本发明涉及可穿戴服饰及健康防护用品领域，具体涉及一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，框架可重复使用。
背景技术：
口罩是一种佩戴在口鼻部位对空气过滤净化、控制呼吸道传染病传播的健康防护用品。由于受到全球性新冠病毒肺炎的影响，口罩正在演变成为人们日常穿戴服饰的重要组成部分。目前广泛应用的过滤式口罩，主要采用两层无纺布夹一层过滤材料，通过包裹在无纺布内的金属鼻梁条随鼻梁形状弯曲来提高密封性能，且多为一次性口罩，不可重复利用。可重复利用的口罩将过滤材料包裹在口罩支架外侧，外观单调，缺少美观性。供气式口罩一般用于防毒、救灾等方面，在日常生活中佩戴不便且有损美观。发明一种滤膜可更换、自适应脸型密封、佩戴美观舒适，便于3d打印与3d复印，实现个性服装化设计订制和大批量高效生产的口罩及工艺技术是创新发展方向。
技术实现要素：
为解决一次性消费成本高、资源环境压力大、防护功能和美观性不足等问题，实现核心滤膜可替换消毒复用、脸部自适应密封美观舒适、可个性化设计3d打印和大批量生产3d复印的口罩服饰化变革，本发明提出一种可重复使用艺术造型框架快换滤膜的口罩新方案。该口罩由艺术造型框架、纳米纤维滤膜、柔性软管、金属塑性条以及挂绳组成，口罩框架有一圈边框与脸部贴合并能全部罩住鼻孔和嘴唇，口罩框架边框内有向外凸起的镂空曲面形成呼吸腔，镂空的图案可为艺术图形或简洁框架外贴剪纸类艺术图案，凸起的高度以不影响眼睛平视的视野为佳，在口罩框架边框与脸颊贴合侧设有脸部三维立体随形凹槽，金属塑性条插入软管中构成起密封作用的弹性管，纳米纤维滤膜铺设在口罩框架内，纳米纤维滤膜的边缘被弹性管压在口罩框架边框的凹槽内，口罩框架边框设有挂耳，挂绳穿入挂耳内将口罩佩戴时捆扎于头部或者挂在双耳上。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，口罩框架根据大众脸部基本形状、脸部3d模型、个人侧脸和正脸的照片等数据，在镂空曲面框架模板基础上，对包裹鼻梁、脸颊处的口罩特征进行微调，实现良好贴合的三维造型设计。这种设计提高了口罩佩戴舒适度和密封效果。口罩框架镂空图案根据用户要求设计，也可以自行设计或制作成艺术剪纸形状。这种自由设计的个性化艺术造型口罩，不仅满足客户对美观性的要求，也体现了口罩设计制作的灵活性，因而本发明口罩称作带有艺术造型框架的口罩。口罩框架外可以粘贴小贴画或剪纸，增加个人艺术情趣。口罩框架制作可采用热成型压制或真空吸塑、注射模塑等3d复印的大批量生产方式，也可采用3d打印等灵活方便的单件定制或小批量生产方式。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，纳米纤维滤膜可采用聚合物熔体微分静电纺丝、环保安全溶剂的溶液静电纺丝、熔喷气流纺丝、双轴拉伸与核孔膜、微纤沉积造纸工艺等多种滤膜生产方法制备，以pla、pp、pan、ptfe等合成高分子或纤维素等天然高分子为原料。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，纳米纤维滤膜采用类似面膜或抽纸式椭圆形或长方形叠层膜片。膜片可以是平面形状或采用压膜方法预制为曲面形状，压膜是利用一对相互配合的凸模与凹模挤压、剪切成为纳米纤维曲面膜片。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，纳米纤维滤膜与口罩框架的紧密贴合是通过内置金属塑性条的弹性管压紧在口罩框架内侧。弹性管具有一定的弹力，内置金属塑性条的弹性软管外包滤膜压紧配合在口罩框架的凹槽内，金属塑性条选用能够塑性变形金属制成，例如铁丝、铝丝、铜丝、锡丝或铅丝等，金属塑性条外表面可有涂层或包覆塑料，其两端从软管端头内孔插入，金属塑性条中部留有一段在软管外弯曲成为呼吸腔的支撑架，金属塑性条使弹性软管弯折并压紧纳米纤维滤膜镶嵌到口罩框架内侧凹槽内，软管形状对脸部自适应并起到密封作用。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，金属塑性条的长度大于软管的长度，软管完全嵌入在口罩框架边框的槽内，软管包覆外的金属塑性条预留段可向上弯曲为u型或其它形状并向外顶住滤膜构成一定的呼吸气体容积空间以保障呼吸舒适性。口罩框架靠近边缘内侧的凹槽结构卡住弹性软管和滤膜，调整弹性软管使其与脸部及鼻梁等各部位紧贴并轻微受力变形，确保呼吸气体的密封效果。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，金属塑性条的长度大于软管的长度，软管完全嵌入在口罩框架边框的槽内，软管外的金属塑性条预留段可向上弯曲为u型或其它形状并向外顶住滤膜构成一定的呼吸气体容积空间以保障呼吸舒适性。金属塑性条预留段外也套上与嵌入在口罩框架边框的槽内的软管同样的软管，或者套上更软的软管，使金属塑性条预留段有很好的塑性，降低弹性，增强其对纳米纤维滤膜的支撑作用，在金属塑性条预留段的作用下，纳米纤维滤膜能尽量贴合口罩框架的镂空结构，增大呼吸腔。
