CN114931300A - 一种抗菌保健床垫及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及床垫的技术领域，具体公开了一种抗菌保健床垫，其包括如下重量份的原料：天然乳胶30‑50份；抗氧化剂1‑2份；发泡剂1‑2份；改性壳聚糖6‑8份；所述改性壳聚糖的制备过程如下：按重量份计：将8‑10份壳聚糖溶解在乙醇溶液中，升温至50‑60℃，然后加入1‑2份引发剂和5‑7份对羟基苯甲酰胺水溶液，反应1‑1.5h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。本申请的床垫具有良好的抗菌性能和保健性能。
Description
技术领域
本申请涉及床垫的技术领域，尤其是涉及一种抗菌保健床垫及其生产工艺。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，对生活质量和生活用品也有了更高的要求。床垫作为人们日常生活中不可或缺的生活用品，与人们的睡眠和健康息息相关，因而受到了广 泛关注。
现有的床垫主要包括棕榈床垫、弹簧床垫、海绵床垫和乳胶床垫，其中，乳胶床垫以其柔软的触觉、良好的透气性、吸湿性和较高的弹性，受到了广大消费者的喜爱。
但普通的乳胶床垫不具有抗菌功效，在使用过程中，容易滋生细菌，严重时会导致使用者产生皮肤疾病等问题，有待改进。
发明内容
为了提高床垫的抗菌性能和保健性能，本申请提供一种抗菌保健床垫及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种抗菌保健床垫采用如下技术方案：
一种抗菌保健床垫包括如下重量份的原料：天然乳胶30-50份；抗氧化剂1-2份；发泡剂1- 2份；改性壳聚糖6-8份；所述改性壳聚糖的制备过程如下：按重量份计：将8-10份壳聚糖 溶解在乙醇溶液中，升温至50-60℃，然后加入1-2份引发剂和5-7份对羟基苯甲酰胺水溶 液，反应1-1.5h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。
通过采用上述技术方案，天然乳胶作为床垫的主体材料，具有良好的弹性、透气性和散热性能。壳聚糖分子中的胺基容易得到氢离子成为质子化铵，具有正电性，带有正电性的壳聚糖吸附在细胞表面、形成一层高分子膜，使得细菌细胞与外界隔绝，同时壳聚糖能够使细菌细胞的细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均，干扰细胞壁的合成，使得细菌细胞容易 因渗透压的不平衡而破裂，因此，壳聚糖分子具有良好的杀菌性能。但是壳聚糖与天然乳胶 的结合能力较弱，耐洗性较差。使用对羟基苯甲酰胺对壳聚糖进行接枝改性，对羟基苯甲酰 胺上羰基会和壳聚糖分子上的胺基发生聚合反应从而实现两者的聚合反应，对羟基苯甲酰胺 分子上的酚羟基中氢离子较活泼，氢离子容易脱离后与壳聚糖分子上的胺基结合形成季胺正 离子，从而提高壳聚糖的抗菌性能。此外，对羟基苯甲酰胺分子上失去氢离子的氧负离子容 易与天然橡胶中的不饱和键发生交联反应，从而提高壳聚糖与天然乳胶之间的结合能力，从 而提高壳聚糖的耐洗性。
可选的，所述壳聚糖经过如下预处理过程：按重量份计，将3-5份的壳聚糖溶解在醋 酸溶液中，制得2-3wt％的壳聚糖/醋酸溶液，然后加入40-50wt％的过氧化氢溶液，室温下搅 拌并反应0.5-1.5h，然后在上述混合物中加入氢氧化钠溶液至pH为8-9，静置后过滤，烘干， 得到低分子量壳聚糖。
通过采用上述技术方案，壳聚糖与过氧化氢发生氧化还原反应，使得壳聚糖由高分 子量降解为低分子量。低分子量的壳聚糖能够进入细菌细胞内部，与细菌内部的阴离子反应， 破坏细胞结构，从而具有更强的抗菌性能。低分子量的壳聚糖更容易分散在乳胶分子中、与 乳胶分子的结合能力更强，从而提高壳聚糖分子的耐受性。
可选的，所述抗氧化剂为二苯胺。
通过采用上述技术方案，二苯胺作为一种良好的抗氧化剂，能够减缓乳胶分子的氧化。
可选的，所述引发剂为过硫酸盐中的一种。
通过采用上述技术方案，过硫酸盐分子容易产生自由基，自由基容易与对羟基苯甲 酰胺中的羰基形成氧自由基，从而提高对羟基苯甲酰胺与壳聚糖之间的反应活性和反应效率， 进一步提高床垫的抗菌性能。
可选的，按重量份计，抗菌保健床垫的原料体系中还包括8-10份艾草精油。
