一種抗氧化殺菌鞋的製作方法

2023-05-10 00:30:56 2

本實用新型涉及鞋子領域，具體涉及一種抗氧化殺菌鞋。

背景技術：

鞋子是穿在腳上防止腳受到傷害的一種物品，在人類文明史前期是草鞋、布鞋，如今以皮鞋多見。皮鞋的透氣性能遠低於草鞋和薄布鞋，導致現在人多帶有略微的腳氣。

臭氧以氧原子的氧化作用破壞微生物膜的結構，以實現殺菌作用。臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速，與其它殺菌劑不同的是：臭氧能與細菌細胞壁脂類的雙鍵反應，穿入菌體內部，作用於蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用於細胞內的核物質，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。臭氧首先作用於細胞膜，使膜構成成份受損傷，而導致新陳代謝障礙，臭氧繼續滲透穿透膜，而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解並死亡。

經檢索，公告號為CN100525665C公開了一種臭氧殺菌換氣鞋，具體公開了在普通鞋體中安裝臭氧發生器，並通過蜂巢式活塞式腳踏氣泵壓縮或放鬆蜂巢式活塞式腳踏氣泵，完成臭氧氣源供氣或換氣，以此殺菌的方式；該方案可以實現較好的鞋內殺菌功能，但是腳汗和臭氧會加強人體皮膚的氧化環境，使皮膚產生炎症；且該方案採用壓電變壓式高壓發生器配合陶瓷臭氧發生片，無法產生氫氣，工作不穩定，元件壽命短，有一定的危險性。

氧化自由基、細胞內鈣離子超載、微血管損傷、炎症細胞的浸潤及相關炎症因子的釋放在黑色素的代謝過程中均發揮著重要作用。皮膚燒傷後，體內氧自由基產生和清除的動態平衡被破壞，如清除氧自由基能力降低或活性氧自由基產生過多，導致氧自由基蓄積，引發氧化應激。氫氣是近年來研究比較活躍的領域，是繼NO、HS和CO之後的又一具有重要生物活性的氣體分子，同時目前尚未發現其有任何毒副作用，在疾病防治方面具有獨特的發展空間口。很多與氧化應激有關的損傷都可以通過氫氣療法得到較好的效果，特別是對各種難以治癒的皮膚疾病是一個很好的選擇。研究表明氫氣能很快透過細胞膜和細胞器膜，彌散到亞細胞結構，如線粒體、細胞核等，發揮保護作用。富氫液是一種選擇性的抗氧化劑，其主要作用是選擇性清除自由基，減少活性氧的產生，減少氧化應激的損害。活性氧具有很強的氧化還原作用，可以和細胞的各種成分發生相互作用，引起一些膜和酶的功能改變，尤其是線粒體膜損傷，從而導致細胞損傷。其作用機制為：(1)氫氣具有選擇性抗氧化作用，選擇性的降低羥基自由基和過氧亞硝酸陰離子濃度，但不會降低超氧陰離子自由基、過氧化氫及處於平衡狀態的NO水平。減少組織細胞的脂質過氧化反應及DNA氧化，保護細胞功能；(2)抑制組織的炎症反應，從而保護和促進細胞組織的功能；(3)阻止和延緩細胞凋亡進程，加速損傷組織的修復。

現有技術中不乏利用臭氧對鞋子進行殺菌的技術，但一般採用高壓發生器配合陶瓷臭氧發生片，無法產生氫氣；而現有技術在鞋子上使用氫氣基本是將氫氣作為氣墊使用，沒有將氫氣結合汗液作為腳部的保健技術，更沒有簡便切換氫氣保健與臭氧殺菌且將兩個功能集成一體的技術。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種抗氧化殺菌鞋，該抗氧化殺菌鞋能夠根據需要產生氫氣溶解在汗液中對腳部皮膚起到保健作用，治癒腳部皮膚的炎症，解決腳氣問題，保護腳部皮膚，改善鞋子內部環境，使用更加舒適，而且可以簡便的切換功能產生臭氧對鞋內進行殺菌消毒。

