一“罩”難求 的背后口罩機的原理是什么？生產工序又是怎樣的？

新冠肺炎疫情爆發以來，不僅僅是湖北省口罩匱乏，全國乃至全世界口罩資源也是非常緊缺，一時間“買不到口罩”成了熱門的話題，以前的口罩是大家平時生活中可有可無的東西，可現在口罩卻成了炙手可熱的緊缺貨，一個小小的口罩如何能擋住可怕的病毒，今天小編先跟大家梳理一下口罩生產設備及生產工序！??

口罩機簡介

口罩機是將多層無紡布通過熱壓、折疊成型，超聲波焊接，廢料切除，耳帶鼻梁條焊接等工序制造出具有一定過濾性能的各種口罩，口罩設備不是單臺的機器，它需要多臺機器的配合完成各種不同的工序。

口罩機分類

口罩機：生產口罩之機械，現市面上的口罩機有：HD-0301平面口罩機、HD-0304杯型口罩機、鴨嘴口罩機、折疊口罩機、紗布口罩機等。

?平面口罩機系列根據耳帶的焊接方式和使用方法不同可以分為：內耳帶口罩機，外耳帶口罩機，綁帶式口罩機，生產這三種平面口罩都需要用到口罩本體機，它是組成平面口罩不可或缺的部分。

口罩生產工序

口罩的整個生產工序還是比較多的，尤其是后續消毒環節，這就是為什么0.5秒造一個口罩，這么快的生產效率卻依然口罩緊缺的原因了，了解口罩生產工序首先從口罩本身組成結構說起，我們剪開一個醫用口罩，可以發現口罩是有三層無紡布的，這也是醫用口罩國家標準要求的，否則就達不到防護的要求。

制作口罩，原材料纖維全部都是聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP），醫用口罩一般簡稱SMS結構。其中紡粘層是單層，熔噴層根據過濾要求，分為單層或者多層。“熔噴布”俗稱口罩的 “心臟”，是口罩中間的過濾層，具有很好的過濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性，是生產口罩的重要原料。

聚丙烯高熔指無紡布專用料成為口罩的最佳選擇，它還可用在一次性手術衣、被單、蓋布、液體吸收墊等多個醫護用品中。這些材料都來源于中石化、齊魯石化、鎮海煉化、茂名石化等一些化工企業。

?有了原材料的供應，制作口罩的工序也就沒那么復雜了：

平面口罩生產工序

1）將三層無紡布原料經過機器疊合在一起

2）卷邊，把鼻夾縫合進去

3）將大片無紡布沿著斜面由左到右逐漸變窄做出“折疊結構”

4）壓片：把口罩表面壓平整

5）口罩的全自動單個裁斷和縫邊

6）再用無紡布，對口罩進行補邊處理

7）再次裁斷補邊

8）通過熱壓的方式，固定掛耳繩

9）最后通過質檢，殺菌消毒后包裝成品

中國口罩早已經實現流水線生產，在正常情況下，一般一臺機器每秒就可生產出2至3只口罩。那么為什么有原材料的情況下，市面上的口罩數量還很緊缺呢？因為口罩在出廠時，必須要經過消毒。據大族激光資料：生產口罩的速度非常快，僅需 0.6秒/只，但生產后的解析消毒的標準流程，需要7天到半個月。

?工信部在官微中指出，醫用口罩，采用環氧乙烷滅菌，滅菌之后，口罩上會有環氧乙烷殘留，必須通過解析方式，使殘留的環氧乙烷釋放，達到安全含量標準，經檢測合格后，才能出廠上市。

拓展知識

口罩的分類和標準

?口罩的分類??

按形狀分類

口罩根據外形，分為平板式、折疊式和杯狀三種。平板式口罩便于攜帶，但密合性差；折疊口罩方便攜帶；杯狀呼吸空間大，但不方便攜帶。

按佩戴方式分類

頭戴式：適合佩戴時間長的車間工人使用，佩戴麻煩。

耳戴式：佩戴方便，適合經常戴脫。

頸戴式：用S鉤、一些軟質材料連接件，連接耳帶轉換成頸帶式適合長時間佩戴，更便于戴安全帽或穿防護服等車間工人使用。

按使用材料分類

紗布口罩：現在仍然有部分車間使用紗布類口罩，但其遵循的GB19084-2003標準要求較低，不符合GB2626-2019的標準，只能防護大顆粒粉塵。

無紡布口罩：隨棄式防護口罩大部分為無紡布口罩，主要是以物理過濾輔以靜電吸附的過濾方式為主。

布料口罩：布料口罩只有保暖效果無過濾PM等極小顆粒的效果。

紙口罩：適用于食品、美容等行業，具有透氣度好、使用方便舒適等特點，所用紙遵循GB/T22927-2008標準。

其他材料的口罩，如生物防護過濾新材料等。

按適用范圍分類??

