CN113291029B - 一种多功能垫 - Google Patents

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Abstract

一种多功能垫，包括由上至下依次粘贴的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，本技术主要在生产过程中通过将TPU膜与抗拉伸薄膜压合形成复合膜，从而使TPU膜在生产过程中不易发生形变，生产出来的产品具有弹性好、与人体皮肤亲和度高、不易起皱等优点。

Description

一种多功能垫
技术领域
本发明属于TPU膜应用技术领域，具体涉及一种多功能垫。
背景技术
TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体，它具有硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好等优点，可以应用到诸多领域。但是由于TPU弹性膜的成本较PE膜等高，另外还有加工困难等问题，使得其在日用品中的应用较少。
如申请号为CN201721642401.2的中国实用新型专利文献，公开了一种新型爬爬垫，包括中部的海绵层，在该海绵层的上面自下而上依次设有上部弹性层和上部表层，所述上部弹性层为EPE层或XPE层，所述上部表层为PE膜、或TPU膜、或EVA膜、或布料，在该海绵层的下面自上而下依次设有下部弹性层和下部表层，所述下部弹性层为EPE层或XPE层，所述下部表层为PE膜、或TPU膜、或EVA膜、或布料。上述申请中所公布的垫子，虽然运用到了TPU膜作为垫子的表面层，但是还是使用的现有技术中PVC膜覆膜的方式进行加工，没有考虑到TPU膜具有更大弹性的特性，在热压的过程中会使所述的薄膜出现颇大的拉伸形变，增大了薄膜的表面应力，这会缩短所述的产品的使用寿命。
发明内容
本发明要解决上述技术问题，从而提供了一种多功能垫。
本发明的技术方案如下：一种多功能垫，其特征在于，包括由上至下依次设置的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的第一定型层由TPU膜构成；所述多功能垫的制备方法如下：
a、复合膜的制备：取一抗拉伸薄膜，在所述抗拉伸薄膜的一个表面上喷上离型剂后与TPU膜的一个表面相贴，然后在20~30kPa的压力下压合形成复合膜；
b、功能垫的制备：将步骤a中得到的复合膜和所述第二定型层分别输送，并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1~0.2MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
现有技术中，垫子通常采用的是PVC膜作为所述垫子的表面膜，但是以PVC膜生产出来的垫子在使用的时候会出现一些问题，比如说产品表面容易变皱，划痕、抓痕不会消失，与皮肤摩擦所产生的声音的音调高，这些都使得人的体验感变差；也存在少数的垫子是采用的TPU膜作为垫子的表面膜，但是在进行TPU膜覆膜的时候所采用的还是现有技术中进行PVC膜覆膜的方式进行加工，没有考虑到TPU膜具有更大弹性、易形变的特性，在送膜的过程中会使薄膜出现拉伸形变，导致所述的TPU膜的表面应力增加，制成的成品表面的TPU膜的弹性性能变差，成品表面容易在扣、戳、扎等情况下出现褶皱但不易恢复等缺点，这会使得产品的使用寿命缩短；同时经过热压辊热压定性时，由于所述的热压辊表面带有刻纹，单层的印刷后的TPU膜也会很容易产生形变，造成印刷图案的变形。
在本技术方案中，所述的复合膜指的是由抗拉伸薄膜与TPU膜贴合形成的一种组合膜；首先在所述抗拉伸薄膜的下表面上喷上离型剂，然后和一层TPU膜一起输送到热压辊热压使得所述的TPU膜与抗拉伸薄膜贴合，其中抗拉伸薄膜的第一表面即下表面与所述的TPU膜的第二表面即其印刷面也即上表面相粘合，两者之间的分子间作用力使二者相互吸紧，两者又因为离型剂的存在使得两者容易分离；此处所采用的压辊压力选用的小，TPU膜所受到的摩擦力小，产生的拉伸形变小；而形成的复合膜的特性以抗拉伸薄膜的韧性为主，不易发生拉伸形变，在热压的时候在摩擦力的作用下不易发生拉伸形变，降低了所述的TPU膜的表面应力，制成成品表面弹性好，韧性强，在扣、戳、抓等状态下会自然的恢复，不会留下痕迹；同时在经过热压辊热压定性时，虽然所述的热压辊表面带有刻纹，复合的TPU膜也会由于抗拉伸膜的加强而不容易在受力不均的作用下产生形变，造成印刷图案的变形；然后将TPU表面的抗拉伸薄膜取下即得到多功能垫；最后同意对功能垫表面进行清洁。
优选地，在制备所述的复合膜之前需要对TPU膜的第二表面进行印刷处理，所述的油墨中添加有弹性TPU粉末和抗菌活性物质，通过TPU粉提高油墨的附着强度。
优选地，所述的抗菌活性物质选自纳米银、纳米铜、氧化银、氧化锌、氧化铜、二氧化钛等中的一种话多种，添加抗菌物质后，本产品的抗菌防霉的效果会更好。
优选地，所述的步骤b中在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理，通过对TPU膜进行电晕处理，提高TPU膜的表面张力，使得油墨的附着效果更好。
