一种长效浮力体、海上救生装置及其制造方法
阅读说明：本技术 一种长效浮力体、海上救生装置及其制造方法 (Long-acting buoyancy body, marine life-saving device and manufacturing method thereof ) 是由 林红兵 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于水下救生技术领域,更具体地涉及一种长效浮力体、海上救生装置及其制造方法。本发明将高密度NBR发泡棉作为长效浮力体的内胆放入TPU外套内部,采用化工领域的高周波热熔接工艺使TPU外套的接口边缘无缝接合。采用本发明提供的长效浮力体制造的救生衣、海上救生装置除了具备长时间浸泡在海水中能够保持持续大浮力以外,还解决了传统救生衣的针车缝合处线条浸泡发烂导致救生衣破损和发霉发臭的问题。同时,本发明救生衣的制造工艺能够提供简洁、美观的救生救援装备产品。(The invention belongs to the technical field of underwater lifesaving, and particularly relates to a long-acting buoyancy body, a marine lifesaving device and a manufacturing method thereof. The invention takes high-density NBR foam as the inner container of the long-acting buoyancy body to be placed in the TPU outer sleeve, and adopts the high-frequency heat welding process in the chemical field to enable the interface edge of the TPU outer sleeve to be seamlessly jointed. The life jacket and the marine life-saving device manufactured by adopting the long-acting buoyancy body provided by the invention not only can keep continuous large buoyancy when being soaked in seawater for a long time, but also solve the problems of damage, mildew and odor of the life jacket caused by the fact that lines at sewing positions of sewing needles of the traditional life jacket are soaked and rotten. Meanwhile, the manufacturing process of the life jacket can provide a simple and attractive life-saving rescue equipment product.)
技术领域
本发明属于水下救生
技术领域
，更具体地涉及一种长效浮力体、海上救生装置及其制造方法。背景技术
救生衣是船上、飞机上的必备救生设备之一。传统的救生衣常采用针车缝制生产，用尼龙布或氯丁橡胶做面料，内包浮力棉或普通的EVA棉，使用次数多了或者在水下浸泡时间久了之后，浮力棉或普通的EVA棉里面容易进水，导致救生衣的浮力快速衰减。经测算，传统的救生衣长时间浸泡在水中大约以每24小时损失5％浮力的速度减损救生衣的品质。水的渗透，棉线和布料长期泡水，将导致接合部的缝线被泡烂破损。因此，传统救生衣用的时间稍长就会被泡烂，不适合继续使用，大大降低传统救生衣的有效使用时长(规定使用时长为5-7年)。并且，水进入救生衣内部之后与浮力棉或EVA棉长期互相作用，容易滋生微生物等而产生发臭、霉变等问题，降低穿着救生衣的使用体验感。因此，开放式救生衣应运而生，采用拉链活动开合，可随时根据需要取出浮力棉或EVA棉，进行清洗晾晒。但是，这种救生衣的密封性不能保证，水更容易进入救生衣内部，浮力的长期提供也大打折扣。
