选跑鞋,你“对症下药”了吗

2017-11-15 09:11董雅琪编辑吴存兰
纺织科学研究 2017年11期
关键词:对症下药鞋面跑鞋

文/本刊记者 董雅琪 编辑/吴存兰

选跑鞋,你“对症下药”了吗

文/本刊记者 董雅琪 编辑/吴存兰

帮面能起到保护脚面的作用,中底则是赋予跑鞋减震的功能的关键部件,外底可以增强鞋底的耐磨性、防滑性

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随着人们健康意识的增强,跑步等健身运动广受喜爱。作为最简单有效的健身方式,跑步不仅能保持身体的健康,同时也能缓解心理压力,保持心理健康。然而,对于跑步新手来说,挑选一双合适的跑鞋就显得尤为重要。一双好的跑鞋,会在运动过程中起到如虎添翼的效果。

三个角度了解跑鞋

如果将跑鞋看成是一辆车的话,帮面相当于车身,中底则相当于悬挂系统,大底则是轮胎。其中,悬挂系统能够给驾驶员带来极致的驾驶感受,中底则是跑鞋的灵魂,赋予鞋子稳定性、减震性和回弹性等功能。

跑鞋的结构

一双跑鞋通常由帮面(Upper)、中底(Midsole)、外底(Outsole)三大部分组成。其中,帮面(Upper)能起到保护脚面,给予脚包裹、透气的作用;中底(Midsole)则是跑鞋的关键部件,赋予鞋减震的功能;外底(Outsole)可以增强鞋底的耐磨性、防滑性,经过特殊工艺处理的鞋底还可以具有强大的抓地力。

跑鞋的类别

根据使用场景不同,分类也会有所区别。首先,根据使用场景分类,一般可分为慢跑鞋、越野鞋、马拉松鞋。

慢跑鞋:为普通跑步爱好者准备,适合平常日常跑步,鞋底一般较重,提供比较好的保护性,全力注重保护,避免跑者运动伤害,寿命较长(通常为跑程1000km)。

越野鞋:越野跑鞋更强调功能性,从鞋面到鞋底的功能性都十分明确,鞋底的防滑、抓地设计,鞋面的防水、防撞、防刺设计,便捷的鞋带收纳、足部保护设计等等。

马拉松鞋:为了追求速度而强调轻量化,对脚的保护作用较薄弱,使用寿命短,需要有强壮的腿部和足部力量才能驾驭,为专业马拉松运动员提高成绩而设计。

其次,根据跑步者的脚型结构可分为缓冲型跑鞋、稳定型跑鞋、控制型跑鞋。

缓冲型跑鞋(CUSHIONING):适用于内翻脚型(鞋底外侧使用高密度支撑材料)。

稳定型跑鞋(STABILITY):适用于外翻脚型(鞋底内侧使用高密度支撑材料)。

控制型跑鞋(MOTION CONTROL):适用于正常脚型(高密度支撑材料分布在鞋底后跟及中部)。

跑鞋的材料

跑鞋的帮面材料一般为天然皮革、人造革(合成革)、织物。

天然皮革由胶原蛋白构成,与皮肤接触让人有零距离的亲密感。其优异的吸湿排汗性,能够吸收承载自身重量70%以上的水分。此外,天然皮革还具有回弹滞后性,发生形变后不会像橡皮筋一样立刻恢复原状,而是缓慢进行,因此天然皮革帮面的鞋穿起来贴脚,但又不会有压迫感。常用于帮面材料的天然皮革有猪皮革、牛皮革、羊皮革,其中以牛皮革居多。

人造革(合成革)是一种外观、手感似皮革并可代替其使用的塑料制品,通常以织物为底基,涂覆合成树脂及各种塑料添加剂制成。其质地柔软,颜色鲜艳,防腐防霉性能优于天然皮革。人造革(合成革)的涂层通常由聚氯乙烯(PVC)或聚氨酯(PU)构成,较厚的涂层结构成就了人造革(合成革)优异的防水性能,但透水汽性及吸湿排汗性却远远逊色于天然皮革,因此,长时间穿着人造革(合成革)帮面的鞋会有一种“闷脚”的感觉。

织物类材料具有柔韧、克重小、网眼丰富的特点,使用该材料做帮面的跑鞋具有优异的耐折性能、轻盈的鞋重以及良好的透气性能。织物按加工方法可分机织物(由相互垂直排列两系统的纱线在织机上根据一定的规律交织而成的织物)、针织物(由纱线编织成圈而形成的织物)和非织造物(采用粘合和穿刺等方法将松散的纤维经粘合或缝合而成)。目前,十分流行的飞织技术使织物帮面无缝连接、一体成型,帮面与脚面更加贴合,穿上后有一种鞋与脚融为一体的感觉。