本實用新型的技術方案如下：

一種抗氧化殺菌鞋，包括水腔；一設置在水腔內可反轉電極陰陽的PEM膜電解電極將水腔分隔為上腔和下腔；所述PEM膜電解電極包括依次層疊設置的第一電極、PEM膜和第二電極；所述第一電極和第二電極外表面分別貼覆有第一活性炭纖維層和第二活性炭纖維層；一控制電路控制PEM膜電解電極的電流和/或電壓大小；一輸氣裝置將上腔內產生的氣體送入鞋內空間，同時，一排氣裝置將下腔內產生的氣體排出外界。

其中，所述輸氣裝置為活塞式腳踏氣泵；所述輸氣裝置包括進氣腔和滑動套設在進氣腔內的第一活塞；所述第一活塞上設置有回覆裝置，使得第一活塞在進氣腔中往復滑動；所述上腔通過第一單向閥連通進氣腔上部，連通部位設置有防水透氣膜；所述進氣腔還連通鞋內空間；所述第一活塞或進氣腔壁上設置有連通外界、使外部空氣單向進入進氣腔的第二單向閥或單向透氣膜；

其中，所述排氣裝置為活塞式腳踏氣泵；所述排氣裝置包括排氣腔和滑動套設在排氣腔內的第二活塞，所述第二活塞與第一活塞聯動；所述下腔通過第三單向閥連通排氣腔上部，連通部位設置有防水透氣膜；所述第二活塞或排氣腔壁上設置有連通外界、使外部空氣單向進入排氣腔的第四單向閥或單向透氣膜。

其中，所述抗氧化殺菌鞋設置有加熱鞋內空間的加熱層。

其中，所述抗氧化殺菌鞋的鞋面夾層內設置有連通進氣腔的過氣層；所述過氣層設置有多個連通鞋內空間的噴氣口。

其中，所述抗氧化殺菌鞋設置有震動腳部的震動膜。

其中，所述水腔內設置有水位傳感器；所述水位傳感器觸發一控制器控制震動膜震動。

其中，所述抗氧化殺菌鞋還包括壓電陶瓷和電池；所述壓電陶瓷設置在進氣腔內並由第一活塞的往復運動驅動發電；所述壓電陶瓷通過一穩流電路與電池電連接。

本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型能夠根據需要產生氫氣溶解在汗液中對腳部皮膚起到保健作用，具有選擇性抗氧化、抑制組織的炎症和阻止和延緩細胞凋亡進程的作用。

2、本實用新型設置的PEM膜電解電極可以通過電流大小簡便的切換保健和殺菌功能。

3、本實用新型設置的第一活塞可以使在走路或跑步的過程中對腳部實施保健功能，進行貼身實時的保健，無需專門耗費使用者的時間。

4、本實用新型設置的第一活性炭纖維層和第二活性炭纖維層可以吸收儲存水分，保障電解過程的連貫性，防止在走路和跑步過程中水腔內的水流波動影響電解效果。

5、本實用新型設置加熱層可以在臭氧殺菌後或出汗後使水分快速烘乾，改善鞋內環境，提高穿戴舒適度，還可以及時分解臭氧，使其快速溢散，還能在天氣寒冷的情況下提高鞋內溫度，防止凍瘡。

