一种口罩片的成型工艺的制作方法

本发明涉及口罩生产领域，具体是涉及一种口罩片的成型工艺。

背景技术：

杯型口罩是为了人们的健康而设计的，为了阻止一些对人体有害的可见或不可见的物质进行过滤，从而不会给人体带来不必要的影响。杯型口罩因为其独特的外形设计，可以有效的阻止粉尘、细菌、病毒等有害物质的入侵从而被广泛的应用于采矿业，建筑业，铸造业，研磨制药业，农业园艺，林业畜牧业，地铁工程，铝作业，电子电器、仪表仪器制造业，食品加工业，水泥厂，纺织厂，工具五金厂，钣金打磨、抛光、切割，解体工程，粉碎作业，能有效防止有色金属、重金属等有害污染物，阻隔玻璃纤维、石棉等有害物质。

与平面口罩相比，杯型口罩具有以下优势：

1.杯型口罩独特的外形设计，口罩与脸部的密闭性更好,粉尘、病毒不能轻易漏入；

2.符合人体工学的鼻部设计,内置柔软泡沫鼻垫,增加配戴的舒适性。

杯型口罩大多是制成3层的样式，通常是分别位于里层和外层的两层定型布料(如无纺布、定型棉、针刺棉等)，中间夹着过滤材料(如熔喷过滤棉)，共3层热压成型。

中国专利cn201911415314.7公开了一种全自动杯型口罩成型设备，其包括模具旋转机、外层加热定型机、中层常温定型机、里层加热定型机、超声波焊接机和后工序加工机。模具旋转机，包括旋转驱动源和与旋转驱动源连接的转盘；外层加热定型机，位于转盘的侧方；中层常温定型机，位于转盘的侧方，相邻于外层加热定型机设置；里层加热定型机，位于转盘的侧方，相邻于中层常温定型机设置；超声波焊接机，位于转盘的侧面，并相邻于里层加热定型机设置；后工序加工机，位于超声波焊接机的一侧。通过上述设备，对布料层的分别加工在进行配件安装，使杯型口罩的生产实现全自动化，提高杯型口罩的生产效率和成品率，保证口罩成品的一致性。

如上述设备所述，现有的口罩片(口罩半成品)成型时，先分别将三层材料(里层定型材料、外层定型材料和过滤材料)加热定型后，再将定型后的三层材料叠加在一起形成叠层后，利用超声波焊接等方式将三层材料进行焊接组合，形成口罩片。这样的成型方式，需要进行的工艺步骤与使用到的设备较多，使得口罩的生产效率有限，可能会造成现有产能无法匹配短时爆发的新增需求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种口罩片的成型工艺，本技术方案解决了现有口罩片每一层先定型之后叠层组合后再超声波焊接需要进行的工艺步骤与使用到的设备较多，使得口罩的生产效率有限的问题，该成型工艺在一套模具(第一模具)中同步完成口罩片成型工艺中的热压合和热定型处理，节约了工时，减少了所需使用的设备，提高了生产效率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种口罩片的成型工艺，包括以下步骤：

按外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的分类，进行原料上料；

对至少一层定型布料其中一面进行烧毛处理，定型布料进行烧毛处理的面上形成颗粒状的烧结颗粒；

将三层原料叠层组合，得到叠层后原料，其中定型布料进行烧毛处理的一面面朝中层过滤材料设置；

输送叠层后原料至第一模具中；

确定叠层后原料热压合的边界轮廓，第一模具包括第一上模和第一下模，第一上模具有凸模，第一下模具有凹模，第一模具对叠层后原料边界轮廓处进行热压合处理，在热压合温度下将三层原料封边组合在一起，得到口罩片半成品；

第一模具对叠层后原料位于边界轮廓内圈区域进行热定型处理，在热定型温度下口罩片半成品在热压合过程中同步被热定型，其中凸模与叠层后原料边界轮廓内圈区域相接触，叠层后原料边界轮廓内圈区域被凸模拉伸，使得叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，并与凹模型腔间存在一定间隙；

输送口罩片半成品至第二模具中；

第二模具将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，并同步进行口罩片半成品的冷却定型处理，得到口罩片。

可选的，所述外层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合。

可选的，所述内层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合。

可选的，所述中层过滤材料为熔喷过滤棉。

可选的，第二模具将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，并同步进行口罩片半成品的冷却定型处理之后，得到口罩片之后，还包括以下步骤：

