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        船舶用布鞋的開發(fā)研究和性能測試

        2021-04-07 09:17:46李愛華
        紡織檢測與標(biāo)準(zhǔn) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:布鞋鞋底舒適性

        李愛華

        (蘇州市纖維檢驗院,江蘇蘇州215128)

        0 引言

        鞋品是人們?nèi)粘I畹谋匦杵?,其款式與樣式多種多樣,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大,因而對其功能性的要求也越來越多。在2015 年10 月,全國制鞋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和中國標(biāo)準(zhǔn)化雜志社出版了《鞋的分類與命名》雜志,并在雜志上依據(jù)功能性要求進(jìn)一步明確了鞋的分類,先后制定了旅游鞋、高爾夫球鞋等各類鞋的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

        而布鞋作為一種輕巧、方便的鞋品,常被用于日常生活,具有輕便、體積小、易清潔、成本低的特點。布鞋鞋面所用材料以各種織物為主,按材料成分劃分,包括了棉、麻、混紡等;以織造形式劃分,包括機織布和非織造布等。由于織物可改善鞋子的衛(wèi)生性、舒適性和穩(wěn)定性,因而布鞋具有輕、薄、透氣性好等特點,其尺寸延伸性小,規(guī)格穩(wěn)定。與皮革材料相比,織物性能分布均勻,通片一致,有利于套裁、疊裁,且布料價格低,可降低鞋類產(chǎn)品的原材料成本,因而布鞋的價格往往比皮鞋低數(shù)倍。

        2012 年11 月正式實施的QB/T 4329—2012《布鞋》標(biāo)準(zhǔn),明確將紡織品、針織品等布料為主要幫面材料的鞋類(包括膠黏鞋、縫制鞋、模壓鞋、硫化鞋和注塑鞋等)納入標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,規(guī)定了布鞋的分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等方面的內(nèi)容,明確了耐折性能、耐磨性能、剝離強度、硬度、感官質(zhì)量、禁用偶氮染料、甲醛、摩擦色牢度等的測定方法和要求。

        1 船舶用布鞋的特點及要求

        因船舶艙室相對封閉,工作人員的生活條件和工作條件與陸地等開放區(qū)域相比要差得多,船員的作息情況與工作崗位密切相關(guān),常需輪班,工作強度較高,無法連續(xù)休息,且他們長期處于艙室之中,環(huán)境相對密封,活動空間受限,再加之生活用水不足,使得他們的個人衛(wèi)生條件嚴(yán)重受限。一旦人體出汗后無法及時清洗,汗液就存留于皮膚上,尤其人體腳部的運動汗腺密度比其他部位高,出汗量大,汗液長時間積累會造成異味,影響生活和工作環(huán)境。因此,有必要開發(fā)輕便、透氣、衛(wèi)生的功能布鞋,提高工作人員的舒適性。本試驗主要從船舶工作人員的需求出發(fā),從材料、結(jié)構(gòu)和工藝方面研究入手,對現(xiàn)行的布鞋進(jìn)行改進(jìn),通過改善產(chǎn)品外觀和改進(jìn)加工工藝,提高產(chǎn)品的舒適性、衛(wèi)生性能及耐用性,滿足工作人員的生活和工作需求。

        鑒于船舶工作人員對鞋子輕便性、合腳性以及款式結(jié)構(gòu)符合腳部生理特點等方面具有明顯的要求,同時也要求鞋子應(yīng)具有良好的穿脫方便性,穿著后形態(tài)美觀、狀態(tài)穩(wěn)定,既不對腳部造成明顯束縛,又要和腳部實現(xiàn)良好的貼合,因此開發(fā)的船舶用布鞋應(yīng)具備:透氣性和舒適性,以保證汗液及時蒸發(fā)、避免積累;款式結(jié)構(gòu)既要考慮人體的生理特點,也要考慮崗位活動的需求;輕便性,船舶用布鞋應(yīng)盡可能輕;衛(wèi)生性,具有一定的抑菌性。

        2 布鞋材料的開發(fā)與性能指標(biāo)

