生化鞋材及其制造方法技术

一种生化鞋材及其制造方法，该制造方法包含下列步骤：先取预定量的淀粉原料经水解为水解淀粉，再以该水解淀粉进行酯化反应以形成酯化淀粉，并以预定的干燥方式处理该酯化淀粉为改质淀粉组分，再使该改质淀粉组分与ＥＶＡ组分及添加剂组分相混炼，以形成混合物，最后，将该混合物以预定方式制成该鞋材。通过水解与酯化处理淀粉原料可制得具较小分子量的酯化淀粉，以增加该改质淀粉组分与ＥＶＡ组分的兼容性与结合强度，进而提高该改质淀粉组分在原料中的用量，以降低鞋材的制造成本，并使鞋材具有生物可分解或可崩解的特性。

Biochemical shoe material and manufacturing method thereof

A biochemical material and its manufacturing method, the manufacturing method comprises the following steps: a predetermined amount of hydrolyzed starch raw materials for starch hydrolysis, then the hydrolysis of starch by esterification to form esterified starch, and dry the predetermined esterified starch is modified starch component, then the modified starch component and EVA component and additive component phase mixing to form a mixture, finally, the mixture in a predetermined manner into the shoe. Prepared with smaller molecular weight of starch by hydrolysis and esterification of starch raw materials, in order to increase the modified starch components and EVA components of compatibility and bonding strength, thus improving the amount of the modified starch components in raw materials, to reduce the manufacturing cost of the shoes, and shoes made of material with biological characteristics decomposable or collapsible.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种鞋材及其制造方法，特别是涉及一种生物可分解的生 化鞋材及其制造方法。
技术介绍
在现代人食、衣、住、行的日常生活中，使用了大量的化学合成塑料 制品，这些化学合成塑料制品主要是由石化原料所制成。目前，由于中国、 中东和其它新兴国家的工业正加速成长，对各种石化原料的需求与日剧增， 而造成石油价格上涨。随着国际石油价格节节攀升，连带使塑料原料也上 涨，使得塑料制品的生产与制造成本也相对增加，因此，发展高效率与低 成本的塑料制品制程是目前业界仍需持续努力的方向。除了原料成本持续增加的问题外，由于一般化学合成塑料的材质稳定， 在自然环境下不易被分解，导致其废弃物对环境造成严重污染，因此，发 展具有生物兼容性且可被分解的塑料是目前全球塑料材料发展的潮流。简 单的说，生物可分解塑料就是能够在自然的掩埋环境中，最终能够被微生物分解成C02和H20的类塑料材料。可分解塑料大致可分为三种类型(1) 光降解性塑料(Photodegradable plastics) ; (2)生物可分解塑料 (Biodegradable plastics) ; (3)崩解性塑料(Disintegradableplastics)。其中，光降解性塑料是利用阳光中的紫外线能量，引起髙分子内的光敏促进剂作 用，以发生促使高分子链断裂的连锁反应，但一般塑料制品使用后常以掩 埋或是沉于水底中处理，并不易接触到阳光，导致光降解性塑料废弃后不 易分解或分解效率较差。生物可分解塑料则是以天然高分子或脂肪族的聚 酯类为基质，例如，以淀粉、纤维、蛋白质及聚乳酸等为原料，可制造出 能够完全被生物分解的塑料，但由于这类高分子单价过高，且材质强度相 对较差，导致其可应用范围有限，因此在使用及推广上困难。崩解性塑料 是通过在制程中，以传统塑料混合淀粉或是生物发酵物的成分，诱使环境普遍存在的微生物作用以降解材质中的淀粉或生物发酵物成分，达到崩解 该塑料的效果，进而达到垃圾减量的结果，并且可以减少以石化原料来制 备塑料的成本。