CN103568431A - 一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布及其制备方法，该复合软布包含纤维布及热塑性聚氨酯，热塑性聚氨酯热压在纤维布的两侧。其制备方法为：在纱架或放卷辊上放置纤维布，并在其上下位置的放卷辊上分别放置热塑性聚氨酯薄膜，纤维布与上下各一层的热塑性聚氨酯薄膜一起进入加热烘箱中加热，加热后得到的三层结构复合材料在一对压辊的作用下热压成型，再经过一对冷压辊冷压定型，即得成型的聚氨酯纤维复合软布。与现有技术相比，本发明聚氨酯纤维软布粘结良好，表面光滑平整，纤维的纹路清晰可见，是高档外观件的首选。
Description
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，涉及一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯TPU具有各种优异的性能，如综合机械性能良好、抗水解、抗微生物侵蚀性能有益，耐热，耐低温，耐化学腐蚀，尤其突出的是耐磨性性能，使其在做一些表观外层制品上具有很大的优势。TPU的硬度度可调，从邵氏75A-75D可变化，可根据软硬度的需求来制备不同的产品，应用于不同的领域。TPU的主要用途有薄膜和片材，管材，鞋底和鞋帮等鞋材料，电线电缆光缆护套，拉链片和高档塑料表带、表壳以及潜水表、礼品表等系列，机械制品(如汽车部件、机械轴承、滚轮等)。
TPU薄膜产品应用在冬季服装、鞋类等领域，具有防寒、保暖、防水性能好、舒适透气等特点。且TPU良好的耐磨性在外观件上使用起来非常具有优势。
1k、3k纤维布和方格布紧凑的纤维相交织形成的纤维布美观大方，与很多树脂复合作为表观材料，既大方又典雅，简单均一的纹路更凸显高档。而TPU又具有很好的耐磨性和手感光滑等特性，且TPU的软硬度可调，在一定范围内变化，可制备不同软硬度的复合软布，满足不同的需求。但是目前还没有将TPU与玻纤布两者结合制备复合软布的相关专利。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种外观典雅大方，而且实用性很强，耐磨耐冲击耐老化耐腐蚀的热塑性聚氨酯/纤维复合软布及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，该复合软布包含纤维布及热塑性聚氨酯，热塑性聚氨酯热压在纤维布的两侧。
所述的纤维布选自3K纤维布、1K纤维布或方格纤维布中的一种；所述3K纤维布的单束纤维由3000根单纱制成，所述1K纤维布的单束纤维由1000根单纱制成。所述的方格纤维布选自大格纤维布、中格纤维布或小格纤维布。
所述的纤维布为碳纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布其中的一种或几种，纤维布的厚度为0.2mm-0.3mm。
所述的热塑性聚氨酯为薄膜状的热塑性聚氨酯产品，邵氏硬度在65A-90A之间，厚度为0.05mm-0.2mm。
一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在纱架或放卷辊上放置纤维布，并在其上下位置的放卷辊上分别放置热塑性聚氨酯薄膜，纤维布与上下各一层的热塑性聚氨酯薄膜一起进入加热烘箱中加热，加热后得到的三层结构复合材料在一对压辊的作用下热压成型，再经过一对冷压辊冷压定型，即得成型的聚氨酯纤维复合软布。
冷却完全后，将成型好的聚氨酯纤维软布缠绕至收卷辊上，收卷辊的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节碳纤维布所受张力大小的装置。最终完成聚氨酯纤维软布的连续生产工作。
得到的聚氨酯纤维软布粘结良好，表面光滑平整，纤维的3K纹路清晰可见，是高档外观件的首选。
所述的纤维布上下层的热塑性聚氨酯薄膜(TPU薄膜)为同类型的膜或不同类型的膜，比如光泽度不一样的膜，使其两面具有不一样的表观性质；所述TPU薄膜厚度为0.05-0.2mm；所述的放卷辊的辊筒为圆形金属辊筒。
所述的加热烘箱的加热温度为小于热塑性聚氨酯的熔融温度，高于热塑性聚氨酯的软化温度，加热烘箱采用红外加热方式或电加热方式；加热烘箱加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊的作用下热压成型，使者三层很好的粘结在一起；所述的热压辊的温度为小于热塑性聚氨酯的熔融温度，高于热塑性聚氨酯的软化温度，以保证聚氨酯与纤维布与聚氨酯在压力作用下粘结良好。
