초음파 결합 부직포, 필름 섬유

O ver. 지난 몇 년, 초음파 본딩기술은 최첨단 변환 선을위한 품질 기대치와 속도 요구 사항을 충족시키기 위해 진화했습니다. 최신 세대의 초음파 결합 시스템은 완벽한 공정 제어를 제공하며 최대 1,500 피트의 라인 속도에서 일관되게 높은 결합 품질을 생산합니다. 분 (ft / min) 또는 500 미터 분 (m / min)

초음파 결합은 위생 생산에 널리 사용됩니다. 기저귀, 훈련 바지 및 요실금 제품에 대한 사용 이외에도 여성이 사용됩니다. 냅킨; 필터; 외과 용 마스크; 가운과 패드; 물티슈; 화장품 패드; 진공 가방; 커피와 차 필터; 가운데 다른 많은 섬유, 영화, 부직포 및 종이 제품.

초음파 공정은 매우 다양하고 다양한 제품에서 사용할 수 있습니다. : 라미네이팅 / 결합; 엠보싱; 천공; 슬리 팅 / 그리고 splicing.

이들 능력, 초음파 프로세스는 비용 절감 가능합니다 기존의 접착 결합 애플리케이션의 대안 및 종종 새로운 고유 한 애플리케이션을 사용하여 특성을 갖는 특성을 제공합니다. 접착제 응용 프로그램에 의해 달성된다. 예 : 포함 :
- 훈련 바지, 성인 또는 화장품 패드를위한 보호 속옷의 강한 아직 부드러운 측면 이음새를 만드는 데 동시에 여러 층을 동시에 라미네이징합니다.
- 천 모양 백 시트 장식 패턴을 엠보싱하는 동안 기저귀의; 그리고
- Mitt 자형과 같은 다양한 모양을 본딩 물티슈.

광범위한 응용 프로그램은 다층 기능 닦음, 의료용 제품 (얼굴 마스크, 신발 덮개, 난방 팩 및 얼음 가방), 흡착제의 결합 및 라미네이팅

그림 1 : 기저귀의 초음파 본딩 응용 분야

펀더멘탈 초음파 용접

초음파 용접은 고주파 기계 음파를 사용하여 부직포, 필름 또는 사출 성형과 같은 열가소성 물질 사이의 분자 결합을 생성하기 위해 고주파 기계 음파를 사용하는 결합 방법입니다. 플라스틱 부품. 도중 초음파 용접 공정, 기계적 진동은 20,000 개 이상의 사이클의 고주파수로 소재로 도입됩니다. 인간의 모발의 직경과 특정 용접력의 크기에 특정 진폭이있는 두 번째.

초음파는 20 Kilohertz (KHZ) 범위의 높은 주파수에 사용되는 용어입니다. 1 기가 헤르츠 (GHz) (GHz) (Hz = 두 번째). 이들 주파수는 인간이 듣는 것의 범위를 벗어납니다. 초음파 용접 시스템은 일반적으로 20, 30 또는 35 KHZ의 주파수를 사용합니다.

초음파 발생기는 라인 전압을 고전압으로 전기적으로 변환합니다. / 주파수 신호를 사용하여 컨버터로 전달하십시오. 변환기에서는 2 개의 티타늄 디스크 사이에 압전 결정이 끼워져 진동합니다. (확장 및 계약) 적용된 전기 신호의 주파수에서. 진동은 20,000 사이클의 매우 빠른 기계적 움직임을 생성합니다. 약 18 미크론의 작은 진폭을 가진 두 번째 (피크 - 투 - 피크)

그림 2 : 발전기 및 변환기가있는 전기 시스템

위해 대부분의 응용 프로그램, 18 미크론의 진폭은 용접 물질이 불충분합니다. 진폭 커플러 연결함으로써 (부스터) 변환기에 진동의 진폭이 증가 될 수 있습니다. 진폭 커플러의 전형적인 이득은 1 : 2. A Sonotrode (진폭 커플러의 하단에 연결된 초음파) (초음파)는 진폭을 더욱 증가시킵니다. 일반적으로 2.3의 요인에 의해 생성 된 진폭 80 미크론 (피크 - 투 - 피크)으로 재료가 Sonotrode 그리고 앤빌의 꼭대기. 부직포, 필름 또는 플라스틱 부품의 압축은 열가소성 분자 사이의 압축과 마찰을 모두 생성합니다. 이 열가소성 재료를 가열하고 용해시키고 용접 또는 결합을 생성합니다.