乙烯醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer,简称为EVA)是普遍被使用在鞋材的主要基材原料，且是取自于石化产业的下游原料， 因此，EVA鞋材与其它塑料材料一样，同样面对石化原油价格高涨，材料 成本跟着水涨船高的大问题；此外，成型后的EVA鞋材，也与其它化学合 成塑料制品一样，在其成品生命周期的后期，面临无法分解，会污染环境 的状况。因此，为了适应环保需求，并使塑料鞋材产业能够持续经营发展， EVA鞋材的两大问题(l)石化原料成本价格高涨，所导致的材料成本持续 高涨；及(2)其废品无法在自然环境中分解，造成环境污染与环保上的问题， 仍是目前亟待解决的课题。为了解决传统化学合成塑料制品不易分解与对环境造成冲击的问题， 目前已有利用掺合淀粉制造生物可分解塑料的方法，如中国台湾省第 93118611号专利技术专利案所述，其生物分解性塑料是将淀粉于160°C~170°C 下进行干燥脱水，并研磨至淀粉颗粒粒径小于10pm后，再与生物可分解塑 料原料及传统合成塑料原料进行搅拌与混炼而制得。如中国台湾省第 88105965号专利技术专利案所述的生物可分解EVA发泡体，则是以EVA为基 材，再与部分生物可分解的成分，如谷物外壳粉末、木屑粉末、或淀粉混 合而制得，其中所使用的淀粉是未经处理的玉米淀粉。如中国台湾省第 79105530、 79105777及79105778号等专利技术专利案所述，则是将淀粉与塑料 原料在足够的温度及压力下于密闭体积中加热足够长的时间，使淀粉分解 而形成均匀的熔体，再以该熔体制成塑料制品。虽然前述专利案已披露了淀粉与传统塑料原料相混掺制出生物可分解 塑料制品的方法，但实际上仍存有下列几点可再改进一、现有的生物可分解塑料是直接将淀粉等天然材料直接添加至塑料 原料中，或先以物理研磨方法处理为较小粒径的颗粒后再与塑料原料相混 合而制得，但此种处理方式所制得的制品，由于淀粉与塑料原料兼容性较 差，导致分子间的结合强度相对较弱，使淀粉在整体原料中的用量比例相 对较低，而无法有效降低原料成本，若增加淀粉的用量，则所制得的制品结构强度会相对降低，使该制品的应用范围有限，例如，此种方式所制得 的材料可能较不适于用在磨损频繁的鞋材或其它必须具有耐用性的塑料制 品上，使现有的制造方法相对具有原料成本较高与应用范围较有限的缺点。二、如中国台湾省第79105530、 79105777及79105778号等专利技术专利 案所述，将淀粉与塑料原料在密闭空间中混合，并通过在足够长的时间内 施加足够大的温度与压力，使淀粉分解并形成熔体的方法，虽然可增加淀 粉在整体原料中的用量，但此种方式必须提高部分制程的温度与压力，反 而造成能源成本增加，并会延长制程时间，而具有制程效率较差，且同样 有会增加制造成本的缺点。另外，当要将生物可分解材料应用至鞋材上时，必须考虑到材质的结 构强度，并应具有预定的物性规格，才能达到实用的目的，前述专利所披 露的生物可分解材料都不是以制作鞋材为目的，导致其所制出的制品并不 适合作为鞋材，因此，仍有持续开发具有较佳的强度且适用于鞋材的生物 可分解材料的需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可降低制造成本、生物可分解或可崩 解、并具有预定的结构强度的生化鞋材的制造方法。于是，本专利技术生化鞋材的制造方法包含下列步骤(一) 制备改质淀粉组分，取预定量的淀粉原料经水解反应，形成具有 预定分子量范围的水解淀粉，再以该水解淀粉进行酯化反应以形成酯化淀 粉，接着，再以预定的干燥方式处理该酯化淀粉，以形成所述改质淀粉组 分，且所述改质淀粉组分包括具有多孔洞及低含水率的改质淀粉粉体；(二) 混炼，使所述改质淀粉组分、乙烯醋酸乙烯酯共聚物组分及添加 剂组分依预定比例混炼，以形成混合物；(三) 制成生化鞋材，将该混合物以预定的成型方式制成所述生化鞋材。 本专利技术生化鞋材的制造方法的有益效果在于通过水解、酯化等改质处理的结果，当所述改质淀粉粉体与EVA组分相混合时，能够增加其与 EVA分子的接触面积而有利于与EVA分子间的结合，并能增加与EVA组 分的兼容性，进而制造方法能有效降低制造成本，并能顺利制出具有预定的结构强度并能符 合鞋材的物性规格，且为生物可分解或可崩解的生化鞋材。本专利技术的另一个目的是提供一种制造成本较低、生物可分解或可崩解、 并具有预定的结构强度的生化鞋材。于是，本专利技术生化鞋材是由混合物经加热、混炼与预定的成型方式而 制成，且该混合物包含依预定比例混合的改质淀粉组分、乙烯醋酸乙烯酯 共聚物组分及添加剂组分。该改质淀粉组分包括多个改质淀粉粉体，且所述改质淀粉粉体是取预 定量的淀粉原料经水解、酯化形成酯化淀粉后，再经干燥处理而制成。该乙烯醋酸乙烯酯共聚物组分包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物母粒。本专利技术生化鞋材的有益效果在于通过添加改质淀粉组分，使所制得 的鞋材具有生物可分解的特性，且由于该淀粉原料是经水解、酯化与干燥处理制成的改质淀粉粉体，与EVA组分混合时，具有较佳的兼容性，因此能够提高改质淀粉的用量，进而降低该生化鞋材的制造成本，且由于所述改质淀粉分子与EVA分子间的结合性与兼容性较佳，使所制得的鞋材仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生化鞋材的制造方法，其特征在于：所述制造方法包含下列步骤：　（一）制备改质淀粉组分，取预定量的淀粉原料经水解反应，形成具有预定分子量范围的水解淀粉，再以该水解淀粉进行酯化反应以形成酯化淀粉，接着，再以预定的干燥方式处理该酯化淀粉， 以形成所述改质淀粉组分，且所述改质淀粉组分包括具有多个孔洞与低含水率的改质淀粉粉体；　（二）混炼，使所述改质淀粉组分、乙烯醋酸乙烯酯共聚物组分及添加剂组分依预定比例混炼，以形成混合物；　（三）制成生化鞋材，将所述混合物以预定的成 型方式制成所述生化鞋材。

