CN111184291A - 一种口罩的连续化制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种口罩的连续化制造方法，包括以下步骤：对口罩主体部各层片材进行叠加的口罩主体部片材叠加输送步骤，对口罩主体部片材进行对折形成褶皱的口罩主体部片材对折步骤，向口罩主体部片材内添加鼻夹的鼻夹添加步骤，对口罩主体部片材进行封合的口罩主体部片材封合步骤；对弹性耳片进行裁切的弹性耳片切割步骤，对切割后的弹性耳片位置进行调整的弹性耳片位置调整步骤；将位置调整后的弹性耳片封合在口罩主体部片材上的弹性耳片封合步骤，对封合有弹性耳片的口罩主体部片材进行裁切的产品裁切步骤，完成口罩主体部的裁切，形成单个口罩产品。本发明工序少，生产速度快，效率高，可广泛应用于医用及民用的平面口罩加工领域。

Description

一种口罩的连续化制造方法

技术领域

本发明涉及口罩加工技术领域，尤其是涉及一种口罩的连续化制造方法。

背景技术

随着个人卫生意识的加强，在公共场所及一些污染环境下工作的人均会佩戴口罩，以净化吸入呼吸道内的空气。平面口罩，作为一款常用的口罩形式，其主要包括口罩本体和耳挂部，所述口罩本体为平面结构，在口罩本体上设置有一组褶皱结构，方便展开口罩，增大覆盖面积。随着口罩需求的急剧增加，为满足市场需求，需要设计一种能够高速生产口罩的方法，以满足日益增加的口罩需求量。现有的口罩自动化生产线普遍生产效率较低，一般只能达到60-80片/分钟，已不能满足现有口罩加工的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种口罩的连续化制造方法，解决现有口罩制造方法加工效率低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种口罩的连续化制造方法，用于连续加工口罩，该口罩包括佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部、以及与口罩主体部相连接的弹性耳片；其特征在于，包括以下步骤：

S1：口罩主体部片材叠加输送步骤，沿口罩主体部的横向输送口罩主体部各层片材料带，并对各层片材料带按照口罩主体部设定的叠放顺序进行重叠持续向前输送；

S2：口罩主体部片材对折步骤，对叠放后的口罩主体部片材进行折叠，使口罩主体部片材形成多条沿口罩主体部的横向延伸的褶皱；

S3：鼻夹添加步骤，将鼻夹沿口罩主体部的横向添加在口罩主体部片材上表面上，然后对口罩主体部进行包折使鼻夹置于口罩主体部片材内；

S4：口罩主体部片材封合步骤，沿口罩主体部的横向和纵向对口罩主体部片材进行封合，使在口罩主体部片材的两侧形成一组连续的横向封合部，并对鼻夹进行封合固定；同时，在口罩主体部片材上间隔形成一组沿口罩主体部纵向延伸的纵向封合部，相邻两纵向封合部间构成一个口罩主体部；

S5：弹性耳片切割步骤，沿弹性耳片不可伸缩方向输送弹性耳片片材并对弹性耳片片材的中间位置进行虚切和对弹性耳片外形轮廓进行切割从而得到中间位置具有虚切线的弹性耳片；

S6：弹性耳片位置调整步骤，将切割后的弹性耳片旋转90度，使弹性耳片由沿弹性耳片不可伸缩方向输送转变为沿可弹性耳片可伸缩方向向前输送；

S7：弹性耳片封合步骤，将经步骤S6调整后的弹性耳片输送至口罩主体部片材上并与口罩主体部片材进行封合，使弹性耳片的两端接合固定在口罩主体部片材相邻两纵向封合部之间的区域内；

S8：产品裁切步骤，对弹性耳片接合后的口罩主体部片材沿口罩主体部的纵向并在口罩主体部片材的纵向封合部的中间位置进行裁切从而形成一个个相互独立的口罩产品。

为方便鼻夹的添加，所述步骤S1中各层口罩主体部片材料带中的口罩主体部外层片材位于各层片材的最上方进行输送，口罩主体部内层片材位于各层片材的最下方进行输送。

所述步骤S4之后还设置有片材翻转工序，片材翻转工序对封合后的口罩主体部片材进行翻转，使口罩主体部片材由外层片材位于各层片材上方向前输送转变为内层片材位于各层片材上方向前输送。一般来说，弹性耳片封合在口罩主体部的内层片上，而鼻夹通常固定在口罩主体部的外层片上，因此设置翻转工序的作用在于，使得添加鼻夹后的口罩主体部片材上下翻转，并保证后续的弹性耳片封合在口罩主体部的内层片上。如果省略该装置，则弹性耳片的封合部与鼻夹固定部位于口罩主体部的同侧，则不太符合一般佩戴者的使用习惯。

