论文部分内容阅读
随着消费者对脚部健康、舒适性要求的日益提高,各商家、厂家对内垫的重视程度也与日俱增,使内垫不仅具有缓解因长时间站立或行走而引起的脚底酸痛、减少疲劳、减缓震动等,而且对内垫的较好且长久保持足部干燥、清洁度等也提出了更高的要求。为提高内垫的吸汗、除臭、杀菌效果,各种内垫应运而生,如添加保健药物、使用透气性更好的纤维材料等,但药物有效期短,西药成分多为防腐剂、杀菌剂、除汗性激素,其对足部分泌系统具有一定的破坏作用,长期使用副作用大;透气性好的纤维材料内垫因成本高而难以被广大消费者接受。因此,能够很好调节鞋腔微气候且价格较低的内垫将会顺应市场的需求。目前,应人们回归自然的愿望和政府的节能减排战略,各种天然并带有保健功能的内垫越来越受欢迎,于是出现了棕编、竹编、草编制品等,但编织内垫做工复杂精细,价格昂贵。采用一种具有三维网状的天然纤维来取代上述各种需要人工编制的材料是人们研制各种内垫的发展方向。本论文以丝瓜络为原材料对其改性和抗菌整理来进行抗菌复合内垫的研制。丝瓜络内垫在市面上已有一定程度的应用,但在实际生产和使用过程中还存在诸多问题,如:纤维粗硬、触感差、容易返黄、抗菌能力差等。本课题在解决现有丝瓜络内垫物性问题的基础上,对其进行抗菌整理,赋予其良好的杀菌性能,通过三维复合方法,试制出天然环保、功效持久且外形满足消费者需求的内垫产品。在外观及物性方面,本课题在测试丝瓜络基本物理性能的基础上,首先对丝瓜络进行柔韧性化学改性,以解决丝瓜络纤维粗硬、舒适性差的问题;接着对丝瓜络进行漂白防黄处理,以解决返黄及外观问题。在抗菌性能方面,在测试丝瓜络对脚部代表性菌种的抗菌能力基础上,进行了抗真菌整理,赋予其良好的抗脚部真菌的功能。在提高穿用舒适性方面,通过三维复合技术试制内垫,并以主、客观方法评价复合内垫的舒适性能。研究及测试结果表明:(1)由物理性能检测结果知丝瓜络具有良好的物理性能,如:耐汗性(横向平均收缩率1.62%,纵向收缩率0.41%),断裂强力(平均值604.4N),耐屈挠性(纵向优等品,横向一等品),吸水率和解析率(吸水量为材料重的3倍左右,平均吸水率2106g/m~2,平均解析率98.27%),透气性(平均透气量为4507L/m~2·s)。各项测试指标均大于內垫标准要求,表明将丝瓜络用于制作内垫能满足内垫的力学性能要求和基本卫生性能要求。(2)比较各种设定的柔韧性化学改性方法,可知碱-尿素改性(丝瓜络浸入16%NaOH与1.6%尿素的混合溶液→80℃处理30min→脱碱→40℃酸浴8min→水洗→50℃烘1h)综合效果最优,柔软度达到空白样的2.366倍,实验过程安全、处理时间较短。(3)以处理后的白度、白度变化率表征处理效果,采用正交法优化后得漂白防黄工艺条件为:80℃下1%H2O2漂白1h,后用EDTA浸泡5min。此工艺条件下丝瓜络白度值较高、不易黄变、且处理时间短,可以有效的提高丝瓜络内垫漂白防黄性能,节省企业工业化成本。(4)通过振荡法对丝瓜络进行抗菌检测,可知其对脚部真菌、细菌代表菌种不具有抗菌作用。进行抗真菌整理后具有较高的抑菌率,对红色毛癣菌的抑菌率为92.46%,对白色念珠菌的抑菌率为88.55%。通过SEM检测发现抗菌溶胶粒子已成功附载于丝瓜络纤维表面或内部。且通过24h汗浸后对红色毛癣菌抑菌率下降2.60%,对白色念珠菌下降4.47%,下降后依然达80%以上,仍具有较好的抗菌作用。丝瓜络抗菌整理工艺为:轧余率70%~90%的二浸二轧,浸泡10s,预烘温度80℃、焙烘温度110℃、预烘时间3min、焙烘时间1.5min。(5)结合足底压力及受力面积、足部出汗最多部位、医学按摩,对丝瓜络复合内垫进行了结构设计,使内垫更加符合人机工程和舒适性的要求。利用软件绘制三维模型便于工业化生产加工。(6)对手工制作的丝瓜络复合內垫进行主客观检测,通过Novel鞋垫式足底压力测试仪可知:与普通丝瓜络内垫、EVA内垫相比,丝瓜络复合内垫可降低足底压强峰值和平均压强;通过主观评价触感、吸汗性、有无异味及黄变程度可知:丝瓜络符合內垫在穿用舒适性及外观指标方面明显优于其他两种内垫。