一种抗氧化杀菌鞋的制作方法

本实用新型涉及鞋子领域，具体涉及一种抗氧化杀菌鞋。

背景技术：

鞋子是穿在脚上防止脚受到伤害的一种物品，在人类文明史前期是草鞋、布鞋，如今以皮鞋多见。皮鞋的透气性能远低于草鞋和薄布鞋，导致现在人多带有略微的脚气。

臭氧以氧原子的氧化作用破坏微生物膜的结构，以实现杀菌作用。臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速，与其它杀菌剂不同的是：臭氧能与细菌细胞壁脂类的双键反应，穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成份受损伤，而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透穿透膜，而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解并死亡。

经检索，公告号为CN100525665C公开了一种臭氧杀菌换气鞋，具体公开了在普通鞋体中安装臭氧发生器，并通过蜂巢式活塞式脚踏气泵压缩或放松蜂巢式活塞式脚踏气泵，完成臭氧气源供气或换气，以此杀菌的方式；该方案可以实现较好的鞋内杀菌功能，但是脚汗和臭氧会加强人体皮肤的氧化环境，使皮肤产生炎症；且该方案采用压电变压式高压发生器配合陶瓷臭氧发生片，无法产生氢气，工作不稳定，元件寿命短，有一定的危险性。

氧化自由基、细胞内钙离子超载、微血管损伤、炎症细胞的浸润及相关炎症因子的释放在黑色素的代谢过程中均发挥着重要作用。皮肤烧伤后，体内氧自由基产生和清除的动态平衡被破坏，如清除氧自由基能力降低或活性氧自由基产生过多，导致氧自由基蓄积，引发氧化应激。氢气是近年来研究比较活跃的领域，是继NO、HS和CO之后的又一具有重要生物活性的气体分子，同时目前尚未发现其有任何毒副作用，在疾病防治方面具有独特的发展空间口。很多与氧化应激有关的损伤都可以通过氢气疗法得到较好的效果，特别是对各种难以治愈的皮肤疾病是一个很好的选择。研究表明氢气能很快透过细胞膜和细胞器膜，弥散到亚细胞结构，如线粒体、细胞核等，发挥保护作用。富氢液是一种选择性的抗氧化剂，其主要作用是选择性清除自由基，减少活性氧的产生，减少氧化应激的损害。活性氧具有很强的氧化还原作用，可以和细胞的各种成分发生相互作用，引起一些膜和酶的功能改变，尤其是线粒体膜损伤，从而导致细胞损伤。其作用机制为：(1)氢气具有选择性抗氧化作用，选择性的降低羟基自由基和过氧亚硝酸阴离子浓度，但不会降低超氧阴离子自由基、过氧化氢及处于平衡状态的NO水平。减少组织细胞的脂质过氧化反应及DNA氧化，保护细胞功能；(2)抑制组织的炎症反应，从而保护和促进细胞组织的功能；(3)阻止和延缓细胞凋亡进程，加速损伤组织的修复。

现有技术中不乏利用臭氧对鞋子进行杀菌的技术，但一般采用高压发生器配合陶瓷臭氧发生片，无法产生氢气；而现有技术在鞋子上使用氢气基本是将氢气作为气垫使用，没有将氢气结合汗液作为脚部的保健技术，更没有简便切换氢气保健与臭氧杀菌且将两个功能集成一体的技术。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种抗氧化杀菌鞋，该抗氧化杀菌鞋能够根据需要产生氢气溶解在汗液中对脚部皮肤起到保健作用，治愈脚部皮肤的炎症，解决脚气问题，保护脚部皮肤，改善鞋子内部环境，使用更加舒适，而且可以简便的切换功能产生臭氧对鞋内进行杀菌消毒。

本实用新型的技术方案如下：

一种抗氧化杀菌鞋，包括水腔；一设置在水腔内可反转电极阴阳的PEM膜电解电极将水腔分隔为上腔和下腔；所述PEM膜电解电极包括依次层叠设置的第一电极、PEM膜和第二电极；所述第一电极和第二电极外表面分别贴覆有第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层；一控制电路控制PEM膜电解电极的电流和/或电压大小；一输气装置将上腔内产生的气体送入鞋内空间，同时，一排气装置将下腔内产生的气体排出外界。

其中，所述输气装置为活塞式脚踏气泵；所述输气装置包括进气腔和滑动套设在进气腔内的第一活塞；所述第一活塞上设置有回复装置，使得第一活塞在进气腔中往复滑动；所述上腔通过第一单向阀连通进气腔上部，连通部位设置有防水透气膜；所述进气腔还连通鞋内空间；所述第一活塞或进气腔壁上设置有连通外界、使外部空气单向进入进气腔的第二单向阀或单向透气膜；

其中，所述排气装置为活塞式脚踏气泵；所述排气装置包括排气腔和滑动套设在排气腔内的第二活塞，所述第二活塞与第一活塞联动；所述下腔通过第三单向阀连通排气腔上部，连通部位设置有防水透气膜；所述第二活塞或排气腔壁上设置有连通外界、使外部空气单向进入排气腔的第四单向阀或单向透气膜。

