CN110126321B - 一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，涉及口罩制作技术领域，该方法包括以下步骤：S1，备模备料，准备复合工序所需的模具与原材料；S2，上料，将中间过滤层在模具上固定；S3，过滤层定型，将上模逐个落下后使过滤层定型；S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型；S5，杯体组合；S6，杯体成型；S7，成品批量抽验。本发明通过对杯型口罩复合工艺的改进，降低了机械压力对杯体的伤害，并且降低通过温度整型造成的过滤材料伤害，进而解决解决了机械复合造成的口罩性能的损失；本发明解决了现有工艺的缺陷、不足和材料的局限性，进而使整个工艺过程阻力低、效率高、不降低过滤效率并且易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及口罩制作技术领域，具体为一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法。
背景技术
目前杯型口罩的复合工序是将口罩主要的中间过滤层通过设备模具压模一体成型或手工成型的方法，使之与口罩的外层、内层形成口罩的主体。
在口罩制作的工艺过程中，口罩过滤层材料的受热、受压、拉扯会破坏材料，导致其性能明显下降，反应在口罩成品上即过滤效率、阻力等关键技术指标下降、不达标等。
现有技术中杯型口罩的常用复合工艺主要分为两种：
一种是在口罩内层成型后，手工在内层外蒙上过滤层，再将成型的外层或有机气体过滤层加在外层，后继通过口罩边缘的焊接、高压、或者热压形成口罩的主体；此方法在一定程度上解决了过滤层的受热、受压、拉扯而导致的关键性能下降；但解决不了因为作业人员的不同而导致的关键性能过滤效率的不稳定，也解决不了手工作业的低效率的问题；
第二种是先将中间过滤层在设备模具上手工做杯状预成型，然后通过设备将整体低温定型模具通过压力压合整形，并将已成型的内、外层分别罩在其内、外侧，后继再通过口罩边缘的焊接、高压或者热压形成口罩的主体，此方法在一定程度上提高了工作效率，但低温模具下压成型依然会造成其关键性能，如：过滤效率、呼吸气阻力、静电衰减周期等指标被破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的杯型口罩的常用复合工艺中所存在的因为作业人员的不同而导致的关键性能过滤效率的不稳定，以及手工作业的低效率和低温模具下压成型依然会造成其关键性能如过滤效率、呼吸气阻力、静电衰减周期等指标被破坏的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，该方法包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动；拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在模具头部预留一定材料长度，要求长度尺寸范围在12-15cm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，上模模芯完全落下后，使过滤层完全定型；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层分别放置在过中间过滤层的外侧与内侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
优选的，S1中，所述中间过滤层可以是熔喷过滤层，也可以是熔喷过滤层与静电棉过滤层、活性炭过滤层、石墨烯过滤层、过滤膜的任意组合，且组合后的过滤层不超过五层。
优选的，S1中，所述熔喷过滤层为单位面积重量为15-200g/m2的纤维材料，所述静电棉过滤层为单位面积重量为30-200g/m2的纤维材料,所述活性炭过滤层为单位面积含有活性炭颗粒物重量为15-200g/m2的纤维材料。
优选的，S3中，所述设备的上模模芯的数量为2-12个，所述模芯下落的时间间隔为0.2-8s，且模芯材料不可进行热量传导。
优选的，S4中，当过滤层杯体周边为热熔成型时，热熔温度为60-170℃；当过滤层杯体周边为焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为3-8kg/cm2；工作温度为-5-45℃。
优选的，S6中，当杯体边缘固化成型方式为热熔成型时，热熔温度为60-180℃；当过滤层杯体周边为焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为3-8kg/cm2；工作温度为-5-45℃。
优选的，S7中，所述口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物5-30mg/m3的气体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过对杯型口罩复合工艺的改进，降低了机械压力对杯体的伤害，并且降低通过温度整型造成的过滤材料伤害，进而解决解决了机械复合造成的口罩性能的损失；
