呂子恒 金昌飛 安慶市恒昌機械制造有限責(zé)任公司

長期以來，傳統(tǒng)的紙尿褲生產(chǎn)工藝均以熱壓和施膠作為多種材料復(fù)合的主要方式，但隨著現(xiàn)代科技的持續(xù)創(chuàng)新以及超聲焊接技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用，業(yè)界發(fā)現(xiàn)將超聲焊接技術(shù)應(yīng)用到紙尿褲生產(chǎn)設(shè)備時，最終用戶獲得的收益遠大于其投入成本。

傳統(tǒng)的熱壓合工藝是加熱模具對多層非織造布施加壓力使其粘合，這種粘合方式焊縫易碳化變硬且不美觀。而超聲焊接的原理是：當(dāng)超聲波焊頭以每秒幾萬次的高頻振動作用于多層非織造布時，會迅速產(chǎn)生熱能，繼而在模具的壓力下熔融粘合，達到焊接目的。經(jīng)超聲焊接的材料不僅強度穩(wěn)定牢固，焊縫清晰美觀，且穿著感舒適。

超聲焊接技術(shù)在業(yè)內(nèi)多用于紙尿褲面層和防側(cè)漏材料的復(fù)合，后逐步推廣至其他部位，如：導(dǎo)流層和面料的復(fù)合、魔術(shù)貼和腰圍部分的復(fù)合、3D面料的復(fù)合、彈性材料的復(fù)合等。近年來，由于嬰兒拉拉褲、經(jīng)期褲、成人失禁褲等褲型衛(wèi)生用品市場份額的大幅提升，以及客戶對產(chǎn)品柔軟度和舒適性的重視，產(chǎn)品腰部兩側(cè)封合選用超聲焊接來替代熱壓技術(shù)已經(jīng)成為一個常態(tài)化的需求。超聲波焊接時，能量集中無額外做功，且沒有熱壓模具工作時的熱能損耗，因此更加節(jié)能環(huán)保。

超聲波系統(tǒng)組件的頻率一旦確定，則設(shè)備速度越高，焊接區(qū)域的受壓頻次就越低。為了保證焊接的穩(wěn)定性和設(shè)備的運行速度，設(shè)備制造商包括超聲設(shè)備供應(yīng)商都在通過不同的方式實現(xiàn)客戶需求。其中最常見的方式是在超聲焊接模具單元前后各增加一套相對運動的儲料機構(gòu)，通過控制兩套儲料機構(gòu)對材料做增減速輸送，以保證焊接點有足夠的焊接時間，這種應(yīng)用在使用熱焊接性能較好的紡粘非織造布時，運行速度可達500片/min左右。

● 旋轉(zhuǎn)組合焊頭超聲焊接技術(shù)

隨著人口紅利的消失，生產(chǎn)要素成本的不斷攀升，越來越多的客戶需求更高速（現(xiàn)階段一般指線速度300m/min以上）、高效的自動化衛(wèi)生用品生產(chǎn)設(shè)備。多年來，通過不間斷的努力，恒昌自主研發(fā)出一種獨特的旋轉(zhuǎn)組合焊頭超聲焊接技術(shù)，該裝置與生產(chǎn)線同步運轉(zhuǎn)，根據(jù)材料調(diào)節(jié)焊頭的功率及模具間的壓力，材料在任意時刻均能獲得相同的焊接時間和焊接力，焊接效果牢固，焊接區(qū)域柔軟，并且設(shè)備能在高速狀態(tài)下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。目前恒昌已將這種技術(shù)應(yīng)用在900片/min的嬰兒拉拉褲生產(chǎn)線上，在保證焊接效果的前提下，超聲焊接技術(shù)依然具備很大的提升空間。

● 漸進式超聲焊接技術(shù)

超聲焊接的最基本要求即是原材料的相熔性，因此同種材料會比不同材料更易于焊接（見表1）：

表1 熱塑性材料超聲焊接相熔性對比

續(xù)表

現(xiàn)階段，大部分生產(chǎn)商已經(jīng)選用SSS非織造布替代早期偏硬的SMS非織造布，使最終成品具備較為柔軟的特點。但市場的需求千變?nèi)f化，為了滿足用戶對產(chǎn)品的極致舒適要求，一部分生產(chǎn)商開始選用熱風(fēng)非織造布代替部分或者全部紡粘非織造布作為腰圍材料。將這兩種工藝制程及熔點不同的原材料牢固焊接在一起，則是對超聲焊接系統(tǒng)帶來的更大挑戰(zhàn)。針對此種特殊需求，恒昌在旋轉(zhuǎn)組合焊頭超聲焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，又專門開發(fā)了漸進式超聲焊接技術(shù)，確保充足的焊接時間和焊接壓力，使材料在焊接模具上能更好的互相熔合。

經(jīng)過多年的應(yīng)用實踐，恒昌發(fā)現(xiàn)使用這種焊接技術(shù)的設(shè)備在高速運轉(zhuǎn)下依然可以達到很好的焊接效果（見圖1）。目前已經(jīng)在多臺800片/min以上的嬰兒拉拉褲設(shè)備上應(yīng)用了這種漸進式超聲焊接技術(shù)，以實現(xiàn)紡粘+熱風(fēng)組合腰圍產(chǎn)品的黏合。

圖1 超聲焊接和熱壓合強度對比

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，超聲焊接技術(shù)以其節(jié)能、環(huán)保、高效、優(yōu)質(zhì)等特點迅速受到業(yè)內(nèi)乃至醫(yī)療用品等各行業(yè)的高度重視，并將在全球范圍內(nèi)得到更加廣泛的應(yīng)用。