TWI728862B

TWI728862B - 平面式立體口罩之製造設備及其方法

Info

Publication number: TWI728862B
Application number: TW109123955A
Authority: TW
Inventors: 藍勝威
Original assignee: 藍勝威
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2021-05-21
Also published as: TW202204073A

Abstract

一種平面式立體口罩之製造設備及其方法，用於連續加工生產平面式立體口罩；包括：一進料單元，按照設定的疊放順序連續輸送口罩本體片材；一折疊單元，完成對疊加後的口罩本體片材進行折疊，使口罩本體片材形成多條沿口罩本體片材輸送方向延伸的皺摺部，皺摺部具有一向上的開口；以及一口罩本體封合單元，完成對口罩本體片材沿垂直於輸送方向上的口罩端部進行封合。

Description

平面式立體口罩之製造設備及其方法

本發明涉及日用口罩領域，尤其是涉及一種平面式立體口罩之製造設備及採用該製造設備製造口罩的方法。

配帶口罩時，除了口罩材料的過濾性能外，還必須考慮配戴口罩時，臉部與口罩間的密合度，若密合度不足時，有害物質將可能透過口罩與使用者臉頰的縫隙，進入口罩內，而被使用者口鼻吸入，失去其保護使用者的效果。

請參閱第14圖，揭示習用平面式口罩的縱向剖面，一般使用不織布疊層材料車縫製成，包括有口罩本體90、兩側掛耳耳帶(圖未示出)及一鼻樑壓條91，該口罩本體90主要分成至少一個阻擋層92及皺摺部93，鼻樑壓條91設置於阻擋層92一端之一上折邊內，可藉由將鼻樑壓條91壓緊於使用者之鼻樑上，以提高口罩本體90與使用者臉部間的密合度；皺摺部93用以增加口罩本體90包覆使用者口鼻的區域；使用時輕押鼻樑壓條91，使口罩本體90與使用者鼻樑處密合，再按住口罩本體90上緣，並將皺摺部93拉伸展開，包覆至下顎，藉以增加口罩本體90的防護面積。

習用口罩的皺摺部93，開口94向下，因纖維材料特性，使其皺摺部93被拉伸展開時，有向外張開的彈性趨勢，而不易與使用者臉部緊密貼合，更由於人臉曲線具有弧度，並非平面，該開口向下的皺摺部93 容易與使用者的臉頰間形成縫隙，無法提供良好的密合度及包覆性。

再者，習用口罩因密合度及包覆性不佳，因此藉助以鋼絲製成的鼻樑壓條91壓合於使用者鼻樑上，其對於保持口罩本體90與使用者二側臉頰密合度的效果仍有不足，尤其是佩戴時之覆蓋壓力直接壓到隆起最高的鼻尖部位，長時間佩戴口罩下，將造成使用者的不舒適感。

本案發明人前曾針對習用平面式口罩的缺點，而研發出一種平面式立體口罩，並提出專利申請在案，專利申請號碼：109111556。該平面式立體口罩具有開口向上的皺摺部，當皺摺部被拉伸展開時，具有向內密合的彈性趨勢，使口罩本體的邊緣更易於與使用者臉頰緊密貼合，提供良好的密合度及包覆性。平時該口罩呈現平面式口罩的型態，具有平面式口罩摺疊後體積小，便於攜帶及存放的優點；在佩戴於使用者臉部時，該口罩則呈現出立體口罩的型態，對於微粒的過濾效果較平面口罩好，且不會把口鼻蓋住，有較大的呼吸空間，長期佩戴時，舒適性優於平面式口罩。

惟目前習用口罩製造設備，僅能生產習用的平面式口罩，無法生產上述新穎實用的平面式立體口罩，且現有的口罩自動化生產線結構複雜，生產效率低，一般只能達到60-80片/分鐘，由於結構複雜，設置間誤差大，因此，產品的良率低。本案發明人秉持精益求精的研發精神，進一步研發出用於生產該新穎平面式立體口罩的專用製造設備及其方法。