2.本发明解决了现有工艺的缺陷、不足和材料的局限性，进而使整个工艺过程阻力低、效率高、不降低过滤效率并且易于操作。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动；拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在模具头部预留一定材料长度，要求长度尺寸范围在12-15cm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，此处选择方式一进行落模，上模模芯完全落下后，使过滤层完全定型；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层分别放置在过中间过滤层的外侧与内侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型方式为焊接成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
其中，S1中，所述中间过滤层为熔喷过滤层与静电棉过滤层的组合层，且组合后的过滤层为两层；所述熔喷过滤层为单位面积重量为50g/m2的纤维材料，所述静电棉过滤层为单位面积重量为50g/m2的纤维材料。
S3中，设备的上模模芯的数量为6个，模芯下落的时间间隔为2s，且模芯材料不可进行热量传导。
S4中，过滤层杯体周边进行焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为4kg/cm2；工作温度为20℃。
S6中，过滤层杯体周边进行焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为5kg/cm2；工作温度为20℃。
S7中，口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物19mg/m3的气体。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动；拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在模具头部预留一定材料长度，要求长度尺寸范围在12-15cm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，此处选择方式二进行落模，上模模芯完全落下后，使过滤层完全定型；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层分别放置在过中间过滤层的外侧与内侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型的方式为热熔成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
其中，S1中，所述中间过滤层为熔喷过滤层与活性炭过滤层的组合层，且组合后的过滤层层数为两层；所述熔喷过滤层为单位面积重量为50g/m2的纤维材料，所述活性炭过滤层为单位面积含有活性炭颗粒物重量为50g/m2的纤维材料。
S3中，所述设备的上模模芯的数量为8个，所述模芯下落的时间间隔为2s，且模芯材料不可进行热量传导。
S4中，过滤层杯体周边进行热熔成型时，热熔温度为90℃。
S6中，杯体边缘进行热熔成型时，热熔温度为100-180℃。
S7中，口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物19mg/m3的气体。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动；拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在模具头部预留一定材料长度，要求长度尺寸范围在15mm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，上模模芯完全落下后，此处选择方式一进行螺模，使过滤层完全定型；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型方式为焊接成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层分别放置在过中间过滤层的外侧与内侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型方式为焊接成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
其中，S1中，所述中间过滤层为熔喷过滤层与静电棉过滤层、活性炭过滤层的组合层，且组合后的过滤层层数为三层；所述熔喷过滤层为单位面积重量为50g/m2的纤维材料，所述静电棉过滤层为单位面积重量为50g/m2的纤维材料,所述活性炭过滤层为单位面积含有活性炭颗粒物重量为50g/m2的纤维材料。
S3中，所述设备的上模模芯的数量为10个，所述模芯下落的时间间隔为3s，且模芯材料不可进行热量传导。
S4中，过滤层杯体周边进行焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为5kg/cm2；工作温度为30℃。
S6中，过滤层杯体周边进行焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为6kg/cm2；工作温度为30℃。
S7中，口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物19mg/m3的气体。
实施例四
