CN110218383A - 一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，属于鞋垫制备技术领域，一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，可以实现将人工打捞上的新鲜水葫芦作为原料，依次经过清洗晾晒、高温脱水、破碎成粉和高温灭菌处理后制得水葫芦粉末，取其精华弃其糟粕，制粉过程中保留水葫芦带来的优势和作用，同时通过严格的高温灭菌处理来避免对人体的危害，并将其与发泡原材料混炼后发泡制得大块板材，充分发挥其环保无公害、除臭、吸汗、无毒、无味、减振的优点，打开鞋垫产业发展的新缺口，同时也促进水葫芦泛滥的环境治理，进而形成水葫芦治理和鞋垫产业之间的良性循环，通过变废为宝来显著提高经济效益和社会效益。

Description

一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺

技术领域

本发明涉及鞋垫制备技术领域，更具体地说，涉及一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺。

背景技术

水葫芦又名凤眼蓝，浮水草本，原产巴西，现广布于中国长江、黄河流域及华南各省，喜欢温暖湿润、阳光充足的环境，适应性也很强，具有一定的耐寒能力，生于海拔200-1500米的水塘、沟渠及稻田中，亚洲热带地区也已广泛生长，凤眼蓝在生长适宜区，常由于过度繁殖，阻塞水道，影响交通，凤眼蓝曾一度被很多国家引进，广泛分布于世界各地，亦被列入世界百大外来入侵种之一，全草为家畜、家禽饲料；嫩叶及叶柄可作蔬菜，全株也可供药用，有清凉解毒、除湿祛风热以及外敷热疮等功效。

鞋业在我国的消费品行业中占据了举足轻重的一席地位，2009年前中国鞋类产品有70%以上出口到全球其它国家，中国鞋类出口经历过一轮高速增长后，增速从2005－2008年出现放缓迹象，但鞋类出口仍保持7%以上的增速，根据统计局对中国鞋类市场的分析，2003年中国城镇、农村消费鞋类产品分别为13.4亿双和7.7亿双，到2008年则分别达到17.2亿双和8.6亿双，总量达25.8亿双，超过美国同年鞋类产品消费的24亿双，占全球消费总量的13%左右，中国成为全球最大的鞋类产品消费国；其中鞋垫大量应用于制鞋业、保健、特殊功用；一般分为制鞋业应用型鞋厂应用型鞋垫和市场商品型两种模式，制鞋业应用的鞋垫主要是配合鞋子大底、中底、做出相应的型体；按照楦底板或者面板制作尺码板，并制作出相应的形状。

水葫芦因其极强的环境适应力在各个地方过度繁殖，已经成为许多地方司空见惯的现象了，尽管水葫芦对水体环境具有一定的净化作用，但是物极必反，水葫芦在富营养化的环境下会大量繁殖，对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住了阳光，导致水下的生物得不到足够的光照而死亡，破坏水下动物的食物链，主要体现在严重影响了我们的水质环境及造成大量鱼类的缺氧而死亡，目前，水葫芦能见于我国华北、华东、华中和华南的19个省(自治区、直辖市)，我国主要城市湖泊如太湖、滇池也都倍受水葫芦蔓延成灾的困扰。截止目前，并没有有效的环保途径控制和减少水葫芦的蔓延，也考虑到尽可能不产生次生污染物的原则，目前水葫芦的治理主要是以打捞为主，目前，针对打捞出的水葫芦生物量，利用的方式主要有：饲料化、肥料化、用于造纸、制作手工艺品和家具、用做食用菌培养的基质等，但是难以真正有效的融入到人们的生活中而形成产业链。

目前市场上的鞋垫均采用较多的化学材料，不仅成本较高同时对环境具有一定的不利影响，尤其是在我国如此大的鞋业市场上，不利因素会被无限放大，制约着鞋业的进一步发展。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，它可以实现将人工打捞上的新鲜水葫芦作为原料，依次经过清洗晾晒、高温脱水、破碎成粉和高温灭菌处理后制得水葫芦粉末，取其精华弃其糟粕，制粉过程中保留水葫芦带来的优势和作用，同时通过严格的高温灭菌处理来避免对人体的危害，并将其与发泡原材料混炼后发泡制得大块板材，充分发挥其环保无公害、除臭、吸汗、无毒、无味、减振的优点，打开鞋垫产业发展的新缺口，同时也促进水葫芦泛滥的环境治理，进而形成水葫芦治理和鞋垫产业之间的良性循环，通过变废为宝来显著提高经济效益和社会效益。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，包括以下步骤：

