CN111227374A - 一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置及其生产方法，包括口罩本体生产单元，还包括内表膜送料单元，外表膜送料单元，外表膜成型单元，综合覆膜单元，切分单元，所述各单元依次线性连接；所述生产口罩的方法，包括以下步骤：第一步：材料灭菌消毒；第二步：口罩本体加工；第三步：外表膜成型；第四步：综合覆膜；第五步：切分成品；本发明有益效果是，通过对口罩生产设备、口罩产品结构、生产方式的改变，达到提高工作效率、降低人工成本的目的，同时对提高口罩产品卫生安全保障，提升产品品质和形象有积极作用。

Description

一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置及其生产方法

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置及其生产口罩的方法。

背景技术

口罩是人们应对环境空气污染、防止呼吸道疾病特别是防控流行性疾病的有力工具，现有技术中，一个完整的口罩产品，其生产方法总结如下：

第一步：口罩本体生产：包括无纺布面料、中间过滤层、鼻梁铁条和亲肤面料的叠压、整形，压平，生成口罩本体（也叫口罩片），目前都采用了自动化生产工艺，一般需要一名工人进行操作，主要用来上料和监控生产线运转情况。

第二步：口罩本体的截断、缝边：为焊接耳挂做准备，设备自动完成，无需人工干预。

第三步：焊接耳带，焊接耳带会占用较多的时间，生产效率较低，所以现有技术中，会采用一条口罩本体生产线 + 两条耳带焊接线的方式（俗称一拖二）来解决效率匹配问题，导致生产设备复杂，占地面积大，而半自动或人工线则需要一名到多名工人来完成焊接耳带，生产效率更低，浪费了较多的人工资源。

第四步：口罩的转运消毒：消毒需要在专门的气体消毒室进行，口罩必须从生产线转运到消毒室，根据产量的不同，需要至少一名到多名工人来完成，加上口罩消毒灭菌后“解析”的时间（一般为7-14天），耗时、耗力、耗人工。

第五步：口罩的转运包装：口罩消毒和“解析”完成后，转运到包装线，包装分为人工包装和自动包装两大类，人工包装根据产量规模需要一名到多名工人，自动包装需要至少一名工人，把一只只待包装的口罩放入流水包装机内，完成包装工作，耗时、耗力、耗人工，极易带来口罩的二次污染。

综上所述，现有技术中，生产口罩的方法存在以下缺点：1）生产环节多，生产设备复杂，占地面积大；2）人工消耗大（全线至少需要3名或以上甚至多达几十名的产线工作人员）；3）容易引起口罩的二次污染，导致产品品质的降低。

尽管一些发明人进行了各种各样的技术改进，例如：公告号为CN110367623A 、CN209121339U、CN208925291U、CN108433215A、CN206933404U、CN205512494U、CN102940329B都从不同角度对现有生产设备进行了革新，也取得有益的效果，但从根本上，并没有改变现有技术存在的缺陷，究其原因，大家的思维方式，仍然局限于传统的口罩结构、耳带安装方法及产品包装方式上。

本发明人于2020年2月22日提交了一种安全易撕口罩的设计方案（申请号：202010109726.4），同时提供了一种针对该安全易撕口罩的制作方法，但这种制作方法基于手工生产操作模式，和上述现有技术一样，在生产效率的提高、人力消耗的降低、生产设备占地面积的缩小方面，存在进一步改进的余地。

发明内容

针对以上缺点，本发明提供一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置及其高效生产口罩的方法，目的在于针对现有技术的不足，改进口罩生产设备和生产方法，简化生产程序，进一步提高了生产效率。

本发明技术方案为，一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，包括口罩本体生产单元，还包括内表膜送料单元，外表膜送料单元，外表膜成型单元，综合覆膜单元，所述各单元依次线性连接；

所述内表膜送料单元将内表膜同步口罩本体送入综合覆膜单元，所述外表膜送料单元将外表膜送入外表膜成型单元，经过外表膜耳挂结构和易撕线成型后同步口罩本体送入综合覆膜单元，所述综合覆膜单元对内表膜和外表膜与口罩本体进行密封粘合，生成连续的口罩条；

