Qualitative Evaluation of the Possible Application of Collagen Fibres: Composite Materials with Mineral Fillers as Insoles for Healthy Footwear

• Autorzy: Ławińska K. , Serweta W. , Modrzewski R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.2536

Warianty tytułu

PL

Ocena jakościowa możliwości zastosowania kompozytów na bazie włókien kolagenowych i dodatków mineralnych na podpodeszwę obuwia indywidualnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research presented in this paper focuses on determination of the physical and mechanical properties of composites made on the basis of natural polymer, i.e., crushed collagen fibres which are waste from the leather industry. Mineral supplements such as dolomite, bentonite and kaolin were the filling of the composite produced. Their application was dictated by increasing the application range, and we strove to optimise the composition of the composite in terms of physical and mechanical properties determined in static tensile tests. An analysis of the water absorption capacity was also carried out in order to select optimal compositions which have the best properties. The test results indicate extensive application possibilities of the composites produced, one of which is in footwear insoles, whose quality is an important element determining the hygienic qualities of shoes due to the high density of sweat glands in the plantar part of the foot. This research indicates the possibility of individual development of the composite properties of collagen fibres and mineral supplements in terms of their application, taking into account the medical aspect.

PL

Prezentowane w pracy badania koncentrowały się wokół określenia właściwości fizyko-mechanicznych kompozytów wytwarzanych na bazie naturalnego polimeru jaki stanowią rozdrobnione włókna kolagenowe stanowiące odpad przemysłu skórzanego. Wypełnienie wytwarzanego kompozytu stanowiły dodatki mineralne, takie jak: dolomit, bentonit i kaolin. Ich zastosowanie podyktowane zostało zwiększeniem wachlarza aplikacyjnego oraz dążeniem do optymalizacji składu kompozyty pod kątem właściwości fizyko-mechanicznych określanych w próbach rozciągania statycznego. Przeprowadzono również analizę zdolności chłonięcia wody, w celu wytypowania optymalnych składów, które charakteryzują się najlepszymi właściwościami. Uzyskane wyniki badań wskazują na szerokie możliwości aplikacyjne wytworzonych kompozytów. Jedną z nich stanowią podpodeszwy obuwnicze, których jakość jest istotnym elementem określających walory higieniczne obuwia wobec faktu dużego zagęszczenia gruczołów potowych w podeszwowej części stopy. Przedstawione badania wskazują na możliwość indywidualnego kształtowania cech kompozyty włókien kolagenowych i dodatków mineralnych pod kątem ich aplikacji z uwzględnieniem aspektu medycznego.

Słowa kluczowe

EN

composites; collagen fibres; mineral fillers; insoles; healthy footwear

PL

kompozyty; włókna kolagenowe; wypełniacze mineralne; wkładki; zdrowe obuwie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 5 (131)
• Strony: 81--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ławińska K.

• Institute of Leather Industry, Zgierska 73, 91-462 Lodz

autor

Serweta W.

• Institute of Leather Industry, Zgierska 73, 91-462 Lodz

autor

Modrzewski R.

• Lodz University of Technology, Faculty of Process and Environmental Engineering, Department of Process Equipment, Wolczanska 213, 90-924 Lodz

