CZ309197B6 - Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy - Google Patents
Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309197B6 CZ309197B6 CZ2019-249A CZ2019249A CZ309197B6 CZ 309197 B6 CZ309197 B6 CZ 309197B6 CZ 2019249 A CZ2019249 A CZ 2019249A CZ 309197 B6 CZ309197 B6 CZ 309197B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- parts
- mixture
- group
- leather material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010985 leather Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 17
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims abstract description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229920002749 Bacterial cellulose Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000005016 bacterial cellulose Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229920001963 Synthetic biodegradable polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000510091 Quadrula quadrula Species 0.000 claims abstract description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 2
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 244000141359 Malus pumila Species 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 description 3
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 2
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000560 Citrus x paradisi Species 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 206010011906 Death Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 235000020197 coconut milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010819 recyclable waste Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/02—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with cellulose derivatives
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/04—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/12—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N2209/00—Properties of the materials
- D06N2209/16—Properties of the materials having other properties
- D06N2209/1607—Degradability
- D06N2209/1614—Biodegradable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Synthetic Leather, Interior Materials Or Flexible Sheet Materials (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Usňový materiál obsahuje alespoň jeden biopolymer ze skupiny zahrnující substituovanou metylcelulózu a bakteriální celulózu, v množství 10 až 30 hmotn. d., alespoň jeden syntetický biodegradabilní polymer ze skupiny zahrnující polykaprolakton, kyselinu polymléčnou a polyvinylalkohol v množství 10 až 40 hmotn. d., alespoň jednu modifikační a zpracovatelskou složku na bázi rostlinné biomasy ze skupiny zahrnující kašovitou substanci z javorových listů a z odpadních jablek, v množství 10 až 50 hmotn. d., a dále jako změkčovadlo glycerol v množství 10 až 30 hmotn. d., přičemž celkové množství této směsi činí 100 hmotn. d. Způsob přípravy tohoto usňového materiálu zahrnuje: extrakci kaše z rostlinné biomasy alkalickým zpracováním pomocí 8 až 12% roztoku NaOH při teplotě 150 až 200 °C po dobu 1 až 2 h; vymývání extrahované kaše vodou o pH 7 až 9; sušení při teplotě 50 až 80 °C do konstantní hmotnosti; míchání získaného produktu s ostatními složkami; tváření směsi do plošného útvaru o konstantní tloušťce 1 až 3 mm; sušení ve volném prostředí při teplotě 20 až 30 °C do konstantní hmotnosti.
Description
Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy
Oblast techniky
Vynález se týká usňového materiálu se zlepšenými ekologickými parametry a způsobu přípravy tohoto materiálu, který je určen pro použití v obuvnickém agalantemím průmyslu.
Dosavadní stav techniky
Výroba obuvi z přírodních usní, probíhající tradičním způsobem již po mnoho desetiletí, je spojena s některými operacemi s nepříznivým dopadem na životní prostředí, lidské zdraví a bezpečnost pracovníků. I když přírodní useň může být nazývána bio-materiálem, je více závislá na kritériích udržitelného rozvoje, než by se mohlo zdát, protože proces činění usní je spojen s užíváním nebezpečných sloučenin na bázi chrómu.
Alternativní usňové výrobky běžně vyráběné většinou ze syntetických materiálů, jako je polyuretan nebo polyvinylchlorid, v podstatě nejsou recyklovatelné a potřebují po skončení životnosti více než 50 let k úplnému rozpadu na skládkách.
V souvislosti se stále rostoucím povědomím nutnosti udržitelného rozvoje a požadavky s tím souvisejícími vyvíjejí některé segmenty oděvního, galantemího a obuvnického průmyslu iniciativu směrem ke snížení používání nebezpečných chemikálií a odbourání špatně recyklovatelného odpadu napříč celým výrobním a spotřebitelským řetězcem. Proto je velmi důležité vyvinout a vyrobit takové usňové materiály, které budou na přírodní bázi, proto budou snadno recyklovatelné - na rozdíl od syntetických usní na bázi polyuretanů, případně polyvinylchloridu - a které se vyhnou použití nebezpečných chemikálií při jejich přípravě - na rozdíl od tradičních přírodních usní. Tyto požadované nové usňové materiály by měly být současně vyrobitelné především z udržitelných zdrojů. Jedině takové materiály by mohly být skutečně považovány za ekologicky příznivé výrobky.
