專利庫中的口罩結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)品化，走進大眾生活。（本文中第二作者對本文貢獻等同第一作者）

參考文獻

[1] 童曉晨等.細顆粒物（PM2.5）過濾口罩專利技術(shù)綜述[J].廣東化工，2014，41（8）：87-88） .

[2] 馬銘遠等. 口罩的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].進展與述評， 2014， （6）：7-11?.

作者介紹：

于盈盈（1987.12.11），性別：女;籍貫：河北保定;民族：漢;學歷：碩士研究生;職稱：助理研究員;職務：審查員;單位：?國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心