TWI417178B - Environmentally friendly foam composite shoe material and its preparation method - Google Patents

Description

環保型發泡複合鞋材及其製備方法

本發明是有關於一種環保型發泡複合鞋材及其製備方法，特別是有關於一種利用乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚己內酯及玉米澱粉來製備之方法。

目前，塑膠具有價格低廉、質量輕、性質優異及加工容易的優點，使得塑膠已經成為人類日常生活上不可或缺的材料，主要的產品包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚酯、尼龍和其他工程塑膠等。

這些塑膠製品帶來人們生活上許多便利和舒適，但是塑膠不像鐵、木材、紙張等材質在土壤中會腐蝕、分解。大部分的塑膠都極為安定，經過相當長的時間也不會分解，不管是在陸地上或海洋上，都已形成嚴重的環保問題，其中，先後有光分解性塑膠及部分生物可分解性塑膠被研發出來。

另外，塑膠應用在鞋底材質方面，大都是以橡膠之材質製成，而利用橡膠製成之鞋子，其回收過程複雜，回收成本高，絕大部份讓其自然老化，但分解時間很長，造成垃圾掩埋之困擾，如作為廢棄物以焚燒處理，亦衍生各種空氣污染之間題。因此大部分的鞋子在不堪使用時就會丟棄，因而對環境造成破壞與垃圾量的增 加。

此外，亦有利用完全可分解性塑膠做為鞋材，但其可在一年內幾乎完全分解，但一般鞋子之使用壽命常超過一年，可完全生物分解性塑膠的分解可能造成鞋子結構上的缺陷，導致無法使用而造成浪費。

因此如何製作出對環境不造成影響之鞋材，且能避免垃圾量增加之問題，並能兼顧耐用性，實是一個亟待解決的問題。

有鑑於習知技藝之各項問題，為了能夠兼顧解決之，本發明人基於多年研究開發與諸多實務經驗，提出一種環保型發泡複合鞋材及其製備方法，以作為改善上述缺點之實現方式與依據。

有鑑於此，本發明之目的就是在提供一種環保型發泡複合鞋材及其製備方法，以解決前述橡膠鞋材無法回收對環境造成破壞、造成垃圾量增加及耐用性不佳之問題。

本發明之環保型發泡複合鞋材，其包含有：乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymers,E.V.A.)，此乙烯-醋酸乙烯共聚物之重量係佔複合鞋材之重量65wt%~85wt%；聚己內酯，此聚己內酯之重量係佔複合鞋材之重量15wt%~35wt%；有機填充物，此有機填充物之重量係佔複合鞋材之重量 10wt%~25wt%；發泡助劑，此發泡助劑之重量係佔複合鞋材之重量0.5wt%~1.5wt%；分散劑，此分散劑之重量係佔複合鞋材之重量4wt%~7wt%；以及硬脂酸ST，此硬脂酸ST之重量係佔複合鞋材之重量0.6wt%~1.0wt%。

此外，本發明更提出一種環保型發泡複合鞋材之製備方法，步驟為先添加硬脂酸ST於乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚己內酯之混練過程中以得一合成樹脂，利用分散劑使有機填充物進行改質程序，再與合成樹脂混合均勻以得一混合物，利用發泡助劑使混合物進行發泡程序，最後，固化成型後即得環保型發泡複合鞋材之母粒或成型品。

茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。

S1~S4‧‧‧步驟流程

第1圖係為本發明之環保型發泡複合鞋材之製備方法之步驟流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之環保型發泡複合鞋材及其製備方法，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之環保型發泡複合鞋材製備方法之步驟流程圖。圖中，此方法將以下列步驟來說明：

步驟S1：添加硬脂酸ST於乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚己內酯之混練過程中以得一合成樹脂。

其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物中之醋酸乙烯(Vinyl Acetate,V.A.)含量範圍為16wt%~26wt%。