还包括切分单元，综合覆膜后的口罩条，进入切分单元切分成独立的口罩成品。

所述的口罩生产方法，包括以下步骤：第一步：材料灭菌消毒；第二步：口罩本体加工；第三步：外表膜成型；第四步：综合覆膜；第五步：切分成品。

本发明有益效果是，通过对口罩生产设备、口罩产品结构、生产方式的改变，达到提高工作效率、降低人工成本的目的，同时对提高口罩产品卫生安全保障，提升产品品质和形象有积极作用。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明外表膜成型单元5结构示意图，其中图2a为正视图，图2b为侧视图, 图2c为外表膜成型后的平面示意图；

图3为本发明综合覆膜示意图；

图4为本发明综合覆膜单元5的结构示意图，其中图4a为正视图，图4b为侧视图；

图5为本发明综合覆膜单元和切分单元二合一结构示意图，其中图5a为正视图，图5b为侧视图；

图6为本发明易撕孔刀具示意图；

图7为本发明带易撕孔的口罩条结构示意图；

图8为本发明实施例印刷、计数、卷收结构示意图；

图9为本发明口罩成品示意图；

图10为本发明口罩成品撕开外表膜后的示意图；

图11为本发明口罩成品撕去内表膜后准备佩戴时状态示意图。

图中：亲肤面料101、中间过滤层102、鼻梁条送料103、无纺布面料104，层叠整型压平机构105构成的口罩本体生产单元1（虚线框部分），带状口罩本体106， 内表膜送料单元2，内表膜201，外表膜送料单元3，外表膜301，外表膜成型单元4，上辊压模具401，下辊压模具402，成型后带耳挂和易撕线结构的外表膜302，综合覆膜单元5，覆膜上辊501，覆膜下辊502，压合区503，切分槽504，切分刀505，口罩条107，切分单元6，口罩成品7，收纳箱8，卷收单元9，计数单元10，印刷单元11，口罩耳挂12，易撕线13，待清除的外表膜14，口罩外表面15，口罩亲肤面16。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，包括亲肤面料101、中间过滤层102、鼻梁条103、无纺布面料104的送料装置和层叠整型压平机构105构成的口罩本体生产单元1（图1中虚线框所示），此单元与现有技术无异，其作用是完成口罩本体106的生产加工。

传统技术中，带状口罩本体106在此处被截断，形成一片一片独立的口罩片，本发明不同之处在于，带状口罩本体106并不被截断，而是继续采用该带状结构进入综合覆膜阶段。

所述综合覆膜，包括内表膜送料单元2，外表膜送料单元3，外表膜成型单元4，综合覆膜单元5，所述内表膜送料单元2将内表膜201同步口罩本体106送入综合覆膜单元5，所述外表膜送料单元3将外表膜301送入外表膜成型单元4，经过辊压成型后生成带耳挂结构和易撕线的外表膜302，并同步口罩本体106进入综合覆膜单元5，所述综合覆膜单元5对内表膜201和外表膜302与口罩本体106进行密封粘合。

如图1所示，所述内表膜送料单元2由内表膜输送辊构成，内表膜输送辊上放置卷状的内表膜原材料201，在牵引力作用下，内表膜201被送入综合覆膜单元5中，与带状口罩本体106的亲肤面四周边密封粘合，内表膜201采用塑料薄膜类材料，其宽度与口罩本体106宽度相同，当内表膜201和口罩本体106同步进入综合覆膜单元5时，综合覆膜单元5的辊压装置对内表膜201施加压力，实现内表膜201与口罩本体106密封粘合，完成内表膜覆膜过程。

如图1所示，所述外表膜送料单元3由外表膜输送辊构成，外表膜输送辊上放置卷状的外表膜原材料301，外表膜301采用乳胶类弹性薄膜材料，在牵引力作用下，外表膜301被送入外表膜成型单元4；如图2a、图2b所示，外表膜成型单元4由上辊压模具401和下辊压模具402构成，上辊压模具401和下辊压模具402同步旋转，下辊压模具402表面设置与耳挂轮廓相对应的热压刀具403，对外表膜301进行适度加热加压，使外表膜301形成槽状的耳挂轮廓，槽的深度约为外表膜厚度的一半，既不会破裂，又容易被撕开，构成本发明所述的易撕线13，形成如图2c所示带耳挂轮廓易撕线的外表膜302，完成外表膜成型。

