способ дезинфекции и дезодорации обуви

Формула изобретения

1. Способ дезинфекции и дезодорации обуви путем обработки ее внутренней полости озоновоздушной смесью, отличающийся тем, что озон продуцируется непосредственно в обуви при электрическом разряде с помощью озоногенератора, функциональные элементы которого вмонтированы в конструктивные элементы обуви.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрический разряд инициируют путем оказания деформирующего воздействия на расположенный в конструктивном элементе обуви пьезоэлемент, который используют в качестве источника разрядного напряжения.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что деформирующее воздействие на пьезоэлемент оказывают во время ношения обуви путем давления, производимого стопой пользователя на участок обуви, механически связанный с пьезоэлементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области санитарии и гигиены и может быть использовано для гигиенической обработки обуви, в частности рабочей, спортивной, военной.

При ношении обуви неизбежным является накапливание во внутренних ее полостях различных продуктов обмена веществ человека, вследствие чего появляется неприятный запах, а также создаются благоприятные условия для размножения патогенной микрофлоры, в частности грамположительных и грамотрицательных бактерий, синегнойной палочки, грибковой микрофлоры.

Для гигиенической обработки обуви широко используются способы, основанные на интенсификации воздухообмена во внутренних полостях обуви, для чего в ее конструктивных элементах организуют полости и каналы для циркуляции воздуха, нагнетаемого извне при движении пользователя [а.с. СССР N 1357007, А 43 В 7/06, опубл. 1987 г., а.с. СССР N 1674785, А 43 В 17/08, опубл. 1991 г.].

Указанные способы улучшают гигиенические свойства обуви, однако не обеспечивают дезинфицирующего эффекта.

Известны способы гигиенической обработки обуви с использованием в качестве дезинфицирующих и/или дезодорирующих агентов летучих химических соединений, которыми пропитывают специальные вкладыши или стельки [з-ка Яп. N 5-40561, А 43 В 13/04, опубл. 1993 г., з-ка РСТ N 93/06757, А 43 В 13/38, опубл. 1993 г.].

Однако указанные агенты являются дорогостоящими химическими веществами и относительно быстро расходуются при ношении обуви. Известен способ [за-ка Франции N 2702343, А 47 В 61/04, опубл. 16.09.94], в котором для дезинфекции и дезодорации обуви используют озоновоздушную смесь. Способ осуществляют на специальной установке, снабженной трубками, которые служат опорой для обуви и с помощью которых во внутреннюю полость обуви вводят озоновоздушную смесь, полученную с использованием озонатора.

Обработка обуви озоновоздушной смесью обеспечивает требуемый дезинфицирующий эффект, а также оказывает дезодорирующее действие. При этом положительным фактором является то, что озон обладает полной экологической безопасностью.

Однако необходимость предварительного озонирования потока воздуха с помощью озоногенератора, расположенного вне обуви, а также применение специальной системы для подвода озоновоздушной смеси во внутреннюю часть обуви усложняет и удорожает рассматриваемый способ.

В качестве ближайшего аналога выбран способ дезинфекции и дезодорации обуви путем обработки ее внутренней полости озоновоздушной смесью. При этом для обработки используют озон, продуцируемый при электрическом разряде. Этот способ реализуется при использовании прибора, описанного в патенте JP N 10137007 А, кл. А 43 D 3/12, опубл. 26.05.98 г. Недостатком этого способа является использование прибора, сложного по конструкции и размещенного вне обуви.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение и повышение экономичности способа гигиенической обработки обуви озоном.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе дезинфекции и дезодорации обуви путем обработки ее внутренней полости озоновоздушной смесью, согласно изобретению для обработки используют озон, который продуцируется непосредственно в обуви при электрическом разряде с помощью озоногенератора, функциональные элементы которого вмонтированы в конструктивные элементы обуви.

Кроме того, согласно изобретению электрический разряд инициируют путем оказания деформирующего воздействия на расположенный в конструктивном элементе обуви пьезоэлемент, который используют в качестве источника разрядного напряжения.

Кроме того, согласно изобретению деформирующее воздействие на пьезоэлемент оказывают во время ношения обуви путем давления, производимого стопой пользователя на участок обуви, механически связанный с пьезоэлементом.

