CN106333418A - 一种具有竹质活性炭的保健鞋垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，保健鞋垫包括自下而上依次设置的垫底、保健层、除臭层和垫面，保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，除臭层是在高吸水性树脂中加入竹质活性炭制成。竹质活性炭的制备方法包括捏合步骤和炭化、活化步骤。这种保健鞋垫具有很好的吸汗、除臭的功能，且这种鞋垫的除臭层对鞋子中粒径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物有极好的去除能力，能够有效提高鞋子内空气的洁净度，防止细菌滋生，使使用者脚部干爽舒适。

Description

一种具有竹质活性炭的保健鞋垫

技术领域

本发明涉及生活用品领域，具体而言，涉及一种具有竹质活性炭的保健鞋垫。

背景技术

鞋垫是每个人日常生活中不可或缺的一种生活用品。目前市面上出现很多种类的鞋垫，虽然有部分鞋垫中含有活性炭成分，但这种传统的活性炭由于其孔隙半径不是过大就是过小，对异物的吸附能力差，不能除去异味、致使细菌滋生、残留，从而造成使用者脚部的不适感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，这种保健鞋垫具有吸汗、除臭的功能，且这种鞋垫的除臭层对鞋子中粒径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物有极好的去除能力，能够有效提高鞋子内空气的洁净度，防止细菌滋生，使使用者脚部干爽舒适。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，该保健鞋垫包括自下而上依次设置的垫底、保健层、除臭层和垫面，保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，除臭层是在高吸水性树脂中加入竹质活性炭制成；

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10－30min，其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为12－20％；磷酸溶液的浓度为50－55％；

将捏合后的物料与400－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使物料炭化并活化后得到活化料，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

近年来空气质量逐渐恶化，空气中悬浮有大量的细颗粒物，其中含有大量的重金属、微生物等有害物质。绝大部分的这种细颗粒物的直径小于100nm，这种细颗粒物有很强的穿透能力，能够穿透鞋面而与脚部接触。而目前，虽然有部分鞋垫中带有活性炭，但这种活性炭的孔隙多为大孔(直径大于100nm)或者微孔(直径小于4nm)，这种活性炭对于粒径在4－100nm的细颗粒物及细菌等微生物的吸附能力差。而目前，孔隙为过渡孔(直径为4－100nm)的活性炭的生产方法只有两种，一种是以煤炭为原料来生产的活性炭，另一种是将使用后的活性炭进行活化再生。这两种方法生产的活性炭，虽然孔隙多以过渡孔为主，但活性炭内含有含量众多的重金属，使其用途仅局限于污水处理等工业中，而不能用于鞋垫等生活用品领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本鞋垫中除臭层中含有的竹质活性炭，这种活性炭是以竹子为原料生产而得，属于纯天然制品。采用本发明中的方法生产的这种竹质活性炭中不含有对人体有副作用的化学成分，且这种方法制得的竹质活性炭含有丰富的过渡孔和少量的小孔，比表面积大，对直径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物有很好的吸附作用。将该竹质活性炭加入到鞋垫中，能够有效的去除鞋子内粒径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物，从而提高鞋子内空气的洁净度，防止细菌滋生，使使用者脚部干爽舒适。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实施方式提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，该保健鞋垫包括自下而上依次设置的垫底、保健层、除臭层和垫面，保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，除臭层是在高吸水性树脂中加入竹质活性炭制成。

本鞋垫中除臭层中含有的竹质活性炭，这种活性炭是以竹子为原料生产而得，属于纯天然制品。这种活性炭中不含有对人体有副作用的化学成分，且这种方法制得的竹质活性炭含有丰富的过渡孔和少量的小孔，比表面积大，对直径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物有很好的吸附作用。将该竹质活性炭加入到鞋垫中，能够有效的去除鞋子内粒径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物，从而提高鞋子内空气的洁净度，防止细菌滋生，使使用者脚部干爽舒适。

本发明中的除臭层是通过在高吸水性树脂中加入竹质活性炭制成的，起到骨架支撑作用，且该高吸水性树脂具有很好的吸水能力，能够将脚排出的汗液吸干，保持鞋内干燥。

在本发明较佳的实施例中，上述中药提取物包括延胡索提取物和徐长卿提取物，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为10：3－5。

延胡索具有活血行气的作用，能够促进脚部血液循环，缓解因走路时间过长而导致的脚痛；徐长卿具有祛风止痛的作用，与延胡索配伍，使得该鞋垫具有行气活血、祛风止痛的功效，有利于改善鞋内环境，缓解脚部不适感。经发明人长期试验发现，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为10：3－5，其疗效很好，进一步优选的，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为5：2。

