船舶用布鞋的開發(fā)研究和性能測試

李愛華

（蘇州市纖維檢驗(yàn)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(kuò)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(huì)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(diǎn)。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(jī)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(diǎn)，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(jià)格低，可降低鞋類產(chǎn)品的原材料成本，因而布鞋的價(jià)格往往比皮鞋低數(shù)倍。

2012 年11 月正式實(shí)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(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等方面的內(nèi)容，明確了耐折性能、耐磨性能、剝離強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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(dòng)空間受限，再加之生活用水不足，使得他們的個(gè)人衛(wèi)生條件嚴(yán)重受限。一旦人體出汗后無法及時(shí)清洗，汗液就存留于皮膚上，尤其人體腳部的運(yùn)動(dòng)汗腺密度比其他部位高，出汗量大，汗液長時(shí)間積累會(huì)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(yàn)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(diǎn)等方面具有明顯的要求，同時(shí)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(shí)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(shí)蒸發(fā)、避免積累；款式結(jié)構(gòu)既要考慮人體的生理特點(diǎn)，也要考慮崗位活動(dòng)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(shí)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(shí)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(diǎn)。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(diǎn)，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(shí)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(shí)，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(yùn)動(dòng)鞋面料；表層和間隔層均采用單絲編織，間隔層穩(wěn)定性強(qiáng)，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(jī)織物之間。為提高形態(tài)穩(wěn)定性，增加織物強(qiáng)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(diǎn)，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(shí)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(jì)

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(dú)設(shè)置鞋舌，穿脫前都需整理或解開鞋帶，耗時(shí)較長，不能快速穿脫，且系帶方法不當(dāng)時(shí)鞋帶還易松脫，有時(shí)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(shí)統(tǒng)口的形狀有一個(gè)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(jì)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(shí)，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(shí)現(xiàn)快速穿、脫。

2.3 布鞋工藝設(shè)計(jì)

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(diǎn)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(diǎn)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(yàn)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(xiàng)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(diǎn)，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(jì)；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(shí)現(xiàn)船舶用布鞋舒適性和功能性的統(tǒng)一，有利于實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)加工。