具有双峰分布纤维直径的PTFE双向拉伸膜的过滤装置及口罩的制作方法

具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置及口罩
技术领域
1.本发明属于呼吸防护领域，具体涉及具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置及口罩。


背景技术：

2.现有口罩的过滤层多为熔喷布，为了实现更高的阻隔性，通常采用提高过滤层熔喷布的致密度、缩小熔喷布孔径、降低熔喷布孔隙率的做法，但这样做会降低口罩的透气性，造成佩戴时的憋闷感，极大影响使用舒适度。
3.综上，现有技术的研发方向仅在不断缩小熔喷布孔径，在提升过滤效果的前提下，不能兼顾气流阻力，需要对现有产品提出一种新的技术趋势。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置及口罩，能够摆脱现有的对熔喷布孔径不断缩小的技术趋势，提供一种包括具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置及口罩，为现有产品提供一种新的技术趋势。
5.为实现上述目的，本发明提供的具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置，包括：
6.ptfe双向拉伸膜，所述ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态；
7.支撑层，所述支撑层设置于所述ptfe双向拉伸膜的至少一侧,与所述ptfe双向拉伸膜形成两层以上的过滤结构；
8.所述双峰分布形态包括：
9.第一波峰，所述第一波峰的直径范围为：1～4μm；
10.第二波峰，所述第二波峰的直径范围为：10～20μm。
11.在一个具体的实施例中，直径位于所述第一波峰范围内的纤维占比为：70％～90％，直径位于所述第二波峰范围内的纤维占比为：10％～30％。
12.在一个具体的实施例中，所述第一波峰的直径范围的最大直径小于或等于所述支撑层的纤维直径。
13.在一个具体的实施例中，所述第一波峰的峰值为：2.5μm；
14.所述第二波峰的峰值为：14μm。
15.在一个具体的实施例中，所述支撑层设置于所述ptfe双向拉伸膜的一侧或者所述支撑层设置于所述ptfe双向拉伸膜的双侧。
16.在一个具体的实施例中，所述支撑层为无纺布、熔喷布中的一种或两种。
17.在一个具体的实施例中，所述支撑层的纤维直径为：4
‑
50μm。
18.一种具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的口罩，包括：
19.口罩主体，包括内层和外层，所述内层用于贴合用户面部；
20.前述实施例所述的过滤装置，设置在所述内层和所述外层之间。
21.在一个具体的实施例中，所述内层包括无纺布；
22.和/或，所述外层包括无纺布。
23.在一个具体的实施例中，还包括带体：
24.所述带体用于将所述口罩主体保持于用户面部。
25.本发明至少具有以下有益效果：
26.本发明中具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的过滤装置包括：ptfe双向拉伸膜，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态；支撑层，支撑层设置于ptfe双向拉伸膜的至少一侧与ptfe双向拉伸膜形成两层以上的过滤结构；双峰分布形态包括：第一波峰，第一波峰的直径范围为：1～4μm；第二波峰，第二波峰的直径范围为：10～20μm。一方面，本发明通过ptfe双向拉伸膜与支撑层进行层叠，在起到过滤的作用外，还具有良好的透气性。另一方面，本发明中利用具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜，使得纤维的直径主要集中在两个波峰范围内，第一个波峰范围内纤维直径较小，具备更好的物理阻隔效果，第二个波峰范围内纤维直径较大，较大的纤维直径可增大纤维之间的孔隙尺寸，使得ptfe双向拉伸的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。由此，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果，为现有技术提供了一种新的技术趋势。
附图说明
27.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.图1是本发明实施例的支撑层中的双峰分布示意图。
29.图2是本发明实施例的支撑层与ptfe双向拉伸膜的层叠图。
30.图3是本发明实施例的支撑层和ptfe双向拉伸膜组合的电镜图。
31.图4是本发明实施例二的层叠图。
