随着经济的高速发展以及对环境的破坏,雾霾天气逐渐成为困扰人们出行以及身体安全的一大问题。随着人们生活水平的提高,对自身健康也越来越重视。防霾口罩是雾霾天气广泛使用的呼吸防护用品,防霾口罩市场广大,但人们却很难找到适合自己并且舒适性好的口罩,口罩结构上的舒适性跟口罩的贴合度以及审美有关。本文主要研究口罩面料给使用者所带来的舒适感受。因此本文即以防霾口罩的材料和层数设计切入点,设计防霾口罩,对其舒适性进行研究。本论文先对防霾口罩面料进行物理性能测试,对测试结果运用灰色关联度进行分析排序,研究其热湿舒适性,分别增加对口罩的防霾层和外层的防霾效果和防护效果研究;针对口罩的面料和层次的舒适性进行了口罩的组合设计,对式样进行透气性测试,搭建模拟防霾口罩佩戴机理的微气候装置测量组合口罩的防霾效果以及热湿性能。对组合口罩进行主观评价,运用熵权法对主观实验结果进行分析,得到最优组合设计口罩。根据挑选的组合口罩的物理性能指标与主观评价各项指标得分建立基于BP神经网络的防霾口罩的舒适性预测模型;具体内容如下:首先,针对防霾口罩内层面料的热湿舒适性考虑,选择棉、棉的混纺面料以及化纤和天然纤维的再生纤维等8种内层面料的物理属性及热湿舒适性指标进行测试,运用灰色关联度分析方法,对8种内层面料的热湿舒适性排序。通过物理属性测量值对2种外层面料和2种防霾层面料的舒适性做了评价。其次,针对防霾口罩的舒适性考虑,采用三层结构设计,组合设计了32款用于改善防霾口罩舒适性的口罩,测试口罩式样的透气性,搭建模拟防霾口罩佩戴机理的装置模拟雾霾天气下佩戴防霾口罩的真实状态,通过温湿度差值以及颗粒物浓度差,对防霾口罩的传热传湿性能和防霾效率以及呼吸阻力做了分析。对组合口罩式样实施主观实验,使用熵权法对主观实验舒适性评价结果进行综合评分。通过主观实验与客观实验的相互验证,得到最优的组合口罩式样,对最优口罩的呼吸阻力和防霾效率测试,均达到新国家标准。最后,以搭建的模拟防霾口罩佩戴机理的微气候装置测量的组合口罩的温度差、湿度差以及颗粒物浓度差和透气率为输入参数,以组合口罩的闷热感、潮湿感、面部冷感以及干咳感四个舒适性指标为输出参数,对防霾口罩主观评价与物理性能进行相关性分析,建立防霾口罩舒适性的BP神经网络预测模型,并验证了模型的有效性。本论文基于防霾口罩舒适性研究设计了口罩组合,建立了多层防霾口罩舒适性的评优方法,申请了针对提高舒适性的防霾口罩设计专利以及实验装置设计专利,设计出的防霾口罩为了提高消费者对口罩消费的满意度,同时也为口罩生产和评估提供科学依据,完善了防霾口罩市场。