Vliesstoffe fügen mit Ultraschall

Vliesstoffe bestehen aus einzelnen Fasern oder Endlosfilamenten (Fasern mit unbegrenzter Länge), die einen lockeren Zusammenhalt bilden. Vliesstoffe mit thermoplastischen Anteilen (durch Hitze formbare Kunststoffe) können durch Ultraschall verschweißt werden. Dabei wird der Kunststoffanteil des Materials durch Ultraschall erwärmt, aufgeschmolzen und die Vliesstoffe können ohne Kleber miteinander verbunden (verschweißt) werden.

Wofür ist das geeignet?

Das Verbinden von Vliesstoffen ohne Zusatzstoffe ist ideal für den Hygienebereich, die Medizintechnik und Kosmetik- und Pflegeprodukte. Das Ultraschallschweißen wird genutzt um:

  • Verschiedene Lagen miteinander zu laminieren (z. B. bei Windeln)
  • Prägestrukturen einzubringen (z. B. bei Wattepads)
  • Zu trennen und Randbereiche zu versäumen (z. B. bei Einmalwaschhandschuhen)
  • Bahnware zu perforieren (z. B. bei Filtermaterialien)
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Wie funktioniert das?

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Ultraschall wird im Generator erzeugt und durch einen Konverter in mechanische Schwingungen umgewandelt. Diese werden von Sonotroden in das Material eingeleitet. Frequenzen von 20 bis 35 kHz mit einer Amplitude von 10 bis 50 μm sind dabei üblich. Der Kunststoffanteil wird angeregt, erwärmt sich und wird aufgeschmolzen. Der eigentliche Schweißprozess ist schnell: Durch rotierende Werkzeuge, zum Beispiel Walzen, können bis zu 800 m Vliesstoff pro Minute verarbeitet werden. Die Walze dient als Amboss und hat eine individuelle Oberflächenstruktur, um die Ultraschallenergie punktgenau zu fokussieren. So können exakte Schweiß-, Präge- oder Schneidergebnisse erzielt werden.

Wichtig für optimale Resultate ist ein konstanter Abstand zwischen dem zu bearbeitenden Material und den Werkzeugen. Dies wird durch präzise Regeltechnik gewährleistet. Sie stellt sicher, dass die Distanz immer gleichbleibt, auch wenn sich die Schweißwerkzeuge durch die entstehende Wärme verändern sollten.

Schweißen / Quernaht

Vliesstoffe können auch mit einer Quernaht verschweißt werden. Wie bei der Längsnaht arbeitet die Sonotrode in einer festen Position, ohne Auf- und Abwärtsbewegung. Den Unterschied macht die Ambosswalze. Sie sorgt dafür, dass der Vliesstoff an der richtigen Stelle in Kontakt mit der Sonotrode kommt und nur dort quer geschweißt wird. Das wird z. B. bei den Seitenverschlussnähten von Windeln genutzt.

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Laminieren

Durch Strukturierung der Ambosswalze findet das Verbinden von Vliesstoffen beim Laminieren im Gegensatz zur Längsnaht nur punktuell statt. Das hat den Vorteil, dass durch die vielen, gezielten Verbindungen die Materialeigenschaften erhalten bleiben. Die Filterfunktion z. B. wird nicht beeinflusst und das Material bleibt elastisch.

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Prägen

Beim Prägen bekommt der Vliesstoff, z. B. von Wattepads, eine individuelle Struktur eingraviert. Dafür ist eine Walze zuständig. Die Besonderheit, wenn die zu verbindenden Materialien unterschiedliche Farben haben: An der Schweißnaht wird die Farbe der unteren Bahn sichtbar. Ein Designeffekt z. B. für Logos – ohne zusätzlichen Farbdruck.

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Perforieren

Vliesstoffe können auch definiert perforiert werden. Mit Ultraschall und Walze kann der Stoff schonend durchlocht werden, wie z. B. bei Wundauflagen und Pflastern.

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Schneiden

Sogar Schneiden können die Ultraschallwerkzeuge. Gleichzeitig wird die Schnittkante versiegelt. Das kommt z. B. bei der Produktion von Einmalwaschhandschuhen zum Einsatz.

Schweißgeometrien

Das Oberflächendesign der Walze, die sog. Schweißgeometrie, richtet sich nach den individuellen Anforderungen der Produkte und Schweißprozesse. An den höchsten Punkten der Walze findet die Energiefokussierung und damit die Schmelze statt. 

perfect product

Vliesstoffe schweißen mit kontinuierlicher Ultraschall-Technologie

Mit unserer Ultraschalltechnologie bieten wir Ihnen Verfahren zum kontinuierlichen Verbinden, Schweißen, Laminieren, Prägen, Schneiden von Vliesstoffen, Textilien und thermoplastischen Kunststoffen. Unter anderm werden die Maschinen und Systeme der Firma Herrmann Ultraschall bei der Großserienproduktion in der Textil-, Medizin-, Filter-, Hygiene- und der allgemeinen technischen Industrie eingesetzt. Kunden schätzen die konstant hochwertige und kontrollierte Schweißqualität bei hohen Geschwindigkeiten. Dies ermöglicht die Realisierung komplexer Applikationen bei anwendungsfreundlicher, einfachster Handhabung.

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