阅读说明：本技术 一种一体化球片及其制备方法以及一种球体及其制备方法 (Integrated spherical sheet and preparation method thereof, and sphere and preparation method thereof ) 是由 林永忠 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及球类制造技术领域,提供了一种一体化球片及其制备方法以及一种球体及其制备方法。本发明将TPU膜吸塑成目标球片的形状,得到球片状TPU膜；将球片状TPU膜放入灌注用模具内,并在球片状TPU膜上灌注聚氨基甲酸酯发泡材料,将模具闭合后进行加热熟化,得到一体化球片。本发明使用聚氨基甲酸酯发泡材料制备球片,制备方法简单,成本低,且球片可以设置为任意形状。使用该球片制备的球体物理性能稳定,且可以省略原有的裁片、贴合TPU、裁切球片、缝制等工序,大大减少人工、制造、设备的成本跟材料的损耗,降低成本,提高产品的市场竞争力。(The invention relates to the technical field of ball manufacturing, and provides an integrated ball sheet and a preparation method thereof, and a ball body and a preparation method thereof. The TPU film is formed into the shape of a target sphere by vacuum forming to obtain the sphere-shaped TPU film; and putting the spherical TPU film into a pouring mold, pouring a polyurethane foaming material on the spherical TPU film, closing the mold, and heating and curing to obtain the integrated spherical sheet. The invention uses polyurethane foaming material to prepare the ball sheet, the preparation method is simple, the cost is low, and the ball sheet can be set into any shape. The physical property of the ball body prepared by using the ball piece is stable, the original procedures of cutting pieces, attaching TPU (thermoplastic polyurethane), cutting the ball piece, sewing and the like can be omitted, the cost of labor, manufacture and equipment and the loss of materials are greatly reduced, the cost is reduced, and the market competitiveness of the product is improved.)

一种一体化球片及其制备方法以及一种球体及其制备方法

技术领域

本发明涉及球类制造技术领域，特别涉及一种一体化球片及其制备方法以及一种球体及其制备方法。

背景技术

足球(或排球)的常用生产方法如下：首先由EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)或PVC(聚氯乙烯聚合物)发泡成一个立方体，再裁片成厚度约1～4mm的平面片材，然后涂上胶水贴合TPU(Thermoplastic polyurethanes，名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶)，贴合好之后再裁切成球片的形状(五角形加六角形，每个足球合计32片或者其他形状规格大小不等的球片)，最后车缝成半成品，将球胆放入后，封边制成足球。现有技术存在耗费工时、材料损耗大、两种不同材质的聚合物(TPU跟EVA)不好回收利用的缺点。更为重要的是，PVC发泡材料是不环保的材质，应避免大量使用，而EVA发泡材料在环境状态(压力、温度)变化落差大的情况下，其物理特性会出现激烈的变化，而导致足球飞行的稳定度变化太大，例如在海拔较高地区或者寒冷季节举行的足球赛时，球员会明显感觉到足球与平原及温暖季节时不一样，这也造成了球赛水平及观赏性的下降。

基于上述原因，有必要开发一种材料环保、物理性能稳定、制备简单的球片。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种一体化球片及其制备方法以及一种球体及其制备方法。本发明使用聚氨基甲酸酯发泡材料制备球片，更加环保，球片可设置为任意形状，使用其制备球体时，无需裁片、贴合TPU、裁切球片、缝制等工序，可以大大减少人工、制造、设备的成本跟材料的损耗，降低成本，且所得球体的物理性能稳定。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种一体化球片的制备方法，包括以下步骤：