그림 3 : 초음파 스택의 진폭 빌드 업

그림 4 : 용접 진폭은 sonotrode.expansion / 수축의 확장 또는 수축량입니다. 도중 초음파 스택의 진동

채권 조정
초음파 용접 강도

진폭과 힘은 본드 강도를 변경하는 두 가지 주요 프로세스 매개 변수입니다. 진동의 진폭은 초음파 발생기에서 다양한 이득과 전자 조정을 가진 진폭 커플러를 사용하여 변경할 수 있습니다. 적용 또는 재료 조합에 대해 최적의 진폭이 결정되면 진폭이 일정 해지고 변경되지 않습니다. 이 Sonotrode의 용접력을 떠납니다 본드 강도에 영향을 미치는 유일한 나머지 가변 프로세스로서 재료에 적용됩니다. 가벼운 용접군은 빛을 유발합니다. 용접력이 증가함에 따라 본드 강도가 증가합니다. 요구되는 량의 힘은 원하는 결합 강도, 재료 또는 재료 조합을 결합, 용접 시간 또는 웹 속도 및 본딩 패턴의 커버리지 영역에 의존한다. 일관된 결합 품질을 달성하기 위해 두 개의 용접 매개 변수 진폭과 힘을 유지해야합니다.

연속 초음파 본딩

초음파 용접의 펀더멘털은 모든 초음파 플라스틱 용접 응용 분야에 적용되지만 연속 웹의 초음파 결합은 부직포 필름은 맞춤형 시스템이 필요합니다.

연속 초음파 결합 시스템은 초음파 스택 (컨버터, 진폭 커플러 및 SONOTRODE)이있는 새겨진 된 앤빌 드럼과 초음파 시스템으로 구성됩니다. 스택은 Anvil 드럼 위에 장착되어 앤빌 드럼의 표면과 Sonotrode 사이에 작은 틈을 남깁니다. 'Sonotrode 끊임없이 확장하고 계약 - 20,000 회 PER 둘째 - 소재는 Sonotrode 사이의 간격을 통과합니다 앤빌 드럼.

도중 확장 단계, Sonotrode Sonotrode의 용접 표면 사이의 재료를 압축 앤빌 드럼. 열가소성 물질 에서이 압축은 분자 압축 및 표면 마찰을 생성하여 앤빌 드럼의 상승 된 결합 점에서 재료가 선택적으로 용융됩니다. 도중 수축 단계, Sonotrode 재료가 재료가없는 고속으로 간격을 통과 할 수있는 더 큰 격차를 만듭니다.

그림 5 : 연속 초음파 결합 시스템 Sonotrode anvil 드럼

제품에 가져온 에너지의 양은 on Sonotrode의 진폭 그리고 힘이 가해지는 힘. 진폭이 일정하게 유지되는 동안, 갭을 변경하여 결합 강도를 조정할 수 있습니다. 상대적으로 큰 갭을 갖는 재료에 적은 힘이 적다. 갭을 줄이는 것은 힘을 증가시키고 강합니다.

anvil 드럼 디자인을 다양하게 변화 시키면 본드 패턴 및 본딩 속성의 시각적 외관을 개별 응용 프로그램의 요구 사항에 맞게 사용자 정의 할 수 있습니다.

그림 6 : 접착 패턴의 예

일관된 본드 품질
~ 마이크로 갭 제어

일관된 본딩 품질을 보장하기 위해 두 가지 주요 프로세스 매개 변수를 정확하게 제어하는 것이 중요합니다. 진폭과 강제.

최첨단 초음파 발생기는 안정화 된 진폭 출력을 제공하여 Sonotrode 일관된 진폭으로 진동합니다. 연속 초음파 결합 시스템은 또한 높은 생산 속도에서 일관된 용접 품질을 달성하기 위해 일관된 용접력을 유지하고 마모를 사실상 제거하고 연소를 피할 필요가 있습니다.