Ve sféře akademického výzkumu byly již provedeny první kroky k návrhu a vývoji nových materiálů jako alternativ k dosud používaným přírodním i syntetickým usním. Tyto materiály jsou biodegradabilní a kompostovatelné bez nebezpečných vlivů na skládkování. Mezi množstvím materiálů zkoumaných v poslední době v této souvislosti je zajímavá především celulóza získaná přírodním bakteriálním procesem - tzv. bakteriální celulóza - jako ideální základní komponenta pro ekologickou náhradu přírodní usně. Pozornost zasluhují především základní materiálové vlastnosti bakteriální celulózy, především ohebnost a poddajnost, současně s biokompatibilitou, biodegradabilitou a využitím obnovitelných zdrojů. Poslední studie autora Nam (2017), zkoumá a popisuje strukturní vlastnosti vícevrstvých materiálů z vláken z bakteriální celulózy. Výsledky ukazují lepší účinnost vícevrstvých materiálů použitých jako náhrada usně ohledně schopnosti ochránit nohu uživatele v tepelné pohodě srovnatelné s přírodní usní z hověziny nebo vepřovice. Velkou slabinou tohoto materiálu ale zároveň je snadná absorpce vody i vlhkosti z atmosféry nebo lidského těla, která je spojena s měknutím a ztrátou pevnosti v tahu.
V jiné nedávno zveřejněné studii „Malajský biokompozitní materiál“ byla popsána výroba hlavních složek bakteriální celulózy, získané z rostlinného odpadu - kokosového mléka a začleněných vláken z kokosových listů. Výrobci v těsné spolupráci s místními farmáři a zpracovatelskými jednotkami v Indii připravili biokomponentní materiál tvářením do podoby trojrozměrného výrobku. Materiál se vyznačuje opakním vzhledem, střední texturou, je měkký, lehký a bez zápachu, dobře odolný proti oděru a působení chemikálií. Jeho slabou stránkou je nízká úroveň propustnosti pro vlhkost a kyslík.
- 1 CZ 309197 B6
Další studie takových podniků, jako je Vegea, Pinatex a ScobyTec, naznačují pokrok ve výrobě náhrad usní z bakterial-celulózy za použití grepů, ananasů a čaje jako suroviny pro fermentaci. Budoucí výrobky z těchto surovin se dají být velmi slibné, budou-li vyráběny ve velkých sériích kvůli dosažení potřebné efektivity a udržíteInosti. Protože jsou tyto studie zatím v pilotní fázi, všechny aspekty plošného využití lze těžko předvídat. Omezení může představovat již samotná cenová dostupnost rostlinných zdrojů ve velkém měřítku.
Proto je neustále aktuální potřeba transformace a vývoje optimální rostlinné biomasy začleněné do bakterial-celulózy s cílem zlepšení úrovně usňových materiálů s přidanou hodnotou, které by díky novým složkám a receptuře zvýšily šance na skutečné uplatnění v oděvním a obuvnickém průmyslu. Navíc vývoj technologií v oblasti usňových materiálů z rostlinné kompozitní biomasy, vytváří slibnou platformu pro výrobu módních doplňků, které jsou levné ekologicky příznivé.
