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安全鞋防滑性研究

来源:AG8鞋业 作者:管理员 2015/8/28 16:11:19

防滑,是鞋底的最基本功能要求,但每年仍有众多人因穿鞋滑倒或跌倒而造成伤害事故。引发官司或造成消费者对品牌的失望。尽管因应不同的场地、不同的用途、不同的运动,或是不同类别的鞋子,对鞋底的防滑与止滑标准有着较大区别,但作为鞋底或鞋类制造厂商,在鞋底材料选择与鞋底设计时,仍应对其防滑功能足够重视。

鞋底防滑功能的影响因素
影响鞋底防滑与止滑的因素很多,如地面环境(干湿度、硬度、泥土地面、光滑石板面等),鞋底材料、鞋底花纹结构等。
一般在干燥地面上的防滑效果,常称为干式止滑。而在地面有水情况下的防滑效果,称为湿式止滑。在某些较特殊的工作环境或生活环境里,地面上存在的,可能就不只是一般的水,常常还有油脂,甚至是油和水共同存在。因此就有油式止滑和油加水的止滑,针对不同的环境,鞋子对于止滑功能的要求就有不同的鞋款与鞋底设计。
在日常生活环境中,干地上的止滑是最基本的要求。而干式止滑之中,包括常接触到的瓷砖、水泥地、柏油路、玻璃、人造地砖等等。在干式止滑的效果之中最主要的是考虑鞋底材质物化性能,尤其是其本身软硬度的问题,以及鞋底纹路与接触面的接触面积等。再者就是底纹设计。因此,本文主要探讨鞋底材料与花纹设计对鞋底防滑功能的影响。
在介绍材料与底纹设计之前,AG8先说明一下滑动的产生。人类穿鞋行走时,鞋底与地面不断接触与离开,这种相对运动(移动)在接触面处就会产生摩擦力,正是这种摩擦力的存在而避免了滑动,从而使止滑成为可能。摩擦力与接触面的塑性变形有关,产生的摩擦力越大,止滑效果就越好。


根据物理学上的摩擦定律,摩擦力与正向力及摩擦系数成正相关。正向力指的就是物体与运动方向垂直的力,摩擦系数则与两接触面的性质有关。通常接触面较粗糙时,摩擦系数会较大。在物体开始运动前(滑动或沿接触面运动)静摩擦力达到其极限值。
另外,实际接触面积越大,摩擦力也越大。因为,材质的软硬度不同,令材料发生瞬间形变也不同,因而其实际接触面积也不同。通常较软的材料在同样的冲击力作用下,其实际接触面积会增大,从而摩擦力会更高,止滑效果也相对提高。不过AG8不能为了止滑效果而放弃鞋底的耐磨性等其它的功能要求,而只能从中取最佳平衡点。

鞋底的材料选择
一般外底材料要求的共通特性应具备耐磨、耐水,耐油、耐热、耐压、耐冲击、弹性好、容易适合脚型、定型后不易变型、保温、易吸收湿气等,同时更要配合中底,在走路换脚时有刹车作用不致于滑倒及易于停步等各项条件。
鞋底材料可分为天然类底料和合成类底料两种。天然类底料包括天然底革、竹、木材等,合成类底料包括橡胶、塑料、橡塑合用材料、再生革、弹性硬纸板等。表1列出主要鞋底材料的基本物性。

鞋底的止滑设计
鞋底底纹的粗糙及高低不平,可以有效增加实际的接触面积,从而增加摩擦力,提高止滑效果。不同底纹的结构、粗细与深度,所产生的形变和与地面实际接触面积也不同。过细的纹路,在支撑人体时,容易磨损,造成止滑效果快速的减弱;过粗的底纹,在一般道路上的行走,形变降低造成止滑效果不佳。
鞋底纹的设计,在湿式介面的止滑效果更加重要,在湿式接触面的环境下,排水的底纹设计,直接影响鞋底的止滑效果。当鞋底与接触面之间有水存在时,鞋底纹路无法将水有效排除至底纹沟槽及鞋底两侧,水将存在于鞋底与地面之间,薄薄的水层起到了润滑的作用,极大地降低鞋底与地面之间的摩擦力,从而造成打滑现象。因此,鞋底纹路的设计,既要考虑干燥的接触面,也要同时考虑在有水湿润的接触面。

不过鞋底接触的表面常因不同的用途,而有不同的接触表面及不同的鞋底纹路结构设计,表2给出了常见的几种底纹设计。
综上,鞋底材料与花纹结构对其防滑止滑功能起着举足轻重的作用。目前,最具防滑止滑功能的鞋底设计是来自美国的Shoes for CrewsSFC)防滑底技术。该公司近30年的鞋度防滑设计与应用经验,是鞋底材料选择与花纹设计配合的最佳典范,拥有专利的微通道防滑花纹设计令其生产的防滑鞋,可在最极端的湿滑环境下使用。
SFC Mighty Grip鞋底采用独特的橡胶化合物制作,可以抓住地面微小糙面。其专利的微通道鞋底花纹可以使液体从鞋底排走,这种组合可以在所有类型的潮湿油滑地面上,实现难以置信的摩擦力,实现止滑。

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