S1、人工打捞起新鲜水葫芦，清洗多余附着物后进行自然摊铺晾晒；

S2、预处理，将晒干后的水葫芦在80-120℃的抽真空条件下进行高温烘干灭菌；

S3、水葫芦制粉，通过粉碎机将烘干后的水葫芦进行均匀粉碎得到水葫芦粉末，粉碎后的水葫芦粉末粒径为40-60目；

S4、高温灭菌处理，通过灭菌装置对水葫芦粉末进行高温灭菌处理，其中高温蒸汽温度宜为120℃-180℃；

S5、鞋垫发泡，将水葫芦粉末与发泡材料进行搅拌，均匀混合后的物料倒入发泡机加磁模具内，进行模压发泡，发泡完毕，卸压跳模，取出大块板材；

S6、初步成型，将S5中的发泡所得板材裁剪成若干份20*18cm的矩形板材，并置入定制化模具中热压成型，得到初步成型的鞋垫；

S7、 裁断斩双，将初步成型的鞋垫经过裁断机进行裁断，并进行整理修边作业，得到鞋垫成品。

进一步的，所述灭菌装置包括灭菌反应釜，所述灭菌反应釜通过连通管连接有真空泵，所述连通管上安装有真空阀，所述灭菌反应釜左上端连接有进料三通管，所述灭菌反应釜上端固定连接有驱动电机，所述灭菌反应釜内侧设有搅拌轴，所述驱动电机的输出轴贯穿灭菌反应釜上端并与搅拌轴之间固定连接，所述灭菌反应釜左下端固定连接有出料口，方便对水葫芦粉末进行高温灭菌，效率高效果好。

进一步的，所述灭菌反应釜内端下侧固定连接有落料板，所述落料板上开凿有若干均匀分布的吹气孔，所述落料板上端固定连接有通气隔网，所述灭菌反应釜下端通过风管连接有鼓风机，可以辅助搅拌轴起到扩散水葫芦粉末的作用，同时可以利用从吹气孔中吹出的气体使得沉降下来的水葫芦粉末再次飞扬与高温蒸汽接触进行灭菌。

进一步的，所述进料三通管通入水葫芦粉的一端内安装有精密过滤器，所述搅拌轴采用螺旋式结构，所述搅拌轴内端固定连接有电热丝，精密过滤器起到对水葫芦粉内杂质和较大粒径粉末的过滤效果，搅拌轴不仅可以起到搅拌扩散提高灭菌速率和效果，同时可以对灭菌反应釜进行预热和高温蒸汽的保温，显著提高高温蒸汽的灭菌效果。

进一步的，所述高温灭菌处理具体包括以下步骤：

S41、先制造真空灭菌环境并进行预热；

S42、同时通入水葫芦粉和高温蒸汽，并进行扩散搅拌；

S43、借助外力进一步反复扩散水葫芦粉来增大与高温蒸汽的接触面积和灭菌次数，进而提高全方位的灭菌效果。

进一步的，所述鞋垫发泡的发泡材料为聚乙烯30-60％、滑石粉10-25％、交联剂0.5-2％、交联助剂0.2-1％、发泡剂2-10％、发泡助剂3-5％、润滑剂0.1-2％、石墨烯0.1-15％、二氧化硅0.1-15％，且水葫芦粉末与发泡材料的含量比为1:2-5。

进一步的，将聚乙烯、滑石粉、交联剂、交联助剂、发泡剂、发泡助剂、润滑剂、石墨烯和二氧化硅分别投入至混炼机中进行混炼处理，以获得发泡混合料，混炼处理温度为125℃-150℃，可以使得发泡材料得到充分的搅拌混合，进而保证鞋垫成型后的整体性能。

