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热风缝口密封机在医用防护服上的应用

范文

王书行

摘要：在当前疫情发展的特殊时期，为缓解医用防护服紧缺的情况，提高医用防护服质量，研究者提出将热风缝口密封机应用于医用防护服上。本文先介绍了热风缝口密封机的主要结构，然后论述了其在医用防护服上的应用，以期为其他学者的研究提供借鉴。

关键词：热风缝口密封机;压条机;密封;医用防护服

中图分类号：TS941.79文献标识码：A文章编号：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

医用防护服是指用于医学防护，为医护人员提供保护，使他们在为病人从事诊疗、护理的过程中免受病菌、病毒侵害的一种服装。其基本作用是阻隔病毒、细菌等有害物质，保护医护人员在诊疗、护理过程中不被感染。这就要求医用防护服具有较高的过滤病毒颗粒的性能和抗血液、体液渗透的性能。目前，用于生产医用防护服的材料主要有非织造布、层压复合材料和涂层复合材料，其中非织造布在医用防护服上的应用较广。医用防护服制作过程中，容易漏水漏气的部位主要在面料结合部，即在面料的缝合部位，需要使用热风缝口密封机对防护服中所有线迹、针孔进热熔胶带密封，增强防护服的隔离性能和使用安全，热熔胶带融合密封是医用防护服制作的关键工艺。

热风缝口密封机又称压条机，主要用于各类防水服装和户外运动产品缝口的防水抗压密封加工，如医用防护服、防水鞋帽、帐篷、冲锋衣、防水潜水服等。压条机是生产医用防护服的关键设备，也是制约医用防护服生产链的瓶颈设备。

压条机的基本工作原理：将布料放置到上压轮组和下压轮组之间的缝隙，通过上压轮的下压和上、下压轮的相向转动，带动布料往前运动，同时，压缩空气通过加热装置将热量通过风嘴吹到密封胶带上，加热密封胶带后，胶带上黏合剂的黏性将会变得活跃，再将其加压粘贴于防水涂层或织物封口叠层上。胶带冷却后，胶带与封口便可紧密地密封。封口的密封强度能阻挡加压水渗入接缝，从而达到密封的目的和效果，用于加工医用防护服则可以阻隔病毒和细菌等侵入人体[1]。

2 热风缝口密封机的主要结构

热风缝口密封机主要由机架、送带装置、热风管组件、上压轮组件、下压轮组件组成，具体如图1所示。

2.1 机架

机架上设置有臂梁、下压轮及位于下压轮下方的驱动其滚动的控制电机。其中，悬臂梁上设有支架、驱动上压轮下压的驱动气缸及带动其滚动的控制电机。支架上设置有固定热风管的调整装置、带气缸驱动的四连杆往复机构和上压轮[2]。

机架部分承载着整个设备的机械、电气、气路及进行生产操作的基础平台。对于生产医用防护服的压条机来说，既要满足基本的使用、操作等要求，又要有严格的清洁度要求。

2.2 送带装置

送带装置主要由夹紧盘、密封胶带、胶带导轮、宽度限位装置、过渡轮、胶带张紧轮装置、前后冷却喷嘴、固定滚轮等组成，具体如图2所示。

密封胶带在夹紧盘内通过胶带导轮、宽度限位装置、胶带张紧装置及上、下压轮，并在加热管作用下和衣物面料黏结在一起，达成防护服的密封性能。

为避免胶带在输送过程中出现跑偏现象，需要注意以下几个方面。

一是保证夹紧盘、导轮、宽度限位装置、张紧轮及上、下压轮的中心在同一平面上。

二是宽度限位装置的限位宽度值。限位装置采用三杆联动结构，两侧光杆在中间双向丝杆的带动下采用五星手轮调整胶带宽度限位宽度值，宽度调整值在胶带宽度+1 mm内，须保证宽度限位块的平行度，避免出现“喇叭口”现象。

三是张紧轮与固定轮的压紧量。张紧轮和固定轮的转动是靠过渡轮传动的，过渡轮在气缸的驱动下同时与上压轮和固定轮接触传递动力，可调整手轮改变弹簧的压缩量来保证胶带输送的压紧量，从而保证送带平稳。在保证机械性能稳定的前提下，张紧轮与固定轮的压紧量宜大不宜小。

同时，在实际生产过程中，风嘴的温度能达到300～500 ℃。为防止胶轮温度升高而导致胶带黏结，在胶带张紧轮前和压轮后分别增加冷却喷嘴[3]。

2.3 热风管组件

热风管组件是压条机的重要组成部分，热风温度、热风风压、风嘴位置都直接决定着加工产品的外观和质量。热风管组件的结构如图3所示。

热风管是在热风管道中加装了内置电热丝的电热管。热风加热是当自然风吹入管道内流经电热管表面时吸收电热管的热量，并通过热风喷嘴直接吹向热封胶带从而进行热风黏结。

在密封过程中，热风从风嘴喷出。由于实际到达胶带表面的热风是风嘴所喷出的热空气及周围空气的混合气体，故气体到达胶带的实际温度低于风嘴的温度。风嘴与胶带之间的距离越远，热风中所混合的周围空气的比例越高。此外，提高热风的流量可减少周围空气的比率，从而提高接触胶带的热风温度。故此，风嘴位置及热气流量都是非常重要的因素。

