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广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)

产业
芭儿3个月前
广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)

广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)

#本文仅代表作者观点,不代表IPRdaily立场#


来源:IPRdaily中文网(iprdaily.cn)

原标题:广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)


随着今年新型冠状病毒肺炎疫情的发展,口罩、防护服等相关卫生防护用品生产设备的市场缺口日益增大,为贯彻落实党中央和省委省政府关于坚决打赢疫情防控阻击战的指示与部署,广东省市场监督管理局决定,以口罩生产设备企业较为集中的东莞市为重点,开展本次口罩生产设备行业专利导航工作。本报告内容包括“产业背景调查”、“产业专利信息分析”和“产业专利导航结论建议”三个部分、9个章节。本文为第一部分产业背景调查。


广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)


引 言


2019年12月至今,我国爆发新型冠状病毒(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)引发的肺炎疫情,全国人民上下一心,紧密团结在以习近平总书记为核心的党中央周围,共抗疫情。随着阻击疫情形势的发展,口罩、防护服等相关卫生防护用品生产设备的市场缺口日益增大。为了打好这场疫情阻击战,全国上下积极采取措施,支持推动口罩等疫情防控急需医疗物资的生产企业迅速复工达产,多种方式扩大产能和增加产量,而同时与之相关的口罩生产设备,也面临着紧张的调度供应形势。


广东省作为全国口罩和口罩生产设备制造供应的主要省份,在本次阻击疫情工作中责任重大,而东莞市作为广东省在口罩生产设备领域的重点发展区域,聚集了国内大部分口罩生产设备企业,在行业内形成较为完善的设备研发和生产体系,具有独特的市场基础和技术优势。由此,深入了解广东省,尤其是东莞市的口罩生产设备行业发展现状,推动企业技术创新和产品研发,为口罩生产设备行业发展保驾护航,成为我省目前疫情防控工作的当务之急。


为了贯彻落实党中央和省委、省政府关于坚决打赢疫情防控阻击战的指示与部署,按照坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策的要求,科学有序做好疫情防控工作,广东省市场监督管理局(知识产权局)提出,要积极开展广东省口罩生产设备行业专利导航分析工作,以专利信息资源深度开发利用和专利深入分析为基础,结合产业以及学术调查研究,揭示广东省尤其是东莞市的口罩生产设备行业发展态势,明晰区域产业发展的地位及趋势,研究制定区域产业创新发展及专利布局策略,为区域产业提质增效和高质量发展提供导航和支撑,同时也为国家此次重大卫生防疫工作做出贡献。


向奋斗在抗击疫情一线的工作者们,致敬!


摘 要


随着今年新型冠状病毒肺炎疫情的发展,口罩、防护服等相关卫生防护用品生产设备的市场缺口日益增大,为贯彻落实党中央和省委省政府关于坚决打赢疫情防控阻击战的指示与部署,广东省市场监督管理局决定,以口罩生产设备企业较为集中的东莞市为重点,开展本次口罩生产设备行业专利导航工作。本报告内容包括“产业背景调查”、“产业专利信息分析”和“产业专利导航结论建议”三个部分、9个章节,对我省口罩生产设备产业背景和现状、产业国内外专利技术领域态势等进行了深入分析,最后对我省口罩生产设备产业发展得出了一些有益的结论和建议。


第一部分“产业背景调查”,包括“项目概况”、“产业概述”和“产业现状调查”三个章节。第一章“项目概况”从研究目的、研究内容、研究方法等角度,对本项目将要实现的目标、方向、实施步骤和方法论进行了具体阐述,明确了本报告为广东省区域口罩生产设备产业提质增效和高质量发展提供导航和支撑的目标,以及采用以专利数据为主、学术和市场数据为辅助,全景揭示全球以及中国口罩生产设备行业的整体发展态势、近景聚焦广东省以及东莞市口罩生产设备行业在中国以及全球中的整体发展定位,从而为广东省口罩生产设备行业发展提供科学合理的专利导航路径的具体工作内容。第二章“产业概述”首先从口罩的定义、分类及涉及相关标准进行概述,并结合口罩产业链现状调查,分别从上游原材料及生产设备、中游口罩生产制造、下游口罩销售应用,呈现口罩产业相关企业的产值、产能等发展状况,然后从国家层面、地方层面,对当前出台的一些口罩产业相关政策进行了梳理,最后以常见的平面口罩和杯状口罩为例,介绍了口罩的生产工艺,同时对市场上的口罩机和口罩机辅助设备及其工艺、性能、特点等进行图文解析。第三章“产业现状调查”结合前期开展的学术及市场调查结果,从“国内外研究现状”、“地方产业现状”和“难点及方向”三个方面对口罩生产设备的产业发展现状进行概述。从国内外相关文献调查分析发现,除了口罩本身外,无纺布、PLC打片机、超声波焊接、呼吸阻力和防护效果等研究方向是比较凸显的中文关键词,而国外主要侧重于各种测试设备、滤材过滤效率、口罩防护性能、口罩缺陷测试以及一些制备生产工艺、技术、控制的改进等方面的研究。从产业调查来看,长三角地区、京津冀地区在口罩原材料、口罩生产制造以及销售流通领域具有较强的产业优势,而东莞则在口罩生产设备领域具有独特的优势,聚集了国内大部分口罩机生产企业,同时也存在竞争压力大、运营成本高、研发资源不足等难点,以及通过生产设备技术创新、有效实施知识产权战略等未来发展方向。


第二部分“产业专利信息分析”是本报告的研究主体,以口罩生产设备行业的专利信息为主要研究分析对象,对口罩生产设备行业总体、整体生产设备(一体化方向)、罩体加工设备、配件加工设备、后期处理设备技术领域,分别从专利申请趋势、专利地域分布、专利申请人构成和专利技术布局等角度,宏观分析口罩生产设备行业在全球、中国以及广东省的专利态势。包括“产业总体专利态势”、“整体生产设备技术领域专利态势”等五个章节。第四章“产业总体专利态势”对全球当前的1352件专利申请进行分析,将行业全球专利申请划分为2000年之前的缓慢发展,2001年至2014年间的快速发展,以及2015年之后的迅速发展三个阶段;中国内地、美国、德国、日本和中国台湾是全球专利技术来源的主要国家和地区,同时也是全球专利布局的主要目标市场;“罩体加工设备(口罩主体)技术是产业链中专利布局数量最多的环节,占比为40%;而广东省在口罩生产设备行业的中国专利申请一直活跃在全国前列,广东省专利优势企业主要有东莞快裕达自动化设备有限公司、东莞市宏祥机械设备有限公司、东莞市利瀚机械有限公司和东莞市南方力劲机械有限公司等。第五章“整体生产设备技术领域专利态势”把该领域全球专利申请划分为2002年之前的技术萌芽期,2002年至2013年间的技术发展期,以及2013年之后的技术爆发期三个阶段;中国是专利技术来源与目标最多的国家,分别达212件和217件;广东省在整体生产设备技术领域的发展最为显著,是全国整体生产设备技术领域整体发展历程的主导力量,在中国的专利申请量71件;而在广东省内,整体生产设备的中国专利技术产出以东莞为代表,共有53件,遥遥领先于其他地市,技术研发实力非常突出。第六章“罩体加工设备技术领域专利态势”将该领域全球专利申请大致可划分为1987年之前的技术萌芽、1987年至2013年间的初步发展和2014年之后的快速发展三个阶段;中国、德国、日本、中国台湾和美国是全球专利技术来源的主要国家和地区,同时也是全球专利布局的主要目标市场。来源于中国的专利技术最多,共387件,布局在中国的专利技术也最多,共394项;罩体加工设备技术领域,广东的专利申请最为显著,是全国该技术领域整体发展历程的主导力量,尤其是2001年之后,广东省的专利申请与全国同步进入快速增长期;广东省技术创新主体集中在东莞,共有中国专利申请99件,专利优势企业是东莞快裕达自动化设备有限公司,共有中国专利申请17件。第七章“配件加工设备技术领域专利态势”,全球专利申请人以中国和美国的企业为主,比如美国3M、东莞市宏祥机械等,最多是美国3M有13项;配件加工设备技术领域中国专利的申请人以企业为主导,占比83%,个人和大专院校部分参与;配件加工设备技术领域的中国专利技术产出地市也是东莞,共有56件,技术研发实力集中,专利优势企业包括东莞市宏祥机械设备有限公司、东莞市恒耀超音波设备有限公司等。第八章“后期处理设备技术领域专利态势”,全球专利申请人以德国德尔格制造股份两合公司、苏州百利医疗用品有限公司和青岛众瑞智能仪器有限公司等为主要代表;江苏省在后期处理设备技术领域的中国专利申请量中排名第一,共38件,其次是浙江、广东、山东和北京;广东省内,后期处理设备技术领域的中国专利技术产出地市以深圳为代表,共有12件;专利优势企业主要有深圳市维图视技术有限公司、汕头市泰恩康医用器材厂有限公司等。


