4.4. Сваривание деталей одежды

Одно из свойств синтетических материалов – их термопластичность. На использовании этого свойства основан метод безниточного соединения деталей – сварка. Сварные соединения образуются под действием тепла и давления. Сварной шов выполняется без применения постороннего вещества, чем отличается от клеевого шва [13, с. 73–78; 20, с. 111–117].

4.4.1. Сущность процесса сварки термопластичных материалов

Сварка – процесс неразъемного соединения твердых тел путем их местного сплавления, в результате чего возникают прямые связи между молекулами соединяемых тел.

Процесс сварки характеризуется тремя стадиями:

1. Подвод и преобразование энергии, обеспечивающей активизацию свариваемых поверхностей.

2. Взаимодействие активизированных свариваемых поверхностей при контакте их друг с другом.

3. Формирование структуры материала в зоне контакта.

В процессе активизации, которая достигается за счет поглощения и преобразования энергии, повышается подвижность атомов. Сварка происходит после достижения плотного контакта, достаточного для проявления сил межмолекулярного взаимодействия.

В основе сварки термопластов лежит аутогезия, т.е. способность двух приведенных в соприкосновение поверхностей одного и того же вещества образовывать прочную связь. Аутогезия является частным случаем адгезии.

Сварной шов состоит из следующих участков:

– внешние пленки, образовавшиеся в результате расплавления верхних слоев материала;

– пленки в зоне раздела свариваемых полотен материала.

В образовании сварных соединений участвуют 4 типа связей:

1 – аутогенная связь, которая возникает в результате поверхностного оплавления волокон;

2 – механическая связь, возникающая в результате сцепления нитей материала в зоне их раздела при помощи расплавленного полимера, проникающего в структуру волокон;

3 – механическая связь, возникающая в результате соединения внешних сторон свариваемого материала элементарными участками расплавленного полимера, которые как бы «прошивают» толщину материала, этот тип связи имеет объемный характер;

4 – возникает в результате перемешивания макрообъемов расплава и также имеет объемный характер.

4.4.2. Основные виды сварки

Сварку можно осуществлять двумя способами: 1) тепло подается от внешних источников (термоконтактная и термоимпульсная), 2) тепло генерируется внутри свариваемых материалов, а рабочие инструменты остаются холодными (токами высокой частоты и ультразвуком).

В швейном производстве применяются три способа сварки:

1) термоконтактный – с использованием электрического нагревательного инструмента; 2) высокочастотный; 3) ультразвуковой.

4.4.2.1. Термоконтактная сварка

Наибольшее практическое применение в швейной промышленности имеет термоконтактный последовательный способ сварки, осуществляемый путем электрического нагрева сварочных инструментов [13, с. 74]. Сущность термоконтактного способа заключается в том, что нагрев материала выполняется специальным инструментом при его непосредственном контакте с материалом. Может осуществляться при одностороннем (рисунок 4.38 а), двухстороннем (рисунок 4.38 б), внутреннем нагреве (рисунок 4.38 в). При взаимодействии термоэлемента с материалом, образуется газовый слой, препятствующий прилипанию к термоэлементу.

Термоконтактная сварка может выполняться вручную, когда нагревательным элементом является утюг, паяльник клиновидной формы, ролик, лента, или машинным способом. При этом применяются машины типа стачивающих, где вместо иглы используется нагревательный элемент.

Простота и экономичность термоконтактного способа позволяют использовать его для сварки тонких пленок и текстильных материалов с пленочным термопластичным покрытием при изготовлении специальной и некоторых других видов одежды.

а б

Рисунок 4.38 – Схема сварки: а – при одностороннем нагреве;

б – при двухстороннем нагреве; в – при внутреннем нагреве

Недостатками термоконтактного способа сварки являются:

– возможность перегрева поверхностного слоя материала,

– непосредственный контакт нагревателя с материалом, что может привести к выдавливанию расплава материала в околошовной зоне и снижению прочности соединений.