6、本實用新型設置有震動膜和水位傳感器，能在水腔內缺水的情況下及時提示，還可以對腳底進行按摩，放鬆腳部。

7、本實用新型設置有壓電陶瓷，能利用走動或跑步過程中產生的能量發電，所發的電可以儲存供電解使用，還可以通過外部接口對電子設備如手機充電。

8、本實用新型設置有槽和活性炭吸附層，可以通過簡單的電極反轉，控制產生臭氧的位置，從而在保健功能不需臭氧時，吸收可能產生的少量臭氧。

9、本實用新型的陰極陽極分列在兩個腔室中，產生的氣體單一純淨，有效提高作用效果。

10、本實用新型設置有進氣裝置和排氣裝置，裝置結構簡單，強度高，壽命長，可有效實現一體式的輸進所需氣體和排出所不需氣體。

附圖說明

圖1為本實用新型抗氧化殺菌鞋的結構示意圖；

圖2為本實用新型抗氧化殺菌鞋的內面示意圖；

圖3為本實用新型抗氧化殺菌鞋的外部示意圖；

圖4為本實用新型抗氧化殺菌鞋的PEM膜電解電極結構示意圖。

附圖標記說明：

1-水腔、11-第一單向閥、12-PEM膜電解電極、121-第一活性炭纖維層、122-第一電極、123-PEM膜、124-第二電極、125-第二活性炭纖維層、13-水位傳感器、14-進水口、17-上腔、18-下腔、2-進氣腔、21-第一活塞、211-第二單向閥、3-過氣層、31-噴氣口、4-壓電陶瓷、5-電池、6-加熱層、7-震動膜、81-臭氧開關、82-加熱開關、83-按摩開關、9-排氣腔、91-第二活塞、92-第三單向閥、93-第四單向閥、94-固定板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例來對本實用新型進行詳細的說明。

參見圖1至圖4，一種抗氧化殺菌鞋，包括水腔1，水腔1可以設置在鞋底內，鞋跟內或鞋面外；優選的，抗氧化殺菌鞋的鞋底分為上層鞋底和下層鞋底，水腔1設置在上層鞋底與下層鞋底形成的空腔內；一設置在水腔1內可反轉電極陰陽的PEM膜電解電極12將水腔1分隔為上腔17和下腔18；所述PEM膜電解電極12包括依次層疊設置的第一電極122、PEM膜123和第二電極124；所述第一電極122和第二電極124外表面分別貼覆有第一活性炭纖維層121和第二活性炭纖維層125；所述控制電路還控制切換第一電極122和第二電極124的陰陽；第一活性炭纖維層121和第二活性炭纖維層125可以吸收儲存水分，保障電解過程的連貫性，防止在走路和跑步過程中水腔1內的水流波動影響電解效果；一控制電路控制PEM膜電解電極12的電流大小；PEM膜電解時，當電極單位面積內電子大於一定數值時，電解產生氫氣和氧氣，其中陽極上的氧氣被轉化成臭氧，而臭氧具有較強的殺菌功能；當電極單位面積電子小於一定數值時，電解產生氫氣和氧氣（以及極少數的臭氧，不足以產生殺菌功能），但陽極上的氧氣不會被轉化，氧氣並沒有殺菌功能，氫氣溶解在汗液中形成富氫液具有還原功能，因此可以通過調節電流的大小來實現殺菌功能與保健功能的簡便切換；此外，鞋底側邊上分別設置有連通上腔17和下腔18的可開閉的進水口14，方便向水腔1內注水和換水。

一輸氣裝置通過踩踏和提腳動作將上腔17內產生的氫氣或臭氧送入鞋內空間；所述輸氣裝置為壓力驅動的氣囊式腳踏氣泵(未示出)或活塞式腳踏氣泵；所述活塞式腳踏氣泵包括進氣腔2和滑動套設在進氣腔2內的第一活塞21；所述進氣腔2上部通過第一單向閥11連通水腔1，第一單向閥11允許電解產生的氣體從水腔1內流入進氣腔2內，同時阻止進氣腔2的氣體回流到水腔1內；連通部位設置有防水透氣膜，防止水腔1中的水流入進氣腔2內；所述進氣腔2還連通鞋內空間，具體的，所述抗氧化殺菌鞋的鞋面夾層內設置有連通進氣腔2的過氣層3；所述過氣層3設置有多個連通鞋內空間的噴氣口31，使氣體在鞋內空間的分布更均勻，鞋子穿戴更舒適；所述第一活塞21通過一回復裝置與進氣腔2的上內壁連接，通過踩踏動作和回復裝置在進氣腔2中往復滑動。

一排氣裝置將下腔18內產生的氣體排出外界；所述排氣裝置為活塞式腳踏氣泵；所述排氣裝置包括排氣腔9和滑動套設在排氣腔9內的第二活塞91，所述第二活塞91與第一活塞21聯動；所述下腔18通過第三單向閥92連通排氣腔9上部，連通部位設置有防水透氣膜；所述第二活塞91或排氣腔9壁上設置有連通外界、使外部空氣單向進入排氣腔9的第四單向閥93或單向透氣膜。

