运动鞋用针织织物设计与热湿舒适性能研究

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　　摘  要：在人们生活中，鞋子具有非常重要的地位。社会的发展带来物质生活水平的提高，同时也得益于运动健康观念的持续影响，大众对运动产品的品质和功能提出了更高的要求。质量上乘的运动鞋，满足用户对其需要的同时，在装饰方面同样能够起到良好的效果。因而，针织鞋面材料越来越多地受到纺织业等相关产业的重点关注。而采用针织鞋面的运动鞋因为美观、实用、舒适等诸多优点，未来必将成为运动鞋市场上各大品牌竞争的主力军。相对低廉的成本，简单的生产过程，针织鞋面在舍弃了传统制鞋环节中缝制、切割等流程。厂家只需要将针织鞋面与鞋底进行黏合即可得到一双成品鞋。该文将简要概述针织织物技术在运动鞋热湿舒适性方面的设计和分析。
　　关键词：针织织物  运动鞋设计  热湿舒适性分析
　　中图分类号：TS186    文献标识码：A 文章编号：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
　　针织织物面料因其特有的网状线圈结构，在富有弹性的同时，又能快速地进行湿热传递，同时在抑制细菌滋生等方面也表现出众。针织织物技术在运动鞋的不同区域采用不同的结构设计，既保证了鞋子的舒适性又迎合了消费者的审美。当前市场上针织鞋面技术主要有经编鞋面材料、横编鞋面材料和纬编鞋面材料3种类型。与其他材料不同，针织鞋面的编织原理是针织技术，且颜色丰富，款式新颖[1]。区别于皮革、橡胶等材料高污染的制造过程，针织鞋面仅通过相关设备直接加工成型，符合绿色发展的内在要求。鞋面上遍布的网眼，让鞋子拥有非常好的透气性能，从根本上杜绝了脚臭情况的出现。
　　1  针织织物设计的发展现状
　　针织织物始终是国内相关企业和机构重点研究的课题之一。国内著名的横机制造企业在数年前就纷纷推出了拥有自主知识产权的专业鞋面生产横机[2]。在织物强度的探索过程中，特种纤维热络丝和低烙点皮巧丝等新型材料的出现进一步丰富了针织织物技术。正是因为有了成熟的生产技术，国内各大运动品牌也于近些年纷纷推出自己的针织鞋面运动鞋。
　　当下，鞋材透气性、保温效果以及穿着过程中脚部温度变化和舒适性等方面的评价一直是国内相关研究的重要方向。但是這些研究仍然停留在主观判断的层面。国内相关问题的科学定量分析始终是一个较为欠缺的短板，而这种定量分析的方法在诸如服装等领域已经是非常成熟的研究方法。
　　国际上对鞋面针织技术的研究同样值得借鉴。早些时候，国际著名运动品牌耐克，创造性的推出了“Flywire”这项技术，并将其应用在多款旗舰产品上，该项技术一经问世便获得消费者一致好评。通过研究发现，鞋内的湿度和温度与运动鞋的使用时间有直接关系，使用时间越长，鞋内的湿度和温度也随之升高，而升高的速度则取决于鞋面材质。具备良好透气性和吸湿性的材质会显著降低这个速度。包括瑞典、荷兰等国家的研究机构都进行了鞋面材质与穿着舒适度之间定量分析的研究。通过模型模拟真人运动，利用计算机技术对鞋内温度等相关指标进行实时监控，得到相关数据。在实验过程中，不同材质的鞋面检测到的数据存在明显差异，通过数学模型，构建相关函数，证明鞋面材料与湿度和温度之间存在科学的数量关系。 　　2  鞋面针织织物热湿性能研究
　　作为一项重要的研究指标，织物的热湿舒适性一直备受关注。这种性质直接影响了织物对使用者的体感。所谓热舒适性就是通过的织物材质中空气的含量以及空气的密度和空气静止的活动状态[3]。所谓湿舒适性，就是在高温条件下人体在剧烈活动时，皮肤表面与外界温度存在差异时，面料的导流去湿能力。我们将通过对不同织物保暖性、透气性、透湿性等方面进行测试，来综合判定不同织物的热湿舒适性。
　　2.1 织物的保暖性
　　首先选定纱线种类，通过对双面提花组织、单面网眼纱罗组织、双面网眼纱罗组织的保暖性进行测试。实验得出结论，双面提花组织的保暖性最好。因为该种织物中的纤维有更多静止的空气，同时双面提花组织的正反两个面的线圈都是由若干个系统编织的，拥有相当好的厚度，因而保暖性更好。而单面网眼纱罗组织因为表面的空洞比双面网眼组织更大，所以保暖性劣于双面网眼组织。另外，当组织结构固定时，通过对不同纱线测试的实验结果进行观察，最终发现，织物的保暖性基本保持一致。这种现象主要是因为不同纱线的主要成分仍然是涤纶，涤纶经过性质改变但是纤维间存储空气的能力没有发生实质性变化。因而，保暖效果基本一致。
