一种E-TPU爬爬垫及其成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种E‑TPU爬爬垫，包括弹性层，弹性层为TPU发泡颗粒层，由复数个TPU发泡颗粒粘接而成，沿爬爬垫的外边设有拼接扣和拼接槽，拼接扣和拼接槽的形状对称啮合，使得多个爬爬垫能够相互相邻地插接拼合。上述爬爬垫的成型工艺包括以下步骤：S1、将TPU颗粒、色母粒剂及抗菌剂混合后放入双螺杆挤出机中挤出造粒；S2、高压反应釜中，通过超临界二氧化碳渗透的方法对复合颗粒进行渗透，随后放入发泡设备中制备得到发泡颗粒；S3、采用蒸汽模压成型形成板材；S4、裁成片材；S5、表面印花或贴布，并得到最终产品。本发明专利技术的E‑TPU爬爬垫，具有超轻的密度，超高的回弹性，超好的柔软性，耐折，耐撕裂，具有良好的防变形和抗菌效果。

An E-TPU Climbing Cushion and Its Forming Technology

【技术实现步骤摘要】
一种E-TPU爬爬垫及其成型工艺
本专利技术涉及婴幼儿用品
，尤其涉及一种基于E-TPU发泡颗粒材料的爬爬垫及其成型工艺。
技术介绍
现有的爬爬垫通常为PU、PE、PVC、EVA等材质，所述材料制备的爬爬垫虽具有较好柔软性和防水性，但在长期使用的过程中，不仅容易变性、损坏、产生异味，且宝宝易因爬爬垫的滑动而摔倒。此外，现有的爬爬垫生产过程中，通常会加入一些对人体有毒有害的添加剂，而爬爬垫是与身体直接进行接触，安全环保材料制备的爬爬垫才能满足宝宝的需要，让家长放心。此外，传统爬爬垫并无抗菌性，长期与身体接触，沾染汗液、食物等容易滋生细菌的物质，对宝宝的健康产生隐患。因此，现有技术有待于改进和发展。为此人们一直寻求与研究一种既环保又具备超轻超柔软抗菌性好的新型材料。TPU颗粒运用超临界二氧化碳作为发泡剂，采用间歇式泄压升温法制备的TPU发泡颗粒(E-TPU)具有超轻的密度、超好的柔软性、超高的回弹性、耐折、耐撕裂及低温性能好等优点。目前，TPU发泡颗粒在制作鞋垫等产品上已有应用，而在爬爬垫领域尚未有报道，将该弹性颗粒运用在爬爬垫领域，将能很好的提高了传统爬爬垫的一些性能，并赋予了该爬爬垫其他特性。因此，本领域的技术人员致力于开发一种E-TPU爬爬垫，并提供其成型工艺，不仅可代替传统的爬爬垫，还解决了传统爬爬垫不环保、无抗菌、有异味、易变性等难题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是传统爬爬垫不环保、无抗菌、有异味、易变性的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种E-TPU爬爬垫，包括弹性层，弹性层为TPU发泡颗粒层，由复数个TPU发泡颗粒粘接而成，沿爬爬垫的外边设有拼接扣和拼接槽，拼接扣和拼接槽的形状对称啮合，使得多个爬爬垫能够相互相邻地插接拼合。进一步地，弹性层具有上表层，上表层分布有相互交错的浅槽。在弹性层压制过程中在其上表面加工形成多条凹入的浅槽，这些浅槽相互交错，形成凹凸表面形貌，例如设计成整齐的菱形图案或三角形图案，除了美观之外，还有防滑效果，以保障宝宝在其上爬行的安全。进一步地，上表层是通过在弹性层的表面印花或粘贴印有图案的布面而形成，具体形式如下：①直接印花，可印有水果、动物或英语字母等图案，让宝宝在爬行的过程中学习新的知识；②上面粘贴一层印有图案的布面，触摸颗粒感减弱更加舒适，防水且容易清洁。这两种方式都可以制备具有密度轻，回弹性高，柔软性好，耐折，耐撕裂，具有抗菌性能的爬爬垫。进一步地，TPU发泡颗粒呈圆球形或者椭球形，TPU发泡颗粒内部及表面分散有抗菌剂，TPU发泡颗粒内部含有致密的气泡孔，气泡孔为闭孔结构，与外隔绝，避免滴洒液体进入气泡孔中而使弹性垫将水分吸收，起到一定的防水性能。进一步地，爬爬垫中的TPU发泡颗粒具有一种或多种颜色。经TPU发泡颗粒形成的爬爬垫，可以是由单色发泡颗粒制成的单色爬爬垫，也可以是由多色发泡颗粒混合制成的彩色爬爬垫，也可以经过各色发泡颗粒经布局设计而制成的构成彩色图案的彩色爬爬垫。优选地，爬爬垫的外轮廓为中心对称图形。相同形状设计的多个爬爬垫，能够相邻相互拼接。为了实现这一使用效果，爬爬垫上的拼接扣和拼接槽应设置于中轴线上或分列于中轴线的对称的两侧。例如，在一种实施例中，爬爬垫为四边形或六边形，且外边为直边；爬爬垫的一侧中部为拼接扣，另一侧对应位置为拼接槽，或者，一侧同时设有拼接扣和拼接槽且两者沿该侧边的中线对称分列，另一侧设有互补的拼接结构，使相邻的爬爬垫能够通过左右的拼接扣与拼接槽互补地拼接。更进一步地，拼接扣的外形可选地包括方形、三角形、弧形和锯齿形。更进一步地，弹性层的厚度为3-16mm。更进一步地，弹性层的密度为0.12-0.15g/cm3，回弹率为≥60％。本专利技术还提供了一种上述E-TPU爬爬垫的成型工艺，具体包括以下步骤：S1、配置TPU颗粒、色母粒剂及抗菌剂，混合后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，经水下切粒制备粒径在2-4mm间的椭圆或圆形颗粒，得到具有抗菌性的复合颗粒；S2、将制备好的复合颗粒放入高压反应釜中并向反应釜中充入二氧化碳，逐渐提高反应釜中的压强和温度，直至反应釜中的二氧化碳达到超临界状态，在此状态下渗透一段时间后快速泄压，然后将渗透好的复合颗粒迅速放入发泡设备中加热发泡，制备得到发泡颗粒；S3、将制备好的发泡颗粒，采用蒸汽模压成型，制备成具有一定厚度和形状的板材；S4、使用切片机裁片，按所需弹性层厚度将板材裁片成为若干片材；S5、在所裁好的片材的表面通过印花或粘贴布面形成上表层，并得到最终产品。本专利技术的发泡颗粒是通过超临界二氧化碳发泡制备而得。由于超临界二氧化碳具有超强的渗透萃取能力，在发泡过程中，极易将抗菌剂渗透萃取到E-TPU外层，使抗菌剂在E-TPU内部形成一定的浓度梯度，表面的浓度远远高于颗粒内部的浓度，增加了颗粒表面的抗菌性能。进一步地，配料时原料中的各组分的质量百分比为：TPU颗粒92-95％，色母粒剂4-6％，以及抗菌剂1-2％。更进一步地，TPU选自于聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯及聚内酯型聚氨酯中的一种或多种，且优选为聚醚型聚氨酯和/或聚酯型聚氨酯。优选地，抗菌剂为无机银系抗菌剂。进一步地，S1中，双螺杆挤出的温度设置在160-180℃，经水下切粒制备的颗粒形状为圆球形或者接近圆球形。进一步地，高压反应釜中，二氧化碳处于超临界状态时，压强达到至少7.38MPa，温度高于31℃；维持二氧化碳的超临界状态时间为1.5-2.5h，快速泄压时泄压速率为0.5MPa/s，以控制二氧化碳气体溢出速度。进一步地，在发泡设备中加热发泡温度为100-130℃，发泡时间为10-60s。发泡后颗粒膨胀至5-10倍。更进一步地，蒸汽模压成型的工艺包括如下步骤：S3.1、将发泡粒子注入成型模具中；S3.2、往模具内通入高温蒸汽，高温蒸汽穿透成型模具一段时间后通入冷却水降温定型，其中，蒸汽压力为0.1-0.4MPa，蒸汽穿透时间为40-160s，模具模缝为10-16mm，保压时间为40-120s，冷却水流速为0.1-0.2m3/h，水冷定型时间为40-120s。在本专利技术的一个实施例中，模具模缝为12mm，制备出的板材的厚度为16mm，进一步裁片后的薄片片材厚度为4mm。技术效果：本专利技术的E-TPU爬爬垫，具有超轻的密度，超高的回弹性，超好的柔软性，耐折，耐撕裂，防变形；TPU颗粒经过超临界二氧化碳进行发泡，使得E-TPU颗粒从外到内其抗菌剂形成一定的浓度梯度，表面浓度大大增加，很好的提高了制品的抗菌效果。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的E-TPU爬爬垫的结构示意图。图2是本专利技术的E-TPU爬爬垫的抗菌E-TPU材料内部结构示意图。图3是本专利技术的E-TPU爬爬垫的三种拼接结构。图中，1E-TPU爬爬垫，2E-TPU颗粒，3布面，4气泡孔，5抗菌剂，6拼接扣，7拼接槽，8浅槽。具体实施方式图1所示为本专利技术的E-TPU爬爬垫的结构示意图，包括弹性层，弹性层为抗菌性TPU发泡颗粒层，由复数个具有抗菌性的E-TPU颗粒粘接而成，弹性层具有上表层，上表层是通过在弹性层的表面印花或粘贴印有图案的布面而形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种E‑TPU爬爬垫，包括弹性层，其特征在于，弹性层为TPU发泡颗粒层，由复数个TPU发泡颗粒粘接而成，沿爬爬垫的外边设有拼接扣和拼接槽，拼接扣和拼接槽的形状对称啮合，使得多个爬爬垫能够相互相邻地插接拼合。

