CN112890363B - 一种抗菌透气皮面童鞋制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及面料的技术领域，具体公开了抗菌透气皮面童鞋制备方法，包括以下步骤：通过滚涂机在皮料表面滚涂涂饰剂；烘干后浸入水中做水揉处理，烘干后即得硬处理皮料；将热熔胶置于硬处理皮料和抗菌面料之间，热压一次胶合成型，即得皮面鞋帮；将皮面鞋帮与鞋底粘合缝制在一起，进行加热粘合定型处理，即得抗菌透气皮面童鞋；其中，涂饰剂包括丙烯酸树脂、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、聚乙二醇、乙酸乙酯、溶剂、乳化剂、去离子水。本申请童鞋的鞋帮皮面具备优越的耐磨、透气和抗菌性能，满足童鞋穿戴舒适感的要求。

Description

一种抗菌透气皮面童鞋制备方法
技术领域
本申请涉及面料的技术领域，更具体地说，它涉及一种抗菌透气皮面童鞋制备方法。
背景技术
童鞋是专门为1-16岁年龄段的人而设计的鞋子，并根据这个年龄段脚的生长发育特点而设计的，讲究鞋子的轻巧、透气等特点。目前，皮料是童鞋加工鞋帮面的材料之一，皮料是由胶原纤维紧密编织而成的，而胶原纤维是由线性高分子结构的胶原蛋白构成，因而其强度较低，皮料表面的耐磨性能较差，长时间使用后易发生破损，而皮料表面的耐磨性能直接决定了皮革的性能优越和应用范围。
为了延长皮料的使用寿命，利用涂饰剂增强皮料表面的强度和硬度，对皮料制品的外在观感、卫生性能及物理机械性能有着至关重要的影响。涂饰剂作为皮料的材料中应用最为广泛的一类成膜物质，其成膜后虽提高了皮料的耐磨性，但易导致皮料的透气性降低，穿着环境闷热，不利于儿童脚部的健康。
发明内容
为了保证童鞋鞋帮面皮料的耐磨性，同时提高透气性能，本申请提供一种抗菌透气皮面童鞋制备方法。
本申请提供的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法采用如下的技术方案：一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，包括以下步骤：
S1、将待处理的皮料表面润湿，随后通过滚涂机在皮料表面按照70g/m-90g/m的滚涂量滚涂涂饰剂；
S2、在温度为80℃-100℃的温度条件下烘干10min-15min，随后浸入水中做30min-40min水揉处理，并二次烘干，烘干后即得硬处理皮料；
S3、将热熔胶置于所述硬处理皮料和抗菌面料之间，热压一次胶合成型，热压温度为125℃-135℃，即得皮面鞋帮；
S4、将所述皮面鞋帮与鞋底粘合缝制在一起，所述硬处理皮料位于抗菌面料上方，随后进行加热粘合定型处理，即得抗菌透气皮面童鞋；
其中，在所述步骤S1中，所述涂饰剂由以下重量份数的原料组成：
丙烯酸树脂：57份-72份；
纳米氧化锌：1.2份-1.9份；
纳米二氧化钛：1.8份-2.5份；
聚乙二醇：3.6份-7.3份；
乙酸乙酯：5.6份-8.4份；
溶剂：12份-18份；
乳化剂：0.8份-1.5份；
去离子水：26份-28份。
通过采用上述技术方案，利用聚乙二醇与纳米氧化锌的极性键相结合，可以包覆纳米氧化锌的表面，阻止纳米氧化锌在涂饰剂体系中发生团聚，同时使纳米氧化锌的表面由极性转变为非极性，提高了纳米氧化锌与丙烯酸树脂的相容性，纳米氧化锌作为涂饰剂成膜的交联点，使涂饰剂膜层形成立体交联网状结构，丙烯酸树分子间的交联程度增加，提高鞋帮皮面的耐磨性，立体交联网状结构同时增大了涂饰剂膜层的孔隙，有助于空气的通过，提高鞋帮皮面的透气性能；利用乙酸乙酯降低纳米二氧化钛的表面性能，可以提高纳米二氧化钛的分散性，纳米二氧化钛具有光催化性，纳米二氧化钛在紫外光照射下产生自由电子，可以使空气中的氧气活化，从而产生活性氧和自由基，可以氧化吸附在鞋帮皮面上的污染物，可以提高杀菌性能。
优选的，所述涂饰剂由以下步骤制备而成：
S01、将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入溶剂中，搅拌均匀，随后滴加聚乙二醇和乙酸乙酯，在温度为125℃-145℃条件下搅拌40min-60min，搅拌速率为400rpm-600rpm，过滤后干燥，即得改性氧化物；
S02、将丙烯酸树脂、水和乳化剂混合均匀，搅拌10min-15min，搅拌速率为800rpm-1200rpm，加入改性氧化物，搅拌混合均匀，在温度为90℃-110℃条件下搅拌15min-25min，搅拌速率为400rpm-600rpm，即得涂饰剂。
通过采用上述技术方案，在上述涂饰剂的制备工序中聚乙二醇对纳米氧化锌进行改性，乙酸乙酯对纳米二氧化钛进行改性，随后加入丙烯酸树脂中，纳米二氧化钛和纳米氧化锌在丙烯酸树脂中的分散性提高，涂饰剂的耐磨、透气和抗菌性能提高。
优选的，所述涂饰剂还包括重量份为2份-4份的日柏醇，所述日柏醇与丙烯酸树脂、水和乳化剂同步混合。