本發明之目的即在於提供一種口罩製造設備及其方法，專用於生產上述新穎的平面式立體口罩。

本發明之次一目的係在於提供一種平面式立體口罩之製造設備及其方法，能夠有效解決現有口罩加工設備生產效率低及產品良率低的問題。

可達成上述發明目的之平面式立體口罩之製造設備，包括：一進料單元；一折疊單元，係設置於該進料單元的一側，該折疊單元包括有沿輸送方向間隔排列的一第一折疊裝置及一第二折疊裝置，該第一折疊裝置及該第二折疊裝置分別由交錯等距排列的一第一導塊及一第二導塊組成，該第一導塊及該第二導塊分別組成一第一通道及一第二通道者，且位於輸送方向遠端的該第二通道的寬度小於該第一通道的寬度；以及一口罩本體封合單元，係設置於該折疊單元相對於該進料單元的另一側，該口罩本體封合單元包括有一承載平台、一設於該承載平台上方的花紋輥輪以及一設於該承載平台下方的超音波接合裝置。

如上所述之平面式立體口罩之製造設備，其中該口罩本體封合單元更包括有至少一個壓平輥輪。

如上所述之平面式立體口罩之製造設備，其中該進料單元，按照設定的疊放順序連續輸送一口罩本體片材。

如上所述之平面式立體口罩之製造設備，其中該折疊單元完成對疊放後的該口罩本體片材進行折疊，使該口罩本體片材形成多條沿該口罩本體片材輸送方向延伸的一皺摺部，該皺摺部具有一全部向上的開口。

如上所述之平面式立體口罩之製造設備，其中口罩本體封合單元完成對該口罩本體片材沿垂直於輸送方向上的口罩端部進行封合。

如上所述之平面式立體口罩之製造設備，其中該口罩本體片材通過該承載平台時，同時被該花紋輥輪及該超音波接合裝置進行滾壓及熔接。

可達成上述發明目的之平面式立體口罩之製造方法，包括有下列步驟：一進料步驟，通過一進料單元按照設定的疊放順序連續輸送口罩本體片材；一折疊步驟，通過一折疊單元完成對疊加後的口罩本體片材進行折疊，使口罩本體片材形成多條沿口罩本體片材輸送方向延伸的皺摺部，該皺摺部具有一全部向上的開口，前述向上係朝向頭部的上方，使該皺摺部被拉伸展開時，具有一向內密合的彈性趨勢；一口罩本體封合步驟，通過一口罩本體封合單元，完成對口罩本體片材沿垂直於輸送方向上的口罩端部進行封合，該口罩本體封合單元包括有一承載平台、一設於該承載平台上方的花紋輥輪以及一設於該承載平台下方的超音波接合裝置，該口罩本體片材通過一承載平台時，同時被該花紋輥輪及該超音波接合裝置進行滾壓及熔接，而能在該口罩端部上，同時成型二側第一壓合部及二側第二壓合部，該二側第二壓合部具有向內側彎折的弧度，使該皺摺部被拉伸展開時，更具有向內密合的彈性趨勢；以及一裁切步驟，通過一裁切單元完成對口罩本體片材在口罩端部封合處進行裁切，從而形成相互獨立的口罩本體者。

如上所述之平面式立體口罩之製造方法，更包括有下列步驟：一掛耳耳帶切割步驟，通過一掛耳耳帶切割單元，對掛耳耳帶片材進行裁切得到單個掛耳耳帶所需形狀輪廓，並將掛耳耳帶劃分為左右兩部分；以及一掛耳耳帶封合步驟，通過一掛耳耳帶封合單元，對由該裁切單元裁切得到的口罩本體和由該掛耳耳帶切割單元切割完成的掛耳耳帶進行封合，使該掛耳耳帶可伸縮方向的兩端部分別封合在該口罩本體相對於褶皺方向垂直的兩端上。