그림 7 : 일관된 결합 품질을위한 일정한 갭

올바르게 설계된 초음파 결합 시스템은 Sonotrode 사이의 일정한 격차를 유지함으로써 일관된 용접력을 유지할 수 있습니다. 및 anvil 드럼. 고무를 교체하는 것이 필수적입니다 O- 링 노드에 단단한 금속 장착이있는 기존의 초음파 시스템의 부스터 마운트 sonotrode의 평면.

그림 8 : 단단한 장착 된 초음파 스택

Sonotrode에서 초음파 스택의 장착 Herrmann 초음파 주조 금속 장착 장치에서 시카고는 우수한 강성 장착 용액을 제시하고 기존의 부스터 장착 스택. 위해 일부 응용 프로그램은 이러한 강성 장착형 스택을 압력로드 로 결합하기에 충분할 수 있습니다. Anvil 드럼은 비용 효율적이고 연속 초음파 결합 시스템입니다.

위해 전체 공정 제어, 일관된 본드 품질 및 높은 생산 속도, Herrmann 초음파 정밀 높이 조정 시스템을 갖춘 액추에이터 유닛을 개발했습니다. 오히려 다양한 공기압에 의존하는 용접력을 변경하기 위해이 액추에이터 유닛은 스테퍼 모터를 사용하여 Sonotrode Via 토글 메커니즘. 액추에이터 유닛은 Sonotrode 사이의 격차를 설정할 수 있습니다. 그리고 결합 강도의 미세한 조정을위한 매우 높은 정밀도를 가진 앤빌 드럼. 조정 범위는 8,000 단계입니다. 각 단계는 0.3의 높이 조정에 해당합니다. 마이크론.

보상 열 팽창

도중 열가소성 분자의 결합 공정, 압축 및 마찰은 선택적으로 재료를 녹이는 열을 생성합니다. 이 열 중 일부는 Sonotrode의 용접면으로 다시 방사합니다. 앤빌 드럼의 표면. 또한 컨버터, 진폭 커플러 및 Sonotrode의 확장 및 압축 초음파 스택의 온도를 높이십시오. 결과적으로 열팽창을 줄이면 Sonotrode 및 anvil 드럼. 언제 동일한 위치에 초음파 스택을 유지하면서 물질에 적용되는 힘이 증가하고 과도한 용접 또는 연소. 결국, Sonotrode 회전, 경화 된 강철 앤빌 드럼으로 확장되어 막대한 마모 또는 양쪽 모두에 손상을 입게 할 수 있습니다 Sonotrode 및 anvil 드럼.

Herrmann 초음파 특허받은 마이크로가 맵의 개발 로이 문제를 해결했습니다. 열의 팽창을 자동으로 보정하는 제어 시스템. a microgap 컨트롤러는 끊임없이 실제 용접력을 모니터합니다. Sonotrode 물질에 적용 비아 액추에이터의로드 셀. 폐쇄 루프 컨트롤러는 실제 용접력을 프로그래밍 된 타겟 력과 비교하고 필요한 경우 Sonotrode의 위치를 조정합니다. 스테퍼 모터에 의해 일정한 간격을 유지하십시오. 이 일관된 결합 품질을 보장하고 연락을 피함으로써 마모를 현저히 감소시킵니다. 및 anvil 드럼.

그림 9 : 마이크로 갭 힘 제어가있는 제어 시스템

초음파 스택의 단단한 장착이 가능합니다. Sonotrodes 나란히 나란히 하나의 행에서 서로 가깝게. Sonotrodes의 특별한 모양과 결합 된 넓은 웹을 결합 할 수 있습니다 원활하게 없고 결합되지 않았습니다 Sonotrodes 사이의 차선. 상업 초음파 달력은 120 인치의 생산 폭 (3m)의 생산 폭이있는 기계가 포함됩니다. 더 큰 너비가 가능합니다.

