李文曉

（威海市產(chǎn)品質(zhì)量標準計量檢驗研究院，山東 威海 264209）

引言

鞋靴有著悠久的發(fā)展史，是人們保護腳不受傷的一種工具，鞋靴發(fā)展到現(xiàn)在，已形成了各種樣式及功能，鞋靴的舒適與否直接影響到人們的足部健康，甚至影響到穿戴者的身心感受[1]。

尤其是運動鞋、訓(xùn)練鞋對鞋靴的舒適性要求更高，涉及的指標更多，有合腳性、減震性能、能量回歸性能、熱濕舒適性、支撐穩(wěn)定性、壓感舒適性、彎折性能、輕量化等等，而其中防滑和減震是關(guān)系產(chǎn)品舒適性的首要因素。隨著消費者生活水平的不斷提高以及對體育運動的日益專業(yè)化，怎么增強且平衡鞋底的諸多性能，提高訓(xùn)練運動效果且能對穿著人群起到良好的防護性成為體能鞋的設(shè)計重點問題。

隨著科技的進步，鞋靴也在更新?lián)Q代，其產(chǎn)品的舒適性、防滑等性能也得到不斷提升，但產(chǎn)品的重量隨著高性能部件的增加也隨之加重，雖然在產(chǎn)品重量上進行了研究，但其重量和彈性改觀不是非常明顯?，F(xiàn)有的訓(xùn)練鞋在穿著訓(xùn)練時不便對鞋內(nèi)進行快速進氣和出氣，穿著者腳部與鞋面貼合導(dǎo)致透氣較差，且缺少后跟支撐件和足弓支撐裝置，特別是在高強度長時間的訓(xùn)練環(huán)境下不能很好的保護足部健康。

1 主要研究內(nèi)容

為解決現(xiàn)有訓(xùn)練鞋存在的缺陷，對鞋底材料工藝進行改進，鞋底結(jié)構(gòu)分為上下兩層，上層材料為EVA 發(fā)泡材料，下層采用硫化橡膠材料，采用雙密度一體注射復(fù)合和膠粘組合工藝，并在下層鞋底足弓位置裝有TPU 射出支撐板，在體能訓(xùn)練過程中可有效支撐足弓受力，降低對足弓的損傷，提高訓(xùn)練效果。

幫面采用無縫拼接幫面，利用TPU+織物拼接鞋面，保證產(chǎn)品輕盈透氣、柔韌耐折、貼合雙足，在運動過程中彎折靈活，幫面通過通氣層設(shè)計，使支撐透氣凸塊內(nèi)部與腳面之間形成透氣空腔，隨著腳部運動，鞋內(nèi)的空氣通過多個透氣孔散出鞋外，增強鞋腔內(nèi)外的換氣量，提高產(chǎn)品換氣性能。

后跟采用TPU 射出片開窗設(shè)計立體包裹后跟，提高產(chǎn)品對后跟支撐防護性能，減輕產(chǎn)品重量，使產(chǎn)品更加輕便有型。

2 主要創(chuàng)新點和先進性

（1）對鞋底結(jié)構(gòu)進行雙密度組合式設(shè)計，鞋底采用雙密度組合大底結(jié)構(gòu)，鞋底上層為EVA 發(fā)泡材料，進一步減輕鞋靴重量，主要起到輕質(zhì)、減震和緩沖作用，下層為硫化橡膠材質(zhì)，起到防滑耐磨功能，對外層鞋底進行防滑紋路設(shè)計，增強鞋底摩擦力，同時采用導(dǎo)泥槽立體溝渠設(shè)計，能迅速排走泥沙，增強多地形的適應(yīng)能力，能夠應(yīng)對各種復(fù)雜地形，保證在惡劣環(huán)境下的訓(xùn)練效果。

（2）通過在下層外底腰窩位置設(shè)置支撐部件，采用TPU 足弓支撐板設(shè)計，緩沖落地時身體對足弓的沖擊力，增強產(chǎn)品對足弓的防護效果，同時采用加厚中底設(shè)計，分散壓力，增強產(chǎn)品穩(wěn)定性。

（3）后跟立體包裹設(shè)計，后跟采用TPU 射出片開窗設(shè)計立體包裹后跟設(shè)計，提高產(chǎn)品對后跟支撐防護性能，減緩沖擊力，增強產(chǎn)品對腳踝的防護性能。鞋底的上端面從后到前依次固定連接有鞋頭襯片、側(cè)襯片以及后跟襯片，通過在左右襯片開孔并設(shè)置支撐半球型狀的透氣凸塊，保護后腳跟部，輕便有型，后跟開窗處嵌入反光材料，提高夜間訓(xùn)練的安全性。