        2.1 船舶用布鞋材料的研究與優(yōu)選

        布鞋材料包括幫面材料、鞋底材料等,需解決材料的舒適性、實用性等問題。由于船舶用布鞋材料既要考慮其透氣性、舒適性、輕便性,又要考慮最終成品的形態(tài)穩(wěn)定性和牢固性,因而船舶用布鞋的幫面、鞋底材料應(yīng)優(yōu)選可改善透氣性、提高實用性、減輕質(zhì)量、確保耐用性等方面的材料。

        2.1.1 幫面材料

        幫面材料應(yīng)具有伸縮性好、尺寸相對穩(wěn)定、壓縮回彈性好、壽命長等特點。緯編織物的橫向延伸性較好,但線圈易脫散;經(jīng)編織物的伸長性和拉伸性相對小一些,但可以減少因斷紗、破洞引起的線圈脫散疵點,且經(jīng)編織物的形態(tài)更穩(wěn)定,質(zhì)量輕,微氣候效應(yīng)和壓縮彈性好,在制鞋行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。

        與海綿材料相比,經(jīng)編間隔織物的透氣性高,熱阻和濕阻均具有優(yōu)勢,能夠傳遞更多的熱量和水氣,可以在較短時間內(nèi)達(dá)到熱濕傳遞平衡,更好地調(diào)節(jié)微氣候環(huán)境,避免悶熱、潮濕,提高舒適性。在未經(jīng)重壓時,海綿的回復(fù)功為經(jīng)編間隔織物的56.0%,壓縮1 000 次后為46.8%;壓縮50 000 次后為43.8%,說明經(jīng)編間隔織物的初始回復(fù)能力和耐久回復(fù)能力均優(yōu)于海綿,也意味著其使用壽命更長。因此,經(jīng)編間隔織物無論是抵抗輕壓,還是重壓的能力都優(yōu)于海綿。

        一般經(jīng)編織物主要以3種形式存在:表層和間隔層都采用紗線編織,間隔紗采用柔性好的紗線,紗線主要起連接兩表層的作用,間隔層不穩(wěn)定,織物手感柔軟,柔順感好,厚度大,具有雙面效應(yīng),常用于裝飾或床上用品等;表層采用長絲紗編織,間隔層采用單絲編織,間隔層較為穩(wěn)定,織物的柔性、穩(wěn)定性和彈性較好,常作為功能服裝襯里面料與運動鞋面料;表層和間隔層均采用單絲編織,間隔層穩(wěn)定性強,織物的穩(wěn)定性和抗壓彈性好,常用作襯墊材料。因此,在基于增加透氣性、衛(wèi)生性、耐用性的前提下,選用表層采用長絲、間隔層采用單絲的經(jīng)編間隔織物,且織物彈性介于緯編織物和機織物之間。為提高形態(tài)穩(wěn)定性,增加織物強度,可選用滌綸紗線,其間隔層選用滌綸單絲;為增加船舶用布鞋的牢度和保持產(chǎn)品形態(tài)的穩(wěn)定,選用牛皮作為幫面材料的一部分,置于幫面中部,起到支撐和穩(wěn)定形態(tài)的作用,而且該護(hù)皮一直沿伸至前部,對前幫也起到保護(hù)作用[1]。

        2.1.2 鞋底材料

        對于鞋底材料,主要考慮材料的面密度、工藝成熟度、耐用性與耐老化性等。橡膠大底技術(shù)成熟,耐磨性好,但面密度大,穿著負(fù)荷較重,且噪聲較大;發(fā)泡橡膠大底輕巧耐磨、彈性優(yōu)良、抗撕裂性能好、耐老化、耐腐蝕,但耐磨性不及橡膠,制作工藝復(fù)雜,可減重,降低行走噪聲,即便在-20 ℃的低溫下也不易斷裂,因?qū)ζ浼兌群腿犴g性要求極高,導(dǎo)致成本較高;聚氨酯大底技術(shù)成熟,面密度低,但不耐貯藏,其耐老化性較差;EVA材料具有輕質(zhì)、彈性好的特點,但在耐磨、止滑方面不及橡膠[2]。目前,在制鞋行業(yè)出現(xiàn)了兩種材料于一體的鞋底,即綜合不同材料的優(yōu)勢,實現(xiàn)鞋底的多功能性,如:橡膠+改性EVA 一次注塑發(fā)泡的鞋底,就是將橡膠耐磨、止滑和EVA 輕質(zhì)、彈性結(jié)合到一起。不同鞋底材料的性能詳見表1。

