CZ2021123A3

CZ2021123A3 - Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky

Info

Publication number: CZ2021123A3
Application number: CZ2021123A
Authority: CZ
Inventors: Tomáš Sáha; Sáha Tomáš Ing., Ph.D.; Pavel Kubina; Pavel Ing. Kubina; Jakub Janoš; Igor Vanko; Igor Ing. Vanko
Original assignee: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně; Moravia Plast, Spol. S R.O.; EPUR, spol. s r.o.
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2021-12-15
Also published as: CZ309040B6

Abstract

Biodegradabilní sandálová obuv je tvořena podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou. Materiálem podešve i svrškových upínacích pásků je reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 0,4 až 1 : 4. Polyolovou složku tvoří směs 100 hmotn. dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 500 až 5000 g/mol a s hydroxylovým číslem 20 až 100 mgKOH/g, 1 až 30 hmotn. dílů prodlužovače řetězce na bázi diolu s molekulovou hmotností 50 až 400 g/mol a s hydroxylovým číslem 200 až 2 000 mgKOH/g, 0,1 až 2 hmotn. díly vody jako nadouvadla, 0,05 až 2 hmotn. dílů katalyzátoru na bázi aminu a 1 až 5 hmotn. dílů barviva a izokyanátovou složku tvoří polyizokyanát s obsahem NCO skupin 5 až 30 % hmotn. Do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 10 až 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního nebo syntetického kaučuku a s připojenou papírovou, resp. celulózovou vrstvou o tloušťce 1 až 5 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

Description

Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky

Oblast techniky

Vynález se týká biodegradabilní sandálové obuvi typu obuv typu žabky, tvořené podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou. Všechny uvedené komponenty obuvi jsou vyrobeny z biodegradabilních materiálů.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známa řešení biodegradabilní speciální sportovní obuvi vytvořené kompletně z jednoho druhu materiálu. Jedná se např. o čínský užitný vzor CN 111718564 A, jehož předmětem je ekologicky odbouratelný materiál obuvi pro lezecké boty připravený z následující polymemí směsi:

až 100 hmotn. dílů rozložitelné polymemí pryskyřice;

až 10 hmotn. dílů kopolymeru etylen-akrylová kyselina;

až 2 hmotn. díly síťovacího činidla;

až 3 hmotn. díly stabilizátoru;

0,5 až 1 hmotn. díl nadouvadla;

0,3 až 1 hmotn. díl 2,6-di-terc-butyl-4-methylfenolu;

0,3 až 0,9 hmotn. dílu kyseliny hydroxyetyliden-difosfonové;

0,1 až 0,5 hmotn. dílu oktyltriazonu.

Rozložitelnou polymemí pryskyřicí je jeden nebo více polymerů ze skupiny zahrnující polybutylenjantarát, polykaprolakton a polybutylenadipát-tereftalát.

Toto řešení kompletní biodegradabilní sportovní obuvi je ale omezeno pouze na speciální druhy sportovní obuvi vyrobené z jednoho druhu materiálu. U obuvi tvořené více díly z různých materiálů, kam patří i sandálová obuv typu žabky s integrovanou stélkou je sice známa celá řada jednotlivých biodegradabilních komponent obuvi, doposud ale chybí koncepční řešení biodegradabilní obuvi jako celku. Tedy biodegradabilní obuvi, kde by byla sofistikovaně řešena kombinace jednotlivých biodegradabilních komponent obuvi (např. z hlediska sladění dob potřebných k jejich degradaci) tak, aby bylo možno hovořit skutečně o biodegradabilní obuvi jako celku.