如图1、图3所示，所述带耳挂轮廓易撕线的外表膜302，紧贴口罩本体106外表面，和口罩本体106亲肤面的内表膜201，同步进入综合覆膜单元5；如图3、图4所示，综合覆膜单元5由覆膜上辊501和覆膜下辊502组成，覆膜上辊501和覆膜下辊502周长设置为口罩成品的长度，上下辊沿辊圆周表面设置有和口罩大小相同的框状压合区503，框状压合区503内设置有超声波、热压或无害胶接装置，其作用力沿覆膜辊径向对外辐射分布到内表膜和外表膜，覆膜上辊501和覆膜下辊502同步旋转，对内表膜201、口罩本体106、带耳挂轮廓易撕线的外表膜302进行密封粘合，完成综合覆膜作业。

如图1所示，覆膜后生成连续的口罩条107，随着覆膜上辊501和覆膜下辊502的同步旋转，被推送进入切分单元6，所述切分单元6由切分刀具构成，对连续的口罩条107，在口罩与口罩的连接处进行切分，形成一个个独立的口罩成品7，并掉落进口罩收纳箱8内。

为了简化机械机构，所述切分单元6与综合覆膜单元5合二为一，如图5所示，在覆膜上辊501表面对应口罩分割位置设置切分槽504，在覆膜下辊502表面对应口罩分割位置设置切分刀505，所述切分槽504和切分刀505随覆膜上下辊同步旋转，覆膜上辊501和覆膜下辊502每旋转一周，完成一个口罩本体的覆膜过程，同时切分出一个独立的口罩成品7，并掉落进口罩收纳箱8内。

作为一种改进，所述切分单元6的切分刀具或覆膜下辊502上的切分刀505为不连续且均匀分布的多个刀口，如图6所示，这样切分后的口罩条107，口罩与口罩切分处形成类似邮票孔状的易撕孔，口罩与口罩之间保持如图7所示的连接状态，这种连接状态可使多个口罩进行Z字形层叠包装，或进行口罩的卷收包装处理。

生产作业时，上述外表膜成型单元4、综合覆膜单元5、切分单元6和口罩本体101保持严格的同步，以保证鼻梁条和耳挂位置在口罩成品中的正确位置。

进一步的，包括卷收单元9，如图8所示，所述的卷收单元9与综合覆膜单元5同步旋转，将处于连接状态并带有易撕孔的口罩条107卷成卷状，以便存储和销售。

进一步的，包括计数单元10，如图8所示，所述计数单元10采用光电传感器或图像识别模块，光电传感器检测透过易撕孔的光线，或图像识别模块识别口罩表面特定的固定特征，对口罩成品进行计数，供生产数量的统计、卷收单元9自动控制之用，当生产或卷收单元9达到设定值时，计数单元10发出警示音，提醒工作人员进行处理。

进一步的，包括图文商标印刷单元11，如图8所示，所述图文商标印刷单元11采用喷码印刷或激光打印，在口罩内表膜或外表膜指定位置，印制商标、品牌、生产日期、说明书等图文信息，提高口罩成品的整体形象。

一种口罩生产方法，包括以下步骤：

第一步：材料灭菌消毒：传统口罩生产过程中，消毒是在成品加工完成后，统一进行的，

一般是在密闭空间内用消毒气体进行熏蒸，但因为该气体有致癌作用，所以消毒完成后产品成品需要放置7-10天，这个过程称之为“解析”，“解析”完成再进行密闭包装，形成完整合格的口罩产品，这种消毒方法，时间长，在搬运、包装过程中极易带来口罩的二次污染。

本发明将消毒灭菌工序向前调整到原材料供应阶段，由原材料供应商负责完成，以原材料的无菌包装形式供应给口罩生产单位，口罩生产单位只需要保证生产车间的无尘条件即可，这样可以缩短产品生产、存放、出货周期，特别是避免口罩产品的二次污染。

第二步：口罩本体加工：包括亲肤面料101、中间过滤层102、鼻梁条103、无纺布面料104的层叠、整型和压平，生成连续的条状口罩本体106，这个过程和现有技术无异，可以采用现有生产设备,如图1中虚线框所示。