Bibliografia

• 1. Barton J, Niemczyk A, Czaja K, Korach Ł, Sacher-Majewska B. Polymer composites, biocomposites and nanocomposites. Production, composition, properties and application fields. Chemik 2014; 68, 4: 280-287.
• 2. Etteyeb N, Jaouen V, Steunou N, Gharbi N, Coradin T. Elaboration, Stability and Enzymatic Degradation of Hydroxypropylcellulose/Polysiloxane Biocomposite Membranes. Silicon 2012; 4, 1: 79-84.
• 3. Sahari J, Salit MS, Zainudin ES, Maleque MA. Degradation Characteristics of SPF/SPS Biocomposites. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2014; 22, 5(107): 96-98.
• 4. Wan YZ, Luo H, He F, Liang H, Huang Y, Li XL. Mechanical, moisture absorption, and biodegradation behaviours of bacterial cellulose fibre-reinforced starch biocomposites. Compos. Sci. Technol 2009; 69: 1212-17.
• 5. Reddy TRK, Kim HJ, Park JE. Composites from renewable and sustainable materials. Renewable Biocomposite Properties and their Applications 2016; 10: 177-197.
• 6. Prochoń M, Janowska G, Przepiórkowska A, Kucharska – Jarząbek A. Thermal stability and flammability of biodecomposable elastomer materials. Polimery 2013; 58: 413-420.
• 7. Martikka O, Huuhilo T, Butylina S, Karki T. The effect of mineral fillers on the thermal properties of wood-plastic composites. Wood Material Science & Engineering 2012; 7, 2: 107-114.
• 8. Hartikainen J, Lindner M, Harmia T, Friedrich K. Mechanical properties of polypropylene composites reinforced with long glass fibres and mineral follers. Plastics, Rubber and Composites, Macromolecular Engineering 2004; 33, 2-3: 77-84.
• 9. Mandal M, Maji TK. Preparation, physical properties and ultraviolet resistance of wood nanocomposites based on modified soybean oil and bentonite. Wood Material Science & Engineering. 2018; https://doi.org/10.1080/17480272.2018.1463289.
• 10. Chen Y, Guan J, Hu H, Gao H, Zhang L. Structural change and interfacial interaction in blended rubber composites filled with silica–kaolin hybrid fillers. A Fourier transform infrared spectroscopic study. Spectroscopy Letters. An International Journal for Rapid Communication. 2016; 49, 2: 118-127.
• 11. Jastrzębska M. Wpływ nanonapełniacza na wybrane właściwości kompozytów z recyklatem poliestrowo-szklanym. Inż. Ap. Chem. 2012; 51, 3: 63-64.
• 12. Ławińska K, Gendaszewska D, Kozar O, Sprynskyy M, Wionczyk B. Studies on selected properties of natural mineral modified leathers with the addition of polyhexamethylenebiguanide-based preparation. Technologia i Jakość Wyrobów 2017; 62: 86-95.
• 13. Okada A, Kawasumi M, Usuki A, Kojima Y, Karauchi T, Kamiagaito O. Nylon 6-clay hybrid. Materials Research Society 1989; 171: 45-50.
• 14. Suberlyak OV, Krasinskyi VV, Moravskyi VV, Gerlach H, Jachowicz T. Influence of aluminosilicate filler on the physiomechanical properties of polypropylene polycaproamide composites. Materials Science 2014; 50(2): 296-302.
• 15. Mittal V. Polypropylene – layered silicate nanocomposites: filler matrix interactions and mechanical properties. Journal of Thermoplastic Composite Materials 2007; 20(6): 575-599.
• 16. Błędzki AK, Jaszkiewicz A, Urbaniak M, Stankowska-Walczak D. Biocomposites in the Past and in the Future. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2012; 20 6B(96): 15-22.
• 17. Wieczorek-Ciurowa K, Famielec S, Fela K, Woźny Z. The process of waste incineration in the tanning industry. Chemik 2011; 65(10): 917-922.
• 18. Fela K, Wieczorek-Ciurowa K, Konopka M, Wożny Z. Present and prospective leather industry waste disposal. Polish Journal of Chemical Technology 2011; 13: 53-55.
• 19. Materials Data Book. Cambridge University Engineernig Departament. Edition 2003.
• 20. Wyszomirski P, Lewicka E. Bentonite as a versatile industrial mineral for different markets. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2005; 21(3): 5-19.
• 21. Jonczy I, Borówka B. Characteristics of near-surface part of the Orzesze beds in the region of the main saddle in view of weathering processes. Mineral Resources Management 2016; 32(2): 111-124.
• 22. Góralczyk S, Kukielska D. The quality of Polish aggregates. Górnictwo i Geoinżynieria 2010; 34(4): 211-224.
• 23. Szczerba J, Prorok R, Goławski C, Madej D, Śnieżek E. Effect of selected ecological coal-tar pitches on the properties of dolomite refractories. Materiały Ceramiczne 2011; 63(4):779-785.
• 24. Falkiewicz-Dulik M. Characteristics of the materials used in the insoles. Technologia i Jakość Wyrobów 2016; 61: 86-94.
• 25. Serweta W, Olejniczak Z, Woźniak B. Analysis of insole material impact on comfort during physical exertion. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe. 2018; 26, 2(128): 100-103. DOI: 10.5604/01.3001.0011.5746.
• 26. Marszałek A. Zagrożenie zimnym środowiskiem w aspekcie wieku pracownika i parametrów odzieży ciepłochronnej. Bezpieczeństwo Pracy: Nauka i Praktyka 2012; 8: 20-23.
• 27. Juruć A, Kubiak M, Wierusz–Wysocka B. Psychological and medical problems in prevention and treatment of eating disorders among people with type 1 diabetes. Clin Diabet 2016; 5(1): 26-31.
• 28. Irzmańska E. Footwear use at workplace and recommendations for the improvement of its functionality and hygiene. Autex Research Journal 2014; 14 (2): 89-94.
• 29. Irzmańska E, Dutkiewicz J, Irzmański R. New approach to assesing comfort of use of protective footwear with a textile liner and its impact on foot physiology. Textile Research Journal 2014. 87(7): 728-738.
• 30. Wrześniewska-Tosik K, Wawro D, Stęplewski W, Szadkowski M. Fibrous products with keratin content. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 2(61): 30-35.
• 31. Wrześniewska-Tosik K, Wawro D, Ratajska M, Stęplewski W. Novel biocomposites with feather keratin. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 5-6: 64-65.
• 32. Wrześniewska-Tosik K, Kucharska M, Wawro D. Fibrous keratin-containing composite. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2008; 16, 6(71): 113-116.