用于生产热塑性鞋类强化材料的填料混合物的制作方法

文档序号:8286730阅读:271来源:国知局
用于生产热塑性鞋类强化材料的填料混合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于生产热塑性强化材料的填料混合物,其用于制鞋业,尤其用 于鞋头及鞋跟或后罩。
[0002] 该粉末混合物由生物塑料及特别选择的可再生天然材料组成。
[0003] 使用双带系统以及在挤压、尤其是还有共挤压的辅助下,可以实现具有本发明填 料混合物的鞋类强化材料的生产。
【背景技术】
[0004] 在DE 2621195 C中描述了强化材料,其以平的片材制品/板材制品形式进行生 产。在所述过程中,纺织品状的载体材料涂有粉状的还含有填料的可熔塑料材料。聚乙烯、 乙酸乙烯酯和它们的共聚物用于可熔塑料材料,而将例如木粉或白垩粉用作合适的填料。 该发明的目的是,在仍保持所述材料的抗弯强度和刚度的同时,提高涂层中填料的份额。发 现如果塑料和填料粉末的粒度分布相似或类似,则填料的份额可以提高最高达50%的量。 所述过程中熔化的塑料粒子可以把填料粒子完全包围,使得填料材料也以塑料的方式起作 用。这些材料没有足够的粘合性能,因此必须设置有施加到表面的粘合剂涂层,使得它们可 以与鞋面永久粘结。
[0005] 在EP 183912 B2中描述了如下的鞋类强化材料,其无需另外的粘合剂就能直接与 制鞋皮革进行胶合。其中使用了聚己内酯形式的热熔粘合剂,其由于约60°C的低熔点而特 别合适。使用的填料是在热熔粘合剂中不溶的塑料粉末或者塑料包裹的有机或包塑无机粉 末。取决于需求,这些材料在一侧或两侧还设置有载体材料。
[0006] 已知材料的缺点是,通常必须使用载体材料以实现材料在较高温度下的粘结和粘 接,从而在温热状态下获得和/或实现复合鞋的机器生产所需要的强度。由于鞋罩是从平 织物通过冲压和嵌接进行生产,因此总是由冲压和嵌接产生废料。该废料由于仍然粘附的 载体材料残余物而不能返回到生产过程中。
[0007] 根据其中描述了热熔粘合剂/填料混合复合物的EP 1525284 B1,一些上述的缺 点可以被克服。这种热熔粘合剂/填料混合复合物除了其它方面以外还由于精确调节的 物理参数例如熔体体积指数、长度膨胀率、粘度、表面粘性或"黏性"而具有足够的固有稳定 性,以在不使用载体材料的情况下进行加工。这通过对使用的原料的前述参数进行精确调 节来实现。因此该热熔粘合剂必须具有2-300、优选10-30cm 3/10分钟的MVI值(根据DIN ISO 1133在100°C、21. 6kg下测量)。此外,相对于50-5重量%的填料,热熔粘合剂与填料 材料的定量比必须为50-95重量%。在这种情况下使用的填料是粒度为10-500 ym的球 状、多边的粒子,其可以是有机、天然或无机矿物填料。从这些材料例如通过挤压也生产平 织物,从所述平织物通过冲压和嵌接可以生产三维强化部件,其中嵌接和冲压废料具有与 原材料相同的组成,因此可以在毫无问题的情况下再次引入到挤压工艺中。然而,这些材料 的缺点是,为了能让复合物内部粘结,需要相对高份额的热熔粘合剂。特别在较高温度和使 用低量的热熔粘合剂时,所述材料可能在纵向分开或它们在冷却和/或硬化后会变脆。
[0008] 文献TW 201008765公开了一种用于生产环保跑鞋鞋底的方法,所述跑鞋鞋底含 有回收的稻壳、小麦壳或类似的植物材料作为添加剂。使这些原料经受应变处理,然后在机 器中与天然橡胶均匀混合,然后成型为具有相应厚度的材料的环保片材。因此生产了橡胶 跑鞋鞋底用材料,其含有稻壳颗粒并具有优异的物理特性。使用这种生产方法,可以生产具 有好使用特性的环保跑鞋。
[0009] TW 45548B涉及一种"使用稻壳的鞋生产方法",其主要是除了稻壳之外,还含有最 高达整个鞋的13重量%的份额的Styropor?.废料。
[0010] 根据WO 2011/098842,生产聚乳酸及其衍生物,其用于环保的和可生物降解的、尤 其被食品工业使用的包装材料。聚合物的组成,例如热塑性聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚羟 基丁酸酯(PHB),及无机填料例如纳米碳酸钙,以及有机填料例如粒度最高达20 μ m的粉状 的秸杆、甘蔗叶、棕榈叶或稻壳,显示了提高的热绝缘能力。典型组成例如由71%的聚乳酸 (PLA)、9%的PHB和20%的纳米碳酸钙组成。这些材料不适合用作热塑性鞋类强化材料。

