熱風縫口密封機在醫用防護服上的應用

王書行

摘 要：在當前疫情發展的特殊時期，為緩解醫用防護服緊缺的情況，提高醫用防護服質量，研究者提出將熱風縫口密封機應用于醫用防護服上。本文先介紹了熱風縫口密封機的主要結構，然后論述了其在醫用防護服上的應用，以期為其他學者的研究提供借鑒。

關鍵詞：熱風縫口密封機;壓條機;密封;醫用防護服

中圖分類號：TS941.79文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）22-0041-03

Abstract： In the special period of current epidemic development， in order to alleviate the shortage of medical protective clothing and improve the quality of medical protective clothing， researchers put forward the application of hot air seam sealing machine to medical protective clothing. This paper first introduced the main structure of hot air seam sealing machine， and then discussed its application in medical protective clothing， in order to provide reference for other scholars.

Keywords： hot air sealing machine;pressing machine; sealing; medical protective clothing

1 概況

醫用防護服是指用于醫學防護，為醫護人員提供保護，使他們在為病人從事診療、護理的過程中免受病菌、病毒侵害的一種服裝。其基本作用是阻隔病毒、細菌等有害物質，保護醫護人員在診療、護理過程中不被感染。這就要求醫用防護服具有較高的過濾病毒顆粒的性能和抗血液、體液滲透的性能。目前，用于生產醫用防護服的材料主要有非織造布、層壓復合材料和涂層復合材料，其中非織造布在醫用防護服上的應用較廣。醫用防護服制作過程中，容易漏水漏氣的部位主要在面料結合部，即在面料的縫合部位，需要使用熱風縫口密封機對防護服中所有線跡、針孔進熱熔膠帶密封，增強防護服的隔離性能和使用安全，熱熔膠帶融合密封是醫用防護服制作的關鍵工藝。

熱風縫口密封機又稱壓條機，主要用于各類防水服裝和戶外運動產品縫口的防水抗壓密封加工，如醫用防護服、防水鞋帽、帳篷、沖鋒衣、防水潛水服等。壓條機是生產醫用防護服的關鍵設備，也是制約醫用防護服生產鏈的瓶頸設備。

壓條機的基本工作原理：將布料放置到上壓輪組和下壓輪組之間的縫隙，通過上壓輪的下壓和上、下壓輪的相向轉動，帶動布料往前運動，同時，壓縮空氣通過加熱裝置將熱量通過風嘴吹到密封膠帶上，加熱密封膠帶后，膠帶上黏合劑的黏性將會變得活躍，再將其加壓粘貼于防水涂層或織物封口疊層上。膠帶冷卻后，膠帶與封口便可緊密地密封。封口的密封強度能阻擋加壓水滲入接縫，從而達到密封的目的和效果，用于加工醫用防護服則可以阻隔病毒和細菌等侵入人體[1]。

2 熱風縫口密封機的主要結構

熱風縫口密封機主要由機架、送帶裝置、熱風管組件、上壓輪組件、下壓輪組件組成，具體如圖1所示。

2.1 機架

機架上設置有臂梁、下壓輪及位于下壓輪下方的驅動其滾動的控制電機。其中，懸臂梁上設有支架、驅動上壓輪下壓的驅動氣缸及帶動其滾動的控制電機。支架上設置有固定熱風管的調整裝置、帶氣缸驅動的四連桿往復機構和上壓輪[2]。

機架部分承載著整個設備的機械、電氣、氣路及進行生產操作的基礎平臺。對于生產醫用防護服的壓條機來說，既要滿足基本的使用、操作等要求，又要有嚴格的清潔度要求。

2.2 送帶裝置

送帶裝置主要由夾緊盤、密封膠帶、膠帶導輪、寬度限位裝置、過渡輪、膠帶張緊輪裝置、前后冷卻噴嘴、固定滾輪等組成，具體如圖2所示。

密封膠帶在夾緊盤內通過膠帶導輪、寬度限位裝置、膠帶張緊裝置及上、下壓輪，并在加熱管作用下和衣物面料黏結在一起，達成防護服的密封性能。

為避免膠帶在輸送過程中出現跑偏現象，需要注意以下幾個方面。

一是保證夾緊盤、導輪、寬度限位裝置、張緊輪及上、下壓輪的中心在同一平面上。

二是寬度限位裝置的限位寬度值。限位裝置采用三桿聯動結構，兩側光桿在中間雙向絲桿的帶動下采用五星手輪調整膠帶寬度限位寬度值，寬度調整值在膠帶寬度+1 mm內，須保證寬度限位塊的平行度，避免出現“喇叭口”現象。

三是張緊輪與固定輪的壓緊量。張緊輪和固定輪的轉動是靠過渡輪傳動的，過渡輪在氣缸的驅動下同時與上壓輪和固定輪接觸傳遞動力，可調整手輪改變彈簧的壓縮量來保證膠帶輸送的壓緊量，從而保證送帶平穩。在保證機械性能穩定的前提下，張緊輪與固定輪的壓緊量宜大不宜小。

