发明内容

为了克服上述的高防护性能口罩产量不足或口罩鼻罩防护性能不如理想等的问题，本发明提供利用间隙过滤法提高口罩或鼻罩或其气流扩展包的防护效果的器具，利用下文所述的间隙过滤法原理，可提高口罩或鼻罩或其气流扩展包的防护效果，或者，在一定防护性能前提下一定程度地可适当降低对过滤透气层的材料要求，还可防止佩戴口罩或鼻罩后眼镜或护目镜起雾等。

本发明所采用的其中一种技术方案是：一种利用间隙过滤法提高口罩或鼻罩或其气流扩展包的防护效果的器具，所述口罩或鼻罩的罩体或者口罩或鼻罩的气流扩展包的包壁，有具过滤气体功能的过滤透气层，其特征是：所述器具的主体包含有覆盖于所述过滤透气层外侧的气流限定薄膜层；所述气流限定薄膜层有与所述过滤透气层之间多点分布的多个分隔支撑柱，形成并保持与外环境气流连通的间隙；气流限定薄膜层的周边有连接部件。

此时，当所述间隙的间距有足够小的部分时，一般可使与外环境直接连通的气体在间隙所述足够小的部分处主要受佩戴者呼吸作用的驱动，使过滤透气层外表面的气流沿间隙壁切向运动分量的比例有所增加，从而可更好地利用间隙提高防护效果。可以使所述气流限定薄膜层内侧表面或/和所述分隔支撑柱表面带静电。可以使所述气流限定薄膜层为聚乙烯层或聚丙烯层。可以使所述气流限定薄膜层含有防渗液层。可以使所述分隔支撑柱是胶粒或胶条。可以使所述多个分隔支撑柱是一块或多于一块的透气性能良好的扁海绵体的组成部分，或者，所述多个分隔支撑柱是多个海绵材料的粒状物或条状物。可以使所述分隔支撑物表面有粘性物质使其可黏附于所述过滤透气层。可以使多片所述器具通过断续连接线连成可由用户自行分离的一卷。可以使所述气流限定薄膜层在口罩或鼻罩的左右两侧之外还有覆盖一定皮肤区域的部分。可以使所述气流限定薄膜层在左右两侧，或形成可固定于头上的薄膜系带，或形成可固定于耳部的薄膜耳环。可以使所述气流限定薄膜层在口罩或鼻罩的罩体下方还有悬垂的延长薄膜。可以通过向所述气流限定薄膜层或其材料喷洒或涂抹或印压多个粒状物或条状物；此时所述粒状物或条状物表面具粘性，或者，此时所述气流限定薄膜层表面具粘性；使所述气流限定薄膜层与所述粒状物或条状物相互粘合，形成所述分隔支撑物等。

从而可使口罩或鼻罩或其气流扩展包获得更好的防护效果，或者，在一定防护效果的前提下可一定程度地降低对过滤透气层的材料要求。所述口罩或鼻罩可以是平面、杯形、或特殊曲面等、医用口罩、棉布、棉纱口罩、自制口罩等一切口罩鼻罩。所述过滤透气层主体可以是融喷布、或无纺布、或纺织布、或高分子膜、或纱布、或甚至是紧急应用时的衣物或床单面料等。所述口罩或鼻罩的气流扩展包可以是指本人发明的带气流扩展器的鼻罩等专利中公开的技术方案中的气流扩展包，也不排除类似的口罩或鼻罩的气流扩展技术方案。所述覆盖一般可以是指中间有空气间隙的从前方看的视线覆盖。所述足够小可根据过滤材料的气压降及呼吸作用的大小而不同，其数值一般可取大于0毫米小于20毫米之间，过小则气阻增大，过大则间隙的过滤效用显著降低。所述间隙周沿开口的总面积一般不宜小于两鼻孔的孔口总面积，以免增加呼吸阻力。优选地，所述间隙周沿开口的总面积大于等于两鼻孔的孔口总面积。所述气流限定薄膜层可以是不透气塑料薄膜，也可以是具有一定气阻的透气无纺布等，其可分隔或阻碍限制外环境的气流。所述气流限定薄膜层是指其只需一层薄膜即可，并不排除薄膜之外还可能有其他面料等的情况。所述连接部件可以是各类带子、夹子、粘贴物、或带夹子的带子等。

