一种可降解口罩及其生产工艺与设备 |
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| 申请号 | CN202310132579.6 | 申请日 | 2023-02-08 | 公开(公告)号 | CN117859978A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 安徽诺泰力医疗科技有限公司; | 发明人 | 姚文燕; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了可降解口罩技术领域的一种可降解口罩及其生产工艺与设备，旨在解决 现有技术 中聚乳酸口罩韧性低容易导致脆裂损坏的问题。其包括遮罩层以及设置在遮罩层两侧的挂 耳 ；所述遮罩层包括衔接韧带和多片成型复合层，所述衔接韧带用于连接多片成型复合层并最终形成具有包覆功能的口罩遮罩状，所述遮罩层可沿衔接韧带的韧路进行弯折并最终形成具有更小表面积的 块 体；所述成型复合层为具有过滤功能的可降解复合层，所述衔接韧带为具有高韧性的可降解材质；本发明用于解决当前聚乳酸口罩高脆性的问题，相较于传统口罩不易折损，允许折叠多次使用，可有效延长聚乳酸口罩的使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可降解口罩，其特征在于，包括遮罩层以及设置在遮罩层两侧的挂耳(3)； |
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| 说明书全文 | 一种可降解口罩及其生产工艺与设备技术领域[0001] 本发明涉及一种可降解口罩及其生产工艺与设备，属于可降解口罩技术领域。 背景技术[0002] 疫情以来，口罩作为重要的防护措施进行了广泛的使用，目前广泛应用的口罩主要由纺粘无纺布和熔喷无纺布构成，其降解时间过长，造成了严重的塑料污染，日前，为改 善环境问题，聚乳酸(PLA)可降解材料口罩已成为热门研究话题。 [0003] 聚乳酸口罩除了可生物降解，保护环境外，还具有天然的抑菌、抗螨、保健等作用，以聚乳酸作为原材料的口罩相较于传统口罩具有数倍的有效工作时长，然而聚乳酸的口罩 的低韧性高脆性导致聚乳酸口罩本身难以进行折叠使用，弯折部更容易折损，折损后有效 过滤功能大幅衰减，因此聚乳酸口罩的实际使用寿命并不能达到预期要求，聚乳酸口罩材 料改性的研究势在必行，但目前亟需一种可以有效改善当前聚乳酸口罩使用寿命的技术方 案。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可降解口罩及其生产工艺与设备，用于解决当前聚乳酸口罩高脆性的问题，相较于传统口罩不易折损，允许折叠多次使 用，可有效延长聚乳酸口罩的使用寿命。 [0005] 为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的： [0006] 一方面，本发明体提供了一种可降解口罩，包括遮罩层以及设置在遮罩层两侧的挂耳； [0008] 所述成型复合层为具有过滤功能的可降解复合层，所述衔接韧带为具有高韧性的可降解材质。 [0009] 具体的，所述衔接韧带的整体形状为“丰”字状或为“丰”字状的衍生状。 [0010] 具体的，所述衔接韧带的整体形状为“米”字状或为“米”字状的衍生状。 [0011] 一方面，本发明提供了一种可降解口罩的生产工艺，包括步骤： [0012] 将具有可降解特性的过滤原材料和外层料按照传统口罩叠合工艺进行叠合，制备成具有过滤功能的复合层； [0014] 沿切口形状将衔接韧带进行包覆切口固定； [0015] 二次滚切对口罩整体形状进行裁切。 [0016] 具体的，所述步骤沿切口形状将衔接韧带进行包覆切口固定具体包括： [0017] 通过张紧辊等结构将衔接韧带的母体衔接层贴合在复合层的表面，将衔接层贴合的位置设于初次滚切后的二次滚切前所在的工序位置； [0018] 在复合层移动的过程中将衔接层依照衔接韧带的形状扣出并使衔接韧带固定包覆在初次滚切所形成的切口上； [0019] 分离衔接层和从衔接层上抠出的衔接韧带。 [0020] 具体的，所述包覆切口固定的具体工艺包括如下流程： [0021] 通过张紧辊等结构向衔接层和复合层之间移送热熔胶膜； [0023] 最后一方面，本发明提供了一种可降解口罩的生产设备，所述设备包括复合层制备机构、滚切机构、韧带固定机构以及定型机构； [0024] 所述复合层制备机构用于制备具有过滤功能的可降解复合层； [0025] 所述滚切机构用于切出衔接韧带所需的切口，包括定型刀辊； [0026] 所述韧带固定机构用于将衔接韧带包覆固定在切口上； [0027] 所述定型机构用于切出口罩所需的整体形状，包括成型刀辊。 [0028] 具体的，所述韧带固定机构为缝纫机。 [0029] 具体的，所述韧带固定机构包括热压辊，所述热压辊用于融化复合层和衔接韧带之间的热熔胶。 [0030] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果： [0031] 1、本发明通过改传统板状的口罩为具有遮罩层和衔接韧带的复合结构，使得口罩本身可以沿着衔接韧带的韧路进行弯折，遮罩层不会随弯折现象的发生而导致脆裂，具有 良好的守收合性能和抗形变性能，同时兼具良好的使用寿命； [0032] 2、本发明通过提供一种加工工艺，使得上述规格口罩的自动化生产流程成为可能，可用于为相关自动化设备的布置提供理论基础； [0034] 图1是本发明提供的一种可降解口罩的结构示意图； [0035] 图2是本发明提供的又一种可降解口罩的结构示意图； [0036] 图3是本发明提供的一种可降解口罩的复合制备工艺流水线的结构构成示意图； [0037] 图4是本发明提供的一种定型刀辊； [0038] 图5是本发明提供的又一种定型刀辊； [0039] 图6是本发明提供的一种“米”字状及其衍生状的形状示意图； [0040] 图7是本发明提供的一种“丰”字状及其衍生状的形状示意图； [0041] 附图标记：1、成型复合层；2、衔接韧带；3、挂耳；4、滚切机构；401、定型刀辊；5、韧带固定机构；501、热压辊；6、定型机构；601、成型刀辊；7、衔接层。 具体实施方式[0042] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0043] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0044] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语 在本发明中的具体含义。 [0045] 实施例一： [0046] 本发明实施例提供的一种可降解口罩，用于解决当前聚乳酸口罩高脆性的问题，相较于传统口罩不易折损，允许折叠多次使用，可有效延长聚乳酸口罩的使用寿命，为实现 上述功能，本实例提供的口罩结构包括遮罩层以及设置在遮罩层两侧的挂耳3；设置遮罩层 由衔接韧带2和多片成型复合层1构成，可参照图1或图2所示，此处的衔接韧带2用于连接多 片成型复合层1并最终形成具有包覆功能的口罩遮罩状，遮罩层可沿衔接韧带2的韧路进行 弯折并最终形成具有更小表面积的块体；成型复合层1为具有过滤功能的可降解复合层，以 可降解口罩而言，面层无纺布可以替换为pla无纺布、中间过滤层可以是pla无纺布加pla静 电纺丝纳米纤维，底层无纺布可以替换为pla无纺布、耳绳同样采用pla材质即可，为保障制 备成型的口罩可以便于在使用前后进行弯折，这里需设置衔接韧带2为具有高韧性的可降 解材质。对于衔接韧带2而言，其可以包括两种情况：一种是材质本身不透气且具有较好的 柔韧性，优选为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)或其与其它混合料的混合物，此时病菌的过滤功 能和口罩的透气性能主要由成型复合层1进行实现；另一种是材质本身具有良好的透气性 能，但此时的材质需要满足过滤病菌的正常功能，结合多片成型复合层1共同构成具有过滤 性能的口罩本体，随后续研究的推进可以优选为合适的材料进行置换，包括但不限于应用 复合层进行实现，如公开号CN111088602A提供的一种高韧性可降解无纺布。 [0047] 本发明实施例提供的一种可降解口罩，如图1所示，提供了衔接韧带2的具体结构以便于口罩整体在使用过程中进行自适应形变或主动形变弯折，具体的，设置衔接韧带2的 整体形状为“丰”字状或为“丰”字状的衍生状，其中“丰”字状的衍生状包括但不限于图7所提供的形状，应用此衔接韧带2形状的口罩，可将成型复合层1分割为具有相近体积大小的 方块，由于中线部分贴合设置在鼻梁位置，因此在佩戴时可以无视鼻尖处弯折较大的部分， 可以降低佩戴过程中对聚乳酸材质的折损，此外，在临时取下口罩后，可以沿衔接韧带2提 供的韧路进行弯折，使多片成型复合层1叠合在一起，使其具有更小的体积便于携带，叠合 后的口罩具有一定厚度，其强度和抗折损、压损功能大大增强，因此同时具有优异的折叠收 纳效果。 [0048] 本发明实施例提供的一种可降解口罩，其与上述“丰”字状实例的不同之处在于，设置衔接韧带2的整体形状为“米”字状或为“米”字状的衍生状，“米”字状的衍生状包括但不限于图6所提供的形状，此形状的衔接韧带2原理与“丰”字状衔接韧带2的原理类似，但在 表现过程中，成型复合层1的边缘位置处呈一较宽的边面，中心位置处收缩为较小的收束 面，其可以增强与人体鼻梁位置处复杂曲面的配合，保障各个成型复合层1在佩戴过程中均 具有较小的磨损。主动折叠收合时，可以先弯折中线位置，两侧的边线重合后再沿着对应的 边线进行折叠即可。 [0049] 实施例二： [0050] 本发明实施例提供的一种可降解口罩的生产工艺，用于生产实施例一中任意一种可降解口罩，所述工艺包括如下步骤： [0051] 将具有可降解特性的过滤原材料和外层料按照传统口罩叠合工艺进行叠合，制备成具有过滤功能的复合层，复合层结构可参照实施例一中所述提供制备； [0052] 对复合层进行初次滚切，切出选定衔接韧带2所需形状的切口，此步骤中外围不切，保障镂空基层基础形状不发生位置偏移； [0053] 沿切口形状将衔接韧带2进行包覆切口固定，固定方式可以是焊接也可以是缝接，以对应自动化生产流程合适选用即可； [0054] 二次滚切对口罩整体形状进行裁切，粘接耳绳的步骤可以在此步骤前后，达到成型要求后最后取出口罩整体即可。 [0055] 本发明实施例提供的一种可降解口罩的产生工艺，具体提供了一种衔接韧带2的连接方式以为自动化生产设备用作参照，作业方便，步骤沿切口形状将衔接韧带2进行包覆 切口固定具体包括： [0056] 通过张紧辊等结构将衔接韧带2的母体衔接层7贴合在复合层的表面，将衔接层7贴合的位置设于初次滚切后的二次滚切前所在的工序位置； [0057] 在复合层移动的过程中将衔接层7依照衔接韧带2的形状扣出并使衔接韧带2固定包覆在初次滚切所形成的切口上； [0058] 分离衔接层7和从衔接层7上抠出的衔接韧带2。此流程步骤中，通过将衔接层7母体以转运的方式输送至包覆工位，固定好衔接韧带2的形状后将衔接层7母体进行剥离即 可，剥离方式可采用完全裁切或点切撕裂方式进行，具体剥离方式这里不做限定。 [0059] 本发明实施例提供的一种可降解口罩，具体提供了一种衔接韧带2的连接工艺，设置包覆切口固定的具体工艺包括如下流程： [0060] 通过张紧辊等结构向衔接层7和复合层之间移送热熔胶膜； [0061] 按照切口的形状进行热压使热熔胶膜融化并固化成型。此步骤中，热熔胶固化的形状应当与衔接韧带2的基本形状相贴合，脱离热熔后的迅速固化使衔接韧带2与成型复合 层1进行粘接，可应用相应的热压辊501进行实现。 [0062] 实施例三： [0063] 本发明实施例提供的一种可降解口罩生产设备，用于生产实施例一中任意一项结构的口罩，为实现设备的功能，这里设置生产设备包括复合层制备机构、滚切机构4、韧带固 定机构5以及定型机构6； [0064] 此时的复合层制备机构用于制备具有过滤功能的可降解复合层，由于pla传统口罩工业制备流程以趋于成熟，这里不做过多阐述； [0065] 参照图3所示，滚切机构4用于切出衔接韧带2所需的切口，包括定型刀辊401，根据“米”字状和“丰”字状结构，可设置定型刀辊401结构参照图4和图5所示进行定型(裁切切 口)； [0066] 韧带固定机构5则用于将衔接韧带2包覆固定在切口上，由于固定方式不唯一，这里不对韧带固定机构5进行过多说明； [0068] 本发明实施例提供的一种可降解口罩生产设备，为实现衔接韧带2与成型复合层1的固定，这里可设置韧带固定机构5为缝纫机。 [0069] 本发明实施例提供的一种可降解口罩生产设备，为简化衔接韧带2与成型复合层1之间的连接固定，保障自动化流程流畅进行，这里可设置韧带固定机构5包括热压辊501，按 照图3所示方式进行组装后，此时的热压辊501用于融化复合层和衔接韧带2之间的热熔胶 膜，此处同样可采用可降解热熔胶，如Bostik开发提供的可降解热熔胶HM43298。 |
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