一种相变材料保暖口罩
技术领域
本实用新型属于保暖口罩技术领域，更具体地说，涉及一种相变材料保暖口罩及其制备方法。
背景技术
随着经济的不断发展，环境条件发生了巨大改变，过敏性鼻炎的发生率也在逐渐提高。依据医学研究报告显示，自然环境中温度的变化也会产生、诱发或加重症状使患者身体不适。热敷是可以简单预防及舒解症状的方法，通过热敷可使皮肤的血管扩张，加快血液回流，使血内的含氧量增加，促进人体新代谢，因而促进局部发炎症状的吸收及移除而改善发炎反应，因此很多人都会利用热敷来预防或减轻身体不适的症状。如上所述，利用热敷，鼻部可有效预防或减轻鼻部不适之症状，而市面上却少有鼻部热敷的装置。
经检索，中国专利申请号为201711048875.9，申请公开日为2018年3月6日的专利申请文件公开了一种智能调温口罩。该专利公开了一种智能调温口罩，所述口罩包括智能调温功能内层、智能调温功能外层，及设于所述智能调温功能内层和所述智能调温功能外层之间的空气过滤芯层；所述智能调温功能内层和所述智能调温功能外层均为储热调温纤维织物或非织造物或由无纺布格子状填充储热调温胶囊制成；所述口罩还包括耳挂。该发明口罩的智能调温功能是利用储热调温纤维或储热调温胶囊中相变材料对热量的吸收和释放，从而调节口罩中微环境的空气温度；空气过滤层为无纺布填充空气过滤材料。该发明口罩在保证口罩透气性的基础上，可以实现一定的保暖功效，同时对空气起到过滤作用，能阻止粉尘和有害气体进入鼻腔，避免鼻腔受到刺激，起到很好的保护作用。但是，该口罩智能调温功能内层、智能调温功能外层与口罩的形状尺寸一致，当口罩脏了需清洗时，调温功能层易褶皱，二次使用感不好，不适合重复多次使用，而且未公开起到智能调温功能的相变材料种类，因此不能判断该口罩是否安全。
因此，在制备相变材料保暖口罩时，如何解决口罩的透气性，如何解决相变材料的密封性，以及在保证口罩安全性能同时，还提高口罩的使用寿命，可多次清洗后二次使用，是目前亟待解决的问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有相变材料口罩清洗后易出现相变材料层褶皱的问题，本实用新型提供一种相变材料保暖口罩，通过优化设计相变材料层的形状及厚度，得到的相变材料保暖口罩在清洗后，相变材料层不易出现褶皱、脱落等现象，可重复多次使用，提高口罩的使用寿命，节约资源。
本实用新型的一种相变材料保暖口罩，还进一步解决了相变材料直接与口鼻呼吸道接触，相变材料的安全性能不易得到保障的问题。
2.技术方案
为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种相变材料保暖口罩，包括口罩本体和位于口罩本体两边的耳带，所述口罩本体包括依次相接的无纺布面外层、相变材料层和无纺布面内层，所述相变材料层为局部附着相变微胶囊的无纺布，其中，无纺布上附着相变微胶囊的局部区域为人脸面部需集中保暖的部位，并且避开口鼻呼吸道的位置。
进一步地，所述相变材料层上相变微胶囊的附着区域至少包括口罩上对应人脸面部鼻翼和/或鼻尖的位置，非成片的方式附着相变微胶囊有利于清洗口罩时不发生较大的变形、褶皱，便于多次使用。
进一步地，所述相变材料层上相变微胶囊的附着区域形状优选“n”形或“m”形。
进一步地，所述相变材料层上相变微胶囊的附着区域还包括口罩上对应人脸脸颊的位置，进一步针对面部保暖。
进一步地，所述相变材料层上相变微胶囊的附着厚度为0.006mm～0.012mm，在此厚度的相变微胶囊涂层在到达保暖效果的同时，还不易脱落，清洗后能基本保持平整，增大使用寿命。
进一步地，所述相变材料层上相变微胶囊的附着厚度为0.01mm。
进一步地，所述相变微胶囊的附着方式为采用涂层整理法附着到无纺布上，其中，涂层整理法步骤为：(1)将涂层整理液涂覆到无纺布上；(2)将步骤(1)涂覆涂层整理液的无纺布在80℃下预烘10min；(3)将步骤(2)中预烘后的无纺布在100～140℃下焙烘3～5min。