其中，混練程序更可利用布斯混合器、萬馬力混合器、雙螺桿押出機、力拿混合器、加壓混合器、滾輪或反應槽等之混練器具。

步驟S2：利用分散劑使有機填充物進行改質程序，再與合成樹脂混合均勻以得一混合物。

其中，改質程序係利用分散劑接枝有機填充物以使有機填充物與乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚己內酯之相容性提高。

而有機填充物係可為植物性澱粉，其可為玉米澱粉來實施。而分散劑可為丙烯酸。

此外，乙烯-醋酸乙烯共聚物亦可以聚乙烯醇(PolyVinyl Alcohol,P.V.A.)來實施。

其中，硬脂酸ST係可為一具有親水端及疏水端特性之化合物，而由於有機填充物具有親水性，硬脂酸ST之親水端係可接枝於有機填充物，而合成樹脂具有舒水性，硬脂酸ST之疏水端係可接枝於合成樹脂。

步驟S3：利用發泡助劑使混合物進行發泡程序。

而發泡助劑可為交聯劑(AK-3)。

其中，發泡程序可為物理發泡、化學押出發泡、吹出成型發泡、射出成型發泡及旋轉成型發泡。

步驟S4：固化成型後即得環保型發泡複合鞋材之母粒或成型品。

其中，此環保型發泡複合鞋材包含有：乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymers,E.V.A.)，此乙烯-醋酸乙烯共聚物之重量係佔複合鞋材之重量65wt%~85wt%；聚己內酯，此聚己內酯之重量係佔複合鞋材之重量15wt%~35wt%；有機填充物，此有機填充物之重量係佔複合鞋材之重量10wt%~25wt%；發泡助劑，此發泡助劑之重量係佔複合鞋材之重量0.5wt%~1.5wt%；分散劑，此分散劑之重量係佔複合鞋材之重量4wt%~7wt%；以及硬脂酸ST，此硬脂酸ST之重量係佔複合鞋材之重量0.6wt%~1.0wt%。

本發明之環保型發泡複合鞋材在一對複材之物性測試中，利用對環境及人體均無毒無害之乙烯-醋酸乙烯共聚物(E.V.A.)以及混練可完全分解之聚己內酯及一有機填充物以玉米澱粉來實施，而分散劑以丙烯酸來實施，相容劑則以交聯劑AK-3來實施，利用分散技術及添加相容劑來使上述組成能均勻混合，添加同時含親水端及疏水端之化合物可使親水性的有機填充物能與疏水性的塑膠能有較佳之相容性，本發明以硬脂酸ST來實施，經由對添加不同含量的相容劑或分散劑的研究發現相容劑、分散劑及發泡助劑之間的含量必須恰當落在特定範圍內，才可以使本發明之複合鞋材達到較高之發泡效率。

