CN1097686A - 保护面罩及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明保护面罩包括由放在第二纤维层(3)上的
第一纤维层(2)构成的纸粕纤维结构(1)，在第一纤维
层(2)中放置有不扭绞的纤维(4)并与吸气剂(5)混合
在一起：第二纤维层(3)具有通过对纤维没有被扭绞的
该纸粕纤维层的一个侧面进行水合、加压和干燥而形
成贴肤表层(6)。用包封材料(7)包封纸粕纤维结构
(1)，并将其放入形成褶(9)和设置有铝条(11)的面罩
体(8)中。
Description
本发明涉及一种保护面罩及其制作方法，具体而言乃涉及一种结构简单的保护面罩和制作这类面罩的重要组成部分的纸粕纤维结构的方法。一旦居室失火，产生的诸如一氧化碳等毒气通过所述纸粕纤维结构时，即被其吸收。这种纸粕纤维结构具有第一和第二纸粕纤维层，其中第一纤维层中以最优选的方式混有许多吸气剂，第二纤维层带有一个贴肤表层，这个表层与纸粕纤维的一个侧面连成一体，而且是通过水合、加压以及干燥将该纤维侧面加工成这种贴肤表层的。将此二纤维层叠放在一起后，再将纸粕纤维结构包封起来，形成一整体结构，最后将其适当地放在一个最好由无纺布做的面罩主体中。
据报道，在居室、旅舍、客栈及其它商业设施发生火灾的情况下，在火焰到达天花板之前的一段时间内，由于人们不能逃离3至4米的距离即已死亡。疏散时，一个很短的时间差或距离差均可致命地影响人的生命，其中一个决定性的因素便是因火灾所生烟气的毒性。正如通常所知的，由火灾所引起的烟是以各种材料的微粒以及因热解和使空气中的悬浮物燃烧所产生的气体为其特征的。
近来，由于建筑材料的改变，使得烟的性质发生变化，出现了火灾现场的烟中含有一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等新问题。
此外，众所周知，一旦厚的棉被或合成纤维的被子燃烧时，就会产生大量的一氧化碳。当人们吸入这种气体时，人体血液中血红蛋白的供氧功能将受到妨碍；一氧化碳可抑制大脑及神经系统，从而引起致命的一氧化碳中毒。另外，当丝、羊毛、尼龙地毯或者尿烷垫层燃烧时，将放出氰化氢氧化。即使人们吸入少量这种气体，便会失去知觉、陷于痉挛、停止呼吸直至死亡。统计表明，因上述有毒气体所致死亡的比率超过80%。
诸如自动呼吸保护器、简易防烟面罩等用于除去因火灾所致有毒气体的多种保护器具已有市售。可是，由主管机关所订的有关安全、适应能力以及防气效果的标准并非很清楚，以致，一旦弄错这些器具的使用方法，就将危及人体及生命。
还有一种气体防护罩兼有吸气和排除有毒气体的作用。根据需要被排除的有毒气体的种类，气体防护罩的标准分为5类，而日本工业标准则分为9类。这样的九类面罩中装有多种吸气剂。这些面罩用于工业领域中，用者须受充分的训练并需富有经验，使他们熟悉所要用的各种面罩及吸气剂；这并不适合于一般人的使用。
问题是虽然一般人为了预防发生火灾总在其居室中设置这种保护器具，即使这种器具已处于准备状态，但当实际发生火灾时，并不熟悉如何使用该器具的人将很难立刻判断这种器具的可用性或其类别。
另外一个问题是来不及戴好这种器具，终因暴露而致死。还可能带来因使用这些器具而产生的附带危险。
本发明的目的是要解决普通设备中的上述诸问题，具体地说即要提供一种安全、简易的保护面罩，可将其常备于任何居室中，发生紧急火警时，可以很容易地为任何人所佩戴，使之安全疏散而无暴露于有毒气体中的危险。
