個性化運動鞋墊的材質(zhì)研究

中圖分類號：G804 文獻標(biāo)識：A 文章編號：1009-9328（2015）10-000-02

摘 要 運動鞋墊是運動鞋組成必不可少的組成部分，目前運動鞋墊的發(fā)展多依靠于高科技材料的研發(fā)。目前市場中的運動鞋墊材料主要包括：EVA、PU、硅膠、氣墊、ortholite、POLIYOU等材質(zhì)，其價格和性能存在著一定的差別，但是其均具有較好的緩沖、減震、能量回歸、舒適等特性。在運動鞋墊的核心技術(shù)中材料決定性能，運動鞋墊的選材中要參考材料性能、材料成本和創(chuàng)新程度結(jié)合設(shè)計者本身的需要進行選材。

關(guān)鍵詞 運動鞋墊 材料 選材

鞋墊是目前大多數(shù)鞋子必不可少的一部分，根據(jù)其應(yīng)用形式的不同可以分為鞋廠應(yīng)用型（主要是根據(jù)鞋子整個形體的需要制作與之相匹配的鞋墊）和市場商品應(yīng)用型（主要是由開發(fā)師設(shè)計制作出不同功能、不同材質(zhì)、不同功能的鞋墊作為一種商品在市場上流通）[1]。目前根據(jù)鞋墊的作用不同可以簡單將其分為三類：保健鞋墊（利用中藥、抗菌、除臭等物質(zhì)填充在鞋墊內(nèi)，使其有益于身體健康的一種鞋墊）、功能鞋墊（利用特殊材質(zhì)使其具有矯形、增高、防水、抗靜電、空氣循環(huán)等特殊公用的鞋墊）、常規(guī)鞋墊（不具備上述兩種功能的常見鞋墊）。根據(jù)用途可分為：運動鞋墊、矯形鞋墊、增高鞋墊、止滑鞋墊、按摩鞋墊、藥物鞋墊、電子加熱鞋墊、常規(guī)鞋墊等。

一、運動鞋墊的材料分析

運動鞋墊是在功能上具有緩沖足底壓力（吸震、減震）、能量回歸[2，3]（足緩沖落地的瞬間可以使運動鞋墊產(chǎn)生形變得以儲存能量，在人體蹬伸離地的瞬間改儲存能量會部分回歸人體，能量回歸在運動鞋中的效率更高）、吸汗、舒適等具有獨特特質(zhì)的適用于運動鞋的鞋墊。由于運動鞋墊的產(chǎn)品種類很多，筆者通過對比分析不同材質(zhì)的不同類型的鞋墊的特點，以便根據(jù)研究者的需求，選擇不同的材質(zhì)。

（一）EVA材質(zhì)鞋墊

EVA中文名稱乙烯—醋酸乙烯共聚物（ethylene-vinyl acetate copo）。用EVA制作的運動鞋墊具有良好的能量回歸、防震、緩沖效果。由于EVA材料造價便宜所以在運動鞋（大多數(shù)的運動鞋采用的是150-250kg/m3的EVA材料作為中底，能夠起到一個很好能力回歸和減震的效果）[2]和運動鞋墊中被廣泛的應(yīng)用，針對于運動鞋墊中EVA材料的最佳硬度和厚度的影響研究中發(fā)現(xiàn)，在行走狀態(tài)下所穿的鞋子在硬度33°、厚度4.5mm為最佳[4]。并且有研究指出EVA材料鞋底單元在經(jīng)過3200km的跑步試驗后幾乎已經(jīng)失去原有的彈性和緩沖能力[5]，隨著EVA鞋墊中空氣減少，鞋的緩沖能力隨著下降[6]。同時EVA材料的透氣性較差也是其缺點之一。目前AIR JORDAN和New Balance990的鞋子所配的鞋墊主要為EVA材料。

（二）PU材質(zhì)鞋墊

PU（Polyurethane）中文名為聚氨基甲酸酯，其最大的特點是只需要簡單的修改配方，便可獲得不同密度、彈性、剛性的材料。由于其多變性在制鞋領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，但是PU材料和EVA材料相同的是其透氣性差，其他有待相關(guān)研究的進一步推進。

（三）硅膠材質(zhì)鞋墊

硅膠（Silica）是一種高活性的吸附材料，硅膠鞋墊的最大特點是防震、減壓在針對預(yù)防和改善膝關(guān)節(jié)疼痛、跟腱痛、足部疼痛有一定效果。有學(xué)者針對硅膠的能量回歸能力進行探討，經(jīng)過對比分析硅膠鞋墊能夠提高運動員的縱跳高度和功率，但并未闡明其原理[7]。

（四）氣墊材質(zhì)鞋墊

氣墊鞋墊主要是將惰性氣體以高壓的方式?jīng)_入合成橡膠氣囊內(nèi)，因為氣體的分子直徑大于橡膠氣囊的分子空隙，所以氣墊中的氣體不會因外來沖擊力而流失，以增加鞋墊的緩沖、減震能力。Nike是使用氣墊鞋墊、氣墊鞋的主要廠商，Air氣囊鞋底科技和后跟穩(wěn)定技術(shù)使得Nike在早期占據(jù)大部分了氣墊鞋市場[2]。

