采用高速旋转模切机生产KN95口罩的生产工艺及其设备
技术领域：
本发明涉及口罩生产技术领域，特指一种采用高速旋转模切机生产KN95口罩的生产工艺及其设备。
背景技术：
口罩作为重要的防护隔离产品在人们的日常生活、以及工业生产中起到重要的作用。口罩根据使用的场合、环境等具有不同的分类和不同的标准。现有的KN95口罩，通常采用超声波焊接的方式来生产制造，超声波焊接时会产生停顿，因此会影响生产效率；而且其生产设备较为复杂、成本高。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术的上述不足之处，提供一种采用高速旋转模切机生产KN95口罩的生产工艺及其设备。
本发明采用的技术方案是：一种采用高速旋转模切机生产KN95口罩的生产工艺，KN95口罩的口罩主体包括呈对称设计的第一面罩体和第二面罩体，第一面罩体和第二面罩体分别包括外层无纺布、内层无纺布和位于二者之间的至少一层熔喷布，于外层无纺布或者内层无纺布与熔喷布之间还设有一鼻梁条，其中：所述生产工艺包括如下步骤：
步骤a：将第一无纺布料带、至少一第一熔喷布料带通过第一复合辊组复合形成第一复合料带，第一鼻梁条料带通过第一鼻梁圆刀间歇式切断形成一条第一鼻梁条并自动输送至第一复合料带上，随第一复合料带同步传输；然后与第二无纺布料带一起进入第一加热模压辊组复合形成半封闭的第一面罩料带，第一加热模压辊组在第一面罩料带上形成第一热压粘合线和第一鼻梁条限位框并使第一鼻梁条位于该第一鼻梁条限位框内；第一热压粘合线即形成第一面罩体的半封闭粘合线；
同时，将第三无纺布料带、至少一第二熔喷布料带通过第二复合辊组复合形成第二复合料带，第二鼻梁条料带通过第二鼻梁圆刀间歇式切断形成第二鼻梁条并自动输送至第二复合料带上，随第二复合料带同步传输；然后与第四无纺布料带一起进入第二加热模压辊组复合形成半封闭的第二面罩料带，第二加热模压辊组在第二面罩料带上形成第二热压粘合线和第二鼻梁条限位框并使第二鼻梁条位于该第二鼻梁条限位框内；第二热压粘合线即形成第二面罩体的半封闭粘合线；
步骤b：将所形成的第一面罩料带、第二面罩料带呈上下对称式通过第三复合辊组复合，后输送至第三加热模压辊组复合形成口罩料带，且第三加热模压辊组在口罩料带上形成将第一面罩料带与第二面罩料带粘接的第三热压粘合线，即第三热压粘合线同时使第一面罩体、第二面罩体的未封闭的边缘同时粘结闭合并使第一面罩体与第二面罩体粘接，第三热压粘合线的两端与第一热压粘合线、第二热压粘合线的两端相衔接；
步骤c：经过第三加热模压辊组的复合料带输送至模切辊组，模切辊组切出口罩外框且在口罩内部接近第一热压粘合线和第二热压粘合线的区域切出贯穿第一面罩体和第二面罩体的耳带孔；模切辊组出料口处直接排除外框废料，得到口罩主体成品。
该生产工艺进一步包括步骤d：排除外框废料后的口罩主体成品直接输送至安装有紫外线消毒装置的流水线上进行紫外线杀菌消毒，然后通过传输带传输至自动包装机进行密封包装。
上述生产工艺中，所述第一加热模压辊组、第二加热模压辊组、第三加热模压辊组均分别包括加热钢辊和模压钢辊，三个模压钢辊的表面分别具有形成第一热压粘合线、第二热压粘合线、第三热压粘合线的热压齿模；且加热钢辊的温度为100℃±5℃，模压钢辊上热压齿模处的温度为135℃±5℃。
所述口罩主体中包括两层熔喷布，即对应有两个第一熔喷布料带、两个第二熔喷布料带分别与第一无纺布料带、第三无纺布料带复合。
步骤a中，第一加热模压辊组、第二加热模压辊组分别在第一面罩料带、第二面罩料带的口罩主体中部区域热压形成至少一条加强粘合线。