【技术特征摘要】
1、一种生化鞋材的制造方法，其特征在于所述制造方法包含下列步骤(一)制备改质淀粉组分，取预定量的淀粉原料经水解反应，形成具有预定分子量范围的水解淀粉，再以该水解淀粉进行酯化反应以形成酯化淀粉，接着，再以预定的干燥方式处理该酯化淀粉，以形成所述改质淀粉组分，且所述改质淀粉组分包括具有多个孔洞与低含水率的改质淀粉粉体；(二)混炼，使所述改质淀粉组分、乙烯醋酸乙烯酯共聚物组分及添加剂组分依预定比例混炼，以形成混合物；(三)制成生化鞋材，将所述混合物以预定的成型方式制成所述生化鞋材。2、 如权利要求l所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(一)中，所述淀粉原料是由平均分子量大于等于108的淀粉水解为平均分子量范 围在104~107的水解淀粉。3、 如权利要求2所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(一) 中，使用无机酸溶液将所述淀粉原料水解为所述水解淀粉。4、 如权利要求3所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于所述无机 酸溶液的浓度为0.5N 2N，且是选自于以下组中的物质盐酸、硫酸、硝酸及磷酸。5、 如权利要求4所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(一) 中，进行水解反应的温度范围为4(TC 55-C，且水解反应时间为30分钟 120 分钟。6、 如权利要求5所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(一) 中，使用碱性溶液中止水解反应，以获得具有预定分子量范围的水解淀粉，再将该水解淀粉调制为水解淀粉浆液，以进行酯化反应。7、 如权利要求6所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于进行酯化 反应时，将选自有机酸及酸酐中的物质加入所述水解淀粉浆液中。8、 如权利要求7所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于进行酯化 反应时，将选自乙酸、丙酸、乙酸酐及丙酸酐中的物质加入所述水解淀粉 浆液中。9、 如权利要求8所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于进行酯化 反应时，将乙酸酐加入所述水解淀粉浆液中。10、 如权利要求9所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于酯化反应完成时，每个酯化淀粉分子的酯化置换度值为0.5 3。11、 如权利要求10所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于酯化反应完成时，每个酯化淀粉分子的酯化置换度值为0.5 1.5。12、 如权利要求ll所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于酯化反应是于室温下及pH值为8-8.5的条件中进行。13、 如权利要求12所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(一) 中，以喷雾干燥方式进行酯化淀粉的干燥，以制成改质淀粉粉体。14、 如权利要求13所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于所述改 质淀粉粉体的粒径是介于10 5(^m，且其含水率是介于2~8°/。。15、 如权利要求14所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于在步骤(二) 中，使用25 30重量份的改质淀粉组分、70 75重量份的乙烯醋酸乙烯酯 共聚物组分、及14 40重量份的添加剂组分调配出所述混合物。16、 如权利要求15所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于所述添加剂组分包括10 30重量份的填充剂、2 5重量份的发泡剂、0.8~1.0重量份 的架桥剂、0.8 1.2重量份的加工助剂、及1 2重量份的发泡助剂。17、 如权利要求16所述的生化鞋材的制造方法，其特征在于所述填 充剂是选自以下组中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴石乙，朱世坚，李廷宇，王明磊，林晁玮，
申请(专利权)人：逢甲大学，宝建科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]