去除口罩片轮廓边缘及表面的毛刺；

检视口罩片的外观是否满足要求，保留其中合格的口罩片进行后续装配工序。

可选的，烧毛处理的速率为13m/min，烧毛处理的压力为0.2mpa。

可选的，第一模具运行时，第一上模的温度为160-185℃，第一下模的温度为100-145℃，凸模尺寸固定设置，凸模的尺寸小于凹模的尺寸，热压合处理的温度为160-170℃，热压合的压力为0.8mpa，热定型的温度为m℃，其中100≤m<130。

可选的，第二模具进行冷却定型处理时的温度为20-22℃，冷却时间为15s。

可选的，对至少一层原料进行烧毛处理，烧毛处理的原料上形成颗粒状的烧结颗粒具体为：

对外层定型布料进行烧毛处理，外层定型布料其中一面上形成形成颗粒状的烧结颗粒。

可选的，输送叠层后原料至第一模具中之前还包括以下步骤：

对叠层后原料进行预压合。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

该成型工艺在一套模具(第一模具)中同步完成口罩片成型工艺中的热压合和热定型处理，与传统的先热定型再超声波焊接压合相比，节约了工时，减少了所需使用的设备，同时区别于现有技术中三层原料进行定型的工序，对其中一层原料进行烧毛处理后，直接将三层各原料叠层组合在一起，烧毛处理后的原料会形成烧结颗粒，烧结颗粒在后续的热压合工序中，会被加热溶解，在热压合过程中形成粘结体，并渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内，与中层过滤材料以及内层定型布料结合在一起，提高了热压合封边效果，之后在第一模具中完全对叠层后原料的热定型处理，避免因后续冷却速度不同导致三层原料定型后的曲度的差异，导致叠加后三层不了之间存有间隙，进而使得三层原料之间贴合情况较差。该成型工艺制成的口罩片平整美观，不会产生局部隆起翘边的情况，贴合性良好，有助于提高佩戴舒适性。

附图说明

图1为通过本发明口罩片的成型工艺制备得到的口罩片的结构示意图一；

图2为通过本发明口罩片的成型工艺制备得到的口罩片的结构示意图二；

图3为本发明口罩片的成型工艺中实施例1的流程图；

图4为本发明口罩片的成型工艺中实施例1的示意图；

图5为本发明口罩片的成型工艺中实施例2的流程图；

图6为本发明口罩片的成型工艺中实施例3的流程图。

附图标记说明：

1-外层；

2-里层；

3-拱形部。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

请参阅图3，该口罩片成型工艺，包括以下步骤：

s100)将口罩片成型所需的原料分为三层原料，包括外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料，并分别进行外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的分类上料。

进一步的，在本实施例中，外层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合。内层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合，中层过滤材料为熔喷过滤棉。

s200)在分类上料过程中，对其中至少一层定型布料的其中一面进行烧毛处理，定型布料进行烧毛处理的面上形成颗粒状的烧结颗粒。

进一步的，在本实施例中，烧毛处理的速率为13m/min，烧毛处理的压力为0.2mpa。烧毛处理可以采用烧毛辊，分为接触式烧毛(压合烧毛)和非接触式烧毛(不压合烧毛)，两种烧毛方式的温度不同，非接触式烧毛的温度高于非接触式烧毛的温度。

进一步的，在本实施例中，单独对外层定型布料进行烧毛处理，外层定型布料其中一面上形成形成颗粒状的烧结颗粒，烧结颗粒在后续的热压合工序中，会被加热溶解，在热压合过程中形成粘结体，并渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内，与中层过滤材料以及内层定型布料结合在一起，提高了热压合封边效果。

s300)将三层原料叠层组合，按照外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行三层原料的叠层组合，优选的按照自上而下依次为外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行叠层，得到叠层后原料，其中定型布料进行烧毛处理的一面面朝中层过滤材料设置。这样可以使得外层定型布料上形成的烧结颗粒在二次被加热时，有效渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内。

s400)进行叠层后原料的送料，将叠层后原料输送进入第一模具中，输送叠层后原料至第一模具中。

s500)确定叠层后原料热压合的边界轮廓，第一模具包括第一上模和第一下模，第一上模具有凸模，第一下模具有凹模，第一模具对叠层后原料边界轮廓处进行热压合处理，在热压合温度下将三层原料封边组合在一起，得到口罩片半成品。

s600)第一模具对叠层后原料位于边界轮廓内圈区域进行热定型处理，在热定型温度下口罩片半成品在热压合过程中同步被热定型，其中凸模与叠层后原料边界轮廓内圈区域相接触，叠层后原料边界轮廓内圈区域被凸模拉伸，使得叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，并与凹模型腔间存在一定间隙，请参阅图4，叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，形成口罩片的拱形部。

