CN108835768A - 防水透气鞋及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了防水透气鞋及其制备方法，其包括鞋面和鞋底，鞋面包括外层、中间层和内层，外层采用针织构造，中间层采用防水透气的聚氨酯薄膜结构，内层用棉织物。制备方法为：依次将外层、两面涂有点状胶的中间层、内层嵌套叠放入模压模具内，热压定型后冷却得鞋面；将改性白炭黑、十八烷酸和促进剂密炼后投入混合好的天然橡胶与丁苯橡胶，密炼，停放，热炼，硫化得鞋底；将鞋面与鞋底粘合后瞬时冲压处理得防水透气鞋。本发明防水透气鞋防水透气性能佳，能有效的抑制脚上的细菌滋生、遮盖脚臭，使用性能佳，使穿着鞋子过程中即可对脚底进行保健，使用寿命长；制备方法简单可行，生产效率高。

Description

防水透气鞋及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋类技术领域，特别涉及防水透气鞋及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平与精神追求的不断提高，繁忙的工作之后进行户外运动作为一种新的休闲生活方式如今正越来越多人们喜爱，尤其在上班族中成为一种时尚，户外运动是有氧运动，不仅有利身体健康，还使人们从繁重的工作中身心得到放松，同时还能领略大自然的美景，陶冶情操，享受多彩生活。
户外运动包括徒步短途旅行、登山等，这些活动中经常身处岩壁、溪涧等环境中，现有运动鞋通常由鞋帮、鞋底、鞋带组成，鞋帮包括左右两侧鞋面、前端鞋面及根部与前端鞋面连接的鞋舌，鞋带用于系紧两侧鞋面并控制鞋舌紧贴脚面，为支撑起鞋面通常还会在鞋面上缝制若干厚重的硬质布条。现有普通的运动鞋在坚硬的岩壁上行走不久便会严重磨损，遇到涉溪或雨水也容易弄湿鞋，导致穿着不便，无论哪种情况都会因鞋不适应环境从而使脚部过于疲惫消耗体力导致行走困难，从而影响户外运动的质量，严重时导致扭伤，可见户外运动不仅需要一个强健的身体，一双舒适耐磨兼具有防水透气功能的鞋也同样重要。因此，人们希望有专业适应户外运动的鞋，穿着防水透气，耐磨舒适，最好还轻便美观。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种防水透气性能佳，能有效的抑制脚上的细菌滋生、遮盖脚臭，使用性能佳，使穿着鞋子过程中即可对脚底进行保健，使用寿命长的防水透气鞋。
本发明的目的之二在于提供一种制备方法简单可行，生产效率高，减少了鞋面制作的工序，降低生产成本，增强了鞋面结构的防水透气性能，能使鞋面内层防皱，保持原有平整的外观的防水透气鞋的制备方法。
本发明针对上述技术中提到的问题，采取的技术方案为：
防水透气鞋，包括鞋面和鞋底，鞋面包括外层、中间层和内层，内层用棉织物整理的具体步骤为：将交联剂加入到精油微胶囊乳液中，采用二浸二轧的方法，将有精油微胶囊整理在在有机硅季铵盐抗菌剂的棉织物层上，浴比均为1:38-43，水洗后烘干，即可。有机硅季铵盐抗菌剂中的活性基团重含有较多的烃基，通过交联剂先与抗菌棉织物上的OH-或β-环糊精反应，再与β-环糊精或抗菌棉织物鞋材上的OH-反应，使精油微胶囊固着在抗菌棉织物的薄膜表面，使得鞋子兼具抗真菌、遮盖脚臭的功能。