本发明提出间隙过滤法：即在过滤透气层前设置气流限定薄膜层形成间隙，所述间隙的间距足够小，使与外环境直接连通的气体在间隙所述足够小的部分处主要受佩戴者呼吸作用的驱动，使过滤透气层外表面的气流沿间隙壁切向运动分量的比例增加，从而利用间隙获得较好的空气过滤防护效果。其原理：一是可利用气流限定薄膜层外侧等间隙外物一定程度地阻挡外环境中较大的颗粒污染物；二是利用间隙，可使过滤透气层外表面的气体的沿切向运动的分量增加，延长污染物到达过滤透气层的路径，可利用气流限定薄膜层内侧表面或/和间隙支撑物等间隙内物而阻挡或吸附污染物，此时优选间隙内物带静电；三是在污染物到达接触过滤透气层时，所述气流限定薄膜层产生气流限制作用，使气流以更接近透气层的切线方向而非法线方向接触过滤透气层外侧表面，从而增大了空气穿过过滤透气层的等效厚度或增长了其过滤路径，或缩减了等效孔径，增加了污染物被过滤透气层捕获的几率，从而利用本文所提出的间隙过滤法获得更好的防护效果。所述间隙的气阻一般小于所述过滤透气层的气阻。一般地，所述间隙的间距远大于污染物的直径。所述间隙的间距一般足够小至间隙内的主要气流大部分可受呼吸作用驱动。本发明特别在高级滤材产量不足或难以及时获得时，尤其具有较重要的意义。

本发明的应急制作法：紧急情况下，可用摩擦起电原理自制带静电塑料薄膜；可用烧制的木炭制成颗粒物，或者用硅橡胶凝固后制成颗粒物，或者用扁海绵体，分布并粘附塑料薄膜，形成间隙支撑物；带间隙支撑物的静电塑料薄膜覆盖于棉布或棉纱口罩或需较长时间难以更换等的各类口罩上，并四角粘贴或夹紧于口罩上，使其形成所述间隙；或者，用保鲜膜作为气流限定薄膜层主体，添加间隙支撑物后，在两侧剪裁成可固定于耳部或头部的两侧系带或耳环，佩戴于口罩外，使其形成所述间隙。原则上，所述过滤透气层本身应须达到一定级别的防护效果而对应一定的应用场合，本发明可在此基础上增加提高一定防护效果的几率。如非紧急且无可选择的情况，发明人既不建议在超越所述过滤透气层自身防护级别的场合应用本发明，也不建议自制本发明。

所述多个分隔支撑柱间可以是能多向通气地以任意方式相连的，例如，可以是所述多个分隔支撑柱组成一体的多孔物或网状物、或管状物、或螺旋物、或类螺旋物、或以任意方向立体延伸并可支撑起一定立体空间的细条状体等。如果所述多个分隔支撑柱组成一体，则其整体气阻小于所述过滤透气层和气流限定薄膜层。例如，所述多个分隔支撑柱可以是透气性能良好的一块扁海绵体。又如，所述多个分隔支撑柱间可无直接相连，可以是多个胶粒或胶条互不直接相连地分布于间隙间。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层内侧表面或/和所述分隔支撑柱表面带静电。从而可更好地黏附间隙中的污染物，使口罩或鼻罩或其气流扩展包进一步提高防护效果，或者，在一定防护效果的前提下可进一步降低对过滤透气层的材料要求。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层为聚乙烯层或聚丙烯层。从而可成本低、便于生产，且有广泛的可获得性。例如，其为保鲜膜等。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层含有防渗液层。从而可使口罩或鼻罩或其气流扩展包外表面具备防渗液功能，使其具备医用的标准。

作为优选方案，所述分隔支撑柱是胶粒或胶条。从而可成本低、便于生产，且有广泛的可获得性。例如，硅胶、橡胶、乳胶等。优选硅胶粒，可与皮肤直接接触。

作为优选方案，通过向所述气流限定薄膜层或其材料喷洒或涂抹或印压多个粒状物或条状物；此时所述粒状物或条状物表面具粘性，或者，此时所述气流限定薄膜层表面具粘性；使所述气流限定薄膜层与所述粒状物或条状物相互粘合，形成所述分隔支撑物。