通过采用上述技术方案，日柏醇具有抑菌、除螨的功效，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，减少鞋帮皮面上的污渍，起到自洁效果。
优选的，在所述步骤S01中，将所述纳米二氧化钛和纳米氧化锌依次进行球磨处理，使所述纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径处于10nm-15nm之间。
通过采用上述技术方案，将纳米二氧化钛和纳米氧化锌进行球磨处理，可以降低纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径大小，提高在涂饰剂体系中的分散性，从而改善透气、抗菌和耐磨性能。
优选的，在所述步骤S01中，所述溶剂为异丙醇。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛和纳米氧化锌溶解在异丙醇溶液中，异丙醇作为反应溶剂，使纳米二氧化钛和纳米氧化锌分散均匀，提高改性效果。
优选的，所述纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比为1:(3-5)。
通过采用上述技术方案，控制纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比值在1：(3-5)的比值范围内，两者相互结合，可以有效提高纳米氧化锌的分散性，从而改善鞋帮皮面的透气和耐磨性能。
优选的，所述纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比为2:(6-9)。
通过采用上述技术方案，控制纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比值在2：(6-9)的质量比范围内，两者相互结合作用，可以显著改进纳米二氧化钛的表面自由能，提高纳米二氧化钛在涂饰剂体系中的分散性，从而改善鞋帮皮面的抗菌和耐磨性能。
优选的，所述抗菌面料由银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照质量比为2:4:7的比例纺织而成。
通过采用上述技术方案，采用银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照2:4:7的比例纺织而成，银纤维和甲壳素纤维具有抗菌性能，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，改善童鞋内部的环境，保证脚部的健康，减少细菌的滋生。
优选的，所述乳化剂由硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐按质量比为1:2:1的比例混合而成。
通过采用上述技术方案，乳化剂采用硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐复配制得，可以获透气性能和耐磨性能优越的鞋帮皮面。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、利用聚乙二醇包覆纳米氧化锌的表面，阻止纳米氧化锌在涂饰剂体系中发生团聚，提高了纳米氧化锌与丙烯酸树脂的相容性，纳米氧化锌作为涂饰剂成膜的交联点，提高鞋帮皮面的耐磨性和透气性能；利用乙酸乙酯降低纳米二氧化钛的表面性能，可以提高纳米二氧化钛的分散性，纳米二氧化钛在紫外光照射下产生活性氧和自由基，可以氧化吸附在鞋帮皮面上的污染物，可以提高杀菌性能。
2、日柏醇具有抑菌、除螨的功效，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，减少鞋帮皮面上的污渍，起到自洁效果。
3、采用银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照2:4:7的比例纺织而成，银纤维和甲壳素纤维具有抗菌性能，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，改善童鞋内部的环境，保证脚部的健康，减少细菌的滋生。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下为本申请实施例中原料的来源和型号：
表1-实施例中原料的来源和型号
原料名称 型号 厂家
丙烯酸树脂 CAS：9003-01-4 济南文竹化工有限公司
聚乙二醇 CAS：25322-68-3 广州市宜生贸易有限公司
乙酸乙酯 CAS：141-78-6 武汉欣欣佳丽生物科技有限公司
日柏醇 CAS：499-44-5 湖北广奥生物科技有限公司
硬脂酸钠盐 CAS：822-16-2 南通润丰石油化工有限公司
十二烷基刘酸钠盐 CAS：151-21-3 德州曼巴商贸有限公司
十二烷基苯磺酸钙盐 CAS：9016-45-9 河北圣成隆化工有限公司