優選的，所述第一活塞21為工字形，底部為適合人體行走的弧形；上部通過回復裝置，如彈簧與進氣腔2上端連接；工字形第一活塞21上端的橫片與進氣腔2滑動密封套設，且在其上設置有第二單向閥211或單向透氣膜，在壓縮空氣時可防止氣體散發到空氣中，回彈時能夠吸收空氣中的氣體進入進氣腔2；第二活塞91位於工字形第一活塞21靠近排氣腔9一側的空腔內，並與第一活塞21下端的橫片固定連接；從排氣腔9側壁一側延伸出的一彎折的固定板94形成排氣腔9；第二活塞91在該排氣腔9內密封滑動。

走路時，第一活塞21向上移動，壓縮進氣腔2使進氣腔2內的氣體進入鞋內空間對腳部進行作用；同時，第一活塞21帶動第二活塞91上移，壓縮排氣腔9中的氣體從第四單向閥93排出；第一活塞21上設置有第二單向閥211或單向透氣膜，在壓縮空氣時可防止氣體散發到空氣中，回彈時能夠吸收空氣中的氣體進入進氣腔2；回彈時，第一活塞21帶動第二活塞91下移，排氣腔9容積增大，產生負壓，將下腔18內的氣體抽入排氣腔9。

進一步的，所述抗氧化殺菌鞋內的鞋底上方設置有加熱層6，可以在臭氧殺菌後或出汗後使水分快速烘乾，改善鞋內環境，提高穿戴舒適度，還可以及時分解臭氧，使其快速溢散，還能在天氣寒冷的情況下提高鞋內溫度，防止凍瘡。

進一步的，所述抗氧化殺菌鞋內還設置有震動膜7；所述水腔1內設置有水位傳感器13；所述水位傳感器13觸發一控制器控制震動膜7震動；水位傳感器13能在水腔內缺水的情況下及時提示，本實施例中，控制器通過MC指令，在一段時間內接收不到水位傳感器13感應有水的信號的情況下才控制震動膜7震動；震動膜7還可以對腳底進行按摩，放鬆腳部。

進一步的，所述抗氧化殺菌鞋還包括壓電陶瓷4和電池5，本實施例中，電池5設置在鞋底內；所述壓電陶瓷4設置在進氣腔2內並由第一活塞21的往復運動驅動發電；所述壓電陶瓷4與電池5通過穩流電路電連接，能利用走動或跑步過程中產生的能量發電，所發的電可以儲存供電解使用，還可以通過外部接口對電子設備如手機充電；此外，電池5還為震動膜7、加熱層6以及PEM膜電解電極12供電。

進一步的，在所述抗氧化殺菌鞋外側鞋面上還設置有臭氧開關81、加熱開關82和按摩開關83，分別控制PEM膜電解電極12的制臭氧功能、加熱層6的烘乾加熱功能以及震動膜7的震動功能的開啟和關閉。

一種腳部保健方法，採用所述的抗氧化殺菌鞋，包括以下步驟：

①電解制氫：調節PEM膜電解電極12的電流，並控制上腔17中的電極為陰極，下腔18中的電極為陽極；

②進氣、排氣：上腔17產生的氫氣通過擴散或輸氣裝置輸入鞋內空間；下腔18產生的氧氣通過排氣裝置排出外界；

③氫氣溶解：步驟②中進入鞋內空間的氫氣溶解在鞋內的汗液中形成富氫液。

其中，在步驟③後或步驟①前還包括以下步驟：

④電解制臭氧：反轉PEM膜電解電極12的陰陽極，調節PEM膜電解電極12的電流，上腔17中的電極為陽極，下腔18中的電極為陰極；

⑤臭氧殺菌：步驟④中上腔17內產生的臭氧進入鞋內空間對鞋內和腳部進行殺菌消毒；下腔18內產生的氫氣通過排氣裝置排出外界；

⑥加熱烘乾：通電加熱層6，加熱層6對鞋內空間進行加熱烘乾，同時使殘餘的臭氧分解溢散。

以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。