CS201780B1

CS201780B1 - Process for joint of textile materials by intensive ultrasound and device for making this process

Info

Publication number: CS201780B1
Application number: CS785799A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Poledna; Alfred Stransky
Original assignee: Ladislav Poledna; Alfred Stransky
Priority date: 1978-09-07
Filing date: 1978-09-07
Publication date: 1980-11-28

Description

Vynález se vztahuje na způsob spojování textilních materiálu intensivním ultrazvukem a na zařízění k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for joining textile materials by intensive ultrasound and to apparatus for carrying out the method.

Textilní materiály se dosud spojují buďto strojním šitím nebo ručním šitím. Při strojním šití se používají jedno jehlové nebo dvoujehlové šicí stroje, při ručním šití se textilní materiály spojují pomocí obloučkového stehu, skrytého stehu anebo obšívaného stehu. Nevýhodou zejména ručního šití je nízká produktivita práce.Up to now, textile materials have been joined by either machine sewing or hand sewing. Single-needle or double-needle sewing machines are used for machine sewing, while textile sewing is hand stitched using an arc stitch, a hidden stitch or a stitched stitch. The disadvantage of hand sewing, in particular, is the low productivity of work.

V automobilovém, ale i v nábytkářském průmyslu se používá technologie vysokofrekvenčního svařování a to ke spojování polštářování a výplní. Účelem tohoto způsobu je rozdělit hladký povlak svárovými švy do malých ploch, přičemž výplň poskytuje profilování povrchu. Povlakem může být tak zvaná umělá kůže, pěnová umělá kůže nebo látka, výplní je vysokofrekvenčně svařitelný materiál, například PVC — pěnová hmota a jako podklad může být použito například bavlněné síťoviny.In the automotive, but also in the furniture industry, high-frequency welding technology is used for joining cushions and fillings. The purpose of this method is to divide the smooth coating by welding seams into small areas, the filler providing surface profiling. The coating may be a so-called artificial leather, foam artificial leather or fabric, the filler being a high-frequency weldable material, for example PVC foam and, for example, a cotton mesh may be used as the substrate.

K provádění takového polštářování je známé zařízení sestávající z rovné desky, protielektrody a jiné elektrody sestavené z mosazných příček namontovaných na jedné nosné desce. Zařízení pracuje tak, že vysokofrekvenčním napětím, připojeným na elektrody, se materiál mezi příčkovými elektrodami a přotielektrodou ohřeje a tři složky povlaku, ty obě povrchové vrstvy a vycpávková vrstva, jsou tlakem lisu navzájem svařeny. Tím, že více rovnoběžných příček současně vtlačuje povlakovou látku nebo umělou kůži do výplňového materiálu, se povlak v meziprostoru příček napíná a protahuje podle své pružnosti. Zmenší-li se po ukončení svářecího procesu tlak lisu, stáhne se opět povlaková látka na základě své pružnosti a protahuje tak podklad. Takto vzniklá povrchová pnutí polštářování způsobí, že se svárový šev přemístí, viděno v příčném řezu polštářováním, asi do středu vycpávky. Rovněž se takovým pnutím, rozloženým po celé vycpávce, stlačí výplňový materiál tak, že po takovém zpracování má jen asi poloviční sílu své původní tloušťky. Tím se zmenšují vlastnosti vycpávky a povlaková látka jakož i spodní tkaniny jsou vystaveny stálému předepnutí.A device consisting of a flat plate, a counter electrode and another electrode composed of brass bars mounted on a single support plate is known for carrying out such cushioning. The apparatus operates in such a way that the high-frequency voltage applied to the electrodes heats the material between the transducer electrodes and the counter electrode, and the three coating components, both the surface layers and the padding layer, are welded together by the press. By simultaneously pushing a plurality of parallel bars into the filler material, the coating in the interspace of the bars stretches and stretches according to its elasticity. If, after the welding process is completed, the pressure of the press is reduced, the coating material will contract again due to its elasticity and thus stretch the substrate. The resulting surface cushioning tension causes the weld seam to move, as seen in the cross-section of the cushioning, to about the center of the pad. Also, such a tension, distributed throughout the padding, compresses the filler material such that it has only about half its original thickness after such processing. This reduces the padding properties and the liner as well as the backsheets are subjected to permanent prestressing.