醫用口罩：國內分為三類，醫用普通口罩、醫用外科口罩、醫用防護口罩。

顆粒物防護口罩：工業用符合GB2626-2019標準，特種勞動防護用品安全標志認證 (LA認證) ，2015年由強制認證改為自愿認證。如果用于防霧霾需要使用插片式，需符合GB/T32610-2016標準。民用符合G B/T32610-2016標準。

保暖布口罩：保暖用口罩，適合冬天佩戴，只需要符合織物類的相關標準即可。?

其他特殊行業: 如化工等。

按防護等級

不同國家、不同行業制定了不同的標準，按不同的顆粒過濾效率分為不同的防護等級，將在標準部分詳細介紹。

其他

呼吸防護口罩可以分為過濾式和隔絕式，過濾式又可分為送風過濾式和自吸過濾式，后者可以分為半口罩和全口罩；隔絕式可分為供氣式和攜氣式，兩者又分別包括正壓式和負壓式。

核心生產設備分析

? 口罩機分類? ??

平面口罩機（如圖 ）

平面口罩機生產的是一次性平面的口罩也是生產醫用口罩的機器設備這款機器生產的口罩樣式簡單佩戴方便平面口罩生產是用兩層無紡布和過濾紙制作而成，一次性三層口罩是由專業用于醫療衛生的纖維無紡布內兩層中間增加一層過濾起到防菌達99%以上的熔噴布經由超聲波焊接而成，如圖所示，鼻梁條處采用環保型全塑條不含任何金屬配戴透氣舒適，過濾效果高達99%尤其適合電子類工廠。

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▲平面口罩生產機

引用自艾邦高分子

▲ 生產流程圖

引用自艾邦高分子

杯型口罩機（如圖）

杯型口罩機是生產各種杯型口罩的設備，杯型是將多層無紡布通過熱壓、折疊成型，超聲波切除、廢料切除，耳帶鼻梁條焊接等工序制造出具有一定過濾性能的口罩，口罩設備不是單臺的機器它需要多臺的機器配合配合完成各種不同的工序。

▲杯型口罩機

引用自sogou.com

折疊口罩機（如圖）

折疊口罩機是生產折疊口罩的，是將多層無紡布和熔噴布高效靜電濾材，可吸附極細粉塵。獨特設計形狀，配合優良鼻夾和頭帶，保證與臉部良好密合。折疊式，便于攜帶。適合絕大多數臉型。

▲ 折疊口罩機

引用自.sogou.com

異型口罩機

異型口罩和其他的口罩生產的方式沒有什么太大的區別主要在于口罩的樣式比較特殊比如鴨嘴型口罩（如圖）、豬嘴型口罩這些都是用于高污染的行業一般我們很少見到。

▲鴨嘴型口罩機

引用自.sogou.com

? 口罩機價格??

自動平面：12-45萬，自動N95：30-55萬。

? 轉產企業名單??

▲表格引用自賽柏藍

口罩核心材料及原料廠家

? 口罩核心材料??

醫用外科口罩一般是由三層無紡布制成，如圖8所示。材料是紡粘無紡布+熔噴無紡布+紡粘無紡布（如圖），起過濾效果的主要部分是極細密且帶靜電的內層過濾布——熔噴無紡布，它的主要材質是高熔指聚丙烯，經過靜電駐極處理后達到所要求的過濾效率。