本发明同时提供一种KN95口罩生产用高速旋转模切机，其包括高速旋转模切机主机架，主机架的上部设有上放料辊支架，主机架中部设置功能辊组，主机架下部设有下放料辊支架，其中：所述功能辊组依次包括第一复合辊组、第一导向过渡辊组、第一鼻梁圆刀辊组、第一加热模压辊组、第三复合辊组、第二加热模压辊组、第二鼻梁圆刀辊组、第二导向过渡辊组、第二复合辊组、第三加热模压辊组、模切辊组；
下放料辊支架的前端处设有第一无纺布放料辊；
上放料辊支架上依次设有两个第一熔喷布放料辊、第一鼻梁条放料辊、第二无纺布放料辊、第四无纺布放料辊、第二鼻梁条放料辊、两个第二熔喷布放料辊、第三无纺布放料辊以及外框废料收料辊；
其中，于第一导向过渡辊组中包括第一复合料带导向辊和第一鼻梁条导向辊，于第一导向过渡辊组与第一鼻梁条圆刀辊组之间设有第一鼻梁条张紧辊，第一鼻梁条圆刀辊组的出料侧设有第一复合料带转向辊；
第一加热模压辊组包括位于上方的第一加热钢辊和位于下方的第一模压钢辊；第三复合辊组位于第二无纺布放料辊与第四无纺布放料辊的中间位置相对的低处；第二加热模压辊组包括位于上方的第二加热钢辊和位于下方的第二模压钢辊；
于第二导向过渡辊组中包括第二复合料带导向辊和第二鼻梁条导向辊，于第二导向过渡辊组与第二鼻梁条圆刀辊组之间设有第二鼻梁条张紧辊，第二鼻梁条圆刀辊组的出料侧设有第二复合料带转向辊；
第三加热模压辊组包括位于下方的第三加热钢辊和位于上方的第三模压钢辊。
上述生产设备中，所述第一鼻梁条圆刀辊组、第二鼻梁条圆刀辊组中的鼻梁条圆刀辊外圆上均匀设有六条鼻梁刀。
所述第一模压钢辊、第二模压钢辊的外圆上分别设有两组形成第一/第二热压粘合线的第一/第二粘合线齿模、两组形成鼻梁条限位框的鼻梁条限位框齿模、两组形成加强粘合线的加强粘合线齿模；第三模压钢辊的外圆上设有两组形成第三热压粘合线的第三粘合线齿模；
所述模切辊组的模切辊外圆上设有两个与口罩主体外形相当的闭合刀模和两组位于闭合刀模内部区域的与耳带孔对应的孔刀膜，且闭合刀模切除第三热压粘合线的外边缘部分。
本发明采用高速圆刀机为主机来生产KN95口罩主体，将口罩主体分为两个对称的面罩体分别复合、热压定型后再对称式热压连接，再模切出口罩主体成品，最后依次进行紫外线消毒、自动包装等操作，整个生产过程更为流畅快速，且抛弃传统的超声波焊接作业，可大幅提高口罩的生产效率，运行速度可达60m/min，换算成口罩主体数量可超过600pcs/min，而且设备大幅简化，设备成本也大幅降低，生产可全程实现自动化作业。采用本发明工艺和设备生产的口罩本体，搭配可拆卸式的耳带使用，无需厂家组装耳带，也节省工序和成本，而消费者使用时也简单便利，还可根据个性化选配不同长度或宽度的耳带，耳带部分还可以重复使用，节约资源，减少浪费。
附图说明：
图1是KN95口罩对称折叠状态的示意图；
图2是本发明生产工艺的流程图；
图3是本发明生产工艺进一步增加消毒和自动包装的流程图。
图4是本发明中鼻梁条圆刀辊的展开结构示意图；
图5是本发明中第一、第二模压钢辊的展开结构示意图；
图6是本发明中第三模压钢辊的展开结构示意图；
图7是本发明中外框模切辊组的展开结构示意图；
图8是本发明设备中刀模重合叠加的效果图。
具体实施方式：
如图1-图3所示，本发明所述的是一种采用高速旋转模切机生产KN95口罩的生产工艺，KN95口罩的口罩主体包括呈对称设计的第一面罩体1和第二面罩体2，第一面罩体1和第二面罩体2分别包括外层无纺布、内层无纺布和位于二者之间的至少一层熔喷布，于外层无纺布或者内层无纺布与熔喷布之间还设有一鼻梁条，所述生产工艺包括如下步骤：