第三部分也即第九章,是本报告的结论部分,在前文所述全景揭示全球口罩生产设备领域整体专利布局、近景聚焦广东省在口罩生产设备领域的定位基础上,为广东省在口罩生产设备领域中实现产业布局结构优化、建设培育产业联盟、内外部交流与合作、技术创新与持续提升、激励人才创新创业、协同创新及规范管理等,提供一些对策建议和决策依据,具体主要包括:要立足本领域中的整体生产设备(一体化方向)、配件加工设备(耳带/头挂/鼻条/呼吸阀)等已有技术优势,激励企业保持研发投入,开发出一批高、精、尖的技术成果;通过调度整体研发和生产制造资源,在东莞市口罩生产前期本体配件加工等设备研发上加大投入,并且整合资源、扩大产能产量,同时加强深圳市在口罩生产后期成品消毒检测等设备的供应和保障,发挥深圳的研发优势,整合东莞市前期设备研发与生产资源,并逐步在粤东和粤西地区搭建相关研发与生产基地,构建省内区域分布平衡、产业链齐全的口罩生产设备产业链;推动建立以东莞快裕达自动化设备有限公司、东莞市宏祥机械设备有限公司等企业为核心的产业联盟,培育出既具有行业号召力和示范效应,也具有自主知识产权技术创新和市场品牌优势的龙头企业;加强与江苏、浙江、山东等地区以及企业的交流与合作,学习和借鉴这些国内外行业优势企业的先进技术;整合口罩超声波缝合机、鼻线粘合机、耳带熔接机等辅助设备的专利技术基础,并加强国内产学研科技合作,推动口罩生产设备朝着一体化和全自动化等高水平、高质量的方向发展,并完善海内外专利布局;鼓励省内优势企业,如东莞快裕达自动化设备有限公司、东莞市宏祥机械设备有限公司等,在自身已有技术优势的基础上,积极运用专利导航,利用企业内外资源条件,探索可重复使用、低呼吸阻力等高水准新型口罩生产设备的研发制造。


广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)

广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)

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第一部分 产业背景调查


第1章 项目概况


1.1 研究目的


2019年12月至今,我国爆发新型冠状病毒(COVID-19)引起的发热、肺炎疾病,全国人民上下一心,紧密团结在以习近平总书记为核心的党中央周围,共抗疫情。为进一步贯彻落实习近平总书记重要指示精神和党中央决策部署,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,把疫情防控工作作为当前最重要的工作来抓,按照坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策的要求,科学有序做好疫情防控工作,广东省市场监督管理局(知识产权局)提出开展广东省口罩生产设备专利导航工作,尤其是深入分析具有较强实力的东莞市口罩生产设备产业情况。该项导航工作的主要目的,一方面是为我省口罩生产设备产业保驾护航,为国家卫生防疫工作做贡献;另一方面是以专利信息资源深度开发利用和专利深入分析为基础,结合产业重点企业及学术研究调查,揭示广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业发展方向,明晰区域产业发展的地位及趋势,研究制定区域产业创新发展及专利布局策略,为区域产业提质增效和高质量发展提供导航和支撑。


1.2 研究内容


本项目以《广东省专利导航工作指南》为工作指引,组织利用专业分析力量,开展广东省口罩生产设备行业专利导航分析,其中,口罩生产设备包括整体生产设备(一体化方向)、罩体加工设备(口罩主体)、配件加工设备(耳带/头挂/鼻条/呼吸阀)和后期处理设备(消毒/检测/包装),具体研究方向如下:


(1)利用权威的专利数据源,采集、梳理口罩生产设备相关专利信息并且建立专利信息数据库;


(2)开展口罩生产设备行业发展方向导航,分析全球核心专利分布及专利竞争格局,全景揭示整个行业的结构调整方向、市场需求热点方向、技术发展重点方向;


(3)开展产业重点企业调查,研究广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业结构及专利布局的现状与趋势,近景聚焦区域在产业链的定位;


(4)开展产业相关学术文献调查,研究分析当前国内外学术文献研究现状与趋势,为产业专利分析及其导航提供线索与辅助。


(5)开展产业发展路径导航,为广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业结构的优化升级、企业培育引进、技术及人才引进提升、专利协同创新及运营指明科学而具体的路线;


(6)研究制定广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业专利布局策略,作为广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业发展决策的科学参考与支撑;基于深度专利导航分析,形成专利导航研究报告,提出具体、明确、可行的推动产业创新发展的策略建议。


1.3 研究方法


本项目以口罩生产设备行业为研究对象,在前期对该行业相关企业单位和行业协会进行技术和市场调研,以及对该行业相关学术文献等非专利文献资料进行收集整理的基础上,围绕该行业及其重点领域布局的有关专利,利用incoPat全球科技分析运营平台的全球专利数据库专利检索引擎展开专利检索,运用Excel和Access等数据处理分析软件对口罩生产设备行业及其重点领域进行系统分析,重点研究专利申请趋势、专利申请地域、专利技术布局、专利申请人和专利发明人等,以全景揭示全球以及中国口罩生产设备行业的整体发展态势,近景聚焦广东省以及东莞市口罩生产设备行业在中国以及全球中的整体发展定位,从而为制定广东省(尤其是东莞市)口罩生产设备行业发展的目标和方向提供科学合理的专利导航路径决策依据。


1.4 数据来源


用于本项目分析研究的专利数据来源于incoPat全球科技分析运营平台的全球专利数据库,incoPat全球专利数据库涵盖全球120个国家/组织/地区1.37亿余件专利数据,同时拥有专业的专利信息检索分析功能和多个国际著名的深加工专利数据库检索权限。此外,本项目分析研究还运用了中国知网、万方、Web of Science、Engineering Index等科技学术文献数据库。


1.5 检索策略


本项目采用的专利数据通过以下检索策略获得:检索对象为口罩生产设备整体行业及其重点分支;检索时间为截至2020年2月;检索范围为全球公开专利文献;检索工具为incoPat全球科技分析运营平台;检索要素以及检准率/检全率参照附录;检索结果(关于项数的统计含义具体可以参照下文中的注意事项说明)如下表1.5.1所示:


