CN112515279A - 一种环保型超轻抗菌鞋材及其制备方法 - Google Patents

一种环保型超轻抗菌鞋材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了鞋材技术领域的一种环保型超轻抗菌鞋材及其制备方法，本发明以ETPU颗粒作为鞋材的基材，生产出来的鞋材质轻、回弹性能佳，且后续生产简单，节能环保；本发明通过制得包裹有抗菌机的微胶囊，相较于将抗菌材料直接涂布在鞋材表面的传统方式，微胶囊更加耐磨，并且制备微胶囊的壳聚糖具有杀灭细菌的作用，加上抗菌剂为具有抗真菌效果的药物，使得鞋材抗菌效果更好，配合微胶囊在一定压力等条件下才会破碎释放出抗菌剂，达到了缓释、长效的作用；本发明制备微胶囊的原料为壳聚糖和阿拉伯胶，原料取材天然，更加环保，对环境和人体没有危害。

Description

一种环保型超轻抗菌鞋材及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋材技术领域，具体为一种环保型超轻抗菌鞋材及其 制备方法。
背景技术
衣食住行是生活必不可少的部分，我国是一个人口大国，轻工业 也十分发达，自然对鞋的性能有了更高的要求。传统意义上，人们穿 鞋是为了保护足部防止受伤，但现如今人们的职业多种多样，生活也 丰富多彩，不同的应用场景都对鞋子的性能有着不同的要求，但作为 日常穿着还是以轻便、舒适为主。
聚氨酯热塑发泡颗粒(ETPU)作为近年来广泛应用的鞋底材料， 相较于橡胶鞋底，拥有极佳的回弹性能，冲击吸收能力强，具有优良 的抗老化及耐候性，并且加工过程环保、高效。但是长时间穿鞋足部 会出汗，容易使真菌大量繁殖，不仅鞋子会带有严重的异味，也会使 消费者患上脚气等疾病，严重影响了人们的社交生活和身心健康。所 以对聚氨酯材料的表面功能进行改性，使生产出的鞋底具有抗菌性能， 提高产品的竞争力。目前我国的抗菌产品涉及家电、建材、纺织等领 域，抗菌产品产业化速度已进入快车道，从而使制备抗菌稳定性好和 抗菌持久的产品成为热点。
传统无机抗菌材料易磨损损耗，效果不够持久，而壳聚糖具有较 强的抗真菌形的事实已为人熟知，并且壳聚糖是甲壳素的产物，在虾 蟹等海洋节肢动物的甲壳、昆虫的甲壳、藻类细胞膜等结构中存在大 量甲壳素，所以甲壳素是一种可再生资源，壳聚糖也已经商业化生产。 抗菌微胶囊是指以高分子材料为壁材，将一种或多种抗菌剂包覆起来 制成的微型容器，其抗菌机理是微胶囊在后期应用中，由于外界温度 以及压力等的变化，使囊壁破裂或加快了囊壁的扩散性而释放出来， 从而达到杀菌目的。
发明内容
本发明的目的是采用质轻的ETPU作为鞋材的基材，利用复凝法， 通过天然环保的材料包裹抗菌剂制备微胶囊，制得更加耐磨且可以缓 释的抗菌材料，以提供长效的抗菌效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型超轻抗 菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层；按质量份计，所述抗菌层包括 ETPU颗粒250-300份和微胶囊15-20份；所述微胶囊包括如下物质： 壳聚糖水溶液20-30份，阿拉伯胶溶液100-120份，抗菌剂2.5-5份， 氢氧化钠溶液1.5-2.5份，交联剂2.5-4份，蒸馏水120-150份。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述耐磨层的材料为ETPU 颗粒。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述壳聚糖水溶液的质量 分数为1-10％。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述阿拉伯胶溶液的质量 分数为1-10％。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述抗菌剂为盐酸特比萘 芬软膏、克霉唑软膏、酮康唑软膏中的至少一种。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述氢氧化钠溶液的体积 浓度为0.1mol/L。
优选的，一种环保型超轻抗菌鞋材中，所述交联剂为过氧化氢二 异丙苯、2,5二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和戊二醛中的一种。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，35-45℃水浴，搅拌4-6min；滴加带正电壳聚糖水溶液，35-45 ℃水浴，搅拌12-16min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀； 用氢氧化钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至6.8-7.2，继续搅拌，使其发 生复凝聚反应；将反应容器从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温 至0-10℃；滴加交联剂进行交联固化，搅拌得到的固化液反应 25-32min；反应结束后将产物抽滤、洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将250-300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模 具中，向模具通入65-70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋 材的耐磨层；
(3)制备抗菌层：将15-20份微胶囊与250-300份ETPU颗粒混 合均匀后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入65-70℃的蒸汽进行熔 融，然后压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在20-30℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛 处理并涂布JL-6280胶水，晾5-8min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对 准结合并压实1-2h。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明以ETPU颗粒作为鞋材的基材，生产出来的鞋材质轻、 回弹性能佳，且后续生产简单，节能环保。
2、本发明通过制得包裹有抗菌机的微胶囊，相较于将抗菌材料直 接涂布在鞋材表面的传统方式，微胶囊更加耐磨，并且制备微胶囊的 壳聚糖具有杀灭细菌的作用，加上抗菌剂为具有抗真菌效果的药物， 使得鞋材抗菌效果更好，配合微胶囊在一定压力等条件下才会破碎释 放出抗菌剂，达到了缓释、长效的作用。
3、本发明制备微胶囊的原料为壳聚糖和阿拉伯胶，原料取材天然， 更加环保，对环境和人体没有危害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描 述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明鞋材示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-耐磨层，2-抗菌层，3-微胶囊。
具体实施方式
下面将根据附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的 范围。
实施例一
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液20份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2份，交联剂2.5份，蒸馏水120份。
壳聚糖水溶液的质量分数为2％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
实施例二
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液20份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2份，交联剂2.5份，蒸馏水120份。
壳聚糖水溶液的质量分数为4％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
实施例三
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液20份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2份，交联剂2.5份，蒸馏水120份。