        表1 橡膠、發(fā)泡橡膠和聚氨酯鞋底的特性

        2.2 布鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計

        布鞋產(chǎn)品根據(jù)其結(jié)構(gòu)可以分為系帶式和無帶式兩種類型。系帶式的鞋子,在穿鞋前需要將鞋帶拉開、整理,穿后需要將鞋帶扎緊固定,穿后雖然牢固程度較高,不易松脫,但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,需單獨設(shè)置鞋舌,穿脫前都需整理或解開鞋帶,耗時較長,不能快速穿脫,且系帶方法不當(dāng)時鞋帶還易松脫,有時甚至?xí)谷顺霈F(xiàn)牽絆現(xiàn)象。

        無鞋帶式在結(jié)構(gòu)上取消了鞋帶,由于產(chǎn)品形態(tài)和穿后一致,所以在穿著時統(tǒng)口的形狀有一個改變和恢復(fù)的過程。在結(jié)構(gòu)處理上可以通過以下方式進(jìn)行改變:在鞋舌側(cè)面設(shè)置松緊帶結(jié)構(gòu),可設(shè)計成單側(cè)或雙側(cè)兩種,該樣式在許多布鞋產(chǎn)品中較為常見,但在征求客戶意見時,大部分認(rèn)為樣式比較陳舊,且松緊帶影響鞋子的整體外觀;鞋面采用彈性材料,并在統(tǒng)口一周設(shè)置松緊帶,穿鞋前,利用面料和松緊帶的彈性拉大統(tǒng)口,放腳、提后幫,統(tǒng)口因其固有的彈性自然收緊,鞋子自然地貼合在腳部,這種方式可使鞋子始終處于穩(wěn)定的形態(tài),美觀性較好,可實現(xiàn)快速穿、脫。

        2.3 布鞋工藝設(shè)計

        鞋底材料有橡膠、織物(用于納底)、乙烯基(PVC)、人造橡膠(熱塑彈性體TPE/TPR)、醋酸乙烯共聚物(EVA樹脂)、聚氨酯(PU)、苯乙烯(TPES)和熱塑橡膠(TPR)等。布鞋的工藝較為多變,包括縫制、膠黏、注塑、硫化等。不同的工藝導(dǎo)致了不同的成品狀態(tài),且納底類產(chǎn)品更多地被硫化與膠黏類產(chǎn)品代替。各種鞋子在制造工藝方面存在明顯的差異,如縫制、膠黏、注塑、模壓、注膠、硫化等,且每種工藝都有其優(yōu)點和不足之處。綜合分析常見布鞋的加工工藝,從膠黏、硫化、縫制等工藝方面進(jìn)行研究和優(yōu)選,重點考慮技術(shù)的成熟度、產(chǎn)品的穩(wěn)定性等因素。

        2.4 布鞋性能

        經(jīng)多次反復(fù)試驗和篩選,最終優(yōu)選的船舶用布鞋的性能指標(biāo)詳見表2,其各項性能指標(biāo)根據(jù)測試方法均滿足要求。

        3 結(jié)論

        (1)依據(jù)船舶用布鞋需透氣性、舒適性和輕便性好,且具有一定的衛(wèi)生要求等特點,從材料、結(jié)構(gòu)和工藝方面進(jìn)行分析研究、改進(jìn),提高了產(chǎn)品的舒適性和衛(wèi)生性能,改善了產(chǎn)品外觀,并改進(jìn)了產(chǎn)品加工工藝,保障了工作人員的穿著舒適性和產(chǎn)品的耐用性。

        表2 船舶用布鞋性能檢測結(jié)果

        (2)采用低幫、軟口、外統(tǒng)口松緊帶、無鞋帶的設(shè)計;鞋幫面采用滌綸經(jīng)編間隔網(wǎng)眼布,鞋幫采用牛反絨皮,鞋墊采用漢麻草本縫編非織造布;鞋底為橡膠和EVA 改性發(fā)泡注塑,并采用橡膠大底,采用冷黏工藝,可以實現(xiàn)船舶用布鞋舒適性和功能性的統(tǒng)一,有利于實現(xiàn)高效的生產(chǎn)加工。

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