所述的加热烘箱的加热温度为120℃-150℃；所述的热压辊的温度为120℃-140℃。
所述的一对热压辊上下设置，其间距根据需要的复合软布的厚度设定。
所述的冷压辊的冷却温度为低于热塑性聚氨酯凝固温度，一对冷压辊前后设置，一对冷压辊之间的间隙跟前面一对热压辊之间的间隙相同，并决定和控制最终聚氨酯复合纤维软布的厚度，一对冷压辊间的距离为复合软布的厚度。所述的冷压辊通有冷却水。
本发明采用的纤维布为平纹布，用平纹组织(经纱和纬纱每隔一根就交织一次)织成的织物叫平纹织物，表面平整，正反面外观效果相同。1k、3k纤维布和方格布紧凑的纤维相交织形成的纤维布美观大方，与很多树脂复合作为表观材料，既大方又典雅，简单均一的纹路更凸显高档。而TPU又具有很好的耐磨性和手感光滑等特性，且TPU的软硬度可调，在一定范围内变化，可制备不同软硬度的复合软布，满足不同的需求。将TPU与玻纤布两者结合使制备的制品不仅美丽大方，而且实用性很强，耐磨耐冲击耐老化耐腐蚀。可用于一些高档的外观件上，也可作为一些饰品，如纤维手套，纤维钱包，纤维箱包(表面覆盖)，马鞍，纤维袋，鞋材，体育和运动器材、可用于手表、手机、电子产品、化妆盒、首饰类、笔记本电脑、高级桌椅贴面、液晶电视、商标、音箱等。
与现有技术相比，本发明采用TPU薄膜与纤维布纹路以层压的方式形成一种类似三明治的结构，TPU与纤维布粘结良好，且纤维的纹路清晰，可用于一些高档的外观件上，也可作为一些饰品，如纤维手套，纤维钱包，纤维箱包(表面覆盖)，马鞍，纤维袋，鞋材，体育和运动器材、可用于手表、手机、电子产品、化妆盒、首饰类、笔记本电脑、高级桌椅贴面、液晶电视、商标、音箱等。本发明采用TPU薄膜与纤维布纹路以层压的方式形成一种类似三明治的结构，再热压冷却成型，得到的TPU/纤维复合软布表面光滑耐磨，光泽度好，TPU与纤维布粘结良好，且纤维的纹路清晰，且可根据纤维布的不同颜色来改变复合软布的颜色。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为热塑性聚氨酯/黑色3K玻璃纤维复合软布。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布由纤维布两侧热压热塑性聚氨酯组成，其制备工艺流程，如图1所示：
(1)固定宽度的黑色3K玻璃纤维布2静置于纱架的辊筒上或者放卷辊1上，玻璃纤维布2的厚度为0.23mm，上层TPU薄膜4和下层TPU薄膜6分别置于放卷辊3和放卷辊5上，TPU薄膜4和TPU薄膜6均为透明的具有光泽度的膜，硬度均为80A，厚度分别为0.2mm和0.17mm。
(2)中间的3K黑色纤维布与上下各一层TPU薄膜一起进入加热烘箱7中，加热烘箱7采用红外加热方式，温度为150℃，加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊：热压辊8a和热压辊8b的作用下热压成型，一对热压辊的温度均为130℃，使者三层很好的粘结在一起，热压辊8a和热压辊8b的距离为0.6mm。
(3)冷却定型装置14：经过热压辊的聚氨酯玻璃纤维软布9在一对冷压辊：冷压辊10a和冷压辊10b的作用下冷却定型，保证聚氨酯复合玻璃纤维软布9表面平整光洁；冷压辊10a与冷压辊10b之间的距离为0.6mm。
(4)收卷装置15：冷却完全后，将成型好的聚氨酯纤维软布缠绕至收卷辊11上，收卷辊11的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节玻璃纤维布所受张力大小的装置。最终得到厚度为0.6mm黑色聚氨酯纤维软布，如图2所示。
实施例2
参见图1，一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法包括以下步骤：
(1)固定宽度的1K红色碳纤维布2静置于纱架的辊筒上或者放卷辊1上，碳纤维布2的厚度为0.3mm，TPU薄膜4和TPU薄膜6分别置于放卷辊3和放卷辊5上，TPU薄膜4和TPU薄膜6均为透明的具有光泽度的膜，厚度为0.05mm，TPU薄膜4的硬度为65A，TPU薄膜6的硬度为90A。