其中，所述抗氧化杀菌鞋设置有加热鞋内空间的加热层。

其中，所述抗氧化杀菌鞋的鞋面夹层内设置有连通进气腔的过气层；所述过气层设置有多个连通鞋内空间的喷气口。

其中，所述抗氧化杀菌鞋设置有震动脚部的震动膜。

其中，所述水腔内设置有水位传感器；所述水位传感器触发一控制器控制震动膜震动。

其中，所述抗氧化杀菌鞋还包括压电陶瓷和电池；所述压电陶瓷设置在进气腔内并由第一活塞的往复运动驱动发电；所述压电陶瓷通过一稳流电路与电池电连接。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型能够根据需要产生氢气溶解在汗液中对脚部皮肤起到保健作用，具有选择性抗氧化、抑制组织的炎症和阻止和延缓细胞凋亡进程的作用。

2、本实用新型设置的PEM膜电解电极可以通过电流大小简便的切换保健和杀菌功能。

3、本实用新型设置的第一活塞可以使在走路或跑步的过程中对脚部实施保健功能，进行贴身实时的保健，无需专门耗费使用者的时间。

4、本实用新型设置的第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层可以吸收储存水分，保障电解过程的连贯性，防止在走路和跑步过程中水腔内的水流波动影响电解效果。

5、本实用新型设置加热层可以在臭氧杀菌后或出汗后使水分快速烘干，改善鞋内环境，提高穿戴舒适度，还可以及时分解臭氧，使其快速溢散，还能在天气寒冷的情况下提高鞋内温度，防止冻疮。

6、本实用新型设置有震动膜和水位传感器，能在水腔内缺水的情况下及时提示，还可以对脚底进行按摩，放松脚部。

7、本实用新型设置有压电陶瓷，能利用走动或跑步过程中产生的能量发电，所发的电可以储存供电解使用，还可以通过外部接口对电子设备如手机充电。

8、本实用新型设置有槽和活性炭吸附层，可以通过简单的电极反转，控制产生臭氧的位置，从而在保健功能不需臭氧时，吸收可能产生的少量臭氧。

9、本实用新型的阴极阳极分列在两个腔室中，产生的气体单一纯净，有效提高作用效果。

10、本实用新型设置有进气装置和排气装置，装置结构简单，强度高，寿命长，可有效实现一体式的输进所需气体和排出所不需气体。

附图说明

图1为本实用新型抗氧化杀菌鞋的结构示意图；

图2为本实用新型抗氧化杀菌鞋的内面示意图；

图3为本实用新型抗氧化杀菌鞋的外部示意图；

图4为本实用新型抗氧化杀菌鞋的PEM膜电解电极结构示意图。

附图标记说明：

1-水腔、11-第一单向阀、12-PEM膜电解电极、121-第一活性炭纤维层、122-第一电极、123-PEM膜、124-第二电极、125-第二活性炭纤维层、13-水位传感器、14-进水口、17-上腔、18-下腔、2-进气腔、21-第一活塞、211-第二单向阀、3-过气层、31-喷气口、4-压电陶瓷、5-电池、6-加热层、7-震动膜、81-臭氧开关、82-加热开关、83-按摩开关、9-排气腔、91-第二活塞、92-第三单向阀、93-第四单向阀、94-固定板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。

参见图1至图4，一种抗氧化杀菌鞋，包括水腔1，水腔1可以设置在鞋底内，鞋跟内或鞋面外；优选的，抗氧化杀菌鞋的鞋底分为上层鞋底和下层鞋底，水腔1设置在上层鞋底与下层鞋底形成的空腔内；一设置在水腔1内可反转电极阴阳的PEM膜电解电极12将水腔1分隔为上腔17和下腔18；所述PEM膜电解电极12包括依次层叠设置的第一电极122、PEM膜123和第二电极124；所述第一电极122和第二电极124外表面分别贴覆有第一活性炭纤维层121和第二活性炭纤维层125；所述控制电路还控制切换第一电极122和第二电极124的阴阳；第一活性炭纤维层121和第二活性炭纤维层125可以吸收储存水分，保障电解过程的连贯性，防止在走路和跑步过程中水腔1内的水流波动影响电解效果；一控制电路控制PEM膜电解电极12的电流大小；PEM膜电解时，当电极单位面积内电子大于一定数值时，电解产生氢气和氧气，其中阳极上的氧气被转化成臭氧，而臭氧具有较强的杀菌功能；当电极单位面积电子小于一定数值时，电解产生氢气和氧气（以及极少数的臭氧，不足以产生杀菌功能），但阳极上的氧气不会被转化，氧气并没有杀菌功能，氢气溶解在汗液中形成富氢液具有还原功能，因此可以通过调节电流的大小来实现杀菌功能与保健功能的简便切换；此外，鞋底侧边上分别设置有连通上腔17和下腔18的可开闭的进水口14，方便向水腔1内注水和换水。

