皮鞋透氣排汗功能發(fā)展現(xiàn)狀研究

王幫芬，羅雪玲，呂憲昊，劉曉影

1　人腳出汗情況及舒適性分析

長期研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)人腳皮膚平均溫度為28～33℃;鞋腔內(nèi)相對(duì)濕度在40～60%范圍內(nèi)時(shí),腳處于最佳舒適狀態(tài)。[1]當(dāng)人在行走或運(yùn)動(dòng)過程中，隨著體溫升高，血液循環(huán)加快，腳會(huì)分泌汗液。如果不及時(shí)對(duì)腳進(jìn)行透氣排汗，在高溫、高濕的情況下，鞋腔內(nèi)容易繁殖大量細(xì)菌，人腳易散發(fā)異味，甚至產(chǎn)生病變。

人腳主要通過排汗散發(fā)熱量，汗液在細(xì)菌的作用下分解出酸性物質(zhì),其對(duì)皮膚具一定刺激性，易使人腳產(chǎn)生腳氣、腳癬等腳病。為保證人腳在穿鞋狀態(tài)長時(shí)間處于良好的舒適狀態(tài)，如何將汗液從鞋腔內(nèi)快速排出，是鞋腔內(nèi)長時(shí)間保持干燥衛(wèi)生狀態(tài)將成為鞋子舒適性設(shè)計(jì)的重要考慮因素之一。人腳的不同部位，汗腺的分布情況不一樣，腳心及跖趾關(guān)節(jié)部位的汗腺分布密度最大，平均1平方厘米300-350個(gè)。汗腺分布最少的是腳掌、外踝及跟部。在設(shè)計(jì)鞋內(nèi)底部件時(shí)，根據(jù)汗腺的分布情況，選擇恰當(dāng)?shù)牟牧?、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在汗腺分布密度大的部位，充分考慮所選擇材料的吸濕和透氣性能，合理的排汗散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保濕氣能及時(shí)的被吸收或排除。

人體含有大量的水分,經(jīng)常有水分從皮膚表面蒸發(fā)。腳在靜止?fàn)顟B(tài)下、水分蒸發(fā)約0.5～1.6g/h,腳在中等負(fù)載時(shí)為1.8～3.2g/h,在負(fù)載很重時(shí)為6～12g/h。[2]因交感神經(jīng)系統(tǒng)控制汗腺的分泌及血管的收縮，當(dāng)汗液分泌過多時(shí)，人體會(huì)自動(dòng)關(guān)閉淺層皮膚的循環(huán)系統(tǒng)，造成對(duì)足部的供血不足，使足部皮膚濕冷。尤其在冬天，當(dāng)外界溫度比體溫(36～37℃)低很多時(shí)，汗液自身揮發(fā)也會(huì)帶走一部分熱量[3]，人腳散失熱量的速度迅速提高，如“汗腳”失去熱量的速度比“干腳”快25倍。當(dāng)人腳不斷散熱，鞋腔內(nèi)無法及時(shí)透氣排汗時(shí)，內(nèi)部溫濕度不斷升高，人腳大量出汗后熱量開始迅速流失，腳部逐漸發(fā)涼，最終可能導(dǎo)致凍瘡等疾病。

2　國內(nèi)外透氣排汗功能鞋發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們不再滿足于鞋款的造型設(shè)計(jì)或基本的穿著功能，對(duì)舒適性要求越來越高，尤其是常見的透氣性、透水汽性、吸濕性等方面的要求；在傳統(tǒng)的制鞋業(yè)已經(jīng)成熟的情況下，由于勞動(dòng)力成本、材料成本不斷提高，環(huán)保監(jiān)督越來越嚴(yán)格，制鞋企業(yè)生存越來越困難。為求生存，越來越多的企業(yè)開始尋求新的突破口，企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型，其中包括原創(chuàng)品牌、科技功能設(shè)計(jì)等，以此增加產(chǎn)品附加值?，F(xiàn)在許多鞋類公司相繼推出自己的產(chǎn)品，鞋子不僅可以保暖，還能定位、監(jiān)測(cè)、透氣排汗等，功能鞋市場成為企業(yè)新的利潤點(diǎn)；由于科技快速發(fā)展需要，目前國家政策大力扶持智能制造，其中智能穿戴也將成為鞋服飾品行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