高周波热熔接工艺的传统应用范围都是用于塑料、皮革、高分子材料的热熔接，除了大型船艇如冲锋舟之类有可能会应用到之外，该工艺几乎不用于人在水下救援场景应用产品的生产。
中国发明专利申请CN107139894A公开了汽车救生浮垫装置，包括在充气状态下用于支撑汽车的第一气囊部、第二气囊部、以及与第一气囊部、第二气囊部垂直设置的第三气囊部，所述第三气囊部设置有至少一个充气阀，第三气囊部与所述第一气囊部、第二气囊部的内部连接处设置有至少一个单向通气阀，气囊部的末端分别设置有至少一个排气阀；所述第一气囊部、第二气囊部、第三气囊部分别包括至少两个气囊柱，气囊部的每个气囊柱超出车身10～50cm；所述气囊柱采用PVC材料制作。该救生浮垫装置需在充气后才能被人或物品使用，仅在通气阀、充气阀、排气阀与气囊柱PVC材料之间的连接处采用高周波工艺，其更多关注充气后高周波工艺带来的气密性改良效果。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：
1、水下救援用浮力体/救生衣等长期泡水，水进入棉内，滋生微生物导致发霉发臭，迅速降低水下救援用浮力体/救生衣的浮力，降低水下救援用浮力体/救生衣的有效使用时长；
2、长期泡水后，接合处的缝合线被泡烂强度降低，使水下救援用浮力体/救生衣破损。
发明内容
鉴于背景技术存在的上述技术问题，需要提供一种长效浮力体、海上救生装置及其制造方法，所述长效浮力体需能长期在水下救援中被使用，且其在水下长期保持较大浮力，并且不会被泡烂或发霉发臭，可作为海上救援、水灾救援和消防救援等特殊场景的救援设备原料进行生产。
为实现上述目的，在本发明的第一方面，发明人提供了一种长效浮力材料，包括NBR发泡棉内胆和完全包覆在所述NBR发泡棉内胆外部的TPU外套，其中，所述TPU外套的接口边缘均采用高周波热熔接使其闭合。
NBR(丁腈橡胶，由丁二烯和丙烯腈共聚制得)发泡棉是指由丁腈橡胶塑料粒子经多种助剂混溶之后高温发泡而成的浮力材料。NBR发泡棉耐油、耐老化性能好，具有优良的防水、防潮、保温性、隔热、缓冲防震、吸音、隔音、密封、阻燃等特性。本发明采用的NBR发泡棉为高密度NBR发泡棉(密度为55kg/m3)。
TPU(Thermoplastic polyurethanes)为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。本发明采用TPU作为浮力体的外套，结合高周波热熔接的工艺特点使TPU接口边缘无缝接合，工艺简单，气密性和水密性都很强。
在本发明的第二方面，发明人提供了一种海上救生浮力体，包含1个以上本发明的第一方面所述的长效浮力材料。本发明所述的海上救生浮力体，是指在邮轮、船舶等海上交通运输工具上配备的救生救援设备。当然，本发明第一方面所述的长效浮力材料也可以相应地用于飞机、汽车等交通工具上，也可以用于抗洪抢险、消防救援等可能使人体掉落或被动地将人体置于水中的场景。特别地，作为海上救生等可能需要长时间浸泡在海水中的场景，本发明第二方面提供的海上救生浮力体能够发挥更大的作用。
在本发明的第三方面，发明人提供了一种长效浮力材料的制造方法，包括以下步骤：
将预定尺寸形状的两片TPU布料重叠对齐，得到第一双层TPU布料；
将所述第一双层TPU布料的其他边缘采用高周波热熔接进行闭合，使较大边缘保持开启，得到第二双层TPU布料；
使所述第二双层TPU布料内壁翻转至朝外，得到待完全闭合双层TPU布料；
将尺寸形状与所述待完全闭合双层TPU布料相匹配的NBR发泡棉放入所述待完全闭合双层TPU布料内部，并采用高周波热熔接使所述较大边缘闭合，得到所述长效浮力材料。
作为本发明优选的实施方式，所述高周波热熔接的电流为4-6A，模具闭合停留时间为1.5-3s。
作为本发明优选的实施方式，所述高周波热熔接的电压为380V。