进一步的，所述鞋垫发泡的模压温度为160℃，模压时间为30min-40min，压力为10-15Mpa。

进一步的，所述预处理中对水葫芦高温烘干至脱水率达到90%，若脱水率低于90%，继续高温烘干，提高脱水率来降低水葫芦所含水分对后续工序的影响。

进一步的，所述鞋垫成品应经过质检，所述质检包括马丁代尔耐磨性能、摩擦色牢度、断裂强度、断裂伸长率、定强伸长率、耐老化、破裂强度和耐皂洗色牢度，若质检合格，则鞋垫成品进入包装出厂程序，若质检不合格，则鞋垫成品作废弃回收处理，对本发明制得的鞋垫成品进行专业质检，必须满足相关标准规范后才能流向市场，严格把控鞋垫质量。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现将人工打捞上的新鲜水葫芦作为原料，依次经过清洗晾晒、高温脱水、破碎成粉和高温灭菌处理后制得水葫芦粉末，取其精华弃其糟粕，制粉过程中保留水葫芦带来的优势和作用，同时通过严格的高温灭菌处理来避免对人体的危害，并将其与发泡原材料混炼后发泡制得大块板材，充分发挥其环保无公害、除臭、吸汗、无毒、无味、减振的优点，打开鞋垫产业发展的新缺口，同时也促进水葫芦泛滥的环境治理，进而形成水葫芦治理和鞋垫产业之间的良性循环，通过变废为宝来显著提高经济效益和社会效益。

（2）灭菌装置包括灭菌反应釜，灭菌反应釜通过连通管连接有真空泵，连通管上安装有真空阀，灭菌反应釜左上端连接有进料三通管，灭菌反应釜上端固定连接有驱动电机，灭菌反应釜内侧设有搅拌轴，驱动电机的输出轴贯穿灭菌反应釜上端并与搅拌轴之间固定连接，灭菌反应釜左下端固定连接有出料口，方便对水葫芦粉末进行高温灭菌，效率高效果好。

（3）灭菌反应釜内端下侧固定连接有落料板，落料板上开凿有若干均匀分布的吹气孔，落料板上端固定连接有通气隔网，灭菌反应釜下端通过风管连接有鼓风机，可以辅助搅拌轴起到扩散水葫芦粉末的作用，同时可以利用从吹气孔中吹出的气体使得沉降下来的水葫芦粉末再次飞扬与高温蒸汽接触进行灭菌。

（4）进料三通管通入水葫芦粉的一端内安装有精密过滤器，搅拌轴采用螺旋式结构，搅拌轴内端固定连接有电热丝，精密过滤器起到对水葫芦粉内杂质和较大粒径粉末的过滤效果，搅拌轴不仅可以起到搅拌扩散提高灭菌速率和效果，同时可以对灭菌反应釜进行预热和高温蒸汽的保温，显著提高高温蒸汽的灭菌效果。

（5）预处理中对水葫芦高温烘干至脱水率达到90%，若脱水率低于90%，继续高温烘干，提高脱水率来降低水葫芦所含水分对后续工序的影响。

（6）鞋垫成品应经过质检，质检包括马丁代尔耐磨性能、摩擦色牢度、断裂强度、断裂伸长率、定强伸长率、耐老化、破裂强度和耐皂洗色牢度，若质检合格，则鞋垫成品进入包装出厂程序，若质检不合格，则鞋垫成品作废弃回收处理，对本发明制得的鞋垫成品进行专业质检，必须满足相关标准规范后才能流向市场，严格把控鞋垫质量。

附图说明

图1为本发明的主要的工艺流程图；

图2为本发明的灭菌装置的结构示意图；

图3为本发明的鞋垫成品的结构示意图。

图中标号说明：

1灭菌反应釜、2真空泵、3连通管、4真空阀、5进料三通管、6精密过滤器、7出料口、8鼓风机、9驱动电机、10搅拌轴、11落料板、12吹气孔、13通气隔网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，包括以下步骤：