将TPU膜吸塑成目标球片的形状，得到球片状TPU膜；

将球片状TPU膜放入灌注用模具内，并在球片状TPU膜上灌注聚氨基甲酸酯发泡材料，将模具闭合后进行加热熟化，得到一体化球片；

其中，所述灌注用模具包括下底和上底，所述下底和上底的中心区域均为凹陷的半球形，所述上底和下底闭合后，上底的半球形部分嵌套在下底的半球形部分中，并且球面互相贴合。

优选的，所述TPU膜的厚度为0.1～0.3mm。

优选的，所述吸塑为真空吸塑，吸塑时先将TPU膜烤至软化，然后再进行真空吸塑，吸塑定型后进行冷却定型；所述真空吸塑的真空度为20～50mmHg。

优选的，所述聚氨基甲酸酯发泡材料包括以下质量份数的组分：氨基甲酸酯二异氰酸酯预聚物1份，多元醇混合物1.3～1.9份。

优选的，以球片状TPU膜的面积计，所述聚氨基甲酸酯发泡材料的灌注量为0.14～0.16g/cm²。

优选的，所述加热熟化的温度为50～70℃，时间为10～15min。

本发明提供了上述方案所述方法制备的一体化球片，所述一体化球片包括TPU层和设置在TPU层内侧的聚氨基甲酸酯发泡层。

本发明还提供了一种球体，包括球皮和置于球皮内部的球胆；所述球皮由上述方案所述的一体化球片制备得到。

本发明提供了上述方案所述球体的制备方法，包括以下步骤：将球胆充气后在外侧设置保护层，然后分别在保护层外侧以及一体化球片内侧喷胶，将内侧喷胶的一体化球片贴在球胆保护层外侧组成球形，然后进行热压定型，得到球体；所述设置保护层的方法为在球胆外侧贴布或缠纱。

优选的，所述热压定型的温度为50～60℃，时间为5～7min。

本发明提供了一种一体化球片的制备方法，包括以下步骤：将TPU膜吸塑成目标球片的形状，得到球片状TPU膜；将球片状TPU膜放入灌注用模具内，并在球片状TPU膜上灌注聚氨基甲酸酯发泡材料，将模具闭合后进行加热熟化，得到一体化球片。本发明使用聚氨基甲酸酯发泡材料制备球片，可使聚氨基甲酸酯发泡材料直接成型为所需形状的球片，制备方法简单，成本低，且球片可以设置为任意形状，在本发明的一个具体实施例中，8片球片即可组成一个足球球体。

本发明提供了上述方案所述方法制备的一体化球片。本发明制备的球片物理性能稳定，适用于制备足球、排球；并且TPU层和聚氨基甲酸酯发泡层的成分均为聚氨基甲酸酯，即本发明的一体化球片由同种材料制成，便于回收利用，环保性更好。

本发明还提供了一种球体及其制备方法。本发明提供的球体包括球皮和至于球皮内部的球胆；所述球皮由上述方案所述的一体化球片制备得到。由于聚氨基甲酸酯发泡材料的物理性能非常稳定，在环境状态(压力、温度)变化落差大的情况下，物理性能并无大太变化，因此可以保证所得球体的球体性能稳定，完全可以取代EVA(PVC)发泡材料；本发明利用上述方案的一体化球片制备球体，可以省略原有的裁片、贴合TPU、裁切球片、缝制等工序，大大减少人工、制造、设备的成本跟材料的损耗，降低成本，提高产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明使用的真空吸塑机的实物图；

图2为实施例1中真空吸塑时使用的模具的实物图；

图3为实施例1中吸塑前的TPU膜的实物图；

图4为实施例1中吸塑状态下的TPU膜的实物图；

图5为实施例1中使用的灌注用模具的实物图；

图6为实施例1中将球片状TPU膜放入灌注用模具中的照片；

图7为实施例1中灌注聚氨基甲酸酯发泡材料、闭合模具进行熟化、打开模具、取出球片的操作过程图。

具体实施方式

本发明提供了一种一体化球片的制备方法，包括以下步骤：

将TPU膜吸塑成目标球片的形状，得到球片状TPU膜；

将球片状TPU膜放入灌注用模具内，并在球片状TPU膜上表面灌注聚氨基甲酸酯发泡材料，将模具闭合后进行加热熟化，得到一体化球片。

本发明将TPU膜吸塑成目标球片的形状，得到球片状TPU膜。在本发明中，所述TPU膜的厚度优选为0.1～0.3mm，更优选为0.2mm；在本发明中，所述吸塑优选为真空吸塑，本发明优选使用真空吸塑机进行吸塑，吸塑时优选先将TPU膜烤至软化，然后再进行真空吸塑，吸塑定型后进行冷却定型；所述真空吸塑的真空度优选为20～50mmHg，更优选为30～40mmHg；本发明优选使用红外线加热的方法将TPU膜烤至软化，所述烤至软化的温度优选为120～140℃，更优选为130℃。