Je známý způsob vysokofrekvenčního svařovaného polštářování a zařízení k jeho provádění, které shora uvedené nedostatky odstraňuje. Dosahuje se toho tím, že před lisováním se položí mezi povrchovou vrstvu a vrstvu vycpávky vždy mezi dvě elektrodové příčky rovnoběžně k těmto tyčím z elektricky nevodivého a v elektrickém vysokofrekvenčním poli se neohřívajícího materiálu a po ukončení svařovacího procesu se tyč z prosto201780 ru mezi vzniklými svařovanými švy vytáhne. Tohoto způsobu se dociluje na zařízení, které se vyznačuje tím, že k současnému vytváření více rovnoběžných svařovacích švů je použito rovnoběžných tyčí, které jsou na jednom konci spojeny příčnou příčkou. Výhodně jsou jak tyče, tak protielektroda opatřeny kolíky, otvory, drážkami, výčnělky apod. pro vzájemné polohové upevnění.There is known a method of high-frequency welded cushioning and a device for its implementation which removes the above mentioned drawbacks. This is achieved by placing between the surface layer and the pad layer between the two electrode bars parallel to these bars of electrically non-conductive and non-heating material in the electric high-frequency field, and after the welding process, pulls. This method is achieved on a device which is characterized in that parallel bars which are connected at one end by a transverse bar are used to form multiple parallel welding seams. Preferably, both the rods and the counter electrode are provided with pins, holes, grooves, protrusions and the like for positioning each other.

I když posledně popsaný způsob je sice produktivní, vyznačuje se nedostatky v oblasti bezpečnosti práce a se zřetelem na hospodárnost výroby se projevuje nevýhodně ve značné spotřebě elektrické energie.Although the latter method is productive, it has drawbacks in the field of occupational safety and, with regard to the economy of production, is disadvantageous in the considerable consumption of electricity.

V oblasti nábytkářského průmyslu s cílem dosáhnout vysoce produktivní výrobu čalouněného nábytku za současného dosažení vysoké hospodárnosti provozu se jeví jako výhodný způsob spojování textilních materiálů intenzivním ultrazvukem a zařízení k provádění tohoto způsobu jehož podstata spočívá v tom, že do prostoru mezi magnetostrikční měnič, piezokeramický měnič anebo jiný měnič a pevnou podložku se vloží spojované textilní materiály a oddělí se od sebe páskem s plastické hmoty na bázi polymérních uhlovodíků a následně se na vytvořenou slož při tlaku 0,1 až 0,5 MPa a času 1 až 4 sec působí ultrazvukovými kmity, přičemž se ultrazvukové vlny přenášejí pomocí půlvlnového nástavce a koncentrátoru kmitů proti pevné podložce od níž se ultrazvuková energie odráží.In the furniture industry with the aim of achieving highly productive upholstered furniture production while at the same time achieving a high economy of operation, the method of joining textile materials by intensive ultrasound seems to be advantageous. Another inverter and a rigid support are placed in the fabric to be bonded and separated from each other by a polymeric hydrocarbon-based tape and subsequently subjected to ultrasonic vibrations at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa and a time of 1 to 4 sec. the ultrasonic waves are transmitted by means of a half-wave adapter and an oscillator concentrator against a solid support from which the ultrasonic energy is reflected.

Způsob podle vynálezu je výhodný v tom, že je vysoce produktivní se značným snížením podílu živé práce. Kromě toho je proti vysokofrekvenčnímu sváru zcela bezpečný a odstraňuje smrtelné úrazy jakož i úrazy těžkých popálenin. Výrazná výhoda způsobu se projevuje i v úsporném provozu, při kterém se proti vysokofrekvenčnímu svařování spotřebuje 20X méně elektrické energie, přičemž vlastní zařízení je jednoduché a aplikovatelné do běžných provozních podmínek.The process of the invention is advantageous in that it is highly productive with a significant reduction in the proportion of living labor. In addition, it is totally safe against high-frequency welding and eliminates fatal and severe burn injuries. A significant advantage of the method is also shown in economical operation, in which 20X less electricity is consumed against high-frequency welding, while the device itself is simple and applicable to normal operating conditions.