上述问题可通过提出一种保护面罩而得到解决。所述面罩有第一纸粕纤维层（2）和第二纸粕纤维层（3）。在第一纸粕纤维层（2）中上下叠放着许多纸粕纤维（4），彼此间不发生扭绞，在所述纸粕纤维的缝隙中混有吸气剂。第二纸粕纤维层（3）中上下叠放着许多纸粕纤维，彼此间不发生扭绞。通过纤维的水合、加压和干燥处理，在第二纤维层（3）的一个侧面上形成纤维间没有缝隙的贴肤表层（6），纸粕纤维结构（1）的形成是将所述第一纸粕层（2）放置在没有贴肤层（6）的所述第二纸粕层（3）的表面上，而纸粕纤维结构的一部分的吸气剂较其他下面部分多。
上述问题还通过提出一种制作保护面罩的方法而得到解决。它包括以下步骤：使纸片（30）通过锤磨机的旋转轮片（36），将其碎成纸粕纤维（4），并由所述轮片（36）形成的气流将所述纸粕纤维（4）送到并暂时滞留在由外壁（39）所限定的装置内的气流盲区C中，用喷咀装置（37）将吸气剂（5）与空气一起送到所述气流盲区C；所述纸粕纤维（4）和吸气剂（5）落下并堆积在被放在传送带（38）上的棉纸（12）上面，随棉纸一起移动，即形成第一纸粕纤维层。
上述问题还通过提供一种制作保护面罩的方法而得到解决。它包括以下步骤：使纸片（30）通过锤磨机的旋转轮片（36），将其碎成纸粕纤维（4），并由所述轮片（36）形成的气流将所述纸粕纤维（4）送到并暂时滞留在由外壁（39）所限定的装置内的气流盲区C中，所述纸粕纤维（4）落下并堆积在被放在传送带（38）上的棉纸（12）上面，随棉纸一起移动，同时只对所述纸粕纤维（4）的上部水合、加压和干燥，形成与其所述纸粕纤维（4）连成一体的贴肤表层（6）。
按照本发明，是将其中混有吸气剂的第一纸粕纤维层叠置于第二纸粕纤维层上而做成纸粕纤维结构（1）的，随后再将该纸粕纤维结构放入无纺布作的、被剪裁成有多个褶和铝条的面罩形状的面罩主体中。吸气剂（5）吸收进入第一纸粕纤维层（2）的烟的有毒成分，并且经纸粕纤维（4）吸收后，最后使有毒气体较少的烟气通过贴肤表层（6），截留并除去其中残余的有毒因素。
本发明的制作第一纸粕纤维层的方法，系由锤磨机的旋转轮片将纸片碎成纸粕纤维，利用轮片旋转所形成的气流将该纸粕纤维送到并悬浮在气流盲区的空气中，同时由喷咀装置把吸气剂定向地送至该气流盲区中，使其与纸粕纤维混合，随后纸粕纤维和吸气剂落下并堆积在传送带上的棉纸上面，即做成第一纸粕纤维层。
制做第二纸粕纤维层时，省去用喷咀装置送入吸气剂的步骤，只使纸粕纤维落下并堆积到传送带上的棉纸上，这之后仅只使该纸粕纤维层的上部水合、加压并干燥，从而形成贴肤表层。
如上所述，按照本发明的保护面罩结构简单，将其放在居室、旅舍、客栈等的明显位置处，则于发生火灾的紧急情况时，任何人均可将其戴在面部，可避免一氧化碳等有毒气体带来的危险。
以下结合附图对本发明做详细的描述，其中：
图1是本发明一种实施方式的保护面罩之纸粕纤维结构的断面图；
图2（A）和2（B）表示板形纸粕纤维结构的断面，其中图2（A）所示为第一纸粕纤维层，图2（B）所示为第二纸粕纤维层；
图3（A）和3（B）表示使用状态下的保护面罩，其中图3（A）表示使用者的正视图，图3（B）表示使用者的侧视图；
图4是附有铝条的保护面罩的正视图；
图5是本发明另一实施方式的正视图；
图6是制做纸粕纤维层用的常规装置正面示意图；
图7是制做第一纸粕纤维层的装置截面示意图。
参照图1至图5，先介绍一种板形纸粕纤维结构的详细情况。所述板形纸粕纤维结构有由贴肤表层形成的纸粕纤维层和混有吸气剂的纸粕纤维层。各图中，（1）表示纸粕纤维结构，（2）表示第一纸粕纤维层，（3）表示第二纸粕纤维层，（4）表示纸粕纤维，（5）表示吸气剂，（6）表示贴肤表层，（9）表示褶，（10）表示耳带，（11）表示铝条，（12）表示棉纸，（13）和（14）分别表示面罩佩戴者的鼻和嘴。