作为优选，交联剂为重量比为1:0.23-0.29的柠檬酸和苹果酸的混合物，苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的重量比为0.35-0.43:1。该交联剂中柠檬酸和苹果酸的合理配比，能够使交联产生的应力分布均匀，进而精油微胶囊在棉织物上的分布和结合更均匀，从而减缓了棉织物的强力保留率变化，且该苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的特殊配比，可使得交联剂与棉织物上的纤维素分子发生共价交联反应，用共价键作用将交联剂连接在棉织物上，从而加强了纤维素分子间的侧向作用力，阻碍了纤维素分子间的相对滑动，能使棉织物保持原有平整的外观，即使变形，也易于恢复，从而达到防皱的目的，提高鞋子的使用性能。
作为优选，交联剂和精油微胶囊的重量比为1:0.4-0.6，精油微胶囊乳液的浓度为45-55（g/L）。
作为优选，轧余率为65-75%，预焙烘温度为65-75℃、时间为2-3min，焙烘温度为100-120℃、时间为3-5min。
作为优选，外层采用针织构造，中间层采用防水透气的聚氨酯薄膜结构。聚氨酯是一种极性高分子材料，当雨水或者水蒸气透过外层接触中间层，由于水分子之间的吸引力大于水分子与聚氨酯层之间的吸引力，水滴会抱成团不会浸润中间层，故附加毛细压力背向织物干燥侧，而水分子之间的吸引力小于水分子与外层之间的吸引力，水滴逐渐浸润在外层中；当脚散发的热气通过内层散发到中间层，中间层的下方贴合内层，防水透气鞋内的气压大于外界气压，推动热气通过中间层的孔隙散发到外层，最终脱离鞋面结构，使得鞋具有优良的防水透气性能。
作为优选，鞋底包括以下成分及其重量份：天然橡胶23-42份、丁苯橡胶8-20份、改性白炭黑18-30份、十八烷酸1.66-1.68份、硫磺25-45份、促进剂8-15份、溶剂20-40份。鞋底中各成分能够发挥协同作用，具有优良的耐磨性、抗氧化性、抗老化性，使用寿命长。
防水透气鞋的制备方法，其具体步骤为：
鞋面制作：依次将外层、两面涂有点状胶的中间层、内层嵌套叠放入模压模具内，将模压模具放入热压机内于120-150℃环境下进行热压定型1-2min后冷却，即得鞋面，中间层置于外层与内层之间通过热压的方式一次胶合成型，既减少了鞋面制作的工序，降低了生产成本，同时增强了鞋面结构的防水透气性能，增加了穿着的舒适度；
鞋底制作：将改性白炭黑、十八烷酸和促进剂投入密炼机中密炼8-12s，然后投入混合好的天然橡胶与丁苯橡胶的塑炼胶，在85-95℃的条件下密炼100-150s，在平机上加入含有磷脂和S-(N,N-二甲硫甲酰)巯基乙酸的硫磺，待各种材料吃尽后挂凉，停放20-28h后放入开炼机中进行热炼，然后加工成硫化所需形状，进行在150-160℃的条件下硫化220-260s，即得鞋底，该制备方法简单可行，生产效率高，硫化过程用时短、效率高，制得的拖鞋鞋底具有优良的耐磨性、抗氧化性、抗老化性，使用寿命长；
鞋面与鞋底粘合：将鞋面与防水透气鞋鞋底按照尺寸用粘合胶粘合后在50-60MPa的条件下瞬时冲压处理，静置处理，铲除多余胶块制得防水透气鞋。
作为优选，鞋底制作中磷脂的含量为硫磺重量的0.3-0.5%，S-（N,N-二甲硫甲酰）巯基乙酸的含量为硫磺重量的0.023-0.027%。