同時，在實際生產過程中，風嘴的溫度能達到300～500 ℃。為防止膠輪溫度升高而導致膠帶黏結，在膠帶張緊輪前和壓輪后分別增加冷卻噴嘴[3]。

2.3 熱風管組件

熱風管組件是壓條機的重要組成部分，熱風溫度、熱風風壓、風嘴位置都直接決定著加工產品的外觀和質量。熱風管組件的結構如圖3所示。

熱風管是在熱風管道中加裝了內置電熱絲的電熱管。熱風加熱是當自然風吹入管道內流經電熱管表面時吸收電熱管的熱量，并通過熱風噴嘴直接吹向熱封膠帶從而進行熱風黏結。

在密封過程中，熱風從風嘴噴出。由于實際到達膠帶表面的熱風是風嘴所噴出的熱空氣及周圍空氣的混合氣體，故氣體到達膠帶的實際溫度低于風嘴的溫度。風嘴與膠帶之間的距離越遠，熱風中所混合的周圍空氣的比例越高。此外，提高熱風的流量可減少周圍空氣的比率，從而提高接觸膠帶的熱風溫度。故此，風嘴位置及熱氣流量都是非常重要的因素。

2.3.1 風嘴三軸（上下、左右、前后）調節裝置。風嘴三軸（上下、左右、前后）調節裝置的結構如圖4所示。通過圖4中的①、③、⑤手動調整熱風管風嘴至合適的三維空間位置，需要保證風嘴的水平及距壓輪上下、前后、左右的距離，針對不同的面料調整風嘴至合適位置。

2.3.2 四連桿往復機構。使用過程中，通過擺動氣缸驅動四連桿聯機構做往復運動，完成熱風管的擺轉動作。氣缸伸縮驅動連桿（原動件）往復擺動，再經傳動帶動熱風管安裝座及連桿做定向往復運動，使熱風管風嘴擺動至工作位置（見圖5）。

四連桿往復機構是需要頻繁動作的機構，單臺日往復次數達數千次，為減少使用過程中氣缸的硬撞擊，增加整個裝置零部件的使用壽命，在連桿上增加一套緩沖裝置（見圖6）。

2.4 上、下壓輪組件

上、下壓輪是由鋁材質輪芯和套在輪芯上的硅橡膠外膠圈組成的，外膠圈的特殊性能起到緩沖上、下壓輪的接觸沖擊壓力，并保證膠帶、面料的輸送。

上、下壓輪組件是完成防護服與膠帶粘合的關鍵環節，通過上、下壓輪的閉合轉動實現防護服材料和密封膠帶的壓緊密封。上壓輪和下壓輪的安裝位置是固定不動的，下壓輪只能在原位置上轉動，上壓輪在轉動的同時可上下往復運動。上、下壓輪的轉動分別靠兩個伺服電機傳動，上壓輪組件在升降氣缸的帶動下沿直線滑軌做上下往復運動，實現上壓輪對下壓輪的壓緊和抬起。該升降氣缸具有行程調節功能，可以調整上下輪組件的壓力大小，以適用于各種厚度或者形狀的布料加工。

在不同面料加工過程中，需要通過電機調整上、下壓輪的速度，以實現等速或差速運行。對于彈性小的面料，一般采用等速運行;對于彈性較大的面料，一般采用差速運行（上壓輪以預設速度運行時，下壓輪的速度將會以上壓輪速度乘以差速比來設定，差速比設定范圍為80%～120%），以減少因彈性織物拉伸而產生的焊縫皺紋，減少因上下壓輥磨損變得不平均而造成的焊縫皺紋，改善某些織物會出現的“竹殼”現象等。

3 熱風縫口密封機在醫用防護服上的應用

以上重點介紹了壓條機的主要結構及防護服制作部分工藝設定，但由于醫用防護服本身的特殊性質，也決定著其制作過程是一個比較嚴謹、復雜的工序。

醫用防護服的制作一般是將經過“三防兩抗”（防水、防血液、防油、抗靜電、抗菌）整理的SMS無紡布裁剪成裁片拼接，然后按照工藝要求將裁片、拉鏈縫合在一起，之后在衣袖和腰身等所有經過縫合的地方進行再加工，將密封膠條與縫合的地方再貼合，從面料生產、裁剪縫制、壓膠條、成衣無菌處理到完成成品，中間至少有10多道工序（見圖7）。涉及的加工設備主要有平縫機、包縫機和壓條機等機器。

其中黏合壓膠條環節主要靠壓條機完成，是制作醫用防護服最關鍵的環節，也是制約醫用防護服增產擴能的瓶頸環節。

在制作醫用防護服的過程中，壓條機的風嘴直接面向密封膠帶，使熱風噴淋在密封膠帶上，經熱風噴淋過的密封膠帶和布料的縫口針孔同時穿過上、下壓輪，密封膠帶經兩個相向轉動的加壓輪加壓，貼于縫口的針孔上，通過控制噴嘴進入及離開的時間和上下壓輪相向轉動，同時設定合適的熱風溫度、密封速度、風嘴氣壓、風嘴擺入擺出、微退等參數，并針對不同的原材料切換不同的控制程序，最終使密封膠帶完全貼合在縫口上完成密封目的和效果。

4 結語

在當前新冠疫情形勢依然嚴峻的形勢下，醫用防護服極為短缺，加強防護服制造仍較為重要。而將熱風縫口密封機應用于醫用防護服上，能有效提升防護服質量，滿足醫護人員的實際需求。

參考文獻：

[1]李正海，薛文良，魏孟媛，等.醫用一次性防護服測試標準的現狀與比較分析[J].產業用紡織品，2017（10）：37-42.

[2]鐘毅芳.機械設計原理及方法[M].北京：華中科技大學出版社，2004.

[3]范欽珊.材料力學[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.