一种可杀灭致病微生物的防护口罩的制作方法

2021-01-07 16:01:16|

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本实用新型涉及卫生防护用品技术领域，更具体的说是涉及一种可杀灭病原微生物的uvcled深紫外线技术、光触媒技术、生态级负氧离子在防护口罩上的应用，可以杀灭进入口罩内的病毒、细菌等致病微生物，保障人体吸入不含有致病微生物，空气清新、无臭味、富含负氧离子的清新空气。

背景技术：

根据研究发现，现有病毒传播途径主要包括直接传播，气溶胶传播和接触传播，其中直接传播是指患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，呼出的气体近距离直接吸入导致的感染，气溶胶传播是指飞沫混合在空气中，形成气溶胶，吸入后导致感染，接触传播是指飞沫沉积在物体表面，接触污染手后，再接触口腔、鼻腔、眼睛等粘膜，导致感染。大多数病毒是不能透过皮肤侵入人体的，如果保持正确的洗手和勤洗手的习惯，是可以避免上述传播途径的。因此保护好口腔、鼻腔、眼睛不受病毒细菌侵害，带好口罩是防控病毒的关键，尤其是佩戴可杀灭病毒细菌的口罩更好。

目前常用口罩主要是对致病微生物起到阻隔、过滤的作用，如常见的一次性医用口罩、n95口罩、kf94口罩等等；比较好的n95口罩对病毒的杀灭率大概是95％左右，仍然有一部分漏网之鱼在危害人群，并且佩戴n95口罩的人群普遍会感觉憋气，不舒适；另外还有一些应用杀菌纤维、活性炭吸附、银沸石等杀菌材料制作的口罩，有一定的杀菌灭毒功效，但对于瞬间、全面杀灭细菌病毒不是很理想；市场上还有一些光触媒纤维材料的杀菌灭毒口罩，但由于缺乏深紫外线光源照射，仅仅依靠太阳光照射，光触媒激发释放的功能粒子较差，故其杀菌灭毒效果比较差。

因此，如何提供一种利用uvcled深紫外杀菌技术、光触媒杀菌技术，生态级负氧离子技术相结合的可杀灭致病微生物的防护口罩是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种可杀灭致病微生物的防护口罩，通过将uvcled深紫外线技术、光触媒技术、生态负氧离子技术的结合，有效杀灭进入口罩内的病毒、细菌等致病微生物，保障人体吸入不含有致病微生物的，无臭味、富含负氧离子的清新空气。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可杀灭致病微生物的防护口罩，包括：

反射罩，所述反射罩内侧设置有光触媒涂层；

透光罩，所述透光罩设置在所述反射罩内侧，并且所述透光罩与所述反射罩的弧度形状相适配；所述透光罩设置有第一进气口和第一排气口；

深紫外线发生装置，所述深紫外线发生装置位于所述透光罩内侧；所述深紫外线发生装置包括基板和深紫外线集成模块，所述深紫外线集成模块设置于所述基板上，所述基板设置有第二进气口、与所述第一排气口相对应的第二排气口；

和乳胶密封圈，所述乳胶密封圈与所述基板外边缘相适配。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述反射罩与所述透光罩之间通过磁吸钉连接；所述透光罩与所述深紫外线发生装置螺纹连接，所述透光罩内侧和所述基板均设置螺纹孔，螺丝钉依次穿过所述基板、所述透光罩的螺纹孔，实现所述基板和所述透光罩的固定连接。

上述技术方案的有益效果是：磁吸钉的连接方式方便使用者对防护口罩反射罩的拆卸，便于过滤网片的更换，以及方便摘下反射罩将防护口罩作为一个小型的深紫外线杀菌消毒灯使用，可以对电梯按键、门把手、手套、衣服等物品进行消毒杀菌，结构简单、使用方便。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述光触媒涂层是二氧化钛和纳米银的复合纳米材料，并且所述光触媒涂层材料的细度为5-10nm。

上述技术方案的有益效果是：二氧化钛具有很强的光催化杀菌作用，其产生的自由基能破坏细胞壁结构，使细胞壁断裂、破损，质膜解体，然后破坏内膜和细胞组分，导致细胞内容物溢出，出现菌体空化死亡，二氧化钛的光催化反应过程，很大程度由深紫外线激发光子决定，所以需要有足够激发二氧化钛的深紫外线能，也就是电能，才能激发二氧化钛光触媒材料；