Úkolem vynálezu je připravit takové bio-komponentní směsi a metody jejich zpracování, které budou vyhovovat všem požadavkům kladeným na usňové materiály, zejména úrovni uživatelských vlastností, stejně tak jako ekologickým požadavkům během celého výrobního a uživatelského řetězce, včetně fáze zpracování odpadu.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých přírodních a syntetických usní a/nebo způsobů jejich výroby do značné míry odstraňuje usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho výroby podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že materiál obsahuje alespoň jeden biopolymer ze skupiny zahrnující substituovanou metylcelulózu a bakteriální celulózu v množství 10 až 30 hmota, dílů, alespoň jeden syntetický biodegradabilní polymer ze skupiny zahrnující polykaprolakton, kyselinu polymléčnou a polyvinylalkohol v množství 10 až 40 hmota, dílů, alespoň jednu modifikační a zpracovatelskou složku na bázi rostlinné biomasy ze skupiny zahrnující kašovitou substanci z javorových listů a z odpadních jablek v množství 10 až 50 hmota, dílů, a dále jako změkčovadlo glycerol v množství 10 až 30 hmota, dílů, přičemž celkové množství této směsi činí 100 hmota, dílů.
Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry podle vynálezu dále s výhodou obsahuje přídavek alespoň jednoho změkčovadla ze skupiny zahrnující nízkomolekulámí alifatické a aromatické polyestery a glykol-estery, v množství do 15 hmota, dílů na 100 hmota, dílů směsi.
Usňový materiál podle vynálezu dále s výhodou obsahuje přídavek alespoň jednoho organického síťovacího činidla ze skupiny zahrnující aldehydy, diizokyanáty, diepoxyglykoly, poly-epoxysloučeniny, epichlorhydrin, kyselinu citrónovou, v množství 5 až 15 hmota, dílů na 100 hmota, dílů směsi.
Podstata způsobu přípravy usňového materiálu podle vynálezu spočívá v tom, že způsob zahrnuje následující kroky:
- extrakci kaše z rostlinné biomasy alkalickým zpracováním pomocí 8 až 12% roztoku NaOH při teplotě 150 až 200 °C po dobu 1 až 2 h;
- vymývání extrahované kaše vodou o pH 7 až 9;
- sušení při teplotě 50 až 80 °C do konstantní hmotnosti;
- míchání získaného produktu s ostatními složkami - biopolymerem/-y, syntetickým biodegradabilním polymerem/-y, změkčovadly, případně síťovadly;
- tváření směsi do plošného útvaru o konstantní tloušťce 1 až 3 mm;
-2CZ 309197 B6
- sušení ve volném prostředí při teplotě 20 až 30 °C po dobu nejméně 24 h do konstantní hmotnosti.
Pro síťování postup zahrnuje také ohřev materiálu na teplotu 80 až 120 °C po dobu 5 až 10 min, přičemž tento krok následuje po kroku tváření směsi.
Hlavní výhodou usňového materiálu se zlepšenými ekologickými parametry podle vynálezu je přírodní a široce dostupná surovinová základna, využívající obnovitelných zdrojů, které jsou zpracovány přednostně využitím přírodních procesů, bez potřeby nebezpečných chemických látek. Současně je velkou předností, vyplývající rovněž z volby surovin, možnost bezpečné a jednoduché likvidace výrobků po ukončení životnosti, bez negativních dopadů na životní prostředí. Preferenční využití surovin rostlinného původu oproti živočišným surovinám u přírodních usní nebo oproti syntetickým polymerům u alternativních materiálů dává tušit i ekonomicky příznivou bilanci energie vložené do surovinové základny. Při plošném rozšíření, které umožní určité omezení produkce dosud používaných usňových materiálů, bude i tato skutečnost dalším možným ekologickým přínosem řešení podle vynálezu.
Objasnění výkresů
Obr. 1 přiložených výkresů znázorňuje závislosti napětí na prodloužení pro uvedené příklady.
Příklady uskutečnění vynálezu
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží dále uvedené příklady. Následující tabulka shrnuje složení směsí pro jednotlivé příklady:
Tabulka I
Př. | Složka (hmota, dílů) | |||||
HPMC/BC | ML/AP | PVA/PCL/PLA | GL | SFO/ESFO | Síťovadlo | |
1 | 10/0 | 35/15 | 0/10/0 | 30 | 0/0 | 0 |
2 | 0/30 | 25/0 | 0/10/0 | 25 | 0/0 | 5 |
3 | 0/30 | 10/0 | 10/20/0 | 10 | 0/10 | 10 |
4 | 0/30 | 10/0 | 10/20/10 | 10 | 0/0 | 10 |
HPMC - hydroxypropyl-metylcelulóza; BC - bakteriální celulóza; ML - rostlinná biomasa z javorových listů; AP - rostlinná biomasa z jablečné kašovité substance; PVA - polyvinylalkohol; PCL - polykaprolakton; PLA - kyselina polymléčná; GL - glycerol; SFO - slunečnicový olej; ESFO - esterifikovaný slunečnicový olej.
