運(yùn)動(dòng)鞋用針織織物設(shè)計(jì)與熱濕舒適性能研究

劉勇雄

摘? 要：在人們生活中，鞋子具有非常重要的地位。社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)物質(zhì)生活水平的提高，同時(shí)也得益于運(yùn)動(dòng)健康觀念的持續(xù)影響，大眾對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的品質(zhì)和功能提出了更高的要求。質(zhì)量上乘的運(yùn)動(dòng)鞋，滿足用戶對(duì)其需要的同時(shí)，在裝飾方面同樣能夠起到良好的效果。因而，針織鞋面材料越來(lái)越多地受到紡織業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注。而采用針織鞋面的運(yùn)動(dòng)鞋因?yàn)槊烙^、實(shí)用、舒適等諸多優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)必將成為運(yùn)動(dòng)鞋市場(chǎng)上各大品牌競(jìng)爭(zhēng)的主力軍。相對(duì)低廉的成本，簡(jiǎn)單的生產(chǎn)過(guò)程，針織鞋面在舍棄了傳統(tǒng)制鞋環(huán)節(jié)中縫制、切割等流程。廠家只需要將針織鞋面與鞋底進(jìn)行黏合即可得到一雙成品鞋。該文將簡(jiǎn)要概述針織織物技術(shù)在運(yùn)動(dòng)鞋熱濕舒適性方面的設(shè)計(jì)和分析。

關(guān)鍵詞：針織織物? 運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)? 熱濕舒適性分析

中圖分類號(hào)：TS186 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（a）-0055-02

Abstract： Shoes play a very important role in people's market life. The development of society has brought about the improvement of material living standards， but also benefited from the sustained impact of sports health concept， the public put forward higher requirements for the quality and function of sports products. The high quality sports shoes can satisfy the users'needs， and also have good effect in decoration. As a result， knitted shoe upper materials are receiving more and more attention from textile industry and other related industries. Because of its beauty， practicality and comfort， sports shoes with knitted upper will become the main competition force of major brands in the sports shoes Market in the future. Relatively low cost， simple production process， knitted upper in the abandonment of traditional shoemaking links sewing， cutting and other processes. The manufacturer only needs to bond the knitted upper to the sole to get a pair of finished shoes. This paper will briefly outline the design and analysis of knitted fabric technology in the thermal and wet comfort of sports shoes.

Key Words： Knitted fabrics; Sports shoes design; Thermal and wet comfort analysis

針織織物面料因其特有的網(wǎng)狀線圈結(jié)構(gòu)，在富有彈性的同時(shí)，又能快速地進(jìn)行濕熱傳遞，同時(shí)在抑制細(xì)菌滋生等方面也表現(xiàn)出眾。針織織物技術(shù)在運(yùn)動(dòng)鞋的不同區(qū)域采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既保證了鞋子的舒適性又迎合了消費(fèi)者的審美。當(dāng)前市場(chǎng)上針織鞋面技術(shù)主要有經(jīng)編鞋面材料、橫編鞋面材料和緯編鞋面材料3種類型。與其他材料不同，針織鞋面的編織原理是針織技術(shù)，且顏色豐富，款式新穎[1]。區(qū)別于皮革、橡膠等材料高污染的制造過(guò)程，針織鞋面僅通過(guò)相關(guān)設(shè)備直接加工成型，符合綠色發(fā)展的內(nèi)在要求。鞋面上遍布的網(wǎng)眼，讓鞋子擁有非常好的透氣性能，從根本上杜絕了腳臭情況的出現(xiàn)。

1? 針織織物設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

針織織物始終是國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)重點(diǎn)研究的課題之一。國(guó)內(nèi)著名的橫機(jī)制造企業(yè)在數(shù)年前就紛紛推出了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專業(yè)鞋面生產(chǎn)橫機(jī)[2]。在織物強(qiáng)度的探索過(guò)程中，特種纖維熱絡(luò)絲和低烙點(diǎn)皮巧絲等新型材料的出現(xiàn)進(jìn)一步豐富了針織織物技術(shù)。正是因?yàn)橛辛顺墒斓纳a(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)各大運(yùn)動(dòng)品牌也于近些年紛紛推出自己的針織鞋面運(yùn)動(dòng)鞋。

當(dāng)下，鞋材透氣性、保溫效果以及穿著過(guò)程中腳部溫度變化和舒適性等方面的評(píng)價(jià)一直是國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的重要方向。但是這些研究仍然停留在主觀判斷的層面。國(guó)內(nèi)相關(guān)問(wèn)題的科學(xué)定量分析始終是一個(gè)較為欠缺的短板，而這種定量分析的方法在諸如服裝等領(lǐng)域已經(jīng)是非常成熟的研究方法。