【技术特征摘要】
1.一种E-TPU爬爬垫，包括弹性层，其特征在于，弹性层为TPU发泡颗粒层，由复数个TPU发泡颗粒粘接而成，沿爬爬垫的外边设有拼接扣和拼接槽，拼接扣和拼接槽的形状对称啮合，使得多个爬爬垫能够相互相邻地插接拼合。2.如权利要求1所述的E-TPU爬爬垫，其特征在于，TPU发泡颗粒呈球形或者椭球形，TPU发泡颗粒内部及表面分散有抗菌剂，TPU发泡颗粒内部含有致密的气泡孔，气泡孔为闭孔结构。3.如权利要求1所述的E-TPU爬爬垫，其特征在于，弹性层具有上表层，上表层分布有相互交错的浅槽。4.如权利要求1所述的E-TPU爬爬垫，其特征在于，爬爬垫的外轮廓为中心对称图形。5.一种如权利要求1-4所述的E-TPU爬爬垫的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、配置TPU颗粒、色母粒剂及抗菌剂，混合后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，经水下切粒制备粒径在2-4mm间的椭球或圆球形颗粒，得到具有抗菌性的复合颗粒；S2、将制备好的复合颗粒放入高压反应釜中并向反应釜中充入二氧化碳，逐渐提高反应釜中的压强和温度，直至反应釜中的二氧化碳达到超临界状态，在此状态下渗透一段时间后快速泄压，然后将渗透好的复合颗粒迅速放...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦柳，郑钦文，马文良，梁宇光，
申请(专利权)人：宁波格林美孚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33