超聲波焊接工藝在紡織服裝領域的應用

2021-12-13 18:05

隨著社會的進步和電子通訊技術的普及，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展。單一的傳統縫合工藝已無法獨自實現具有防水、彈性及極端氣候下的功能性服裝的製作。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實現了工業化的生產和技術升級。其中，超聲波焊接工藝在非織造布等熱塑性材料上能實現良好的熔接效果，因此非常適用於智能服裝電子部件的封裝以及功能性服裝、醫用服裝及產業用紡織品等領域。

焊接技術

焊接是通過加溫加熱等方式將不同材料通過某種介質熔接的過程，其熱源種類有熱風、熱楔、超聲波和激光等。焊接工藝廣泛應用於戶外防水服、羽絨服、高檔服裝襯、防護服、工業過濾材料等。焊接技術可避免縫合留下的針孔，實現防水性和接口彈性，從工業化的角度來看有利於自動化程度的提高，不會造成環境汙染。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

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熔接。研究表明，超聲鍵合機理是物理過程而非化學過程，即焊接過程中不會形成新的化學基團或鍵。該工藝適用於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天然纖維的黏合。超聲波焊接工藝的黏合麵積小；焊接設備簡單、易維修，生產快速並且易於實現自動化；焊接過程無需使用輔助物，降低了生產成本且無汙染。但工藝參數的設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域的應用

超聲波焊接技術與熱焊接技術常用於醫用防護服的加工，產品的黏結強度和滲透性符合 GB 19082 — 2009 《醫用一次性防護服技術要求》。如圖（a）中的手術防護服采用熱焊接與傳統縫合工藝相結合的設計方法，使其連接牢度與密封性能兼得，而口罩（圖 b）現多采用超聲波焊接工藝來實現密封、保形等功能。

焊接技術在防護用品中的應用

焊接工藝在汽車工業、機械製造等領域的應用已十分廣泛，在紡織服裝市場中主要應用在無縫內衣、手術服、羽絨服、口罩等領域，但尚未實現該技術在服裝行業中的優勢。更多的研究正向智能電子紡織品、醫療防護用品等領域靠攏，例如智能感應手套、電子紡織傳輸線、醫療防護服等。焊接技術在紡織服裝及柔性封裝領域的應用仍具有很大的發展前景。

焊接工藝作為一種可替代傳統縫紉工藝的加工技術，為紡織服裝生產方式的改變提供了新思路，並逐漸在服裝領域實現產業化應用。基於焊接工藝的技術現狀，研究和開發新材料並選擇匹配的膠條/黏合劑是未來焊接工藝產業化的突破口。此外應不斷開發焊接工藝應用新領域，逐步解決目前存在的一些工藝難點。如在智能服裝領域，焊接封裝工藝可作為電子器件與柔性服裝結合的新途徑，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；在醫療防護用品的應用中，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的持續改進與材料創新，提高醫療防護用品的舒適性，將使該技術在紡織服裝工業得到更長足的發展。

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