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  • 一種輕質(zhì)、高強的發(fā)泡面料及其制備方法與流程

    文檔序號:42300019發(fā)布日期:2025-06-27 18:41閱讀:13來源:國知局

    本發(fā)明屬于發(fā)泡材料,尤其涉及一種輕質(zhì)、高強的發(fā)泡面料及其制備方法。


    背景技術(shù):

    1、隨著全民運動的普及,跑步運動逐漸盛行,越來越多的人熱衷于中長跑運動。作為跑步最重要的裝備——跑鞋的需求也與日俱增。同時對跑鞋,尤其是跑鞋的面料也提出了更高的要求,如輕質(zhì)、透氣、護腳、耐穿等。不斷有人開發(fā)出更輕質(zhì)的跑鞋面料。但輕質(zhì)的面料和護腳、耐穿之間存在著一定的矛盾,因為輕質(zhì)往往意味著在物性方面的妥協(xié)。如何設(shè)計出輕質(zhì)的面料,同時具有較好的支撐性和耐久性,是一個需要迫切關(guān)注的課題。

    2、超臨界發(fā)泡是一種制備低密度聚合物的方法,近年來已經(jīng)廣泛用于運動鞋中底的領(lǐng)域。但尚無應用于鞋面織物領(lǐng)域的報道和專利。究其根本,一是因為鞋面纖維的單絲或復絲直徑很細,一般為十幾到幾十微米,最粗不超過1mm,很難進行超臨界發(fā)泡;二是因為即便通過各種手段發(fā)泡成功,由于材料的模量和發(fā)泡倍率呈反比,所以重量減輕多少,強度就下降多少,得不償失。wang等人研究了材料的彈性模量和發(fā)泡倍率的關(guān)系,指出模量隨發(fā)泡倍率的提高(密度的減小)而呈指數(shù)減小。也就是說,發(fā)泡所帶來的模量的損失要遠高于減重的比例。如此看來,對過細的鞋面纖維進行發(fā)泡來實現(xiàn)減輕重量的方式容易得不償失。

    3、現(xiàn)有技術(shù)中專利申請cn113085220a公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂的微發(fā)泡制品,其本質(zhì)是一種預浸料,其纖維經(jīng)過展寬,非圓形截面,無法應用于民用織物;其工藝為預浸帶-預壓制備預浸料-模壓-發(fā)泡,發(fā)泡過程發(fā)生在模壓成型之后,制品為硬質(zhì)的制件,不適用于對柔軟性要求較高的民用織物上。

    4、中國專利cn116770454b公開了一種發(fā)泡纖維的制備方法,發(fā)泡后的纖維內(nèi)部泡孔結(jié)構(gòu)均勻,拉伸性能良好;但未滿足纖維高強度的需求,在鞋面的應用價值較低。


    技術(shù)實現(xiàn)思路

    1、針對現(xiàn)有技術(shù)中輕質(zhì)的鞋面面料和護腳、耐穿之間存在矛盾,輕質(zhì)面料很難同時具有較好的支撐性和耐久性的問題,本發(fā)明提供一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料及其制備方法。

    2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,面料所用的完整纖維包括芯層纖維和皮層材料,皮層材料均勻包覆在芯層纖維外側(cè),皮層材料可以進行發(fā)泡;芯層纖維是芳綸纖維、聚芳酯纖維,聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維中的至少一種;皮層材料為熱塑性彈性體樹脂。

    3、進一步地,芯層纖維的粗細為10d-1000d。

    4、進一步地,皮層材料的組分為:95-100份的熱塑性彈性體、1-5份的成核劑、0-2份的抗氧劑和其它助劑;所述熱塑性彈性體是熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性聚酯彈性體、熱塑性尼龍彈性體中的至少一種。

    5、進一步地,熱塑性彈性體的熔點為100~240℃,硬度為80a-64d。

    6、優(yōu)選的,成核劑包括碳酸鈣、滑石粉、蒙脫土、納米二氧化硅、聚合物粉末、炭黑、長鏈性飽和羧酸鈉鹽、長鏈性飽和羧酸鈣鹽中至少一種;成核劑的粒徑為0.05-3μm。

    7、一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,包括如下步驟:

    8、s1、選取上述皮層材料的組分后,對所有組分進行干燥處理,然后用螺桿擠出機把皮層材料涂覆在連續(xù)的芯層纖維上,并收卷;

    9、s2、將s1中得到的成品纖維編織成網(wǎng)布;

    10、s3、對s2得到的網(wǎng)布進行熱定型;

    11、s4、將熱定型后的網(wǎng)布切成所需要的形狀,放入高壓釜內(nèi),通入超臨界流體,在120-200℃的溫度和7-25mpa的壓力下飽和,之后迅速泄壓,使皮層的熱塑性彈性體發(fā)泡;得到發(fā)泡后的面料。