金属塑性条预留段也可以缠绕薄膜或胶带，金属塑性条预留段弯曲的形状可以多样，例如叉形或心形，有一定的支撑面积，便于起到更好的支撑作用和服饰情趣。金属塑性条预留段也可以沿着口罩框架的对称轴，在鼻梁上和嘴唇中间形成支撑。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，口罩框架、弹性软管及塑性金属塑性条可长期多次使用。当口罩佩戴一个时段且防护功能消退后，可方便地取下弹性管，更换纳米纤维滤膜。纳米纤维滤膜可以是一次性使用，也可以在消毒清洗恢复滤效的前提下多次使用。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，挂绳一端系在口罩框架的挂耳上，另一端系在头部或挂在耳部，固定口罩并使弹性管轻微变形起到拉紧口罩框架进而使软管受力密封的作用。
综上，本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，因为口罩框架具有艺术设计的镂空结构，并且有插入金属塑性条的软管压紧纳米纤维滤膜。该口罩具有更换滤膜方便、框架图样个性化、框架轮廓可随形贴合不同人脸、密封和过滤效果好、美观舒适等优点，为口罩产品开辟一种服饰化的发展方向。
附图说明
图1为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的正面示意图，可以观察到镂空的图案。
图2为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的反面示意图，可以观察到插入金属塑性条的软管对纳米纤维滤膜的作用，金属塑性条预留段弯曲的形状为叉形。
图3为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的反面示意图，可以观察到插入金属塑性条的软管对纳米纤维滤膜的作用，金属塑性条预留段弯曲的形状为心形。
图4为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的口罩框架示意图。
图5为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的口罩框架示意图，镂空结构处贴有剪纸画。
图6为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的内置金属塑性条的塑料软管。
图7为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的金属塑性条与塑料软管组装示意图。
图8为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的纳米纤维滤膜。
图9为本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩的制作流程图。
图中：1—口罩框架、2—纳米纤维滤膜、3—软管、4—金属塑性条、5—挂绳、6—剪纸。
具体实施方式
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，如图1和图2所示，由口罩框架1、纳米纤维滤膜2、软管3、金属塑性条4以及挂绳5组成，口罩框架1有一圈边框与脸部贴合并能罩住鼻孔和嘴唇，口罩框架边框内有镂空的凸起形成呼吸腔，镂空的图案可为艺术图形，如图4所示，凸起的高度以不影响眼睛平视的视野为佳，在口罩框架1边框处向与脸颊侧设有槽，金属塑性条4插入软管3中构成弹性管，纳米纤维滤膜2铺设在口罩框架1内，纳米纤维滤膜2的边缘被弹性管压在口罩框架1边框的槽内，口罩框架1边框设有挂耳，挂绳5穿入挂耳内将口罩框架1佩戴在人的头上或者挂在双耳上。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，口罩框架1根据大众脸部基本形状、脸部3d模型、个人侧脸正脸照片等数据，在镂空曲面框架模板基础上，对包裹鼻梁，脸颊处的口罩特征进行微调，实现良好贴合的三维造型设计。口罩框架镂空图案根据用户要求设计，如图2为叉形，图3为心形，也可以自行设计或制作成艺术剪纸形状，如图5的剪纸6。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，纳米纤维滤膜2与口罩框架1的紧密贴合是通过内置金属塑性条4的软管3压紧在口罩框架1内侧。软管3选择具有一定的弹性的塑料管，软管具有一定的弹力，内置金属塑性条4的软管通过软管具有的张力压紧在口罩框架1的槽内，金属塑性条4选用能够塑性变形金属制成，例如铁丝、铝丝、铜丝、锡丝或铅丝等，金属塑性条4的两端从软管3两端内孔插入，如图6和图7所示，金属塑性条4使弹性管弯折并压紧纳米纤维滤膜镶嵌到口罩框架内侧凹槽内，软管3形状对脸部自适应并起到密封作用，软管的长度与金属塑性条的长度相等，二者与口罩框架边框的周长相等，带有金属塑性条的软管完全嵌入在口罩框架边框的槽内。