Принципиальным в заявляемом способе является то, что в нем в качестве активного дезинфицирующего и дезодорирующего агента используют озон, который синтезируется непосредственно в обуви при инициировании электрического разряда.

Применение озона в качестве активного агента, вводимого во внутреннюю полость обуви, обусловлено широким спектром бактерицидного действия озона по отношению к различным патогенным микроорганизмам. При этом дезинфицирующий эффект возникает не только за счет уничтожения имеющей в обуви патогенной микрофлоры, но и за счет стерилизации среды в полостях обуви, благодаря чему предотвращается размножение микроорганизма. Кроме того, вводимый во внутреннюю полость обуви озон способствует устранению неприятного запаха.

Были проведены исследования общей микробной обсемененности образцов ткани после контакта ее с кожей ног в течение одного часа. Для исследования использовали стандартные микробиологические методики.

Было обнаружено, что состав патогенной микрофлоры включает стафилококки (Staphilococcus saprophitus), энтеробактерии (Е. Coli, Enterobacter spp.), споровую палочку и дрожжеподобные грибки (P.Candida).

После обработки обсемененных образцов ткани озоновоздушной смесью с концентрацией озона 0,007 мг/м³ в течение 15 мин, общее микробное число уменьшилось почти в 3 раза (3,7 х 10³ - до обработки, 1,3 х 10³ - после обработки).

Кроме того, в обработанных озоном образцах не были обнаружены микроорганизмы споровой палочки.

Таким образом, проведенные авторами исследования показали, что при обработке озоновоздушной смесью материала, обсемененного микрофлорой, появление которой обусловлено потовыделением ног, достигается высокий дезинфицирующий эффект даже при очень низких концентрациях озона (много меньше ПДК).

Конкретные значения концентраций озона и времени обработки обуви озоноводушной смесью выбирают в зависимости от степени загрязнения обуви и условий осуществления способа.

Поскольку для гигиенической обработки обуви не требуется создание высоких концентраций озона, а также поскольку обрабатываемая внутренняя полость обуви занимает относительно небольшой объем, авторы предлагают использовать озон, продуцируемый непосредственно в обуви с помощью малогабаритного и маломощного электроразрядного озоногенератора, функциональные элементы которого вмонтированы в конструктивные элементы обуви. Такой озоногенератор будет вырабатывать небольшие, но вполне достаточные для дезинфекции и дезодорации обуви порции озона. При этом за счет высокой проницаемости озона обеспечивается его поступление во внутренние полости обуви.

Указанный прием позволяет эффективно осуществлять гигиеническую обработку обуви без использования мощных и крупногабаритных озонирующих установок, а также специальной системы подвода озновоздушной смеси, что упрощает и удешевляет способ.

Кроме того, расширяются возможности реализации способа, так как обработку обуви можно осуществлять как в стационарных условиях, так и в процессе ношения обуви.

Авторами предложен оригинальный и экономичный вариант осуществления электрического разряда непосредственно в обуви с использованием прямого пьезоэлектрического эффекта. При этом электрический разряд инициируют путем оказания деформирующего воздействия на расположенный в конструктивном элементе обуви пьезоэлемент, который используют в качестве источника разрядного напряжения, подаваемого на электроды.

Использование пьезоэлемента в указанном качестве обеспечивает высокую экономичность способа за счет того, что для инициирования электрического разряда не требуется применения источника электрического питания.

Кроме того, малые габариты пьезоэлементов обеспечивают компактность схемы электрического разряда и простоту встраивания ее функциональных элементов в выбранные участки обуви.

В рассматриваемом варианте обработка обуви может осуществляться как в период, когда обувью не пользуются, так и во время ношения обуви. В первом случае деформирующее воздействие на пьезоэлемент оказывают, например, путем надавливания рукой на участок обуви, где размещен пьезоэлемент, или путем размещения обуви на динамическом стенде.

Наиболее простым и экономически выгодным является второй случай, когда деформирующее воздействие на пьезоэлемент оказывают без применения специального источника механического воздействия, а осуществляют при ходьбе или беге за счет давления, которое производит стопа пользователя на участок обуви, где расположен пьезоэлемент. Величина указанного давления оказывается вполне достаточной для деформации пьезоэлемента, так как на стопу приходится около 60% массы тела человека. В рассматриваемом случае целесообразным является такой режим, при котором осуществляется обработка обуви озоном с минимально возможной концентрацией в течение продолжительного времени, чем достигается поддержание стерильной среды в обуви в процессе ее ношения.