步骤a：将第一无纺布料带W1、至少一第一熔喷布料带P1通过第一复合辊组F1复合形成第一复合料带S1，该第一复合料带S1在第一鼻梁条料带B1的下方运行，第一鼻梁条料带B1通过第一鼻梁圆刀辊组D1间歇式切断形成一条第一鼻梁条并自动输送至第一复合料带S1上，切断后的第一鼻梁条出料直接与第一复合料带S1衔接，即第一复合料带S1输送到第一鼻梁圆刀辊组D1的出料口处，随第一复合料带S1同步传输；然后与第二无纺布料带W2一起进入第一加热模压辊组R1复合形成半封闭的第一面罩料带M1，第一加热模压辊组R1在第一面罩料带M1上形成第一热压粘合线11和第一鼻梁条限位框12并使第一鼻梁条位于该第一鼻梁条限位框12内；第一热压粘合线11即形成第一面罩体1的半封闭粘合线；
同时，将第三无纺布料带W3、至少一第二熔喷布料带P2通过第二复合辊组F2复合形成第二复合料带S2，该第二复合料带S2在第二鼻梁条料带B2的下方运行，第二鼻梁条料带B2通过第二鼻梁圆刀辊组D2间歇式切断形成第二鼻梁条并自动输送至第二复合料带S2上，随第二复合料带S2同步传输；然后与第四无纺布料带W4一起进入第二加热模压辊组R2复合形成半封闭的第二面罩料带M2，第二加热模压辊组R2在第二面罩料带M2上形成第二热压粘合线21和第二鼻梁条限位框22并使第二鼻梁条位于该第二鼻梁条限位框22内；第二热压粘合线21即形成第二面罩体2的半封闭粘合线；
步骤b：将所形成的第一面罩料带M1、第二面罩料带M2呈上下对称式通过第三复合辊组F3复合，后输送至第三加热模压辊组R3复合形成口罩料带K1，且第三加热模压辊组R3在口罩料带K1上形成将第一面罩料带与第二面罩料带粘接的第三热压粘合线，即第三热压粘合线13同时使第一面罩体1、第二面罩体2的未封闭的边缘同时粘结闭合并使第一面罩体1与第二面罩体2粘接，第三热压粘合线13的两端与第一热压粘合线11、第二热压粘合线21的两端相衔接；
即如图2、图3所示，第一复合料带S1、第一鼻梁条从左向右运行，第二复合料带S2、第二鼻梁条从右向左运行，在中间处的第三复合辊组F3处呈对称式复合；
步骤c：经过第三加热模压辊组R3的复合料带输送至模切辊组Q1，模切辊组Q1切出口罩外框14且在口罩内部接近第一热压粘合线11和第二热压粘合线21的区域切出贯穿第一面罩体1和第二面罩体2的耳带孔101；模切辊组Q1出料口处直接排除外框废料并通过废料收卷辊J1收卷，耳带孔101废料冲切时直接排除，最终得到口罩主体成品。
口罩的耳带部分通过独立的耳带两端与口罩主体的耳带孔形成可拆式组装连接，由消费者购买后自行连接后即可佩戴使用。
该生产工艺进一步包括步骤d：排除外框废料后的口罩主体成品直接输送至安装有紫外线消毒装置3的流水线上进行紫外线杀菌消毒，然后通过传输带4传输至自动包装机5进行密封包装。
上述生产工艺中，所述第一加热模压辊组R1、第二加热模压辊组R2、第三加热模压辊组R3均分别包括加热钢辊和模压钢辊，三个模压钢辊的表面分别具有形成第一热压粘合线、第二热压粘合线、第三热压粘合线的热压齿模；且加热钢辊的温度为100℃±5℃，模压钢辊上热压齿模处的温度为135℃±5℃。
所述口罩主体中包括两层熔喷布，即对应有两个第一熔喷布料带P1、两个第二熔喷布料带P2分别与第一无纺布料带W1、第三无纺布料带W3复合。
步骤a中，第一加热模压辊组R1、第二加热模压辊组R2分别在第一面罩料带M1、第二面罩料带M2的口罩主体中部区域热压形成至少一条加强粘合线15(25)，以更好地定位和定型熔喷布与无纺布层，使它们结合更稳定.