纳米银可以和细菌产生化学反应，抑制细菌繁殖，银离子可以破坏细胞的dna分子和蛋白质，导致细胞的dna链发生断裂、蛋白质变性，从而导致细胞灭亡。

因此，uvcled深紫外线在杀灭病毒细菌的同时，可以激发光触媒在催化过程中产生小粒径负氧离子。具体的，光触媒具有优异的深紫外线吸收能力，其在深紫外线激活下产生的氢氧自由基(·oh)留在光触媒膜表面，高活性氧离子(·o2ˉ)游离到空气中，这种有强氧化能力的氧负离子(·o2ˉ)破坏了细胞内的辅酶a等辅酶和呼吸作用酶等，使其发挥抗菌作用而使细菌或真菌的繁殖中止；同时当带正电荷的空穴或氢氧自由基(·oh)接触到带负电荷的微生物细胞后，依据库伦引力，相互吸附，并有效地击穿细胞膜，使细胞蛋白质变性，无法再呼吸、代谢和繁殖，直至细胞死亡，其对细菌、病毒、孢子、霉菌、病毒等单细胞生物有显著的杀灭作用，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解，分解有机污染物。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述反射罩为锥形体，并且所述反射罩为深紫外线不能穿透的金属或金属镀层的工程塑料；进一步优选为铝合金或者镀铝膜、铜膜的工程塑料等。

上述技术方案的有益效果是：锥形体的反射罩可以使深紫外线达到高精度、高强度的照射；并且锥形体反射罩扇形开口的口径面积覆盖散热导光罩延长线面积，保障深紫外线全部聚焦集中，高强度、高精度的照射到反射罩的光触媒区域，激发光触媒材料，达到杀灭病毒细菌的效果。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述反射罩内侧表面呈粗糙、凹凸不平的形状。

上述技术方案的有益效果是：可以增加捕捉细菌病毒、甲醛、voc等有机物气体分子的几率，产生纳米界面材料的二元协同效应进而增强降解。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述第一进气口与所述第一排气口之间设置有进排气分割框。

上述技术方案的有益效果是：进排气分割框可以确保阻隔佩戴者排出的气体不进入第一进气口，保障进入第一进气口的是新鲜空气，有效避免呼出气体被再次吸入。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述透光罩为可透过深紫外线的石英玻璃、黑色玻璃、钠钙硅玻璃或者钠钙玻璃，进一步优选为可透过深紫外线的石英玻璃。

上述技术方案的有益效果是：深紫外线光透过透光罩照射到光触媒材料区域，触发光触媒材料。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述深紫外线集成模块包括散热导光罩、灯珠、与所述灯珠通过导线连接的电池、线路板、充电口、开关和电源指示灯，其中所述散热导光罩底部与灯珠基座一体集成，所述灯珠通过灯珠基板固定，并且所述灯珠基板固定在所述灯珠基座上。

为了进一步优化上述技术方案，所述灯珠基板双面敷铜。

上述技术方案的有益效果是：所述灯珠固定在灯珠基板上预制集成，散热导光罩与灯珠基座预制集成，两部分集成焊接成为一体固定于基板上。本实用新型一方面选择热阻最小的led灯珠基板，控制在85℃以下，另一方面，扩大灯珠基座的敷铜面积，以达到更好的散热效果，同时在在深紫外线集成模块结构设计上，设置散热导光罩，散热导光罩与反射罩通过散热性能优良的金属材质磁吸钉相连，促使口罩内热量传导到反射罩散发，保障了led灯珠的使用寿命在2万小时以上，同时降低口罩内温度，保证佩戴者的舒适性。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述基板上还设置有导气框。

上述技术方案的有益效果是：导气框的设置可以确保第一进气口进来的气流经过深紫外线杀菌后的新鲜空气在导流框的导流控制下进入第二进气口，保证人体吸入的是经过处理的新鲜空气。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述透光罩设置有若干个耳戴挂钉，所述耳戴挂钉与口罩带相匹配，所述口罩带为双叉形乳胶耳戴，并且所述口罩带的叉头处设置有与所述耳戴挂钉相适配的若干小孔。

