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超聲波焊接工藝在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用

2021-12-13 18:05
隨著社會的進步和電子通訊技術(shù)的普及，服裝的功能已由單純的保暖性和蔽體功能，朝著多功能和智能化方向發(fā)展。單一的傳統(tǒng)縫合工藝已無法獨自實現(xiàn)具有防水、彈性及極端氣候下的功能性服裝的制作。焊接工藝在過去十幾年中已在戶外服裝及電子器件焊接等行業(yè)實現(xiàn)了工業(yè)化的生產(chǎn)和技術(shù)升級。其中，超聲波焊接工藝在非織造布等熱塑性材料上能實現(xiàn)良好的熔接效果，因此非常適用于智能服裝電子部件的封裝以及功能性服裝、醫(yī)用服裝及產(chǎn)業(yè)用紡織品等領(lǐng)域。

焊接技術(shù)


焊接是通過加溫加熱等方式將不同材料通過某種介質(zhì)熔接的過程，其熱源種類有熱風(fēng)、熱楔、超聲波和激光等。焊接工藝廣泛應(yīng)用于戶外防水服、羽絨服、高檔服裝襯、防護服、工業(yè)過濾材料等。焊接技術(shù)可避免縫合留下的針孔，實現(xiàn)防水性和接口彈性，從工業(yè)化的角度來看有利于自動化程度的提高，不會造成環(huán)境污染。但黏合材料的使用增加了成本和工藝難度，且天然纖維材料的接縫牢度很難保證。

超聲波焊接技術(shù)


超聲波焊接是利用機械振動軟化或熔化熱塑性材料從而實現(xiàn)熔接。研究表明，超聲鍵合機理是物理過程而非化學(xué)過程，即焊接過程中不會形成新的化學(xué)基團或鍵。該工藝適用于合成纖維或部分混紡纖維材料。加工過程中還可使用膠條實現(xiàn)天然纖維的黏合。超聲波焊接工藝的黏合面積小；焊接設(shè)備簡單、易維修，生產(chǎn)快速并且易于實現(xiàn)自動化；焊接過程無需使用輔助物，降低了生產(chǎn)成本且無污染。但工藝參數(shù)的設(shè)置對材料成分和厚度極其敏感，同時高頻振動易對敏感組件造成影響。

超聲波焊接工藝在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用


超聲波焊接技術(shù)與熱焊接技術(shù)常用于醫(yī)用防護服的加工，產(chǎn)品的黏結(jié)強度和滲透性符合 GB 19082 — 2009 《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》。如圖 （a）中的手術(shù)防護服采用熱焊接與傳統(tǒng)縫合工藝相結(jié)合的設(shè)計方法，使其連接牢度與密封性能兼得，而口罩（圖  b）現(xiàn)多采用超聲波焊接工藝來實現(xiàn)密封、保形等功能。

超聲波焊接技術(shù)在防護用品中的應(yīng)用
焊接技術(shù)在防護用品中的應(yīng)用
 
焊接工藝在汽車工業(yè)、機械制造等領(lǐng)域的應(yīng)用已十分廣泛，在紡織服裝市場中主要應(yīng)用在無縫內(nèi)衣、手術(shù)服、羽絨服、口罩等領(lǐng)域，但尚未實現(xiàn)該技術(shù)在服裝行業(yè)中的優(yōu)勢。更多的研究正向智能電子紡織品、醫(yī)療防護用品等領(lǐng)域靠攏，例如智能感應(yīng)手套、電子紡織傳輸線、醫(yī)療防護服等。焊接技術(shù)在紡織服裝及柔性封裝領(lǐng)域的應(yīng)用仍具有很大的發(fā)展前景。

焊接工藝作為一種可替代傳統(tǒng)縫紉工藝的加工技術(shù)，為紡織服裝生產(chǎn)方式的改變提供了新思路，并逐漸在服裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?；诤附庸に嚨募夹g(shù)現(xiàn)狀，研究和開發(fā)新材料并選擇匹配的膠條/黏合劑是未來焊接工藝產(chǎn)業(yè)化的突破口。此外應(yīng)不斷開發(fā)焊接工藝應(yīng)用新領(lǐng)域，逐步解決目前存在的一些工藝難點。如在智能服裝領(lǐng)域，焊接封裝工藝可作為電子器件與柔性服裝結(jié)合的新途徑，有望解決電子服裝在耐洗滌性及穿著舒適性上存在的問題；在醫(yī)療防護用品的應(yīng)用中，長時間佩戴防護用品存在勒痕及各種舒適性問題，可以通過對焊接技術(shù)的持續(xù)改進與材料創(chuàng)新，提高醫(yī)療防護用品的舒適性，將使該技術(shù)在紡織服裝工業(yè)得到更長足的發(fā)展。