▲圖8：醫用口罩材料示意圖

引用自博衛傳媒

▲圖9：醫用口罩材料結構示意圖

?引用自艾邦高分子

這里面紡粘層其纖維直徑比較粗，在20微米左右，2層S紡粘層主要作用是支撐整個無紡布結構，對阻隔并沒有太大的作用。口罩里面最重要的是阻隔層即熔噴層，熔噴層的纖維直徑比較細，在2微米左右，所以只有紡粘層直徑的十分之一，這個對防止細菌、血液滲透起至關重要的作用，經過靜電處理后達到所要求的過濾效率。如果S紡粘層過多，口罩就比較硬，而熔噴層M過多，則呼吸比較困難，所以從口罩呼吸的難易程度可以判斷口罩的隔絕效果，呼吸越困難，則阻隔效果更好，但是，如果M層變為薄膜，就基本上不能呼吸了，病毒是阻隔了，人也快不行了，所以，這也是一個技術問題。

M層：熔噴層（如圖10）

材料要求：高流動性。推薦材料：國產材料如山東道恩降解法聚丙烯：Z-1400，Z1500，進口如巴塞爾公司的茂金屬聚丙烯HP461Y，MF650Y。主要測試項目如圖表5所示

▲圖表5：口罩材料主要測試項目

引用自第八元素塑料版

S層：紡粘層（如圖10）

材料要求：高強度。推薦材料：熔體指數在25~60聚丙烯，比如埃克森美孚Exxon-Mobile的和上海賽科的2040都是很好的紡粘材料，如S2040性能指標如圖表6所示。

▲圖表6：S2040性能指標表

引用自第八元素塑料版

▲圖10口罩的SMS結構示意圖

引用自第八元素塑料版

另外，這種五元一個口罩（下圖），買不買？

號稱日本的醫院特殊行業專用，過濾度高達99%，信不信？

都別信。今天來聊聊口罩。

先回答上圖的BFE>99%是個啥？

BFE99%是針對空氣中0.3微米左右粒徑大小的顆粒物，對口罩進行的生物過濾效率測試。能達到BFE99%的口罩是可以防住PM2.5的。一句話，防霧霾用的。

口罩的材質

市面上常見的口罩，根據材質可以分為三類：

1.醫用外科口罩，可以阻擋70%的細菌

2.醫用防護口罩（N95口罩），可以阻擋95%的細菌

3.普通棉紗口罩，只能阻擋36%的細菌

為什么不能用棉紗口罩

棉紗口罩防塵可以，對于病毒隔離是無效，為什么呢？

紗布口罩的結構與人面部的密合性很差，許多對我們危害極大的細小微粒都會通過口罩與面部的縫隙進入呼吸道到肺部，它的濾料一般多是一些機械織物，這種濾料要達到高的阻塵效率，唯一的方法就是增加厚度，而增加厚度的負面作用就是讓使用者感到呼吸阻力很大，感覺不舒適。所以，口罩不能捂到足夠嚴實、或者不夠厚，就達不到過濾的效果。

要不要加幾塊錢差價，買活性炭款的

活性炭，是一種黑色粉狀，粒狀或丸狀的無定形具有多孔的碳，主要成分為碳，還含少量氧、氫、硫、氮、氯。具有較大的表面積（500～1000米2/克），有很強的吸附性能，能在它的表面上吸附氣體、液體或膠態固體；對于氣體、液體，吸附物質的質量可接近于活性炭本身的質量。

活性炭口罩可有效阻隔空氣中的苯、氨、甲醛、異味、惡臭等有害氣體，保障人體健康，比一般的普通口罩有更強大的吸附性，對于有害的氣體、液體的過濾作用是普通口罩的30倍。

簡單來說，活性炭款的口罩，用于吸附甲醛的有毒氣體，并不能阻擋病毒。

什么時候用醫用口罩，什么時候用N95

如果是去公共場所、不與病人接觸，佩戴醫用外科口罩足以，不必過度防護，但如果會接觸病人，則要佩戴防生物的N95口罩。普通醫用外科口罩即可擋住絕大部分攜帶病毒的飛沫，一般情況下佩戴這種口罩就可以起到防護作用。N95口罩可隔離更小的微粒，而且與面部貼合更緊密，不容易從周邊漏氣，但價格較高，佩戴時憋氣感覺更明顯。美國職業安全與健康管理局(OSHA)針對醫療機構規定，暴露在結核病菌下的醫務人員必須佩戴N95標準以上的口罩。

來源：節選自機械設計制造及其自動化