    12、進一步地,步驟s1中用螺桿擠出機把皮層材料涂覆在連續(xù)的芯層纖維上的方式包括:直接用雙螺桿擠出機把所有皮層組分共混后,直接涂覆在連續(xù)的芯層纖維上,并收卷;或先用雙螺桿擠出機把所有皮層組分共混后進行造粒,再用單螺桿擠出機把造粒的粒子涂覆在連續(xù)的芯層纖維上,并收卷。

    13、進一步地,步驟s1中收卷速度為10-200m/min。

    14、進一步地,步驟s2中編織方式可以是梭織、經(jīng)編、緯編、飛織、飛線、3d打印中任一種。

    15、進一步地,步驟s3熱定型溫度為120-200℃。

    16、本發(fā)明的優(yōu)勢在于:以一種簡單的方式解決了鞋用織物對強度、輕質(zhì)、舒適等相互矛盾的技術(shù)要求;既能保留了鞋用纖維的本體強度,又兼具發(fā)泡織物輕質(zhì)透氣的特點;發(fā)泡工藝簡單,綠色環(huán)保,可連續(xù)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。減弱了鞋用織物/纖維直接發(fā)泡的難度,可得到發(fā)泡均勻、透氣、輕質(zhì)、高強、柔軟的鞋面織物及鞋類用品。



    技術(shù)特征:

    1.一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,其特征在于,面料所用的完整纖維包括芯層纖維和皮層材料,皮層材料均勻包覆在芯層纖維外側(cè),皮層材料可以進行發(fā)泡;芯層纖維是芳綸纖維、聚芳酯纖維,聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維中的至少一種;皮層材料為熱塑性彈性體樹脂。

    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,其特征在于:芯層纖維的粗細為10d-1000d。

    3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,其特征在于,皮層材料的組分為:95-100份的熱塑性彈性體、1-5份的成核劑、0-2份的抗氧劑和其它助劑;所述熱塑性彈性體是熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性聚酯彈性體、熱塑性尼龍彈性體中的至少一種。

    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,其特征在于,熱塑性彈性體的熔點為100~240℃,硬度為80a-64d。

    5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料,其特征在于:成核劑包括碳酸鈣、滑石粉、蒙脫土、納米二氧化硅、聚合物粉末、炭黑、長鏈性飽和羧酸鈉鹽、長鏈性飽和羧酸鈣鹽中至少一種;成核劑的粒徑為0.05-3μm。

    6.一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,其特征在于:包括如下步驟:

    7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,其特征在于:步驟s1中用螺桿擠出機把皮層材料涂覆在連續(xù)的芯層纖維上的方式包括:直接用雙螺桿擠出機把所有皮層組分共混后,直接涂覆在連續(xù)的芯層纖維上,并收卷;或先用雙螺桿擠出機把所有皮層組分共混后進行造粒,再用單螺桿擠出機把造粒的粒子涂覆在連續(xù)的芯層纖維上,并收卷。

    8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,其特征在于:步驟s1中收卷速度為10-200m/min。

    9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,其特征在于,步驟s2中編織方式可以是梭織、經(jīng)編、緯編、飛織、飛線、3d打印中任一種。

    10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料的制備方法,其特征在于,步驟s3熱定型溫度為120-200℃。


    技術(shù)總結(jié)
    本發(fā)明提供一種高強度、輕質(zhì)、超臨界發(fā)泡的面料及其制備方法,面料所用的完整纖維包括芯層纖維和皮層材料,皮層材料均勻包覆在芯層纖維外側(cè),皮層材料可以進行發(fā)泡;芯層纖維是芳綸纖維、聚芳酯纖維,聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維中的至少一種;皮層材料為熱塑性彈性體樹脂。制備方法為將皮層材料均勻包覆在芯層纖維外側(cè),再對皮層材料進行超臨界發(fā)泡。本發(fā)明以一種簡單的方式解決了鞋用織物對強度、輕質(zhì)、舒適等相互矛盾的技術(shù)要求;既能保留了鞋用纖維的本體強度,又兼具發(fā)泡織物輕質(zhì)透氣的特點;減弱了鞋用織物/纖維直接發(fā)泡的難度,可得到發(fā)泡均勻、透氣、輕質(zhì)、高強、柔軟的鞋面織物及鞋類用品。

    技術(shù)研發(fā)人員:黃源,崔可建,張文碩,毛寧,孫正濱,陳勇
    受保護的技術(shù)使用者:李寧(中國)體育用品有限公司
    技術(shù)研發(fā)日:
    技術(shù)公布日:2025/6/26
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