Vlastní spoje textilních materiálů jsou pevné, aniž by narušily pevnost textilních materiálů v okolí spoje.The actual joints of the textile materials are strong without compromising the strength of the textile materials around the joint.

Zařízení k racionálnímu provádění způsobu podle vynálezu se vyznačuje tím, že sestává z pevné podložky, nad kterou je umístěn koncentrátor kmitů, přičemž koncentrátor kmitů je připojen k silovému zdroji pomocí půlvlnového nástavce. Výhodně jsou k sobě přivrácené stykové plochy koncentrátoru kmitů a pevné podložky rovné. Zařízení se vyznačuje také tím, že průřez koncentrátoru kmitů a pevné podložky je kruhového tvaru.The device for the rational operation of the method according to the invention is characterized in that it consists of a solid support over which the oscillator concentrator is placed, the oscillator concentrator being connected to the power source by means of a half-wave adapter. Advantageously, the contact surfaces of the oscillator concentrator and the solid support are straight. The device is also characterized in that the cross-section of the oscillator concentrator and the solid support is circular in shape.

Vynález řeší způsob a zařízení k provádění tohoto způsobu ke spojování dvou textilních materiálů k sobě navzájem, působením intensivních ultrazvukových kmitů, pomocí vloženého pásku z plastické hmoty na bázi polymerních uhlovodíků, v jejichž molekulách je vyvolána jednostranná polarisace vazbami, jako jsou například C = N, C = O, C — O, a jejichž struktura dovoluje, aby se za určitých teplot uplatnily dielektrické ztráty.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for performing this method for bonding two textile materials to each other, by intensive ultrasonic oscillations, by means of an interposed polymeric hydrocarbon-based plastic tape in which molecules are caused by unilateral polarization by bonds such as C = N, C = O, C - O, and whose structure allows dielectric losses to occur at certain temperatures.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno schematicky na přiložených výkresech, na kterých značí obr. la až ld vždy alternativy provedených spojů dvou textilií, obr. 2 zařízení pro taktové svařování v nárysu a obr. 3 zařízení pro průběžné svařování v nárysu.The apparatus for carrying out the method according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which FIGS. 1a to 1d always show alternatives of the two textile joints, FIG. 2 shows a front-end welding apparatus and FIG. 3 shows a front-end welding apparatus.

Podle výkresu může být pásek 1 vložený mezi spojované textilní materiály 2 v jednoduché formě a textilie jsou přeplátovány (obr. la), nebo textilní materiály 2 mohou být přeloženy a přeplátovány (obr. lb), nebo jedna vrstva textilního materiálu 2 může být přeložena a pásek 1 vložen (obr. lc), anebo pásek 1 může být vložený do oboustranně přeložených textilních'materiálů 2 (obr. ld). Spojované textilní materiály mohou být z přírodních, syntetických vláken anebo mohou být ze směsi přírodních a syntetických vláken.According to the drawing, the strip 1 may be sandwiched between the joined textile materials 2 in a simple form and the fabrics are overlapped (Figure 1a), or the textile materials 2 may be folded and overlapped (Figure 1b), or one layer of the textile material 2 may be the strip 1 is inserted (FIG. 1c), or the strip 1 can be inserted into double-sided fabric 2 (FIG. 1d). The bonded textile materials may be of natural, synthetic fibers or may be a mixture of natural and synthetic fibers.

Při spájení se ultrazvukové kmity přenášejí pomocí půlvlnového nástavce a koncentrátoru kmitů na místo sváru, kde musí být materiály stlačovány silou F, proti pevné podložce, která rovněž odráží ultrazvukovou energii.During soldering, the ultrasonic vibrations are transmitted by means of a half-wave adapter and an oscillator concentrator to the place of the weld where the materials must be compressed by force F, against a solid support which also reflects the ultrasonic energy.