以下各步为本发明与现有技术显著区别之处：

第三步：外表膜成型：使用热辊压制模具对外表膜301进行辊压作业，使外表膜301形成带槽状结构的耳挂轮廓的外表膜302，该耳挂轮廓槽深约为外表膜厚度的一半，且保持完整和不破裂，形成所述的易撕线13，如图2c所示。

第四步：综合覆膜：采用超声波或热辊压制方式或无害胶接技术对内表膜201进行压合，使内表膜201覆盖粘接在口罩本体106的内表面，同时对带槽状结构耳挂轮廓的外表膜302进行压合，使外表膜302覆盖粘接在口罩面本体106的外表面。

第五步：切分成品：将覆好内、外表膜的口罩条107冲切截断，形成完整独立的口罩成品，并自动投放入成品收纳箱8内，如图1所示。

或者，包括压切易撕孔：采用切压或辊压方式，在覆好内、外膜的口罩与口罩连接处切分出类似于邮票孔一样的易撕孔，使口罩与口罩彼此保持“若断若离，不断不离”状态，既要使口罩之间相连，又能使彼此容易被撕开。

进一步的，还包括图文商标印刷：采用喷码印刷或激光装置，在口罩成品表面印制商标、说明书等文字图案。

进一步的，还包括自动卷收；将前述生产出来的口罩，卷成卫生纸卷那样方式，按预设数量分卷存放，或者以Z字形层叠方式收纳存放。

上述各步骤基于物理空间及文字描述的需要，实际生产过程中，各步骤由机器流水作业同步进行，在时间上可视为同步进行和完成。

为了进一步理解本发明，以下从口罩产品使用角度对本发明进行完整的反向说明。

如图9所示, 使用时，取出一个口罩成品，或者从口罩卷上撕下一个口罩，其状态如图9a所示。

如图9a、图9b所示,手指稍微用力，沿外表膜的易撕线13，捅开一条裂缝，并撕掉多余部分14（图9b阴影所示），留下弹性口罩耳挂12。

如图10所示，将弹性口罩耳挂12拉向两边，露出口罩外表面15。

如图11所示，将口罩反面，撕掉内表膜，露出口罩亲肤面16，此面为人体接触面，撕开后避免与手接触，防止污染。

按照规定的正反面，戴上口罩，依靠弹性口罩耳挂12的弹性作用力，使口罩与人体面部紧密结合，实现口罩的防护作用。

综上所述，本发明生产口罩的方法，占用人力资源统计如下表左所示，现有技术占用人力资源统计如下表右所示，本发明与现有技术相比，在人力资源占用上有明显优势。

需要说明的是，以上所述为本发明较佳实施例，并非用于对本发明保护范围的限制，对于本领域技术人员，根据本申请所述的原理、构造、特征所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，包括口罩本体生产单元，其特征在于：还包括内表膜送料单元，外表膜送料单元，外表膜成型单元，综合覆膜单元，切分单元，所述各单元依次线性连接；

所述内表膜送料单元将内表膜同步口罩本体送入综合覆膜单元；

所述外表膜送料单元将外表膜送入外表膜成型单元，经过外表膜耳挂结构和易撕线成型后同步口罩本体送入综合覆膜单元；

所述综合覆膜单元对内表膜和外表膜与口罩本体进行密封粘合；

所述切分单元将综合覆膜后的口罩本体切分成独立的口罩成品。

2.根据权利要求1所述的一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，其特征在于：所述综合覆膜单元设置切分槽和切分刀，所述切分槽和切分刀同步旋转。

3.根据权利要求1或2所述的一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，其特征在于：所述切分单元为不连续且均匀分布的多个刀口，使口罩分割处形成易撕孔。

4.根据权利要求1所述的一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，其特征在于：还包括卷收单元，将连续的口罩卷收成卷。

5.根据权利要求1或4所述的一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，其特征在于：包括计数单元。

6.根据权利要求1所述的一种高效生产安全易撕口罩的自动化装置，其特征在于：包括印刷单元，实现口罩表面文字图案的印刷。

7.一种口罩生产方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：材料灭菌消毒；第二步：口罩本体加工；第三步：外表膜成型；第四步：综合覆膜；第五步：切分成品。

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于：包括压切易撕孔。

9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于：包括自动卷收。

10.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于：包括图文商标印刷。

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