表1.5. 1项目专利数据

广东省口罩生产设备行业——专利导航分析报告(第一部分)


此外,本项目采用的非专利数据通过以下检索策略获得:检索对象为口罩生产设备相关技术领域;检索时间为截至2020年2月;检索范围为国内外研究论文;检索工具为中国知网、Web of Science、Engineering Index等数据库;检索结果如下表1.5.2所示:


表1.5. 2项目非专利数据

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1.6 相关说明


1.6.1 数据完整性


根据项目实施时间,本项目以专利公开(公告)日为时间截止对象,检索的专利数据公开(公告)日期截至2020年2月。同时,由于专利的公开(公告)存在滞后性以及PCT 申请进入国家阶段的时间周期长等原因,本项目中统计的近年专利申请量比实际的少,具体反映在报告中各数据分析图表可能出现近年数据偏低的情况。


1.6.2 单位“件”与“项”


根据专利数据统计分析的需要,本报告中提到的合并申请号是指针对同一申请号的申请文本和授权文本等视为同一件专利,单位记作“件”;而提到的合并简单同族是指针对同一技术方案基于相同优先权进行多件专利申请的视为同一族专利,单位记作“项”。1 项专利申请可能对应于 1 件或多件专利申请。


1.6.3 关于“中国专利”的约定


本项目报告中所提到的“中国专利”,指的是在中国内地受理的专利,也是就中国内地作为专利的目标地域,专利目标地域是指作为专利技术布局的国家或者地区,往往具有良好的市场发展前景。相应地,本项目报告中所提到的中国申请人,指的是专利申请人地址在中国内地的申请主体,亦即是中国内地作为专利的来源地域,专利来源地域是指掌握专利技术的国家或者地区,往往具有强大的技术创新实力。由于中国内地和中国港澳台的专利制度相互独立,因此以上定义均不包括中国港澳台地区。


1.6.4 术语解释


同族专利:同一项发明创造在多个国家申请而产生的一组内容相同或基本相同的专利文献出版物,称为一个专利族或同族专利。从技术角度来看,属于同一专利族的多件专利申请可视为同一项技术。同族专利较多的专利申请,意味着该专利向多个国家和地区同时申请,专利在产业链上所处的位置较为关键,价值较高。


法律状态:有效,在本报告中,“有效”专利是指到检索截止日为止,专利权处于有效状态的专利申请。失效,在本报告中,“失效”专利是指到检索截止日为止,已经丧失专利的专利或者自始至终未获得授权的专利申请,包括专利申请被视为撤回或撤回、专利申请被驳回、专利权被无效、放弃专利权、专利权因费用终止、专利权届满等。审查中,本报告中,“审查中”专利是指该专利申请可能还未进入实质审查程序或者处于实质审查程序中,也有可能处于复审等其他法律状态。


合享价值度:本报告中所提到的“合享价值度”是incoPat全球科技分析运营平台基于专利的技术先进性、技术稳定性和权利保护范围等主要参考指标综合运算获得的评分标准。


第2章 产业概述


2.1 口罩定义和起源


2.1.1 口罩定义【1】


口罩(respirator、facepiece或mask)指戴在口鼻部位,用于过滤进出口鼻的空气,以达到阻挡有害气体、粉尘、飞沫进出佩戴者口鼻的用具。一般医用外科口罩有三层结构,即外层防液体飞溅,中层为阻挡细菌的屏障,内层吸收佩戴者释放的湿气和水分,鼻部有铝条固定。口罩过滤颗粒的工作原理是对不同大小的颗粒物分别使用不同的拦截方式,如碰撞(inertial impaction)、拦截(interception)、扩散(diffusion)以及静电吸附(electrostatic attraction)等。


2.1.2 口罩起源


世界上最先使用口罩的是中国。古时候,宫廷里的人为了防止粉尘和口气污染而开始用丝巾遮盖口鼻,如《礼疏》载:“掩口,恐气触人。”和《孟子·离娄》记:“西子蒙不洁,则人皆掩鼻而过之”。用手或袖去捂鼻子是很不卫生的,也不方便做其他事情,后来就用绢布来蒙口鼻。口罩的雏形在中国产生于公元13世纪的元朝,而在欧洲则于公元17世纪才出现。


(1)医用外科口罩


1861年法国微生物学家巴斯德(Louis Pasteur)通过试验,确认空气中存在会使物质腐败的微生物;1897年德国医生费吕格(Carl Flvgge)试验证明,即使普通谈话饱含细菌的微小飞沫也会从口鼻喷向空气中,从而导致伤口感染;同年,奥地利医生米库利兹·拉德凯(Jan Mikulicz Radecki)倡议施行手术者用口罩将口鼻遮住,以减少外科手术部位感染;Weaver G H于1918年证实使用双层纱布口罩两年后,护理白喉感染患者人员的感染发生率降至零,次年他又证明口罩防护能力和纱布网眼大小及层数直接相关。1918年3月-1919年底,全世界约5000万人死于流感,疫病蔓延期间建议人们在公共场所佩戴口罩。1920年以后,口罩才在相关行业中推广使用。2002-2003年SARS流行期间,口罩在中国的使用和普及达到新高潮;后由于雾霾的原因,引发公众对空气污染问题的重视;2019年底至2020年初,因为新型冠状病毒感染的肺炎,人们再次纷纷戴上口罩。


(2)工业及民用口罩


一战驱动了防毒面具的发展,第一个呼吸器认证计划是1919年由美国矿务局(USBM)发起的,Gibbs呼吸器是第一个通过认证的工业用品。美国国家职业安全卫生研究所(National Institute for Occupational Safety and Health,NIOSH)和USBN,自1972年开始对呼吸器进行联合认证/批准。随着1995年6月美国《联邦法规》(Codeo of Federal Regulations,CFR)第42篇第84部分(Approcal of Respiratory Protective Devices)的发布和次年USBM的废除,NIOSH成为呼吸器的唯一批准机构。批准程序已于2001年转移到至NIOSH新成立的国家个人防护技术实验室(NPPTL)。


2.2 口罩分类和标准


2.2.1 口罩分类


口罩的可以根据形状分类、按佩戴方式分类、按使用材料分类、按适用范围分类、按防护等级以及其他。


1、按形状分类,可分为平面口罩、折叠口罩和杯状3种。


a)平面口罩便于携带,但密合性差;


b)折叠口罩方便携带;


c)杯状口罩呼吸空间大,但不方便携带。


2、按佩戴方式分类,可分为头戴式口罩、耳戴式口罩和颈戴式口罩3种。


a)头戴式口罩:适合佩戴时间长的车间工人使用,佩戴麻烦;


b)耳戴式口罩:佩戴方便,适合经常戴脱;


c)颈戴式口罩:用S钩、一些软质材料连接件,连接耳带转换成颈带式适合长时间佩戴,更便于戴安全帽或穿防护服等车间工人使用。


3、按使用材料分类,可分为纱布口罩、无纺布口罩、布料口罩、纸质口罩和其他材料的口罩5种。


a)纱布口罩:现在仍然有部分车间使用纱布类口罩,但其遵循的GB19084-2003标准要求较低,不符合GB2626-2019的标准,只能防护大颗粒粉尘;


b)无纺布口罩:随弃式防护口罩大部分为无纺布口罩,主要是以物理过滤辅以静电吸附的过滤方式为主;


c)布料口罩:布料口罩只有保暖效果无过滤PM2.5等极小颗粒的效果;


d)纸质口罩:适用于食品、美容等行业,具有透气度好、使用方便舒适等特点,所用纸遵循GB/T22927-2008标准;


e)其他材料的口罩,如生物防护过滤新材料等。


4、按适用范围分类,可分为医用口罩、颗粒物防护口罩、保暖布口罩和其他特殊行业口罩4种。


a)医用口罩:国内分为三类,医用普通口罩、医用外科口罩、医用防护口罩。


b)颗粒物防护口罩:工业用符合GB2626-2019标准,特种劳动防护用品安全标志认证(LA认证),2015年由强制认证改为自愿认证。如果用于防雾霾需要使用插片式,需符合GB/32610-2016标准。民用符合GB/T32610-2016标准。


c)保暖布口罩:保暖用口罩,适合冬天佩戴,只需要符合织物类的相关标准即可。


d)其他特殊行业口罩:如化工等。


5、按防护等级,不同国家、不同行业制定了不同的标准,按不同的颗粒过滤效率分为不同的防护等级,将在标准部分详细介绍。


6、按其他分类,呼吸防护口罩可以分为过滤式和隔绝式,过滤式又可分为送风过滤式和自吸过滤式,后者可以分为半面罩和全面罩;隔绝式可分为供气式和携气式,两者又分别包括正压式和负压式。


