阅读说明：本技术 一种3d立体印花布料及其制备方法 (3D printed fabric and preparation method thereof ) 是由 游训 托马斯·沃尔特施密特 李天源 吴剑晗 庄丽君 王富城 王桩桩 丘梅英 林鹏 于 2020-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种3D立体印花布料的制备方法,包括以下步骤：发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂和助剂先配制成基料,然后加入固化剂发泡7-9min,再加入色浆发泡1-3min,制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和固化剂的质量比为90-110:3-5:2-3；所述发泡剂包括脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为2-4mm；固化：将带涂层的布料进行干燥固化,得到3D立体印花布料。技术方案中发泡涂料对基材渗透性强,在成膜过程中可以形成牢固的结构,附着力强,极难脱落；同时,该涂层具有柔软的触感,良好的耐挠、耐磨、抗冲击等性能,在使用过程中,涂层不易破裂。(The invention provides a preparation method of a 3D printed fabric, which comprises the following steps: preparing a foaming coating: preparing base materials from the waterborne polyurethane resin, the foaming agent and the auxiliary agent, adding the curing agent for foaming for 7-9min, and then adding the color paste for foaming for 1-3min to prepare a foaming coating; the mass ratio of the waterborne polyurethane resin to the foaming agent to the curing agent is 90-110:3-5: 2-3; the foaming agent comprises a fatty acid ammonium salt foam promoter and a sulfosuccinamide sodium salt surfactant; screen printing: printing a coating on the cloth base surface by the prepared foaming coating through a screen within 30 min; the thickness of the screen printing plate is 2-4 mm; and (3) curing: and drying and curing the cloth with the coating to obtain the 3D printed cloth. In the technical scheme, the foaming coating has strong permeability to a base material, can form a firm structure in a film forming process, has strong adhesive force and is extremely difficult to fall off; meanwhile, the coating has soft touch feeling, good flexibility resistance, wear resistance, shock resistance and other performances, and is not easy to break in the using process.)

一种3D立体印花布料及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织领域，特别涉及一种3D立体印花布料及其制备方法。

背景技术

目前，鞋面印花多使用聚氨酸或丙烯酸类浆料，一般采用60-120目的网板，通过几道到几十道的丝网印刷，制备叠加涂层，实现各种效果的印花设计和3D效果印花。但是传统丝网印工艺，不易制备较厚的叠加涂层，叠加涂层厚度达到1mm需要多达30道印刷工序，因此一般3D印花的厚度在0.6-1.2mm。超过1.2mm的叠加涂层，涂层僵硬，稍有弯曲便容易出现涂层破裂、脱落的问题，不适合鞋面的加工，同时涂层和涂层之前也容易破裂。另外，叠加涂层的柔性不足，抗冲击能力不足，在进行较激烈体育运动的时候，例如踢足球时，在具有冲击性的外力作用下，表面涂层容易破裂，降低鞋子的使用寿命。

发明内容

为此，需要提供一种能够承受较大冲击外力的3D立体印花布料及其制备方法。

为了实现本发明第一方面的目的，发明人提供了一种3D立体印花布料的制备方法，包括以下步骤：

发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂和助剂先配制成基料，然后加入固化剂发泡7-9min，在加入色浆发泡1-3min，制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和固化剂的质量比为90-110:3-5:2-3；所述发泡剂包括脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；

丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为2-4mm；

固化：将带涂层的布料在15-30℃进行干燥固化，得到所述3D立体印花布料。

为了实现本发明第二方面的目的，发明人提供了一种3D立体印花布料，所述立体印花布料本发明第一方面所述的制备方法进行制备。

区别于现有技术，上述技术方案采用水性聚氨酯树脂、脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐为发泡剂、固化剂混合得到发泡涂料，对布料基材进行一次印花工序，得到的1-3mm的3D立体印花涂层。该发泡涂料对基材渗透性强，在成膜过程中可以形成牢固的结构，附着力强，极难脱落；同时，该涂层具有柔软的触感，良好的耐挠、耐磨、抗冲击等性能，在使用过程中，涂层不易破裂。

附图说明

图1为实施例1所制备的3D立体印花布料。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

本实施方式中，水性聚氨酯购自万华化学的5116乳液，固含量为52％，玻璃化温度为-40℃。

本实施方式中，异氰酸酯固化剂为市售，采购自万华化学，型号163；碳化二亚胺采购自日本清纺，型号为V08；氮丙啶采购自聚东化学，型号为CF100。

本发明的第一方面，发明人提供了一种3D立体印花布料的制备方法，包括以下步骤：

发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂和助剂先配制成基料，然后加入固化剂发泡7-9min，在加入色浆发泡1-3min，制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和固化剂的质量比为90-110:3-5:2-3；所述发泡剂包括脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；

丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为2-4mm；

固化：将带涂层的布料在15-30℃进行干燥固化，得到所述3D立体印花布料。

采用水性聚氨酯树脂、脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐为发泡剂、固化剂混合得到发泡涂料，对布料基材进行一次印花工序，得到的1-3mm的3D立体印花涂层。该发泡涂料对基材渗透性强，在成膜过程中可以形成牢固的结构，附着力强，极难脱落；所得到的发泡涂层具有柔软的触感，良好的耐挠、耐磨、抗冲击等性能，在使用过程中，涂层不易破裂。

进一步地，所述脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂的质量比为3-4：2-6。

当发泡剂只使用脂肪酸铵盐类泡沫促进剂，体系发泡主要为大孔气泡。如果没有使用固化剂，在发泡完成后60min内，会出现明显的部分消泡现象；而发泡剂只有磺基琥珀酰胺钠盐时，发泡主要为小孔气泡。如果没有固化剂，发泡完成后60min内可见明显小泡聚集为大泡再消泡现象。

发明人可通过调节发泡剂用量及发泡时间来控制泡沫结构和泡沫总数量。当脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂的质量比为3-4：2-6时，体系发泡中包括大孔气泡和小孔气泡；聚氨酯体系能充分的膨胀，产品硬度也可达到要求。

进一步地，所述固化剂包括为异氰酸酯、碳化二亚胺和氮丙啶。固化剂与树脂交联，可稳定体系中90％以上的泡沫，避免发泡的泡沫发生消泡，影响涂层的厚度和硬度。

使用异氰酸酯固化剂时，发泡后的材料可稳定施工时间低于30min，超过时间会出现色差和外观及硬度性能上的变化，使用碳化二亚胺固化剂时，施工时间低于45min，超过时间同样会出现色差和外观的变化；而使用氮丙啶，可以使得施工时间延长到60min。

进一步地，所述助剂为增稠剂和/或流平剂。

发明人还可通过调整涂料配方的增稠剂和流平剂种类和用量来调整产品的粘度、触变性、流平能力。

进一步地，作为涂层基面的布料上孔洞的孔径小于1mm。

作为涂层基本的布料上可以没有孔洞，也可以织造有孔洞。发泡涂料对布料的渗透性强，可渗透入布料的表层与布料形成交联的复合结构。若布料上孔洞的孔径大于1mm，孔洞部位会影响涂层外观。

布料的材料可包括所有人造纤维，包括：涤纶、氨纶、锦纶、腈纶。布料还包括单层、复层和三明治网布。

本发明的第二方面，发明人还提供了一种3D立体印花布料，所述立体印花布料由本发明第一方面所述的制备方法进行制备。

进一步地，所述3D立体印花布料的3D立体印花涂层厚度为1-3mm。

实施例1：一种3D立体印花布料

发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂、增稠剂和流平剂先配制成基料，然后加入氮丙啶混合8min，再加入色浆发泡2min制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和氮丙啶的质量比为100:3:2；所述发泡剂包括2质量份的脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和1质量份的磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；

丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在涤纶布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为3mm；

固化：将带涂层的布料15-30℃进行自然干燥固化，得到涂层厚度为2mm的3D立体印花布料。

图1为实施例1所制备的3D立体印花布料。

实施例2：一种3D立体印花布料

发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂、增稠剂和流平剂先配制成基料，然后加入碳化二亚胺混合8min，再加入色浆发泡2min制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和碳化二亚胺的质量比为100:4:3；所述发泡剂包括2质量份的脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和2质量份的磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；

丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在锦纶布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为2mm；

固化：将带涂层的布料15-30℃进行自然干燥固化，得到涂层厚度为1.5mm的3D立体印花布料。

实施例3：一种3D立体印花布料

发泡涂料的制备：将水性聚氨酯树脂、发泡剂、增稠剂和流平剂先配制成基料，然后加入异氰酸酯混合8min，再加入色浆发泡2min制备发泡涂层；所述水性聚氨酯树脂、发泡剂和异氰酸酯的质量比为100:3:3；所述发泡剂包括2质量份的脂肪酸铵盐类泡沫促进剂和1质量份的磺基琥珀酰胺钠盐表面活性剂；

丝网印刷：将制备好的发泡涂料在30min内通过网版在锦纶布料基面上印制涂层；所述网版的厚度为3mm；

固化：将带涂层的布料15-30℃进行自然干燥固化，得到涂层厚度为2.2mm的3D立体印花布料。

用实施例1-3所制备的3D立体印花布料进行附着力、耐磨、耐挠、耐高温高湿等测试，结果如下表所示：

本技术方案中，单片鞋面印花时间约为0.5-1min，印刷次数为1次，而传统丝印工艺印刷时间为单片为3min左右，印刷次数为20-30次，其印刷次数和时间明显减少，效率提升。同时本技术方案中的工序可一次性起厚1-3mm，突破传统丝印的最高厚度限制，同时性能也得到加强。

但是在生产周期上，由于本技术工艺需要15-30℃下固化干燥(时间约为4-7天，其生产周期要长于传统丝印工艺。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。