CN114683662B - 服装烫印用tpu膜及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：S1、在高熔点TPU膜上涂布低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合保护膜，收卷备用；在离型纸表面涂布面层PU浆料，烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布端羟基丙烯酸树脂，通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，最后收卷，所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物。本发明克服半干贴工艺存在的有机溶剂残留并增强TPU底基与粘结层的剥离强度。
Description
技术领域
本发明属于TPU材料技术领域，具体涉及一种服装烫印用TPU膜及其生产工艺。
背景技术
溶剂型聚氨酯合成革的常规加工方式主要分为湿法贝斯加工、干法贴面加工两个环节。中国公开专利文献(CN102229272A)公开了一种新型TPU合成革生产工艺流程，首先选取高熔点的TPU薄膜及较低熔点的热熔胶颗粒，再将热熔胶颗粒加热到完全熔融的液体状态，均匀涂覆于TPU薄膜背面，待冷却到一定程度后复合上PE塑料膜起保护热熔胶作用，制得TPU合成革半品；选用粘着力优异的干法粘接层用PU树脂溶解于MEK溶剂中，配制干法粘接层用混合液；用刮涂方式将带有有机溶剂的干法面层混合液涂在离型纸上，经60～80℃的热风干燥至半干；再在面层上涂覆带有有机溶剂的粘接层混合液，预烘半干，最后贴合半成品底基，制得TPU膜。
但是，干法贴面加工环节所导致的DMF等有机溶剂残留暂没有很好的解决方法和控制手段，主要原因在于干法粘接环节采用的大多是半干贴工艺，即必须要留一部分有机溶剂用以侵蚀湿法贝斯，从而实现干法面层与湿法贝斯之间的良好粘接，达到合成革的手感与表面纹路、色彩效果集于一体的效果。
环保型聚氨酯合成革是合成革企业未来发展的主要方向。目前各种替代传统溶剂型聚氨酯合成革的生产加工技术，例如水性聚氨酯合成革、无溶剂聚氨酯合成革以及TPU类聚氨酯合成革等技术正在逐渐被研究开发；以及各种替代传统聚氨酯合成革的其它材料应不断涌现在市场中，例如应用于运动休闲鞋材的飞织、网布等以及服装上。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，克服半干贴工艺存在的有机溶剂残留并增强TPU底基的剥离强度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在高熔点TPU膜上涂布低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合保护膜，收卷备用；
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，120℃～130℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；
S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布端羟基丙烯酸树脂，通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，压力0.4MPa～0.6MPa，最后收卷，所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物。
优选地，所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂30-50份、聚氨酯树脂LT-95、色浆4-10份。
优选地，所述溶剂为DMF和/或MEK。
优选地，所述面层PU浆料的涂布量为100-150g/m2，20℃时的粘度为2500-3000cps。
优选地，所述高熔点TPU膜的熔点为160℃～180℃，所述低熔点TPU颗粒的熔点为95℃～105℃。
优选地，所述保护膜为PE膜。
优选地，所述无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯的混合质量比例为100︰5～8。
优选地，所述粘结层树脂熔融物的挤出工艺为：将无溶剂聚氨酯树脂的反应原料按配比送入双阶螺杆挤出机的前端，完成合成反应；然后以侧喂料加料方式，通过精准计量将脂肪族异氰酸酯注入双阶螺杆挤出机的中段，依靠螺杆剪切、捏合所产生的压力及剪切力，使得物料充分混合再经模头挤出流延；双阶螺杆挤出机温度控制分为三个区域，前段螺杆温度为160～220℃，中段螺杆温度为170～240℃，后段螺杆温度为160～220℃。
