CN107722627A - 一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方和生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方和生产工艺，按照重量份数由如下原料组成，硅胶40‑60份、双酚10‑20份、聚乙烯15‑20份、纳米硅6‑8份、抗菌剂8‑10份、发泡剂10‑15份、润滑剂4‑5份、抗氧化剂2‑3份、紫外线吸收剂2‑3份、氨纶纤维8‑10份、金属纤维6‑8份、防水涂层10‑12份，经过基料的配置以及发泡再成型，再经过镜面化和表面转性处理以及增加防护层形成泳镜或泳帽，采用面料混合的作用，在形成面料的过程中直接将具有抗菌作用的材料融合在硅胶中，并且再次直接使硅胶成型，具有完整的统一性结构，进一步提高与人体长时间接触而导致细菌滋生处的灭菌能力，拥有优良的综合物理及化学性能，生产效率得到大大的提高，性能优良，生产工艺操作方便。

Description

一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方和生产工艺
技术领域
本发明涉及泳镜及泳帽材料制备技术领域，具体涉及一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方和生产工艺。
背景技术
游泳是一项很好的运动，既能强身健体，又可以娱乐，保证身心健康。但是，游泳时，为了卫生，一般都需要携带很多用品，尤其是浴帽，是其中的必备品。而在水上运动这种特殊环境里，水质的细菌超标等各种影响人们健康的卫生问题，以及运动所出的汗水，都给细菌的滋生和繁殖创造了有利的条件，特别是在游泳帽或者泳镜内部的一个相对封闭潮湿的空间里，上述问题尤为突出。特别是在水质不好的时候，泳帽或者泳镜内部相对封闭的潮湿空间内部极容易藏纳污垢，对头发和头皮都不好。在这个过程中，各种菌类是主要的污染源，而又以大肠杆菌和真菌为主，若不注意及时清洁卫生的话，极容易被感染造成身体不适。
自从有硅胶以来，硅胶在各行各业以及日常生活当中有着广泛的应用。硅胶一种高活性吸附材料，属非晶态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。而且各种不同型号的硅胶因其结构成分和制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点，如吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。鉴于以上有点，硅胶是制作泳帽或者泳镜的一种非常好的材料。
但是在现有的技术方案中，目前采用硅胶制作的泳帽和泳镜仅仅是具备帽子或镜子本身的功能，而不具备抗菌保洁卫生的作用，因此对于具有抗菌和保洁需求的泳帽和泳镜来说，现有的泳帽和泳镜难以满足实际的需求，需要对制作泳帽和泳镜的材料进一步的改进，与此同时也需要对材料的生产工艺进行改进，以期能够满足现有的制作需求，而且根据特定的材料配方和工艺，设计出新的泳帽和泳镜的制作工艺，使其能够更加符合新型材料和工艺的需求，能够发挥出最大的作用，提高使用过程的体验满意程度。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，按照重量份数由如下原料组成：
硅胶40-60份、双酚10-20份、聚乙烯15-20份、纳米硅6-8份、抗菌剂8-10份、发泡剂10-15份、润滑剂4-5份、抗氧化剂2-3份、紫外线吸收剂2-3份、氨纶纤维8-10份、金属纤维6-8份、防水涂层10-12份。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述抗菌剂由十大功劳、苦参和大黄按照等质量比混合均匀而成。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述润滑剂采用氯化镧或者碳酰胺中的任意一种或者两种按照等质量比的混合。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述紫外线吸收剂采用水杨酸苯酯。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述发泡剂采用碳酸钠或者碳酸氢钠中的任意一种或者两种按照质量比1:2的混合。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述金属纤维采用金属银或者铝纤维表面镀银。