上述所製得之材料在本發明之含量範圍中的三組實施例之成份含量表如下：

上表中實施例一及實施例二以EVA及聚己內酯之含量不同，而實施例一及實施例三則以添加玉米澱粉及交聯劑AK-3含量不同來做比較。

而在經由相同發泡條件下，將此三組實施例之混合物進行發泡程序後，之後便使用射出機及進行ASTM標準試片之射出試片，之後進行各項物性測試，測試結果如下表：

而在與業界對鞋材物性之公開標準值比較中，硬度之標準值為52~58 Asker C，而三組實施例之硬度測試結果均落在標準值範圍中。

比重之標準值為0.17~0.23g/cm3，三組實施例之比重測試結果亦均落在標準值範圍中。

彈性之最低標準值需為40%，而三組實施例之彈性測試結果分別為53%、47%及46%，均高於最低標準值。

壓縮率之最高標準值為60%，三組實施例之壓縮率測試結果分別為55.3%、58.2%及59.1%，均低於最高標準值。

剝離強度之最低標準值為27N/cm，三組實施例之剝離強度測試結果分別為27.2N/cm、28.5N/cm及28.8N/cm，均高於最低標準值。

抗拉強度之最低標準值為2Mpa，三組實施例之抗拉強度測試結果分別為2.2Mpa、2.62Mpa及2.73Mpa，均高於最低標準值。

綜上所述，本發明之環保型發泡複合鞋材含量範圍中的三組實施例之物性均能達到業界之標準值，且其具備部分生物分解性塑膠及可回收塑膠，對人體有無毒無害之特性，而玉米澱粉具有良好之加工性及價格便宜之優點，因此利用玉米澱粉作為填充材料亦可降低成本，所謂具備環保意義的材料，其取決於回收材料或鞋材本身可回收使用或可自然水解，不會造成環保處理上的困擾。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精 神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1~S4‧‧‧步驟流程

Claims (18)

1. 一種環保型發泡複合鞋材，其包含有：乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymers,E.V.A.)，該乙烯-醋酸乙烯共聚物之重量係佔該複合鞋材之重量65wt%~85wt%；聚己內酯，該聚己內酯之重量係佔該複合鞋材之重量15wt%~35wt%；有機填充物，該有機填充物之重量係佔該複合鞋材之重量10wt%~25wt%；發泡助劑，該發泡助劑之重量係佔該複合鞋材之重量0.5wt%~1.5wt%；分散劑，該分散劑之重量係佔該複合鞋材之重量4wt%~7wt%，其中該分散劑為一丙烯酸；以及硬脂酸ST，該硬脂酸ST之重量係佔該複合鞋材之重量0.6wt%~1.0wt%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之複合鞋材，其中該乙烯-醋酸乙烯共聚物中之醋酸乙烯(Vinyl Acetate,V.A.)含量範圍為16wt%~26wt%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之複合鞋材，其中該乙烯-醋酸乙烯共聚物亦可以聚乙烯醇(PolyVinyl Alcohol,P.V.A.)來實施。
4. 如申請專利範圍第1項所述之複合鞋材，其中該有機填充物係可為植物性澱粉。
5. 如申請專利範圍第4項所述之複合鞋材，其中該植物性澱粉為玉米澱粉。
6. 如申請專利範圍第1項所述之複合鞋材，其中該發泡助劑為交聯劑(AK-3)。
7. 一種環保型發泡複合鞋材之製備方法，該方法包含下列步驟：添加硬脂酸ST於乙烯-醋酸乙烯共聚物及聚己內酯之混練程序中以得一合成樹脂；利用分散劑使有機填充物進行改質程序，再與該合成樹脂混合均勻以得一混合物，其中該分散劑為一丙烯酸；利用發泡助劑使該混合物進行發泡程序；以及固化成型後即得該環保型發泡複合鞋材之母粒或成型品。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該乙烯-醋酸乙烯共聚物中之醋酸乙烯(Vinyl Acetate,V.A.)含量範圍為16wt%~26wt%。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該乙烯-醋酸乙烯共聚物亦可以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,P.V.A.)來實施。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該有機填充物係可為植物性澱粉。
11. 如申請專利範圍第10項所述之製備方法，其中該植物性澱粉為玉米澱粉。
12. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該硬脂酸ST係可為一具有親水端及疏水端特性之化合物。
13. 如申請專利範圍第12項所述之製備方法，其中該硬脂酸ST之親水 端係可接枝於該有機填充物。
14. 如申請專利範圍第12項所述之製備方法，其中該硬脂酸ST之疏水端係可接枝於該合成樹脂。
15. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該改質程序係利用該分散劑接枝該有機填充物以使該有機填充物與該乙烯-醋酸乙烯共聚物及該聚己內酯之相容性提高。
16. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該發泡助劑為交聯劑(AK-3)。
17. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該混練程序更可利用布斯混合器、萬馬力混合器、雙螺桿押出機、力拿混合器、加壓混合器、滾輪或反應槽等之混練器具。
18. 如申請專利範圍第7項所述之製備方法，其中該發泡程序可為物理發泡、化學押出發泡、吹出成型發泡、射出成型發泡及旋轉成型發泡。