熱風(fēng)縫口密封機在醫(yī)用防護服上的應(yīng)用

王書行

摘 要：在當(dāng)前疫情發(fā)展的特殊時期，為緩解醫(yī)用防護服緊缺的情況，提高醫(yī)用防護服質(zhì)量，研究者提出將熱風(fēng)縫口密封機應(yīng)用于醫(yī)用防護服上。本文先介紹了熱風(fēng)縫口密封機的主要結(jié)構(gòu)，然后論述了其在醫(yī)用防護服上的應(yīng)用，以期為其他學(xué)者的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)縫口密封機;壓條機;密封;醫(yī)用防護服

中圖分類號：TS941.79文獻標(biāo)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(yī)用防護服是指用于醫(yī)學(xué)防護，為醫(yī)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(zhì)，保護醫(yī)護人員在診療、護理過程中不被感染。這就要求醫(yī)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(chǎn)醫(yī)用防護服的材料主要有非織造布、層壓復(fù)合材料和涂層復(fù)合材料，其中非織造布在醫(yī)用防護服上的應(yīng)用較廣。醫(yī)用防護服制作過程中，容易漏水漏氣的部位主要在面料結(jié)合部，即在面料的縫合部位，需要使用熱風(fēng)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(yī)用防護服制作的關(guān)鍵工藝。

熱風(fēng)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(chǎn)品縫口的防水抗壓密封加工，如醫(yī)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(chǎn)醫(yī)用防護服的關(guān)鍵設(shè)備，也是制約醫(yī)用防護服生產(chǎn)鏈的瓶頸設(shè)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(zhuǎn)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(fēng)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(yī)用防護服則可以阻隔病毒和細菌等侵入人體[1]。

2 熱風(fēng)縫口密封機的主要結(jié)構(gòu)

熱風(fēng)縫口密封機主要由機架、送帶裝置、熱風(fēng)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(shè)置有臂梁、下壓輪及位于下壓輪下方的驅(qū)動其滾動的控制電機。其中，懸臂梁上設(shè)有支架、驅(qū)動上壓輪下壓的驅(qū)動氣缸及帶動其滾動的控制電機。支架上設(shè)置有固定熱風(fēng)管的調(diào)整裝置、帶氣缸驅(qū)動的四連桿往復(fù)機構(gòu)和上壓輪[2]。

機架部分承載著整個設(shè)備的機械、電氣、氣路及進行生產(chǎn)操作的基礎(chǔ)平臺。對于生產(chǎn)醫(yī)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(dǎo)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(nèi)通過膠帶導(dǎo)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(jié)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(xiàn)跑偏現(xiàn)象，需要注意以下幾個方面。

一是保證夾緊盤、導(dǎo)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(lián)動結(jié)構(gòu)，兩側(cè)光桿在中間雙向絲桿的帶動下采用五星手輪調(diào)整膠帶寬度限位寬度值，寬度調(diào)整值在膠帶寬度+1 mm內(nèi)，須保證寬度限位塊的平行度，避免出現(xiàn)“喇叭口”現(xiàn)象。

三是張緊輪與固定輪的壓緊量。張緊輪和固定輪的轉(zhuǎn)動是靠過渡輪傳動的，過渡輪在氣缸的驅(qū)動下同時與上壓輪和固定輪接觸傳遞動力，可調(diào)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(wěn)。在保證機械性能穩(wěn)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(chǎn)過程中，風(fēng)嘴的溫度能達到300～500 ℃。為防止膠輪溫度升高而導(dǎo)致膠帶黏結(jié)，在膠帶張緊輪前和壓輪后分別增加冷卻噴嘴[3]。

2.3 熱風(fēng)管組件

熱風(fēng)管組件是壓條機的重要組成部分，熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)嘴位置都直接決定著加工產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量。熱風(fēng)管組件的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

熱風(fēng)管是在熱風(fēng)管道中加裝了內(nèi)置電熱絲的電熱管。熱風(fēng)加熱是當(dāng)自然風(fēng)吹入管道內(nèi)流經(jīng)電熱管表面時吸收電熱管的熱量，并通過熱風(fēng)噴嘴直接吹向熱封膠帶從而進行熱風(fēng)黏結(jié)。