2.2.2 口罩标准


作为一个传统的“新兴行业”,口罩行业已存在很多年,但一直发展缓慢,缺乏强势品牌,且消费者对口罩类产品的认知较为模糊。雾霾以及各类传染疾病的出现,一定程度提高了消费者对口罩产品的认知,一方面带动了口罩产品销售,但同时在发展过程中各种乱象频发,比如恶性价格竞争、劣质产品充斥等等,整个行业无序竞争明显,发展较为混乱。另一方面也缺乏行业标准,由此,不同国家、不同行业制定了不同的标准,按不同的颗粒过滤效率分为不同的防护等级,下面详细介绍国内外主要口罩标准。


(1)国内口罩标准


不同类型的口罩遵循不同的标准,不同口罩适用范围各不相同。如下表2.2.1所示,为国内几个主要的口罩标准。


表2.2. 1国内几个主要口罩标准【2】

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其中,GB19083-2010的制定源于2003年的SARS,其时发现N95口罩可有效防止病毒传播,因此其2003版要求颗粒过滤效率≥95%,随后标准修订加入抗合成血液穿透、抗沾水等性能,适用于病原传播性强、极需防护的医疗工作环境,特点是阻隔防护性、密合性强,主要用于疫情一线的医护、工作人员,不建议老人、儿童及体弱健康成人佩戴。


YY0469-2011适用于医护人员在手术中防止感染佩戴,主要作用是保护医护人员,关键指标是抗合成血液穿透、细菌过滤效率和颗粒物过滤效率,适用于疫情时期民众防止携带病原体的体液、飞沫等的传播、保护自己和周围人群。


YY/T0969-2013适用于普通医疗环境下佩戴,是日常药房能见到的最多的口罩,同样适用于疫情时期民众佩戴防护。


GB2626-2006是安监劳保领域用于防护各类颗粒物吸入的工作场合的口罩,其中KN95与美国联邦法规42CFRPart84中N95的测试方法和要求是类似的,因此能起到较好的阻隔防护作用,其2019版将于2020年下半年实施。


GB/T32610-2016是近年来雾霾情况突出,针对民众日常生活防护佩戴的口罩的标准,主要项目是过滤效率和防护效果,都同时考核盐性和油性气溶胶,其对过滤材料和密合性要求较高,同样适用于疫情严峻时期的个人防护。


表2.2. 2几种常见口罩应用标准【3】

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(2)国外口罩标准【4】


a)美国


美国NIOSH标准对口罩的滤网材质和过滤效率进行了分级,该标准在全世界的认可度是最高的。按口罩中间层的滤网材质分为三种:N、R、P系列,根据过滤效率每一种又可分为三个级别,N用于可防护非油性悬浮微粒,通常非油性颗粒物指煤尘、水泥尘、酸雾、微生物等,说话或咳嗽产生的飞沫不是油性的。目前肆虐的雾霾污染中,悬浮颗粒也多是非油性的。油性颗粒物指油烟、油雾、沥青烟等,如炒菜产生的油烟是油性颗粒物。R、P用于可防护非油性及含油性悬浮微粒,相比于R系列,P系列使用的时间相对较长,具体使用时间根据不同制造商的标注。N95口罩就是N系列中过滤效率≥95%的一类口罩,并经佩戴者脸庞紧密度测试时,确保在密贴脸部边缘状况下,空气能透过口罩进出,符合此测试的才颁发N95认证号码。防“非典”特殊时期,WHO临时推荐医务人员使用美国NIOSH认证的N95口罩。N95口罩不等于医用防护口罩,医用防护口罩规定口罩的过滤效果要达到N95要求,且具有表面抗湿性和血液阻隔能力。


表2.2. 3美国NIOSH标准对颗粒物防护口罩分类

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b)日本


日本JIST8151:2018标准是呼吸保护装置的标准,也是日本厚生劳动省(MHLW)验证标准,常见的随弃型盐性颗粒过滤规格如下,DS1:最低过滤效果≥80%;DS2:最低过滤效果≥99%;DS3:最低过滤效果≥99.9%。口罩的等级见下图2.2.1。


图2.2. 1日本口罩等级分类

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c)韩国


韩国的口罩标准KF(Koreanfilter)系列,KF系列标准是由韩国的食品药品管理部门(MinistryofFoodandDrugSafety,MFDS)发布的韩国主流口罩标准(RegulationsontheApproval,Notification,andEvaluationofQuasi-Drugs)。KF系列分为KF80、KF94、KF99。KF80:≥80%(仅盐性介质);KF94:≥94%(油性和盐性介质);KF99:≥99%(油性和盐性介质)


d)澳洲


AS/NZS1716:2012是澳大利亚和新西兰的呼吸保护装置标准,该标准规定了防颗粒口罩制造过程中必须使用的程序和材料,以及确定的测试和性能结果,以确保其使用安全。该标准分为三类,P1:最低过滤效果≥80%;P2:最低过滤效果≥94%;P3:最低过滤效果≥99%。澳洲的医用口罩标准为AS4381:2015,依据核心指标分为Level1、Level2、Level3,见下表2.2.4。


表2.2. 4澳洲医用口罩核心指标

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e)欧洲


欧盟对于口罩欧洲统一(ConformiteEuropeenne,CE)认证的标准包括BSEN140、BSEN14387、BSEN143、BSEN149、BSEN136,其中BSEN149使用最多,为可防护微粒的过滤式半面罩,根据测试的粒子穿透率分为P1(FFP1),P2(FFP2),P3(FFP3)三个等级,FFP1最低过滤效果≥80%,FFP2最低过滤效果≥94%,FFP3最低过滤效果≥97%。医疗口罩必须遵循BSEN14683标准(Medicalfacemasks-Requirementsandtestmethods),可以分为三个等级:最低标准TypeⅠ、然后是TypeⅡ和TypeⅡR。见表2.2.7。上一个版本是BSEN14683:2014,已被最新版BSEN14683:2019所取代。2019年版最主要的变化之一是压力差,TypeⅠ、TypeⅡ、TypeⅡR压力差分别由2014年版的29.4、29.4、49.0Pa/cm2,上升至40、40、60Pa/cm2。


