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超声波焊接：疫情引发的口罩创新
超声波焊接可牢固地结合最小的织物部位，从口罩到带子再到一次性手术面罩等，它以极低的成本缝合工艺满足了突如其来的极大需求。超声波焊接工艺功不可没，而其中的设备是必不可少，如今它因疫情而在无纺领域大行其道，在基本的个人防护设备领域发挥重要作用。
需求激发出来的市场活力
随着疫情大暴发，全球对医用级面罩和N95呼吸器的需求从2020年初以来猛增，迄今为止都供不应求。世界卫生组织估计，全球每月至少需要8900万只医用级口罩，而这仅仅是用于保护抗疫医护人员，一般口罩的需求则远远超出这个数量。面对疫情，全球每个人都需要戴口罩。世界上至少有50个国家的普通公民外出被要求必须戴口罩。疫情的迅速蔓延，突出地反映了全世界的医疗供应链的短板，它导致个人防护设备，特别是口罩的严重短缺。许多类型的个人防护装备以高价也很难获得。这一变化促使世界各国政府、医疗制造商和产品购买者重新思考口罩的医护作用、供应链、其保护功能和制造工艺的创新等。无纺品的低成本和效用在防止疫情蔓延的全球战斗中发挥着至关重要的作用。穿戴上个人防护装备，如医用面罩、防护袍和医用磨砂布，甚至脚套，可提供有效和廉价的阻隔微生物作用。虽然内外纺粘PP层提供了结构性保护功能，但熔喷PP纤维的中间层是过滤病原体的关键。熔喷纤维带有负电荷，可阻隔和容纳极小气溶胶颗粒。这样，高质量的N95呼吸器和口罩才可有效地保护患者与医务人员。
口罩生产中的超声波焊接工艺
医用级超声波焊接工艺说新也不新，新就新在使用频率和范围远远超出了历史上任何时期。生产口罩和呼吸器，超声波焊接设备必不可少，但超声波焊接设备通常（并不总是）被嵌入更大的、全自动的口罩生产机械中。生产设备中通常由内层、中层和外层的两到三卷无纺布组成，经连续加工，形成了我们所需的口罩。简单说来，超声波焊接其实就是将电能转化为高频机械振动，这种振动是将其传递到热塑性材料中。振动产生摩擦，无纺经超声波生热而熔化，这种操作十分有效，操作也不复杂。但是，口罩的生产却需要大量切割和再切割，碾压成窄条状，切割边缘同时被密封，形成多层结构，然后切割后无缝连接口罩带。这些工艺全世界都在大量采用。
一个典型的口罩需要两次焊接，在顶部和底部，这类超声波焊接技术加上精心设计的机械和自动化，使无纺粘合几乎轻而易举。然而，这背后需要大量的技术和技能支持，如怎么才能将高频振动集成到切割整合中，使口罩具有医疗级的精度和可靠性。
在医疗无纺品生产引入超声波之前，超声波焊接专家与制造商密切合作开发出常见的优化技术。通常，每个无纺布焊接应按程序都需要专门的声呐和一组优化的焊接参数。这些参数，通常使用DOE创建，提供系列经验证的焊接程序设置，使生产设备能够适应普通工艺和材料的变化，同时提供高质量的焊接。
超声波焊接适用于生产口罩和呼吸器、外科服装或其他任何系列医疗PPE，相对于其他生产方法的好处是，它已成为一个用于抗击疫情和其他疾病的无纺材料加工工艺。其好处包括：
1.卓越的速度和生产力。这类超声波焊接技术切割、焊接和粘结无纺布，以特有的速度赢得高效。在连续生产线中，它可给多层无纺品焊接。
2.创造可重复的焊接技术，使焊接处的强度与母体材料一样。
3.连续焊接和粘结。与缝纫相比，这种超声波创造了高强度、高完整性的焊接和粘结技术，生产效率是过去缝纫机粘结的数十倍。
4.最重要的是，这类超声波焊接口罩阻隔隐藏的微生物或污染物更有效。
5.耗能低无污染。与粘合方式相比，超声波技术省去了额外费用、额外的加工程序、安装和干燥所需的额外时间，以及接触化学污染物的额外风险。
6.口罩的焊接一旦完成生产出来即可投入使用。
其他好处还有，能源效率高，超声波焊接技术只在用于切割或粘合材料时消耗功率。此外，由于该过程利用振动立即产生所需的摩擦热，没有额外的能耗或废物，因此能源效率极高。持续的技术改进使超声波工艺不断发展、改进和演变，它往往因市场所需而创新，也因标新立异推出新的应用为其他行业开发和利用，并在新的领域产生新的特性和能力。
