CN109700120A - 一种石墨烯抗菌鞋垫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石墨烯抗菌鞋垫，其包括触肤层、抗菌功能层和弹性减震层，所述抗菌功能层的面料中含有石墨烯。本发明具有如下的有益效果：本发明中使用的抗菌物质是石墨烯微片，石墨烯由于其独特的二维结构，使得其均有优异的抗菌性，通过化学键连接方式使得石墨烯与化纤大分子相连接，进而使石墨烯均匀的分散在制备的化纤中，再由相应的化纤织成鞋垫用布料，用此种布料裁剪制成的鞋垫不仅拥有优异的抗菌性能，且不论是否有汗液，均有抗菌效果，同时由于石墨烯微片与布料大分子间是化学键链接，不易脱落流失，使得制成的鞋垫抗菌时效长，且耐洗涤。

Description

一种石墨烯抗菌鞋垫及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种石墨烯抗菌鞋垫及其制备方法，属于抗菌材料技术领域。

背景技术

脚是人体运行气血、贯穿上下脏腑和经络的重要起始部位，人体经过适度运动会在脚底排出汗液，特别是经过剧烈运动后，脚在所穿鞋子密闭性的小空间内会排出大量汗液，如果这些汗液不能及时排除，潮湿的鞋子会滋生细菌，导致脚臭和脚气的产生，并进而危害脚的健康。针对这种情况，很多企业和单位公开了很多抗菌除臭鞋垫的发明。

其中专利申请号201710422705.6中提到先配置抗菌乳液，再将鞋垫浸泡于抗菌乳液中，使得鞋垫上附着有抗菌剂，进而达到抗菌效果，此种方法虽然制备简单，但是鞋垫上的抗菌剂难以长久留存，随着使用次数的增加，其抗菌剂会慢慢流失，直至失去抗菌性能。专利申请号201611011560.2中使用银离子抗菌剂，在布料层内层中添加有银离子抗菌剂，银离子抗菌剂在于汗液接触后才会释放银离子，被释放的银离子溶于汗液进行抗菌除臭，该发明制备的抗菌鞋垫虽然拥有较好的抗菌性能，但是缺点也比较突出，其中银离子需要汗液才能抗菌、灭菌，在比较干燥的环境下抗菌效果不佳，同时该种鞋垫不耐洗涤，随着洗涤时银离子的流失，其抗菌效果会逐渐的降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种石墨烯抗菌鞋垫及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种石墨烯抗菌鞋垫，其包括触肤层、抗菌功能层和弹性减震层，所述抗菌功能层的面料中含有石墨烯。

作为优选方案，所述抗菌功能层的面料为含有石墨烯的无纺布或由含石墨烯的纱线编织而成的布料。

作为优选方案，所述含有石墨烯的无纺布为石墨烯丙纶纺粘无纺布。

作为优选方案，所述石墨烯丙纶纺粘无纺布的制备方法包括如下步骤：

制备石墨烯改性丙纶母粒；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布。

作为优选方案，所述石墨烯改性丙纶母粒的制备方法为：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的1～8％。

作为优选方案，所述触肤层的面料为天鹅绒布、莱卡网布、舒适长毛绒或3D透气网布。

作为优选方案，所述弹性抗震层的面料为EVA、海绵、硅胶、热塑性橡胶、乳胶或高弹聚氨酯。

一种如前述的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，其包括如下步骤：

将触肤层、抗菌功能层和弹性减震层通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

本抗菌功能面料实现抗菌效果的原理是：抗菌布料采用的原材料为石墨烯改性化纤，石墨烯改性化纤中含有均匀分布的石墨烯微片，使得由其织成的布料上也均匀分布着石墨烯微片，而石墨烯微片独特的“纳米刀”效应通过破坏细胞膜完整性，引起细菌结构破坏和功能紊乱；同时石墨烯使微生物自由基代谢平衡失调，产生大量活性氧自由基、使细菌发生酯质过氧化损伤、功能衰竭而亡。使得细菌无法在鞋垫中存活与繁殖，保护脚的健康。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中使用的抗菌物质是石墨烯微片，石墨烯由于其独特的二维结构，使得其均有优异的抗菌性，通过化学键连接方式使得石墨烯与化纤大分子相连接，进而使石墨烯均匀的分散在制备的化纤中，再由相应的化纤织成鞋垫用布料，用此种布料裁剪制成的鞋垫不仅拥有优异的抗菌性能，且不论是否有汗液，均有抗菌效果，同时由于石墨烯微片与布料大分子间是化学键链接，不易脱落流失，使得制成的鞋垫抗菌时效长，且耐洗涤。