如上所述之平面式立體口罩之製造方法，其中該折疊單元包括有沿輸送方向間隔排列的第一及第二折疊裝置，該第一及第二折疊裝置分別由交錯等距排列的導塊組成，各導塊分別組成供該口罩本體片材形成該皺摺部的第一通道及第二通道者。

如上所述之平面式立體口罩之製造方法，其中位於輸送方向遠端的該第二通道的寬度小於該第一通道的寬度，使該皺摺部的皺摺加大，並形成該向上的開口者。

(習用平面式口罩)

90:口罩本體

91:鼻樑壓條

92:阻擋層

93:皺摺部

94:開口

(本發明平面式立體口罩)

10:口罩本體

11:阻擋層

12:皺摺部

13:開口

14:掛耳耳帶

15:二側第一壓合部

16:二側第二壓合部

17:口罩本體片材

18:口罩端部

20:鼻樑

30:進料單元

31:輸送輥輪

40:折疊單元

41:第一折疊裝置

42:第二折疊裝置

43:第一導塊

44:第二導塊

45:第一通道

46:第二通道

50:口罩本體封合單元

51:花紋輥輪

52:壓平輥輪

81:超音波接合裝置

82:承載平台

S1:進料步驟

S2:折疊步驟

S3:口罩本體封合步驟

S4:裁切步驟

S5:掛耳耳帶切割步驟

S6:掛耳耳帶封合步驟

第1圖為本發明平面式立體口罩製造設備的結構示意圖；第2圖為該口罩製造設備中折疊單元之右側立體視圖；第3圖為該口罩製造設備中折疊單元之左側立體視圖；第4圖為該口罩製造設備中折疊單元之俯視圖；第5圖為沿著第4圖中A-A線所繪製之剖面視圖；第6圖為沿著第4圖中B-B線所繪製之剖面視圖；第7圖為該口罩製造設備中折疊單元之立體視圖；第8圖為該口罩製造設備中折疊單元之俯視圖；第9圖為使用該口罩製造設備所生產平面式立體口罩之平面視圖；第10圖為第9圖所示平面式立體口罩之縱向剖面視圖；第11圖近似於第9圖，惟該平面式立體口罩已封合有二側掛耳耳帶；第12圖為將第11圖所示口罩佩戴於使用者臉部時之立體示意圖；第13圖為該平面式立體口罩製造方法之流程圖；以及第14圖為習用口罩之縱向剖面視圖。

請參閱第1圖，本發明所提供之平面式立體口罩之製造設備，用於連續加工生產上述的平面式立體口罩；該製造設備主要包括：一進料單元30、一折疊單元40及一口罩本體封合單元50。

其中該進料單元30己括有數個輸送輥輪31，按照設定的疊放順序連續輸送至少一層口罩本體片材17。

如第1圖至第6圖所示，該折疊單元40係設置於該進料單元30的一側，該折疊單元40完成對疊加後的口罩本體片材17進行折疊，使口罩本體片材17形成多條沿口罩本體片材17輸送方向延伸的皺摺部12，該皺摺部12具有一全部向上的開口13，前述向上係朝向頭部的上方，使該皺摺部12被拉伸展開時，具有一向內密合的彈性趨勢。該折疊單元40包括有沿輸送方向間隔排列的第一折疊裝置41及第二折疊裝置42，該第一折疊裝置41及第二折疊裝置42分別由交錯等距排列的第一導塊43及第二導塊44組成，該第一導塊43及該第二導塊44分別組成供該口罩本體片材17形成該皺摺部12的第一通道45及第二通道46者。其中位於輸送方向遠端的該第二通道46的寬度小於該第一通道45的寬度，使該皺摺部12的皺摺加大，並形成該向上的開口13者。該等第一導塊43包括複數個第一上導塊以及複數個第一下導塊，每個該等第一上導塊具有一L形的上凹部，每個該等第一下導塊具有一L形的下凹部，該上凹部與該下凹部相對設置而形成該第一通道45，該第一通道45相對於垂直方向具有一傾斜角，該等第二導塊44包括複數個第二上導塊以及複數個第二下導塊，每個該等第二上導塊具有一L形的上限定部，每個該等第二下導塊具有一L形的下限定部，該上限定部與該下限定部相對設置而形成該第二通道46。