在本发明较佳的实施例中，上述中药提取物还包括蛇床子提取物和艾叶提取物，延胡索提取物与蛇床子提取物以及艾叶提取物的质量比为10：5－7：4－6，优选为10：6：5。

蛇床子具有祛湿止痒的功效，同时具有广谱的抗菌和抑制真菌的作用，能够有效的抑制鞋子内的细菌或真菌的滋生，从而保持鞋内环境健康。

艾叶能够散寒止痛，与延胡索和徐长卿配伍使用，使其止痛作用增强；同时，艾叶还具有祛湿止痒的功效，与蛇床子配伍，使其治疗脚部皮肤瘙痒的疗效更佳。

为了得到最佳的保健效果，在本发明中延胡索提取物、徐长卿提取物、蛇床子提取物和艾叶提取物的最佳质量比为10：5：6：5。此外，这四种药物的提取物可以直接从市面上购买，也可以采用超声提取法，以乙醇为溶剂来进行提取、浓缩得到。

为了增加中药提取物中有效成分能够更好的发挥药效，本方案进一步优选的，上述中药提取物为粉末状，粒度为80－120目。

在本发明较佳的实施例中，上述鞋垫还包括多个透气孔，透气孔自上而下贯穿垫面以及除臭层。通气孔是盲孔，通气孔没有完全贯穿整个鞋垫，而只是贯穿了鞋垫的垫面和除臭层。通气孔的开口端位于垫面所在一侧，通气孔的封闭端位于保健层的表面或者保健层内。通气孔的设置有利于保健层中的中药提取物扩散并与脚部接触，同时也利于除臭层中的竹质活性炭有效的吸附鞋子内的细颗粒物及微生物等。

在本发明较佳的实施例中，上述高吸水性树脂为聚乙烯醇高分子树脂或者淀粉接枝丙烯酰胺高分子树脂。这种树脂的吸水性好，渗透性强。

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

(1)将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10－30min，其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为12－20％；磷酸溶液的浓度为50－55％。

此处，竹屑与磷酸溶液的浸渍比表示为：绝干竹屑/纯磷酸的质量比，其中绝干竹屑是指竹屑中水分含量大于98％。本发明所使用的磷酸为食品级磷酸。

采用粒度为6－35目的竹屑，其粒度的跨度小，有利于形成孔隙均匀、结构稳定的竹质活性炭。此外，竹屑中粒度小于6目的细粉燃烧，能够为竹屑的干燥提供能量，以实现物尽其用，降低成本。竹屑的含水量为12－20％，优选为16％，有利于提高竹屑与磷酸之间的捏合效果。磷酸溶液的浓度为50－55％，优选为52％，有利于使磷酸渗入竹子细胞中，进而使竹质活性炭的孔隙结构为过渡孔。

在这种方法中，磷酸溶液的浓度为50－55％，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6，优选为1：1.5，采用这一浸渍比捏合10－30min，捏合时间优选为20min，能够促进竹屑中纤维素经酸水解后形成适中的拓扑结构错层石墨微晶，且会有更多的磷酸与竹屑中的纤维素发生酯化反应相结合，有利于这种竹质活性炭的过渡孔的形成以及比表面积的增大。

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合，使竹屑与磷酸溶液充分接触、揉压，进一步使磷酸能够在较短时间内透过竹子细胞的细胞壁并进入细胞的原生质体内，有利于增强磷酸的催化降解作用，进而使细胞内低分子量的还原糖增多。而在后期的炭化活化过程中，这种还原糖的量越多，还原糖在热的作用下会形成气体也就越多，这些气体逸出物料体系，使最后得到的活性炭中的孔隙更多。在本发明较佳的实施例中，采用捏合机进行捏合，捏合机的导热油温度为195－205℃，优选为200℃。在这种条件下结合，使捏合效果更佳，有利于控制捏合的程度，使最后得到的活性炭中的孔径大小。

(2)将捏合后的物料与400－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使物料炭化并活化后得到活化料，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

这种方式采用炭化、活化一体化的方式，简化生产工序、缩短物料炭化和活化的时间，节省物料和能耗。其中，物料炭化和活化的温度为400－650℃，优选为500－550℃；物料炭化和活化的时间为3.5－4.5h，优选为4h，有利于在形成较高质量的第一活化料的同时，节约能耗，降低生产成本。