从而可得出简便地生产所述器具的方法。例如，可以在所述喷洒或涂抹或印压及黏附完成后，一幅所述气流限定薄膜层材料才被剪裁制作成所述器具，也可由用户撕成适宜大小的所述器具；也可在剪裁制作成适当大小的气流限定薄膜层后才开始添加分隔支撑物。例如，可把所述多个粒状物或条状物加热至表面融粘状态，或把所述气流限定薄膜层加热至表面融粘状态，之后向气流限定薄膜层喷洒或涂抹或印压，气流限定薄膜层处有降温设施使黏附后结合处迅速降温从而失去粘性。又如，可使所述多个粒状物或条状物混合粘合剂，或者使气流限定薄膜添加粘合剂，之后，把所述多个粒状物或条状物向气流限定薄膜层材料喷洒或涂抹或印压，气流限定薄膜层处有干燥等设施使黏附后结合处迅速干燥或与气体反应从而失去粘性等。所述粘性也可以不消失或不完全消失。

所述粒状物或条状物可以是胶粒或胶条，也可以是海绵等材料的粒状物或条状物。

作为优选方案，所述多个分隔支撑柱是一块或多于一块的透气性能良好的扁海绵体的组成部分，或者，所述多个分隔支撑柱是多个海绵材料的粒状物或条状物。从而可成本低、便于生产，且有广泛的可获得性。一块所述扁海绵体可以是宏观上的一片扁平面或扁曲面体，也可以是一片宏观上的扁平面或扁曲面体上带有若干个宏观上的孔洞或网格等。所述海绵既可以是天然海绵，也可以是以各种工艺合成的人造海绵。

作为优选方案，所述分隔支撑物表面有粘性物质使其可黏附于所述过滤透气层。从而可使所述间隙的结构更稳定。所述粘性物质可以是弱粘性的可多次黏附、分离的医用无毒不干胶等，从而可较多次地重复使用。

作为优选方案，多片所述器具通过断续连接线连成可由用户自行分离的一卷。从而可便于生产、使用和存放。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层在口罩或鼻罩的左右两侧之外还有覆盖一定皮肤区域的部分。从而可增加周边防护性能。即所述部分的气流通道一侧面为气流限定薄膜层，而其相对侧面则从过滤透气层变为皮肤。所述覆盖一定皮肤区域的部分可以分布有所述分隔支撑柱，也可以没有所述分隔支撑柱。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层在左右两侧，或形成可固定于头上的薄膜系带，或形成可固定于耳部的薄膜耳环。从而可便于生产和使用，或增加周边防护性能。所述薄膜系带或薄膜耳环即可为所述连接部件，其不一定分布有所述分隔支撑柱，其可以与所述气流限定薄膜层一体成形，也可以通过热合、压合、融合、粘合等方式后期添加。若连接部件与所述气流限定薄膜层采用同种材料则较有利于生产制造。例如，所述气流限定薄膜层主体为一片矩形薄膜，所述薄膜耳环是所述矩形薄膜左右两侧挖空的两个孔洞形成的。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层在口罩或鼻罩的罩体下方还有悬垂的延长薄膜。从而可增加周边，尤其是下侧的防护性能。所述延长薄膜不一定分布有所述分隔支撑柱。

作为优选方案，所述间隙的平均间距小于或等于3毫米；且距离大于6毫米的不视为所述间隙且不纳入所述平均间距的统计范围；距离小于等于6毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层实际透气面积的二分之一。优选距离小于等于6毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层的实际透气面积。紧贴于皮肤外侧的，与皮肤外表面之间难以构成有效气流通道的过滤透气层材料的部分不属于所述过滤透气层的实际透气面积的统计范围，例如口罩罩体的边沿部分等，但所述气流限定薄膜层也可以有所述间隙地覆盖该部分的过滤透气层材料。