上述磷脂释放出的胆碱和胆胺能与促进剂2-硫醇基苯并噻唑的锌盐发生络合，提高了2-硫醇基苯并噻唑在天然橡胶中的溶解度，提高混炼胶的流动性和硫化胶的交联密度，进而促进天然橡胶的硫化过程，同时能够提高产品的抗氧化和抗老化性能，而S-（N,N-二甲硫甲酰）巯基乙酸的加入可保护磷脂中化学键不被高温降解成小分子物质，使得磷脂能够充分发挥作用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明防水透气鞋不仅防水透气性能佳，而且能有效的抑制脚上的细菌滋生、遮盖脚臭，使用性能佳，使穿着鞋子过程中即可对脚底进行保健，使用寿命长；本发明制备方法简单可行，生产效率高，减少了鞋面制作的工序，降低生产成本，增强了鞋面结构的防水透气性能，能使鞋面内层防皱，保持原有平整的外观。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
防水透气鞋，包括鞋面和鞋底，鞋面包括外层、中间层和内层，内层用棉织物整理的具体步骤为：将交联剂加入到精油微胶囊乳液中，采用二浸二轧的方法，将有精油微胶囊整理在在有机硅季铵盐抗菌剂的棉织物层上，浴比均为1:38，水洗后烘干，即可。有机硅季铵盐抗菌剂中的活性基团重含有较多的烃基，通过交联剂先与抗菌棉织物上的OH-或β-环糊精反应，再与β-环糊精或抗菌棉织物鞋材上的OH-反应，使精油微胶囊固着在抗菌棉织物的薄膜表面，使得鞋子兼具抗真菌、遮盖脚臭的功能。
上述交联剂为重量比为1:0.29的柠檬酸和苹果酸的混合物，苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的重量比为0.35:1。该交联剂中柠檬酸和苹果酸的合理配比，能够使交联产生的应力分布均匀，进而精油微胶囊在棉织物上的分布和结合更均匀，从而减缓了棉织物的强力保留率变化，且该苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的特殊配比，可使得交联剂与棉织物上的纤维素分子发生共价交联反应，用共价键作用将交联剂连接在棉织物上，从而加强了纤维素分子间的侧向作用力，阻碍了纤维素分子间的相对滑动，能使棉织物保持原有平整的外观，即使变形，也易于恢复，从而达到防皱的目的，提高鞋子的使用性能。
上述交联剂和精油微胶囊的重量比为1:0.6，精油微胶囊乳液的浓度为45（g/L）。
上述轧余率为75%，预焙烘温度为65℃、时间为3min，焙烘温度为100℃、时间为5min。
外层采用针织构造，中间层采用防水透气的聚氨酯薄膜结构。聚氨酯是一种极性高分子材料，当雨水或者水蒸气透过外层接触中间层，由于水分子之间的吸引力大于水分子与聚氨酯层之间的吸引力，水滴会抱成团不会浸润中间层，故附加毛细压力背向织物干燥侧，而水分子之间的吸引力小于水分子与外层之间的吸引力，水滴逐渐浸润在外层中；当脚散发的热气通过内层散发到中间层，中间层的下方贴合内层，防水透气鞋内的气压大于外界气压，推动热气通过中间层的孔隙散发到外层，最终脱离鞋面结构，使得鞋具有优良的防水透气性能。
鞋底包括以下成分及其重量份：天然橡胶23份、丁苯橡胶20份、改性白炭黑18份、十八烷酸1.68份、硫磺25份、促进剂15份、溶剂20份。鞋底中各成分能够发挥协同作用，具有优良的耐磨性、抗氧化性、抗老化性，使用寿命长。
防水透气鞋的制备方法，其具体步骤为：
1）鞋面制作：依次将外层、两面涂有点状胶的中间层、内层嵌套叠放入模压模具内，将模压模具放入热压机内于150℃环境下进行热压定型1min后冷却，即得鞋面，中间层置于外层与内层之间通过热压的方式一次胶合成型，既减少了鞋面制作的工序，降低了生产成本，同时增强了鞋面结构的防水透气性能，增加了穿着的舒适度；