第一模具包括第一上模(具有凸模)和第一下模(具有凹模)，在第一模具内完成对三层原料的热压合和热定型，同时热压合和热定型是同步进行的，第一上模与第一下模合模时，凸模向凹模下压，形成热定型区域，第一下模的凹陷部分的边缘处为叠层后原料热压合的边界轮廓。

进一步的，在本实施例中，第一模具运行时，第一上模的温度为160-185℃，第一下模的温度为100-145℃，凸模尺寸固定设置，凸模的尺寸小于凹模的尺寸，热压合处理的温度为160-170℃，热压合的压力为0.8mpa，热定型的温度为m℃，其中100≤m<130。因为熔喷过滤棉130℃会融化，在第一模具中，凸模始终是固定的，并且其尺寸小于凹模的尺寸，当凸模接触并拉伸叠层后原料边界轮廓内圈区域时，导致该区域在拉伸并成型为拱形部的时候，拱形部不会接触到凹模的型腔底部，进而使得拱形部温度较低。通过反复温度试验，改变凹模的型腔尺寸，使得第一模具完全合模后，被拉伸成型的拱形部即叠层后原料边界轮廓内圈区域与凹模型腔之间的间隙达到合理范围，最终使得到叠层后原料边界轮廓处温度达到能够融化烧结颗粒的温度，而拱形部未达到熔喷布融化温度，使得三层原料在加热定型时，位于中间的中层过滤材料的特性不会产生破坏。

s700)进行口罩片半成品的送料，将口罩片半成品输送进入到第二模具中，输送口罩片半成品至第二模具中。

s800)第二模具将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，并同步进行口罩片半成品的冷却定型处理，得到口罩片。

在第二模具内完成对口罩半成品的裁剪和冷却定型，沿口罩半成品热压合的边界轮廓进行裁剪，将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，得到所需的口罩片形状，之后输送到后续工序加工设备进行对杯型口罩片配件的装配，最终得到杯型口罩成品。

进一步的，在本实施例中，第二模具进行冷却定型处理时的温度为20-22℃，冷却时间为15s。

实施例2

请参阅图5，该口罩片成型工艺，包括以下步骤：

s110)将口罩片成型所需的原料分为三层原料，包括外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料，并分别进行外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的分类上料。

进一步的，在本实施例中，外层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合。内层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合，中层过滤材料为熔喷过滤棉。

s210)在分类上料过程中，对其中至少一层定型布料的其中一面进行烧毛处理，定型布料进行烧毛处理的面上形成颗粒状的烧结颗粒。

进一步的，在本实施例中，烧毛处理的速率为13m/min，烧毛处理的压力为0.2mpa。烧毛处理可以采用烧毛辊，分为接触式烧毛(压合烧毛)和非接触式烧毛(不压合烧毛)，两种烧毛方式的温度不同，非接触式烧毛的温度高于非接触式烧毛的温度。

进一步的，在本实施例中，单独对外层定型布料进行烧毛处理，外层定型布料其中一面上形成形成颗粒状的烧结颗粒，烧结颗粒在后续的热压合工序中，会被加热溶解，在热压合过程中形成粘结体，并渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内，与中层过滤材料以及内层定型布料结合在一起，提高了热压合封边效果。

s310)将三层原料叠层组合，按照外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行三层原料的叠层组合，优选的按照自上而下依次为外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行叠层，得到叠层后原料，其中定型布料进行烧毛处理的一面面朝中层过滤材料设置。这样可以使得外层定型布料上形成的烧结颗粒在二次被加热时，有效渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内。

s410)进行叠层后原料的送料，将叠层后原料输送进入第一模具中，输送叠层后原料至第一模具中。

s510)确定叠层后原料热压合的边界轮廓，第一模具包括第一上模和第一下模，第一上模具有凸模，第一下模具有凹模，第一模具对叠层后原料边界轮廓处进行热压合处理，在热压合温度下将三层原料封边组合在一起，得到口罩片半成品。

s610)第一模具对叠层后原料位于边界轮廓内圈区域进行热定型处理，在热定型温度下口罩片半成品在热压合过程中同步被热定型，其中凸模与叠层后原料边界轮廓内圈区域相接触，叠层后原料边界轮廓内圈区域被凸模拉伸，使得叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，并与凹模型腔间存在一定间隙，请参阅图4，叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，形成口罩片的拱形部。