进一步地，所述相变微胶囊涂层整理液的配方为：相变微胶囊10％～35％，粘合剂5％，增稠剂3％，优选相变微胶囊为25％。
进一步地，所述相变微胶囊的壁材为高分子树脂，所述相变微胶囊的芯材为相变温度在20～40℃间的有机相变储能材料。
进一步地，所述有机相变储能材料为固-液相变材料。
进一步地，所述有机相变储能材料的粒径为10～1000μm。
进一步地，所述高分子树脂为苯乙烯-甲基丙烯酸的聚合物P(St-CO-MAA)，所述有机相变储能材料为正十八烷、烷烃或石蜡，均是现有技术中常用的安全无毒、成本较低的高分子树脂壁材及固-液相变材料。
进一步地，所述耳带可根据个人习惯套于耳后或系于脑后。
一种相变材料保暖口罩的制造方法，先将上述相变微胶囊整理液以涂层整理法附着至无纺布的局部，形成相变材料层，再将相变材料层的两面均缝制无纺布形成无纺布面外层和无纺布面内层，最后缝制耳带。
一种相变材料保暖口罩的使用方法，步骤为：使用前，将口罩置于具有温度条件的外部环境中预热，可利用微波炉、热水袋等进行预热，便能保持一到两个小时的恒温状态，使鼻部和/或周围面部区域保持温暖。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型的保暖口罩在使用时不需利用外部电源加热，安全方便且结构简单、成本较低，并且口罩受环境限制较小，可在日常生活中随时携带使用；
(2)本实用新型的保温口罩一改现有技术整面涂覆相变材料的方式，采用局部涂覆，并且针对鼻子的形状，涂覆成“n”或“m”形，其中涂覆成“n”形，在鼻翼两边及鼻梁上部加热供暖，涂覆成“m”形，在鼻翼两边及鼻梁加热供暖，一方面，均避开呼吸道，并且加热处在鼻子上均匀分布，使得鼻子保持受热状态的同时还使口罩透气性好，另一方面，相变材料分条涂覆的方式避免整片涂覆清洗时出现褶皱的现象，有利于重复使用，节约成本；
(3)本实用新型的相变材料涂覆的厚度在0.006mm～0.012mm之间，经检测，低于0.006mm，相变材料储能不够，保温效果不好，高于0.012mm时，相变材料太厚，透气性不好且易脱落；相变材料的直径在10微米左右，由于该相变材料整体的表面积大，因此增大了相变材料的传热面积，同时也防止了相变物质与周围环境的相互作用，提高了相变材料的利用效率；
(4)本实用新型的相变材料层为局部附着相变微胶囊的无纺布，相变材料胶囊是一种含有相变材料的微小容器，其内装有具有储能功能的相变材料，由于固-液相变材料的固-液相变过程具有等温或近似等温、相变潜热较大和相变前后材料体积变化较小的特点，应用到口罩中，使得口罩的体积形状变化小，保温时效长，因此固-液相变材料为本实用新型的优选材料；进一步为了克服固液相变材料相变为液态时必须密封才能防止附着到口罩织物上，同时密封的没有透气性，不能直接应用到口罩上的问题，我们使用将固液相变材料装至微胶囊内形成相变微胶囊，其具有良好的储能特性，应用于纤维及纺织品可制成调温织物，当外界温度发生变化时，利用相变材料吸收或释放能量从而维持纺织品的温度在一个舒适的温度区间内，使纺织品具有智能调温的功能，并且相变材料不会漏出、透气性也最佳。
附图说明
图1为本实用新型相变材料保暖口罩的结构示意图；
图2为实施例1中相变材料层的结构示意图；
图3为实施例2中相变材料层的结构示意图；
图4为实施例3中相变材料层的结构示意图；
图中：
100、无纺布面外层；200、相变材料层；210、无纺布；220、相变微胶囊；300、无纺布面内层；400、耳带。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
具体实施方式的三个实施例中的相变材料层200均为局部附着相变微胶囊220的无纺布210，其中相变微胶囊220的附着方式采用涂层整理法整理到无纺布210上，其步骤为：