本发明提供一种技术方案：一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动；拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在模具头部预留一定材料长度，要求长度尺寸为15mm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，上模模芯完全落下后，此处选择方式二进行落模，使过滤层完全定型；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型方式为热熔成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层分别放置在过中间过滤层的外侧与内侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型，此处选择固化成型的方式为热熔成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
其中，S1中，所述中间过滤层为单层的熔喷过滤层；所述熔喷过滤层为单位面积重量为80g/m2的纤维材料。
S3中，所述设备的上模模芯的数量为12个，所述模芯下落的时间间隔为3s，且模芯材料不可进行热量传导。
S4中，当过滤层杯体周边为热熔成型时，热熔温度为80℃。
S6中，当杯体边缘固化成型方式为热熔成型时，热熔温度为90℃。
S7中，口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物19mg/m3的气体。
上述四组实施例经过步骤七同等测试后获得的结果如下：
上述四组实施例实测数据表明：
1.旧复合方案和过滤层测试数据对比，旧复合方案阻力B＞过滤层阻力A，经旧复合工艺后，吸气阻力增加2.6-5.1mmH2O,渗透率随阻力增加也有较小增加；
2.新复合方案和过滤层测试数据对比，新复合方案阻力B+≈过滤层阻力A，经新复合工艺后，吸气阻力变化值在-1.3-0.5mmH2O,渗透率随阻力变化也有较小变化；
3.新复合方案和旧复合方案测试数据对比，新复合方案阻力B+＜旧复合方案阻力B，旧复合工艺的吸气阻力比新复合工艺的阻力增加2.1-6.4mmH2O,渗透率也有一定增加，新复合方案关键性能优于旧复合方案。
综上所述，新复合工艺方案后的杯体口罩吸气阻力小，对于佩戴的消费者来说吸气的阻力会更小，更舒适。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1，备模备料，准备复合工序所需模具，并将模具清理干净，并将模具参数调整到合适值，准备复合工序所需的材料，具体包括；中间过滤层的卷料、热压成型的口罩内层和口罩外层；
S2，上料，将中间过滤层的卷料固定在模具一侧，卷料可在模具固转动，拉动中间过滤层料头至下模另一侧，并在材料头部预留一定长度，要求长度尺寸范围在12-15mm；
S3，过滤层定型，将上模模芯逐个落下，下落方向有两种选择方式，方式一：下落方向从一侧到另一侧，方式二：下落方向从中间往两侧，上模模芯完全落下后，使过滤层完全定型，所述上模模芯的数量为2-12个，所述模芯下落的时间间隔为0.2-8s，且模芯材料不可进行热量传导；
S4，过滤层成型，将过滤层杯体周边固化成型，固化成型的方式有两种，方式一为焊接成型，方式二为热熔成型；
S5，杯体组合，将已成型的口罩内层与口罩外层依次放置在过中间过滤层的内侧与外侧，并将口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘相对其并紧密贴合在一起；
S6，杯体成型，贴合在一起的口罩内层、口罩外层与中间过滤层的边缘进行固化成型，固化成型的方式同样有两种，方式一为焊接成型，方式二维热熔成型；
S7，成品批量抽验，将口罩杯体与过滤层依次进行吸气阻力测试，检验合格后，产品方可进行大批量生产。
2.根据权利要求1所述的一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于：步骤一中，所述中间过滤层可以是熔喷过滤层，也可以是熔喷过滤层与静电棉过滤层、活性炭过滤层、石墨烯过滤层、过滤膜的任意组合，且组合后的过滤层不超过五层。
3.根据权利要求2所述的一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于：步骤一中，所述熔喷过滤层为单位面积重量为15-200g/m2的纤维材料，所述静电棉过滤层为单位面积重量为30-200g/m2的纤维材料,所述活性炭过滤层为单位面积含有活性炭颗粒物重量为15-200g/m2的纤维材料。
4.根据权利要求1所述的一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于：步骤四中，当过滤层杯体周边为热熔成型时，热熔温度为80-170℃；当过滤层杯体周边为焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为3-6kg/cm2；工作温度为-5-45℃。
5.根据权利要求1所述的一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于：步骤六中，当杯体边缘固化成型方式为热熔成型时，热熔温度为100-180℃；当过滤层杯体周边为焊接成型时，采用的焊接方式为超声波焊接，超声波焊接机的工作电压为220V；工作气压为3-6kg/cm2；工作温度为-5-45℃。
6.根据权利要求1所述的一种杯型口罩自动化复合技术工艺方法，其特征在于：步骤七中，所述口罩过滤层吸气阻力a与复合成型后的口罩杯体吸气阻力b之间的关系满足：(a-2)＜b＜(a+2)，其中过滤层吸气阻力测试流量60L/min，口罩杯体吸气阻力测试流量85L/Min流量，测试设备为TSI8130或同等设备，测试介质为含NaCl颗粒物5-30mg/m3的气体。
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