另外，本发明还提供了一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，包括如下步骤：
(1)基料的配置，按照比例将硅胶、双酚和聚乙烯分别碎粉过100目筛后放入螺旋式侧卧混料机中进行充分混合，在混合后逐渐按照比例加入纳米硅和抗菌剂得到基料；
(2)面料的发泡成型，在步骤(1)中所得到的基料中加入去离子水和乙醇进行搅拌浆化，调整温度和PH值，持续搅拌0.5-1h后按照比例加入发泡剂缓慢搅拌4-5小时后进行加温蒸发浓缩得到浓缩浆液，将浓缩浆液灌入泳帽或者泳镜样式模具中后放入焙烧炉中阶梯式逐渐升温至120-200℃，恒温6-8h后直至硅胶颗粒呈白色膜状；
(3)脱模与镜面化，将步骤(2)中的硅胶成型后立刻进行脱模处理，脱模之后维持脱模温度不变，并且在双面均进行抛光处理形成镜面；
(4)表面转性处理，按照比例将润滑剂和抗氧化剂进行均匀混合，并且在混合的过程中加入无水乙醇直至润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂成浆液状形成表面处理剂，在步骤(3)的毛坯外表面上均匀涂抹表面处理剂，并且使用表面处理剂填补未打磨成镜面的部分，涂抹完成后放入氮气箱逐渐升温至120℃烘烤贴附1-2h成型后再降温直至硅胶冷却至室温；
(5)边缘加护层制备，将所述氨纶纤维按照比例防水涂层后与金属纤维编织成矩形的织带状，所述氨纶纤维均匀分布在金属纤维外表面形成加护层，将编织形成加护层通过金属纤维固定在步骤(3)中已冷却的硅胶镜面内侧形成泳帽或泳镜。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤(2)中，调整温度为30-45℃，PH值为6.2-7.4。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤(3)中，硅胶的抛光采用300-1000的硅胶磨头进行机械抛光。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤(2)中，阶梯式升温的温度梯度具体为：40℃/1h、60℃/1h、80℃/1h、100℃/1h、120℃/1h、140℃/1h、170℃/1h、202℃/1h，所述步骤(4)中，升温速率为40℃-80℃/30min。
本发明的有益效果：
本发明采用面料混合的作用，在形成面料的过程中直接将具有抗菌作用以及提高卫生条件的材料融合在硅胶中再直接再次使得硅胶成型，具有完整的统一性结构，在使用的过程中能够防止灭菌成分丢失，而且通过发泡剂增加泳帽或者泳镜的空隙结构，能够大大减小泳帽或者泳镜本身的质量，更加轻便与舒适，在边缘上为了进一步提高与人体长时间接触而导致细菌滋生处的灭菌能力，加设金属银，利用银的灭菌能力来提高防护能力，特别是融合加入氨纶纤维能够提高佩戴的舒适性，具有耐曲挠、而且高防水度、环保无毒、可回收降解等优良特性，拥有优良的综合物理及化学性能；该工艺生产效率得到大大的提高，性能优良，生产工艺操作方便，成本较低。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种技术方案：一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，按照重量份数由如下原料组成：
硅胶40份、双酚10份、聚乙烯15份、纳米硅6份、抗菌剂8份、发泡剂10份、润滑剂4份、抗氧化剂2份、紫外线吸收剂2份、氨纶纤维8份、金属纤维6份、防水涂层10份。
优选的是，所述抗菌剂由十大功劳、苦参和大黄按照等质量比混合均匀而成；所述润滑剂采用氯化镧或者碳酰胺中的任意一种或者两种按照等质量比的混合；所述紫外线吸收剂采用水杨酸苯酯；所述发泡剂采用碳酸钠或者碳酸氢钠中的任意一种或者两种按照质量比1:2的混合；所述金属纤维采用金属银或者铝纤维表面镀银。
另外，本发明还提供了一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，包括如下步骤：
(1)基料的配置，按照比例将硅胶、双酚和聚乙烯分别碎粉过100目筛后放入螺旋式侧卧混料机中进行充分混合，在混合后逐渐按照比例加入纳米硅和抗菌剂得到基料；