如第7圖及第8圖所示，該口罩本體封合單元50係設置於該折疊單元40相對於該進料單元30的另一側，該口罩本體封合單元50完成對口罩本體片材17沿垂直於輸送方向上的口罩端部18進行封合。該口罩本體封合單元50包括有一花紋輥輪51及至少一個壓平輥輪52，而能在該口罩本體10端部成型二側第一壓合部15。該口罩本體封合單元50更同時成型設置於該皺摺部12上且相互對稱的二側第二壓合部16，且該二側第二壓合部16係位於緊鄰該二側第一壓合部15之更內側位置上。該口罩本體封合單元50包括有一承載平台82、一設於該承載平台82上方的花紋輥輪51以及一設於該承載平台82下方的超音波接合裝置81，該口罩本體片材17通過一承載平台82時，同時被該花紋輥輪51及該超音波接合裝置81進行滾壓及熔接，而能在該口罩端部18上，同時成型二側第一壓合部15及二側第二壓合部16，該二側第二壓合部16具有向內側彎折的弧度，使該皺摺部12被拉伸展開時，更具有向內密合的彈性趨勢。該口罩本體封合單元50係採用一超音波接合裝置81以熱熔接合的方式實現封合。該花紋輥輪51具有至少四道滾壓花紋，在該口罩本體片材17的二側分別形成上述第一壓合部15且在該口罩本體片材17的二側分別形成上述第二壓合部16。

本發明所提供之平面式立體口罩之製造設備，用於連續加工如第9圖至第11圖所示的平面式立體口罩，該平面式立體口罩包括有：一以疊層材料製成的口罩本體10，該口罩本體10主要分成一阻擋層11及一皺摺部12，該皺摺部12具有一全部向上的開口13，前述向上係朝向頭部的上方，使該皺摺部12被拉伸展開時，具有一向內密合的彈性趨勢，使口罩本體10更易於與使用者臉頰緊密貼合，提供良好的密合度及包覆性；一設於該口罩本體10兩側邊的二側掛耳耳帶14；以及一緊鄰二側該掛耳耳帶14的二側第一壓合部15，藉以將該口罩本體10與二側該掛耳耳帶14預形體壓合成一體者。

在本發明一較佳實施例中，更具有設置於該皺摺部12上且相互對稱的二側第二壓合部16，該二側第二壓合部16具有向內側彎折的弧度，使該皺摺部12被拉伸展開時，更具有向內密合的彈性趨勢，使口罩本體10提供更良好的密合度及包覆性者。該二側第二壓合部16係位於該二側第一壓合部15之更內側位置上。

如第12圖所示者，該平面式立體口罩由於具有開口13向上的皺摺部12，以及具有熱熔壓合於該皺摺部12上的二側第二壓合部16，二側第二壓合部16具有向內側彎折的弧度及曲線；因此，當皺摺部12被拉伸展開時，具有向內密合的彈性趨勢，使口罩本體10的邊緣更易於與使用者臉頰緊密貼合，提供良好的密合度及包覆性。如第9圖所示，平時該口罩本體10呈現平面式口罩的型態，具有平面式口罩摺疊後體積小，便於攜帶及存放的優點。如第12圖所示，在將口罩佩戴於使用者臉部時，該皺摺部12呈向上鼓起，使口罩本體10呈現出立體口罩的型態，對於微粒的過濾效果較平面口罩好，且不會把使用者鼻樑20蓋住，有較大的呼吸空間，長期佩戴時，舒適性優於平面式口罩。