在排汗透氣鞋擁有強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭的情況下，針對(duì)人們對(duì)鞋類產(chǎn)品的透氣性的普遍需求，各種排汗透氣鞋產(chǎn)品層出不窮。目前市場上出現(xiàn)的排汗透氣功能設(shè)計(jì)主要分為以下幾大類：

2.1　材料功能設(shè)計(jì)

將具有特殊理化性質(zhì)的材料應(yīng)用于鞋幫或鞋底中，使得鞋款該部件具備相應(yīng)理化性能。例如：2010年陳罘杲在《西部皮革》上發(fā)表的《LSMZ系列水氣單導(dǎo)式納米功能鞋的研究》一文里提到的LSMZ水氣單導(dǎo)式納米功能鞋，該鞋采用納米材料氧化鈦，氧化鋅復(fù)合材料在特定的條件下使改性后的納米粒子及納米薄膜構(gòu)成的鞋底，中底及鞋幫具有水油雙疏效應(yīng)且氣體能自由通過，具有排汗作用和抗菌作用。

2.2　技術(shù)功能設(shè)計(jì)

在鞋內(nèi)加入具有自動(dòng)化，半自動(dòng)化裝置，使鞋子具有智能排汗透氣功能。例如：Digitsole智能跑鞋，這款跑鞋的主要功能是通過佩戴者日常的走步路數(shù)消耗的卡路里了解其是否感覺寒冷，同時(shí)內(nèi)置加熱裝置，檢測(cè)到用戶感受到寒冷的相關(guān)反應(yīng)時(shí)自動(dòng)加熱；在2015年的《西部皮革》上，劉曉影等發(fā)表的《男鞋自排汗散熱功能研究》一文中提到的自排汗男鞋則是內(nèi)置散熱排汗裝置，通過測(cè)定鞋腔內(nèi)溫濕度變化，自動(dòng)調(diào)整裝置的運(yùn)作狀態(tài)，保證鞋腔內(nèi)溫濕度維持在腳體最舒適的范圍內(nèi)。

2.3　結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)

目前，市場上大部分的透氣排汗功能鞋都是通過結(jié)構(gòu)改良和改變孔洞結(jié)構(gòu)讓鞋子具有更好的排汗透氣性能。例如：GORE-TEXSURROUND OUTDOOR鞋品科技用創(chuàng)新性的“腳底透氣技術(shù)”讓戶外徒步者無論何時(shí)都能感受到腳部干爽，其所采用的獨(dú)特結(jié)構(gòu)利用汗氣通過GORE-TEX薄膜排至鞋底“透氣夾層”的開放結(jié)構(gòu)中，再由鞋側(cè)的“開窗式”透氣孔排出濕氣的透氣原理。不僅可以持久防水，還能加快腳部汗氣排出，保持腳部全天候干爽舒適。

2.4　綜合設(shè)計(jì)

將各種優(yōu)勢(shì)功能進(jìn)行組合應(yīng)用，賦予鞋子更多、更強(qiáng)大的功能，并針對(duì)不同消費(fèi)群體采用不同的功能組合，以適應(yīng)更多的消費(fèi)需求。

例如，雙馳兒童智能鞋，采用低多邊形風(fēng)格設(shè)計(jì)出TPU一體成型，采用最新的TPU貼合網(wǎng)布制作工藝，在減輕鞋品重量的同時(shí)增加其彈性，從而提高鞋品穿著的舒適性，更在耐磨性、耐曲折撕裂、抗寒、防霉抗菌等諸多方面提升了鞋品品質(zhì)。還無縫連接了智能穿戴設(shè)備，帶有GPS定位系統(tǒng)，防止兒童的走失。而雙馳另一款智能足球鞋同樣使用TPU貼合網(wǎng)布制作工藝，并內(nèi)置速度傳感器，記錄瞬間速度、最快速度、沖刺次數(shù)、步頻、移動(dòng)距離甚至高強(qiáng)度下的奔跑時(shí)間等關(guān)鍵性指標(biāo)，這些數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)同步到手機(jī)APP上，為球員個(gè)人的訓(xùn)練方向以及教練制定比賽戰(zhàn)術(shù)時(shí)提供數(shù)據(jù)支持。

