防护口罩专利技术概述

于盈盈　龙雨佳

摘要：由于全球空气污染形式越来越严峻以及大众对呼吸道疾病的防护越来越重视，防护口罩日趋成为大众生活的必须品。本文从防护口罩的过滤技术以及防护口罩的结构等从专利技术角度进行分析，有利于相关领域人员对防护口罩技术的全面了解和应用。

关键词：防护口罩;过滤技术;结构

背景

近些年由于空气污染等原因，人们会选择用防护口罩来抵御雾霾，部分情况下大众也会选择口罩防止呼吸道疾病的传播。本文采用中国专利文摘数据库和中国专利全文数据库结合，通过IPC分类号与关键词联合检索，获得分析基础专利文献数据，数据检索截止日期为2020年3月31日公开的专利文献。

1.防护口罩专利申请概况

1.1申请人概况

参照图1，对防护口罩的申请人按照单位和个人进行统计分析，在防护口罩领域，个人申请占据较大的部分，其比例为63%，而单位申请则为47%，在防护口罩属于生活领域，由于其专业技术水平相对较低，加之作为个人的日常防护用品，根据自我感受进行技术革新，并通过申请专利加以保护的意识越来越强。

1.2申请量历年分布

对防护口罩的历年申请量进行统计分析，由图1可知，防护口罩的最初申请年份为1985年，在1985年-2002年，其申请量无太大起伏，在2003年出现了爆发式增长，这比较容易让人联想到与2003年的呼吸道疾病SRAS的流行有一定的关联，在2012年则又出现了一定的增长，这与雾霾的危害逐渐被人类重视也有一定关系，环境问题、卫生问题等在专利申请量上得到了一定的体现。

2.防护口罩的过滤技术分析

防护口罩的滤料，应具备以下三个条件，即一是在面具与使用者面部贴合良好的情况下过滤效率高，二是呼吸阻力小，三是使用者感觉舒适。通过对防护口罩采用的过滤技术进行统计分析，发现其大致分为如下几种方式：简单过滤式、静电吸附式、化学吸附式等。

2.1 简单过滤式

简单过滤式的口罩就是采用过滤纤维层等实现对空气中微粒或者病原体的隔绝，其一般采用单层或者多层过滤结构实现空气过滤，如中国实用新型专利申请CN85204985U采用一块整过滤两面包脱脂纱布制成，过滤材料采用了京合纤83～PP型超细纤维过滤布。

2.2静电吸附式

静电吸附式是通过对过滤料进行静电处理，附在其表面的静电可以通过静电引力将细小粉尘或者病原体等进行吸附，而不被我们吸入，达到很高的过滤效率，中国发明专利CN106474640 A中的口罩采用纳米发电单元产生电荷以使在所述抗菌层上形成电场，在电场的静电吸附的作用下，增加了细菌与抗菌材料的接触几率，杀菌效果显著。

2.3 化学吸附式

化学吸附式是利用化学物质的极性与空气中的微粒或者病原体等相互作用而产生的过滤，中国发明专利CN1565677 A中选用能与病毒蛋白快速有效结合并且对人体无毒性的高分子多糖作为制作纳米多糖胶体的材料，纳米多糖胶体中纳米粒子的平均粒径小于100纳米，对病毒有极强的吸附隔离功能。

3.防护过滤装置的结构

由于口罩的过滤技术相对成熟，且对于其过滤主要在于材质以及过滤孔的结构等，由于技术相对稳定，改进空间相对较小，近些年的口罩则在口罩过滤装置结构上做出的大量的创新和改进，如提高佩戴舒适性、设置附加设备等。

3.1为了提高佩戴舒适性而提出改进的中国发明专利CN103271464A 通过在罩体上设置第一本体及一体成型且对折于第一本体上、下两侧的二第二本体，二第二本体彼此相对配置并围成一开口，罩体的各端部及开口之间具有封合部，束带连接于端部，使口罩使用时更加密合脸部及立体性，如图2所示。

3.2现有技术中为了提高防护口罩佩戴舒适性和便捷性一般设置有一些部件，如较为常见的单向呼吸阀等，同时在专利文献中也包括设置有其他附加设备的口罩如送风结构、除湿结构、扩音结构等。

3.2.1 送风结构

对防护口罩设置送风结构主要是为了提高呼吸的顺畅性，借助电气设备等将过滤后的气体送入到口罩内部，中国发明专利CN109045504 A通过设置环境参数检测模块、风机控制模块和风机实现送风要求，风机根据控制指令改变空气的流向和/或流速。

3.2.2 除湿结构

除湿结构则主要是为了解决使用者呼吸中产生的水蒸气在口罩内部的聚集问题，中国实用新型专利CN 209628719U通过在防护装置内部设置放置槽，并在放置槽上设置除湿剂来去除呼出气体中的水分，使得过滤装置保持干燥。

3.2.3 扩音结构

扩音结构则主要针对带上防护口罩之后，传递出的说话声音变小且不清晰，中国发明专利CN110652663A中通过将扩音元件设置在呼吸防护装置内，用于对接收到的声音进行扩音，方便用户在佩戴该呼吸防护装置时也可以与其他人正常沟通，如图3所示。

4. 总结

通过以上专利的总结和分析，随着防护口罩已经从医院走进了人们的生活，与此同时大众在使用中为了满足个人多样化的需求，在当今创新环境的驱动下，主动对防护口罩在过滤方式和结构进行积极改进使得目前专利库中存在丰富多样的口罩结构，期待专利库中的口罩结构能够产品化，走进大众生活。（本文中第二作者对本文贡献等同第一作者）

参考文献

[1] 童晓晨等.细颗粒物（PM2.5）过滤口罩专利技术综述[J].广东化工，2014，41（8）：87-88） .

[2] 馬铭远等. 口罩的发展现状及前景[J].进展与述评， 2014， （6）：7-11 .

作者介绍：

于盈盈（1987.12.11），性别：女;籍贯：河北保定;民族：汉;学历：硕士研究生;职称：助理研究员;职务：审查员;单位： 国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心