2）鞋底制作：将改性白炭黑、十八烷酸和促进剂投入密炼机中密炼12s，然后投入混合好的天然橡胶与丁苯橡胶的塑炼胶，在85℃的条件下密炼150s，在平机上加入含有磷脂和S-(N,N-二甲硫甲酰)巯基乙酸的硫磺，待各种材料吃尽后挂凉，停放20h后放入开炼机中进行热炼，然后加工成硫化所需形状，进行在160℃的条件下硫化220s，即得鞋底，该制备方法简单可行，生产效率高，硫化过程用时短、效率高，制得的拖鞋鞋底具有优良的耐磨性、抗氧化性、抗老化性，使用寿命长；
3）鞋面与鞋底粘合：将鞋面与防水透气鞋鞋底按照尺寸用粘合胶粘合后在50-60MPa的条件下瞬时冲压处理，静置处理，铲除多余胶块制得防水透气鞋。
鞋底制作中磷脂的含量为硫磺重量的0.3%，S-（N,N-二甲硫甲酰）巯基乙酸的含量为硫磺重量的0.027%。上述磷脂释放出的胆碱和胆胺能与促进剂2-硫醇基苯并噻唑的锌盐发生络合，提高了2-硫醇基苯并噻唑在天然橡胶中的溶解度，提高混炼胶的流动性和硫化胶的交联密度，进而促进天然橡胶的硫化过程，同时能够提高产品的抗氧化和抗老化性能，而S-（N,N-二甲硫甲酰）巯基乙酸的加入可保护磷脂中化学键不被高温降解成小分子物质，使得磷脂能够充分发挥作用。
实施例2：
防水透气鞋，包括鞋面和鞋底，鞋面包括外层、中间层和内层，外层采用针织构造，中间层采用防水透气的聚氨酯薄膜结构，内层用棉织物整理的具体步骤为：将交联剂加入到精油微胶囊乳液中，采用二浸二轧的方法，将有精油微胶囊整理在在有机硅季铵盐抗菌剂的棉织物层上，浴比均为1:40，水洗后烘干，即可。上述交联剂为重量比为1:0.25的柠檬酸和苹果酸的混合物，苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的重量比为0.4:1；交联剂和精油微胶囊的重量比为1:0.5，精油微胶囊乳液的浓度为50（g/L）；轧余率为70%，预焙烘温度为70℃、时间为2.5min，焙烘温度为110℃、时间为4min。
鞋底包括以下成分及其重量份：天然橡胶35份、丁苯橡胶15份、改性白炭黑24份、十八烷酸1.67份、硫磺35份、促进剂12份、溶剂30份。
防水透气鞋的制备方法，其具体步骤为：
1）鞋面制作：依次将外层、两面涂有点状胶的中间层、内层嵌套叠放入模压模具内，将模压模具放入热压机内于135℃环境下进行热压定型1.5min后冷却，即得鞋面；
2）鞋底制作：将改性白炭黑、十八烷酸和促进剂投入密炼机中密炼10s，然后投入混合好的天然橡胶与丁苯橡胶的塑炼胶，在90℃的条件下密炼120s，在平机上加入含有硫磺重量0.4%的磷脂和硫磺重量0.025%的S-(N,N-二甲硫甲酰)巯基乙酸的硫磺，待各种材料吃尽后挂凉，停放24h后放入开炼机中进行热炼，然后加工成硫化所需形状，进行在5-160℃的条件下硫化240s，即得鞋底；
3）鞋面与鞋底粘合：将鞋面与防水透气鞋鞋底按照尺寸用粘合胶粘合后在55MPa的条件下瞬时冲压处理，静置处理，铲除多余胶块制得防水透气鞋。
实施例3：
精油微胶囊的制备方法为：将柠檬精油的乙醇溶解缓缓倒入饱和β-环糊精水溶液，搅拌后将制备好的微胶囊乳液在4℃的条件下静置24h，真空抽滤后低温干燥至恒重，即得精油微胶囊。上述柠檬精油和乙醇的体积比为1:10，柠檬精油和β-环糊精的重量比为1:8；搅拌温度为50℃、搅拌速度为900r/min，时间为2.5h。
实施例4：
精油微胶囊的包埋率和产率
将制备好的精油微胶囊称取0.5g，溶于20mL乙醇中，超声波处理15min，使精油微胶囊壁材充分破裂，释放出柠檬精油，再将超声过的精油微胶囊过滤，得到柠檬精油乙醇溶液，取出5mL溶液测量其浓度。