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，纳米纤维滤膜2可采用聚合物熔体微分静电纺丝、环保安全溶剂的溶液静电纺丝、熔喷气流纺丝、双轴拉伸与核孔膜、微纤沉积造纸工艺等方法制备，以pp、pla、pan、ptfe等合成高分子或纤维素等天然高分子等为原料。纳米纤维滤膜采用类似面膜或抽纸式椭圆形或长方形叠层膜片，如图8所示。纳米纤维滤膜2与口罩框架1的紧密贴合是通过内置金属塑性条4的软管3压紧在口罩框架1内侧。金属塑性条4的两端从软管3两端内孔插入，使弹性管弯折并压紧纳米纤维滤膜2镶嵌到口罩框架1内侧凹槽内，软管3包覆外的金属塑性条4预留段可向上弯曲为u型或其它形状并向外顶住滤膜2构成一定的呼吸气体容积空间。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，框架1、软管3及塑性金属塑性条4可长期多次使用。当口罩佩戴一个时段且防护功能消退后，取下弹性管，更换纳米纤维滤膜2。滤膜可以是一次性使用，也可以在消毒清洗恢复滤效后多次使用。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，挂绳5一端系在口罩框架的挂耳上，另一端系在头部或挂在耳部，固定口罩。
本发明一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，口罩框架1制作可采用吸塑或注塑等3d复印的大批量生产方式，也采用3d打印等灵活方便的单件定制或小批量生产方式，制作流程如图9所示。
1.一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：由口罩框架、纳米纤维滤膜、柔性软管、金属塑性条以及挂绳组成，口罩框架有一圈边框与脸部贴合并能罩住鼻孔和嘴唇，口罩框架边框内有向外凸起的镂空曲面形成呼吸腔，镂空的图案为艺术图形，在口罩框架边框与脸颊贴合侧设有脸部三维立体随形凹槽，金属塑性条插入软管中构成起密封作用的弹性管，纳米纤维滤膜铺设在口罩框架内，纳米纤维滤膜的边缘被弹性管压在口罩框架边框的槽内，口罩框架边框外侧设有挂耳，挂绳穿入挂耳内将口罩佩戴时捆扎于头部或者挂在双耳上。
2.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：镂空的凸起的高度不影响眼睛平视。
3.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：口罩框架根据大众脸部基本形状、脸部3d模型、个人侧脸正脸照片数据，在镂空曲面框架模板基础上，对包裹鼻梁、脸颊处的口罩特征进行微调，实现良好贴合的三维造型设计。
4.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：口罩框架镂空图案自行设计或制作成艺术剪纸形状。
5.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：口罩框架边框内有镂空的凸起外粘贴小贴画或剪纸。
6.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：纳米纤维滤膜采用聚合物熔体微分静电纺丝、环保安全溶剂的溶液静电纺丝、熔喷气流纺丝、双轴拉伸与核孔膜或微纤沉积造纸工艺方法制备，原料为pp、pla、pan、ptfe或纤维素。
7.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：纳米纤维滤膜采用类似面膜或抽纸式椭圆形或长方形叠层膜片，膜片是平面形状或采用压膜方法预制为曲面形状。
8.根据权利要求1所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：纳米纤维滤膜与口罩框架的紧密贴合是通过内置金属塑性条的弹性管压紧在口罩框架内侧，弹性管具有一定的弹力，内置金属塑性条的弹性管通过弹性管具有的张力压紧在口罩框架的槽内，金属塑性条选用能够塑性变形金属制成，金属塑性条的两端从软管两端内孔插入，金属塑性条中部留有一段在软管外弯曲成为呼吸腔的支撑架，金属塑性条使弹性管弯折并压紧纳米纤维滤膜镶嵌到口罩框架内侧凹槽内，软管形状对脸部自适应并起到密封作用，软管的长度与金属塑性条的长度相等，二者与口罩框架边框的周长相等，带有金属塑性条的软管完全嵌入在口罩框架边框的槽内。
9.根据权利要求8所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：金属塑性条的长度大于软管的长度，软管完全嵌入在口罩框架边框的槽内，软管包覆外的金属塑性条预留段可向上弯曲为u型或其它形状并向外顶住滤膜构成一定的呼吸气体容积空间；金属塑性条预留段外也套上与嵌入在口罩框架边框的槽内的软管同样的软管，或者套上更软的软管。
10.根据权利要求9所述的一种带有艺术造型框架的快换滤膜口罩，其特征在于：金属塑性条预留段弯曲的形状为叉形或心形，形成一定的支撑面积；或者金属塑性条预留段沿着口罩框架的对称轴，在鼻梁上和嘴唇中间形成支撑；金属塑性条预留段缠绕薄膜或胶带。
技术总结