[发明专利]熔接聚合物织物的方法和装置

说明书

本发明涉及利用超声波熔接聚合物织物的方法和装置。特别是(但并不唯一地)涉及一种包含有一对作用于待熔接织物上的超声波振动角状物的熔接聚合物织物或类似物的方法和装置。

众所周知，一定的聚合物能够很容易地吸收超声波。基于这个特性，为熔接结合和其它连接技术提供了应用空间。这些现象已在工程塑料的熔接方面得到了广泛的应用，它覆盖了大量技术，并包括有多种不同的产品。出于同样的兴趣但很少使用的是将超声波应用于纺织或无纺聚合物织物中。在发展用于高强度无纺织物或加强型织物和特殊弹性产品的超声波处理设备方面已经进行了大量的工作。

本申请人在早期专利GB 2299538 B中公开了一种利用超声波进行熔接的方法，但是，其它类似的工艺从US 835068，WO 94／11189，US249416，US 4400227，GB 8805949，US 4305988，FR 2255023和WO95／09593中也同样可知。

然而，并非所有公开的方法都能令人满意。因此，本发明的一个目的是提供一种利用超声波熔接聚合物织物的方法和装置，它不但快速、有效，而且能处理不同的材料和不同厚度的材料。

根据本发明的方法和装置进行熔接的优选聚合物织物是包含尼龙和聚乙烯的织物，尽管其它材料也可以被熔接。

根据本发明的第一个方面，提供了一种超声波熔接两层或更多层织物的装置，它包括两个相对的超声波振动角状物，角状物之间互相间隔，以使织物可以从它们之间通过。

最好是，两个角状物中的至少一个(或者可选择为两者都)以轴向模式振动。

如果两个角状物都以轴向模式振动，它们之间的振动相对相位可以变化，从而对于等幅振动，所产生的能量可在相位差φ=0°时的最小值和相位差φ=180°时的最大值之间变化。

或者，角状物的振动频率这样变化，以使得其中一个角状物的振动频率为另一个角状物的振动频率加上或减去其1～20％(最好在10％的范围内)。

在另一个实施例中，轴向振动的角状物有一个倾斜的端面，另一个轴向振动的角状物可以在基本上垂直于该端面的方向上振动。

以上描述的熔接装置可以进一步包括一个通向熔接区域的气源。

该气源的通道可以基本上沿着至少一个熔接角状物的纵向延伸，以在熔接区域的中央排出空气。

或者，空气或其它冷却液源的通道可以沿着一个或全部熔接角状物的纵向延伸，该通道或每个通道分叉，以允许空气通过多个环状间隔的出口排出。

在另一个实施例中，一个角状物以轴向模式振动，另一个相对的配合角状物则以扭转模式振动。

根据本发明的第二个方面，提供了利用超声波熔接两层或更多层织物的方法，它包括以下步骤，即提供两个相对的超声波振动角状物，该角状物之间相互间隔；以及在角状物超声波振动的同时，使织物层从它们之间通过。

最好是，两个角状物中的至少一个(或者两者都)以轴向模式振动。

如果两个角状物都以轴向模式振动，它们之间的振动相对相位可以变化，从而对于等幅振动，所产生的能量可在相位差φ=0°时的最小值和相位差φ=180°时的最大值之间变化。

或者，角状物的振动频率这样变化，以使得其中一个角状物的振动频率为另一个角状物的振动频率加上或减去其1～20％(最好在10％的范围内)。

在另一个实施例中，一个角状物以轴向模式振动，另一个相对的配合角状物则以扭转模式振动。

上述的方法可以进一步包括一个将空气或其它冷却液源通向熔接区域的步骤。

下面参考附图以示例的方式对本发明的实施例进行详细说明。

图1表示了一对以纵向相对关系布置的轴向振动角状物，并示出了施加相位控制的效果；

图2表示通过一个以轴向模式振动的角状物以及一个以扭转模式振动的对置角状物进行熔接的过程；

图3为一个具有倾斜端面的轴向振动角状物和可在垂直于该端面的方向上振动的第二个角状物进行熔接的示意图；

图3A显示了图3中角状物的端视图；

图4示出了两个相对的可纵向振动的角状物，每个角状物都有一条中央通道，以用于冷却空气的导入；

图5示出了两个相对的可振动的角状物，每个角状物都有一条中央通道，以用于冷却空气的导入，每条通道分裂多个环状间隔的出口；

图6为在不同熔接条件下，断裂力与熔接速度之间的关系图。