Tak např. biologicky odbouratelný pěnový materiál pro stélky řeší čínská patentová přihláška CN 111440423 A. Tento biologicky odbouratelný materiál obsahuje 100 hmotnostních dílů biologicky odbouratelné pryskyřice; 0,5 až 5 hmotn. dílů barevného masterbatche, 0,5 až 10 hmotn. dílů nukleačního činidla; 0,2 až 1 hmotn. díl antioxidantu; 0 až 1,5 hmotn. dílu kyseliny stearové; 0 až 1 hmotnostní díl stabilizátoru buněk. Biologicky odbouratelnou pryskyřicí je jeden nebo více materiálů ze skupiny zahrnující polybutylensukcinát, polybutylenadipát, polybutylentereftalát, kopolymer polybutylensukcinát-tereftalát, kopolymer polybutylensukcinát-adipát, poly-3glykolát, polyhydroxyvalerát, kopolymer 3-hydroxybutyrát-3-hydroxyvalerát-polykaprolakton a kyselinu polymléěnou.

Jiná čínská patentová přihláška CN 110564137 A zase řeší plně biologicky odbouratelnou podešev s abrazivitou je 70 až 75 mm³, tvrdostí 62 až 78 Shore A a pevností v tahu 160 až 180 Kgf/cm². Připravuje vytlačováním nebo vstřikováním ze směsi biologicky rozložitelného termoplastického polyuretanu, která obsahuje 80 až 100 hmotnostních dílů termoplastického polyuretanu, 1 až 10 hmotnostních dílů biodegradaěního činidla a 2 až 15 hmotnostních dílů fenolové pryskyřice. Biodegradaění činidlo obsahuje biologické expandující činidlo, kompozici kyseliny glutamové

-1 CZ 2021 - 123 A3 a biologický enzym ve hmotnostním poměru (0.01-5):(0.01-5):1 stím, že kompozice kyseliny glutamové obsahuje kyselinu glutamovou, kyselinu glutarovou a kyselinu polymléčnou.

Jak již bylo výše naznačeno, u všech známých řešení se jedná o jednotlivé biodegradabilní komponenty obuvi. Doposud ale chybí koncepční řešení biodegradabilní obuvi, kde by byla sofistikovaně řešena kombinace jednotlivých biodegradabilních komponent obuvi (např. z hlediska sladění dob potřebných k jejich degradaci) tak, aby bylo možno hovořit skutečně o biodegradabilní obuvi jako celku.

Podstata vynálezu

K odstranění výše uvedených nedostatků známých řešení přispívá do značné míry biodegradabilní sandálová obuv typu žabky, tvořená podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že materiálem podešve i svrškových upínacích pásků je reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru od 1 : 0,4 až 1 : 4. Polyolovou složku při tom tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 500 až 5000 g/mol a s hydroxylovým číslem 20 až 100 mg KOH/g, 1 až 30 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi diolu s molekulovou hmotností 50 až 400 g/mol a s hydroxylovým číslem 200 až 2 000 mgKOH/g, 0,1 až 2 hmota, díly vody jako nadouvadla, 0,1 až 2 hmota, dílů katalyzátoru na bázi aminu a 1 až 5 hmota, dílů barviva. Izokyanátovou složku pak tvoří polyizokyanát s obsahem NCO skupin 5 až 30 % hmota. Do podešve je dále integrovaná stélka s tloušťkou 10 až 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního nebo syntetického kaučuku a s připojenou papírovou, resp. celulózovou vrstvou o tloušťce 1 až 5 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

K výhodnému řízenému nastavení biorozložitelnosti obuvi jako celku na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost je materiálem podešve i svrškových upínacích pásků reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru od 1 : 0,8 až 1 : 1,1. Polyolovou složku tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 1900 až 2300 g/mol a s hydroxylovým číslem 50 až 60 mgKOH/g, 5 až 20 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi diolu s molekulovou hmotností 50 až 100 g/mol a s hydroxylovým číslem 1000 až 2 000 mgKOH/g, 0,3 až 0,8 hmota, díly vody jako nadouvadla, 0,05 až 0,4 hmota, dílu katalyzátoru na bázi aminu a 1 až 3 hmota, díly barviva a izokyanátovou složku tvoří polyizokyanát s obsahem NCO skupin 15 až 20 % hmota. Do podešve je dále integrovaná stélka s tloušťkou 10 až 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního nebo syntetického kaučuku a s připojenou papírovou, resp. celulózovou vrstvou o tloušťce 1 až 5 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