表2.2. 5欧洲医用口罩核心指标

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2.3 口罩产业链状况


产业链来看,原材料及生产设备为口罩产业链上游,口罩的生产制造为中游,销售及应用流通为下游。如图2.3.1所示,目前我国口罩产业产业链清晰完整,成熟度很高。


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图2.3.1口罩产业链示意图【5】


(1)上游原材料及生产设备


在口罩原材料用料方面,主要包括熔喷布、鼻梁条以及耳带材料。在生产设备方面,主要包括口罩打片机、口罩带点焊机和口罩包装机。原材料在熔喷布方面,聚丙烯无纺布专用料是最佳选择,生产熔体质量流动速率在33-41g/min的聚丙烯产品,达到卫材聚丙烯无纺布标准,从纤维应用领域看,聚丙烯纤维专用料产品应用于非织造布、服装面料、地毯丝、医用手术用品、民用卫生用品等领域。在医疗卫生方面,聚丙烯无纺布专用料生产的无纺布可用于一次性手术衣、被单、口罩、盖布、液体吸收垫等,无纺布口罩是由专业用于医疗卫生的纤维无纺布内两层、中间增加一层起过滤防菌达99.999%的以上过滤溶喷布经超声波焊接而成,无纺布口罩的鼻梁处采用环保型全塑条,不含任何金属,配带透气,舒适。


从整个无纺布产量来看,我国非织造布(无纺布)在行业发展前期呈指数式增长,从1978年至1997年的20年间,我国无纺布年产量翻了近100倍。进入21世纪以来,我国无纺布产量继续保持增长态势,2008年金融危机后我国无纺布产量仍然逐年攀升,2018年我国各类无纺布年产量达593.22万吨,较2008年增长196.31%,年均复合增长率达11.47%。在应用领域方面,目前非织造布的应用集中在高新技术的渗透和新型材料使用上,在建筑、汽车、服装、卫生材料、航空航天、环保等行业使用广泛,尤其是在卫生材料市场中的需求量逐渐扩大,车辆用纺织品、鞋类和人造革市场同样呈现新气象,非织造布凭借其高附加值和高效益的竞争优势,行业潜力巨大。中商产业研究院预计,到2024年,我国非织造布产量将有望突破800万吨。【6】


如图2.3.1所示,目前口罩产业上游企业主要分为生产聚丙烯原料的企业、生产无纺布的企业以及生产口罩生产设备的企业三类。其中生产聚丙烯原料的企业主要有中国石化、东华能源、道恩股份、丽洋新材料、恒力石化,生产无纺布的企业主要有欣龙控股、延江股份、再升科技、泰达股份和诺邦股份,生产口罩生产设备的企业主要有南方力劲、斯凯瑞、宏祥机械、浩铭达等。整体来看,长三角地区是医用口罩产业链上游企业分布最集中的区域,企业总量占比达43.8%。省份当中,江苏省、山东省企业分布最多,注册资本在50万以上的分别为13家、10家,广东省则有3家。


(2)中游口罩生产制造


如图2.3.2所示,2015-2019年中国内地地区口罩产业高速发展,产值增长率维持在10%以上。2019年中国内地地区口罩产量超过50亿只,产值达到102.35亿元,2019年日产量最高可达2000万只,占全球口罩生产能力的一半。其中,可用于病毒防护的医用口罩占比高达54%。2020年受冠状病毒疫情影响,且中国石化、各大车企、富士康以及其他各行业企业共同参与到口罩生产供应中,医用口罩产值增长率将显著提升(增长率预计可达28%),将拉动整个口罩产业产值增长,全年口罩产值将突破130亿元。


在国外,由于花粉症的存在,日本是除中国之外口罩产能最大的国家,据日经新闻社的推测,日本口罩的产能是一个月4亿只,换算过来也就是一天1300万只,与中国存在较大差距。由于流感疾病等历史因素影响,欧洲、美国的口罩生产能力也较高。2月12日,据海关总署发布数据称,自1月24日至2月11日,全国海关共验放进口疫情防控物资8.7亿件,价值28.4亿元,其中口罩7.3亿只。


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图2.3.2中国内地口罩行业产值情况【7】


目前中国口罩产业中游企业主要有仁和药业、华润三九、奥美医疗、振德医疗、阳普医疗、南卫股份、蓝帆医疗、保为康、三奇医保等(如图2.3.1所示)。根据国家食品药品监督管理局发布的统计数据,截至2020年2月3日,我国医用口罩国内企业生产批文总数达到575个,涉及361家生产企业。其中华东地区医用口罩生产企业总数达160家,占全国医用口罩获批企业总数的44.32%;华中地区医用口罩生产企业总数达121家,占全国医用口罩获批企业总数的33.52%。【8】整体来看,长三角地区是产业链中游医用口罩制造企业分布最集中的区域,企业总量占比达40%。其中省份当中,江苏省、河南省企业分布数量最多,注册资本在50万以上的分别为24家、21家,广东省则有7家。


(3)下游口罩销售应用


目前口罩产业下游企业主要分为:批发商/零售商,例如旺领商贸、华东医药、桐君阁等;医院/药店,例如北京同仁堂、协和医院、老百姓大药房、海王星辰等;其他零售渠道,例如京东、淘宝,唯品会和拼多多等(如图2.3.1所示)。整体来看,长三角、京津冀地区是产业链下游医用口罩企业分布最集中的区域,企业总量占比达64%。其中省份中,北京、上海企业分布数量最多,注册资本在50万以上的分别为380家、189家,广东省则有56家。


如表2.3.1所示,2019年的数据显示,领跑中国口罩市场的依旧是国外企业,前3名中只有1家是中国本土企业。其中,3M长期占据大部分口罩市场。【9】


表2.3.1 2019中国口罩市场十大品牌

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疫情发生后,KN95(N95)口罩和医用外科口罩成为急需物品。KN95口罩价格比医用口罩高得多,市场更大,利润更高。长期以来,国内市场的KN95口罩大部分出自国外企业。和3M和霍尼韦尔相比,本土品牌”稳健”近期才为人所知,这可能跟它主要生产医用口罩有关。另一家中国本土口罩品牌——绿盾,曾风靡一时。绿盾所研发的能防雾霾的KN95口罩曾在市场上占据了举足轻重的地位,几乎打破口罩市场被国外企业包围的困境。2015年,上海市质量技术监督局公布对外宣称具"“PM2.5防护”功能口罩的质量安全风险检测结果,绿盾出现在不合格之列,绿盾品牌一落千丈。


2.4 口罩产业相关政策


2.4.1 国家层面


(1)2020年01月30日,国务院办公厅发布《关于组织做好疫情防控重点物资生产企业复工复产和调度安排工作的紧急通知》,有关事项紧急通知如下:各省(区、市)人民政府要切实履行主体责任,迅速组织本地区生产应对疫情使用的医用防护服、N95口罩、医用护目镜、负压救护车、相关药品等企业复工复产。要做好生产人员、技术人员和相关设备、原辅料、资金等各方面保障工作,帮助企业及时解决生产经营中遇到的困难和问题,并根据需要及时扩大相关产品产能。


(2)2020年02月06日,市场监管总局发布《市场监管总局关于疫情防控期间严厉打击口罩等防控物资生产领域价格违法行为的紧急通知》。该《通知》指出:


①各级市场监管部门不仅要加强口罩等防控物资销售环节的价格监管,还要加强生产设备和原辅材料供应全链条价格行为监管,加大执法力度。


②各级市场监管部门在严格执法过程中要秉持宽严相济的原则,引导辖区口罩等防控物资生产设备和原辅材料供应企业加强自律,依法合规经营,积极参与总局开展的“保价格、保质量、保供应”系列行动,主动向社会作出承诺,在疫情防控期间全力支援防疫工作,做到价格不涨、质量不降、供应不断,自觉接受社会监督,发挥社会共治积极作用。