Příklad 1
Odpad z javorových listů (ML) i odpad z jablečné hmoty (AP) byl extrahován ve formě rostlinné biomasy alkalickým zpracováním za použití 8% NaOH při teplotě 200 °C po dobu 1 h. Následovalo vymývání vodou o pH 7 a sušení po dobu 24 h při teplotě 80 °C na konstantní hmotnost. Po získání obou produktů byly doplněny ostatní složky dle výše uvedené tabulky s výjimkou PCL a směs důkladně homogenizována v třecí misce za vzniku jemné pasty, tato byla litím tvářena pod tlakem do podoby plošného útvaru. Dále byla připravena vrstva z polykaprolaktonu pomocí 10% roztoku PCL v dichlormetanu sušením na vzduchu a následně umístěna mezi dvě vrstvy již připraveného kompozitního materiálu obsahujícího rostlinnou biomasu. Celek byl zalisován při teplotě 60 °C za vzniku vícevrstvé struktury o tloušťce 1 mm. Následovalo volné sušení na vzduchu při teplotě 20 °C do konstantní hmotnosti.
Získaný vzorek vykazoval vlastnosti uvedené v tabulce II (umístěna za příkladem 4) - tato tabulka shrnuje hodnoty dosažené ve všech příkladech.
Příklad 2
Extrakce a čištění složky rostlinné biomasy (ML) byly provedeny analogicky jako v příkladu 1 s tím, že pro extrakci byl použit 12% NaOH při teplotě 150 °C po dobu 2 h, vymývání vodou o pH 9 a sušení po dobu 5 dnů při teplotě 50 °C. Následně byla opět provedena homogenizace všech složek dle Tabulky I s výjimkou polykaprolaktonu v třecí misce. Podobně byla připravena i vrstva z polykaprolaktonu, zde cestou 10% roztoku a následným umístěním produktu mezi dvě vrstvy již připraveného kompozitního materiálu obsahujícího rostlinnou biomasu. Celek byl stlačen a síťován při teplotě 120 °C po dobu 10 min a volně sušen při teplotě 30 °C do konstantní hmotnosti.
Získaný vzorek vykazoval vlastnosti uvedené v již zmíněné tabulce II (za příkladem 4).
Příklad 3
Byla připravena směs rostlinné biomasy (ML) extrahované loužením, vymýváním a sušením jako v předchozích příkladech. Následně byly přidány ostatní složky dle výše uvedené Tabulky I s výjimkou PVA a směs důkladně homogenizována v třecí misce za vzniku jemné pasty. Potom byl přidán polyvinylalkohol ve formě vláken (< 3 mm délky a ~ 20 pm průměru) , tato směs byla důkladně homogenizována v třecí misce za vzniku jemné pasty. Následně byl přidán 30% roztok polykaprolaktonu v dichlormetanu a směs míchána v rotační nožové míchačce a pak litím tvářena do podoby plošného útvaru, sušena na vzduchu při teplotě 120 °C po dobu 30 min.
Získaný vzorek vykazoval vlastnosti uvedené v tabulce II (za příkladem 4).
Příklad 4
Podobně jako v příkladu 3 byla připravena směs, avšak s použitím 15% roztoku polykaprolaktonu v dichlormetanu k zlepšení ohebnosti a pevnosti materiálu. Homogenní směs byla tvářena pod tlakem do podoby plošného útvaru a opět volně sušena do konstantní hmotnosti.
Získaný vzorek vykazoval vlastnosti uvedené v tabulce II.