S1、人工打捞起新鲜水葫芦，清洗多余附着物后进行自然摊铺晾晒；

S2、预处理，将晒干后的水葫芦在100℃的抽真空条件下进行高温烘干灭菌；

预处理中对水葫芦高温烘干至脱水率达到90%，若脱水率低于90%，继续高温烘干，提高脱水率来降低水葫芦所含水分对后续工序的影响。

S3、水葫芦制粉，通过粉碎机将烘干后的水葫芦进行均匀粉碎得到水葫芦粉末，粉碎后的水葫芦粉末粒径为40-60目；

S4、高温灭菌处理，通过灭菌装置对水葫芦粉末进行高温灭菌处理，其中高温蒸汽温度宜为120℃-180℃；所述高温灭菌处理具体包括以下步骤：

S41、先制造真空灭菌环境并进行预热；

S42、同时通入水葫芦粉和150℃的高温蒸汽，并进行扩散搅拌；

S43、借助外力进一步反复扩散水葫芦粉来增大与高温蒸汽的接触面积和灭菌次数，进而提高全方位的灭菌效果；

S5、鞋垫发泡，将水葫芦粉末与发泡材料进行搅拌，均匀混合后的物料倒入发泡机加磁模具内，进行模压发泡，发泡完毕，卸压跳模，取出大块板材；

鞋垫发泡的模压温度为160℃，模压时间为30min，压力为10Mpa。

S6、初步成型，将S5中的发泡所得板材裁剪成若干份20*18cm的矩形板材，并置入定制化模具中热压成型，得到初步成型的鞋垫；

S7、 裁断斩双，将初步成型的鞋垫经过裁断机进行裁断，并进行整理修边作业，得到鞋垫成品。

请参阅图2，灭菌装置包括灭菌反应釜1，灭菌反应釜1通过连通管3连接有真空泵2，连通管3上安装有真空阀4，灭菌反应釜1左上端连接有进料三通管5，灭菌反应釜1上端固定连接有驱动电机9，灭菌反应釜1内侧设有搅拌轴10，驱动电机9的输出轴贯穿灭菌反应釜1上端并与搅拌轴10之间固定连接，灭菌反应釜1左下端固定连接有出料口7，方便对水葫芦粉末进行高温灭菌，效率高效果好，灭菌反应釜1内端下侧固定连接有落料板11，落料板11与灭菌反应釜1内底端之间留设有储气腔，落料板11上开凿有若干均匀分布的吹气孔12，落料板11上端固定连接有通气隔网13，通气隔网13的孔径小于水葫芦粉末的粒径，只允许气体通过，灭菌反应釜1下端通过风管连接有鼓风机8，可以辅助搅拌轴10起到扩散水葫芦粉末的作用，同时可以利用从吹气孔12中吹出的气体使得沉降下来的水葫芦粉末再次飞扬与高温蒸汽接触进行灭菌，进料三通管5通入水葫芦粉的一端内安装有精密过滤器6，搅拌轴10采用螺旋式结构，搅拌轴10内端固定连接有电热丝，精密过滤器6起到对水葫芦粉内杂质和较大粒径粉末的过滤效果，搅拌轴10不仅可以起到搅拌扩散提高灭菌速率和效果，同时可以对灭菌反应釜1进行预热和高温蒸汽的保温，显著提高高温蒸汽的灭菌效果。

鞋垫发泡的发泡材料为聚乙烯55％、滑石粉15％、交联剂2％、交联助剂1％、发泡剂5％、发泡助剂5％、润滑剂1％、石墨烯10％、二氧化硅6％，且水葫芦粉末与发泡材料的含量比为1:4，将聚乙烯、滑石粉、交联剂、交联助剂、发泡剂、发泡助剂、润滑剂、石墨烯和二氧化硅分别投入至混炼机中进行混炼处理，以获得发泡混合料，混炼处理温度为150℃，可以使得发泡材料得到充分的搅拌混合，进而保证鞋垫成型后的整体性能。

鞋垫成品应经过质检，质检包括马丁代尔耐磨性能、摩擦色牢度、断裂强度、断裂伸长率、定强伸长率、耐老化、破裂强度和耐皂洗色牢度，若质检合格，则鞋垫成品进入包装出厂程序，若质检不合格，则鞋垫成品作废弃回收处理，对本发明制得的鞋垫成品进行专业质检，必须满足相关标准规范后才能流向市场，严格把控鞋垫质量。

实施例2：

鞋垫发泡的发泡材料为聚乙烯40％、滑石粉20％、交联剂1％、交联助剂0.5％、发泡剂4％、发泡助剂4％、润滑剂1％、石墨烯5％、二氧化硅8％，且水葫芦粉末与发泡材料的含量比为1:3，其余均与实施例1一致。

实施例3：

所述鞋垫发泡的发泡材料为聚乙烯60％、滑石粉25％、交联剂2％、交联助剂1％、发泡剂10％、发泡助剂5％、润滑剂2％、石墨烯15％、二氧化硅15％，且水葫芦粉末与发泡材料的含量比为1:2，其余均与实施例1一致。