【发明内容】

[0011]因此,目的是发现用于生产鞋罩的其它改进的鞋类强化材料以及其合适的生产方 法。这些鞋类强化材料除了具有提高的抗弯强度、长度膨胀率、表面粘性和剥离抗性外,还 应具有好的可生物降解性和可回收性。尤其是应该可以经济且环保地生产所述材料。
[0012] 所以,目的主要是发现合适的填料混合物作为原料,其一方面是天然可再生资源、 特别是植物来源,另一方面还含有生物塑料,其中两者均应可作为填料材料以相对于热熔 粘合剂份额的最高达75重量%的量使用,而不在混合和加工过程中致使完工的热塑性强 化材料不稳定,尤其是防止其在热的影响下分解。
[0013] 令人预料不到的是,可使用一种还与已知热熔粘合剂相容的填料混合物来实现上 述目的。该混合物由生物塑料和特别选择的植物纤维即清洁的稻壳构成,所述生物塑料为 聚乳酸粉末和/或回收的聚乳酸粉末(聚乳酸或PLA)。除了使用双带系统上的常规粉末涂 布技术外,在多通道挤压机中的挤压或共挤压已被证明是特别成功的生产方法,其中这些 方法允许以最高达75重量%的量加工本发明的填料组合物,而不会在该过程中损失所需 的材料性能,例如热稳定性、抗弯强度和表面粘性。相反,以这种方式生产的产品包含实践 中所需的所有性能,因此尤其适合作为鞋类强化材料,即作为鞋罩。
[0014] 以下称作PLA或r-PLA的填料成分聚乳酸或回收的聚乳酸是高度可生物降解的。 PLA在工业中用于多种不同的应用中。PLA的已知应用是在包装工业、食品工业中,在农业、 园艺、医疗技术中,用于运动服和功能性服装,以及用作复合材料。PLA属于生物塑料,但也 是可再生资源,因为乳酸最初由糖和玉米淀粉获得,而且因为然后在聚合的辅助下从这些 乳酸生产聚乳酸。
[0015] 生物塑料不是相同种类的聚合物,而是包括不同类型的塑料的大家族。以不同的 方式理解该术语。一方面生物塑料被理解为可生物降解的塑料,而另一方面它们被理解为 主要基于农业原料生产的塑料。在大多数情况下,这两种定义将重叠。
[0016] PLA的特殊特征是,其在工业堆肥设备中的特殊环境条件下是高度可生物降解的。 在工业堆肥条件下,在几个月内发生分解。
[0017] 在本发明的框架内,优选粉末形式的回收的聚乳酸r-PLA。
[0018] 两种填料,PLA和/或r-PLA,及稻壳,与已经用于鞋生产的热塑性热熔粘合剂例如 聚己内酯(Capa?类型)或热塑性聚氨酯(TPU)或乙烯乙酸乙烯酯(EVA)组合而形成有利 的填料混合物。所述填料混合物与所有这些物质都相容,但也与许多其它热塑性热熔粘合 剂相容,并可以在没有问题的情况下加工成箔和膜、平织物或板材。这些材料也可以任选在 一个面或两个面上涂有载体材料。
[0019] 这些平织物、板材或箔随后可以在带刀切割压力机中冲压成预成型坯,并同样地 可在鞋生产中用作后罩或前罩用三维预成型坯。稻壳是天然可再生的植物材料,通过剥离 稻谷而获得,并且如果适用,则其可以在无需干燥的情况下用于填料材料。
[0020] 根据本发明的使用的原料拥有如下物理性质:
[0021] a.粉末形式的聚-ε -己内酯或基于聚己内酯的聚氨酯,取决于在100和/或 160°C /2. 16kg测量的类型,分子量为40000-80000g/mol,MFI值介于2. 5和31之间,粒度 分布在5-1000 μ m的范围内。
[0022] b.粉末形式的热塑性聚氨酯或TPU,熔体流动指数(MFI)为10-50g/10分钟,优选 25-40g/10分钟(在190°C /2. 16kg下),粒度分布在50-1000 μ m的范围内。
[0023] c.粉末形式的乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA),具有20-50g/10分钟的MFI和 20 - 40重量%的VA份额(乙酸乙烯酯);粒度分布在50-1000 μ m的范围内。
[0024] d.稻壳粉末,粒度分布在1-3000 μ m、优选20-800 μ m的范围内。
[0025] e.聚乳酸粉末和/或r-PLA粉末,在190°C/2. 16kg下的MFI值为2-40g/10分钟; 具有50-1000 μ m的粒度分布和最多2500ppm的残余水含量。
[0026] f.载体材料可以是喷水强化的、有孔的/无孔的聚酯无纺布,其表面密度为 10-120g/m2,或表面密度为25-120g/m 2的棉织物和/或棉掺杂织物。
[0027] 载体材料的使用总是任选的。
[0028] 根据DIN EN ISO 1133的指导进行熔体流动指数(MFI)的测量。
[0029] 根据DIN EN ISO 20864 (Dom测试)进行测试产品的抗弯强度的测量。
【具体实施方式】
[0030] 如下实施例进一步示例了本发明,但本发明不仅仅限于这些实施例。
[0031] 根据本发明的热塑性强化材料可以在挤压或共挤压的辅助下来生产,也可以利用 双带系统上的粉末涂布技术来生产。
[0032] 在双带系统h牛
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