防護(hù)口罩專(zhuān)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(lái)越嚴(yán)峻以及大眾對(duì)呼吸道疾病的防護(hù)越來(lái)越重視，防護(hù)口罩日趨成為大眾生活的必須品。本文從防護(hù)口罩的過(guò)濾技術(shù)以及防護(hù)口罩的結(jié)構(gòu)等從專(zhuān)利技術(shù)角度進(jìn)行分析，有利于相關(guān)領(lǐng)域人員對(duì)防護(hù)口罩技術(shù)的全面了解和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：防護(hù)口罩;過(guò)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(huì)選擇用防護(hù)口罩來(lái)抵御霧霾，部分情況下大眾也會(huì)選擇口罩防止呼吸道疾病的傳播。本文采用中國(guó)專(zhuān)利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)專(zhuān)利全文數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，通過(guò)IPC分類(lèi)號(hào)與關(guān)鍵詞聯(lián)合檢索，獲得分析基礎(chǔ)專(zhuān)利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)檢索截止日期為2020年3月31日公開(kāi)的專(zhuān)利文獻(xiàn)。

1.防護(hù)口罩專(zhuān)利申請(qǐng)概況

1.1申請(qǐng)人概況

參照?qǐng)D1，對(duì)防護(hù)口罩的申請(qǐng)人按照單位和個(gè)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在防護(hù)口罩領(lǐng)域，個(gè)人申請(qǐng)占據(jù)較大的部分，其比例為63%，而單位申請(qǐng)則為47%，在防護(hù)口罩屬于生活領(lǐng)域，由于其專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平相對(duì)較低，加之作為個(gè)人的日常防護(hù)用品，根據(jù)自我感受進(jìn)行技術(shù)革新，并通過(guò)申請(qǐng)專(zhuān)利加以保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)。

1.2申請(qǐng)量歷年分布

對(duì)防護(hù)口罩的歷年申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由圖1可知，防護(hù)口罩的最初申請(qǐng)年份為1985年，在1985年-2002年，其申請(qǐng)量無(wú)太大起伏，在2003年出現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，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(zhǎng)，這與霧霾的危害逐漸被人類(lèi)重視也有一定關(guān)系，環(huán)境問(wèn)題、衛(wèi)生問(wèn)題等在專(zhuān)利申請(qǐng)量上得到了一定的體現(xiàn)。

2.防護(hù)口罩的過(guò)濾技術(shù)分析

防護(hù)口罩的濾料，應(yīng)具備以下三個(gè)條件，即一是在面具與使用者面部貼合良好的情況下過(guò)濾效率高，二是呼吸阻力小，三是使用者感覺(jué)舒適。通過(guò)對(duì)防護(hù)口罩采用的過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)其大致分為如下幾種方式：簡(jiǎn)單過(guò)濾式、靜電吸附式、化學(xué)吸附式等。

2.1 簡(jiǎn)單過(guò)濾式

簡(jiǎn)單過(guò)濾式的口罩就是采用過(guò)濾纖維層等實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中微粒或者病原體的隔絕，其一般采用單層或者多層過(guò)濾結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)空氣過(guò)濾，如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)CN85204985U采用一塊整過(guò)濾兩面包脫脂紗布制成，過(guò)濾材料采用了京合纖83～PP型超細(xì)纖維過(guò)濾布。

2.2靜電吸附式

靜電吸附式是通過(guò)對(duì)過(guò)濾料進(jìn)行靜電處理，附在其表面的靜電可以通過(guò)靜電引力將細(xì)小粉塵或者病原體等進(jìn)行吸附，而不被我們吸入，達(dá)到很高的過(guò)濾效率，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)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(chǎng)，在電場(chǎng)的靜電吸附的作用下，增加了細(xì)菌與抗菌材料的接觸幾率，殺菌效果顯著。

2.3 化學(xué)吸附式

化學(xué)吸附式是利用化學(xué)物質(zhì)的極性與空氣中的微粒或者病原體等相互作用而產(chǎn)生的過(guò)濾，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1565677 A中選用能與病毒蛋白快速有效結(jié)合并且對(duì)人體無(wú)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(duì)病毒有極強(qiáng)的吸附隔離功能。

3.防護(hù)過(guò)濾裝置的結(jié)構(gòu)

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

3.1為了提高佩戴舒適性而提出改進(jìn)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103271464A 通過(guò)在罩體上設(shè)置第一本體及一體成型且對(duì)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(duì)配置并圍成一開(kāi)口，罩體的各端部及開(kāi)口之間具有封合部，束帶連接于端部，使口罩使用時(shí)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(hù)口罩佩戴舒適性和便捷性一般設(shè)置有一些部件，如較為常見(jiàn)的單向呼吸閥等，同時(shí)在專(zhuān)利文獻(xiàn)中也包括設(shè)置有其他附加設(shè)備的口罩如送風(fēng)結(jié)構(gòu)、除濕結(jié)構(gòu)、擴(kuò)音結(jié)構(gòu)等。

3.2.1 送風(fēng)結(jié)構(gòu)

對(duì)防護(hù)口罩設(shè)置送風(fēng)結(jié)構(gòu)主要是為了提高呼吸的順暢性，借助電氣設(shè)備等將過(guò)濾后的氣體送入到口罩內(nèi)部，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN109045504 A通過(guò)設(shè)置環(huán)境參數(shù)檢測(cè)模塊、風(fēng)機(jī)控制模塊和風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)送風(fēng)要求，風(fēng)機(jī)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(wèn)題，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN 209628719U通過(guò)在防護(hù)裝置內(nèi)部設(shè)置放置槽，并在放置槽上設(shè)置除濕劑來(lái)去除呼出氣體中的水分，使得過(guò)濾裝置保持干燥。

3.2.3 擴(kuò)音結(jié)構(gòu)

擴(kuò)音結(jié)構(gòu)則主要針對(duì)帶上防護(hù)口罩之后，傳遞出的說(shuō)話(huà)聲音變小且不清晰，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN110652663A中通過(guò)將擴(kuò)音元件設(shè)置在呼吸防護(hù)裝置內(nèi)，用于對(duì)接收到的聲音進(jìn)行擴(kuò)音，方便用戶(hù)在佩戴該呼吸防護(hù)裝置時(shí)也可以與其他人正常溝通，如圖3所示。

4. 總結(jié)

通過(guò)以上專(zhuān)利的總結(jié)和分析，隨著防護(hù)口罩已經(jīng)從醫(yī)院走進(jìn)了人們的生活，與此同時(shí)大眾在使用中為了滿(mǎn)足個(gè)人多樣化的需求，在當(dāng)今創(chuàng)新環(huán)境的驅(qū)動(dòng)下，主動(dòng)對(duì)防護(hù)口罩在過(guò)濾方式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行積極改進(jìn)使得目前專(zhuān)利庫(kù)中存在豐富多樣的口罩結(jié)構(gòu)，期待專(zhuān)利庫(kù)中的口罩結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)品化，走進(jìn)大眾生活。（本文中第二作者對(duì)本文貢獻(xiàn)等同第一作者）

參考文獻(xiàn)

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[2] 馬銘遠(yuǎn)等. 口罩的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].進(jìn)展與述評(píng)， 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(xué)歷：碩士研究生;職稱(chēng)：助理研究員;職務(wù)：審查員;單位：?國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作天津中心