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摘要：鞋类的防滑性能因涉及到穿着的安全性与舒适性，因而越发受到人们的关注与重视。本文基于既往研究成果，简要分析了鞋子防滑性能的特征，探讨了影响鞋子防滑性能的各类因素，最后提出了鞋子防滑性能的基本测试方法，望能为此领域研究提供些许参考。
关键词：鞋子；防滑性能；影响因素；测试标准
防滑性能不仅是评价鞋底材料品质的重点内容，而且还是衡量穿着安全、舒适与健康与否的主要物理项目。因制鞋材料种类的错综复杂、鞋底结构存在差异，以及成鞋穿用、运动场地或场合的多样性，受此影响，鞋类防滑性能与效果参差不齐。当前，尽管国内外在研究鞋类防滑性能影响因素、检测评判标准方面，已取得较大进展，但是在综合性与系统性方面，仍有欠缺与不足。对此，深入、全面了解影响鞋类防滑性能的各类因素，研究防滑性能指标与检测方法，无论是在新品种开发、生产工艺改进方面，还是在指导鞋类设计上，均有着重要的促进意义。
1.鞋子防滑性能的基本特征
当人体处于步行状态时，脚（鞋子）会在其着地瞬间而停顿片刻，此时，路面与鞋底间便会产生静摩擦系数（SCOF），若此系数较小，那么在地面上的脚便会滑动，这时的路面与鞋底之间便会形成动摩擦，因而产生动摩擦系数（DCOF）。针对DCOF值而言，若其能够对鞋子的此种滑动加以阻止，那么会显著降低滑跌摔倒几率，甚至不会出现此情况，所以，在处于安全行走状态时，便需要鞋子所受牵引力要小于或等于其所受摩擦力。依据牛顿第二定律可知，当压力维持定值时，鞋子摩擦系数的大小决定着其所受摩擦力的大小。所以，在评定鞋子的防滑性能方面，摩擦系数便成了其重要指标。
2.影响鞋子防滑性能的主要因素
2.1鞋子因素
（1）鞋底材料。鞋底常用材料有天然皮革、橡胶、PVC、PU及TPR等，对于TPR鞋底而言，路面会对其防滑性能造成较大影响。有报道指出，不管是哪种地面材料，经摩擦系数测定，均显示：橡胶底摩擦系数值最大，最小的是皮革底。鞋底材料除了会影响到防滑性能外，还会因污染物的差异而发生改变，若处于干状态时，橡胶的止滑性能相比其他类型材料，要远大于后者。另外，针对材料硬度来讲，其也会影响到鞋底的防滑性能，但有研究指出，鞋底的摩擦系数与硬度间，无线性相关性，所以，可排除硬度影响。（2）鞋底花纹。鞋底花纹直接接触于路面，其决定着与防滑性能相关的许多因素，如鞋底排路面污染物能力、鞋底抓着地面的能力及鞋底和路面接触面积等。通过对比试验3种不同花纹但同种胶料的鞋底（见图1），最终得知，布面胶鞋抗滑性较好，尤其是抗湿滑性能，更佳。通常，在干态大理石路面或柏油、水泥等粗糙路面上，针对花纹中有较多横向因素的鞋底，往往具有较好的防滑性，但针对湿态大理石路面，在试验中却有异常状况发生；而针对花纹中有许多纵向因素的鞋底，其防滑性不差反好。由此表明，在选定材料后，合理设计防滑鞋底花纹，同样十分重要。
2.2路面的影响
一般情况下，针对光滑路面而言，其止滑性较粗糙路面，偏差，路面表面纹理会较大程度影响到摩擦系数。表面粗糙程度对于表面纹理具有决定作用，表面粗糙度越高，表明具有越高的摩擦系数。
2.3介质的影响
所谓路面介质，实际就是在路面上，鞋底处于滑动状态时，介于路面接触面与鞋底间的液体污染物，针对此类污染物而言，主要有动物油脂、植物油、水等。如果路面有水，会降低路面与鞋底之间的摩擦系数，因为水对路面与鞋底间的接触具有阻止作用，而且还会促进分子间结合，当鞋底在比较潮湿的路面滑动时，受水润滑作用影响，会大幅降低鞋底与路面之间的摩擦系数。如果路面上有油渍等污染物，油渍不仅会减少鞋底与路面间接触，而且还会产生较强的润滑作用，降低路面与鞋底之间的摩擦系数，所以，油污染路面防滑效能差，在这种路面上行走的人，易滑跌。
3.鞋子防滑性能测试方法
3.1水平底板斜向推力原理类测试仪的测试方法