本发明可以实现将人工打捞上的新鲜水葫芦作为原料，依次经过清洗晾晒、高温脱水、破碎成粉和高温灭菌处理后制得水葫芦粉末，取其精华弃其糟粕，制粉过程中保留水葫芦带来的优势和作用，同时通过严格的高温灭菌处理来避免对人体的危害，并将其与发泡原材料混炼后发泡制得大块板材，充分发挥其环保无公害、除臭、吸汗、无毒、无味、减振的优点，打开鞋垫产业发展的新缺口，同时也促进水葫芦泛滥的环境治理，进而形成水葫芦治理和鞋垫产业之间的良性循环，通过变废为宝来显著提高经济效益和社会效益。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、人工打捞起新鲜水葫芦，清洗多余附着物后进行自然摊铺晾晒；

S2、预处理，将晒干后的水葫芦在80-120℃的抽真空条件下进行高温烘干灭菌；

S3、水葫芦制粉，通过粉碎机将烘干后的水葫芦进行均匀粉碎得到水葫芦粉末，粉碎后的水葫芦粉末粒径为40-60目；

S4、高温灭菌处理，通过灭菌装置对水葫芦粉末进行高温灭菌处理，其中高温蒸汽温度宜为120℃-180℃；

S5、鞋垫发泡，将水葫芦粉末与发泡材料进行搅拌，均匀混合后的物料倒入发泡机加磁模具内，进行模压发泡，发泡完毕，卸压跳模，取出大块板材；

S6、初步成型，将S5中的发泡所得板材裁剪成若干份20*18cm的矩形板材，并置入定制化模具中热压成型，得到初步成型的鞋垫；

S7、 裁断斩双，将初步成型的鞋垫经过裁断机进行裁断，并进行整理修边作业，得到鞋垫成品。

2.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述灭菌装置包括灭菌反应釜（1），所述灭菌反应釜（1）通过连通管（3）连接有真空泵（2），所述连通管（3）上安装有真空阀（4），所述灭菌反应釜（1）左上端连接有进料三通管（5），所述灭菌反应釜（1）上端固定连接有驱动电机（9），所述灭菌反应釜（1）内侧设有搅拌轴（10），所述驱动电机（9）的输出轴贯穿灭菌反应釜（1）上端并与搅拌轴（10）之间固定连接，所述灭菌反应釜（1）左下端固定连接有出料口（7）。

3.根据权利要求2所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述灭菌反应釜（1）内端下侧固定连接有落料板（11），所述落料板（11）上开凿有若干均匀分布的吹气孔（12），所述落料板（11）上端固定连接有通气隔网（13），所述灭菌反应釜（1）下端通过风管连接有鼓风机（8）。

4.根据权利要求2所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述进料三通管（5）通入水葫芦粉的一端内安装有精密过滤器（6），所述搅拌轴（10）采用螺旋式结构，所述搅拌轴（10）内端固定连接有电热丝。

5.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述高温灭菌处理具体包括以下步骤：

S41、先制造真空灭菌环境并进行预热；

S42、同时通入水葫芦粉和高温蒸汽，并进行扩散搅拌；

S43、借助外力进一步反复扩散水葫芦粉来增大与高温蒸汽的接触面积和灭菌次数，进而提高全方位的灭菌效果。

6.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述鞋垫发泡的发泡材料为聚乙烯30-60％、滑石粉10-25％、交联剂0.5-2％、交联助剂0.2-1％、发泡剂2-10％、发泡助剂3-5％、润滑剂0.1-2％、石墨烯0.1-15％、二氧化硅0.1-15％，且水葫芦粉末与发泡材料的含量比为1:2-5。

7.根据权利要求4所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：将聚乙烯、滑石粉、交联剂、交联助剂、发泡剂、发泡助剂、润滑剂、石墨烯和二氧化硅分别投入至混炼机中进行混炼处理，以获得发泡混合料，混炼处理温度为125℃-150℃。

8.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述鞋垫发泡的模压温度为160℃，模压时间为30min-40min，压力为10-15Mpa。

9.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述预处理中对水葫芦高温烘干至脱水率达到90%，若脱水率低于90%，继续高温烘干。

10.根据权利要求1所述的一种基于水葫芦原料的环保鞋垫制备工艺，其特征在于：所述鞋垫成品应经过质检，所述质检包括马丁代尔耐磨性能、摩擦色牢度、断裂强度、断裂伸长率、定强伸长率、耐老化、破裂强度和耐皂洗色牢度，若质检合格，则鞋垫成品进入包装出厂程序，若质检不合格，则鞋垫成品作废弃回收处理。