优选地，所述羟基丙烯酸树脂的用量为10-50g/m2，在TPU底基上呈平行条纹状。
本发明还提供一种由上述生产工艺制得的服装烫印用TPU膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明生产工艺先分别制备TPU底基和干法面层，然后通过挤出复合的方式将粘结层树脂流延复合在TPU底基和干法面层之间，且压合前在TPU底基表面电晕处理和涂布端羟基丙烯酸树脂，粘结层树脂中混有未反应的脂肪族异氰酸酯，通过电晕处理在TPU底基表面创造端羟基丙烯酸树脂和粘结层树脂渗透的微孔环境，通过脂肪族异氰酸酯和端羟基丙烯酸树脂加聚反应固化形成嵌入微孔环境的增粘层，粘结层树脂也嵌入微孔与TPU底基结合，同时结合挤出复合工艺中的压合作用三者协同配合增强TPU底基与粘结层的剥离强度。另，粘结层采用熔融流延且采用无溶剂聚氨酯树脂，而面层预制时完全挥发掉有机溶剂，制得的TPU膜整体不存在有机溶剂残留，并且采用挤出复合全干贴生产线，可避免半干贴带来的品质与健康问题。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在熔点为180℃的高熔点TPU膜上涂布熔点为100℃的低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合PE保护膜，收卷备用。
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，涂布量为120g/m2，20℃时的粘度为3000cps，然后在125℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂40份、聚氨酯树脂LT-95 100份、色浆5份，所述溶剂为DMF。
S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布20g/m2的端羟基丙烯酸树脂Uracron CY472，羟基丙烯酸树脂在TPU底基上呈平行条纹状，所述平行条纹状指多条相互平行且相邻留有间距的条纹而各条纹在TPU底基放卷方向延伸，间距为10mm；然后通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，压力0.5MPa，最后收卷。
所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物，二者的混合质量比例为100︰6。所述粘结层树脂熔融物的挤出工艺为：将无溶剂聚氨酯树脂的反应原料按配比送入双阶螺杆挤出机的前端，完成合成反应；然后以侧喂料加料方式，通过精准计量将六亚甲基二异氰酸酯注入双阶螺杆挤出机的中段，依靠螺杆剪切、捏合所产生的压力及剪切力，使得物料充分混合再经模头挤出流延，挤出量160g/m2；双阶螺杆挤出机温度控制分为三个区域，前段螺杆温度为180℃，中段螺杆温度为220℃，后段螺杆温度为180℃。
本生产工艺制得的服装烫印用TPU膜，层构造有TPU底基、反应型粘结层和干法面层，其中TPU底基由高熔点TPU膜、位于高熔点TPU膜的远离反应型粘结层的表面上的低熔点TPU热熔胶以及可撕离的保护膜组成，所述干法面层由干法PU面层和可撕离的离型纸构成，所述反应型粘结层与高熔点TPU膜之间通过端羟基丙烯酸树脂与脂肪族异氰酸酯加聚反应形成增粘层，所述增粘层由多个间隔穿插在TPU底基与反应型粘结层之间的增粘带构成。
实施例2
本实施例提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在熔点为160℃的高熔点TPU膜上涂布熔点为95℃的低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合PE保护膜，收卷备用。
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，涂布量为150g/m2，20℃时的粘度为3000cps，然后在120℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：DMF30份、MEK20份、聚氨酯树脂LT-95 120份、色浆8份。
S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布35g/m2的端羟基丙烯酸树脂FX-9013，羟基丙烯酸树脂在TPU底基上呈平行条纹状，所述平行条纹状指多条相互平行且相邻留有间距的条纹而各条纹在TPU底基放卷方向延伸，间距为5mm；然后通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，压力0.4MPa，最后收卷。