制备例
制备例1-3
一种涂饰剂，由以下步骤制备而成：
S01、将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入溶剂中，搅拌均匀，随后滴加聚乙二醇和乙酸乙酯，在表2所示的温度条件下搅拌，搅拌时间参照表2，搅拌速率参照表2，过滤后干燥，即得改性氧化物；
S02、将丙烯酸树脂、水和乳化剂混合均匀，搅拌时间参照表2，搅拌速率参照表2，加入改性氧化物，搅拌混合均匀，在表2所示的温度条件下二次搅拌，二次搅拌时间参照表2，二次搅拌速率参照表2，即得涂饰剂。
表2-制备例1-3中各组分、含量和工艺参数
Figure GDA0003485074090000051
制备例4
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，在步骤SO2中还添加有重量份为2kg的日柏醇，日柏醇与丙烯酸树脂、水和十二烷基刘酸钠盐同步混合。
制备例5
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，在步骤SO2中还添加有重量份为4kg的日柏醇，日柏醇与丙烯酸树脂、水和十二烷基刘酸钠盐同步混合。
制备例6
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，在步骤SO1中将纳米二氧化钛和纳米氧化锌依次进行球磨处理，使纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径处于10nm-15nm之间。
制备例7
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，纳米氧化锌为1.5kg，聚乙二醇为4.5kg，此时，纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比为1:3。
制备例8
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，纳米氧化锌为1.2kg，聚乙二醇为6kg，此时，纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比为1:5。
制备例9
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，纳米二氧化钛为2.2kg，乙酸乙酯为6.6kg，此时，纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比为1:3。
制备例10
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，纳米二氧化钛为1.8kg，乙酸乙酯为8.1kg，此时，纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比为2:9。
制备例11
一种涂饰剂，与制备例3的区别在于，乳化剂由硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐按质量比为1:2:1的比例混合而成。
制备例12
一种涂饰剂，与制备例8的区别在于，乳化剂由硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐按质量比为1:2:1的比例混合而成。
实施例
实施例1-3
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，由以下步骤制备而成：
S1、将待处理的皮料表面润湿，随后通过滚涂机在皮料表面按照表3所示的滚涂量滚涂涂饰剂；
S2、在表3所示的温度条件下烘干，烘干时间如表3所示，随后浸入水中做水揉处理，水揉时间参照表3，并二次烘干，烘干后即得硬处理皮料；
S3、将热熔胶置于所述硬处理皮料和抗菌面料之间，热压一次胶合成型，热压温度参照表3所示，即得皮面鞋帮，抗菌面料采用聚酰胺纤维纺织而成；
S4、将所述皮面鞋帮与鞋底粘合缝制在一起，所述硬处理皮料位于抗菌面料上方，随后进行加热粘合定型处理，即得抗菌透气皮面童鞋。
表3-实施例1-3各组分及工艺参数
项目 实施例1 实施例2 实施例3
步骤S1中滚涂量(g/m) 70 90 80
步骤S1中涂饰剂 制备例1 制备例2 制备例3
步骤S2中温度(℃) 80 100 90
步骤S2中烘干时间(min) 10 15 10
步骤S2中水揉时间(min) 30 40 40
步骤S3中热压温度(℃) 125 135 130
实施例4
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例4获得的涂饰剂。
实施例5
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例5获得的涂饰剂。