作为优选方案，所述间隙的平均间距小于或等于2毫米；且距离大于4毫米的不视为所述间隙且不纳入所述平均间距的统计范围；距离小于等于4毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层实际透气面积的二分之一。优选距离小于等于4毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层的实际透气面积的三分之二。

作为优选方案，所述间隙的平均间距小于或等于1毫米；且距离大于2毫米的不视为所述间隙且不纳入所述平均间距的统计范围；距离小于等于2毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层实际透气面积的四分之一。优选距离小于等于2毫米的所述间隙分布面积不小于所述过滤透气层的实际透气面积的二分之一。

特别地，当所述间隙的平均间距等于1毫米，假设限流层边沿形成的间隙总周长为350毫米时，其间隙透气总面积为350平方毫米，而两鼻孔的透气总面积约为200平方毫米左右，因此，此时其呼吸阻力理论上不会明显增加。

一般地，所述气流限定薄膜层前方视线覆盖于所述过滤透气层的中部以及周边的实际透气区域，且有在所述过滤透气层周边的实际透气区域形成的所述间隙。

一般地，所述气流限定薄膜层内侧在所述过滤透气层的边沿位置分布有所述分隔支撑柱。从而可防止所述间隙的出入口被薄膜层堵塞。

作为优选方案，所述气流扩展包为有两侧面的扁形包体，两侧面中至少有一侧面面向外环境，面向外环境的所述侧面上视线覆盖有所述气流限定薄膜层。

作为优选方案，所述气流限定薄膜层的上部，位于鼻梁或/和鼻梁侧边处，还有向左右两侧作长度延伸的，且向皮肤或向所述口罩或鼻罩罩体贴近或接触的间隙堵塞条，使气流限定薄膜层上部与皮肤或罩体之间的主要气流通道有被所述间隙堵塞条所堵塞的部分。从而可减少或防止呼吸的气流从其上部溢出而使眼镜或护目镜起雾，也有可能可以借助阻塞条增加罩体上沿的气密性。所述向皮肤或向所述罩体贴近或接触可以是通过使所述气流限定薄膜层的上部向皮肤或向所述罩体弯折或通过粘附固定分隔支撑柱弯折，或通过减少分隔支撑柱或其宽度而使气流限定薄膜层的上部向皮肤或向所述罩体倾斜，或通过在气流限定薄膜层上部粘附一定宽度的外部条状体等，从而实现。例如，所述间隙堵塞条可紧靠在罩体上部的外侧，也有可能气流限定薄膜层的所述间隙堵塞条在罩体上方而接触皮肤。

作为优选方案，所述间隙堵塞条形状具有可塑性，且位于鼻梁并向两侧延伸。从而可堵塞气流限定薄膜层的上部与皮肤或罩体之间的气流通道而防止呼吸的气流从上部溢出使眼镜或护目镜起雾，此外，也可以借助阻塞条调节成与鼻子适配的形状，直接获得鼻夹条的功能，或与口罩或鼻罩罩体上的鼻夹条协同作用，增加口罩或鼻罩罩体上沿的气密性。形状具有可塑性是指人手可轻易改变并固定需要的形状，例如可通过塑料包裹金属条等实现。所述间隙堵塞条可以向两侧延伸至口罩或鼻罩罩体边沿，或者所述间隙堵塞条可以延伸至气流限定薄膜层周边延伸物上。

作为优选方案，所述间隙堵塞条位于所述气流限定薄膜层的上部的紧靠对应的口罩或鼻罩罩体上的鼻夹条的位置。从而可更好地阻断该处的气流通道。

作为优选方案，所述间隙堵塞条的长度大于对应的口罩或鼻罩罩体上的鼻夹条的长度。从而可更好地导向气流至两侧。

本发明可为以上各种技术方案或其任意组合。

本发明的有益效果是，利用间隙过滤法原理，可提高口罩或鼻罩或其气流扩展包的防护效果，或者，在一定防护性能前提下一定程度地可适当降低对过滤透气层的材料要求，还可防止佩戴口罩或鼻罩后眼镜或护目镜起雾等。其不仅可简单、成本低地大规模制造，必要时，甚至也可相对容易地利用日常生活可获得的材料自制，适用于疫情防控等，有可能对呼吸道疾病的全球大流行产生一定的遏制作用。