(2)面料的发泡成型，在步骤(1)中所得到的基料中加入去离子水和乙醇进行搅拌浆化，调整温度和PH值，调整温度为30℃，PH值为6.2，持续搅拌0.5h后按照比例加入发泡剂缓慢搅拌4小时后进行加温蒸发浓缩得到浓缩浆液，将浓缩浆液灌入泳帽或者泳镜样式模具中后放入焙烧炉中阶梯式逐渐升温至120℃，恒温6h后直至硅胶颗粒呈白色膜状，阶梯式升温的温度梯度具体为：40℃/1h、60℃/1h、80℃/1h、100℃/1h、120℃/1h、140℃/1h、170℃/1h、202℃/1h，所述步骤(4)中，升温速率为40℃℃/30min；
(3)脱模与镜面化，将步骤(2)中的硅胶成型后立刻进行脱模处理，脱模之后维持脱模温度不变，并且在双面均进行抛光处理形成镜面，硅胶的抛光采用300的硅胶磨头进行机械抛光；
(4)表面转性处理，按照比例将润滑剂和抗氧化剂进行均匀混合，并且在混合的过程中加入无水乙醇直至润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂成浆液状形成表面处理剂，在步骤(3)的毛坯外表面上均匀涂抹表面处理剂，并且使用表面处理剂填补未打磨成镜面的部分，涂抹完成后放入氮气箱逐渐升温至120℃烘烤贴附1h成型后再降温直至硅胶冷却至室温；
(5)边缘加护层制备，将所述氨纶纤维按照比例防水涂层后与金属纤维编织成矩形的织带状，所述氨纶纤维均匀分布在金属纤维外表面形成加护层，将编织形成加护层通过金属纤维固定在步骤(3)中已冷却的硅胶镜面内侧形成泳帽或泳镜。
实施例2：
如图1所示，本发明提供了一种技术方案：一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，按照重量份数由如下原料组成：
硅胶50份、双酚15份、聚乙烯17份、纳米硅7份、抗菌剂9份、发泡剂13份、润滑剂4份、抗氧化剂2份、紫外线吸收剂2份、氨纶纤维9份、金属纤维7份、防水涂层11份。
优选的是，所述抗菌剂由十大功劳、苦参和大黄按照等质量比混合均匀而成；所述润滑剂采用氯化镧或者碳酰胺中的任意一种或者两种按照等质量比的混合；所述紫外线吸收剂采用水杨酸苯酯；所述发泡剂采用碳酸钠或者碳酸氢钠中的任意一种或者两种按照质量比1:2的混合；所述金属纤维采用金属银或者铝纤维表面镀银。
另外，本发明还提供了一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，包括如下步骤：
(1)基料的配置，按照比例将硅胶、双酚和聚乙烯分别碎粉过100目筛后放入螺旋式侧卧混料机中进行充分混合，在混合后逐渐按照比例加入纳米硅和抗菌剂得到基料；
(2)面料的发泡成型，在步骤(1)中所得到的基料中加入去离子水和乙醇进行搅拌浆化，调整温度和PH值，调整温度为37℃，PH值为6.8，持续搅拌0.7h后按照比例加入发泡剂缓慢搅拌4小时后进行加温蒸发浓缩得到浓缩浆液，将浓缩浆液灌入泳帽或者泳镜样式模具中后放入焙烧炉中阶梯式逐渐升温至160℃，恒温7h后直至硅胶颗粒呈白色膜状，阶梯式升温的温度梯度具体为：40℃/1h、60℃/1h、80℃/1h、100℃/1h、120℃/1h、140℃/1h、170℃/1h、202℃/1h，所述步骤(4)中，升温速率为60℃/30min；
(3)脱模与镜面化，将步骤(2)中的硅胶成型后立刻进行脱模处理，脱模之后维持脱模温度不变，并且在双面均进行抛光处理形成镜面，硅胶的抛光采用650的硅胶磨头进行机械抛光；
(4)表面转性处理，按照比例将润滑剂和抗氧化剂进行均匀混合，并且在混合的过程中加入无水乙醇直至润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂成浆液状形成表面处理剂，在步骤(3)的毛坯外表面上均匀涂抹表面处理剂，并且使用表面处理剂填补未打磨成镜面的部分，涂抹完成后放入氮气箱逐渐升温至120℃烘烤贴附1.5h成型后再降温直至硅胶冷却至室温；
(5)边缘加护层制备，将所述氨纶纤维按照比例防水涂层后与金属纤维编织成矩形的织带状，所述氨纶纤维均匀分布在金属纤维外表面形成加护层，将编织形成加护层通过金属纤维固定在步骤(3)中已冷却的硅胶镜面内侧形成泳帽或泳镜。
实施例3：
如图1所示，本发明提供了一种技术方案：一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，按照重量份数由如下原料组成：
硅胶60份、双酚20份、聚乙烯20份、纳米硅8份、抗菌剂10份、发泡剂15份、润滑剂5份、抗氧化剂3份、紫外线吸收剂3份、氨纶纤维10份、金属纤维8份、防水涂层12份。