Následující tabulka shrnuje hodnoty mechanických vlastností pro jednotlivé příklady:
Tabulka II
Příklad | Pevnost v tahu (MPa) | Prodloužení při přetržení (%) | Pevnost při přetržení (N/mm) | Modul pružnosti (MPa) |
1 | 1,89 | 1,88 | 28,47 | 136,70 |
2 | 0,53 | 3,59 | 7,89 | 110,30 |
3 | 1,86 | 13,98 | 27,94 | 78,34 |
4 | 2,08 | 16,45 | 31,24 | 72,17 |
Průmyslová využitelnost
Vynález je vhodný pro využití při výrobě svršků v obuvnickém průmyslu. Využití nalezne také v oděvním průmyslu a v galanterii při výrobě tašek, kabelek, batohů a kufrů. Je vhodným materiálem také pro čalounické aplikace v automobilech i v nábytkářství a při výrobě bytových doplňků.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden biopolymer ze skupiny zahrnující substituovanou metylcelulózu a bakteriální celulózu, v množství 10 až 30 hmota, dílů, alespoň jeden syntetický biodegradabilní polymer ze skupiny zahrnující polykaprolakton, kyselinu polymléčnou a polyvinylalkohol v množství 10 až 40 hmota, dílů, alespoň jednu modifikační a zpracovatelskou složku na bázi rostlinné biomasy ze skupiny zahrnující kašovitou substanci z javorových listů a z odpadních jablek, v množství 10 až 50 hmota, dílů, a dále jako změkčovadlo glycerol v množství 10 až 30 hmota, dílů, přičemž celkové množství této směsi činí 100 hmota, dílů.
- 2. Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje přídavek alespoň jednoho změkčovadla ze skupiny zahrnující nízkomolekulámí alifatické a aromatické polyestery a glykol-estery, v množství do 15 hmota, dílů na 100 hmota, dílů směsi.
- 3. Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje přídavek alespoň jednoho organického síťovacího činidla ze skupiny zahrnující aldehydy, diizokyanáty, diepoxyglykoly, poly-epoxy-sloučeniny, epichlorhydrin, kyselinu citrónovou, v množství 5 až 15 hmota, dílů na 100 hmota, dílů směsi.
- 4. Způsob přípravy usňového materiálu se zlepšenými ekologickými parametry podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky: - extrakci kaše z rostlinné biomasy alkalickým zpracováním pomocí 8 až 12% roztoku NaOH při teplotě 150 až 200 °C po dobu 1 až 2 h; vymývání extrahované kaše vodou o pH 7 až 9; sušení při teplotě 50 až 80 °C do konstantní hmotnosti; - míchání získaného produktu s ostatními složkami - biopolymerem/-y, syntetickým biodegradabilním polymerem/-y, změkčovadly, případně síťovadly; tváření směsi do plošného útvaru o konstantní tloušťce 1 až 3 mm;- sušení ve volném prostředí při teplotě 20 až 30 °C po dobu nejméně 24 h do konstantní hmotnosti.