在密封過程中，熱風(fēng)從風(fēng)嘴噴出。由于實際到達膠帶表面的熱風(fēng)是風(fēng)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(fēng)嘴的溫度。風(fēng)嘴與膠帶之間的距離越遠，熱風(fēng)中所混合的周圍空氣的比例越高。此外，提高熱風(fēng)的流量可減少周圍空氣的比率，從而提高接觸膠帶的熱風(fēng)溫度。故此，風(fēng)嘴位置及熱氣流量都是非常重要的因素。

2.3.1 風(fēng)嘴三軸（上下、左右、前后）調(diào)節(jié)裝置。風(fēng)嘴三軸（上下、左右、前后）調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示。通過圖4中的①、③、⑤手動調(diào)整熱風(fēng)管風(fēng)嘴至合適的三維空間位置，需要保證風(fēng)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(diào)整風(fēng)嘴至合適位置。

2.3.2 四連桿往復(fù)機構(gòu)。使用過程中，通過擺動氣缸驅(qū)動四連桿聯(lián)機構(gòu)做往復(fù)運動，完成熱風(fēng)管的擺轉(zhuǎn)動作。氣缸伸縮驅(qū)動連桿（原動件）往復(fù)擺動，再經(jīng)傳動帶動熱風(fēng)管安裝座及連桿做定向往復(fù)運動，使熱風(fēng)管風(fēng)嘴擺動至工作位置（見圖5）。

四連桿往復(fù)機構(gòu)是需要頻繁動作的機構(gòu)，單臺日往復(fù)次數(shù)達數(shù)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(zhì)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(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過上、下壓輪的閉合轉(zhuǎn)動實現(xiàn)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(zhuǎn)動，上壓輪在轉(zhuǎn)動的同時可上下往復(fù)運動。上、下壓輪的轉(zhuǎn)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(fù)運動，實現(xiàn)上壓輪對下壓輪的壓緊和抬起。該升降氣缸具有行程調(diào)節(jié)功能，可以調(diào)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(diào)整上、下壓輪的速度，以實現(xiàn)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(yù)設(shè)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(shè)定，差速比設(shè)定范圍為80%～120%），以減少因彈性織物拉伸而產(chǎn)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(xiàn)的“竹殼”現(xiàn)象等。

3 熱風(fēng)縫口密封機在醫(yī)用防護服上的應(yīng)用

以上重點介紹了壓條機的主要結(jié)構(gòu)及防護服制作部分工藝設(shè)定，但由于醫(yī)用防護服本身的特殊性質(zhì)，也決定著其制作過程是一個比較嚴謹、復(fù)雜的工序。

醫(yī)用防護服的制作一般是將經(jīng)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(jīng)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(chǎn)、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(shè)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(huán)節(jié)主要靠壓條機完成，是制作醫(yī)用防護服最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是制約醫(yī)用防護服增產(chǎn)擴能的瓶頸環(huán)節(jié)。

在制作醫(yī)用防護服的過程中，壓條機的風(fēng)嘴直接面向密封膠帶，使熱風(fēng)噴淋在密封膠帶上，經(jīng)熱風(fēng)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(jīng)兩個相向轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動，同時設(shè)定合適的熱風(fēng)溫度、密封速度、風(fēng)嘴氣壓、風(fēng)嘴擺入擺出、微退等參數(shù)，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(jié)語

在當(dāng)前新冠疫情形勢依然嚴峻的形勢下，醫(yī)用防護服極為短缺，加強防護服制造仍較為重要。而將熱風(fēng)縫口密封機應(yīng)用于醫(yī)用防護服上，能有效提升防護服質(zhì)量，滿足醫(yī)護人員的實際需求。

參考文獻：

[1]李正海，薛文良，魏孟媛，等.醫(yī)用一次性防護服測試標(biāo)準的現(xiàn)狀與比較分析[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2017（10）：37-42.

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

[3]范欽珊.材料力學(xué)[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.