优选的是，所述抗菌剂由十大功劳、苦参和大黄按照等质量比混合均匀而成；所述润滑剂采用氯化镧或者碳酰胺中的任意一种或者两种按照等质量比的混合；所述紫外线吸收剂采用水杨酸苯酯；所述发泡剂采用碳酸钠或者碳酸氢钠中的任意一种或者两种按照质量比1:2的混合；所述金属纤维采用金属银或者铝纤维表面镀银。
另外，本发明还提供了一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，包括如下步骤：
(1)基料的配置，按照比例将硅胶、双酚和聚乙烯分别碎粉过100目筛后放入螺旋式侧卧混料机中进行充分混合，在混合后逐渐按照比例加入纳米硅和抗菌剂得到基料；
(2)面料的发泡成型，在步骤(1)中所得到的基料中加入去离子水和乙醇进行搅拌浆化，调整温度和PH值，调整温度为45℃，PH值为7.4，持续搅拌1h后按照比例加入发泡剂缓慢搅拌5小时后进行加温蒸发浓缩得到浓缩浆液，将浓缩浆液灌入泳帽或者泳镜样式模具中后放入焙烧炉中阶梯式逐渐升温至200℃，恒温8h后直至硅胶颗粒呈白色膜状，阶梯式升温的温度梯度具体为：40℃/1h、60℃/1h、80℃/1h、100℃/1h、120℃/1h、140℃/1h、170℃/1h、202℃/1h，所述步骤(4)中，升温速率为80℃/30min；
(3)脱模与镜面化，将步骤(2)中的硅胶成型后立刻进行脱模处理，脱模之后维持脱模温度不变，并且在双面均进行抛光处理形成镜面，硅胶的抛光采用300-1000的硅胶磨头进行机械抛光；
(4)表面转性处理，按照比例将润滑剂和抗氧化剂进行均匀混合，并且在混合的过程中加入无水乙醇直至润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂成浆液状形成表面处理剂，在步骤(3)的毛坯外表面上均匀涂抹表面处理剂，并且使用表面处理剂填补未打磨成镜面的部分，涂抹完成后放入氮气箱逐渐升温至120℃烘烤贴附2h成型后再降温直至硅胶冷却至室温；
(5)边缘加护层制备，将所述氨纶纤维按照比例防水涂层后与金属纤维编织成矩形的织带状，所述氨纶纤维均匀分布在金属纤维外表面形成加护层，将编织形成加护层通过金属纤维固定在步骤(3)中已冷却的硅胶镜面内侧形成泳帽或泳镜。
本发明中，术语“十大功劳、苦参和大黄”是指：可以是药材，也可以是其相应的提取物，提取物可以按照按照本技术领域常规的或者常用的方法，如煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水提醇沉、醇提水沉等方法制备而得，也可以是进一步提取分离获得的有效部位或者是有效部位的，也包括已经商品化的十大功劳、苦参和大黄提取物。
在发明中，还需要进一步解释的是，抗紫外线涂层能够有效的防止紫外线直射的危害，而在氨纶纤维上涂抹的防水涂层能够防止氨纶纤维由于长期浸水导致的变形变质，特别的是，能够防止细菌等在氨纶纤维上的滋生，能够提高卫生条件，硅胶加入纳米硅具有远红外线释放、抗菌的功效，而金属银可以杀死包括大肠杆菌、***、沙眼衣原体等650种细菌(而普通抗生素只能杀死5-6种不同抗生体)，且银不具有毒性，因此银纤维被广泛应用到纺织领域，使纺织物具有很强的抗菌和防电磁辐射性能，与弹性良好的氨纶纱混纺的纱线，不仅质地柔软，舒适不勒头，又起到抗菌作用。
通过以下测试方法研究了拉伸强度、抗菌能力、舒适程度和原料利用率等方面，任意选取上述按照制备方法在不同的实施例所制得的三个样品，分别记录为样品一、样品二、样品三、再取采用常见的常规硅胶泳帽或者泳镜作为对比样品，对其各项性能进行测试，包括拉伸强度(MPa)、舒适程度和原料利用率(％)，测试结果如下：
测试结果：从上述样品的测试中可以看出，本发明公开的抗菌泳帽或者泳镜的拉伸强度、舒适程度和原料利用率等方面都有很大的改善，这只是本发明实施例中所选择重要的参数测试结果，并不限制于本发明相关的其他性能参数的改善。
另外，在本发明中根据实际的需求，对生产的抗菌材料以及泳镜或者泳帽等进行抗菌性和防霉性能测试，具体的测试方法为：
测试过程中选取生产的黑色硅胶作为测试样品进行测试，测试要求具体为HG/T4301-2012、JIS Z2801；1010。抗菌性的测试结果如下表所示：
在防霉性能测试中，选取黑曲霉CGMCC35487、绿粘帚霉CGMCC33987、球毛壳霉菌CGMCC33601、出牙短梗霉CGMCC3837和绳状青霉CGMCC33875作为试验菌种，经过测试，防霉新能的测试结果为1级防霉，具体评价的描述即为痕量生长，长霉面积小于10％。