进一步的，所述步骤S4口罩主体部片材封合步骤和步骤S6弹性耳片封合步骤均采用热封或超声波焊接方式实现封合。

为提高高速封合的稳定性，保证产品质量，所述步骤S4口罩主体部片材封合步骤和步骤S6弹性耳片封合步骤均采用超声波焊接装置进行封合，所述超声波焊接装置包括超声波振动组件和花纹辊以及微调机构和驱动机构，所述微调机构与超声波振动组件相连、且能对焊头与花纹辊之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件与微调机构共同构成移动组件，所述驱动机构与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头与花纹辊之间的行程，该行程路径与微调机构对所述间隙微量调节的路径同向或反向。

进一步的，所述驱动机构具有基板、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块、以及驱动部；所述微调机构包括与第一滑块相连的支撑板、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块、设置在支撑板一侧的压电驱动器、以及与压电驱动器相配合的压力传感器；在支撑板的另一侧还设有弹簧，该弹簧可将超声波振动组件经压力传感器抵压在压电驱动器的端面上。

本发明的有益效果：本发明的口罩制造方法能够实现口罩的快速高效生产，较传统口罩生产流程，生产速度可达300-500片/分钟，日产能可达40-50 万片，与之前的口罩生产方法相比生产速度提升6-8倍以上。本发明通过将弹性耳片切割、位置调整等步骤，将裁切完成的弹性耳片单片快速转移到口罩主体部片材上，具有输送平稳、稳定性高的优点，同时保证口罩的加工精度，提高产品的质量。另外，弹性耳片片材采用沿不可伸缩的方向进行输送，使得对弹性耳片的加工更加的稳定，不会受牵引力而变形，从而保证弹性耳片的加工精度，然后通过弹性耳片位置调整步骤对弹性耳片进行调整，从而满足与口罩主体部的封合位置要求。所述片材翻转工序将置于上层的外层片翻转到下层，同时，内层片翻转至最上层，使得弹性耳带封合在内层片上，更加符合佩戴者的使用习惯。所述超声波焊接装置设置有微调机构，通过微调机构可对焊头、底辊的发热和磨损、材料厚度的变化、材料接头等不稳定因素做出自适应调整，从而保证高速输送时的焊接质量。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明生产的口罩从外侧面观察的俯视图。

图2为本发明生产的口罩从内侧面观察本发明的俯视图。

图3为本发明生产的口罩主体部的剖视图。

图4为本发明制备总成的结构示意图一。

图5为本发明中超声波焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例，一种口罩的连续化制造方法，用于连续加工口罩，如图1、图2 所示，该口罩具有纵向y和横向x，包括在佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部101、以及与口罩主体部101以超声波焊接或热熔的方式相结合的弹性耳片102。

其中，口罩主体部101包括相互叠合的外层片1011、内层片1012、以及设置在外层片1011与内层片1012之间的过滤片。该口罩主体部101沿横向延伸折制而形成多条褶皱1014，该褶皱1014能够在口罩主体部101中间区域沿纵向展开。外层片1011、内层片1012和过滤片的大小不要求一定相同，所述口罩主体部片材经封合后在口罩主体部的四周形成横向封合部1015和纵向封合部1016。同时，如图3所示由外层片1011、内层片1012和过滤片共同构成的叠合体经复合后向内表面侧方向包折并将鼻夹1013包覆其中并进行封合，即鼻夹1013包覆在横向封合部1015内。

同时，弹性耳片102由弹性伸缩无纺布构成，该弹性伸缩无纺布在横向x 上具有可伸缩性，纵向y上不具有可伸缩性，从而抑制弹性耳片102与口罩主体部101在高速工况下复合时容易出现的拉伸变形、不易控制张力等情形。