优选地，所述的中间层的材料为发泡材料，所述的发泡原料选自PU、PE、PVC、EVA中的一种或多种，选择不同的中层材料，再将所述的功能垫切割成合适的大小就可以使得本功能垫适用于各种场合，比如说，人们做瑜伽的垫子、婴幼儿练习爬行的爬爬垫、人们户外运动时携带的便携坐垫等等。
优选地，所述的第二定型层选自PVC膜、PE膜、PET膜、TPU膜中的一种。
优选地，所述的抗拉伸薄膜选自PVC膜、PE膜中的一种。
优选地，所述的离型剂选自溶液型的烃类离型剂、醇类离型剂、羧酸和羧酸酯类离型剂中的一种或多种。
优选地，所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构。
优选地，所述的防滑结构为中间凹的四边形凸起，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元，多个连通槽单元首尾相连形成连通槽，多个互相垂直的连通槽共同形成连通槽网络；通过设置这种连通槽网络，使得空气在功能垫表面能够流通，保证了皮肤与功能垫贴合时也能接触空气，舒适性更好。
优选地，所述的防滑结构的大小为0.25cm2~1cm2，将防滑结构的大小设置在这个范围，可以确保它以及连通槽起到防滑以及透气的效果，且能够使得功能垫的美观性更好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用了TPU膜作为功能垫的表面定型层，产品弹性好、韧性好、与皮肤亲和度高，在本功能垫可承受的形变范围内，本产品在揉、扣、对折、卷等方式下形变后很容易恢复如初；
2、本发明通过采用一层抗拉伸薄膜来保护TPU膜，避免其在热压过程中发生颇大的拉伸形变，降低了所述的TPU薄膜的表面应力，产品的弹性更加的好，表面韧性更好，提高了产品的质量；
3、本发明在油墨中添加了一定量的抗菌活性物质，解决了产品表面可能会发生的霉变、变黄等问题，同时也可以令孩子在上面玩的舒心，大人更放心；
4、本发明采用了加入了聚氨酯粉末的印刷墨水，热压后会形成薄膜保护油墨粒子，且与TPU膜的物性接近，贴合更稳定；
5、本发明通过对TPU膜的两个表面进行电晕处理，提高了所述的TPU膜的达因值，使得所述的TPU膜更适合作为垫子的表面层，该TPU膜既可以与所述的中间层粘贴的更牢固，也使其表面的颜料等的附着更牢固，外貌美观。
附图说明
图1为本发明所提供的功能垫的俯视图
图2为图1中a处的局部放大图
图中，1-四边形凸起，2-连通槽单元，3-连通槽。
具体实施方式
通过以下实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限于此实例。
实施例1
一种多功能垫，包括由上至下依次粘贴的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成，所述多功能垫的制备方法如下：
a、抗菌油墨的制备：向油墨中添加抗菌活性物质，搅拌使之分散均匀；
b、印刷处理：采用步骤a中的抗菌印刷油墨在TPU膜的表面上进行印刷得到印刷TPU膜；
c、中间层的制备：在模具中对发泡原料发泡，热压成型，脱模得到中间层；
d、复合膜的制备：在抗拉伸薄膜的第一表面上喷上1ml/m2离型剂后与TPU膜的第二表面相贴在20kPa的压力下压合形成复合膜；
e、功能垫的制备：将步骤d中得到的复合膜和第二定型层分别输送到并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
所述的油墨中添加有弹性TPU粉末；所述的抗菌活性物质为纳米银；所述的发泡原料为PU；所述的抗拉伸薄膜为PVC膜，所述的第二定型层也为TPU膜。
所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构；所述的防滑结构的单元为中间凹的四边形凸起1，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元2，多个连通槽单元2首尾相连形成连通槽3，多个互相垂直的连通槽3共同形成连通槽网络；所述的防滑结构单元的大小为0.25cm2。
实施例2
一种多功能垫，包括由上至下依次粘贴的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成，所述多功能垫的制备方法如下：
a、抗菌油墨的制备：向油墨中添加抗菌活性物质，搅拌使之分散均匀；
b、印刷处理：采用步骤a中的抗菌印刷油墨在TPU膜的表面上进行印刷得到印刷TPU膜；
c、中间层的制备：在模具中对发泡原料发泡，热压成型，脱模得到中间层；
d、复合膜的制备：在抗拉伸薄膜的第一表面上喷上1ml/m2离型剂后与TPU膜的第二表面相贴在20kPa的压力下压合形成复合膜；
e、功能垫的制备：将步骤d中得到的复合膜和第二定型层分别输送到并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
所述的油墨中添加有弹性TPU粉末；所述的抗菌活性物质为纳米银；所述的发泡原料为PE；所述的抗拉伸薄膜为PVC膜，所述的第二定型层也为TPU膜。
所述的步骤b中在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理。