壳聚糖水溶液的质量分数为6％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
实施例四
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液30份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2份，交联剂2.5份，蒸馏水130份。
壳聚糖水溶液的质量分数为6％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
实施例五
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液30份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2份，交联剂2.5份，蒸馏水130份。
壳聚糖水溶液的质量分数为6％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入65℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入65℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
实施例六
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，抗菌层 包括ETPU颗粒250份和微胶囊15份；按质量份计，所述微胶囊包括 如下物质：壳聚糖水溶液30份，阿拉伯胶溶液100份，抗菌剂2.5份， 氢氧化钠溶液2.5份，交联剂3份，蒸馏水130份。
壳聚糖水溶液的质量分数为6％；阿拉伯胶溶液的质量分数为 10％；抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏；氢氧化钠溶液的体积浓度为 0.1mol/L；交联剂为戊二醛。
一种环保型超轻抗菌鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容 器中混合，40℃水浴，搅拌5min；滴加带正电壳聚糖水溶液，40℃水 浴，搅拌15min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化 钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至7，继续搅拌，使其发生复凝聚反应； 将烧杯从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至10℃；滴加交联剂 进行交联固化，搅拌得到的固化液反应30min；反应结束后将产物抽滤、 洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(3)制备抗菌层：将15份微胶囊与250份ETPU颗粒混合均匀 后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后 压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(4)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
对比例一
一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材包括耐磨层和抗菌层，原材料 为ETPU颗粒，该鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备耐磨层：将300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，压制成型，作为鞋材的耐磨 层；
(2)制备抗菌层：将250份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中， 向模具通入70℃的蒸汽进行熔融，然后压制成型，作为鞋材的抗菌层；
(3)在25℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理 并涂布JL-6280胶水，晾5min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合 并压实2h。
本发明根据国家鞋类和鞋类部件抗菌性能评估实验方法(ISO 16187-2013)，对上述实施例和对比例中制得的鞋材洗涤前后进行抗菌 实验，并计算出抗菌率，实验数据如下表：
表1鞋材洗涤前后的抗菌率
Figure BDA0002800261160000101
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具 体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书 中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个 实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实 施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方 式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书 选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际 应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本 发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于，该鞋材包括耐磨层和抗菌层；按质量份计，所述抗菌层包括ETPU颗粒250-300份和微胶囊15-20份；所述微胶囊包括如下物质：壳聚糖水溶液20-30份，阿拉伯胶溶液100-120份，抗菌剂2.5-5份，氢氧化钠溶液1.5-2.5份，交联剂2.5-4份，蒸馏水120-150份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述耐磨层的材料为ETPU颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述壳聚糖水溶液的质量分数为1-10％。
4.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述阿拉伯胶溶液的质量分数为1-10％。
5.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述抗菌剂为盐酸特比萘芬软膏、克霉唑软膏、酮康唑软膏中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的体积浓度为0.1mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，其特征在于：所述交联剂为过氧化氢二异丙苯、2,5二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和戊二醛中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种环保型超轻抗菌鞋材，该鞋材的制备方法包括以下步骤：
(1)制备微胶囊：将带负电荷的阿拉伯胶溶液和抗菌剂在反应容器中混合，35-45℃水浴，搅拌4-6min；滴加带正电壳聚糖水溶液，35-45℃水浴，搅拌12-16min；加入等体积的同温蒸馏水稀释，搅拌均匀；用氢氧化钠溶液调节搅拌后溶液的pH值至6.8-7.2，继续搅拌，使其发生复凝聚反应；将反应容器从水浴锅中取出，放入冰水混合物中降温至0-10℃；滴加交联剂进行交联固化，搅拌得到的固化液反应25-32min；反应结束后将产物抽滤、洗涤、冷冻干燥得到微胶囊；
(2)制备耐磨层：将250-300份ETPU颗粒加入鞋底成型机的模具中，向模具通入65-70℃的蒸汽熔融ETPU颗粒，作为鞋材的耐磨层；
(3)制备抗菌层：将15-20份微胶囊与250-300份ETPU颗粒混合均匀后加入鞋底成型机的模具中，向模具通入65-70℃的蒸汽进行熔融，作为鞋材的抗菌层；
(4)在20-30℃环境下，将鞋材的耐磨层顶面和抗菌层底面打毛处理并涂布JL-6280胶水，晾5-8min，将耐磨层和抗菌层的涂胶面对准结合并压实1-2h。
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