为了能够高效产生上述口罩，本发明公开了一种口罩的连续化制造方法，如图4所示，该制造方法先通过进料单元1完成口罩主体部片材的叠放，然后通过产品对折单元2完成对叠加后的口罩主体部片材进行折叠从而形成多条沿口罩主体部片材输送方向延伸的褶皱；再通过鼻夹添加单元3完成鼻夹的添加并使鼻夹保持平整；鼻夹添加完成后通过口罩主体部封合单元4完成对口罩主体部片材沿沿口罩主体部的横向和纵向对口罩主体部片材进行封合；然后通过弹性耳片切割单元5沿弹性耳片不可伸缩方向进行输送的弹耳片片材进行裁切，从而现成一组相互独立的弹性耳片；所述弹性耳片通过弹性耳片位置调整单元6使弹性耳片旋转90°并向前输送，经调整后的弹性耳片和口罩主体部封合单元4后的口罩主体部片材一同送入弹性耳片封合单元7 将弹性耳片封合在口罩主体部片材上，最后通过产品裁切单元8将封合有弹性耳片的口罩主体部片材分割成单个的口罩产品。

具体的，步骤S1口罩主体部片材叠加输送步骤，对应的进料单元1包括内层片材输送辊11，外层片材输送辊12及片材重合装置13，位于外层片 1011和内层片1012之间的过滤片可以是单层结构，也可以是多层叠加结构，过滤片可以先与外层片1011或内层片1012复合，再一起进入片材重合装置 13内，也可以单独直接进入片材重合装置13内。本实施例中过滤片有两层结构，其中一层为无纺布过滤层，另一层为熔喷过滤层，在片材重合时，所述外层片1011位于内层片1012的上方进行输送，其中无纺布过滤层先在外层片材输送辊11上与外层片1011复合后一起送入片材重合装置13内；熔喷过滤层直接进入片材重合装置13进行复合。

复合后的口罩主体部片材进入与步骤S2口罩主体部片材对折步骤相对应的产品对折单元2中的产品对折装置21，在产品对折装置21的作用下对叠加后的口罩主体部片材进行折叠，使口罩主体部片材形成多条沿口罩主体部片材输送方向延伸的褶皱。

步骤S2口罩主体部片材对折步骤完成后口罩主体部片材进入S3鼻夹添加步骤，S3鼻夹添加步骤对应的鼻夹添加单元3包括沿口罩主体部片材输送方向设置的一组用于拉直鼻夹的调整轮31，所述调整轮31交替作用在鼻夹的上表面和下表面。还设置有将内层片1012向上包折覆盖在鼻夹上的包折装置，所述鼻夹先通过鼻夹添加装置放置在口罩本体部片材的上方，然后通过包折装置将内层片1012的侧边向上包折覆盖住鼻夹，再通过调整轮31将鼻夹压直。

鼻夹添加完成后进入所述口罩主体部片材进入口罩主体部片材封合步骤S4，口罩主体部片材封合步骤S4对应的口罩主体部封合单元4包括设置在鼻夹添加单元3之后的边封装置41及设置在边封装置41之后的端封装置42，所述边封装置41对口罩主体部片材沿口罩主体部的横向的口罩主体部片材两侧边进行封合从而在口罩主体部片材两侧形成一组连续的横向封合部1015，并实现对鼻夹进行固定；所述端封装置42对口罩主体部片材沿口罩主体部的纵向进行封合，从而在口罩主体部片材上间隔形成一组沿口罩主体部纵向延伸的纵向封合部1016，相邻两纵向封合部1016间构成一个口罩主体部1011。所述边封装置41和端封装置42也可以是一台装置。

所述弹性耳片片材沿弹性耳片不可伸缩的方向进行输送，并通过弹性耳片切割步骤S5完成对弹性耳片的裁切，与所述弹性耳片切割步骤S5对应的设置有弹性耳片切割单元5，所述弹性耳片切割单元5上的弹性耳片虚切装置 51对输送中的弹性耳片片材的中间位置进行虚切，使弹性耳片片材的中间位置形成一条沿输送方向延伸的虚切线。虚切后的弹性耳片片材输送至弹性耳片外形切刀装置52，在弹性耳片外形切刀装置52的作用下完成对弹性耳片外形的切割，从而形成一个个弹性耳片。同样的，也可以在同一台设备上完成弹性耳片外形轮廓的切割和虚切线的切割。