实施例6
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例6获得的涂饰剂。
实施例7
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例7获得的涂饰剂。
实施例8
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例8获得的涂饰剂。
实施例9
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例9获得的涂饰剂。
实施例10
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例10获得的涂饰剂。
实施例11
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，涂饰剂采用制备例11获得的涂饰剂。
实施例12
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例8的区别在于，涂饰剂采用制备例12获得的涂饰剂。
实施例13
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，抗菌面料由银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照质量比为2:4:7的比例纺织而成。
对比例
对比例1
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，纳米氧化锌采用纳米二氧化钛替代。
对比例2
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，聚乙二醇采用异丙醇替代。
对比例3
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，纳米二氧化钛采用纳米氧化锌替代。
对比例4
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，乙酸乙酯采用异丙醇替代。
对比例5
一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，与实施例3的区别在于，改性氧化物采用丙烯酸树脂替代。
性能检测试验
根据QB/T 2799-2006《皮革-透气性测定方法》检测实施例1-13和对比例1-5中皮面鞋帮的透气性[mL/(cm2·h)]，试验结果如表4所示；
抗菌试验：以大肠杆菌ATCC8099和金黄色葡萄球菌ATCC6538为例，将温度为25℃的条件下，将实施例1-13和对比例1-5的皮面鞋帮试样分别置入专用的塑料袋中，每10cm2的试样加入2mL接种菌液，在塑料袋中引入空气，在太阳光下照射30min，随后在37℃±1°振荡24h，用稀释平板培养法测定存活菌数，计算抗菌率，试验结果如表4所示；
根据ASTM D 3885-2007a《纺织物耐磨性的标准试验方法》检测实施例1-13和对比例1-5中皮面鞋帮的耐磨耗(cycles)，试验结果如表4所示。
表4-实施例1-13和对比例1-5的试验数据结果汇总
Figure GDA0003485074090000091
根据表4中实施例3和对比例1的试验数据对比可知，通过在涂饰剂中添加纳米氧化锌，纳米氧化锌作为涂饰剂成膜的交联点，使涂饰剂膜层形成立体交联网状结构，丙烯酸树分子间的交联程度增加，分子链连接紧密。提高鞋帮皮面的耐磨性，立体交联网状结构同时增大了涂饰剂膜层的孔隙，有助于空气的通过，提高鞋帮皮面的透气性能。
根据表4中实施例3和对比例1-2的试验数据对比可知，利用聚乙二醇与纳米氧化锌的极性键相结合，可以包覆纳米氧化锌的表面，阻止纳米氧化锌在涂饰剂体系中发生团聚，同时使纳米氧化锌的表面由极性转变为非极性，提高了纳米氧化锌与丙烯酸树脂的相容性，增加了透气性能和耐磨性能。
根据表4中实施例3和对比例3的试验数据对比可知，通过在涂饰剂中添加纳米二氧化钛，纳米二氧化钛具有光催化性，纳米二氧化钛在紫外光照射下产生自由电子，可以使空气中的氧气活化，从而产生活性氧和自由基，可以氧化吸附在鞋帮皮面上的污染物，可以提高杀菌和耐磨耗性能。
根据表4中实施例3和对比例3-4的试验数据对比可知，由于纳米二氧化钛离子的比表面积大，表面自由能较高，在涂饰剂体系中容易形成团聚，利用乙酸乙酯降低纳米二氧化钛的表面性能，可以提高纳米二氧化钛的分散性，从而提高涂饰剂的抗菌和耐磨性能。
根据表4中实施例3-5的试验数据对比可知，日柏醇具有抑菌、除螨的功效，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，减少鞋帮皮面上的污渍，起到自洁效果。