Hlavní přínos biodegradabilní sandáové obuvi podle vynálezu spočívá v sofistikovaně řešené kombinaci vybraných biorozložitelných obuvnických materiálů do celku obuvi s novou vlastností - nastavitelnou a proti doposud vyráběné obuvi rychlou biorozložitelnosti. S ohledem na to, že biodegradabilitu lze formulovat také jako časové omezení užitečnosti, lze biodegradabilní obuv definovat také jako obuv s expirací s tím, že ve finální fázi cyklu její životnosti je tato obuv kompostovatelná. V souvislosti stím lze říct, že v horizontu 5 až 15 let dojde k rovnoměrnému rozložení všech částí obuvi podle vynálezu na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost. Zde je ale třeba vzít v úvahu i požadavky na mechanické vlastnosti podešve všeobecně lze v tomto směru uvést, že tvrdší podešve, kde je v receptuře reakčního biodegradabilního polyuretanu vyšší obsah butandiolu nebo monoetylenglykolu jako síťovadla mají dobu biorozložitelnosti delší. Podrobněji je to doloženo dále uvedenými praktickými příklady.

- 2 CZ 2021 - 123 A3

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky v příkladném provedení je tvořena tvrdou podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou, s biorozložitelností v horizontu 15 let.

Materiálem podešve i svrškových upínacích pásků je reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 1,02. Polyolovou složku při tom tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 2000 g/mol a s hydroxylovým číslem 56 mgKOH/g, 18 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi 1,4 butandiolu s molekulovou hmotností 90,12 g/mol a s hydroxylovým číslem 1245 mgKOH/g, 0,5 hmota, dílu vody jako nadouvadla, 0,25 hmota, dílu katalyzátoru l,4-diazobicyklo(222)oktanu a 2 hmota, díly barviva na bázi sazí. Izokyanátovou složku pak tvoří směs 4,4difenylmetandiisokyanáta a polyesterpolyolu s obsahem 18,5 % hmota. NCO skupin.

Do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 10 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního kaučuku a s připojenou papírovou vrstvou o tloušťce 2 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

Biodegradabilní vycházková obuv má díky kombinaci vybraných biorozložitelných obuvnických materiálů rychlou biorozložitelnost. V horizontu 15 let dojde k rovnoměrnému rozložení všech částí obuvi podle vynálezu na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost.

Příklad 2

Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky v příkladném provedení je tvořena středně tvrdou podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou, s biorozložitelností v horizontu 10 let.

Materiálem podešve i svrškových upínacích pásků je reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 0,99. Polyolovou složku při tom tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu (vyrobeného z kyseliny adipové a monoetylénglykolu) s molekulovou hmotností 1980 g/mol a s hydroxylovým číslem 58 mgKOH/g, 9 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi monoetylénglykolu s molekulovou hmotností 62,07 g/mol a s hydroxylovým číslem 1801 mgKOH/g, 0,65 hmota, dílu vody jako nadouvadla, 0,33 hmota, dílu katalyzátoru na bázi l,4-diazobicyklo(222) oktanu a 2,5 hmota, dílu barviva - titanové běloby. Izokyanátovou složku pak tvoří směs 4,4 -difenylmetándiizokyanáta a polyesterpolyolu s obsahem NCO skupin 19,4 % hmota.

Do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 11 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního kaučuku a s připojenou papírovou vrstvou o tloušťce 2 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

Biodegradabilní vycházková obuv má díky kombinaci vybraných biorozložitelných obuvnických materiálů rychlou biorozložitelnost. V horizontu 10 let dojde k rovnoměrnému rozložení všech částí obuvi podle vynálezu na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost.

Příklad 3

Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky v příkladném provedení je tvořena měkkou podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou, s biorozložitelností v horizontu 5 let.