（1）James防滑性能测试仪。在《使用James机的测试方法》（ASTM F489-96）中，已对此仪器的测试方法进行了规定。James是一种铰链支杆滑动测试仪，在实际运行操作中，该测试仪在测试的平板试样上，施加了一个恒定大小的垂直压力，然后将侧向推力持续增大，直至发生滑动。此时，侧向力变为需要测出的滑动静摩擦力，而其与已知的垂直压力之间的比值，即静摩擦系数。此仪器多用于干路面上相应静摩擦系数的测试。（2）Brtmgraber Mark防滑测试仪。《便携式铰链支杆滑动测定仪试验方法》（ASTM F1678-96）对此仪器的使用方法进行了表述，此仪器能够对潮湿地面、干状态路面的摩擦系数进行测试。在测试原理方面，类似于James，但需要指出的是，Mark携带更加方便，能够对处于使用状态的路面上的摩擦系数进行测试；此外，此测试仪上还专门设置有刻度尺，因而能够直接获取数值。（3）English XL防滑测试仪。此仪器同样是铰链支杆结构，工作原理类似于上述两仪器，但也有不同之处，即English XL无需重力支撑，所需要的压力由一个圆筒提供（裝有二氧化碳）。针对此种设计而言，其突出特点就是，每次测试压力施加值都一样，因而能够较好的保障试验操作的一致性。科将其用于倾斜路面止滑性能的测试。
3.2倾斜角测试方法
《斜面行走方法测定潮湿赤足场所铺地材料的防滑性能》（DIN51097-1992）中指出，一定数量测试者行走于有潮湿程度差异的路面上，不断增加路面的倾斜角度，直至测试者将要滑倒而停止。此种方法在实际操作中，存在一定问题，比如那些比较光滑的路面，或具有潜在危险性的路面，测试者会有一定警惕性，此种警惕性会对测试结果的重视性与准确性造成影响。比如测试者行走于潮湿路面或冰路面上，其会不由自主的调整自己的步态，不让自己滑倒。
4.结语
综上，影响鞋类防滑性能的因素较多，测试方法与仪器也比较多样，另外，鞋子的防滑性能与地面防滑性能之间存在紧密联系，因此，对鞋底与鞋底材料在地面上的摩擦系数进行测试，能够反映出鞋子的止滑性能，还能折射出地面的防滑性能，所以，当前，还没有构建一种用于鞋子防滑性能测试的公认方法。
（作者单位：新兴职业装备生产技术研究所）
关键词：鞋子；防滑性能；影响因素；测试标准
防滑性能不仅是评价鞋底材料品质的重点内容，而且还是衡量穿着安全、舒适与健康与否的主要物理项目。因制鞋材料种类的错综复杂、鞋底结构存在差异，以及成鞋穿用、运动场地或场合的多样性，受此影响，鞋类防滑性能与效果参差不齐。当前，尽管国内外在研究鞋类防滑性能影响因素、检测评判标准方面，已取得较大进展，但是在综合性与系统性方面，仍有欠缺与不足。对此，深入、全面了解影响鞋类防滑性能的各类因素，研究防滑性能指标与检测方法，无论是在新品种开发、生产工艺改进方面，还是在指导鞋类设计上，均有着重要的促进意义。
1.鞋子防滑性能的基本特征
当人体处于步行状态时，脚（鞋子）会在其着地瞬间而停顿片刻，此时，路面与鞋底间便会产生静摩擦系数（SCOF），若此系数较小，那么在地面上的脚便会滑动，这时的路面与鞋底之间便会形成动摩擦，因而产生动摩擦系数（DCOF）。针对DCOF值而言，若其能够对鞋子的此种滑动加以阻止，那么会显著降低滑跌摔倒几率，甚至不会出现此情况，所以，在处于安全行走状态时，便需要鞋子所受牵引力要小于或等于其所受摩擦力。依据牛顿第二定律可知，当压力维持定值时，鞋子摩擦系数的大小决定着其所受摩擦力的大小。所以，在评定鞋子的防滑性能方面，摩擦系数便成了其重要指标。
2.影响鞋子防滑性能的主要因素
2.1鞋子因素