2、根据标准ASTME2149测试，该布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为85％，大肠杆菌为79％，白色念珠菌为88％。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、触肤层；2、抗菌功能层；3、弹性减震层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种石墨烯抗菌鞋垫，其包括触肤层1、抗菌功能层2和弹性减震层3，其中，抗菌功能层2的面料中含有石墨烯。

实施例1

本实施例提供了一种图1所示的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的1％；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布；

将天鹅绒布作为触肤层面料、石墨烯丙纶纺粘无纺布作为抗菌功能层面料、EVA作为弹性抗震层面料，通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为85％，大肠杆菌为79％，白色念珠菌为88％。

实施例2

本实施例提供了一种图1所示的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的8％；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布；

将莱卡网布作为触肤层面料、石墨烯丙纶纺粘无纺布作为抗菌功能层面料、海绵作为弹性抗震层面料，通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为93％，大肠杆菌为85％，白色念珠菌为92％。

实施例3

本实施例提供了一种图1所示的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的4.5％；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布；

将舒适长毛绒作为触肤层面料、石墨烯丙纶纺粘无纺布作为抗菌功能层面料、硅胶作为弹性抗震层面料，通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为92％，大肠杆菌为81％，白色念珠菌为89％。

实施例4

本实施例提供了一种图1所示的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的2％；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布；

将3D透气网布作为触肤层面料、石墨烯丙纶纺粘无纺布作为抗菌功能层面料、热塑性橡胶作为弹性抗震层面料，通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为88％，大肠杆菌为80％，白色念珠菌为89％。

实施例5

本实施例提供了一种图1所示的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的3％；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布；

将3D透气网布作为触肤层面料、石墨烯丙纶纺粘无纺布作为抗菌功能层面料、高弹聚氨酯作为弹性抗震层面料，通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为99％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为87％，大肠杆菌为81％，白色念珠菌为89％。

对比例1

本对比例与实施例的区别仅在于，在制备石墨烯改性丙纶母粒中，改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的9％。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为95％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为80％，大肠杆菌为70％，白色念珠菌为80％。

对比例2

本对比例与实施例的区别仅在于，在制备石墨烯改性丙纶母粒中，改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的0.5％。

根据标准ASTME2149测试，本实施例中的石墨烯丙纶纺粘无纺布对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色念珠菌的抗菌率为90％。而且水洗50次后对金黄色葡萄球菌的抗菌率为70％，大肠杆菌为66％，白色念珠菌为79％。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，包括触肤层、抗菌功能层和弹性减震层，所述抗菌功能层的面料中含有石墨烯。

2.如权利要求1所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述抗菌功能层的面料为含有石墨烯的无纺布或由含石墨烯的纱线编织而成的布料。

3.如权利要求2所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述含有石墨烯的无纺布为石墨烯丙纶纺粘无纺布。

4.如权利要求3所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述石墨烯丙纶纺粘无纺布的制备方法包括如下步骤：

制备石墨烯改性丙纶母粒；

将所述石墨烯改性丙纶母粒和聚丙烯树脂混匀后，在150～200℃下挤出，再经过纺丝、冷却、牵引、成网、压辊、热轧、卷绕和分切，得到所述石墨烯丙纶纺粘无纺布。

5.如权利要求4所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述石墨烯改性丙纶母粒的制备方法为：

将改性氧化石墨烯与聚丙烯粉料物理混匀，在130～180℃下挤出，得到石墨烯改性丙纶母粒，其中，控制改性氧化石墨的添加量为聚丙烯粉料重量的1～8％。

6.如权利要求1所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述触肤层的面料为天鹅绒布、莱卡网布、舒适长毛绒或3D透气网布。

7.如权利要求1所述的石墨烯抗菌鞋垫，其特征在于，所述弹性抗震层的面料为EVA、海绵、硅胶、热塑性橡胶、乳胶或高弹聚氨酯。

8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的石墨烯抗菌鞋垫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将触肤层、抗菌功能层和弹性减震层通过粘贴或缝制的方法进行复合，得到石墨烯抗菌鞋垫。