通过采用上述技术方案，艾草精油是从艾草的叶子、茎的提取物，挤压法和溶剂提取法提炼萃取的挥发性法方向物质。艾草精油可以是细菌的磷代谢持续减弱，同时能够抑制 或破坏细菌蛋白质的合成，从而起到良好的抗菌作用。壳聚糖和艾草精油同时加入床垫原料 中会产生抗菌协同作用，显著提高了床垫的抗菌性能。此外，艾草精油中含有挥发油、萜类、 黄酮类、多糖、多不饱和脂肪酸和微量元素等多种化学成分，使得艾草精油具有散寒止痛、 温经止血、除湿、抗菌、抗病毒的作用，使得床垫具有良好的保健功能。
可选的，所述艾草精油经过如下改性处理：按重量份计，将4-8份瓜尔胶加入20-40份水中，搅拌至完全溶解，制得瓜尔胶溶液，然后加入12-15份艾草精油，然后乳化30-60min，制得艾草精油包覆微球。
通过采用上述技术方案，艾草精油表面包覆一层瓜尔胶薄膜，形成艾草精油包覆微 球，瓜尔胶薄膜对艾草精油起到缓释挥发的作用，从而提高艾草精油的耐洗性。
第二方面，本申请提供一种抗菌保健床垫的生产工艺采用如下技术方案：
一种抗菌保健床垫的生产工艺包括如下步骤：
S1：按所需重量份，将天然乳胶、抗氧化剂、发泡剂和改性壳聚糖共同投入发泡机内进行发 泡处理20-30min，然后将所得的液体泡沫导入模具中，使得上述材料在模具中固化，烘干后 制得抗菌保健床垫初成品。
S2：将上述抗菌保健床垫初成品进行裁剪修边，制得抗菌保健床垫成品。
可选的，按重量份计，在S1过程中，原料体系中一并添加艾草精油或艾草精油包覆微球。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、壳聚糖经过改性后不仅具有良好的杀菌性能，还具有良好的耐洗性能，同时，使用对羟 基苯甲酰胺对壳聚糖进行接枝改性，能够进一步提高壳聚糖的抗菌性能；
2、高分子量壳聚糖经过降解处理后变为低分子量壳聚糖，低分子量壳聚糖能够进入细胞内 部，与细胞内阴离子反应，破坏细胞结构，具有更强的抗菌性能，同时低分子量的壳聚糖更 容易分散在乳胶分子，从而提高壳聚糖分子的耐受性；
3、抗菌保健床垫的原料体系中还加入艾草精油，艾草精油与壳聚糖的抗菌性能之间形成协 同作用，显著提高床垫的抗菌性能。
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，予以特别说明的是：以下实施例中未 注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说 明外均可来源于普通市售。
壳聚糖的CAS号为9012-76-4。
制备例
制备例1
改性壳聚糖的制备过程如下：
将8kg壳聚糖溶解在乙醇溶液中，升温至50℃，然后加入1kg过硫酸钠和5kg对羟基苯甲 酰胺水溶液，反应1h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。
制备例2：
将9kg壳聚糖溶解在乙醇溶液中，升温至55℃，然后加入1.5kg过硫酸钠和6kg对羟基苯甲 酰胺水溶液，反应1.25h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。
制备例3：
将10kg壳聚糖溶解在乙醇溶液中，升温至60℃，然后加入2kg过硫酸钠和7kg对羟基苯甲 酰胺水溶液，反应1.5h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。
制备例4：
低分子量壳聚糖的制备过程如下：
将4kg壳聚糖溶解在醋酸溶液中，制得2.5wt％的壳聚糖/醋酸溶液，然后加入45wt％的过氧 化氢溶液，室温下搅拌并反应1h，然后在上述混合物中加入氢氧化钠溶液至pH为8.5，静 置后过滤，烘干，得到低分子量壳聚糖。
实施例
实施例1：
抗菌保健床垫的制备过程如下：
S1：将30kg天然乳胶、1kg二苯胺、1kg尿素和6kg制备例1制得的改性壳聚糖共同投入发 泡机内进行发泡处理20min，然后将所得的液体泡沫导入模具中，使得上述材料在模具中固 化，烘干后制得抗菌保健床垫初成品。
S2：将上述抗菌保健床垫初成品进行裁剪修边，制得抗菌保健床垫成品。
实施例2：
抗菌保健床垫的制备过程如下：
S1：将40kg天然乳胶、1.5kg二苯胺、1.5kg尿素和7kg制备例2制得的改性壳聚糖共同投 入发泡机内进行发泡处理25min，然后将所得的液体泡沫导入模具中，使得上述材料在模具 中固化，烘干后制得抗菌保健床垫初成品。
S2：将上述抗菌保健床垫初成品进行裁剪修边，制得抗菌保健床垫成品。
实施例3：
抗菌保健床垫的制备过程如下：
S1：将50kg天然乳胶、2kg二苯胺、2kg尿素和8kg制备例3制得的改性壳聚糖共同投入发 泡机内进行发泡处理30min，然后将所得的液体泡沫导入模具中，使得上述材料在模具中固 化，烘干后制得抗菌保健床垫初成品。