（1）鞋底材料。鞋底常用材料有天然皮革、橡胶、PVC、PU及TPR等，对于TPR鞋底而言，路面会对其防滑性能造成较大影响。有报道指出，不管是哪种地面材料，经摩擦系数测定，均显示：橡胶底摩擦系数值最大，最小的是皮革底。鞋底材料除了会影响到防滑性能外，还会因污染物的差异而发生改变，若处于干状态时，橡胶的止滑性能相比其他类型材料，要远大于后者。另外，针对材料硬度来讲，其也会影响到鞋底的防滑性能，但有研究指出，鞋底的摩擦系数与硬度间，无线性相关性，所以，可排除硬度影响。（2）鞋底花纹。鞋底花纹直接接触于路面，其决定着与防滑性能相关的许多因素，如鞋底排路面污染物能力、鞋底抓着地面的能力及鞋底和路面接触面积等。通过对比试验3种不同花纹但同种胶料的鞋底（见图1），最终得知，布面胶鞋抗滑性较好，尤其是抗湿滑性能，更佳。通常，在干态大理石路面或柏油、水泥等粗糙路面上，针对花纹中有较多横向因素的鞋底，往往具有较好的防滑性，但针对湿态大理石路面，在试验中却有异常状况发生；而针对花纹中有许多纵向因素的鞋底，其防滑性不差反好。由此表明，在选定材料后，合理设计防滑鞋底花纹，同样十分重要。
2.2路面的影响
一般情况下，针对光滑路面而言，其止滑性较粗糙路面，偏差，路面表面纹理会较大程度影响到摩擦系数。表面粗糙程度对于表面纹理具有决定作用，表面粗糙度越高，表明具有越高的摩擦系数。
2.3介质的影响
所谓路面介质，实际就是在路面上，鞋底处于滑动状态时，介于路面接触面与鞋底间的液体污染物，针对此类污染物而言，主要有动物油脂、植物油、水等。如果路面有水，会降低路面与鞋底之间的摩擦系数，因为水对路面与鞋底间的接触具有阻止作用，而且还会促进分子间结合，当鞋底在比较潮湿的路面滑动时，受水润滑作用影响，会大幅降低鞋底与路面之间的摩擦系数。如果路面上有油渍等污染物，油渍不仅会减少鞋底与路面间接触，而且还会产生较强的润滑作用，降低路面与鞋底之间的摩擦系数，所以，油污染路面防滑效能差，在这种路面上行走的人，易滑跌。
3.鞋子防滑性能测试方法
3.1水平底板斜向推力原理类测试仪的测试方法
（1）James防滑性能测试仪。在《使用James机的测试方法》（ASTM F489-96）中，已对此仪器的测试方法进行了规定。James是一种铰链支杆滑动测试仪，在实际运行操作中，该测试仪在测试的平板试样上，施加了一个恒定大小的垂直压力，然后将侧向推力持续增大，直至发生滑动。此时，侧向力变为需要测出的滑动静摩擦力，而其与已知的垂直压力之间的比值，即静摩擦系数。此仪器多用于干路面上相应静摩擦系数的测试。（2）Brtmgraber Mark防滑测试仪。《便携式铰链支杆滑动测定仪试验方法》（ASTM F1678-96）对此仪器的使用方法进行了表述，此仪器能够对潮湿地面、干状态路面的摩擦系数进行测试。在测试原理方面，类似于James，但需要指出的是，Mark携带更加方便，能够对处于使用状态的路面上的摩擦系数进行测试；此外，此测试仪上还专门设置有刻度尺，因而能够直接获取数值。（3）English XL防滑测试仪。此仪器同样是铰链支杆结构，工作原理类似于上述两仪器，但也有不同之处，即English XL无需重力支撑，所需要的压力由一个圆筒提供（裝有二氧化碳）。针对此种设计而言，其突出特点就是，每次测试压力施加值都一样，因而能够较好的保障试验操作的一致性。科将其用于倾斜路面止滑性能的测试。
3.2倾斜角测试方法
《斜面行走方法测定潮湿赤足场所铺地材料的防滑性能》（DIN51097-1992）中指出，一定数量测试者行走于有潮湿程度差异的路面上，不断增加路面的倾斜角度，直至测试者将要滑倒而停止。此种方法在实际操作中，存在一定问题，比如那些比较光滑的路面，或具有潜在危险性的路面，测试者会有一定警惕性，此种警惕性会对测试结果的重视性与准确性造成影响。比如测试者行走于潮湿路面或冰路面上，其会不由自主的调整自己的步态，不让自己滑倒。
4.结语
综上，影响鞋类防滑性能的因素较多，测试方法与仪器也比较多样，另外，鞋子的防滑性能与地面防滑性能之间存在紧密联系，因此，对鞋底与鞋底材料在地面上的摩擦系数进行测试，能够反映出鞋子的止滑性能，还能折射出地面的防滑性能，所以，当前，还没有构建一种用于鞋子防滑性能测试的公认方法。
（作者单位：新兴职业装备生产技术研究所）