鞋类止滑性能和检测设备的研究与探讨

鞋类止滑性能和检测设备的研究与探讨　　摘要：鞋的防滑性能由于涉及穿着舒适性和平安性日益受到人们重视。本文在结合近年来国内外相关研究成果的根底上，重点分析了影响鞋类防滑性能的主要因素，以及用于评定鞋类防滑性能的测试仪器和检测，并对完善鞋类防滑性能检测，改良和提高鞋类的防滑性能提出了建议。　　关键词：防滑性能影响因素检测标准　　1.前言　　防滑性能是征鞋底材料品质并涉及穿着安康、舒适、平安性能的重要物理工程之一。近期资料说明欧盟及美国的相关机构非常关注由于鞋子防滑性能的缺陷对消费者人身平安造成的潜在危害，已有数批在欧美市场上销售的鞋类由于防滑性能不合格而被召回，主要涉及童鞋、塑料鞋等日用鞋类。　　由于制鞋材料涉及种类繁多、成鞋穿用场合及运动场地变化复杂、以及鞋底构造不同等原因，到目前为止，国内外关于防滑性能影响因素及有关检测评判标准的研究虽取得一定进展，但在系统性和综合性方面还明显缺乏。全面了解鞋子防滑性能影响因素以及各因素之间的相互关系，是提高鞋子的防滑性能的重要前提，尤其是针对大量各类型的日用鞋类，研究其防滑性能指标及检测方法对指导鞋类设计、改良生产、开发新品种更具有重要意义。　　2.鞋子防滑性能的描述和表征　　步行时，脚〔鞋子〕会在它着落的地面上停顿片刻，这时鞋底和路面之间存在着静摩擦系数〔SCOF〕。　　如果SCOF过小，脚在地面上会滑动，这时鞋底和路面之间发生了动摩擦，它们之间存在动摩擦系数〔DCOF〕。DCOF的值如果足以阻止鞋子的这种滑动，滑跌摔倒就不会发生或者发生的几率很小，因此平安行走就是要求鞋子所受到的牵引力不大于它所受到的摩擦力。根据牛顿第二定律，压力一定时，鞋子所受到的摩擦力的大小取决于摩擦系数的大小。因此，摩擦系数成为鞋子防滑性能的评定指标。　　3.鞋子防滑性能测试方法　　摩擦系数的测试方法很多，鞋子止滑性能测试仪也是各式各样，目前尚未建立一种公认的鞋子止滑性能测试方法。根据摩擦系数的测试原理，防滑性能的测试方法可分为水平底板斜向推力法、水平底板拖拉法、倾斜角测试法以及摆锤式测定法4类。　　3.1水平底板斜向推力原理类测试仪和测定方法　　3.1.1James防滑性能测试仪　　ASTMF489-96?使用James机的测试方法?和ASTMD2047-99?用James机测量涂擦亮剂的地板外表的静态摩擦系数的试验方法?中了James止滑性能测试仪的测试方法。作为一种铰链支杆滑动测试仪，James机施加一个的恒定大小的垂直压力在测试的平板试样上，然后逐渐增加侧向推力，直到发生滑动为止。这时的侧向力就是测得的滑动静摩擦力，它和的垂直压力的比值就是静摩擦系数。这类仪器用于测试干路面上的静摩擦系数。　　3.1.2BrungraberMark防滑测试仪　　ASTMF1678-96?用便携式铰链支杆滑动测定仪〔PAST〕的试验方法?和ASTMF1677-96?用便携式可倾斜铰链支杆滑动测定仪〔PIAST〕的试验方法?，可以测试干状态和潮湿地面上的摩擦系数。测试工作原理和James测试仪类似，不同的是，Mark便于提携，可以测试使用中路面上的摩擦系数；另外在Mark上设计了刻度尺，可以直接从刻度尺上读出所测数值。　　3.1.3EnglishXL防滑测试仪　　EnglishXL是一种可以测试干状态和潮湿地面上的摩擦系数的可变倾角摩擦测定仪〔VIT〕，它的测试方法在ASTMF1679-2000?