所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物，二者的混合质量比例为100︰8。所述粘结层树脂熔融物的挤出工艺为：将无溶剂聚氨酯树脂的反应原料按配比送入双阶螺杆挤出机的前端，完成合成反应；然后以侧喂料加料方式，通过精准计量将1,4-环己烷二异氰酸酯注入双阶螺杆挤出机的中段，依靠螺杆剪切、捏合所产生的压力及剪切力，使得物料充分混合再经模头挤出流延，挤出量180g/m2；双阶螺杆挤出机温度控制分为三个区域，前段螺杆温度为220℃，中段螺杆温度为240℃，后段螺杆温度为200℃。
本生产工艺制得的服装烫印用TPU膜，层构造有TPU底基、反应型粘结层和干法面层，其中TPU底基由高熔点TPU膜、位于高熔点TPU膜的远离反应型粘结层的表面上的低熔点TPU热熔胶以及可撕离的保护膜组成，所述干法面层由干法PU面层和可撕离的离型纸构成，所述反应型粘结层与高熔点TPU膜之间通过端羟基丙烯酸树脂与脂肪族异氰酸酯加聚反应形成增粘层，所述增粘层由多个间隔穿插在TPU底基与反应型粘结层之间的增粘带构成。
实施例3
本实施例提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在熔点为175℃的高熔点TPU膜上涂布熔点为105℃的低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合PE保护膜，收卷备用。
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，涂布量为100g/m2，20℃时的粘度为2500cps，然后在130℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂30份、聚氨酯树脂LT-95 100份、色浆4份，所述溶剂为MEK。
S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布15g/m2的端羟基丙烯酸树脂Uracron CY472，羟基丙烯酸树脂在TPU底基上呈平行条纹状，所述平行条纹状指多条相互平行且相邻留有间距的条纹而各条纹在TPU底基放卷方向延伸，间距为15mm；然后通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，压力0.6MPa，最后收卷。
所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物，二者的混合质量比例为100︰5。所述粘结层树脂熔融物的挤出工艺为：将无溶剂聚氨酯树脂的反应原料按配比送入双阶螺杆挤出机的前端，完成合成反应；然后以侧喂料加料方式，通过精准计量将六亚甲基二异氰酸酯注入双阶螺杆挤出机的中段，依靠螺杆剪切、捏合所产生的压力及剪切力，使得物料充分混合再经模头挤出流延，挤出量150g/m2；双阶螺杆挤出机温度控制分为三个区域，前段螺杆温度为160℃，中段螺杆温度为180℃，后段螺杆温度为160℃。
本生产工艺制得的服装烫印用TPU膜，层构造有TPU底基、反应型粘结层和干法面层，其中TPU底基由高熔点TPU膜、位于高熔点TPU膜的远离反应型粘结层的表面上的低熔点TPU热熔胶以及可撕离的保护膜组成，所述干法面层由干法PU面层和可撕离的离型纸构成，所述反应型粘结层与高熔点TPU膜之间通过端羟基丙烯酸树脂与脂肪族异氰酸酯加聚反应形成增粘层，所述增粘层由多个间隔穿插在TPU底基与反应型粘结层之间的增粘带构成。
对比例1
该对比例提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在熔点为180℃的高熔点TPU膜上涂布熔点为100℃的低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合PE保护膜，备用。
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，涂布量为120g/m2，20℃时的粘度为3000cps，然后在125℃下烘干至溶剂完全挥发；所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂40份、聚氨酯树脂LT-95 100份、色浆5份，所述溶剂为DMF。
S3、制备粘结层：在步骤S2的干法面层表面涂布无溶剂聚氨酯粘结层树脂，无溶剂聚氨酯粘结层树脂与实施例1配方相同，涂布量为160g/m2，然后在135℃下烘干获得干法粘结层。