根据表4中实施例3、6的试验数据对比可知，通过纳米二氧化钛和纳米氧化锌进行球磨处理，可以降低纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径大小，提高在涂饰剂体系中的分散性，从而改善透气、抗菌和耐磨性能。
根据表4中实施例3、7-8的试验数据对比可知，通过控制纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比值在1：(3-5)的比值范围内，两者相互结合，可以有效提高纳米氧化锌的分散性，从而改善鞋帮皮面的透气和耐磨性能。
根据表4中实施例3、9-10的试验数据对比可知，通过控制纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比值在2：(6-9)的质量比范围内，两者相互结合作用，可以显著改进纳米二氧化钛的表面自由能，提高纳米二氧化钛在涂饰剂体系中的分散性，从而改善鞋帮皮面的抗菌和耐磨性能。
根据表4中实施例3、8、11-12的试验数据对比可知，乳化剂采用硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐复配制得，同时控制纳米氧化锌和聚乙二醇的比例，可以获透气性能和耐磨性能优越的鞋帮皮面。
根据表4中实施例3、13的试验数据对比可知，通过采用银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照2:4:7的比例纺织而成，银纤维和甲壳素纤维具有抗菌性能，可以提高鞋帮皮面的抗菌性能，改善童鞋内部的环境，保证脚部的健康，减少细菌的滋生。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待处理的皮料表面润湿，随后通过滚涂机在皮料表面按照70 g/m-90 g/m的滚涂量滚涂涂饰剂；
S2、在温度为80℃-100℃的温度条件下烘干10min-15min，随后浸入水中做30min-40min水揉处理，并二次烘干，烘干后即得硬处理皮料；
S3、将热熔胶置于所述硬处理皮料和抗菌面料之间，热压一次胶合成型，热压温度为125℃-135℃，即得皮面鞋帮；
S4、将所述皮面鞋帮与鞋底粘合缝制在一起，所述硬处理皮料位于抗菌面料上方，随后进行加热粘合定型处理，即得抗菌透气皮面童鞋；
其中，在所述步骤S1中，所述涂饰剂由以下重量份数的原料组成：
丙烯酸树脂：57份-72份；
纳米氧化锌：1.2份-1.9份；
纳米二氧化钛：1.8份-2.5份；
聚乙二醇：3.6份-7.3份；
乙酸乙酯：5.6份-8.4份；
溶剂：12份-18份；
乳化剂：0.8份-1.5份；
去离子水：26份-28份；
所述涂饰剂由以下步骤制备而成：
S01、将纳米氧化锌和纳米二氧化钛加入溶剂中，搅拌均匀，随后滴加聚乙二醇和乙酸乙酯，在温度为125℃-145℃条件下搅拌40min-60min，搅拌速率为400rpm-600rpm，过滤后干燥，即得改性氧化物；
S02、将丙烯酸树脂、水和乳化剂混合均匀，搅拌10min-15min，搅拌速率为800rpm-1200rpm，加入改性氧化物，搅拌混合均匀，在温度为90℃-110℃条件下搅拌15min-25min，搅拌速率为400rpm-600rpm，即得涂饰剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，所述涂饰剂还包括重量份为2份-4份的日柏醇，所述日柏醇与丙烯酸树脂、水和乳化剂同步混合。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，在所述步骤S01中，将所述纳米二氧化钛和纳米氧化锌依次进行球磨处理，使所述纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径处于10nm-15nm之间。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，在所述步骤S01中，所述溶剂为异丙醇。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，所述纳米氧化锌和聚乙二醇的质量比为1:（3-5）。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛和乙酸乙酯的质量比为2:（6-9）。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，所述抗菌面料由银纤维、甲壳素纤维和聚酰胺纤维按照质量比为2:4:7的比例纺织而成。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌透气皮面童鞋制备方法，其特征在于，所述乳化剂由硬脂酸钠盐、十二烷基刘酸钠盐和十二烷基苯磺酸钙盐按质量比为1:2:1的比例混合而成。
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