- 5. Způsob přípravy usňového materiálu se zlepšenými ekologickými parametry podle nároku 4, vyznačující se tím, že zahrnuje ohřev materiálu na teplotu 80 až 120 °C po dobu 5 až 10 min, přičemž tento krok následuje po kroku tváření směsi.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2019-249A CZ309197B6 (cs) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2019-249A CZ309197B6 (cs) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2019249A3 CZ2019249A3 (cs) | 2022-05-11 |
CZ309197B6 true CZ309197B6 (cs) | 2022-05-11 |
Family
ID=81453241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2019-249A CZ309197B6 (cs) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ309197B6 (cs) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090301347A1 (en) * | 2006-07-28 | 2009-12-10 | Alberto Volcan | Composition based on products stemming from industrial residues in the processing of fruits, especially apples, use thereof, method for processing them and products thus obtained |
CN108823794A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-16 | 中山市智联企业孵化器发展有限公司 | 一种纤维无纺布及其制备方法 |
IT201700117459A1 (it) * | 2017-10-18 | 2019-04-18 | Frumat Srl | Composizione per la realizzazione di un laminato composto da materiale vegetale in particolare scarti di mele e procedimento per la realizzazione di un laminato composto da materiale vegetale in particolare scarti di mele e laminato realizzato mediante detto procedimento |
-
2019
- 2019-04-23 CZ CZ2019-249A patent/CZ309197B6/cs unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090301347A1 (en) * | 2006-07-28 | 2009-12-10 | Alberto Volcan | Composition based on products stemming from industrial residues in the processing of fruits, especially apples, use thereof, method for processing them and products thus obtained |
IT201700117459A1 (it) * | 2017-10-18 | 2019-04-18 | Frumat Srl | Composizione per la realizzazione di un laminato composto da materiale vegetale in particolare scarti di mele e procedimento per la realizzazione di un laminato composto da materiale vegetale in particolare scarti di mele e laminato realizzato mediante detto procedimento |
CN108823794A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-16 | 中山市智联企业孵化器发展有限公司 | 一种纤维无纺布及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M.MILLY Framing leather Fostering DIY-materials exploration in Berlin. Politecnico di Milano, School of Design 2018/2019 (staženo z: https://www.politesi.polimi.it › bitstream › 2019_4_Milly) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2019249A3 (cs) | 2022-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sahari et al. | A new approach to use Arenga pinnata as sustainable biopolymer: Effects of plasticizers on physical properties | |
Mobini et al. | Fabrication and characterization of regenerated silk scaffolds reinforced with natural silk fibers for bone tissue engineering | |
Nair et al. | Eco-friendly bio-composites using natural rubber (NR) matrices and natural fiber reinforcements | |
KR101458059B1 (ko) | 물성이 강화된 키토산 및/또는 키틴 복합체 및 그 용도 | |
Ossai et al. | Valorisation of keratinous wastes: A sustainable approach towards a circular economy | |
Bootklad et al. | Novel biocomposites based on wheat gluten and rubber wood sawdust | |
Saha et al. | Environmentally friendly and animal free leather: Fabrication and characterization | |
Bajwa et al. | Application of bioethanol derived lignin for improving physico-mechanical properties of thermoset biocomposites | |
Ramesh et al. | Keratin-based biofibers and their composites | |
Deng et al. | Properties and biodegradability of water-resistant soy protein/poly (ɛ-caprolactone)/toluene-2, 4-diisocyanate composites | |
BR112020007451A2 (pt) | composição para a formação de couro artificial, método para produzir um laminado de couro sintético biodegradável, e, laminado compósito de couro artificial biodegradável | |
JP2007146092A (ja) | 生分解性成形品製造用組成物とこれを用いたペースト、板状材及び成形品の製造方法 | |
CZ309197B6 (cs) | Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry a způsob jeho přípravy | |
Rathinamoorthy et al. | Mycelium as sustainable textile material–review on recent research and future prospective | |
Manan et al. | Applications of fungal mycelium-based functional biomaterials | |
Phan et al. | Fabrication and characterization of patterned leather-like biomaterial derived from Brazilein/Glycerol-finished Bacterial Cellulose by using 3-in-1 textile finishing process | |
CZ33149U1 (cs) | Usňový materiál se zlepšenými ekologickými parametry | |
CN112898629A (zh) | 一种超疏水全生物质基油水分离材料的制备方法 | |
Mazotto | Biopolymers in the leather industry | |
Guleria et al. | Preparation of starch-based biocomposites reinforced with mercerized lignocellulosic fibers: Evaluation of their thermal, morphological, mechanical, and biodegradable properties | |
Basso et al. | A new approach to environmentally friendly protein plastics and foams | |
CN102757625A (zh) | 一种壳聚糖-聚乳酸多孔复合材料及其制备方法 | |
CN109438996B (zh) | 以动物皮为基的生物质塑料及其制备方法 | |
US20240093426A1 (en) | Leather-like materials and methods of making the same | |
Uddin et al. | Preparation and characterization of cellulose nanoparticle s from agricultural wastes and their application in polymer composites |