（五）ortholite 材質(zhì)鞋墊

Ortholite鞋墊是由 ortholite 公司開發(fā)的一種記憶海綿材料，具有吸汗、透氣、彈性好、耐水洗、防臭、防霉、緩沖效果好的一種高端技術(shù)產(chǎn)品。打破了傳統(tǒng)材料的限制，但是其昂貴的價格也使得只有高端品牌的鞋子才配合使用這款鞋墊。對于此鞋墊的研究國內(nèi)還比較少。

（六）POLIYOU材質(zhì)鞋墊

POLIYOU材質(zhì)鞋墊是由坤璜集團研發(fā)出來的一種新型材料，是由PU材料改進而來。在傳承傳統(tǒng)PU材料性能的基礎(chǔ)上，POLIYOU還具有良好的透氣性和吸濕性。除此之外POLIYOU還具有耐水洗、抗菌除臭、耐壓縮性[8]。

二、運動鞋墊的選材

目前運動鞋墊的選材多是在以下幾個方面：材料性能、材料價格、創(chuàng)新程度。

（一）材料性能

在運動鞋墊的選材中，我們往往最看重的是材料性能。在設(shè)計運動鞋墊之處，我們根據(jù)設(shè)計的需要來參考運動鞋墊的性能，對于踏跳較多的運動項目（羽毛球、籃球等）中，由于運動鞋根據(jù)運動項目的需要，需要較好的減震、緩沖的效果。EVA、PU等緩沖、減震效果非常好的材料會被優(yōu)先考慮。對于一些輕跑鞋、長跑鞋運動鞋墊在選材中多優(yōu)先考慮氣墊類、ortholite等能量回歸性能較好的材質(zhì)。對于休閑類運動鞋，鞋墊的選配多事出于舒適、除臭等性能，硅膠、POLIYOU等材質(zhì)會被優(yōu)先考慮。

（二）材料價格

在運動鞋墊的選材中，材料的成本是廠商必須先考慮的問題。根據(jù)搜集網(wǎng)上成品鞋墊的價格進行對比分析。EVA、PU、硅膠的成品鞋墊的價格在5-25元之間，屬于較為便宜的鞋墊材料，在成本要求較低的情況下課可以選擇這幾類材料。作為價格便宜實用范圍較廣的運動鞋材料，在學(xué)生的實驗或教學(xué)中建議這一種材料的選取，雖然有其材料本身的缺陷但是且特性也較為突出。作為當(dāng)下較為高端的運動鞋墊材料，其本身具有很強的高科技技術(shù)，但成品價格也較高在20-200元之間。可以作為高端運動鞋的專配鞋墊或是實驗研究用。

（三）創(chuàng)新程度

創(chuàng)新永遠是一個品牌成功的必備要素，新科技產(chǎn)品的出現(xiàn)總是能夠獲得較高的關(guān)注度，相應(yīng)的新材料的新特性在廠商的宣傳下會獲得能夠的關(guān)注度和銷量。

三、總結(jié)

EVA、PU、硅膠、氣墊、ortholite等材質(zhì)的運動鞋墊是目前市場上使用較多的鞋墊材料，運動鞋墊的材質(zhì)決定了運動鞋墊的性能[2]。在運動鞋墊的選材中要根據(jù)運動鞋墊的性能加之參考個材料的成本價格合理選材，當(dāng)然新科技產(chǎn)品的新性能也會是消費者關(guān)注的焦點。

★基金項目：浙江師范大學(xué)2015度實驗技術(shù)開發(fā)項目（SJ201502）。浙江師范大學(xué)2015年度大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目。

參考文獻：

[1] 百度百科.鞋墊[Z].

[2] 李建設(shè)，顧耀東，陸毅琛，等.運動鞋核心技術(shù)的生物力學(xué)研究[J].體育科學(xué).2009（05）：40-49.

[3] 王永祥，李建設(shè)，王佳音.運動鞋能量回歸設(shè)計的生物力學(xué)研究[J].浙江體育科學(xué).2008（05）：106-108.

[4] 羅向東，劉麗，張曄磊，等.EVA鞋墊硬度與厚度對人腳舒適度影響的研究[J].中國皮革.2014（16）：124-127.

[5] Cook S D， Kester M A， Brunet M E. Shock absorption characteristics of running shoes[J]. Am J Sports Med.1985.13（4）：248-253.

[6] Verdejo R， Mills N J. Heel-shoe interactions and the durability of EVA foam running-shoe midsoles[J]. J Biomech.2004.37（9）：1379-1386.

[7] 馮梟慧，裘琴兒.全掌硅膠鞋墊對運動員縱跳能力的影響研究[J].文體用品與科技.2013（14）：144-203.

[8] 新型鞋材——POLIYOU[J].中外鞋業(yè).2000（05）：63.