可变倾角摩擦测定仪〔VIT〕的试验方法?和ASTMD5859?用VIT仪测定鞋类材料在涂料外表的摩擦性?中均有详细说明。它也是铰链支杆构造，工作原理与James和BrungraberMark类似。不同之处是，EnglishXL不是依靠重力，而是用一个装满二氧化碳的圆筒给它提供一定的压力。　　3.2水平底板拖拉原理类测试仪和测定方法　　3.2.1HorizontalPullSlipmeter〔HPS〕止滑测试仪　　参照ASTMF609-96?用水平拉滑动性能测定仪〔HPS〕使用方法?。它的根本原理是：在固定的压力下以一定的速度拉动测试鞋子或者鞋底材料片，鞋子相对人行道外表滑动。HPS的重量砝码直接和滑动指示仪连接，连着鞋子或鞋底的滑动装置用一根尼龙线和一个主导轴电机连接，通过电机的动力鞋底在人行道外表上滑动。这个仪器可以用来测试潮湿路面上的摩擦系数，由于使用有弹性的绳子拉动以及在电机中间缺少固定构造的装置，和其它的拖拉原理类测试仪一样，在潮湿路面上测试所得结果的重现性欠佳。　　3.2.2JSMA滑差计　　JSMA滑差计是日本鞋业协会〔JSMA〕开发的可直接用成品鞋测定的鞋用计算机控制滑动试验机。测试时，将鞋子安置在试验机上，测试鞋底对仪器底板的摩擦系数，即预先对鞋底施加垂直的力，继而测定底板作水平方向移动时的力，这个力与所施加的垂直力的比值就是测得的鞋底的摩擦系数。底板材料可以根据试验的需要选用日常生活中的地板材料，如商品化不锈钢、PVC面砖、人造大理石、地毯和油毡等，并且这个仪器可以测试鞋底在潮湿路面上的摩擦系数。与这个仪器配套的测试方法的标准或规定目前尚未出台。　　3.2.3GT-7012-BC鞋子防滑测试仪　　GT-7012-BC鞋子防滑测试仪是由台湾某仪器公司生产的计算机系统控制的鞋底摩擦系数的测试仪，该仪器符合ISO/TR11220?特种防护鞋―――防滑性能测试?及新制订的GB/T3903.6-2005?鞋类通用试验方法防滑性能?标准要求。它可以直接测试成品鞋或成型鞋底和试验路面之间的摩擦系数。它的工作原理和JSMA滑差计有相似之处，都是预先对鞋子或鞋底施加一个垂直的力，不同之处是JSMA滑差计是鞋底固定不动，试验路面作水平方向移动时与鞋底的摩擦力，而GT-7012-BC是试验鞋底以一定的速度在固定的试验路面上滑动时的摩擦力。摩擦力和垂直压力的比值就是鞋底的摩擦系数。　　3.3倾斜角测试方法　　DIN51097-1992?用斜面行走方法测定潮湿的赤足场所铺地材料的防滑性能?和DIN51130-1992?用斜面行走方法测定高滑倒危险的工作区及活动场所铺地材料的防滑性能?中要求一定数量的测试者行走在不同的潮湿路面上，路面的倾斜角度不断增加直到测试者将要滑倒为止。但是这种方法会存在一些问题。　　4.讨论　　鞋底的防滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和平安性。近年来国内外建筑装饰的档次不断提高，豪华的百货商厦、高档的酒店及其他公共建筑和家庭住宅的地面，大量地采用华美的大理石地砖装饰，但随之而来的地面以及鞋子防滑的平安问题日渐突出。我国是世界上最大的鞋类生产和出口国，目前我国鞋子产量占世界总产量的53%，鞋类出口占世界出口总量的60%以上，但我国目前的制鞋材料和检测技术与国外先进水平尚存在很大的差距，对鞋子防滑性能方面国内的研究还处于起步阶段。