(2)中间的1K红色碳纤维布与上下各一层TPU薄膜一起进入加热烘箱7中，加热烘箱7采用红外加热方式，温度为120℃，加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊：热压辊8a和热压辊8b的作用下热压成型，热压辊的温度为120℃，使者三层很好的粘结在一起，热压辊8a和热压辊8b的距离为0.4mm。
(3)冷却定型装置14：经过热压辊的聚氨酯碳纤维软布9在一对冷压辊：冷压辊10a和冷压辊10b的作用下冷却定型，保证聚氨酯复合碳纤维软布9表面平整光洁；冷压辊10a与冷压辊10b之间的距离为0.4mm。
(4)收卷装置15：冷却完全后，将成型好的聚氨酯纤维软布缠绕至收卷辊11上，收卷辊11的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节碳纤维布所受张力大小的装置。最终得到厚度为0.4mm红色聚氨酯碳纤维软布。
实施例3
参见图1，一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法包括以下步骤：
(1)固定宽度的小格蓝色玻璃纤维布2静置于纱架的辊筒上或者放卷辊1上，玻璃纤维布2的厚度为0.25mm，TPU薄膜4和TPU薄膜6分别置于放卷辊3和5上，TPU薄膜4和TPU薄膜6均为透明的具有光泽度的膜，厚度为0.1mm，TPU薄膜4的硬度为65A，TPU薄膜6的硬度为65A。
(2)中间的小格蓝色玻璃纤维布纤维布与上下各一层TPU薄膜一起进入加热烘箱7中，加热烘箱7采用红外加热方式，温度为130℃，加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊：热压辊8a和热压辊8b的作用下热压成型，热压辊的温度为120℃，使者三层很好的粘结在一起，热压辊8a和热压辊8b的距离为0.45mm。
(3)冷却定型装置14：经过热压辊的聚氨酯纤维软布9在一对冷压辊：冷压辊10a和冷压辊10b的作用下冷却定型，保证聚氨酯复合玻璃纤维软布9表面平整光洁；冷压辊10a和冷压辊10b之间的距离为0.45mm。
(4)收卷装置15：冷却完全后，将成型好的聚氨酯玻璃纤维软布9缠绕至收卷辊11上，收卷辊11的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节玻璃纤维布所受张力大小的装置。最终得到厚度为0.45mm蓝色聚氨酯玻璃纤维软布9。
实施例4
参见图1，一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法包括以下步骤：
(1)固定宽度的大格黑色碳纤维布2静置于纱架的辊筒上或者放卷辊1上，碳纤维布2的厚度为0.2mm，TPU薄膜4和TPU薄膜6分别置于放卷辊3和5上，TPU薄膜4和TPU薄膜6均为透明的具有光泽度的膜，厚度为0.05mm，TPU薄膜4的硬度为90A，TPU薄膜6的硬度为90A。
(2)中间的大格黑色碳纤维布2纤维布与上下各一层TPU薄膜一起进入加热烘箱7中，加热烘箱7采用红外加热方式，温度为140℃，加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊：热压辊8a和热压辊8b的作用下热压成型，热压辊的温度为140℃，使者三层很好的粘结在一起，热压辊8a和热压辊8b的距离为0.3mm。
(3)冷却定型装置14：经过热压辊的聚氨酯碳纤维软布9在一对冷压辊：冷压辊10a和冷压辊10b的作用下冷却定型，保证聚氨酯复合碳纤维软布表面平整光洁；冷压辊10a和冷压辊10b之间的距离为0.3mm。
(4)收卷装置15：冷却完全后，将成型好的聚氨酯碳纤维软布缠绕至收卷辊11上，收卷辊11的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节碳纤维布所受张力大小的装置。最终得到厚度为0.3mm的黑色聚氨酯碳纤维软布。
实施例5
参见图1，一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法包括以下步骤：
(1)固定宽度的中格黄色芳纶纤维布2静置于纱架的辊筒上或者放卷辊1上，碳纤维布2的厚度为0.2mm，TPU薄膜4和TPU薄膜6分别置于放卷辊3和5上，TPU薄膜4和TPU薄膜6均为透明的具有光泽度的膜，厚度分别为0.05mm和0.1mm，TPU薄膜4的硬度为70A，TPU薄膜6的硬度为70A。