Na obr. 2 je znázorněno takové svařování, kde koncentrátor kmitů 3 působí tlakem na svařované materiály proti pevné podložce 4 při kmitočtu 15 až 24 MHz v rozmezí tlaků od 0,1 do 0,5 MPa a času od 1 do 4 sec. Velikost tlaku a délka času je závislá na druhu pojícího materiálu 1, na druhu svařovaných materiálů 2 a délce koncentrátoru kmitů 3.FIG. 2 shows such welding where the oscillator concentrator 3 exerts pressure on the welded materials against the solid support 4 at a frequency of 15 to 24 MHz in a pressure range of 0.1 to 0.5 MPa and a time of 1 to 4 sec. The amount of pressure and the length of time depend on the type of bonding material 1, the type of material to be welded 2 and the length of the oscillator concentrator 3.

Na obr. 3 je znázorněno průběžné svařování, kde má koncentrátor kmitů 3 a pevná podložka 4 tvar a funkci otočných koleček, které umožňují spojování textilních materiálů 2 pomocí pásku 1 při tlaku od 0,1 do 0,5 MPa, rychlostí od 0,5 do 2,0 m/sec a kmitočtu od 15 do 24 MHz. Velikost tlaku a rychlost je závislá na druhu svařovaných textilií 2 a druhu pojícího materiálu 1.Fig. 3 shows continuous welding, where the oscillator concentrator 3 and the rigid washer 4 have the shape and function of the swivel castors which allow the textile materials 2 to be joined by means of a strip 1 at a pressure of 0.1 to 0.5 MPa at a speed of 0.5 up to 2.0 m / sec and frequency from 15 to 24 MHz. The amount of pressure and speed depends on the type of fabric to be welded 2 and the type of bonding material 1.

Zařízení podle příkladného provedení pro taktové svařování obr. 2 sestává z rovné pevné podložky 4 nad níž je umístěn koncentrátor 3 kmitů trychtýřovitého tvaru. Koncentrátor 3 kmitů je připojen k činnému lisu půlvlnovým nástavcem, který stejně jako činný lis není znázorněn. Pevná podložka 4 je provedena z nevodivého materiálu.The apparatus according to the exemplary embodiment for tact welding of FIG. 2 consists of a flat, rigid support 4 above which a funnel-shaped oscillator concentrator 3 is arranged. The oscillator concentrator 3 is connected to the active press by a half-wave attachment, which, like the active press, is not shown. The solid support 4 is made of a non-conductive material.

Zařízení podle příkladného provedení pro průběžné svařování sestává z pevné podložky 4 kruhového průřezu a stejně tak je kruhového průřezu i koncentrátor 3 kmitů, který je společně s pevnou podložkou 4 pohybově propojen. Koncentrátor 3 kmitů je součástí nezakresleného činného lisu, k němuž je připojen nezakresleným půlkruhovým nástavcem,The device according to the exemplary embodiment for continuous welding consists of a fixed washer 4 of circular cross-section, as well as an oscillator concentrator 3, which, together with the fixed washer 4, is movably connected. The oscillator concentrator 3 is part of a non-plotted active press to which it is connected by a non-plotted semi-circular extension,

Příklad provedení zařízení podle vynálezu vhodný ke spojování textilných materiálu nevyčerpáva možnosti jeho provedení a ultrazvukových kmitů je možno například dosáhnout piezokeramickým měničem, který nahrazuje měnič magnetostrikční.An exemplary embodiment of a device according to the invention suitable for joining textile materials does not exhaust its possibilities of construction and ultrasonic oscillations can be achieved, for example, by a piezoceramic transducer which replaces the magnetostrictive transducer.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A method of bonding textile materials by intensive ultrasound, wherein thermoplastic tapes are interposed between the textile materials to be bonded, characterized in that the textile materials to be joined separated by a plastic tape are inserted into the space between the magnetostrictive transducer and the solid support and The ultrasonic waves are transmitted by means of a half-wave adapter and an oscillator concentrator against the solid support on which the composition rests and from which the ultrasonic energy is reflected.

Device for carrying out the method according to claim 1, with a magnetostrictive transducer, characterized in that it consists of a solid support (4), over which is placed an oscillator concentrator (3), the oscillator concentrator (3) being connected to a power source by means of a half-wave extension. .

Device according to claim 2, characterized in that the contact surfaces of the oscillator concentrator (3) and the fixed washer (4) are flat.

Device according to claim 2, characterized in that the cross-section of the oscillator concentrator (3) and the fixed support (4) is circular in shape.