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抗菌防臭鞋垫的一点研究

作者:抗菌防臭鞋垫的一点研究  来源:抗菌防臭鞋垫的一点研究  发布时间:2010/1/21 16:44:47
1 前言
鞋是人们日常生活的必需品,目前随着消费者对卫生保健性的要求,鞋业厂商开发的鞋品逐渐向卫生,舒适性方面发展,而鞋垫作为鞋整体的一个重要组成部分,其良好的吸湿、抑菌、杀菌性能将对保证鞋的防臭性能有着至关重要的作用。有关资料表明:80% 的人是汗脚,脚臭造成公共场所、集体宿舍、家庭空气的严重污染,已成为影响人们生活质量的一大难题,另有大量患者承受着脚气、脚癣等疾病的痛苦。
本文将介绍一种新型的抗菌防臭的负离子鞋垫。该负离子材料的微孔已达到纳米级,所以是一种新型的纳米材料。
2 负离子和纳米材料
在我们周围呼吸的空气中,飘浮着许多带电的细小微粒,这些微粒称为空气离子。空气离子有带正电、负电两种,带负电荷的空气离子被称为负离子。经研究认为负离子对人体有良好的影响,被称为空气中的维他命。
负离子的功用如下:
(1)除尘、除臭的功效
负离子可与空气中的正离子、灰尘、烟粒、细微杂质等有害物质结合而沉降于地面,因此有净化空气、除臭、消除异味的效果,可有效降低有害的过敏源进入呼吸系统,提高个人呼吸空气的品质。
(2)抑菌的作用
负离子可与细菌、病毒结合进而破坏其本身结构,使细菌、病毒失去活性达到抑制细菌、病毒活动的目的。
(3)提神醒脑的作用
生活的空气中若布满负离子,有如置身于大自然的森林中,使人感到特别神清气爽,有助于思考和工作效率的提高。
20世纪50年代,人们已发现负离子可抑制移植性肿瘤在动物体内的生长。空气中的负离子能抑制琼脂平板上细菌的生长,对液体培养基中悬浮的细菌有杀灭作用。有人根据实验指出,病毒必须带负电荷才能攻击活细胞,如果活细胞带负电荷,由于相互排斥,病毒就失去了对细胞的攻击力。
负离子被医学界确认为具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。其机理主要在于负离子与细菌结合后,使细菌产生结构的改变或能量的转移,导致细菌死亡,最终沉降于地面,使空气中细菌每分钟递减22%。
在国外负离子的用途较为广泛,已被大众家庭及社会所接受。在国内,“非典”过后人们的卫生、保健意识已大大增强。负离子因具有明显的保健、灭菌、清新空气的作用,因此带有负离子功能的空气清新机及其他负离子家电,正在被越来越多的消费者所接受。
国家纳米研究中心发现:由于构成纳米材料的微粒具有特殊的表面效应和小尺寸效应,因此能够产生与常规材料不同的物理、化学性质,如具有高强度、高韧性、良好的导电和静电屏蔽效应,能够抗紫外线、吸收可见光和红外线、抗老化,具有很强的抗菌除臭功能和吸附能力等。国内的新技术已能够将有关的纳米微粒稳定地分布在涤纶或其他合纤的纺丝液中,然后纺出具有抗菌、防紫外线、防臭、消臭、远红外反射或吸收红外线等功能的合纤。
四川农业大学在研究纳米氧化锌时发现,在试管中加入纳米锌后,霉菌虽然仍然存在,但是没有菌丝,表明了纳米锌具有较好的抗菌效果。
3 一种新型天然矿物纳米材料
为了改善室内环境,各种负离子发生器被大量地发明出来,仅国内就有近百项技术专利。国内外现有的天然矿物释放负离子的材料主要是电气石和海底矿石,2002年在李青山教授等人的研究下,燕山大学材料科学与工程学院高分子材料工程系研发的蛋白石轻质页岩天然的纳米材料,通过超细粉碎和精密分级,可以制备成天然矿物纳米材料,进一步可以配成负离子添加剂,并纺制成丙纶长丝,同时也可以用来配制成负离子功能添加剂涂层,在印染、整理工序上应用,取得了可喜的成绩。经过整理的纺织品可以达到保证人们健康的负离子水平;创制成功的负离子纤维在3000个/cm 以上,可以纺织健康的织物。中国化纤工业协会化纤产品检测中心测试发现,含有蛋白轻质页岩成分的涂层、涂料可以释放负离子,达到3 000—5 000个/cm3,不亚于郊外、田野的大自然环境中的负离子水平。表1为负离子含量与健康的关系。
李青山教授等人开发出了一系列的奇才牌塑料添加剂及橡胶产品添加剂,它是以蛋白石为主
