鞋面材質與植物性填充材料對家居鞋保暖性的影響

王 旭，李亞娟

（河南工程學院，河南 鄭州450007）

在寒冷的冬季，足部保暖已成為人們關注的重點和焦點。目前許多專家和學者對鞋子保暖性能展開了一系列的研究，主要集中在對于新型保暖鞋的研發［1－3］、保溫材料的研制［4］、保暖鞋的結構［5］、鞋子保暖性能的儀器研發和測試方法的研究［6－9］等方面，大多數研究都是針對軍用防寒靴和冬季外穿鞋子的研究。近來有資料顯示，在國外市場上出現了一種具有顆粒狀填充物的家居鞋，鞋內所填充的材質為油菜籽，具有保暖性和按摩性的功能。目前對這種植物性填充材料家居鞋填充量［10］、加熱時間［11］與保暖性的關系進行了研究，在此研究中所需樣袋均采用純棉白坯布進行，而冬季保暖性家居鞋多采用滌綸搖粒絨面料作為鞋面材質。本文對鞋面材質與填充物保暖性的關系進行研究，可為國內制鞋企業研發此類及相關產品提供理論依據，并為功能性家居鞋的相關工藝及標準的制定奠定基礎。

1 實驗材料

1.1 實驗樣品的選擇

本實驗選擇了五種顆粒狀填充物，分別為：葡萄籽、蕎麥殼、櫻桃核、小米、決明子。蕎麥殼屬于殼狀，作為鞋底的填充材料受壓性較弱，在此選用此種樣品，只是作為對比樣來進行測試分析。

圖1 實驗用樣品

1.2 實驗用試袋

選用了純滌搖粒絨與純棉白坯布作為樣袋，制成大小為10cm×15cm的試袋。為了測試數據的準確性和均勻性，在試袋上取五點分別為：中心點，中心點上下4cm的兩點，中心點左右2cm的兩點，并分別記為1點、2點、3點、4點、5點，測量5點求平均值。每種樣品取試樣袋三個，要求平整、無折痕。

1.3 試樣參數

試袋中裝入一定體積的顆粒填充物，填充厚度均為2cm，樣品參數設計如表1所示。

1.4 實驗儀器

恒溫恒濕室：溫度20℃±2℃、濕度65%±3%；微波爐：型號為P70D20TP；紅外測溫儀：型號為 HT－830；天平：型號為xy5000BF；夾子、加熱托盤、漏斗、量杯、秒表。

圖2 實驗用試袋

表1 實驗用樣品參數

1.5 實驗步驟

為了研究鞋面材質與家居鞋內填充物保暖性的關系，以白坯布樣品加熱60s的溫度作為基準，先探索出搖粒絨試袋加熱到相同溫度時所需要的加熱時間，經大量探索得知，不同填充材料搖粒絨樣品加熱時間如表2所示。

表2 搖粒絨樣品加熱時間表

（1）將試袋放入托盤內并用鑷子撫平，放在恒溫室內平衡24h，然后測量試袋上五點的溫度并記錄，即為初始溫度T0。

（2）將1＃－1試袋放入微波爐中加熱60s后迅速取出，并快速測量試袋上5個點溫度T1，記錄。然后在前15min每3min測量一次溫度，15 min后每隔5min測量一次溫度，直到試袋恢復到初始溫度T0時停止測量。

（3）將其他試袋依次放入微波爐中，白坯布樣袋加熱時間均為60s，搖粒絨樣袋加熱時間如表2所示，實驗過程同1＃－1試袋。每種填充物試袋三個，三次測量求平均值。

2 鞋面材質對填充物保暖性能的影響分析

2.1 顆粒填充材料葡萄籽白坯布樣品和搖粒絨樣品測試結果分析

葡萄籽在搖粒絨與白坯布上的對比結果如圖3所示。

圖3 不同鞋面材料葡萄籽填充物保暖性變化曲線

由圖3可知，白坯布樣品和搖粒絨樣品達到相同溫度55℃時，搖粒絨樣品加熱的時間比白坯布長30s，這是由于搖粒絨面料是絨面材質，表面有很多絨，厚度也相對較厚，在組織結構上由于表面絨毛覆蓋，通透性較差所造成的；搖粒絨樣品散熱速率稍慢于白坯布樣品，前12min，白坯布樣品的溫度稍高，兩者之間最大溫度差為3.1℃，隨后兩曲線重合，20min后搖粒絨溫度稍高；兩者的保暖時間基本相同，約為60min。