國(guó)際上對(duì)鞋面針織技術(shù)的研究同樣值得借鑒。早些時(shí)候，國(guó)際著名運(yùn)動(dòng)品牌耐克，創(chuàng)造性的推出了“Flywire”這項(xiàng)技術(shù)，并將其應(yīng)用在多款旗艦產(chǎn)品上，該項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世便獲得消費(fèi)者一致好評(píng)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，鞋內(nèi)的濕度和溫度與運(yùn)動(dòng)鞋的使用時(shí)間有直接關(guān)系，使用時(shí)間越長(zhǎng)，鞋內(nèi)的濕度和溫度也隨之升高，而升高的速度則取決于鞋面材質(zhì)。具備良好透氣性和吸濕性的材質(zhì)會(huì)顯著降低這個(gè)速度。包括瑞典、荷蘭等國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了鞋面材質(zhì)與穿著舒適度之間定量分析的研究。通過(guò)模型模擬真人運(yùn)動(dòng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)鞋內(nèi)溫度等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，得到相關(guān)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不同材質(zhì)的鞋面檢測(cè)到的數(shù)據(jù)存在明顯差異，通過(guò)數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建相關(guān)函數(shù)，證明鞋面材料與濕度和溫度之間存在科學(xué)的數(shù)量關(guān)系。

2? 鞋面針織織物熱濕性能研究

作為一項(xiàng)重要的研究指標(biāo)，織物的熱濕舒適性一直備受關(guān)注。這種性質(zhì)直接影響了織物對(duì)使用者的體感。所謂熱舒適性就是通過(guò)的織物材質(zhì)中空氣的含量以及空氣的密度和空氣靜止的活動(dòng)狀態(tài)[3]。所謂濕舒適性，就是在高溫條件下人體在劇烈活動(dòng)時(shí)，皮膚表面與外界溫度存在差異時(shí)，面料的導(dǎo)流去濕能力。我們將通過(guò)對(duì)不同織物保暖性、透氣性、透濕性等方面進(jìn)行測(cè)試，來(lái)綜合判定不同織物的熱濕舒適性。

2.1 織物的保暖性

首先選定紗線種類，通過(guò)對(duì)雙面提花組織、單面網(wǎng)眼紗羅組織、雙面網(wǎng)眼紗羅組織的保暖性進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，雙面提花組織的保暖性最好。因?yàn)樵摲N織物中的纖維有更多靜止的空氣，同時(shí)雙面提花組織的正反兩個(gè)面的線圈都是由若干個(gè)系統(tǒng)編織的，擁有相當(dāng)好的厚度，因而保暖性更好。而單面網(wǎng)眼紗羅組織因?yàn)楸砻娴目斩幢入p面網(wǎng)眼組織更大，所以保暖性劣于雙面網(wǎng)眼組織。另外，當(dāng)組織結(jié)構(gòu)固定時(shí)，通過(guò)對(duì)不同紗線測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察，最終發(fā)現(xiàn)，織物的保暖性基本保持一致。這種現(xiàn)象主要是因?yàn)椴煌喚€的主要成分仍然是滌綸，滌綸經(jīng)過(guò)性質(zhì)改變但是纖維間存儲(chǔ)空氣的能力沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化。因而，保暖效果基本一致。

2.2 織物的透濕性

首先單純比較不同組織結(jié)構(gòu)的透濕性時(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙面網(wǎng)眼紗羅組織的透濕效果最好。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)更厚，線與線之間的空隙比較少，再加上網(wǎng)眼的空洞大大提高了水分通過(guò)的效率。提花組織的透濕效果最差，也和它的組織結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系。而通過(guò)對(duì)幾種織物不同的雙面提花組織進(jìn)行分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，排濕導(dǎo)汗的滌綸因?yàn)槠洳馁|(zhì)表面布滿用于擴(kuò)散的溝槽，能夠迅速帶走水分，因而透濕性最好。不斷擴(kuò)大這種導(dǎo)汗纖維的使用面積，織物透濕能力也逐漸提高。需要注意的是，在織物正反兩面運(yùn)用相同纖維比運(yùn)用不同纖維的透濕性效果還要好。