32.图5是本发明实施例二的口罩示意图。
33.图中：1
‑
口罩主体、12
‑
内层、11
‑
外层、2
‑
过滤装置、21
‑
支撑层、22
‑
ptfe双向拉伸膜、3
‑
带体。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.实施例1
36.参见说明书附图1
‑
5，为一种具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜22的过滤装置2，包括：
37.ptfe双向拉伸膜，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态；
38.支撑层21，支撑层21设置于ptfe双向拉伸膜22的至少一侧，与ptfe双向拉伸膜22形成两层以上的过滤结构；
39.双峰分布形态包括：
40.第一波峰，第一波峰的直径范围为：1～4μm；
41.第二波峰，第二波峰的直径范围为：10～20μm。
42.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
43.包括ptfe双向拉伸膜22和支撑层21；ptfe双向拉伸膜22具有如图1双峰分布孔径分布。
44.如图2所示为一种优选的实施方式，支撑层21设置于ptfe双向拉伸膜22的一侧以支撑ptfe双向拉伸膜22。当支撑层21为一层时，支撑层21与ptfe双向拉伸膜22形成两层过滤结构，当支撑层21为多层时，支撑层21与ptfe双向拉伸膜22形成多层过滤结构。在另一个实施方式中，支撑层21也可以同时设置在ptfe双向拉伸膜22的两侧。
45.其中，支撑层21可以为熔喷无纺布层。
46.一方面，本实施例通过ptfe双向拉伸膜22与支撑层21进行层叠，在起到过滤的作用外，还具有良好的透气性。另一方面，本实施例中利用具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜22，使得纤维的直径主要集中在两个波峰范围内，第一个波峰范围内纤维直径较小，具备更好的物理阻隔效果，第二个波峰范围内纤维直径较大，较大的纤维直径可增大纤维之间的孔隙尺寸，使得ptfe双向拉伸膜22的整体蓬松度提高，从而降低呼吸阻力。由此，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果，为现有技术提供了一种新的技术趋势。
47.在一个优选的实施方式中，直径位于第一波峰范围内的纤维占比为：70％～90％，直径位于第二波峰范围内的纤维占比为：10％～30％。由此，在双峰分布中，第一波峰范围内的纤维占据ptfe双向拉伸膜22的主要部分，使得过滤装置2整体过滤性能更佳。
48.在一个优选的实施方式中，第一波峰的直径范围的最大直径小于或等于支撑层21的纤维直径。由此，可通过ptfe双向拉伸膜22主要起阻隔作用，支撑层21主要起结构支撑作用，实现过滤装置2在过滤性能和结构稳定性上的平衡。
49.在一个优选的实施方式中，第一波峰的峰值为：2.5μm，第二波峰的峰值为：14μm。
50.在对产品进行测试时，对实施方案和对比方案进行以下设定：
51.实施方案一：
52.过滤装置包括ptfe双向拉伸膜和支撑层21，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态。支撑层21设置于ptfe双向拉伸膜22的一侧与ptfe双向拉伸膜22形成两层过滤结构。双峰分布形态包括：第一波峰，第一波峰的直径范围为：1～4μm；第二波峰，第二波峰的直径范围为：10～20μm。第一波峰的峰值为：2.5μm，第二波峰的峰值为：14μm。直径位于第一波峰范围内的纤维占比为：83％，直径位于第二波峰范围内的纤维占比为：17％。支撑层为熔喷无纺布层，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
53.对比方案一：
54.过滤装置包括ptfe双向拉伸膜和支撑层21，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，ptfe双向拉伸膜22中各纤维的直径范围为：0.5～20μm。支撑层21设置于ptfe双向拉伸膜22的一侧与ptfe双向拉伸膜22形成两层过滤结构，支撑层为熔喷无纺布层，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
55.对比方案二：
56.过滤装置包括双层熔喷无纺布层，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
57.进一步，对上述的实施方案一、对比方案一和对比方案二分别测试：对盐性气溶胶
过滤效率、盐性过滤阻力进行测试。测试结果如表i：