作为本发明优选的实施方式，所述NBR发泡棉的厚度为1-7cm。NBR发泡棉的厚度与制造出来的长效浮力材料的浮力有关，一般来说越厚的NBR发泡棉可提供越大的浮力，但加工制造的工艺难度增加；反之，过薄的NBR发泡棉虽然有利于生产制造效率的提高，但能提供的浮力有限。
作为本发明优选的实施方式，所述两片TPU布料的厚度均为0.25mm，TPU布料的厚度与防水、防热、防刺破效果及实施的高周波热熔接工艺有关，越厚的TPU布料能够起到更好的防水防热防刺破效果，但高周波工艺中的电压、电流和模具闭合时间相应地都要增加，难以控制；反之，过薄的TPU布料也会因为强度不够而降低其水下救援优异效果的发挥，比如，在飞机上的救生衣外表面的TPU布料因过薄而使其被机舱内的物件刮破的风险大大提高。
在本发明的第四方面，发明人提供了一种长效浮力材料，该长效浮力材料采用本发明的第三方面所述的制造方法制造得到。
区别于现有技术，上述技术方案至少具有以下有益效果：
本发明将高密度NBR发泡棉作为长效浮力体的内胆放入TPU外套内部，采用化工领域的高周波热熔接工艺使TPU外套的接口边缘无缝接合。采用本发明提供的长效浮力体制造的救生衣、海上救生装置除了具备长时间浸泡在海水中能够保持持续大浮力以外，还解决了传统救生衣的针车缝合处线条浸泡发烂导致救生衣破损和发霉发臭的问题。同时，本发明救生衣的制造工艺能够提供简洁、美观的救生救援装备产品。
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详予说明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
本发明中采用的NBR发泡棉来自市场采购，密度达到55kg/m3，本发明中采用的TPU来自市场采购，发泡棉的厚度为1-7cm。
本发明对长效浮力材料及其救生衣的浮力测试采用以下方法：
救生衣及救生浮材采用感量为0.1kg的工业秤称取救生衣及通过网篮连接的重锤在水中的下沉力，扣除网篮、重锤的重力和浮力影响后计算得到救生衣的浮力。
实施例1
一种长方形长效浮力材料，由长方形的NBR发泡棉内胆和完全包覆在所述NBR发泡棉内胆外部的长方形TPU外套构成，其中，所述TPU外套的接口边缘均采用高周波热熔接使其无缝闭合。
实施例2
一种长效浮力材料，由马甲型三分片NBR发泡棉内胆和完全包覆在所述NBR发泡棉内胆外部的相匹配马甲型三分片TPU外套构成，其中，所述TPU外套的接口边缘均采用高周波热熔接使其无缝闭合。
实施例3
一种海上救生浮力体，采用实施例2提供的长效浮力材料制造成海上救生衣。
实施例4
一种长效浮力材料的制造方法，包括以下步骤：
将预定尺寸形状的两片TPU布料(厚度为2.5mm)重叠对齐，得到第一双层TPU布料；
将所述第一双层TPU布料的其他边缘采用高周波热熔接进行闭合，使较大边缘保持开启，得到第二双层TPU布料；所述高周波热熔接的电流为4A，模具闭合停留时间为3s；所述高周波热熔接的电压为380V；
使所述第二双层TPU布料内壁翻转至朝外，得到待完全闭合双层TPU布料；
将尺寸形状与所述待完全闭合双层TPU布料相匹配的NBR发泡棉(厚度为2cm)放入所述待完全闭合双层TPU布料内部，并采用高周波热熔接使所述较大边缘闭合，得到所述长效浮力材料。
实施例5
与实施例4不同之处在于，所述高周波热熔接的电流为5A，模具闭合停留时间为2s，NBR发泡棉的厚度为3cm。
实施例6
与实施例4不同之处在于，所述高周波热熔接的电流为6A，模具闭合停留时间为1.5s，NBR发泡棉的厚度为5cm。
实施例7
与实施例4不同之处在于，所述高周波热熔接的电流为5A，模具闭合停留时间为2.5s，NBR发泡棉的厚度为4cm。
在其他不同的实施例中，NBR发泡棉的厚度还可以为1-7cm中的任意数值。
经测试，实施例1-7的提供的浮力体或浮力材料的浮力、水密性、气密性在7.5KG的重物垂悬之下，浮力值24小时无变化，无潮气。
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。
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