再结合图4-图8所示，本发明同时提供一种KN95口罩生产用高速旋转模切机，其包括高速旋转模切机主机架(图纸略)，主机架的上部设有上放料辊支架，主机架中部设置功能辊组，主机架下部设有下放料辊支架，其中：所述功能辊组依次包括第一复合辊组F1、第一导向过渡辊组G1、第一鼻梁圆刀辊组D1、第一加热模压辊组R1、第三复合辊组F3、第二加热模压辊组R2、第二鼻梁圆刀辊组D2、第二导向过渡辊组G2、第二复合辊组F2、第三加热模压辊组R3、模切辊组Q1；
下放料辊支架的前端处设有第一无纺布放料辊g1；
上放料辊支架上依次设有两个第一熔喷布放料辊g2、第一鼻梁条放料辊g3、第二无纺布放料辊g4、第四无纺布放料辊g5、第二鼻梁条放料辊g6、两个第二熔喷布放料辊g7、第三无纺布放料辊g8以及外框废料收料辊g9；
其中，于第一导向过渡辊组G1包含第一复合料带导向辊G11和第一鼻梁条导向辊G12，于第一导向过渡辊组G1与第一鼻梁条圆刀辊组D1之间设有第一鼻梁条张紧辊d11，第一鼻梁条圆刀辊组D1的出料侧设有第一复合料带转向辊d12，通过第一复合料带转向辊d2使第一复合料带S1与第一鼻梁条出料方向大致平齐，使切断后形成的第一鼻梁条自动输送到第一复合料带S1的熔喷布上，随之同步运行；
第一加热模压辊组R1包括位于上方的第一加热钢辊R11和位于下方的第一模压钢辊R12；第三复合辊组F3位于第二无纺布放料辊W2与第四无纺布放料辊W4的中间位置相对的低处；第二加热模压辊组R2包括位于上方的第二加热钢辊R21和位于下方的第二模压钢辊R22；
同理，于第二导向过渡辊组G2包含第二复合料带导向辊G21和第二鼻梁条导向辊G22，于第二导向过渡辊组G2与第二鼻梁条圆刀辊组D2之间设有第二鼻梁条张紧辊d21，第二鼻梁条圆刀辊组D2的出料侧设有第二复合料带转向辊d22，通过第二复合料带转向辊d22使第二复合料带S2与第二鼻梁条出料方向大致平齐，使切断后形成的第二鼻梁条自动输送到第二复合料带S2的熔喷布上，随之同步运行；
第三加热模压辊组R3包括位于下方的第三加热钢辊R31和位于上方的第三模压钢辊R32。
上述生产设备中，所述第一鼻梁条圆刀辊组D1、第二鼻梁条圆刀辊组D2中的鼻梁条圆刀辊外圆上均匀设有六条鼻梁刀D11。
所述第一模压钢辊R12、第二模压钢辊R22的外圆上分别设有两组形成第一热压粘合线11/第二热压粘合线21的第一/第二粘合线齿模R101、两组形成鼻梁条限位框的鼻梁条限位框齿模R102、两组形成加强粘合线15的加强粘合线齿模R103，同时还设有印制“KN95”标志的齿模以及外围辅助定型的辅助齿模和定位标记刀等；第三模压钢辊R32的外圆上设有两组形成第三热压粘合线13的第三粘合线齿模R301；
所述外框模切辊组Q1的模切辊外圆上设有两个与口罩主体外形相当的闭合刀模Q101和两组位于闭合刀模Q101内部区域的与耳带孔对应的孔刀膜Q102，且闭合刀模Q101切除第三热压粘合线的外边缘部分。
本发明采用高速圆刀机为主机来生产KN95口罩主体，将口罩主体分为两个对称的面罩体分别复合、热压定型后再对称式热压连接，再模切出口罩主体成品，最后依次进行紫外线消毒、自动包装等操作，整个生产过程更为流畅快速，且抛弃传统的超声波焊接作业，可大幅提高口罩的生产效率，运行速度可达20m/min，换算成口罩主体数量可超过600pcs/min，而且设备大幅简化，设备成本也大幅降低，生产可全程实现自动化作业。采用本发明工艺和设备生产的口罩本体，搭配可拆卸式的耳带使用，无需厂家组装耳带，也节省工序和成本，而消费者使用时也简单便利，还可根据个性化选配不同长度或宽度的耳带，耳带部分还可以重复使用，节约资源，减少浪费。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