本发明对所述吸塑机的类型没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的吸塑机即可；在本发明的一个具体实施例中，所述吸塑机的照片如图1所示，图1所示的吸塑机中包括加热罩、鼓风机喷嘴、TPU放置区和模具台，所述吸塑机的加热源是红外线加热；在应用过程中，先将加热罩移至TPU膜上方将其烤软后移开加热罩，然后升起模具台实施真空吸塑，等吸塑定型后用鼓风机喷嘴送风进行冷却定型，即可得到球片状TPU膜。

在本发明中，所述吸塑用模具优选根据目标球片的形状进行确定，可以为任意的形状，具体可根据足球或排球的一般形状进行设置，只要能够组成完整的球体即可；在本发明的一个具体实施例中，所述吸塑用模具优选如图2所示，该吸塑模具的吸塑空间为半球形，半球形内部设置有目标球片的图案；如图2所示，该吸塑模具的图案由两个六边形和两个五边形组成，是制备足球时的常用图案，相当于传统方法制备足球时的四个球片，使用图2所示的模具进行吸塑，最终制备得到的一体化球片8片即可组成一个足球。

吸塑完成后，所得吸塑片的和模具的整体轮廓一致，按照球片的图案进行适当的裁剪，即可得到目标图案的TPU球片，本发明优选在裁剪时设置10mm的余量，即所得球片状TPU膜成品与预定图案相比，边缘处有10mm的余量，以便于TPU膜放置在灌注模具内时进行定位，等球片熟化好之后再裁切掉即可。

得到球片状TPU膜后，本发明将球片状TPU膜放入灌注用模具内，并在球片状TPU膜上灌注聚氨基甲酸酯发泡材料，将模具闭合后进行加热熟化，得到一体化球片。在本发明中，所述聚氨基甲酸酯发泡材料优选包括以下质量份数的组分：氨基甲酸酯二异氰酸酯预聚物1份，多元醇混合物1.3～1.9份，更优选为1.5～1.6份；本发明对所述氨基甲酸酯二异氰酸酯预聚物和多元醇混合物的来源没有特殊要求，使用市售材料即可，市售氨基甲酸酯二异氰酸酯预聚物一般称为I剂，市售多元醇混合物一般称为P剂。

在本发明中，所述灌注用模具包括下底和上底，所述下底和上底的中心区域均为凹陷的半球形，所述上底和下底闭合后，上底的半球形部分嵌套在下底的半球形部分中，并且球面互相贴合；所述下底的半球形部分的底部设置有目标球片的图案，所述上底的半球形部分的表面优选为光滑的曲面；在本发明的一个具体实施例中，所述灌注用模具的照片如图4所示，图4为模具打开状态时的照片。本发明优选将球状TPU膜放置在模具下底的图案位置处，然后在TPU膜表面灌注聚氨基甲酸酯发泡材料；以球片状TPU膜的面积计，所述聚氨基甲酸酯发泡材料的灌注量优选为0.14～0.16g/cm²，更优选为0.15g/cm²。本发明将聚氨基甲酸酯发泡材料灌注在球片状TPU膜的上表面后将模具上底和模具下底闭合，闭合后，上底的半球状部分和下底的半球形部分紧密贴合，从而将聚氨基甲酸酯发泡材料和球片状TPU膜紧密压合。

在本发明中，所述加热熟化的温度优选为50～70℃，更优选为60℃，所述加热熟化的时间优选为10～15min，更优选为12～13min；本发明优选将闭合后的模具放置在50～70℃的烘箱中进行加热熟化。本发明通过加热熟化，使化学发泡反应更加完全，有利于发泡球片的成型。本发明提供的方法无需上胶，即可将聚氨基甲酸酯发泡材料和球片状TPU膜复合，步骤更加简单，成本更低。

加热熟化完成后，打开模具将产品取出，即得到本发明的一体化球片。

本发明提供了上述方案所述方法制备的一体化球片，所述一体化球片包括TPU层和设置在TPU层内侧的聚氨基甲酸酯发泡层，在本发明中，所述一体化球片的总厚度优选为2～5mm，更优选为3～4mm。本发明提供的一体化球片使用聚氨基甲酸酯发泡材料制备得到，更加环保，所得球片物理性质稳定。