第一模具包括第一上模(具有凸模)和第一下模(具有凹模)，在第一模具内完成对三层原料的热压合和热定型，同时热压合和热定型是同步进行的，第一上模与第一下模合模时，凸模向凹模下压，形成热定型区域，第一下模的凹陷部分的边缘处为叠层后原料热压合的边界轮廓。

进一步的，在本实施例中，第一模具运行时，第一上模的温度为160-185℃，第一下模的温度为100-145℃，凸模尺寸固定设置，凸模的尺寸小于凹模的尺寸，热压合处理的温度为160-170℃，热压合的压力为0.8mpa，热定型的温度为m℃，其中100≤m<130。因为熔喷过滤棉130℃会融化，在第一模具中，凸模始终是固定的，并且其尺寸小于凹模的尺寸，当凸模接触并拉伸叠层后原料边界轮廓内圈区域时，导致该区域在拉伸并成型为拱形部的时候，拱形部不会接触到凹模的型腔底部，进而使得拱形部温度较低。通过反复温度试验，改变凹模的型腔尺寸，使得第一模具完全合模后，被拉伸成型的拱形部即叠层后原料边界轮廓内圈区域与凹模型腔之间的间隙达到合理范围，最终使得到叠层后原料边界轮廓处温度达到能够融化烧结颗粒的温度，而拱形部未达到熔喷布融化温度，使得三层原料在加热定型时，位于中间的中层过滤材料的特性不会产生破坏。

s710)进行口罩片半成品的送料，将口罩片半成品输送进入到第二模具中，输送口罩片半成品至第二模具中。

s810)第二模具将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，并同步进行口罩片半成品的冷却定型处理，得到口罩片。

在第二模具内完成对口罩半成品的裁剪和冷却定型，沿口罩半成品热压合的边界轮廓进行裁剪，将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，得到所需的口罩片形状。

s910)去除口罩片轮廓边缘及表面的毛刺。

s1010)检视口罩片的外观是否满足要求，保留其中合格的口罩片进行后续装配工序，合格的口罩片会被输送到后续工序加工设备进行对杯型口罩片配件的装配，最终得到杯型口罩成品。

与实施例1的成型工艺相比，在第二模具对半成品口罩片裁剪和冷却成型之后，对口罩片进行毛刺处理，以更好地进行后续处理

实施例3

请参阅图6，该口罩片成型工艺，包括以下步骤：

s120)将口罩片成型所需的原料分为三层原料，包括外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料，并分别进行外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的分类上料。

进一步的，在本实施例中，外层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合。内层定型布料为pp无纺布、定型棉、针刺棉其中一种或者多种进行叠层的组合，中层过滤材料为熔喷过滤棉。

s220)在分类上料过程中，对其中至少一层定型布料的其中一面进行烧毛处理，定型布料进行烧毛处理的面上形成颗粒状的烧结颗粒。

进一步的，在本实施例中，烧毛处理的速率为13m/min，烧毛处理的压力为0.2mpa。烧毛处理可以采用烧毛辊，分为接触式烧毛(压合烧毛)和非接触式烧毛(不压合烧毛)，两种烧毛方式的温度不同，非接触式烧毛的温度高于非接触式烧毛的温度。

进一步的，在本实施例中，单独对外层定型布料进行烧毛处理，外层定型布料其中一面上形成形成颗粒状的烧结颗粒，烧结颗粒在后续的热压合工序中，会被加热溶解，在热压合过程中形成粘结体，并渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内，与中层过滤材料以及内层定型布料结合在一起，提高了热压合封边效果。

s320)将三层原料叠层组合，按照外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行三层原料的叠层组合，优选的按照自上而下依次为外层定型布料、中层过滤材料和内层定型布料的层次顺序进行叠层，得到叠层后原料，其中定型布料进行烧毛处理的一面面朝中层过滤材料设置。这样可以使得外层定型布料上形成的烧结颗粒在二次被加热时，有效渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内。