裁切后的弹性耳片需要进行位置调整，固在弹性耳片切割步骤S5之后设置有弹性耳片位置调整步骤S6，与弹性耳片位置调整步骤S6对应的设置有弹性耳片位置调整单元6，所述弹性耳片位置调整单元6上设置有弹性耳片位置调整装置61，所述弹性耳片外形切刀装置52与弹性耳片位置调整装置61间设置有产品转移装置10，通过产品转移装置将弹性耳片转移至弹性耳片位置调整装置61上对弹性耳片进行旋转90°，从而使弹性耳片由沿弹性耳片不可伸缩方向向前输送转化为沿弹性耳片可伸缩方向向前输送。

位置调整后的弹性耳片通过弹性耳片封合步骤S7封合在口罩主体部片材上，所述弹性耳片封合步骤S7对应的设置有弹性耳片封合单元7，弹性耳片封合单元7上设置有弹性耳片封合装置71，所述弹性耳片和口罩主体部片材分别通过一个产品转移装置10转移至弹性耳片封合装置71上，且弹性耳片位于口罩主体部片材的上方，在弹性耳片封合单元7的弹性耳片封合装置71 的作用下完成弹性耳片与口罩主体部片材的接合，使弹性耳片可伸缩方向的两端接合固定在口罩主体部片材相邻两纵向封合部之间的区域内。

封合后的口罩主体部片材进入产品裁切单元8，完成产品裁切步骤S8。所述产品裁切单元8包括裁切装置81，裁切装置81对弹性耳片接合后的口罩主体部片材沿口罩主体部的纵向并在口罩主体部片材的纵向封合部的中间位置进行裁切从而形成一个个相互独立的口罩产品。

在此，需要指出的是，所述边封装置41、端封装置42和弹性耳片封合装置71可以选用热封装置，但为了获得更好的热封效果，同时提高口罩封合处的柔软性，所述边封装置41、端封装置42和弹性耳片封合装置71优先超声波焊接装置。

所述超声波焊接装置如图5所示，该超声波焊接装置包括：超声波振动组件4101、花纹辊4102、微调机构4103和驱动机构4104。其中，微调机构4103 与超声波振动组件4101相连、且能对焊头401与花纹辊4102之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件4101与微调机构4103共同构成移动组件。

驱动机构4104与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头401与花纹辊4102之间的大位移行程。在超声波振动组件4101上位于第二滑块432的两侧还固定有第一配合部402和第二配合部403。

下面对驱动机构4104、微调机构4103的结构进行进一步说明。

驱动机构4104具有基板441、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块442、气缸443、以及限位块444。上述气缸444行程为10-30mm，在焊接过程中气缸的输出压力为100-1500N。气缸444主轴作用在与第一滑块相连的支撑板431上。限位块444设置在基板441上位于移动组件靠近花纹辊的行程上，当第一滑块与限位块相抵时，焊头端面距离花纹辊表面的距离为0.06-0.15mm。微调机构4103具有：与第一滑块相连的支撑板431、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块432、设置在支撑板一侧的压电驱动器433、以及与压电驱动器相配合的压力传感器434。在支撑板的另一侧还设有弹簧435。上述压电驱动器433的行程范围为0.08-0.2mm，可输出的最大推力范围为4000-8000N。在支撑板431的两侧分别固定有第一安装块 436和第二安装块437，其中上述弹簧435设置在第一安装块436与第一配合部402之间，压力传感器434安装在第二配合部403上，压电驱动器433安装在第二安装块437上。在执行焊接操作时，弹簧435可将超声波振动组件，经压力传感器434抵压在压电驱动器433的端面上。

工作时，气缸推动移动组件到达预设位置并与限位块相抵接，此时焊头端面距离花纹辊表面的距离为0.06-0.15mm；然后超声波振动组件的焊头在压电驱动器作用下，以微位移形式靠近花纹辊。在焊头靠近花纹辊的过程中，压电传感器检测花纹辊对超声波振动组件的反作用焊接力，并与预设焊接力对比，根据对比结果，压电驱动器控制超声波振动组件的焊头靠近或远离花纹辊。上述压电驱动器具有亚微米级的位置调整精度、毫米级的响应时间，可以使焊接力的调整具有高精度及高响应性，气缸通过预设焊接力安全阀值，并可实现焊头的大位移运动。采用如上气缸组合压电驱动器的方案，可以实现焊头相对于花纹辊的大位移、微位移调整，从而达到超声波连续焊接生产的目的。