图2（A）和2（B）分别为构成纸粕纤维结构（1）的第一纸粕纤维层（2）和第二纸粕纤维层（3）的断面图。对照图2（A），第一纸粕纤维层（2）（以下称第一层）具有利用粉碎植物纤维纸片所得的纸粕纤维和由喷咀装置送入的吸气剂的颗粒，随着纸粕纤维（4）向下朝传送带落下，纤维与吸气剂混合。第一层（2）具有不扭绞的纸粕纤维，从而在纤维间存在许多空隙。一部分吸气剂（5）存留于纤维（4）中间，而相当多的吸气剂则聚集在下部的纤维（4）中间。换句话说，如图中所示者，吸气剂的密度自上向下面增加。图中用分开的短弯线示意地表示出纤维（4）的这种大致形成层状的情形。
参照图2（B），带贴肤表层6的第二纸粕纤维层（3）（以下称第二层）主要是通过粉碎植物纤维纸片所形成的短纸粕纤维层（4），纸粕纤维（4）的情况与图2（A）所示者相同。不过，第二层的一个侧面被水合、加压，之后又干燥，形成厚度适当的贴肤表层（6）。在第二层（3）中，贴肤表层与构成第二层（3）主体的非水合纸粕纤维层连成一体。
按照本发明，将第一层与第二层放在一起便构成一体化的纸粕纤维结构（1）。它的第一层（2）的下部的吸气剂（5）的密度比位于第二层（3）与贴肤表层（6）对着的另一部分的吸气剂密度大。对照截留和吸收有毒气体的功能，含有因火灾所致的一氧化碳和其它成分的外部空气沿箭头a的方向进入面罩，几乎在同时使得一氧化碳等在混有吸气剂的第一层（2）中被吸收并被除去。大约95%的一氧化碳被截留掉，除了构成烟灰的有毒气体被截留除去外，还截留除去粘附在或被纸粕纤维（4）所吸收的微粒。
本发明中使用一种名为“Popkalite”的化学物质作吸气剂，这是一种催化剂，在有氧气存在和室温条件下，可使CO变为CO2。它被用于检测空气中的极少量的CO，也可用于定量分析或测量。下述物质可从市场上得到：
名称 目（粒度单位）
Popkalite Ⅰ 10/24
Popkalite Ⅱ 10/24
Popkalite Ⅰ含有50%MnO2，30%CuO，15%CoO和5%Ag2O，而Popkalite含有60%MnO2和40%CuO。
这两种物质中无论哪一种，与含有钾离子的水混合、做成颗粒并使之干燥，即可作本发明防护面罩的吸气剂，有时也把Popkalite称作Popkalit。
由本发明人所完成的实验中，用橡皮塞塞住内径为23毫米的管的一端，再把Popkalite颗粒放入管中。接着，把一片第一纸粕纤维层（厚度10毫米）和另一片带有贴肤表层的第二纸粕纤维层（厚度10毫米）一起放入管中。用一个带有聚四氟乙烯（Teflon）管（内径4毫米）的橡皮塞塞住管的另一端。把浓度为2500ppm的一氧化碳以2.5升/分的速率通入该管。分析结果表明，气体的浓度变为100ppm。这个值远远超过由前述主管机关所规定的85%的清除标准。
下面进一步详细地说明带贴肤表层（6）的第二层（3）。第二层（3）中的纸粕纤维（4）不发生扭绞，也即纸粕纤维呈疏松的层积状，纤维之间则留有间隙。将这个纸粕纤维层（3）的一个侧面水合，并且加压，使纤维以粘附方式扭结成一体。随后再对该表面进行干燥，形成与纤维堆连成一体的贴肤表层（6）。
当含一氧化碳的外部气体沿着箭头a方向通过混有吸气剂的第一层（2）和第二层（3）之后，结果大约有95%的一氧化碳被吸收除去，没有一氧化碳的烟成分附着在纤维的表面上。
也就是说，在本发明纸粕纤维结构（1）的情况下，由堆积疏松而在纤维间留有间隙的纤维（4）吸收通过第一层和第二层的烟气中的组分和成分，然后，其余的完全由紧密结合的贴肤表层截留，没有一氧化碳的空气等沿箭头b方向运动，进入面罩使用者鼻和嘴。