上述技术方案的有益效果是：耳戴上与挂钉相适配的若干小孔的设置，可以满足不同头径佩戴者佩戴。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述第二进气口设置有由过滤网片和网片架组成的过滤结构，所述过滤网片固定安装于所述网片架上，所述网片架与所述第二进气口扣合连接。

上述技术方案的有益效果是：通过过滤结构对空气进行有效阻隔，同时结合uvcled深紫外线技术、光触媒技术和负氧离子净化技术，实现对致病微生物的阻隔及杀灭双重功效。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述过滤网片采用医用过滤无纺布材料。

上述技术方案的有益效果是：对病毒细菌等致病微生物进行过滤阻隔以起到防护作用，达到医用口罩使用以上防护标准。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述光触媒涂层与所述散热导光罩延长线覆盖的位置相对应。

上述技术方案的有益效果是:确保深紫外线光在导光罩的聚光作用下，有效照射到光触媒涂层区域，以免光线散失。

优选的，在上述一种可杀灭致病微生物的防护口罩中，所述灯珠的波长为260-270nm，深紫外线输出功率为1800-2000mw，出光角在120-140°之间，采用恒流驱动模式；进一步优选的，所述灯珠的波长为265nm，并且以两颗1000mw的灯珠作为光源，出光角为120°。

上述技术方案的有益效果是：260-270nm为dna吸收曲线的峰值，是杀灭细菌病毒的最佳波长，杀灭病毒细菌效果最好；在上述深紫外线输出功率下，可满足瞬间一秒钟杀灭各种病毒细菌的需求，效果极其显著；另外本实用新型如果采用恒压驱动模式，工作过程中led温度上升会导致led电流变大，功率不可控，导致产品杀菌效果一致性变差，二采用恒流驱动模式可以达到最优的杀菌效果。

本实用新型的深紫外线uvcled芯片是在金属外壳包装下照射口罩内的气体，并通过金属具有聚光防辐射作用的散热导光罩和前端具有防护作用的反射罩控制光线定向照射，不会对人体有辐射或者伤害，而且应用的uvcled芯片是经过紫外泄漏测试的，完全符合国家卫生计生委关于印发消毒产品卫生安全评价规定。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种可瞬间杀灭致病微生物的防护口罩，具有以下优点：

本实用新型的可杀灭致病微生物的防护口罩，具备多重杀灭病毒细菌的功效，首先是uvcled深紫外杀灭病毒细菌；其次是光触媒在uvcled深紫外线照射下，光触媒在进行光催化反应的时候，产生的氢氧自由基(·oh)留在光触媒膜表面，高活性氧离子(·o2ˉ)游离到空气中，具有强氧化能力的氧负离子(·o2ˉ)对病毒细菌有杀灭作用，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解；再次深紫外线照射光触媒进行光催化反应的同时释放生态负氧离子，生态负氧离子具备杀菌，清新空气，提高身体抵抗力的功效。

具体的，本实用新型将uvcled深紫外线、光触媒、生态负氧离子三种技术进行有机结合，形成合力效应，通过不同角度、不同方式杀灭病毒细菌。光触媒技术与深紫外技术结合应用，增加了深紫外线的利用效率，深紫外线杀灭病毒细菌的同时给光触媒材料提供照射光源，不需要重复设置照射光源，节约材料费用；并且在深紫外线照射光触媒杀灭病毒细菌的同时，释放生态负氧离子实现杀菌，为口罩佩戴者提供富含生态级负氧离子的清新空气，调节呼吸道功能，提高呼吸道及机体抵御致病微生物的能力。

uvcled深紫外线杀灭病毒细菌等致病微生物在水中、空调等方面已有广泛应用，但是应用在口罩的个人贴身防护方面，由于深紫外线的辐射性，一直没有应用先例，本实用新型把uvcled深紫外线杀灭病毒细菌功能与防护口罩相结合，实现人体零距离接触使用uvcled深紫外线，有效解决了uvcled深紫外线辐射对人的危害问题，开创了uvcled深紫外在口罩防护领域的技术应用创新。

本实用新型由于应用uvcled深紫外杀菌，迅速高效，对细菌、病毒在一秒钟即可达到99％－99.9％的杀灭率，杀菌灭毒迅速可靠。由于uvcled深紫外杀菌广谱性，深紫外技术在目前所有的消毒技术中杀菌广谱性是最高的，本实用新型的防护口罩对几乎所有细菌、病毒都能高效率杀灭。