(3)2020年2月7日,财政部、发展改革委、工业和信息化部、人民银行和审计署联合发布《关于打赢疫情防控阻击战强化疫情防控重点保障企业资金支持的紧急通知》,强化疫情防控重点保障企业资金支持,重点保障企业名单包括:


①生产应对疫情使用的医用防护服、隔离服、医用及具有防护作用的民用口罩、医用护目镜、新型冠状病毒检测试剂盒、负压救护车、消毒机、消杀用品、红外测温仪、智能监测检测系统和相关药品等重要医用物资企业;


②生产上述物资所需的重要原辅材料生产企业、重要设备制造企业和相关配套企业;


③生产重要生活必需品的骨干企业;


④重要医用物资收储企业;


⑤为应对疫情提供相关信息通信设备和服务系统的企业以及承担上述物资运输、销售任务的企业。


2.4.2 地方层面


(1)2020年2月1日,广东省药品监督管理局关于印发《广东省防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情所需药品医疗器械行政许可应急审批程序》的通知,为有效防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情,全力支持疫情防控所需药品、医疗器械的科研攻关和供应保障,根据《药品管理法》、《药品注册管理办法》、《药品生产监督管理办法》、《医疗机构制剂注册管理办法(试行)》、《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械生产监督管理办法》、《医疗器械注册管理办法》等法律法规和规章,制定本程序。


该《程序》指出,对防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情应急所需,且在我省尚无同类产品上市,或虽在我省已有同类产品上市,但产品供应不能满足防控疫情应急处理需要的口罩防护服等药品医疗器械,纳入应急审批,由省药品监督管理局采取无纸化网上即时受理、先审批后审核、指定专人全程跟进等方式及时保障应急所需。


(2)2020年02月07日,广东省工业和信息化厅关于《支持防护新型冠状病毒肺炎用品(具)装备企业扩大生产的紧急通知》,对广东省内注册的口罩机、防护服贴条机、负压救护车等重点急需设备及关键零部件等装备企业,在服从国家和省医疗防控物资调度要求的生产销售予以奖励:对2020年2月7日—2月20日产生实际销售的企业,按每台(套)设备售价不超过50%的比例给予奖励;对2020年2月21日—4月20日产生实际销售的企业,按每台(套)设备售价不超过40%的比例给予奖励。单个企业奖励金额最高不超过3000万元。


(3)2020年2月7日,东莞市工业和信息化局发布《关于开展2020年口罩设备售后奖补申报的通知》,为应对疫情防控期间原材料、零部件价格及人工上涨,加快应急物资的生产和储备,加大全市装备企业在口罩设备的研发和销售力度,做好新型冠状病毒疫情防控工作,现组织开展2020年口罩设备售后奖补申报工作。资助对象为东莞市先进装备制造企业自主研发或国产化制造的口罩设备,包括全自动平面口罩机和全自动折叠口罩机等。


2.5 口罩生产工艺


由前文可知,口罩的类型较多,现以常见的平面口罩和杯状口罩为例简要介绍口罩的生产工艺。


(1)平面口罩生产工艺


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图2.5. 1常见医用口罩构成


如图2.5.1所示,常见医用平面口罩主要由三层无纱布组成:内层是普通无纱布;外层是做了防水处理的无纱布,主要用于隔绝患者喷出的液体;中间的过滤层是经过逐级处理的聚丙烯熔喷布,熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性,是生产口罩的重要原料。


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图2.5. 2平面口罩生产工艺


如图2.5.2所示,平面口罩的生产工艺主要包括以下9个步骤:


①将三层无纺布原料经过机器叠合在一起;


②卷边,把鼻夹缝合进去;


③将大片无纺布沿着斜面由左到右逐渐变窄做出“折叠结构”;


④压片,把口罩表面压平整;


⑤口罩的全自动单个裁断和缝边;


⑥再用无纺布,对口罩进行补边处理;


⑦再次裁断补边;


⑧通过热压的方式,固定挂耳绳;


⑨最后通过质检,杀菌消毒后包装成品。


(2)杯状口罩生产工艺


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图2.5. 3杯状口罩生产工艺【10】


如图2.5.3所示,杯状口罩的生产工艺,主要包括热压定型、制造外层面罩、焊接切边、印刷logo/标准、呼吸阀打孔、焊接鼻梁条、内层鼻梁条粘贴、焊接耳带以及焊接呼吸阀9个步骤。


2.6 口罩生产设备


口罩生产设备包括口罩机和口罩机辅助设备。口罩机是将多层无纺布通过热压、折叠成型,超声波焊接,废料切除,耳带鼻梁条焊接等工序制造出具有一定过滤性能的各种口罩,的设备。口罩设备不是单台的机器,它需要多台机器的配合完成各种不同的工序。


2.6.1 口罩生产设备分类


上述的口罩生产工艺流程中,起主要作用的是口罩生产设备。而根据口罩的分类,口罩生产设备也可分为以下几大类。


(1)按用途分:有医疗无纺布制品制造机、工业应用口罩制造机、儿童口罩机;


(2)按罩型分:有平面口罩机、折叠口罩机、杯型口罩机、异型口罩机;


(3)按过滤规格及材料分:有N95口罩机、3M口罩机,纱布口罩机,滤片口罩机,M10口罩机;


(4)按产品分:有口罩机以及口罩机辅助设备,口罩耳带熔接机、自动连线机、口罩耳带点焊机、鼻梁条焊接设备、过滤棉机、呼吸阀焊机、冲切机等,以及整厂口罩设备生产线。


2.6.2 口罩生产设备用途


(1)平面口罩机


平面口罩机系列根据耳带的焊接方式和使用方法不同可以分为:内耳带口罩机,外耳带口罩机,绑带式口罩机。其中内耳带口罩生产线由1台口罩本体机加2-3台内耳带口罩机组成;外耳带口罩生产线由1台口罩本体机加2-3台外耳带口罩机组成,或1台口罩本体机加10-15台口罩点焊机组成;绑带式口罩生产线则由1台口罩本体机加4-5台绑带式口罩机组成。


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图2.6. 1平面口罩本体机


如图2.6.1所示为口罩本体机,亦称口罩打片机,是用于自动化生产多层材质平面口罩成品之机台,可使用1~4层PP纺粘无纺布活性炭以及过滤材料,整个机台从原材料入料到鼻线插入,封边,裁切成品均为一条线自动化作业,根据所使用的原材料不同,可以达到如N95,FFP2等不同的标准。平面口罩生产设备性能稳定,产量高,不良率低,易于操作。


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图2.6. 2内耳带口罩机


如图2.6.2所示为内耳带口罩机,内耳带口罩机用超声波焊接方式,当口罩移至加工的位置时,超声波自动产生,在耳带上形成微振幅高频率的振动,并瞬间转化为热量,熔融所要加工的材料,最后使耳带永久性的粘贴或埋植在口罩本体内侧,是内耳带口罩生产最后一道加工工序,仅需一名操作员将口罩本体一片片置放于口罩盘内,后续动作至成品完成由设备自动操作。


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图2.6. 3外耳带口罩机


如图2.6.3所示为外耳带口罩机,外耳带无纺布口罩机将口罩耳带(松紧带)以超音波方式熔合于口罩本体两外侧,进而完成耳带式口罩成品,仅需一名操作员将口罩本体一片片置于输送带治具上,其余后续动作至成品完成皆由机台自动操作,本机产量较一般耳带机高。


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图2.6. 4绑带式医用口罩机


如图2.6.4所示为绑带式医用口罩机,绑带式医用口罩机采用超声波焊接方式将无纺布绑带焊接于口罩本体两侧,只需一人将口罩本体置于机器的传输带上,后续拉筒包边,花轮压合,绑带切断和输出成品工作均为全自动完成。