(2)中间的中格黄色芳纶纤维布纤维布与上下各一层TPU薄膜一起进入加热烘箱7中，加热烘箱7采用红外加热方式，温度为140℃，加热后的类似三明治结构的复合材料在一对热压辊：热压辊8a和热压辊8b的作用下热压成型，热压辊的温度为140℃，使者三层很好的粘结在一起，热压辊8a和热压辊8b的距离为0.35mm。
(3)冷却定型装置14：经过热压辊的聚氨酯碳纤维软布9在一对冷压辊：冷压辊10a和冷压辊10b的作用下冷却定型，保证聚氨酯复合芳纶纤维软布表面平整光洁；冷压辊10a和冷压辊10b之间的距离为0.35mm。
(4)收卷装置15：冷却完全后，将成型好的聚氨酯碳纤维软布缠绕至收卷辊11上，收卷辊11的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可作为调节碳纤维布所受张力大小的装置。最终得到厚度为0.35mm的黄色聚氨酯芳纶纤维软布。
Claims (12)
1.一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，该复合软布包含纤维布及热塑性聚氨酯，热塑性聚氨酯热压在纤维布的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，所述的纤维布选自3K纤维布、1K纤维布或方格纤维布中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，所述3K纤维布的单束纤维由3000根单纱制成，所述1K纤维布的单束纤维由1000根单纱制成，所述的方格纤维布选自大格纤维布、中格纤维布或小格纤维布。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，所述的纤维布为碳纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布中的一种或几种，纤维布的厚度为0.2mm-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯为薄膜状的热塑性聚氨酯产品，邵氏硬度在65A-90A之间，厚度为0.05mm-0.2mm。
6.一种如权利要求1所述的热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在纱架或放卷辊上放置纤维布，并在其上下位置的放卷辊上分别放置热塑性聚氨酯薄膜，纤维布与上下各一层的热塑性聚氨酯薄膜一起进入加热烘箱中加热，加热后得到的三层结构复合材料在一对压辊的作用下热压成型，再经过一对冷压辊冷压定型，即得成型的聚氨酯纤维复合软布。
7.根据权利要求6所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的纤维布上下层的热塑性聚氨酯薄膜为同类型的膜或不同类型的膜；所述的放卷辊的辊筒为圆形金属辊筒。
8.根据权利要求6所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的加热烘箱的加热温度为小于热塑性聚氨酯的熔融温度，高于热塑性聚氨酯的软化温度，加热烘箱采用红外加热方式或电加热方式；所述的热压辊的温度为小于热塑性聚氨酯的熔融温度，高于热塑性聚氨酯的软化温度。
9.根据权利要求6或8所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的加热烘箱的加热温度为120℃-150℃；所述的热压辊的温度为120℃-140℃。
10.根据权利要求6或8所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的一对热压辊上下设置，其间距根据需要的复合软布的厚度设定。
11.根据权利要求6所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的冷压辊的冷却温度为低于热塑性聚氨酯凝固温度，一对冷压辊前后设置，两者间的距离为复合软布的厚度。
12.根据权利要求6或11所述的一种热塑性聚氨酯/纤维复合软布的制备方法，其特征在于，所述的冷压辊中通有冷却水。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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