本实用新型防护口罩采用普通医用口罩级别的过滤基材，通透性好，在防护方面超过n95口罩的性能，但却比n95口罩的透气舒适性更高。

本实用新型防护口罩的过滤网片是可更换的，口罩整体及uvcled深紫外杀菌灭毒部分可以反复长期使用，节约使用成本，减少污染物的排放量，节省资源。

本实用新型的防护口罩还具有附属功能：摘下前端的反射罩，就会是一个小型的深紫外线杀菌消毒灯，可以对电梯按键，门把手，手套，衣服等物品进行杀毒，结构简单，功能多样，小巧轻便，完全静音，易于佩戴。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型防护口罩的整体结构示意图；

图2附图为本实用新型反射罩的结构示意图；

图3附图为本实用新型透光罩的结构示意图；

图4附图为本实用新型过滤网片的结构示意图；

图5附图为本实用新型深紫外线发生装置的结构示意图；

图6附图为本实用新型乳胶密封圈的结构示意图；

图7附图为本实用新型口罩带的结构示意图；

图8附图为本实用新型防护口罩的工作原理图。

在图中：

1为反射罩、11为光触媒涂层、2为透光罩、21为第一进气口、22为第一排气口、23为进排气分割框、3为基板、31为第二进气口、32为第二排气口、33为导气框、4为乳胶密封圈、5为磁吸钉、6为耳戴挂钉、71为散热导光罩、72为灯珠、73为电池、74为线路板、75为充电口、76为开关、77为电源指示灯、78为灯珠基座、79为灯珠基板、8为口罩带、81为小孔、9为过滤网片、91为网片架、92为螺纹孔、93为螺丝钉。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1-6，本实用新型实施例公开了一种可杀灭致病微生物的防护口罩，包括：

反射罩1，反射罩1内侧设置有光触媒涂层11；

透光罩2，透光罩2设置在反射罩1内侧，并且透光罩2与反射罩1的弧度、形状相适配；透光罩2设置有第一进气口21和第一排气口22；

深紫外线发生装置，深紫外线发生装置位于透光罩2内侧；深紫外线发生装置包括基板3和深紫外线集成模块，深紫外线集成模块设置于基板3上；基板3设置有第二进气口31、与第一排气口22相对应的第二排气口32；

和乳胶密封圈4，乳胶密封圈4与基板3外边缘相适配。

为了进一步优化上述技术方案，反射罩1与透光罩2之间通过磁吸钉5连接；透光罩2与深紫外线发生装置螺纹连接，透光罩2内侧和基板3均设置螺纹孔92，螺丝93依次穿过基板3、透光罩2的螺纹孔92，实现基板3和透光罩2的固定连接。

为了进一步优化上述技术方案，光触媒涂层11是二氧化钛和纳米银的复合纳米材料，并且光触媒涂层11材料的细度为5-10nm。

为了进一步优化上述技术方案，反射罩1为锥形体，并且反射罩1为深紫外线不能穿透的金属或金属镀层的工程塑料；进一步优选为铝合金或者镀铝膜、铜膜的工程塑料等。

为了进一步优化上述技术方案，反射罩1内侧表面呈粗糙、凹凸不平的形状。

为了进一步优化上述技术方案，第一进气口21设置有若干个，并且第一进气口21为任意形状，以通畅进气为宜。

为了进一步优化上述技术方案，第一进气口21与第一排气口22之间设置有进排气分割框23。

为了进一步优化上述技术方案，透光罩2为为可透过深紫外线的石英玻璃、黑色玻璃、钠钙硅玻璃或者钠钙玻璃，进一步优选为可透过深紫外线的石英玻璃。

为了进一步优化上述技术方案，透光罩2连接有若干个耳戴挂钉6。

为了进一步优化上述技术方案，深紫外线集成模块包括散热导光罩71、灯珠72、与灯珠72通过导线连接的电池73、线路板74、充电口75、开关76和电源指示灯77，其中散热导光罩71底部与灯珠基座78一体集成，灯珠72通过灯珠基板79固定，并且灯珠基板79固定在灯珠基座78上。