그림 10 : 90 " (2.2 미터) 와이드 초음파 캘린더

고속 변환 라인, 초음파 본딩 시스템 마이크로 갭 통제 허용 일관된 고품질의 유대 결과는 최대 1,500 ft / min (500 m min)

초음파 결합 : 더 비용 효율적 접착제를 이용하는 본딩 방법

위해 전통적으로 접착제와 함께 접착 된 많은 응용 분야, 초음파 결합 기술은 매력적인 대안이 될 수 있습니다. 초음파 본딩의 이점 포함 :

접착 공정에서 접착제 제거
생산 공정은 더 이상 접착제의 가용성에 의존하지 않습니다.
바닥에 접착 비용을 증가시킴으로써 부정적인 영향은 없습니다.
제품의 접착제 비용을 제거함으로써 상당한 비용 절감 효과가 달성됩니다.
더 이상 사용할 수없는 접착제에는 시간이 많이 걸리지 않고 대체 접착 유형의 자격이 필요하지 않습니다.
접착제를 녹이고 접착제를 녹이고 결합을 파괴하고 와이프의 해체를 오염시킬 수있는 습식 닦아내의 접착제와 세정액 사이에는 화학 반응이 없습니다.

더 얇은 사용 가능성 재료 :
더 얇은 비싼 비용을 사용하여 비용 절감 부직포 그리고 필름;
아니오 출혈 얇은 부직포를 통한 접착제; 그리고
얇은 필름의 열 왜곡 없음 hotmelt 접착제.

접착제 응용 프로그램의 기능 이상으로 새로운 가능성 포함 :
훈련의 측면 솔기에 6 개의 12 층과 같은 여러 층을 동시에 본딩 바지;
Mitts, 타원형 및 원과 같은 다양한 형태의 간헐적 인 접착 패턴이 가능합니다.
다른 조각으로 앤빌 드럼을 사용하여 접착 패턴을 쉽게 변경합니다. 그리고
제품 차별화 또는 브랜드 인지도를위한 장식 본딩 패턴을 사용하여 매력적이고 양각 된 라미네이트를 만드는 것입니다. 라미네이팅 천 모양 백 시트 엠보싱 된 패턴이있는 기저귀 또는 엠보싱 회사 로고 또는 브랜드와 함께 라미네이트를 접합합니다.

추가 프로세스 및 유지 보수 이점 포함 :
안전한 과정 - 초음파 본딩은 뜨겁고 가압 된 매체가없는 작품 운영자 또는 유지 보수 인력을 상하게합니다.
순간 시스템 가용성, 가열되지 않음 시간 필수;
사실상 열린 시간이나 냉각을 사용하지 않는 즉각적인 본드 강도;
접착식 오염, 접착제 스프레이 노즐 또는 접착제 응용 프로그램의 깨진 제어 모듈에 의한 기계 가동 중단 시간이 없습니다.
뜨겁고 끈적한 부분의 수리가 없음 필수; 그리고
낮은 에너지 비용.

제한

공정의 성질로 인해 초음파 결합은 일반적으로 생성 될 수있는 재료의 열가소성 내용물을 필요로합니다. 그러나 경우에 따라 비 열가소성 강도로 충분한 결합 강도를 달성 할 수 있습니다. 조직과 같은 재료. 응용 프로그램에서의 시련은 특정 재료 조합에 대한 초음파 결합의 타당성을 평가할 수 있습니다.

결론

언제 기존의 접착 결합 공정에 대한 실행 가능한 대안을 찾는 초음파 결합 시스템은 이상적인 솔루션 일 수 있습니다. 본딩 공정을위한 접착제를 전적으로 제거함으로써 제조업체는 더 이상 주요 비용 절감을 달성하면서 접착제의 가용성에 의존하지 않습니다.

고급 및 입증 된 연속 초음파 결합 시스템의 가용성을 통해 초음파 결합은 신뢰할 수 있고 제어 가능한 생산 공정입니다. 최첨단 초음파 결합 시스템 마이크로가 맵 컨트롤 가능 오늘의 요구의 고속 및 품질 요구 사항 부직포 응용 프로그램.

기존 애플리케이션의 단순한 대체를 넘어서는 초음파 본딩은 광범위한 새로운 애플리케이션을위한 기회를 창출 할 수 없습니다.접착제 응용 프로그램으로 이루어집니다.