精油微胶囊载药量与其浓度的关系方程式为：
α=(w×5×5)/(0.5×106)×100%
式中：α为精油微胶囊载药量（%）；w为柠檬精油乙醇溶液的浓度（mg/mL）。
精油微胶的包埋率的关系方程式为：
λ=(α×M)/m1×100%
式中：λ为精油微胶的包埋率（%），M为所得到的精油微胶囊的质量（g）；m1为柠檬精油的质量（g）。
精油微胶产率的关系方程式为：
b=M/(m1+ m2)×100%
式中：b为精油微胶产率（%），m2为β-环糊精的质量（g）。
计算实施例2和实施例3中精油微胶囊的包埋率和产率，结果如表1所示。
表1 精油微胶囊的包埋率和产率
样品 包埋率（%） 产率（%）
实施例2 79.86 70.33
实施例3 67.84 61.37
由表1可知，实施2的精油微胶囊的包埋率和产率均高于实施例3，说明甘油醛的加入能够提高精油微胶囊的包埋率和产率。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.防水透气鞋，包括鞋面和鞋底，其特征在于：所述鞋面包括外层、中间层和内层，所述内层用棉织物整理的具体步骤为：将交联剂加入到精油微胶囊乳液中，采用二浸二轧的方法，将有精油微胶囊整理在在有机硅季铵盐抗菌剂的棉织物层上，水洗后烘干，即可。
2.根据权利要求1所述的防水透气鞋，其特征在于：所述交联剂为重量比为1:0.23-0.29的柠檬酸和苹果酸的混合物，所述苹果酸中D-苹果酸和L-苹果酸的重量比为0.35-0.43:1。
3.根据权利要求1所述的防水透气鞋，其特征在于：所述交联剂和精油微胶囊的重量比为1:0.4-0.6，所述精油微胶囊乳液的浓度为45-55（g/L）。
4.根据权利要求1所述的防水透气鞋，其特征在于：所述轧余率为65-75%，预焙烘温度为65-75℃、时间为2-3min，焙烘温度为100-120℃、时间为3-5min。
5.根据权利要求1所述的防水透气鞋，其特征在于：所述外层采用针织构造，所述中间层采用防水透气的聚氨酯薄膜结构。
6.根据权利要求1所述的防水透气鞋，其特征在于：所述鞋底包括以下成分及其重量份：天然橡胶23-42份、丁苯橡胶8-20份、改性白炭黑18-30份、十八烷酸1.66-1.68份、硫磺25-45份、促进剂8-15份、溶剂20-40份。
7.防水透气鞋的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体步骤为：
1）鞋面制作：依次将外层、两面涂有点状胶的中间层、内层嵌套叠放入模压模具内，热压定型后冷却，即得鞋面；
2）鞋底制作：将改性白炭黑、十八烷酸和促进剂投入密炼机中密炼8-12s，然后投入混合好的天然橡胶与丁苯橡胶的塑炼胶，在85-95℃的条件下密炼100-150s，在平机上加入含有磷脂和S-(N,N-二甲硫甲酰)巯基乙酸的硫磺，停放20-28h后放入开炼机中进行热炼，然后加工成硫化所需形状，在150-160℃的条件下硫化220-260s，即得鞋底；
3）鞋面与鞋底粘合：将鞋面与鞋底粘合后瞬时冲压处理，制得防水透气鞋。
8.根据权利要求7所述的防水透气鞋的制备方法，其特征在于：所述步骤2中磷脂的含量为硫磺重量的0.3-0.5%，S-（N,N-二甲硫甲酰）巯基乙酸的含量为硫磺重量的0.023-0.027%。
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