S2：将上述抗菌保健床垫初成品进行裁剪修边，制得抗菌保健床垫成品。
实施例4：
与实施例2的区别在于，制备例2制得的改性壳聚糖等质量替换为制备例4制得的低分子量 壳聚糖。
实施例5：
与实施例4的区别在于，抗菌保健床垫的制备过程中S1中还加入9kg艾草精油。
实施例6：
与实施例5的区别在于，艾草精油等质量替换为艾草精油包覆微球。
艾草精油包覆微球的制备过程如下：
将6kg瓜尔胶加入30kg水中，搅拌至完全溶解，制得瓜尔胶溶液，然后加入14kg艾草精油， 混合后加入乳化机中，转速4000r/min，乳化45min，制得艾草精油包覆微球。
对比例1：
与实施例2的区别在于，制备例2制得的改性壳聚糖等质量替换为壳聚糖。
对比例2：
与实施例2的区别在于：抗菌保健床垫的原料体系中未添加改性壳聚糖。
抗菌保健床垫的性能测试：
根据QB/T 2881-2013《鞋类和鞋类部件抗菌性能技术条件》中记载的膜接触法来测定实施 例1-6和对比例1-2中床垫的抗菌性能，测试时间为24h,测试结果如表1所示。
表1床垫抗菌性能的测定结果
从表1中可以看出：
1、实施例1-3和对比例2的测试数据对比可得，床垫中添加改性壳聚糖具有良好的抗菌性 能和耐洗性能。
2、实施例1-3和对比例1的测试数据对比可得，壳聚糖经过改性处理后，制得的床垫具有较好的抗菌性能和耐洗性能。
3、实施例1-3和实施例4的测试数据对比可得，高分子量的壳聚糖降解为小分子壳聚糖后，床垫的抗菌性能和耐洗性能均有提高。
4、实施例5和实施例4的测试数据对比可得，床垫中加入艾草精油，由于艾草精油和壳聚糖的协同抗菌作用，使得床垫抗菌性能有显著提高。
5、实施例6和实施例5的测试数据对比可得，艾草精油经过包覆处理后，制得的床垫抗菌性能有所提高，且耐洗性能有显著的提高。
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)
1.一种抗菌保健床垫，其特征在于：包括如下重量份的原料：天然乳胶30-50份；抗氧化剂1-2份；发泡剂1-2份；改性壳聚糖6-8份；所述改性壳聚糖的制备过程如下：按重量份计：将8-10份壳聚糖溶解在乙醇溶液中，升温至50-60℃，然后加入1-2份引发剂和5-7份对羟基苯甲酰胺水溶液，反应1-1.5h，加入对苯二酚终止反应，制得改性壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌保健床垫，其特征在于：所述壳聚糖经过如下预处理过程：按重量份计，将3-5份的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，制得2-3wt%的壳聚糖/醋酸溶液，然后加入40-50wt%的过氧化氢溶液，室温下搅拌并反应0.5-1.5h，然后在上述混合物中加入氢氧化钠溶液至pH为8-9，静置后过滤，烘干，得到低分子量壳聚糖。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌保健床垫，其特征在于：所述抗氧化剂为二苯胺。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌保健床垫，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐类中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌保健床垫，其特征在于：按重量份计，抗菌保健床垫的原料体系中还包括8-10份艾草精油。
6.根据权利要求5所述的一种抗菌保健床垫，其特征在于：所述艾草精油经过如下改性处理；按重量份计，将4-8份瓜尔胶加入20-40份水中，搅拌至完全溶解，制得瓜尔胶溶液，然后加入12-15份艾草精油，然后乳化30-60min，制得艾草精油包覆微球。
7.权利要求1-4中任一项所述的抗菌保健床垫的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：按所需重量份，将天然乳胶、抗氧化剂、发泡剂和改性壳聚糖共同投入发泡机内进行发泡处理20-30min，然后将所得的液体泡沫导入模具中，使得上述材料在模具中固化，烘干后制得抗菌保健床垫初成品；
S2：将上述抗菌保健床垫初成品进行裁剪修边，制得抗菌保健床垫成品。
8.根据权利要求7所述的抗菌保健床垫的生产工艺，其特征在于：按重量份计，在S1过程中，原料体系中一并添加艾草精油或艾草精油包覆微球。
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