一输气装置通过踩踏和提脚动作将上腔17内产生的氢气或臭氧送入鞋内空间；所述输气装置为压力驱动的气囊式脚踏气泵(未示出)或活塞式脚踏气泵；所述活塞式脚踏气泵包括进气腔2和滑动套设在进气腔2内的第一活塞21；所述进气腔2上部通过第一单向阀11连通水腔1，第一单向阀11允许电解产生的气体从水腔1内流入进气腔2内，同时阻止进气腔2的气体回流到水腔1内；连通部位设置有防水透气膜，防止水腔1中的水流入进气腔2内；所述进气腔2还连通鞋内空间，具体的，所述抗氧化杀菌鞋的鞋面夹层内设置有连通进气腔2的过气层3；所述过气层3设置有多个连通鞋内空间的喷气口31，使气体在鞋内空间的分布更均匀，鞋子穿戴更舒适；所述第一活塞21通过一回复装置与进气腔2的上内壁连接，通过踩踏动作和回复装置在进气腔2中往复滑动。

一排气装置将下腔18内产生的气体排出外界；所述排气装置为活塞式脚踏气泵；所述排气装置包括排气腔9和滑动套设在排气腔9内的第二活塞91，所述第二活塞91与第一活塞21联动；所述下腔18通过第三单向阀92连通排气腔9上部，连通部位设置有防水透气膜；所述第二活塞91或排气腔9壁上设置有连通外界、使外部空气单向进入排气腔9的第四单向阀93或单向透气膜。

优选的，所述第一活塞21为工字形，底部为适合人体行走的弧形；上部通过回复装置，如弹簧与进气腔2上端连接；工字形第一活塞21上端的横片与进气腔2滑动密封套设，且在其上设置有第二单向阀211或单向透气膜，在压缩空气时可防止气体散发到空气中，回弹时能够吸收空气中的气体进入进气腔2；第二活塞91位于工字形第一活塞21靠近排气腔9一侧的空腔内，并与第一活塞21下端的横片固定连接；从排气腔9侧壁一侧延伸出的一弯折的固定板94形成排气腔9；第二活塞91在该排气腔9内密封滑动。

走路时，第一活塞21向上移动，压缩进气腔2使进气腔2内的气体进入鞋内空间对脚部进行作用；同时，第一活塞21带动第二活塞91上移，压缩排气腔9中的气体从第四单向阀93排出；第一活塞21上设置有第二单向阀211或单向透气膜，在压缩空气时可防止气体散发到空气中，回弹时能够吸收空气中的气体进入进气腔2；回弹时，第一活塞21带动第二活塞91下移，排气腔9容积增大，产生负压，将下腔18内的气体抽入排气腔9。

进一步的，所述抗氧化杀菌鞋内的鞋底上方设置有加热层6，可以在臭氧杀菌后或出汗后使水分快速烘干，改善鞋内环境，提高穿戴舒适度，还可以及时分解臭氧，使其快速溢散，还能在天气寒冷的情况下提高鞋内温度，防止冻疮。

进一步的，所述抗氧化杀菌鞋内还设置有震动膜7；所述水腔1内设置有水位传感器13；所述水位传感器13触发一控制器控制震动膜7震动；水位传感器13能在水腔内缺水的情况下及时提示，本实施例中，控制器通过MC指令，在一段时间内接收不到水位传感器13感应有水的信号的情况下才控制震动膜7震动；震动膜7还可以对脚底进行按摩，放松脚部。

进一步的，所述抗氧化杀菌鞋还包括压电陶瓷4和电池5，本实施例中，电池5设置在鞋底内；所述压电陶瓷4设置在进气腔2内并由第一活塞21的往复运动驱动发电；所述压电陶瓷4与电池5通过稳流电路电连接，能利用走动或跑步过程中产生的能量发电，所发的电可以储存供电解使用，还可以通过外部接口对电子设备如手机充电；此外，电池5还为震动膜7、加热层6以及PEM膜电解电极12供电。

进一步的，在所述抗氧化杀菌鞋外侧鞋面上还设置有臭氧开关81、加热开关82和按摩开关83，分别控制PEM膜电解电极12的制臭氧功能、加热层6的烘干加热功能以及震动膜7的震动功能的开启和关闭。

一种脚部保健方法，采用所述的抗氧化杀菌鞋，包括以下步骤：

①电解制氢：调节PEM膜电解电极12的电流，并控制上腔17中的电极为阴极，下腔18中的电极为阳极；

②进气、排气：上腔17产生的氢气通过扩散或输气装置输入鞋内空间；下腔18产生的氧气通过排气装置排出外界；

③氢气溶解：步骤②中进入鞋内空间的氢气溶解在鞋内的汗液中形成富氢液。

其中，在步骤③后或步骤①前还包括以下步骤：

④电解制臭氧：反转PEM膜电解电极12的阴阳极，调节PEM膜电解电极12的电流，上腔17中的电极为阳极，下腔18中的电极为阴极；

⑤臭氧杀菌：步骤④中上腔17内产生的臭氧进入鞋内空间对鞋内和脚部进行杀菌消毒；下腔18内产生的氢气通过排气装置排出外界；

⑥加热烘干：通电加热层6，加热层6对鞋内空间进行加热烘干，同时使残余的臭氧分解溢散。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。