s420)对叠层后原料进行预压合，先将三层原料进行一次压合，便于进行之后的热压合处理。

s520)进行叠层后原料的送料，将叠层后原料输送进入第一模具中，输送叠层后原料至第一模具中。

s520)确定叠层后原料热压合的边界轮廓，第一模具包括第一上模和第一下模，第一上模具有凸模，第一下模具有凹模，第一模具对叠层后原料边界轮廓处进行热压合处理，在热压合温度下将三层原料封边组合在一起，得到口罩片半成品。

s720)第一模具对叠层后原料位于边界轮廓内圈区域进行热定型处理，在热定型温度下口罩片半成品在热压合过程中同步被热定型，其中凸模与叠层后原料边界轮廓内圈区域相接触，叠层后原料边界轮廓内圈区域被凸模拉伸，使得叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，并与凹模型腔间存在一定间隙，请参阅图4，叠层后原料边界轮廓内圈区域处于压坠状态，形成口罩片的拱形部。

第一模具包括第一上模(具有凸模)和第一下模(具有凹模)，在第一模具内完成对三层原料的热压合和热定型，同时热压合和热定型是同步进行的，第一上模与第一下模合模时，凸模向凹模下压，形成热定型区域，第一下模的凹陷部分的边缘处为叠层后原料热压合的边界轮廓。

进一步的，在本实施例中，在本实施例中，第一模具运行时，第一上模的温度为160-185℃，第一下模的温度为100-145℃，凸模尺寸固定设置，凸模的尺寸小于凹模的尺寸，热压合处理的温度为160-170℃，热压合的压力为0.8mpa，热定型的温度为m℃，其中100≤m<130。因为熔喷过滤棉130℃会融化，在第一模具中，凸模始终是固定的，并且其尺寸小于凹模的尺寸，当凸模接触并拉伸叠层后原料边界轮廓内圈区域时，导致该区域在拉伸并成型为拱形部的时候，拱形部不会接触到凹模的型腔底部，进而使得拱形部温度较低。通过反复温度试验，改变凹模的型腔尺寸，使得第一模具完全合模后，被拉伸成型的拱形部即叠层后原料边界轮廓内圈区域与凹模型腔之间的间隙达到合理范围，最终使得到叠层后原料边界轮廓处温度达到能够融化烧结颗粒的温度，而拱形部未达到熔喷布融化温度，使得三层原料在加热定型时，位于中间的中层过滤材料的特性不会产生破坏。

s820)进行口罩片半成品的送料，将口罩片半成品输送进入到第二模具中，输送口罩片半成品至第二模具中。

s920)第二模具将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，并同步进行口罩片半成品的冷却定型处理，得到口罩片。

在第二模具内完成对口罩半成品的裁剪和冷却定型，沿口罩半成品热压合的边界轮廓进行裁剪，将口罩片半成品位于边界轮廓外圈区域的裁剪掉，得到所需的口罩片形状。

s1020)去除口罩片轮廓边缘及表面的毛刺。

s1120)检视口罩片的外观是否满足要求，保留其中合格的口罩片进行后续装配工序，合格的口罩片会被输送到后续工序加工设备进行对杯型口罩片配件的装配，最终得到杯型口罩成品。

与实施例1、实施例2的成型工艺相比，输送叠层后原料至第一模具中之前，预先对叠层后的原料进行一次压合，便于之后第一模具对叠层后原料进行热压合封边。

请参阅图1和图2，为使用本发明中口罩片成型工艺制备得到的口罩片，包括里层2、外层1和中间过滤层(图中未示出)，在第一模具的第一上模作用下，压制形成明显的拱形部3。

本发明的有益效果：

该成型工艺在一套模具(第一模具)中同步完成口罩片成型工艺中的热压合和热定型处理，与传统的先热定型再超声波焊接压合相比，节约了工时，减少了所需使用的设备，同时区别于现有技术中三层原料进行定型的工序，对其中一层原料进行烧毛处理后，直接将三层各原料叠层组合在一起，烧毛处理后的原料会形成烧结颗粒，烧结颗粒在后续的热压合工序中，会被加热溶解，在热压合过程中形成粘结体，并渗透到中层过滤材料以及内层定型布料内，与中层过滤材料以及内层定型布料结合在一起，提高了热压合封边效果，之后在第一模具中完全对叠层后原料的热定型处理，避免因后续冷却速度不同导致三层原料定型后的曲度的差异，导致叠加后三层不了之间存有间隙，进而使得三层原料之间贴合情况较差。该成型工艺制成的口罩片平整美观，不会产生局部隆起翘边的情况，贴合性良好，有助于提高佩戴舒适性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。