2.3 織物的透氣性

通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)單面網(wǎng)眼紗羅組織的透氣性最好，又與織物的透氣性與其表面分布的空洞密度和網(wǎng)眼大小都有直接的關(guān)系。雙面提花組織的兩側(cè)都是通過(guò)系統(tǒng)編織的，再加上沒(méi)有空洞而自身厚度的關(guān)系，透氣性最差。而組織結(jié)構(gòu)相同紗線不同時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的透氣性基本維持相同水平[4]。這是因?yàn)闇炀]纖維的性質(zhì)雖然發(fā)生改變，但是纖維之間的縫隙并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性變化。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，織物透氣性與織物雙面材料是否完全一致并無(wú)絕對(duì)關(guān)系。

2.4 織物的芯吸能力

所謂織物芯吸能力值得是織物在單位時(shí)間內(nèi)的排出濕氣能力。人體因?yàn)槌龊苟蛊つw表面布滿水分，如果不能及時(shí)將這部分水分排出到運(yùn)動(dòng)鞋外面，使用者的舒適度就會(huì)下降。因此，織物芯吸能力是提升運(yùn)動(dòng)鞋舒適程度的一個(gè)很關(guān)鍵的要素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單面提花組織的芯吸水平最高。這主要得益于該結(jié)構(gòu)的緊密，紗線纖維之間較少留有空隙，如此一來(lái)，水分在纖維之間能夠迅速流通，因而產(chǎn)生良好的芯吸效果。而紗羅組織紗線纖維間有較大縫隙，這些縫隙不利于水分的傳導(dǎo)和流通。

在紗線選擇方面，與傳統(tǒng)紗線相比，導(dǎo)濕吸汗紗線因?yàn)樽陨淼奶匦?，其表面遍布的溝槽極大地促進(jìn)了水分的輸送和揮發(fā)，用這種紗線紡織的面料具有更好的芯吸效果。同時(shí)，面料雙側(cè)使用相同或是不同的紗線纖維對(duì)芯吸能力的影響十分有限。這主要是因?yàn)榧喚€中的排濕吸汗纖維含量大致相同，水分不需要從一側(cè)擴(kuò)散到另一側(cè)。

3? 運(yùn)動(dòng)鞋針織織物的熱濕舒適性測(cè)試分析

舒適性是當(dāng)前運(yùn)動(dòng)鞋研究領(lǐng)域非常重視的一個(gè)課題，這也符合消費(fèi)者的需求，因而具備很高的應(yīng)用價(jià)值。在舒適性的方面中，熱濕舒適性占有重要地位。在穿著過(guò)程中，使用者腳部溫度升高，腳、鞋、外部環(huán)境之間的溫度存在差異，而運(yùn)動(dòng)鞋的材質(zhì)又決定了溫度在三者之間傳導(dǎo)的效果。由此，織物的材料選擇對(duì)熱濕舒適性具有很重要的影響。熱濕舒適性包括但不局限于透濕性、熱傳導(dǎo)性、密封性等。運(yùn)動(dòng)鞋的材質(zhì)選擇追求的是人、鞋子、外部環(huán)境三者之間的平衡。在一般條件下，溫度主要通過(guò)輻射和對(duì)流等方式傳導(dǎo)。運(yùn)動(dòng)鞋不同部位的溫度高低有所差別，相應(yīng)地在不同部位的材料選擇上也要有所變換。比如，腳弓上側(cè)和外側(cè)的溫度和濕度明顯較高，在這些部位要更多地使用導(dǎo)濕排汗纖維面料。而在其他部位，濕熱程度要相對(duì)弱一些，可以在控制質(zhì)量水平的前提下，充分考量成本，美觀等其他因素，選擇合適的織物纖維。

4? 結(jié)語(yǔ)

該文概述了運(yùn)動(dòng)鞋針織材料的濕熱舒適度分析。針織織物作為近些年普遍使用的運(yùn)動(dòng)鞋加工面料，市場(chǎng)對(duì)這種材料普遍反應(yīng)積極。良好的透氣性，豐富多彩的色澤，異常輕便的體積和質(zhì)量，這些優(yōu)點(diǎn)都符合運(yùn)動(dòng)鞋未來(lái)的發(fā)展方向。低污染低能耗的生產(chǎn)方式，也符合企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念。值得一提的是，除了運(yùn)動(dòng)鞋鞋面材料，針織織物也已經(jīng)被用于服裝加工等諸多領(lǐng)域。新材料的出現(xiàn)到使用需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。結(jié)合新材料的特性和發(fā)展前景，我們欣喜地發(fā)現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們必將對(duì)這種材料有更加廣泛的應(yīng)用。

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