在本發明一優選實施例中，該平面式立體口罩之製造設備，更包括有：一裁切單元、一掛耳耳帶切割單元以及一掛耳耳帶封合單元。

其中該裁切單元完成對口罩本體片材17在口罩端部18封合處進行裁切，從而形成相互獨立的口罩本體10者。

該掛耳耳帶切割單元對掛耳耳帶14片材進行裁切得到單個掛耳耳帶14所需形狀輪廓，並將掛耳耳帶14劃分為左右兩部分；以及一掛耳耳帶封合單元，對由該裁切單元裁切得到的口罩本體10和由該掛耳耳帶切割單元切割完成的掛耳耳帶14進行封合，使該掛耳耳帶14可伸縮方向的兩端部分別封合在該口罩本體10相對於褶皺方向垂直的兩端上。其中該掛耳耳帶封合單元係採用一超音波接合裝置81以熱熔接合的方式實現封合。

請參閱第13圖，本發明所提供之平面式立體口罩之製造方法，用於連續加工生產上述的平面式立體口罩；該口罩製造方法，包括有下列步驟：一進料步驟S1，通過一進料單元30按照設定的疊放順序連續輸送口罩本體片材17；一折疊步驟S2，通過一折疊單元40完成對疊加後的口罩本體片材17進行折疊，使口罩本體片材17形成多條沿口罩本體片材17輸送方向延伸的皺摺部12，該皺摺部12具有一全部向上的開口13，前述向上係朝向頭部的上方，使該皺摺部12被拉伸展開時，具有一向內密合的彈性趨勢；一口罩本體封合步驟S3，通過一口罩本體封合單元50，完成對口罩本體片材17沿垂直於輸送方向上的口罩端部18進行封合，該口罩本體封合單元50包括有一花紋輥輪51及一超音波接合裝置81，該口罩本體片材17通過一承載平台82時，同時被該花紋輥輪51及該超音波接合裝置81進行滾壓及熔接，而能在該口罩端部18上，同時成型二側第一壓合部15及二側第二壓合部16，該二側第二壓合部16具有向內側彎折的弧度，使該皺摺部12被拉伸展開時，更具有向內密合的彈性趨勢；以及一裁切步驟S4，通過一裁切單元完成對口罩本體片材17在口罩端部18封合處進行裁切，從而形成相互獨立的口罩本體10者。

在本發明一優選實施例中，該平面式立體口罩之製造方法，更包括有下列步驟：一掛耳耳帶切割步驟S5，通過一掛耳耳帶切割單元，對掛耳耳帶14片材進行裁切得到單個掛耳耳帶14所需形狀輪廓，並將掛耳耳帶14劃分為左右兩部分；以及一掛耳耳帶封合步驟S6，通過一掛耳耳帶封合單元，對由該裁切單元裁切得到的口罩本體10和由該掛耳耳帶切割單元切割完成的掛耳耳帶14進行封合，使該掛耳耳帶14可伸縮方向的兩端部分別封合在該口罩本體10相對於褶皺方向垂直的兩端上。

在本發明一優選實施例中，其中該折疊單元(40)包括有沿輸送方向間隔排列的第一折疊裝置(41)及第二折疊裝置(42)，該第一折疊裝置(41)及第二折疊裝置(42)分別由交錯等距排列的第一導塊(43)及第二導塊(44)組成，該第一導塊(43)及該第二導塊(44)分別組成供該口罩本體片材(17)形成該皺摺部(12)的第一通道(45)及第二通道(46)者。其中位於輸送方向遠端的該第二通道(46)的寬度小於該第一通道(45)的寬度，使該皺摺部(12)的皺摺加大，並形成該全部向上的開口(13)者。

本發明所提供之平面式立體口罩之製造設備及其方法，專用於生產上述新穎的平面式立體口罩；並且能夠有效解決現有口罩加工設備生產效率低及產品良率低的問題。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。