На чертеже представлен фрагмент обуви со встроенной в нее функциональной схемой электроразрядного озоногенератора, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ.

Способ реализуют следующим образом.

В конструктивных элементах обуви монтируют функциональные элементы электроразрядного озоногенератора, который включает источник 1 разрядного напряжения, соединенный с разрядными электродами 2, установленными с образованием разрядного промежутка. В качестве источника 1 разрядного напряжения использованы два параллельно включенных пьезоэлемента 3, изготовленных, например, из сегнетожесткой пьезокерамики типа ЦТС-23 или пьезокерамики средней сегнетожесткости типа ЦТБС-3.

Пьезоэлементы 3 и электроды 2 установлены, в частности, в полости 4 подошвы 5. В подошве 5 выполнено отверстие 6, обеспечивающее естественное поступление воздуха к разрядному промежутку между электродами 2. Для интенсификации процесса электросинтеза озона обувь может быть снабжена средством для принудительной подачи воздуха (или кислорода) в область разрядного промежутка между электродами 2 (не показано). Схема озоногенератора снабжена средством для замыкания и размыкания цепи электрического разряда, которое расположено в обуви таким образом, чтобы к нему осуществлялся свободный доступ со стороны пользователя (не показано). Кроме того, в подошву 5 вмонтирован механический трансформатор давления, служащий для передачи давления стопы на пьезоэлементы 3, который включает опорный элемент 7 с пазом 8 и выступающим вверх стержнем 9 малого сечения, а также контактную площадку 10, которая воспринимает давление стопы пользователя через, например, стельку 11. Пьезоэлементы 3 вмонтированы в половину паза 8 между стержнем 9 и стенкой опорного элемента 7. Стержень 9 поджат упругим элементом 12. Опорный элемент 7 выполнен из упругого материала (титана, алюминия, керамики, пластмассы и т.п.).

Для осуществления способа пользователь замыкает цепь озоногенератора, вмонтированного в конструктивные элементы обуви, после чего в процессе ношения обуви осуществляется ее дезинфекция и дезодорация.

При этом при каждом шаге происходит деформация пьезоэлементов 3 под воздействием веса тела пользователя. Давление Р₁ стопы пользователя, приложенное к участку S₁, площадь которого соответствует площади элемента 10, усиливается с помощью двухзвенного механического трансформатора давления и достигает значения

P₂ = P₁ K₁ K₂,

причем K₁ = S₁ : S₂, а K₂ = S₃ : S₂ T,

где S₂ - площадь поперечного сечения стержня 9;

S₃ - площадь сечения пьезоэлемента 3 в направлении, перпендикулярном действующему в пазу 8 механическому напряжению Т [см. "Источники мощного ультразвука", под ред. Л.Д.Розенберга, Наука, М., 1967, стр. 349 - 354].

В результате деформирующего воздействия на обкладках пьезоэлементов 3 возникает напряжение U, величина которого определяется величиной приложенного к пьезоэлементам 3 давления P₂, а также пьезо- и диэлектрическими свойствами материала и геометрическими параметрами пьезоэлементов 3. При достижении напряжения U величины, равной величине разрядного напряжения на электродах 2, в разрядном промежутке происходит электрический разряд, в котором синтезируется озон из кислорода воздуха. Продуцируемый озон проникает через естественные поры материала обуви в ее внутренние полости, производя дезинфицирующее и дезодорирующее действие.

Так, например, при весе пользователя 70 кг на электродах 2 разрядного промежутка индуцируется напряжение порядка 7 кВ, что обеспечивает устойчивое инициирование искрового разряда и, как следствие, генерацию озона в процессе ношения обуви. При этом количество генерируемого озона определяется параметрами вмонтированного в обувь озоногенератора.

По окончании процесса обработки обуви пользователь отключает цепь электрического разряда, после чего осуществляет дальнейшее ношение обуви без инициирования в ней электрического разряда.