要原料,同时添加多种功能材料,如氧化铁、氧化铝、钛白粉、麦饭石、贝壳等多种非金属材料,经采用特殊超细加工技术生产而成的白色、灰白色浆体或粉体。该产品应用十分广泛,可以用作各种橡胶和塑料的负离子功能添加剂,该产品具有永久释放羟基负离子的功能,抗菌、抑菌、防霉、清臭除味,还可以改变和改善塑料和橡胶的加工和使用性,能够持续释放负离子,祛除甲醛、氨、苯类等有害气体及人体汗味、烟味等异味,有较好的抗菌抑菌率。
奇才牌系列纤维织物添加剂,使负离子纺织品释放的负离子浓度相当于城市公园里的负离子的浓度。负离子纺织品可以随时伴随在人的身边,范围非常广泛:如衣物及家用纺织品,如内衣、内裤、床上用品、毛巾等;室内装饰物,如装潢用的壁纸、地毯、沙发套、垫子等;医用非织造布,如手术衣、护理服、病床用品等;过滤材料,如空调过滤网、水处理材料等;以及其他织物。这样,就能使人们时时被包围在负离子的天然空间中,把人类带人时时有负离子伴随的品质优良的生活空间中。
经中国化纤产品检测中心和中国纺织科学研究院国家棉纺织品监督检测中心测定:其印花涂料印制的涤棉布,负离子数达到3 600个/cm3;针织面料在1 800—2 500个/cm3以上。
4 鞋垫市场及产品的分析
人们对于鞋垫的研究已经是非常深入和详尽了,关于各类鞋垫的专利多达500多个。各类防臭鞋垫可分为两类。
一类主要是通过改善透气性,使细菌因生存环境被破坏而死亡。因为传统的鞋垫采用的是封闭或半开放材质,先天在物理结构上通风性就不好,湿热、潮湿是细菌、霉菌喜欢的生存环境,细菌的大量繁殖导致了脚臭。这类鞋垫有以下几种:(1)带有通气管和弹性材料的鞋垫。其主要特征是由带有单程通气阀的通气管和弹性物体构成。利用人走路时抬落脚对鞋垫产生的放松和压迫,使通气管舒张吸气,压缩排气来更换鞋内空气,因此鞋内干燥、舒适。(2)鞋垫内设有排气囊或排气垫。在鞋垫内设置单向排气囊,可垫于各种鞋中。随着人脚步的行进,可使鞋腔与鞋外形成连续的空气流通,改善了鞋腔闷热潮湿的环境,使鞋的穿着通风而舒适。(3)采用蜂窝垫(蜂窝垫为塑料成型的蜂房结构)。(4)采用活性炭纤维毡。由于该活性炭纤维毡本身具有吸臭、吸潮、防寒、防病等功能,因此对脚臭、汗脚、脚气病效果显著,并且在地面潮湿环境和严寒环境中能起防潮、防寒的作用。(5)另外还有草编鞋垫(可以用乌拉草、灯芯草等)、竹编鞋垫、木制鞋垫等。
第二大类则采用药物,有以下几种:(1)铜离子型的抗菌防臭鞋垫(包括两部分① 包含衬层及夹在其中的铜箔鞋垫,该衬层为纯棉层、涤棉层等;②混有铜粉的海绵橡胶或橡塑鞋垫)。(2)含有铜或锗微量元素的金属网布。(3)以中药粉粒作中间层的鞋垫。特征是把苍术等中药材粉碎为粉粒,与具有良好耐水性能的水基胶粘剂混合,将纤维织物作上下层混合物的中间层进行压制成型为层压片,把层压片剪切为鞋垫。(4)在鞋垫中夹入丝瓜瓤等。
与以上两种方法相比,用负离子纺织品做成的鞋垫,既不必对鞋的结构做任何修改,又无须添加任何药物,技术上最易实现。纳米材料对鞋的抗菌防臭作用十分显著,其机理在于:在纳米级内物质颗粒的尺度已经接近原子的大小,因此纳米材料颗粒可以穿透细菌的细胞壁,从而达到杀死细菌的目的。同时纳米材料有很多微孔结构,可以将抗菌离子填充到纳米材料的微孔中缓慢释放,起到杀菌、防臭的作用。纳米材料属无机抗菌剂,不存在二次污染问题,对人体无毒害作用,因此负离子添加剂科技含量高,健康环保,而且造价低廉,具有持久抗菌性,有利于工业化大生产,为广大脚臭患者带来一种新的选择。
5 具体实施方案
制造释放负离子的针织面料与织物的配方如下:
非生态织物黏合剂  1~ 20份
负离子添加剂  1~ 20份
助剂  0~ l0份
色浆  0~ 20份
水     余量
根据科研人员的研究结果,将添加剂加到模压海绵里效果要比加入到刮布浆中的效果好,因此可将负离子织物添加剂加入到模压海绵中,也可将负离子橡胶添加剂加入到橡胶鞋垫中。为了进一步增加其透气性,可将鞋垫做成网状或者蜂窝状。制造工艺与一般鞋垫完全相同,可用于各类鞋子,如皮鞋、旅游鞋、皮靴、雨鞋、球鞋,产品既有杀菌功能,又有保健疗效。

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