[0058][0059][0060]
具体原理分析：在实施方案一中，如，ptfe双向拉伸膜22中的第一波峰范围内的纤维比例：83％，第二波峰范围内的纤维比例：17％。当第一波峰占据83％，构成整ptfe双向拉伸膜22的主体，使得ptfe双向拉伸膜22的过滤效果更佳。同时，通过控制ptfe双向拉伸膜22中的第一波峰的纤维直径范围小于或等于支撑层21，又可以使得ptfe双向拉伸膜的透气效果始终高于支撑层21，且不会影响支撑层21的过滤效果；从而通过其物理阻隔过滤与支撑层21的驻极效应相配伍，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果。
[0061]
在对比方案一中，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，与实施方案一中的双峰分布相比，过滤效果下降，降低呼吸阻力增加。
[0062]
在对比方案二中，采用双层熔喷无纺布层来过滤，过滤效果弱于实施方案一和对比方案一。
[0063]
实施例2
[0064]
参见说明书附图1
‑
5，为一种具有双峰分布纤维直径的ptfe双向拉伸膜的口罩，包括：
[0065]
口罩主体1，包括内层12和外层11，内层12用于贴合用户面部；
[0066]
如实施例1描述的过滤装置2，设置在内层12和外层11之间。
[0067]
其中，内层12包括无纺布，外层11包括无纺布。
[0068]
其中，口罩还包括带体3，带体用于将口罩主体1保持于用户面部。优选的，带体3包括耳挂式、绑带式或套头式；口罩主体1根据需要，包括平面式或立体式。
[0069]
在对产品进行测试时，对实施方案和对比方案进行以下设定：
[0070]
实施方案二：
[0071]
内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，口罩从外至内依次是外层11、支撑层21、ptfe双向拉伸膜22和内层12。ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上具有双峰分布形态，双峰分布形态包括：第一波峰，第一波峰的直径范围为：1～4μm；第二波峰，第二波
峰的直径范围为：10～20μm。第一波峰的峰值为：2.5μm，第二波峰的峰值为：14μm。直径位于第一波峰范围内的纤维占比为：83％，直径位于第二波峰范围内的纤维占比为：17％。支撑层为熔喷无纺布层，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
[0072]
对比方案三：
[0073]
内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，口罩从外至内依次是外层11、支撑层21、ptfe双向拉伸膜22和内层12。ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，ptfe双向拉伸膜22中各纤维的直径范围为：0.5～20μm。支撑层21设置于ptfe双向拉伸膜22的一侧与ptfe双向拉伸膜22形成两层过滤结构，支撑层为熔喷无纺布层，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
[0074]
对比方案四：
[0075]
内层12包括无纺布，外层11包括无纺布，口罩从外至内依次是外层11、双层熔喷无纺布层和内层12，熔喷无纺布层中，各纤维的平均直径为4μm。
[0076]
进一步，对上述的实施方案二、对比方案三和对比方案四分别测试：对盐性气溶胶过滤效率、盐性过滤阻力进行测试。测试结果如表ii：
[0077][0078]
具体原理分析：在实施方案二中，如，ptfe双向拉伸膜22中的第一波峰范围内的纤维比例：83％，第二波峰范围内的纤维比例：17％。当第一波峰占据83％，构成整ptfe双向拉伸膜22的主体，使得口罩的过滤效果更佳。同时，通过控制ptfe双向拉伸膜22中的第一波峰的纤维直径范围小于或等于支撑层21，又可以使得ptfe双向拉伸膜的透气效果始终高于支撑层21，且不会影响支撑层21的过滤效果；从而通过其物理阻隔过滤与支撑层21的驻极效应相配伍，实现最佳阻隔和呼吸顺畅性的效果。
[0079]
在对比方案三中，ptfe双向拉伸膜中各纤维的直径分布在统计学上为随机分布，与实施方案二中的双峰分布相比，过滤效果下降，降低呼吸阻力增加。
[0080]
在对比方案四中，采用双层熔喷无纺布层来过滤，过滤效果弱于实施方案二和对比方案三。
[0081]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和
原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。