S4、贴合TPU底基：在电晕和100℃预热后的TPU底基与干法粘结层通过贴合辊压合，贴合辊温度130℃，压力5KG/CM2，获得TPU膜。
对比例2
该对比例提供一种服装烫印用TPU膜的生产工艺，包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在熔点为180℃的高熔点TPU膜上涂布熔点为100℃的低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合PE保护膜，收卷备用。
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，涂布量为120g/m2，20℃时的粘度为3000cps，然后在125℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂40份、聚氨酯树脂LT-95 100份、色浆5份，所述溶剂为DMF。
S3、挤出复合：TPU底基放卷，干法面层放卷，通过双阶螺杆挤出机将无溶剂聚氨酯树脂挤出流延在TPU底基整个表面再与干法面层复合在一起，挤出量160g/m2，最后收卷。挤出参数与实施例1相同。
对比例3
该对比例1与实施例1的区别仅在于步骤S3中未进行电晕处理。
分别取实施例1-3和对比例1-3制得的TPU膜进行检测TPU底基与反应型粘结层之间的剥离强度。测试方法为：试样100mm*25mm，试验端剥开25mm，实验条件25℃·60％相对湿度，测试速度100mm/min，通过拉力强度试验机，夹具间距25mm。测试结果如表1。
表1：本发明实施例1-3和对比例1-3的剥离强度
另，本发明实施例1-3的TPU膜以140℃·2kgf/m2·20秒的实验条件根据ASTM D1876中指定的方法进行测量与尼龙织物的粘合强度，达到2.5kg/25mm以上；另耐水解性(丛林测试，70℃，95％湿度)达3年以上，耐黄变(QUV,340nm,200H)达4级以上。
以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.服装烫印用TPU膜的生产工艺，其特征在于，该服装烫印用TPU膜的层构造有TPU底基、反应型粘结层和干法面层，生产工艺包括如下步骤：
S1、制备TPU底基：在高熔点TPU膜上涂布低熔点TPU颗粒熔融后的液态热熔胶，冷却后复合保护膜，收卷备用；所述高熔点TPU膜的熔点为160℃～180℃，所述低熔点TPU颗粒的熔点为95℃～105℃；
S2、制备干法面层：在离型纸表面涂布面层PU浆料，120℃～130℃下烘干至溶剂完全挥发，收卷备用；
S3、挤出复合：TPU底基放卷、在高熔点TPU膜表面电晕后涂布端羟基丙烯酸树脂，所述端羟基丙烯酸树脂在TPU底基上呈平行条纹状；通过双阶螺杆挤出机将粘结层树脂熔融物挤出流延在端羟基丙烯酸树脂表面再与干法面层复合在一起，压力0.4MPa～0.6MPa，最后收卷；
所述粘结层树脂熔融物为无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯混合物，所述无溶剂聚氨酯树脂和脂肪族异氰酸酯的混合质量比例为100︰5～8，所述端羟基丙烯酸树脂的用量为10-50g/m2；
所述粘结层树脂熔融物的挤出工艺为：将无溶剂聚氨酯树脂的反应原料按配比送入双阶螺杆挤出机的前端，完成合成反应；然后以侧喂料加料方式，通过精准计量将脂肪族异氰酸酯注入双阶螺杆挤出机的中段，依靠螺杆剪切、捏合所产生的压力及剪切力，使得物料充分混合再经模头挤出流延；双阶螺杆挤出机温度控制分为三个区域，前段螺杆温度为160～220℃，中段螺杆温度为170～240℃，后段螺杆温度为160～220℃；
所述粘结层树脂熔融物形成为反应型粘结层，所述反应型粘结层与高熔点TPU膜之间通过端羟基丙烯酸树脂与脂肪族异氰酸酯加聚反应形成增粘层，所述增粘层由多个间隔穿插在TPU底基与反应型粘结层之间的增粘带构成。
2.根据权利要求1所述的服装烫印用TPU膜的生产工艺，其特征在于：所述面层PU浆料由如下重量份数计的组分组成：溶剂30-50份、聚氨酯树脂LT-95、色浆4-10份。
3.根据权利要求2所述的服装烫印用TPU膜的生产工艺，其特征在于：所述溶剂为DMF和/或MEK。
4.根据权利要求1所述的服装烫印用TPU膜的生产工艺，其特征在于：所述面层PU浆料的涂布量为100-150g/m2，20℃时的粘度为2500-3000cps。
5.根据权利要求1所述的服装烫印用TPU膜的生产工艺，其特征在于：所述保护膜为PE膜。
6.一种由如权利要求1至5任一项所述的生产工艺制得的服装烫印用TPU膜。
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