所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构；所述的防滑结构的单元为中间凹的四边形凸起1，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元2，多个连通槽单元2首尾相连形成连通槽3，多个互相垂直的连通槽3共同形成连通槽网络；所述的防滑结构单元的大小为0.25cm2。
实施例3
一种多功能垫，包括由上至下依次粘贴的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成，所述多功能垫的制备方法如下：
a、抗菌油墨的制备：向油墨中添加抗菌活性物质，搅拌使之分散均匀；
b、印刷处理：采用步骤a中的抗菌印刷油墨在TPU膜的表面上进行印刷得到印刷TPU膜；
c、中间层的制备：在模具中对发泡原料发泡，热压成型，脱模得到中间层；
d、复合膜的制备：在抗拉伸薄膜的第一表面上喷上1ml/m2离型剂后与TPU膜的第二表面相贴在20kPa的压力下压合形成复合膜；
e、功能垫的制备：将步骤d中得到的复合膜和第二定型层分别输送到并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
所述的抗菌活性物质为纳米银；所述的发泡原料为PU；所述的抗拉伸薄膜为PVC膜，所述的第二定型层也为TPU膜。
所述的步骤b中在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理。
所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构；所述的防滑结构的单元为中间凹的四边形凸起1，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元2，多个连通槽单元2首尾相连形成连通槽3，多个互相垂直的连通槽3共同形成连通槽网络；所述的防滑结构单元的大小为0.25cm2。
实施例4
一种多功能垫，包括由上至下依次粘贴的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成，所述多功能垫的制备方法如下：
a、抗菌油墨的制备：向油墨中添加抗菌活性物质，搅拌使之分散均匀；
b、印刷处理：采用步骤a中的抗菌印刷油墨在TPU膜的表面上进行印刷得到印刷TPU膜；
c、中间层的制备：在模具中对发泡原料发泡，热压成型，脱模得到中间层；
d、复合膜的制备：在抗拉伸薄膜的第一表面上喷上1ml/m2离型剂后与TPU膜的第二表面相贴在20kPa的压力下压合形成复合膜；
e、功能垫的制备：将步骤d中得到的复合膜和第二定型层分别输送到并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
所述的油墨中添加有弹性TPU粉末；所述的第二定型层由PVC膜组成，将第一定型层作为功能垫的上表面，而第二定型层作为功能垫的下表面使用，这样处理虽然限定了功能垫的正反面但是成本相对而言低了一点；所述的抗菌活性物质选自纳米银；所述的发泡原料为PE；所述的抗拉伸薄膜为PVC膜。
所述的步骤b中在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理。
所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构；所述的防滑结构的单元为中间凹的四边形凸起1，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元2，多个连通槽单元2首尾相连形成连通槽3，多个互相垂直的连通槽3共同形成连通槽网络；所述的防滑结构单元的大小为0.25cm2。
对比例1
一种垫子，包括第一表面层、中间层和第二表面层，三者依次粘合，所述的第一表面层和所述的第二表面层中至少有一层由PVC膜构成，所述的PVC膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成。
所述的抗菌活性物质为纳米银；所述的发泡原料为PU。
所述的多功能垫的第一表面层和第二表面层上设置有防滑结构；所述的防滑结构为中间凹的四边形凸起，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元，多个连通槽单元首尾相连形成连通槽，多个互相垂直的连通槽共同形成连通槽网络；所述的防滑结构的大小为0.25cm2。
对比例2
一种垫子，包括第一表面层、中间层和第二表面层，三者依次粘合，所述的第一表面层和所述的第二表面层由TPU膜构成，所述的TPU膜远离中间层的一侧设置有印刷层，所述的印刷层由抗菌油墨组成，所述多功能垫的制备方法如下：
a、抗菌油墨的制备：向油墨中添加抗菌活性物质，搅拌使之分散均匀；
b、印刷处理：采用步骤a中的抗菌印刷油墨在TPU膜的表面上进行印刷得到印刷TPU膜；
c、中间层的制备：在模具中对发泡原料发泡，热压成型，脱模得到中间层；
d、功能垫的制备：在步骤c中得到的中间层的两个表面涂上胶水，避免胶水对TPU膜的影响，然后将TPU膜输送到中间层的表面，一起经过热压辊压合的到成型的垫材，最后在经过切割，得到所述的多功能垫。
所述的油墨中添加有弹性TPU粉末；所述的抗菌活性物质为纳米银、纳米铜、氧化银、氧化锌、氧化铜、二氧化钛等中的一种话多种；所述的发泡原料为PE；所述的抗拉伸薄膜为PVC膜。