最常见的中底材料为EVA、Phylon及PU。

EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 是一种内部充满空气的微孔发泡材料,具有良好的柔软性及橡胶一样的弹性。另外,EVA具有记忆功能,一双EVA中底的跑鞋在跑上一定的里程之后,脚感就会变硬,这是因为EVA在经过反复踩踏之后,泡沫中的空气被挤出去了,无法恢复原来的形状,缓冲性能下降,所以下脚感觉就硬了。

Phylon是一种二次EVA发泡材料。在制作过程中,将原料注入成型模具后,通过两次高温加热,最后才能烧制成型。Phylon表面较白且有皱纹,质地轻,弹性好,较强的缓震性和稳定性是Phylon最大的特点。

PU(Polyurethane)具有高密度和大重量的特点,优点是持久性和缓冲能力强,相比EVA,PU没有“记忆性”,不容易被踩得变形而减损缓冲性能,更长的使用寿命也使得它成为一些高档的鞋子中底的常用材料。

用于制作跑鞋外底的材料通常有橡胶、PU、EVA、TPR等(见表1)。

橡胶具有良好的耐磨性和弹性,具有防滑、不易断裂、柔软度较好、伸延性好、收缩稳定、硬度佳、弯曲性好等特点,但是该材料较重、易吐霜(橡胶内助剂析出)、不易降解。

PU材料的密度、硬度较高,耐磨性、耐氧化性、弹性能良好,不易皱折,易降解,但是在吸水后易黄变、易断裂、延伸率变差。

EVA材料比较轻便,其弹性好、柔韧性好、不易皱,使用该材料制作的外底具有较好的灵活性和轻盈性。并且该材料有着极好的着色性,但是EVA材料易脏、易吸水、不易降解,而且其防滑性差,在光滑地面上行走易滑倒。

TPR材料具有良好的回弹性和耐磨性,其防滑性和减震性能优良,但是材质重、不耐磨,柔软度、弯曲性差,不耐折、吸震能力差。

五项性能测试

鞋子的性能是无法用肉眼甄别的,一般是通过实验室测试来对其性能优劣进行判定。需要说明的是,目前国内并没有专门针对于大众消费级跑鞋的产品标准出台,因此,在下文提到的实验中,采用的标准是目前国内户外运动鞋领域应用最广泛的GB/T 15107-2013《旅游鞋》,来对跑鞋的性能进行检测。

表1 各种外底材料的优缺点对比分析

耐折性能

耐折性能是对跑鞋整体功能进行考核的项目。合格品要求折后不得出现帮面裂面现象,其中底墙、帮底、鞋底的开胶长度要在5.0mm之内。鞋底出现裂纹不得超过3处,而且最长裂纹长度不得大于5.0mm。此外,实验后的鞋底不得出现涂色脱落,漏气(液)、瘪塌等现象。

耐磨性能

耐磨性能测试主要是针对跑鞋外底的抗磨损能力进行的一项实验。通过旋转的磨轮垂直压在外底上,在4.9N的压力及191r/min的速率下,进行磨耗。根据外底的磨痕长度,来判断外底的耐磨性能,其中合格品要求磨痕长度不得大于14.0mm。

剥离强度

剥离强度考核帮面与鞋底的粘合牢度。使用10mm宽的剥离刀对帮底结合部位进行剥离,当出现初开胶(帮底结合部位沿刀口出现刚刚开胶的现象)时的力值即为剥离强度。GB/T 15107-2013《旅游鞋》中合格品要求帮底剥离强度不应小于45N/cm,底墙与帮面剥离强度应不小于70N/cm。

由于GB/T 15107-2013《旅游鞋》没有针对跑鞋中底的检测项目,因此,实验从鞋类测试标准中选用了减震性能和压缩回弹性能这两个项目来对中底进行考核。

减震性能

据悉,人以中等速度跑步时,足部每次着地时要承受相当于体重2.5倍的冲击力,跑的越快,冲击力则越大。中底的减震原理在于使跑者在脚接触地面时,有足够的位移来吸收足部的冲击力,从而保护足部免受伤害。

在检测鞋子中底的减震性能时,用特定质量的重物从一定高度自由落下冲击中底,来模拟人脚落地时鞋底的受力情况,通过测量鞋底在冲击过程中所吸收的能量,以及鞋底的受力及变形情况,最终得到减震系数来评价鞋底的减震性能。减震性能越小则减震效果越好,但是对跑鞋的减震性能不能追求无限小,因为减震性能太小则材料越软,使人在跑步过程中有种深陷泥潭的感觉,容易失去稳定性。

压缩回弹性能

压缩回弹性能是考核中底受到足部冲击后恢复原状的能力,也是决定中底寿命长短的关键性指标。通过将中底裁切成标准试样,在恒压、恒温和规定时间条件下进行压缩试验,并测定中底材料的压缩变形率,压缩变形率越小,说明材料的回弹性能越好。值得注意的是,当跑鞋中底出现皱纹的时候,那是在提醒你该换鞋啦!