基于上述，本发明的优点在于，本发明采用面料混合的作用，在形成面料的过程中直接将具有抗菌作用以及提高卫生条件的材料融合在硅胶中再直接再次使得硅胶成型，具有完整的统一性结构，在使用的过程中能够防止灭菌成分丢失，而且通过发泡剂增加泳帽或者泳镜的空隙结构，能够大大减小泳帽或者泳镜本身的质量，更加轻便与舒适，在边缘上为了进一步提高与人体长时间接触而导致细菌滋生处的灭菌能力，加设金属银，利用银的灭菌能力来提高防护能力，特别是融合加入氨纶纤维能够提高佩戴的舒适性，具有耐曲挠、而且高防水度、环保无毒、可回收降解等优良特性，拥有优良的综合物理及化学性能；该工艺生产效率得到大大的提高，性能优良，生产工艺操作方便，成本较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成：
硅胶40-60份、双酚10-20份、聚乙烯15-20份、纳米硅6-8份、抗菌剂8-10份、发泡剂10-15份、润滑剂4-5份、抗氧化剂2-3份、紫外线吸收剂2-3份、氨纶纤维8-10份、金属纤维6-8份、防水涂层10-12份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，所述抗菌剂由十大功劳、苦参和大黄按照等质量比混合均匀而成。
3.根据权利要求1所述的一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，所述润滑剂采用氯化镧或者碳酰胺中的任意一种或者两种按照等质量比的混合。
4.根据权利要求1所述的一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，所述紫外线吸收剂采用水杨酸苯酯。
5.根据权利要求1所述的一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，所述发泡剂采用碳酸钠或者碳酸氢钠中的任意一种或者两种按照质量比1:2的混合。
6.根据权利要求1所述的一种应用于泳镜和泳帽的抗菌材料配方，其特征在于，所述金属纤维采用金属银或者铝纤维表面镀银。
7.一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)基料的配置，按照比例将硅胶、双酚和聚乙烯分别碎粉过100目筛后放入螺旋式侧卧混料机中进行充分混合，在混合后逐渐按照比例加入纳米硅和抗菌剂得到基料；
(2)面料的发泡成型，在步骤(1)中所得到的基料中加入去离子水和乙醇进行搅拌浆化，调整温度和PH值，持续搅拌0.5-1h后按照比例加入发泡剂缓慢搅拌4-5小时后进行加温蒸发浓缩得到浓缩浆液，将浓缩浆液灌入泳帽或者泳镜样式模具中后放入焙烧炉中阶梯式逐渐升温至120-200℃，恒温6-8h后直至硅胶颗粒呈白色膜状；
(3)脱模与镜面化，将步骤(2)中的硅胶成型后立刻进行脱模处理，脱模之后维持脱模温度不变，并且在双面均进行抛光处理形成镜面；
(4)表面转性处理，按照比例将润滑剂和抗氧化剂进行均匀混合，并且在混合的过程中加入无水乙醇直至润滑剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂成浆液状形成表面处理剂，在步骤(3)的毛坯外表面上均匀涂抹表面处理剂，并且使用表面处理剂填补未打磨成镜面的部分，涂抹完成后放入氮气箱逐渐升温至120℃烘烤贴附1-2h成型后再降温直至硅胶冷却至室温；
(5)边缘加护层制备，将所述氨纶纤维按照比例防水涂层后与金属纤维编织成矩形的织带状，所述氨纶纤维均匀分布在金属纤维外表面形成加护层，将编织形成加护层通过金属纤维固定在步骤(3)中已冷却的硅胶镜面内侧形成泳帽或泳镜。
8.根据权利要求7所述的一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，调整温度为30-45℃，PH值为6.2-7.4。
9.根据权利要求7所述的一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，硅胶的抛光采用300-1000的硅胶磨头进行机械抛光。
10.根据权利要求7所述的一种应用于泳镜和泳帽的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，阶梯式升温的温度梯度具体为：40℃/1h、60℃/1h、80℃/1h、100℃/1h、120℃/1h、140℃/1h、170℃/1h、202℃/1h，所述步骤(4)中，升温速率为40℃-80℃/30min。
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