参照各附图来说明本发明的一种实施方式，其中图1是保护面罩（以下称面罩）的纸粕纤维结构（1）的断面图，它示出由第一层（2）和第二层（3）制成的整体式纸粕纤维结构，所述第一层（2）中混有以黑点表示的吸气剂；所述第二层（3）中的纤维不发生扭绞，在它的一个侧面形成用小黑点表示的贴肤表层；所述贴肤表层由扭绞成一体的纸粕纤维形成。
如该图所示，以包封材料（7）将第一层（2）和第二层（3）包封起来，然后放入无纺布带有褶（9）做的面罩主体（8）中。图1中，外面的气体沿箭头a方向进入面罩，沿箭头b方向排出，再进入面罩使用者的鼻和嘴。
图2（A）是第一层（2）的断面图，它示出随着纤维，即粉碎了的植物纤维纸片的落下，借助喷咀装置将这些纤维和吸气剂颗粒混合；大部分颗粒堆积在下部纤维之间。图2（B）是第二层（3）的断面图，它示出纸粕纤维未发生扭绞，而且其间留有空隙。另外贴肤表层与纤维连成一体。疏松的纸粕纤维将烟的微粒吸收于自身之间，而贴肤表层则将剩余的微粒全部滤掉。
图3（A）和3（B）分别为佩戴这种面罩的人的正视图和侧视图。所述面罩是把纸粕纤维结构（1）放入一个带褶（9）的无纺布面罩主体（8）中而制得的。褶（9）的设置是考虑到能有多余的鼓胀，使得人们佩戴该面罩时，纸粕纤维结构（1）能稳稳地保持就位。
图4是本发明加装有铝条（11）的又一种实施方式的正视图。当人戴用此面罩时，可用于将铝条（11）压向鼻部，使面罩与鼻部之间无缝隙，从而可防止面罩周围的气体，尤其是鼻子周围的气体进入鼻内。
图5所示的正视图表示本发明的又一种实施方式，这个例子是火警现场工作人员，如消防员所用的面罩。面罩（17）用诸如铝片等不可燃材料代替无纺布制成，该面罩的大致中央部位做成一个孔（15）和多个比孔（15）小的孔（16a）、（16b）。本图示出两种孔（16a）和（16b），但如果需要，则可给出两种以上的孔。由于该面罩由非可燃材料制成，所以在面罩与佩戴者的鼻和口接触的部分要开有孔，以便不妨碍其呼吸。本图表示一种带有铝条（11）和不可燃材料耳带（10a）的面罩。也可给图3所示的那种不带铝条的面罩提供孔（15），小孔（16a）和（16b）。
现在说明作为本发明纸粕纤维结构（1）主要部分的第一层（2）的制作方法。该方法的主要之点在于在使纤维落下和堆积操作的过程中，利用喷咀将吸气剂颗粒与纸粕纤维混合。
按照用公知的梳理方法制作纸粕纤维层的普通方法，先把由粉碎纸片所得的纸粕纤维装到一个箱子（未示出）中，继而，将纸粕纤维（4）强行送入图6的正视图所示的锥形管（21）中，使之加压和硬化。硬化了的纤维被强行离开该锥形管时，受到沿箭头C方向转动的刷子（22）的刷擦，并且落到在转动刷（22）下面的一条传送带（未示出）上，堆积成纤维层。纤维的堆积量取决于刷子的转速。
当试图利用上述方法使吸气剂颗粒与纸粕纤维混合时，本发明人发现必须有极为复杂的设备。于是本发明人开发了如图7所示的设备。
图7表示制作构成纸粕纤维结构（1）的第一层（2）的装置，其中凡与图1至图6所示相同的部分都以同样的参考标号来表示。（30）表示纸片，（31）表示滚轮，（31a）为一对滚筒，（32）表示纸粕碎粒，（33）表示比纸粕碎粒（32）小的纸粕细粒，（34）为旋转轴，（35）表示安装到旋转轴（34）上的棉纸辊，（36）表示粉碎纸粕的锤磨机轮片，（37）为喷咀装置，（38）为传送带，（39）为锤磨机外壁。
利用滚轮（31）使外来的纸片（30）改变运动方向，进到一对滚筒（31a）之间。通过所表示的锤磨机轮片（36）的旋转，先把纸片（30）变成碎粒（32），再使之成为纸粕细粒（33），最后成为纸粕纤维（4）。
这些纸粕碎粒（32）、纸粕细粒（33）以及纸粕纤维（4）由按箭头d所示方向运动的气流带动，沿着顺时针方向运动。旋转轴（34）、滚轮（31）、滚筒（31a）以及传送带（38）分别由图中未示出的动力源驱动。