为了进一步优化上述技术方案，灯珠基板79双面敷铜。

为了进一步优化上述技术方案，基板3上还设置有导气框33。

为了进一步优化上述技术方案，透光罩2设置有若干个耳戴挂钉6，耳戴挂钉6与口罩带8相匹配，口罩带8为双叉形乳胶耳戴，并且口罩带8的叉头处设置有与耳戴挂钉6相适配的若干小孔81。

为了进一步优化上述技术方案，第二进气口31设置有由过滤网片9和网片架91组成的过滤结构，过滤网片9固定安装于网片架91上，网片架91与第二进气口31扣合连接，并且过滤网片结构为三层，并且可更换。

为了进一步优化上述技术方案，过滤网片9采用医用过滤无纺布材料。

为了进一步优化上述技术方案，光触媒涂层2与散热导光罩71延长线覆盖的位置相对应。

为了进一步优化上述技术方案，灯珠72的波长为260-270nm，深紫外线输出功率为1800-2000mw，出光角在120-140°之间，采用恒流驱动模式。

为了进一步优化上述技术方案，乳胶密封圈4是边缘双层结构，密封性能更好，而且更加佩戴舒适。

口罩的使用方法

1、佩戴方法：本实用新型防护口罩和一般医用口罩佩戴方法基本一致，佩戴时根据佩戴者头围，选择胶耳戴叉头处设置的小孔与将耳戴挂钉插入；

2、带好口罩后，将口罩电源开关打开，电源指示灯发绿光，正常使用；电源指示灯发红光时，需要充电；

3、如果在使用过程中，遇到电池没电的情况下，该口罩还可以作为普通医用防护口罩佩戴使用。

4、过滤网片一般使用3-5次后进行更换。

图7是本实用新型可杀灭致病微生物的防护口罩的工作原理图：

首先进入口罩的空气通过uvcled灯珠72发射深紫外线，在散热导光罩71的聚光作用下，深紫外线覆盖整个第一进气口21，第一进气口21进入的空气中的病毒细菌被265nm波长的深紫外线瞬间杀灭；同时uvcled灯珠72发射深紫外线，通过第一进气口21和透光罩2的光线覆盖区域，照射反射罩1上的光触媒涂层11。光触媒涂层11收到深紫外线照射，进行光催化反应，产生的氢氧自由基(·oh)留在光触媒膜表面，高活性氧离子(·o2ˉ)游离到空气中。这种有强氧化能力的氧负离子(·o2ˉ)对病毒细菌有杀灭作用，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解，光催化反应同时释放出生态负氧离子，生态负氧离子具备杀菌，清新空气，提高身体抵抗力功效；其次应用符合医用口罩标准的过滤网片对杀菌灭毒后的空气再过滤，提高口罩的安全防护性。如果在使用过程中，遇到电池没电的情况下，该口罩还可以作为普通医用防护口罩使用。

另外如果佩戴口罩者是已经感染传染病的携带致病微生物者，其呼出的带有致病微生物气体通过第一排气口22和第二排气口32进入到深紫外线照射区域和光触媒杀菌区域，瞬间杀灭病毒细菌的致病微生物，在其佩戴的口罩内就可以瞬间杀灭患者呼出的致病微生物，避免污染周边空气，传染给他人。

本实用新型实施例公开了一种可杀灭致病微生物的防护口罩，能够把致病微生物的病毒细菌杀灭在进入人体口腔鼻腔之前的口罩前端，本实用新型把具有强力杀灭病毒细菌等致病微生物的uvcled深紫外线技术、光触媒杀菌技术，生态级负氧离子技术应用到常规医用防护口罩，使医用口罩不仅仅具备隔离、过滤致病微生物的功能，同时具备瞬间杀灭从外部空间进入到口罩内的致病微生物，提高口罩的防护功效；另外如果佩戴口罩者是已经感染传染病的携带致病微生物者，可以在其佩戴的口罩内瞬间杀灭患者呼出的致病微生物，避免污染周边空气，传染给他人；

本实用新型的防护口罩还具备消除甲醛，净化空气，为佩戴者提供源源不断的富含负氧离子的清新空气，保障佩戴者避免被致病微生物感染，避免被甲醛、雾霾、花粉、臭气等污浊空气的侵袭，保障佩戴者的身体健康。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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