另外，如果要将弹性耳片封合在口罩主体部内层片上，则需要在步骤S4 之后设置片材翻转工序，通过片材翻转工序对封合后的口罩主体部片材进行翻转，使口罩主体部片材由外层片材位于各层片材上方向前输送转变为内层片材位于各层片材上方向前输送。所述材翻转工序对应的设置有翻转装置9。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种口罩的连续化制造方法，用于连续加工口罩，该口罩包括佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部、以及与口罩主体部相连接的弹性耳片；其特征在于，包括以下步骤：

S1：口罩主体部片材叠加输送步骤，沿口罩主体部的横向输送口罩主体部各层片材料带，并对各层片材料带按照口罩主体部设定的叠放顺序进行重叠持续向前输送；

S2：口罩主体部片材对折步骤，对叠放后的口罩主体部片材进行折叠，使口罩主体部片材形成多条沿口罩主体部的横向延伸的褶皱；

S3：鼻夹添加步骤，将鼻夹沿口罩主体部的横向添加在口罩主体部片材上表面上，然后对口罩主体部进行包折使鼻夹置于口罩主体部片材内；

S4：口罩主体部片材封合步骤，沿口罩主体部的横向和纵向对口罩主体部片材进行封合，使在口罩主体部片材的两侧形成一组连续的横向封合部，并对鼻夹进行封合固定；同时，在口罩主体部片材上间隔形成一组沿口罩主体部纵向延伸的纵向封合部，相邻两纵向封合部间构成一个口罩主体部；

S5：弹性耳片切割步骤，沿弹性耳片不可伸缩方向输送弹性耳片片材并对弹性耳片片材的中间位置进行虚切和对弹性耳片外形轮廓进行切割从而得到中间位置具有虚切线的弹性耳片；

S6：弹性耳片位置调整步骤，将切割后的弹性耳片旋转90度，使弹性耳片由沿弹性耳片不可伸缩方向输送转变为沿可弹性耳片可伸缩方向向前输送；

S7：弹性耳片封合步骤，将经步骤S6调整后的弹性耳片输送至口罩主体部片材上并与口罩主体部片材进行封合，使弹性耳片的两端接合固定在口罩主体部片材相邻两纵向封合部之间的区域内；

S8：产品裁切步骤，对弹性耳片接合后的口罩主体部片材沿口罩主体部的纵向并在口罩主体部片材的纵向封合部的中间位置进行裁切从而形成一个个相互独立的口罩产品。

2.如权利要求1所述的口罩的连续化制造方法，其特征在于：所述步骤S1中各层口罩主体部片材料带中的口罩主体部外层片材位于各层片材的最上方进行输送，口罩主体部内层片材位于各层片材的最下方进行输送。

3.如权利要求2所述的口罩的连续化制造方法，其特征在于：所述步骤S4之后还设置有片材翻转工序，片材翻转工序对封合后的口罩主体部片材进行翻转，使口罩主体部片材由外层片材位于各层片材上方向前输送转变为内层片材位于各层片材上方向前输送。

4.如权利要求1所述的口罩的连续化制造方法，其特征在于：所述步骤S4口罩主体部片材封合步骤和步骤S6弹性耳片封合步骤均采用热封或超声波焊接方式实现封合。

5.如权利要求1所述的口罩的连续化制造方法，其特征在于：所述步骤S4口罩主体部片材封合步骤和步骤S6弹性耳片封合步骤均采用超声波焊接装置进行封合，所述超声波焊接装置包括超声波振动组件和花纹辊以及微调机构和驱动机构，所述微调机构与超声波振动组件相连、且能对焊头与花纹辊之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件与微调机构共同构成移动组件，所述驱动机构与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头与花纹辊之间的行程，该行程路径与微调机构对所述间隙微量调节的路径同向或反向。

6.如权利要求5所述的口罩的连续化制造方法，其特征在于：所述驱动机构具有基板、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块、以及驱动部；所述微调机构包括与第一滑块相连的支撑板、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块、设置在支撑板一侧的压电驱动器、以及与压电驱动器相配合的压力传感器；在支撑板的另一侧还设有弹簧，该弹簧可将超声波振动组件经压力传感器抵压在压电驱动器的端面上。

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