綜上所述，目前國內(nèi)外的透氣排汗鞋市場涉足企業(yè)很多，但是主要在于革新鞋子結(jié)構(gòu)、采用高新科技材料以及加入高科技裝置于鞋內(nèi)，而達(dá)到透氣排汗的目的。在材料上實(shí)現(xiàn)特殊功能的鞋子現(xiàn)在已有許多，例如納米空調(diào)鞋，抗菌殺菌材料的抗菌除臭鞋等。但是將高新科技元件裝入鞋內(nèi)的鞋子就比較少，目前國內(nèi)外在這方面的應(yīng)用還處于探索階段。因此，透氣排汗功能鞋具有很大的發(fā)展空間。

3　皮鞋排汗散熱功能發(fā)展趨勢(shì)

3.1　材料方面

一雙皮鞋質(zhì)量的好壞，穿起來舒服與否，不但與設(shè)計(jì)、制作工藝有關(guān)，也與各部件材料的選擇密切相關(guān)。鞋材的性能影響著鞋腔內(nèi)的微氣候,決定鞋腔內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度，其中溫濕度是影響人腳舒適性和衛(wèi)生性能重要因素之一。選擇具有較好通透性、吸濕性的透氣型材質(zhì)，能夠提升鞋類產(chǎn)品排汗透氣性能。針對(duì)排汗散熱皮鞋的功能需求，鞋部件的材料選擇也有一定要求。

（1）面料：常見的透氣型材質(zhì)有具有良好透氣功能的天然材質(zhì)和具有某些特點(diǎn)或科技含量的合成材質(zhì)。常見合成革的衛(wèi)生性能遠(yuǎn)不如天然皮革,因此透氣排汗皮鞋的鞋面選擇天然皮為原料居多。在透氣鞋的研發(fā)過程中，通過一定的技術(shù)手段還可提升皮革透氣性能。近年研究較多的新型智能調(diào)溫纖維，是采用纖維制造技術(shù)與PCM(相變材料，phase change material)相結(jié)合而開發(fā)的智能纖維，具有雙向溫度調(diào)節(jié)作用。在外部環(huán)境升溫或降溫時(shí)，能夠主動(dòng)吸收或釋放熱量，保持溫度的恒定，使人體始終處于舒適的溫度范圍。這種纖維對(duì)溫度的控制具有一定的主動(dòng)性和智能性。[4]很適合用于排汗透氣鞋的制作。不僅能夠滿足人們對(duì)鞋靴舒適性的要求，而且能提升鞋靴產(chǎn)品的檔次及特色。

（2）里料：現(xiàn)階段主要選取以豬皮、山羊皮兩種皮為原料的皮里以及不同的紡織材料。美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家近期研發(fā)了一種低成本塑料材料，使用在服裝上，可以讓穿著者感覺涼爽，從而減少炎熱天氣人們對(duì)空調(diào)的依賴，減少能源浪費(fèi)。這種材料通過兩種方式幫助穿著者的身體釋放熱量，體感溫差可達(dá)4華氏度。該材料如用于皮鞋里料，能更好的發(fā)揮排汗散熱皮鞋的散熱性能。

（3）襯料：皮鞋的襯里是為了防止延伸變形并改善腳面觸感而使用的補(bǔ)強(qiáng)性材料，皮鞋襯里及膛底在透水汽性和吸水汽性方面起了很重要的作用。因此襯里應(yīng)選用具有良好透汽吸水性能的材料。諸如不易變形的紡織材料，以及皮革襯里，可以根據(jù)皮鞋的其他部件材料進(jìn)行選擇搭配。近幾年大熱的石墨烯材料作為排氣散熱皮鞋用材也能大有作為。如石墨烯3D多層微氣囊技術(shù)，能制造出超輕、高彈且具備殺菌功能的鞋墊;織入石墨烯納米線的紡織品，能發(fā)熱、能導(dǎo)電，還能防止靜電;用石墨烯制造的高透氣防水材料，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)85%的透氣率。