(2)折叠口罩机


折叠口罩机亦称C型口罩机,是用于折叠口罩本体生产的全自动机器,使用超声波技术,将3~5层PP无纺布、活性炭以及过滤材料粘合,并剪切出折叠口罩本体,可加工3M 9001、9002等口罩本体。


根据所使用原材料的不同,所生产的口罩可以达到如FFP1、FFP2、 N95等不同的标准,耳带为弹性不织布,使配戴者耳部舒适,无压力,口罩滤布层过滤效果好,完美契合亚洲人脸型,可适用于建筑、矿业等高污染行业。


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图2.6. 5折叠式口罩机


(3)杯型口罩机


杯型口罩机是由生产杯型口罩的一系列机器组成,其中包括:杯型口罩成型机、杯型口罩面罩机、转盘式杯型口罩熔接切片机、杯型口罩呼吸阀冲孔机、杯型口罩鼻线贴合机、杯型口罩耳带点焊机、杯型口罩单色移印机、杯型口罩 呼吸阀焊接机等。


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图2.6. 6杯型口罩成型机


如图2.6.6所示为杯型口罩成型机,杯型口罩成型机可以自动完成从送料,到一次成型、剪切以及退料等多道工序,相比传统的人工送料、退料、剪切可以省去3-5个人工,每分钟可生产口罩30-36个,采用PLC控制系统,触摸屏设置,操作简单快捷,可单人单机使用,仅需人工放料及取料。极大地提高了生产效率。


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图2.6. 7杯型口罩面罩机


如图2.6.7所示为杯型口罩面罩机,又称切片机,主要是利用超声波切割及自动熔接封边的原理,完成切片的异形切割及熔接。该机器解决传统花边机定位不精准、尺寸控制不精确、生产效率低及人工成本高等缺点。集放料、棍轮拉料、超声波切割、废料分离、成品分片等诸多工序为一体,极大的提高了生产效率,降低了生产成本,使产品更加标准化、质量更稳定、外形更美观。


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图2.6. 8转盘式杯型口罩熔边冲切机


如图2.6.8所示为转盘式杯型口罩熔边冲切机,转盘式杯型口罩熔边冲切机,主要是利用超声波熔接和自动封边的原理,完成杯型口罩边缘的焊接和冲切流程的机器。该机将杯型口罩熔边和冲切两个以前完全独立的工序创造性的结合起来,多工位转盘,焊接的同时附带切料装置,焊接与切料两机头同时工作,采用PLC控制系统,触摸屏设置,操作简单便捷,可单人单机使用,只需要工人放料、取料即可,可极大的节省人工,使杯型口罩的生产更为简单快捷。


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图2.6. 9杯型口罩呼吸阀冲孔机


如图2.6.9所示为杯型口罩呼吸阀冲孔机,杯型口罩呼吸阀冲孔机用于杯型口罩前端呼吸阀的打孔,采用脚踏式开关,操作简单,冲孔大小及口罩模具可以按客户需求设计,是生产带呼吸阀口罩的理想打孔设备。



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图2.6. 10杯型口罩鼻线贴合机


如图2.6.10所示为杯型口罩鼻线贴合机,可用于平面、内耳带/外耳带、杯型口罩、鸭嘴型及其它异形口罩的鼻线贴合。将口罩本体制作完成后,自动对鼻线进行贴合,操作简便。


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图2.6. 11杯型口罩耳带点焊机


如图2.6.11所示为杯型口罩耳带点焊机,设计小巧灵活、操作简单方便。可用于平面、内耳带/外耳带、杯型口罩、鸭嘴型及其它异形口罩的焊接。将口罩本体制作完成后,人工对耳带进行焊接,操作简便,接点牢固美观。


(4)异型口罩机


异型口罩机指的是生产特殊形状口罩的口罩机,主要有鸭嘴形口罩机、鱼形口罩机、柳叶形口罩机等。


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图2.6. 12鸭嘴形口罩机


①鸭嘴形口罩机,如图2.6.12所示,亦称全自动超声波鸭嘴口罩制造机,是利用超声波无缝熔接的原理从而生产出适用于高污染工业用的鸭嘴形口罩的机台。


口罩本体部分可使用4~10层的PP无纺布以及过滤材料(如:熔喷布、活性炭材料等),从而可以生产出达到N95,FFP2等各种过滤级别的口罩成品。且此机台的自动化程度极高,从入料到成品均为一条线自动化作业:原材料自动入料,独立鼻线输送系统,且可将鼻线自动包折于无纺布内,自动折边以及成品裁切,并可以自动附加呼吸阀孔。此鸭嘴形口罩机[1]生产的成品,外形美观;该机台性能稳定,产量高,不良率低,易于操作。


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图2.6. 13鱼形口罩机


②鱼形口罩机,如图2.6.13所示,是用于折叠口罩本体生产的全自动机器,使用超声波技术,将3~5层PP无纺布、活性炭以及过滤材料粘合,并剪切出折叠口罩本体, 可加工3M 9001、9002等口罩本体。


第3章 产业现状调查


3.1 国内外研究现状


国内外对口罩生产设备的研发已有几十年的历史,相关技术和工艺已具备了良好的基础,相关专利、论文等科技成果也较多。为了多角度反映口罩生产设备的研究与发展状况,此次广东省口罩生产设备行业专利导航项目组除了对口罩生产设备行业进行深入的专利信息分析之外,也将对另一种重要科技成果——论文进行相应调查分析。调查选择了中国知网、Web of Science和EI进行,经过调查,共得到960篇口罩生产设备相关论文,其中中文论文37篇,外文论文923篇。下文将分别从中外两个方面对口罩生产设备的文献研究状况进行概述。


3.1.1 国内口罩生产设备研究论文分析


国内中文论文37篇,总量较少,其中期刊论文24篇,硕士论文12篇,博士论文1篇。


(1)国内口罩生产设备研究论文发文趋势


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图3.1. 1国内口罩生产设备研究论文总体趋势


如图3.1.1所示,国内在20世纪70年代就已经有口罩生产设备相关研究论文出现,截至2019年,四十余年来年度发文量一直处于个位数,可见国内口罩生产设备的学术研究并未受到太多关注。


(2) 国内口罩生产设备研究论文引文分析


国内口罩生产设备研究论文总被引数为95次,篇均被引数为2.57次。


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 图3.1. 2国内口罩生产设备研究论文互引网络分析


如图3.1.2所示,其论文被引量和引用量均不多,跟发文量基本一致,没有形成规模;而从下图来看,国内口罩生产设备的学术研究人员互相之间有一定关注,论文互有引用。


(3)国内口罩生产设备研究论文研究主题分析


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图3.1. 3国内口罩生产设备研究论文关键词共现网络


从图3.1.3论文关键词共现节点图来看,除了口罩是最大关键词节点外,无纺布、PLC打片机、超声波焊接、凹模、步进电机、耳带、超声波振动、冲压成型、过滤效率、防雾、PM2.5、呼吸阻力和防护效果等研究方向也是比较凸显的关键词节点,可见这些主题领域较受国内口罩生产设备研究者的关注。