（4）全新幫面拼接設(shè)計采用KPU 材質(zhì)與布面拼接設(shè)計，幫面采用無縫工藝網(wǎng)布，通過通氣層設(shè)計，使支撐透氣凸塊內(nèi)部與腳面之間形成透氣空腔，隨著腳部運動，鞋內(nèi)的空氣通過多個透氣孔散出鞋外，外部空氣同時通過多個透氣孔進入鞋內(nèi)，從而穿戴者穿戴該鞋體能訓(xùn)練時方便對鞋內(nèi)進行快速進氣和出氣，具有良好的透氣效果，避免穿戴者腳部與鞋面貼合導(dǎo)致透氣效率緩慢的問題，提高運動過程中的靈活性和透氣性。

3 主要研究方法和技術(shù)路線

3.1 EVA+橡膠材質(zhì)雙密度注射組合結(jié)構(gòu)外底技術(shù)

雙密度組合結(jié)構(gòu)外底注射技術(shù)是將鞋底結(jié)構(gòu)分為上下兩層，分別進行模具設(shè)計，使之完全吻合，底層模具內(nèi)放置TPU 支撐片，通過一次注射成型工藝將硫化橡膠、發(fā)泡橡膠進行復(fù)合成為一體，起到很好的輕質(zhì)減震作用。

3.2 鞋底足弓支撐板制作

鞋底支撐板取材為TPU 射出片，TPU 材質(zhì)具有質(zhì)輕、高強度、易成型特點，支撐板采用人機工程學(xué)設(shè)計，通過3D 掃描技術(shù)制取樣板，使支撐板結(jié)構(gòu)完全與足弓曲蹺度高度吻合，提高支撐的支撐性能。

3.3 立體包裹后跟制作

產(chǎn)品后跟部位采用立體包裹設(shè)計，加強支撐性，采用TPU 射出片開窗設(shè)計立體包裹后跟,將TPU 設(shè)計成半球形狀，并進行開窗設(shè)計，有效減輕后跟的重量，增強透氣性，開窗位置內(nèi)貼網(wǎng)布和反光材料，提高夜間訓(xùn)練的安全性。

3.4 輕質(zhì)透氣無縫拼接幫面制作

鞋面結(jié)構(gòu)為成型布面與KPU 材質(zhì)拼接設(shè)計，采用300D/72T低彈絲無縫工藝網(wǎng)布和KPU 熱熔襯布四層高溫?zé)釅航Y(jié)合結(jié)構(gòu)，后包跟采用熱塑性聚氨酯和麗新布、反光革、紗網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)熱壓組合再注射成型工藝。

4 體能訓(xùn)練鞋工藝流程

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5 性能測試

5.1 支撐板拉伸強度和拉斷伸長率測試方法

（1）試樣為啞鈴狀試樣，試樣總長度115 mm，端部寬度為25 mm，狹窄部分寬度為6 mm，狹窄部分長度33 mm，外側(cè)過度邊半徑為14 mm，內(nèi)側(cè)過度邊半徑為25 mm。

（2）用試樣裁片機裁剪至少3 塊試樣。試樣從硫化到試驗間隔為至少24 h，需要在溫度（23±2）℃、濕度50%±5%RH 的環(huán)境下放置至少3 h。

（3）將試樣對稱的夾在拉力試驗機的上、下夾具上，使拉力均勻的分布在橫截面上，安裝伸長計，設(shè)置好試驗條件和試樣規(guī)格后，啟動拉力試驗機，拉伸速度為（500±50）mm/min，直至試樣斷裂。若試樣在狹窄部分以外斷裂側(cè)舍棄該實驗結(jié)果，并另取一試樣進行重復(fù)試驗。

（4）試驗結(jié)果計算

5.2 鞋底壓縮復(fù)原率測試方法

（1）將鞋底樣品在溫度（23±2）℃、濕度50%±5%RH 的環(huán)境下放置至少8 h，然后在后跟中間平整位置截取高15 mm、直徑16 mm 的圓柱體3 塊，取樣后的樣品塊至少停放1 h。

（2）在樣品塊的中心點位置標出中心點，用游標卡尺測量出初始厚度。

（3）將測量好初始厚度的樣品塊依次等距離放置在壓縮率試驗機的兩夾具中，壓緊夾具至初始厚度的50%，然后直立放置24 h。

（4）從壓縮率試驗機上取出樣品至少停放2 h，然后測量中心點厚度為壓縮復(fù)原后的厚度。

（5）試驗結(jié)果計算

6 結(jié)論

該體能鞋靴通過對鞋底結(jié)構(gòu)、幫面成型工藝進行創(chuàng)新研究，且更加注重細節(jié)研究，對鞋底結(jié)構(gòu)進行雙密度組合式設(shè)計、鞋底足弓支撐板設(shè)計、立體包裹后跟設(shè)計和輕質(zhì)透氣鞋面設(shè)計等多種設(shè)計方式組合，同時前頭采用防撞鞋頭保護設(shè)計，反光后跟提高夜間訓(xùn)練安全性，提升了產(chǎn)品的舒適性、防護性和安全性[1]。