另一方面，如图中所示者，用公知的喷咀装置（37）将吸气剂（5）与空气一起沿箭头e方向送入这个装置中。
如上所述，粉碎所得的纸粕纤维（4）因空气阻力而留在气流盲区C中，纤维在这里与喷咀装置喷出的吸气剂细粒混合，然后非常缓慢地落到传送带（38）上，并堆积起来。因比重的差异，纸粕纤维（4）与吸气剂（5）的混合是不均匀的。确切而言，在纸粕纤维（4）与吸气剂（5）堆积成第一层（2）时，在第一层（2）的下部的吸气剂（5）比在该层的其它任何部分都多。
为制作第二层（3），暂停上述喷咀装置的操作，致使只有纸粕纤维（4）堆积于传送带（38）上的棉纸（12）上。随后用另一装置（未示出）对着传送带（38）上的棉纸（12）上的纸粕纤维（4）的上表面吹洒细微的水滴，润湿那里的纸粕纤维；从上方对该纸粕纤维施加压力，然后干燥该纸粕纤维。
继而，把第二层（3）翻面朝下，有如图1所示那样，也就是使它的状态与其在传送带（38）上的状态相反，同时将第一层（2）如其在传送带（38）上那样放到第二层（3）上，形成纸粕纤维结构（1），然后用包封材料（7）将该纤维结构完全包封，最后将其切割成由面罩主体（8）尺寸所确定的尺寸。
Claims (9)
1、一种防护面罩，包括：
第一纸粕纤维层(2)，里面上下叠放着许多纸粕纤维(4)，彼此间不发生扭绞，并且所述纸粕纤维的缝隙中混有吸气剂(5)；
第二纸粕纤维层(3)，里面上下叠放着许多纸粕纤维，彼此间不发生扭绞，又通过纤维的水合、加压和干燥处理，在第二纸粕纤维层的一个侧面上形成一种纤维间无缝隙的贴肤表层(6)；纸粕纤维结构(1)的形成是将所述第一纸粕层(2)放置在没有贴肤层(6)的所述第二纸粕层(3)的表面上，而该纸粕纤维结构一部分的吸气剂较其他下面部分多。
2、一种如权利要求1所述的保护面罩，其特征在于，所述纸粕纤维结构（1）用包封材料（7）包封，并放在面罩主体（3）中。
3、一种如权利要求1所述的保护面罩，其特征在于，吸气剂（5）为颗粒。
4、一种如权利要求1所述的保护面罩，其特征在于，吸气剂（5）的密度从所述第一纸粕纤维层（2）的上部向下逐渐增加。
5、一种如权利要求1所述的保护面罩，其特征在于将所述面罩主体（8）做成有褶（9）的。
6、一种如权利要求1所述的保护面罩，其特征在于，所述面罩主体（8）上固定有铝条（11）。
7、一种如权利要求5或6所述的保护面罩，其特征在于，在大致为面罩主体（8）中央部位处做成孔（15），在所述孔（15）周围做成多个比所述孔（15）小的孔（16）。
8、一种制作保护面罩的方法，包括如下步骤：
利用锤磨机的旋转轮片（36）将纸片（30）粉碎成纸粕纤维（4），利用所述旋转轮片（36）形成的气流使所述纸粕纤维（4）移到并暂时留在由外壁（39）所确定的装置中的气流盲区C中；
利用喷咀装置（37）使吸气剂（5）随空气一起送入并留在所述气流盲区C中；
使所述纸粕纤维（4）和吸气剂（5）下落，并堆积于放在传送带（38）上的棉纸（12）上面，并一起移动，形成第一纸粕纤维层。
9、一种制做保护面罩的方法，包括如下步骤：
利用锤磨机的旋转轮片（36）将纸片（30）粉碎成纸粕纤维（4），利用所述旋转轮片（36）形成的气流使所述纸粕纤维（4）移到并暂时留在由外壁（39）所确定的装置中的气流盲区C中；
使所述纸粕纤维（4）下落，并堆积于放在传送带（38）上的棉纸（12）上面，并一起移动；
只对所述纸粕纤维（4）的上部进行水合、加压使之干燥，形成与所述纸粕纤维（4）连成一体的贴肤表层（6）。
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