-3CZ 2021 - 123 A3

Materiálem podešve i svrškových upínacích pásků je reakční biodegradabilní polyuretan, který je syntetizován reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 0,91. Polyolovou složku při tom tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu (vyrobeného z kyseliny adipové a butandiolu) s molekulovou hmotností 2200 g/mol a s hydroxylovým číslem 54mgKOH/g, 8 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi 1,4 butandiolu s molekulovou hmotností 90,12 g/mol a s hydroxylovým číslem 1245 mgKOH/g, 0,35 hmota, dílu vody jako nadouvadla, 0,05 hmota, dílu katalyzátoru na bázi dibutylcínlaurátu a 1 hmota, dílu barviva. Izokyanátovou složku pak tvoří směs 4,4 -difenylmetándiizokyanáta a polyesterpolyolu s obsahem NCO skupin 16 % hmota.

Do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního kaučuku a s připojenou papírovou vrstvou o tloušťce 2 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

Biodegradabilní vycházková obuv má díky kombinaci vybraných biorozložitelných obuvnických materiálů rychlou biorozložitelnost. V horizontu 5 let dojde k rovnoměrnému rozložení všech částí obuvi podle vynálezu na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost.

Průmyslová využitelnost

Biodegradabilní sandálová obuv podle vynálezu je po skončení doby nošení (3 až 4 sezóny) kompostovatelná s tím, že je optimalizována k řízenému nastavení biorozložitelnosti obuvi jako celku na nízkomolekulámí sloučeniny jako jsou oxid uhličitý, voda a kompost v maximálním časovém horizontu 20 let, s výhodou pak v odstupňovaných časových horizontech 5, 10 a 15 let. S tím souvisí také další podstatný přínos vynálezu z hlediska odpadového hospodářství - změna kvalifikace použité boty z komunálního odpadu na bioodpad.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Biodegradabilní sandálová obuv typu žabky, tvořená podešví se svrškovými upínacími pásky a s integrovanou stélkou, vyznačující se tím, že je materiálem podešve i svrškových upínacích pásků reakční biodegradabilní polyuretan syntetizovaný reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 0,4 až 1 : 4 s tím, že polyolovou složku tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 500 až 5000 g/mol a s hydroxylovým číslem 20 až 100 mgKOH/g, 1 až 30 hmota, dílů prodlužovače řetězce na bázi diolu s molekulovou hmotností 50 až 400 g/mol a s hydroxylovým číslem 200 až 2 000 mgKOH/g, 0,1 až 2 hmota, díly vody jako nadouvadla, 0,05 až 2 hmota, dílů katalyzátoru na bázi aminu a 1 až 5 hmota, dílů barviva a izokyanátovou složku tvoří polyizokyanát s obsahem NCO skupin 5 až 30 % hmota, a dále, že do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 10 až 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního nebo syntetického kaučuku a s připojenou papírovou, resp. celulózovou vrstvou o tloušťce 1 až 5 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.

2. Biodegradabilní sandálová obuv podle nároku 1, vyznačující se tím, že je materiálem podešve i svrškových upínacích pásků reakční biodegradabilní polyuretan syntetizovaný reakcí polyolové složky a izokyanátové složky ve hmotnostním poměru 1 : 0,8 až 1 : 1,1 s tím, že polyolovou složku tvoří směs 100 hmota, dílů polyester polyolu s molekulovou hmotností 1900 až 2300 g/mol a s hydroxylovým číslem 50 až 60 mgKOH/g, 5 až 20 hmota, dílů prodlužovace řetězce na bázi diolu s molekulovou hmotností 50 až 100 g/mol a s hydroxylovým číslem 1000 až 2000 mgKOH/g, 0,3 až 0,8 hmota, díly vody jako nadouvadla, 0,05 až 0,4 hmota, dílů katalyzátoru na bázi aminu a 1 až 3 hmota, dílů barviva a izokyanátovou složku tvoří polyizokyanát s obsahem NCO skupin 15 až 20 % hmota, a dále, že do podešve je integrovaná stélka s tloušťkou 10 až 12 mm vyrobená ze šlehaného latexu přírodního nebo syntetického kaučuku a s připojenou papírovou, resp. celulózovou vrstvou o tloušťce 1 až 5 mm, při čemž tyto vrstvy integrované stélky jsou slepeny polyuretanovým vodou ředitelným lepidlem.