2.3.1 风嘴三轴（上下、左右、前后）调节装置。风嘴三轴（上下、左右、前后）调节装置的结构如图4所示。通过图4中的①、③、⑤手动调整热风管风嘴至合适的三维空间位置，需要保证风嘴的水平及距压轮上下、前后、左右的距离，针对不同的面料调整风嘴至合适位置。

2.3.2 四连杆往复机构。使用过程中，通过摆动气缸驱动四连杆联机構做往复运动，完成热风管的摆转动作。气缸伸缩驱动连杆（原动件）往复摆动，再经传动带动热风管安装座及连杆做定向往复运动，使热风管风嘴摆动至工作位置（见图5）。

四连杆往复机构是需要频繁动作的机构，单台日往复次数达数千次，为减少使用过程中气缸的硬撞击，增加整个装置零部件的使用寿命，在连杆上增加一套缓冲装置（见图6）。

2.4 上、下压轮组件

上、下压轮是由铝材质轮芯和套在轮芯上的硅橡胶外胶圈组成的，外胶圈的特殊性能起到缓冲上、下压轮的接触冲击压力，并保证胶带、面料的输送。

上、下压轮组件是完成防护服与胶带粘合的关键环节，通过上、下压轮的闭合转动实现防护服材料和密封胶带的压紧密封。上压轮和下压轮的安装位置是固定不动的，下压轮只能在原位置上转动，上压轮在转动的同时可上下往复运动。上、下压轮的转动分别靠两个伺服电机传动，上压轮组件在升降气缸的带动下沿直线滑轨做上下往复运动，实现上压轮对下压轮的压紧和抬起。该升降气缸具有行程调节功能，可以调整上下轮组件的压力大小，以适用于各种厚度或者形状的布料加工。

在不同面料加工过程中，需要通过电机调整上、下压轮的速度，以实现等速或差速运行。对于弹性小的面料，一般采用等速运行;对于弹性较大的面料，一般采用差速运行（上压轮以预设速度运行时，下压轮的速度将会以上压轮速度乘以差速比来设定，差速比设定范围为80%～120%），以减少因弹性织物拉伸而产生的焊缝皱纹，减少因上下压辊磨损变得不平均而造成的焊缝皱纹，改善某些织物会出现的“竹壳”现象等。

3 热风缝口密封机在医用防护服上的应用

以上重点介绍了压条机的主要结构及防护服制作部分工艺设定，但由于医用防护服本身的特殊性质，也决定着其制作过程是一个比较严谨、复杂的工序。

医用防护服的制作一般是将经过“三防两抗”（防水、防血液、防油、抗静电、抗菌）整理的SMS无纺布裁剪成裁片拼接，然后按照工艺要求将裁片、拉链缝合在一起，之后在衣袖和腰身等所有经过缝合的地方进行再加工，将密封胶条与缝合的地方再贴合，从面料生产、裁剪缝制、压胶条、成衣无菌处理到完成成品，中间至少有10多道工序（见图7）。涉及的加工设备主要有平缝机、包缝机和压条机等机器。

其中黏合压胶条环节主要靠压条机完成，是制作医用防护服最关键的环节，也是制约医用防护服增产扩能的瓶颈环节。

在制作医用防护服的过程中，压条机的风嘴直接面向密封胶带，使热风喷淋在密封胶带上，经热风喷淋过的密封胶带和布料的缝口针孔同时穿过上、下压轮，密封胶带经两个相向转动的加压轮加压，贴于缝口的针孔上，通过控制喷嘴进入及离开的时间和上下压轮相向转动，同时设定合适的热风温度、密封速度、风嘴气压、风嘴摆入摆出、微退等参数，并针对不同的原材料切换不同的控制程序，最终使密封胶带完全贴合在缝口上完成密封目的和效果。

4 结语

在当前新冠疫情形势依然严峻的形势下，医用防护服极为短缺，加强防护服制造仍较为重要。而将热风缝口密封机应用于医用防护服上，能有效提升防护服质量，满足医护人员的实际需求。

参考文献：

[1]李正海，薛文良，魏孟媛，等.医用一次性防护服测试标准的现状与比较分析[J].产业用纺织品，2017（10）：37-42.

[2]钟毅芳.机械设计原理及方法[M].北京：华中科技大学出版社，2004.

[3]范钦珊.材料力学[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.

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