2.2 顆粒填充材料蕎麥殼白坯布樣品和搖粒絨樣品測試結果分析

蕎麥殼在搖粒絨與白坯布上的對比結果如圖4所示。

圖4 不同鞋面材料蕎麥殼填充物保暖性變化曲線

由圖4可知，白坯布樣品和搖粒絨樣品達到相同溫度70℃時，搖粒絨樣品加熱的時間比白坯布長30s。這是因為搖粒絨面料是絨面材質，表面有很多絨，厚度也相對較厚，在組織結構上由于表面絨毛覆蓋，通透性較差所造成的；兩條曲線在前10min基本重合，10min后出現差距，差距變化為小→大→小，兩者之間最大溫差為2.9℃，35 min后又基本重合；兩者的保暖時間基本相同，約為40min。

2.3 顆粒填充材料小米白坯布樣品和搖粒絨樣品測試結果分析

小米在搖粒絨與白坯布上的對比結果如圖5所示。

圖5 不同鞋面材料小米填充物保暖性變化曲線

由圖5可知，兩樣品加熱達到相同的溫度時，搖粒絨加熱的時間比白坯布的長。這是因為搖粒絨面料是絨面材質，表面有很多絨，厚度也相對較厚，在組織結構上由于表面絨毛覆蓋，通透性較差所造成的；兩條曲線在前20min基本重合，20 min后開始出現差距，搖粒絨溫度稍高于白坯布，差距變化為小→大→小，兩者之間最大溫差為2.7℃，80min后又基本重合；兩者的保暖時間基本相同，約為110min。

2.4 顆粒填充材料決明子白坯布樣品和搖粒絨樣品測試結果分析

決明子在搖粒絨與白坯布上的對比結果如圖6所示。

圖6 不同鞋面材料決明子填充物保暖性變化曲線

由圖6可知，兩者加熱達到相同溫度時，搖粒絨樣品加熱時間比白坯布的長。這是因為搖粒絨面料是絨面材質，表面有很多絨，厚度也相對較厚，在組織結構上由于表面絨毛覆蓋，通透性較差所造成的；在前50min，搖粒絨樣品的溫度稍高于白坯布，且下降速率稍慢，50min后兩曲線基本重合，兩者之間最大溫差為，1.6℃，；兩者的保暖時間基本相同，約為90min。

2.5 顆粒填充材料櫻桃核白坯布樣品和搖粒絨樣品測試結果分析

櫻桃核在搖粒絨與白坯布上的對比結果如圖7所示。

圖7 不同鞋面材料櫻桃核填充物保暖性變化曲線

由圖7可知，兩者加熱達到相同溫度時，搖粒絨樣品的加熱時間比白坯布長。這是因為搖粒絨面料是絨面材質，表面有很多絨，厚度也相對較厚，在組織結構上由于表面絨毛覆蓋，通透性較差所造成的；搖粒絨樣品溫度下降的速率比白坯布的慢，在每個時間上搖粒絨的溫度稍高于白坯布，差距變化從小→大→小，50min后差距不明顯，兩者之間最大溫差為2.1℃，；兩者的保暖時間基本相同，約為60min。

3 結論

通過對搖粒絨樣品和白坯布樣品加熱時間與保暖性的關系研究表明：

（1）植物性填充材料家居鞋的保暖性主要由填充物的特性決定的，與鞋面材質無太大影響。

（2）當達到相同的取出溫度時，搖粒絨樣品需加熱時間長于白坯布樣品。

（3）搖粒絨樣品與白坯布樣品散熱曲線基本相同，兩者保暖可持續時間差異不大。

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