(1)配制涂层整理液：具体实施方式中的涂层整理液参考毛允萍和纪俊玲在《全国印染助剂行业研讨会第29届年会》中第115页记载的整理剂配方，为25％的相变微胶囊，粘合剂5％，增稠剂3％，其中，相变微胶囊为上海无极新材料科技有限公司的MPCM30SL80，粘合剂为PG-101(丙烯酸酯类，工业级，江苏汉诺斯)，增稠剂为NKs-995(工业级，溧阳新亚)；
(2)涂覆：将涂层整理液局部涂覆到无纺布210上；
(3)预烘：将步骤(2)涂覆涂层整理液的无纺布在80℃下预烘10min；
(4)焙烘：将步骤(3)中预烘后的无纺布在100～140℃下焙烘3～5min。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种相变材料保暖口罩，由无纺布面外层100、相变材料层200、无纺布面内层300及耳带400构成。
具体来说，无纺布面外层100、相变材料层200、无纺布面内层300依次缝合固定形成口罩本体，口罩本体的两边分别缝合有耳带，根据使用者的习惯，耳带套于耳后或系于脑后均可。其中，相变材料层200为局部附着相变微胶囊220的无纺布210，相变微胶囊220的壁材为苯乙烯-甲基丙烯酸的聚合物P(St-CO-MAA)，芯材为相变温度在20～40℃间的正十八烷，正十八烷的粒径为10μm；无纺布210上附着相变微胶囊220的局部区域为人脸面部需集中保暖的部位，并且避开口鼻呼吸道的位置，结合图2所示，本实施例的相变材料层为附着“n”形相变微胶囊涂层的无纺布210，即对应人脸面部两侧鼻翼的位置进行保温，非成片(条状)的方式附着相变微胶囊有利于清洗口罩时不发生较大的变形、褶皱，便于多次使用。
重要的是，按上述方法配制成本实施例相变微胶囊的涂层整理液，采用涂层整理法整理到无纺布210的“n”形区域内，形成厚度为0.01mm的相变微胶囊涂层，具有良好的保温效果，以及使用感较佳的透气性，并且不易脱落，清洗后能基本保持平整，增大使用寿命；再将相变材料层的两面均缝制无纺布形成无纺布面外层和无纺布面内层，最后缝制耳带，完成本实施例相变材料保暖口罩的制造。
上述相变材料保暖口罩的使用方法为：使用前，只需在具有温度条件的外部环境中预热，可利用微波炉、热水袋等进行预热，便能保持一到两个小时的恒温状态，使鼻部及周围面部区域保持温暖。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：相变微胶囊的芯材为粒径100μm的链状烷烃；相变材料层上相变微胶囊涂层的厚度为0.006mm；相变微胶囊的附着区域形状为“m”形，即针对鼻翼两边及鼻梁保暖，如图3所示。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于：相变微胶囊的芯材为粒径1000μm的石蜡；相变材料层上相变微胶囊涂层的厚度为0.012mm；相变微胶囊的附着区域还包括两边脸颊曲线区域，即针对鼻翼两边、鼻梁以及面部保暖，如图4所示。
性能测试
将实施例1～3所述的口罩做以下测试：
(1)相变材料层200的热焓
在氮气保护下，用差示扫描量热仪(DSC)对相变材料层200的热焓进行测试，测得升温和降温范围以及升降温速率。
(2)口罩透气性
按照GB/T5453-1997《织物透气性的测定》测定实施例1～3中口罩以及普通口罩的透气性能。
(3)口罩耐水洗性
按照GB/T8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤干燥程序》测定口罩耐水洗性能。
测试结果如下表1所示：
表1实施例1～3及普通口罩的性能测试结果
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例子，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