在本发明较佳的实施例中，上述物料的炭化和活化过程是在回转炉中进行，回转炉的转速为1－3转/分，回转炉的转动轴心线相对于水平面的倾斜角度为2－4度。在这种条件下，物料从炉尾到炉头，经历干燥、纤维结构脱水、材质炭化、有机高聚物分解、多孔结构定型等各个阶段，最终进入炉头的出料室，有利于物料的快速炭化活化。

进一步的，上述竹质活性炭的粒度为100－300目。这种粒度的活性炭分数性能好，有利于增强其除臭的效果。

实施例1

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，该保健鞋垫包括自下而上依次设置的垫底、保健层、除臭层和垫面。该保健鞋垫还包括多个透气孔，透气孔自上而下贯穿垫面以及除臭层。

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为100目的粉末，该中药提取物包括延胡索提取物和徐长卿提取物，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为5：2。

除臭层是在高吸水性树脂中加入粒度为200目的竹质活性炭制成，这种高吸水性树脂为淀粉接枝丙烯酰胺高分子树脂。

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合20min，其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.5；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为16％；磷酸溶液的浓度为52％；

将捏合后的物料与500－550℃的烟气进行逆流直接接触4h，以使物料炭化并活化后得到活化料，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实施例2

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例1基本一致，不同之处在于：

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为80目的粉末，该中药提取物包括延胡索提取物和徐长卿提取物，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为2：1。

除臭层是在高吸水性树脂中加入粒度为100目的竹质活性炭制成，这种高吸水性树脂为聚乙烯醇高分子树脂。

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合30min，其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.4；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为12；磷酸溶液的浓度为55％；

将捏合后的物料与400－500℃的烟气进行逆流直接接触4.5h，以使物料炭化并活化后得到活化料，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实施例3

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例1基本一致，不同之处在于：

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为120目的粉末，该中药提取物包括延胡索提取物和徐长卿提取物，延胡索提取物与徐长卿提取物的质量比为10：3。

除臭层是在高吸水性树脂中加入粒度为300目的竹质活性炭制成，这种高吸水性树脂为聚乙烯醇高分子树脂。

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10min，其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.6；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为20％；磷酸溶液的浓度为50％；

将捏合后的物料与550－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5h，以使物料炭化并活化后得到活化料，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实施例4

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例1基本一致，不同之处在于：

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为100目的粉末，该中药提取物按重量份数计包括：延胡索提取物10份、徐长卿提取物4份、蛇床子提取物6份和艾叶提取物5份。

实施例5

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例1基本一致，不同之处在于：

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为100目的粉末，该中药提取物按重量份数计包括：延胡索提取物10份、徐长卿提取物3份、蛇床子提取物7份和艾叶提取物4份。

实施例6

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例1基本一致，不同之处在于：

保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，该中药提取物为100目的粉末，该中药提取物按重量份数计包括：延胡索提取物10份、徐长卿提取物5份、蛇床子提取物5份和艾叶提取物6份。

实施例7

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例5基本一致，不同之处在于：

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并在捏合机内进行捏合20min，捏合机的导热油温度为200℃。其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.5；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为16％；磷酸溶液的浓度为52％；

将捏合后的物料与500－550℃的烟气进行逆流直接接触4h，以使物料炭化并活化后得到活化料。其中，物料的炭化和活化过程是在回转炉中进行，回转炉的转速为2转/分，回转炉的转动轴心线相对于水平面的倾斜角度为3度。

最后，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实施例8

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例5基本一致，不同之处在于：

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并在捏合机内进行捏合20min，捏合机的导热油温度为195℃。其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.5；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为16％；磷酸溶液的浓度为52％；

将捏合后的物料与500－550℃的烟气进行逆流直接接触4h，以使物料炭化并活化后得到活化料。其中，物料的炭化和活化过程是在回转炉中进行，回转炉的转速为1转/分，回转炉的转动轴心线相对于水平面的倾斜角度为4度。

最后，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实施例9

本实施例提供一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其结构与实施例5基本一致，不同之处在于：

竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并在捏合机内进行捏合20min，捏合机的导热油温度为205℃。其中，竹屑与磷酸溶液的浸渍比为1：1.5；竹屑的粒度为6－35目，竹屑的含水量为16％；磷酸溶液的浓度为52％；

将捏合后的物料与500－550℃的烟气进行逆流直接接触4h，以使物料炭化并活化后得到活化料。其中，物料的炭化和活化过程是在回转炉中进行，回转炉的转速为3转/分，回转炉的转动轴心线相对于水平面的倾斜角度为2度。