(4)国内口罩生产设备研究机构分布


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图3.1. 4国内口罩生产设备研究论文来源机构分布


如图3.1.4所示,国内从事口罩生产设备学术研究的机构主要是高校,其中发文量较多的是青岛科技大学、东华大学和重庆大学。


3.1.2 国外口罩生产设备研究论文分析


综合Web of Science和EI所见,外文论文共923篇,其中会议论文占65.09%,期刊论文占30.69%。研究的主题主要有面具、面罩、光掩模、光罩、光刻、检验设备、平板印刷、半导体器件制造、紫外线光刻技术、过程控制等等,其对口罩生产设备的研究,主要侧重于各种测试设备,滤材的过滤效率,口罩的防护性能,对口罩的缺陷测试,口罩与人脸的适合性,以及一些制备生产工艺、技术、控制的改进等方面的研究。


(1)国外口罩生产设备研究论文发文趋势


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图3.1. 5国外口罩生产设备研究论文总体趋势(web of science)


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图3.1. 6国外口罩生产设备研究论文总体趋势(EI)


如图3.1.5-3.1.6所示,国外口罩生产设备研究论文每年的发文量比较稳定,总体走势较为平稳,相关研究者们每年都有一定的学术产出。


(2)国外口罩生产设备研究论文来源地域分布


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图3.1. 7国外口罩生产设备研究论文来源地域分布(web of science)


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图3.1. 8国外口罩生产设备研究论文来源地域分布(EI)


如图3.1.7-3.1.8所示,国外口罩生产设备研究发文量较多的国家有美国、日本、德国、韩国和英国等,口罩生产设备的学术研究在发达国家受到了较多关注。


(3)国外口罩生产设备研究论文研究领域分布


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图3.1. 9国外口罩生产设备研究论文研究领域分布(web of science)


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图3.1. 10国外口罩生产设备研究论文研究领域分布(EI)


如图3.1.9-3.1.10所示,从Web of Science和EI发文来看,国外口罩生产设备研究论文涉及的研究领域分布上大体一致,物理学科领域论文量最多,包括半导体和集成电路、光学、电子工程、仪器仪表等,其次是材料科学、工程制造、印刷、检验、化学等领域。


(4)国外口罩生产设备研究论文研究主题分析


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图3.1. 11国外口罩生产设备研究论文规范化词表分布(EI)


从图3.1.11规范化词表分布来看,国外口罩生产设备研究主题涉及“面具、面罩”的论文最多,为200篇;其次是“光掩模、光罩”,112篇;涉及“检查”的论文有103篇,“光刻”的93篇;“检验设备”的92篇,“缺陷”82篇;之后分别为涉及“平板印刷”、“半导体器件制造”、“紫外线光刻技术”、“过程控制”等的论文。


3.2 地方产业现状


东莞市是广东省内同时也是国内主要的口罩生产设备企业聚集地,东莞口罩生产设备企业的市场生存状态也能一定程度上反映广东省乃至全国口罩生产设备产业企业的生存状态。


3.2.1 产业发展现状


根据口罩行业的上下游厂商调查可以看出,口罩生产设备企业及无纺布等原材料企业,同属口罩行业的上游产业,主要聚集在PP无纺布、熔喷布、鼻梁及耳带材料以及口罩打片机、口罩带点焊机、包装机等领域,代表企业有泰达控股、南方劲力、宏祥机械等。而口罩制造及销售流通相关企业为中下游产业,主要为一些口罩生产企业和销售商,代表企业有保为康、华东医药等。


从口罩产业链来看,长三角地区、京津冀地区在口罩原材料、口罩生产制造以及销售流通领域具有较强的产业优势,而东莞则在口罩生产设备领域具有独特的优势,聚集了国内大部分口罩机生产企业,相关企业的注册资本从50万人民币到1300万港币,主要有东莞快裕达自动化设备有限公司、东莞市宏祥机械设备有限公司、东莞市利瀚机械有限公司和东莞市南方力劲机械有限公司等代表。根据关联企业的分布来看,口罩行业上游的口罩生产设备企业大部分分布在珠三角区域,这也在一定程度上体现了珠三角产业齐全的基础优势,同时也在“大湾区”战略落地和广深创新走廊畅通的背景下,将会迎来新的发展机遇。


3.2.2 产品技术优势


从东莞市企业目前产品供应和技术研发来看,主要口罩生产设备的产品为:按用途分,医用口罩制造机、工业应用口罩制造机、民用日常口罩机;按罩型分,平面口罩机、折叠口罩机、杯型口罩机、异型口罩机;按过滤规格及材料分,N95口罩机、3M口罩机,纱布口罩机,滤片口罩机,M10口罩机;按产品分,口罩本体制造机以及口罩机辅助及组合设备,口罩耳带熔接机、自动连线机、口罩耳带点焊机、鼻梁条焊接设备、过滤棉机、呼吸阀焊机、冲切等,以及整厂口罩设备生产线。以上产品或技术涉及的标准包括:GB2626-2019呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器、GB/T32610-2016日常防护型口罩技术规范、YY/T0969-2013一次性使用医用口罩、YY0469-2011医用外科口罩、GB19083-2010医用防护口罩技术要求,以及ISO9001、欧盟CE认证标准等。


口罩生产设备具体生产流程大多为全自动化流程,同时包括部分半自动生产线和辅助设备组合生产线。其中,全自动医用平面口罩机具有较好的市场基础或技术优势。同时,平面口罩机和折叠口罩机在行业发展中的市场占有率最大,并且结合防疫后期的市场预测,具有较好的市场前景。


3.3 难点及方向


3.3.1 目前面临难点


我们针对企业自身及市场发展过程中的一些难点和痛点进行了电话访谈,整体生产运营成本高、研发时间紧张和内部竞争压力大是被反馈最多和最为集中的问题。


(1)内外部竞争压力大:竞争对手有来自广东本地甚至东莞本地企业互有竞争,包括佛山的鄂松盛,广州的基洛机械,深圳的迈腾飞科等,也有来自省外诸如江苏的常州德悦和万腾超声波等,以及疫情发生后大批的转产企业,其口罩产品或技术的市场容量,给当前东莞市口罩生产设备企业带来较大的压力;


(2)整体生产运营成本高;


(3)研发时间紧张;


(4)研发团队和研发资源方面的不足,导致在市场竞争时处于一定的劣势;


(5)由于以往行业关注度低、市场饱和度高、科技创新资源少、企业知识产权人才缺乏等原因,企业在知识产权创新过程中也受到掣肘,企业知识产权战略难以开展和实施。


3.3.2 未来发展方向


随着疫情的发展,2020年卫生防护设施和材料及相关设备迅速成为市场发展热点,无论是具有一定专利基础的传统行业企业,还是迅速转型转产的相关市场周边产业企业,均表现出较好的创新发展态势。


(1)基于超声波缝合、鼻线粘合、耳带熔接等技术一定原有的研发基础,未来结合地方产学研科技合作,以期在其设备组合及其自动化方向上取得更大突破;


(2)可重复使用口罩以及改善空气阻力的口罩等生产设备技术创新。


(3)在加强技术创新的同时,形成自主品牌优势,有效实施知识产权战略。



注:

【1】 左双燕,陈玉华,曾翠,吴安华,任南,黄勋.各国口罩应用范围及相关标准介绍[J/OL].中国感染控制杂志:1-8[2020-02-6].

【2】 资料来源:各级政府门户网站、智研咨询

【3】 资料来源:健康纺织

【4】 左双燕,陈玉华,曾翠,吴安华,任南,黄勋.各国口罩应用范围及相关标准介绍[J/OL].中国感染控制杂志:1-8[2020-02-6].

【5】 资料来源:赛迪顾问

【6】 资料来源:中商产业研究院

【7】 数据来源:赛迪研究院

【8】 资料来源:国家食品药品监督管理局

【9】 资料来源:中国纺织品商业协会,观研天下

【10】 资料来源:公开信息


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