　　2.2 织物的透湿性
　　首先单纯比较不同组织结构的透湿性时。通过实验发现，双面网眼纱罗组织的透湿效果最好。因为该结构更厚，线与线之间的空隙比较少，再加上网眼的空洞大大提高了水分通过的效率。提花组织的透湿效果最差，也和它的组织结构有着密切关系。而通过对几种织物不同的双面提花组织进行分析，研究人员发现，排湿导汗的涤纶因为其材质表面布满用于扩散的沟槽，能够迅速带走水分，因而透湿性最好。不断扩大这种导汗纤维的使用面积，织物透湿能力也逐渐提高。需要注意的是，在织物正反两面运用相同纤维比运用不同纤维的透湿性效果还要好。
　　2.3 织物的透气性
　　通过比较发现单面网眼纱罗组织的透气性最好，又与织物的透气性与其表面分布的空洞密度和网眼大小都有直接的关系。双面提花组织的两侧都是通过系统编织的，再加上没有空洞而自身厚度的关系，透气性最差。而组织结构相同纱线不同时，实验对象的透气性基本维持相同水平[4]。这是因为涤纶纤维的性质虽然发生改变，但是纤维之间的缝隙并没有实质性变化。并且通过实验发现，织物透气性与织物双面材料是否完全一致并无绝对关系。
　　2.4 织物的芯吸能力
　　所谓织物芯吸能力值得是织物在单位时间内的排出湿气能力。人体因为出汗而使皮肤表面布满水分，如果不能及时将这部分水分排出到运动鞋外面，使用者的舒适度就会下降。因此，织物芯吸能力是提升运动鞋舒适程度的一个很关键的要素。通过实验发现，单面提花组织的芯吸水平最高。这主要得益于该结构的紧密，纱线纤维之间较少留有空隙，如此一来，水分在纤维之间能够迅速流通，因而产生良好的芯吸效果。而纱罗组织纱线纤维间有较大缝隙，这些缝隙不利于水分的传导和流通。
　　在纱线选择方面，与传统纱线相比，导湿吸汗纱线因为自身的特性，其表面遍布的沟槽极大地促进了水分的输送和挥发，用这种纱线纺织的面料具有更好的芯吸效果。同时，面料双侧使用相同或是不同的纱线纤维对芯吸能力的影响十分有限。这主要是因为纱线中的排湿吸汗纤维含量大致相同，水分不需要从一侧扩散到另一侧。
　　3  运动鞋针织织物的热湿舒适性测试分析
　　舒适性是当前运动鞋研究领域非常重视的一个课题，这也符合消费者的需求，因而具备很高的应用价值。在舒适性的方面中，热湿舒适性占有重要地位。在穿着过程中，使用者脚部温度升高，脚、鞋、外部环境之间的温度存在差异，而运动鞋的材质又决定了温度在三者之间传导的效果。由此，织物的材料选择对热濕舒适性具有很重要的影响。热湿舒适性包括但不局限于透湿性、热传导性、密封性等。运动鞋的材质选择追求的是人、鞋子、外部环境三者之间的平衡。在一般条件下，温度主要通过辐射和对流等方式传导。运动鞋不同部位的温度高低有所差别，相应地在不同部位的材料选择上也要有所变换。比如，脚弓上侧和外侧的温度和湿度明显较高，在这些部位要更多地使用导湿排汗纤维面料。而在其他部位，湿热程度要相对弱一些，可以在控制质量水平的前提下，充分考量成本，美观等其他因素，选择合适的织物纤维。
　　4  结语
　　该文概述了运动鞋针织材料的湿热舒适度分析。针织织物作为近些年普遍使用的运动鞋加工面料，市场对这种材料普遍反应积极。良好的透气性，丰富多彩的色泽，异常轻便的体积和质量，这些优点都符合运动鞋未来的发展方向。低污染低能耗的生产方式，也符合企业可持续发展的理念。值得一提的是，除了运动鞋鞋面材料，针织织物也已经被用于服装加工等诸多领域。新材料的出现到使用需要一个循序渐进的过程。结合新材料的特性和发展前景，我们欣喜地发现，随着科学技术的不断进步，人们必将对这种材料有更加广泛的应用。
　　参考文献
　　[1] 谢松杨，金子敏，樊明山，等.桑蚕丝无缝针织物热湿舒适性能研究[J].丝绸，2016，53（3）：9-15.
　　[2] 郭淑华，王建坤，张昊，等.蓄热调温/柔丝蛋白/羊绒混纺针织物的设计及热舒适性[J].天津工业大学学报，2016（3）：33-38.
　　[3] 龙海如.功能性针织运动面料产品开发[J].纺织导报，2017（3）：31-32.
　　[4] 周用民，胡萍，张建武.热湿舒适性针织面料生产实践与原理分析研究[J].针织工业，2017（7）：13-18.
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