本发明还提供了一种球体，包括球皮和置于球皮内部的球胆；所述球皮由上述方案所述的一体化球片制备得到。本发明提供的球体整颗球体的球皮部分都为一种物质(聚氨基甲酸酯)，容易进行再回收，更加环保；并且聚氨基甲酸酯在环境状态(压力、温度)变化落差大的情况下，其物理特性并不会出现激烈的变化，因而所得球体飞行的稳定度不会变化太大。在本发明中，所述球体具有优选为足球或排球。

本发明提供了上述方案所述球体的制备方法，包括以下步骤：将球胆充气后在外侧设置保护层，然后分别在保护层外侧以及球片内侧喷胶，将内侧喷胶的球片贴在球胆保护层外侧组成球形，然后进行热压定型，得到球体；所述设置保护层的方法为在球胆外侧贴布或缠纱。

在本发明中，所述热压定型的温度优选为50～60℃，更优选为55℃，所述热压定型的时间优选为5～7min，更优选为6min；在本发明的具体实施例中，所述热压定型优选在本领域技术人员熟知的莲花座(类似半球形的模具，带加热功能，上下半球可闭合，并且可以充气定压)中进行；在热压定型过程中，莲花座内充气定压的压力优选为0.8bar。本发明对所述在球胆外侧贴布或缠纱的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的方法即可；本发明优选根据整颗球的重量来控制保护层外侧和球片内侧的喷胶量，在本发明的具体实施例中，整颗球最重不能高于445g，最轻不能低于425g，以此范围来控制喷胶量即可。本发明利用上述方案的一体化球片制备球体，由于球片的形状可任意进行设置，因而可以通过控制球片的形状减少组成球形时所需的球片数量，在本发明的一个具体实施例中，在制备足球时，可将原本的32片球片减少为8片球片；并且本发明的制备方法可以省略原有的裁片、贴合TPU、裁切球片、缝制等工序，大大减少人工、制造、设备的成本跟材料的损耗，降低成本，提高产品的市场竞争力。

下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)先用真空吸塑机将TPU膜吸塑成要目标球片的样式，其中TPU膜的厚度为0.2mm，具体操作方法为：先将加热罩移至TPU膜上方，利用红外线加热(130℃)将其烤软后移开加热罩，再升起模具台后实施真空吸塑(真空度为35mmHg)，等吸塑定型后用鼓风机喷嘴送风进行冷却定型，得到球片状TPU膜。

其中使用的真空吸塑机如图1所示，使用的吸塑模具如图2所示，吸塑模具中设置的图案由两个正六边形和两个正五边形组成，其中正六边形的边长和正五边形的边长均为4.3公分；吸塑前的TPU膜如图3所示，吸塑状态下的TPU膜如图4所示；

(2)将吸塑好的球片状TPU膜放入要灌注聚氨基甲酸酯发泡材料的模具内，将聚氨基甲酸酯的发泡材料搅拌均匀后灌注到有TPU的模具内，将模具闭合后放入50℃的烘箱中熟化15min，然后打开模具取出球片；

其中聚氨基甲酸酯的发泡材料的组分为氨基甲酸酯二异氰酸酯预聚物1份，多元醇混合物1.5份，聚氨基甲酸酯的发泡材料的灌注量为40g；其中灌注用模具如图5所示，将球片状TPU膜放入灌注用模具中的状态如图6所示；灌注聚氨基甲酸酯发泡材料、闭合模具进行熟化、打开模具、取出球片的操作过程如图7所示。

实施例2

按照实施例1的方法进行制备，共得到8个形状和实施例1相同的一体化球片；

制备足球：将球胆充气后进行缠纱，然后在纱线层外侧和球片内侧喷胶，将喷好胶的球片贴在球胆上组成球形，然后放在莲花座上进行热压定型，其中热压温度为60℃，热压时间为7min，热压完成后，即可得到足球。

由以上实施例可以看出，本发明提供的方法可以制备任意形状的一体化球片，且使用聚氨基甲酸酯发泡材料制备球片，更加环保，使用该球片制备球体，可以省略原有的裁片、贴合TPU、裁切球片、缝制等工序，大大减少人工、制造、设备的成本跟材料的损耗，降低成本，提高产品的市场竞争力，且因为聚氨基甲酸酯发泡材料的物理性质稳定，所得球体的物理性能也具有较好的稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。