最后，活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得竹质活性炭。

实验例

采用本发明提供的方法制备得到的竹质活性炭的性能表征：

由于目前，孔隙为过渡孔直径为(4－100nm)的活性炭的生产方法只有两种，一种是以煤炭为原料来生产的活性炭，另一种是将使用后的活性炭进行活化再生。这两种方法生产的活性炭，虽然孔隙多以过渡孔为主，但活性炭内含有大量的重金属，不能用于食品领域。而目前市面上售卖的活性炭，多以木质活性炭和果壳活性炭为主，因此，在本实施例中采用市售的木质活性炭和市售的果壳活性炭做对照，来对本发明中的竹质活性炭的性能进行表征。

样品来自于按照实施例的方法生产的竹质活性炭，以及市售的木质活性炭和果壳活性炭作为对照品。

按照GB/T 12496－1999中规定的方法对上述样品的常规性能进行测定，

按照GB/T13803.1－1999中规定的方法对上述样品的强度进行测定。

采用ASA P2020型全自动比表面积及孔径分布测定仪，用液氮做吸附质，进行静态液氮吸附法的测定。

实施例1的结果如表1所示，其它实施例中竹质活性炭的表征结果与实施例1相似。

表1.竹质活性炭的性能测试结果

从表1可知：

由于木质活性炭和果壳活性炭只含有少量的过渡孔，所以本发明的保健鞋垫中所用的竹质活性炭的性能明显优于市售的木质活性炭和果壳活性炭。

通过对表1中各样品的孔隙直径进行对比，可以发现采用本发明提供的方法所制备的化学炭的孔隙直径在4－100nm范围内的比例多，说明其孔隙多为过渡孔。同时，还含有少量的微孔，其直径小于4nm。而大孔的数量则相对少很多。由此可见，本鞋垫中除臭层中含有的竹质活性炭，含有丰富的过渡孔和少量的小孔，比表面积大，对直径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物有很好的吸附作用。将该竹质活性炭加入到鞋垫中，能够有效的去除鞋子内粒径小于100nm的细颗粒物以及细菌等微生物，从而提高鞋子内空气的洁净度，防止细菌滋生，使使用者的脚部干爽舒适。

此外，本发明提供的木质活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值明显高市售的木质活性炭和果壳活性炭，而这种竹质活性炭的强度强于木质活性炭，稍弱于果壳活性炭。说明采用本发明提供的方法所制备的竹质活性炭的吸附性能好、强度较大、品质高。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述保健鞋垫包括自下而上依次设置的垫底、保健层、除臭层和垫面，所述保健层是在纺织物中加入中药提取物制成，所述除臭层是在高吸水性树脂中加入竹质活性炭制成；

所述竹质活性炭按照以下方法制备而成：

将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10－30min，其中，所述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6；所述竹屑的粒度为6－35目，所述竹屑的含水量为12－20％；所述磷酸溶液的浓度为50－55％；

将捏合后的物料与400－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得所述竹质活性炭。

2.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述中药提取物包括延胡索提取物和徐长卿提取物，所述延胡索提取物与所述徐长卿提取物的质量比为10：3－5。

3.根据权利要求2所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述中药提取物还包括蛇床子提取物和艾叶提取物，所述延胡索提取物与所述蛇床子提取物以及所述艾叶提取物的质量比为10：5－7：4－6。

4.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述中药提取物为粉末状，粒度为80－120目。

5.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述保健鞋垫还包括多个透气孔，所述透气孔自上而下贯穿所述垫面以及所述除臭层。

6.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述高吸水性树脂为聚乙烯醇高分子树脂或者淀粉接枝丙烯酰胺高分子树脂。

7.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，在所述竹质活性炭的制备方法中，采用捏合机进行捏合，所述捏合机的导热油温度为195－205℃。

8.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，在将捏合后的所述物料进行炭化并活化工序时，所述烟气的温度为500－550℃，捏合后的所述物料与所述烟气的接触的时间为4h。

9.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，在所述竹质活性炭的制备方法中，所述物料的炭化和活化过程是在回转炉中进行，所述回转炉的转速为1－3转/分，所述回转炉的转动轴心线相对于水平面的倾斜角度为2－4度。

10.根据权利要求1所述的具有竹质活性炭的保健鞋垫，其特征在于，所述竹质活性炭的粒度为100－300目。