跑鞋实战大比拼

近日,李宁运动科学研究中心的专家就跑鞋的研究,提供了相关的技术支持,分别以李宁品牌的玄影和叠影(见表2)、亚瑟士的Kayano23和Kayano24(见表3)做为测试样品,从鞋面、大底、中底、后跟、鞋腔、内置泡棉、鞋带、鞋垫等方面进行了详细的对比。

李宁云四代:炫影&叠影

样品状态:已进行20km测试。

测试环境:常温,湿度<50%RH。

鞋面材料:炫影整只鞋采用的是一体织鞋面,而叠影的鞋面前端采用的是弹性网布,中腰部分采用的是Ultra shell鞋面。需要解释的是,一体织鞋面具有舒适透气,包裹性强的特点,穿上后既不会感到挤,又不会在转弯或踩到石头时脚在鞋内移动。

相比之下,叠影的鞋面采用了Ultra Shell高性能塑胶材料,为双脚提供动态保护和支撑功能,从而应对高强度运动,避免脚部晃动带来的足部损伤。同时前端采用弹性网布,在保证功能诉求的同时还减轻了重量,带来轻量化的跑步体验。

大底纹路:经过20km的测试,两双鞋的外底并没有明显的磨损。炫影与叠影都采用了结合防滑设计的镂空大底,叠影的前掌还增加了脚部弯折槽。弯折槽设计,最大限度地提升了运动过程中脚底的灵活性,保证了跑者在跑动过程中尤其是前掌弯折时跑鞋与脚的最大化贴合,灵活减震,有效避免运动损伤。

后跟结构:后跟结构特征差异明显,炫影的脚踝处采用的是领口的收口设计,而叠影的后跟收口接近于V字形。

内置泡棉:两双鞋的后跟内置泡棉的厚度几乎相同,柔软适中,弹性好。

后跟TPU:炫影的TPU两侧向前延伸的较短且后跟有一定的倾角,叠影的TPU两侧向前延伸的较长且后跟处是近乎垂直的,TPU两侧向前延伸较长可以使后跟在落地时稳定性更好。

鞋带:炫影的鞋带长度较长,但是叠影的鞋带的弹性较好。

鞋垫:叠影的鞋垫下方布满小孔,透气性更强,中腰部位TPU。无论是炫影还是叠影,在中底的中腰部位都埋有黑色的TPU,用来抗扭转。

中底材料硬度:幻影的中底是单密度的,硬度计的数值为32。叠影的中底是双密度的,内侧的中底材料硬度为31,外侧的中底材料硬度为21。这也验证了叠影的中底是采用外侧较软、内侧较硬的材料构成。外侧材质较软的原因是后跟跑的跑者在落地时通常是后跟外侧先落地,较软的材质可以提供一个很好的缓冲。在落地后,随着外翻动作,足部的压力中心会由外侧转移到内侧,内侧的硬质材料会防止踝关节过度外翻,以免足部损伤。

表2 李宁 炫影 VS 叠影拆解对比

表3 亚瑟士Kayano 23 VS Kayano 24拆解对比

亚瑟士:Kayano23&Kayano24

样品状态:无损坏。

测试环境:常温,湿度<50%RH。

外观:鞋面纹路有所变化,大底和中底Gel均无太大变化。

鞋面:Kayano23的前脚使用双层大网眼镂空材料,两侧使用硬质固定材料,由于硬质固定材料的原因,虽然有大网眼镂空,但实际跑步感受还是较为闷热。通过使用更舒服更柔软的材料以及编制方法,在散热上有较大改进。

Kayano24的鞋舌网面编织的网孔也较前代更密集,同样的FluidFit提花网眼鞋面,采取了全新的编织设计,使得其网孔更加密集,小网孔比前代更多,改善了贴合度与舒适感。

后跟结构:后跟结构特征差异明显,Kayano23收口接近V字形,而Kayano24近似U字。

鞋腔内衬:Kayano24的鞋腔内衬,使用尼龙与弹性复合面料,更为细腻耐磨。

内置泡棉:柔软适中,弹性好,对脚踝有更好的保护,Kayano24的后跟泡棉更厚实,提供了良好的包裹性,而且材料丝滑,对脚踝皮肤有益。

后跟包裹:Kayano24后跟包裹首次采用MetaRun跑鞋上的MetaCluth技术,提升脚踝区域的包裹性,后跟更加贴合。Kayano24通过采包裹前部的V字开叉,来提供更大区域的稳定支撑效果。

鞋垫:二者都使用顶级标配的Ortholite材料,该材料最大的优点是轻量化,超柔软,反弹性极佳。

鞋带:Kayano23的鞋带长度是1385mm,Kayano24的鞋带长度是1420mm,二者相差15mm。

特邀嘉宾:朱万伟

毕业于四川大学皮革工程系,拥有5年箱包、鞋类、皮革检测经验,2013年参与中纺标(深圳)检测有限公司箱包、鞋类、皮革实验室的组建工作,现为中纺标(深圳)检测有限公司皮革组技术负责人。

(特别鸣谢:李宁运动科学研究中心)

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