所述的步骤b中在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理。
所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构；所述的防滑结构为中间凹的四边形凸起，相邻的所述凸起之间形成连通槽单元，多个连通槽单元首尾相连形成连通槽，多个互相垂直的连通槽共同形成连通槽网络；所述的防滑结构的大小为0.25cm2。
对于上述实施例即对比例中的功能垫，发明人进行了以下的检测实验。
（1）落球回弹率的测定：按照GB/T6670-2008《软质泡沫聚合材料落球回弹性能的测定》测定。
由上述数据可以看出实施例4仅上表层用TPU膜的弹性稍微弱了点，但是影响不大，而对比例1采用PVC膜作为表面膜的弹性很显然弱很多，而对比例2将TPU膜直接与所述的中间层热压，由于在制作过程中使得膜发生了较大的拉伸形变，膜上的表面应力增大，膜的弹性及韧性变弱导致垫子的弹性变弱。
（2）拉伸强度的测定：测量试样搭接面的厚度d和宽度b（mm），然后把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为( 50±1 )mm，开动试验仪器，以(5±1) mm/min的稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷p（N）；计算式：δ= p/（b*d）式中，δ为拉伸强度(MPa ) ，计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积，而不是断裂后端口截面积。
由实施例1~4与对比例1对比可得，采用TPU膜的垫子的拉伸强度比采用PVC膜的要强；由实施例1~4与对比例1对比可得，采用本发明所提供的技术方案所制作出来的垫子在拉伸强度方面有较大的提升。
（3）邵氏硬度的测定、色差的测定：采用邵氏硬度计测试上述实施例即对比例中的各产品的邵氏硬度（C）；取标准黄的油墨对TPU膜及PVC膜进行印刷，随后制成成品以后取样用色差仪进行测试。
对比例1的邵氏硬度明显比其他例子大，这是由PVC膜的特性所决定的，而对比例2的邵氏硬度比实施例1~4的略大，说明TPU膜直接进行加工、热压会使所述的TPU膜发生形变，致使其性质发生改变；而在印刷的色彩方面，采用了电晕处理并在墨中加入聚氨酯粉末的实施例2和实施例4的产品在色彩上与标准相差最小，产品的外观效果更好，而对比例2由于生产过程中的形变使得其颜色的偏差颇大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能垫，其特征在于，包括由上至下依次设置的第一定型层、中间层和第二定型层，所述的第一定型层远离所述中间层的一侧设置有印刷层，所述的第一定型层由TPU膜构成；所述多功能垫的制备方法如下：
a、复合膜的制备：取一抗拉伸薄膜，在所述抗拉伸薄膜的一个表面上喷上离型剂后与TPU膜的第二表面相贴，然后在20~30kPa的压力下压合形成复合膜；
b、功能垫的制备：将步骤a中得到的复合膜和所述第二定型层分别输送，并粘贴于所述的中间层的上表面和下表面，在0.1~0.2MPa的压力下通过热压合，得到覆膜多功能垫；取下所述抗拉伸薄膜得到所述的多功能垫。
2.根据权利要求1所述的一种多功能垫，其特征在于，在制备所述的复合膜之前需要对TPU膜的第二表面进行印刷处理，印刷所用的油墨中添加有弹性TPU粉末和抗菌活性物质。
3.根据权利要求2所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的抗菌活性物质选自纳米银、纳米铜、氧化银、氧化锌、氧化铜、二氧化钛中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种多功能垫，其特征在于，在对所述的TPU膜印刷前，先对所述的TPU膜进行电晕处理。
5.根据权利要求1所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的中间层的材料为发泡材料，所述发泡材料的原料选自PU、PE、PVC、EVA中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的第二定型层选自PVC膜、PE膜、PET膜、TPU膜中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的抗拉伸薄膜选自PVC膜、PE膜中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的多功能垫的第一定型层和第二定型层上设置有防滑结构。
9.根据权利要求8所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的防滑结构的单元为中间凹的四边形凸起（1），相邻的所述凸起之间形成连通槽单元（2），多个连通槽单元（2）首尾相连形成连通槽（3），多个互相垂直的连通槽（3）共同形成连通槽网络。
10.根据权利要求8所述的一种多功能垫，其特征在于，所述的防滑结构的单元的大小为0.25~1cm2。
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