（4）不同材質(zhì)面料組合：選取以上性能相對(duì)較好的幫面材料,采用不同的加工工藝組合后,根據(jù)不同皮鞋的穿著要求進(jìn)行面料組合制作。

（5）底料：隨著高分子材料的發(fā)展，鞋底材料種類不斷增加。近年來由于環(huán)保意識(shí)的提高和人們對(duì)高品質(zhì)鞋類產(chǎn)品需求量的增大，鞋底材料更多采用NR，PVC，PU，TR和EVA等。在作為透氣排汗皮鞋鞋底，在選材時(shí)，應(yīng)該考慮防水耐磨性能和疏水性能。在不影響本身材料加工性能或影響極小的前提下,可以利用納米材料或高分子材料改性,選用多種材料進(jìn)行復(fù)配,制備新型的鞋底材料使之具備高強(qiáng)、高韌等性能。國內(nèi)外對(duì)納米粘土材料在塑料橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)行了廣泛深入的研究并且進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化階段,未來可以利用納米材料的特有功能對(duì)透氣排汗鞋底材料進(jìn)行性能改良,研制超輕、耐磨、防滑、防水的高性能鞋底。排汗透氣鞋在保證穿著舒適性后，如有其他特殊要求時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需求選擇鞋底材料。

（6）外觀上：最完美的鞋子應(yīng)該是美和其他功能并存的，排汗功能鞋除了具有除濕排汗效果之外，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)下時(shí)尚流行趨勢(shì)選用大眾喜歡的款式進(jìn)行設(shè)計(jì)，適當(dāng)在結(jié)構(gòu)上加入增高，緩震等其它附加功能，達(dá)到美且有益的狀態(tài)。

3.2　科技方面

現(xiàn)代科技快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，中國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期。隨著人們的生活水平逐漸提高，購買服飾不單單是為了保暖，更是對(duì)自我價(jià)值的一種實(shí)現(xiàn)，所以功能性的服飾和鞋子慢慢崛起。近年來，基于國家對(duì)智能制造的大力扶持，智能化和半智能化技術(shù)日趨成熟，云端服務(wù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸興起，智能鞋已經(jīng)進(jìn)入探索階段，由于鞋子的散熱排汗功能依然是當(dāng)今功能鞋的熱點(diǎn)，所以對(duì)未來智能鞋的功能設(shè)計(jì)趨勢(shì)有如下設(shè)想：

（1）半自動(dòng)，半智能化透氣排汗功能設(shè)計(jì)。例如，帶有溫濕度傳感器的電路板當(dāng)溫濕度達(dá)到臨界值時(shí)該裝置開始工作。這類裝置科技含量不高，但是效果很好能夠很好的解決現(xiàn)有鞋子無法解決的問題，而且利于大規(guī)模生產(chǎn)。

（2）高智能化透氣排汗功能設(shè)計(jì)。例如，由一系列的傳感器和一個(gè)后臺(tái)程序組成，可以實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，消費(fèi)者可以隨時(shí)的通過pc，平板，手機(jī)開關(guān)裝置，并且還可以賦予其他娛樂性功能。

除此之外，未來自排汗功能鞋還可從免洗，款式可變，太陽能蓄電等新方向考慮。在完善現(xiàn)有功能的同時(shí)，結(jié)合消費(fèi)者的需求，融合更多的實(shí)用性功能，提高顧客的用戶體驗(yàn)，將更好的產(chǎn)品呈現(xiàn)給顧客。

以上所述為本人對(duì)透氣排汗功能鞋的未來發(fā)展趨勢(shì)所思所想，隨著時(shí)代的發(fā)展，皮鞋功能性、舒適性研究、開發(fā)必將成為鞋類行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，本文中整合的現(xiàn)階段皮鞋透氣排汗功能發(fā)展現(xiàn)狀，以及提出的未來皮鞋排汗散熱功能研究發(fā)展可能性，望能夠?qū)ζば磥砉δ苄匝芯刻峁┯欣ㄗh。

參考文獻(xiàn)：

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