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鞋底止滑性能的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-06-23   浏览次数:915

鞋底的止滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和安全性。止滑性差,走路时容易打滑摔跤,尤其是在湿、光、滑的路面上。随着全球建筑业的发展,尤其是公共场所的建设,建筑地面越来越高档、华丽美观、富丽堂皇,但大都忽略了地面防滑的问题,致使滑跌摔伤的事故常有发生。

     滑跌摔伤已经被认为是酿成工作场所,公共场所和家居环境意外事故的主要原因之一。美国国家安全调查局的调查统计结果显示[1]:在美国因为滑跌摔伤造成的事故占工伤事故的17%,占公共场所事故的18%,占家庭事故的20%。每年因为滑跌摔伤而发生的伤残事故大概有250,000到300,000起,其中死亡人数达1,200到1,600。在英国滑跌摔伤事故占工伤事故的20%(每年约40,000起)。芬兰的制造业、建筑业和交通行业每年因为滑跌摔伤而造成的工伤事故分别占总工伤事故的34%,28%和21%[2]。

     巨大的伤残数字引起了许多国家和政府的高度重视,对滑跌摔伤意外事故制定了相应的法律法规。美国议会曾于1992年7月通过了《美国公民意外伤残法案》(ADA),从法律上对意外伤害作了规定。此外,制定的《职业安全与卫生条例》(OSHA)强调所有对公共开放的机关、学校、商业、旅游及交通部门等凡是提供行走活动场所的地面人行道,其防滑摩擦系数标准均要达到0.6(检测值)以上,斜坡地段要达到0.8(检测值)。对于地表面摩擦系数未达到此项标准的业主将受到严厉的处罚或被提起诉讼[3]。北美地区的标准,大都按照美国的规定,加拿大政府对地面防滑按美国的标准办理外,还通过了安大略省的第23项法案。

     除此以外很多国家和地区已经把鞋底的止滑性列入到生产和进出口鞋子质量检测的必检项目之一。国际鞋靴检测标准委员会在1993年就已经出台了《ISO11220专用鞋靴的鞋底止滑性的检测标准》,该标准详细说明了止滑性的检测方法和专用鞋靴止滑性的分类等级和标准[4]。欧盟鞋靴标准委员会在2000年7月和2002年8月19日两次出台了关于鞋靴止滑性的检测标准,ENV 13287:2000和ENV 13287:2002 [5]。美国国家标准化组织和美国材料实验协会2001年制定并实施了《ANSI/ASTM F695-2001 评估测量鞋底、鞋后跟或相关材料的抗滑性获得试验数据的实施规程》[6]和《ANSI/ASTM F1240-2001在有不同外来杂物的路面上测算鞋靴防滑性结果分类指南》[7]。

     我国是世界上最大的鞋类生产和出口国,目前制鞋业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,处于主导地位[8]。我国鞋类出口多集中在美国、欧盟、日本,随着我国加入世贸组织,国外的各种配额、数量限制逐渐放开,有利于我国鞋类出口的扩大。但是一些国家出于贸易保护,凭借其自身的技术和经济优势,以保护环境和保障人身安全为借口,不断通过立法或制定苛刻的技术标准和环境标准等,对我国的鞋类出口进行限制。如以德国为首的欧盟各成员国在其制定的技术标准中规定,劳保鞋等需要取得欧共体的CE安全认证标志,与保证人身安全有关,其中包括鞋底的防滑性能[8]。而我国目前的制鞋材料和技术与这些技术、环境标准规定的要求尚存在很大的差距。

     如上所述,为了减少因滑跌摔伤事故造成的损失,越来越多的消费者和鞋子生产和进口国将注意力集中到提高鞋底止滑性的问题上。鞋底止滑性的改善可以进一步提高鞋子的质量,保证消费者穿着的安全性,有利于我国冲破鞋类进口国的重重贸易壁垒继续保持鞋类出口大国的地位,赢得高质量鞋类出口国的声誉。因此如何提高鞋底的止滑性已经成为了制鞋行业和鞋类研究者关注的焦点,国内外在这方面的研究已初具规模。

      1、鞋底的止滑性能
     鞋底的止滑性能可以用鞋底与路基的动摩擦系数(DCOF)和静摩擦系数(SCOF)的大小来表示,摩擦系数越大止滑性能越好。James P. Hanson[2]在他的研究中指出影响止滑性能的因素非常复杂,概括起来有两大类:环境因素和人为因素。其中环境因素包括行走路面的状况,鞋子(主要是鞋底材料、花纹和鞋跟的不同几何造型),路面上的污染物(介质),倾斜路面的坡度和高度等;人为因素包括对环境因素的感官能力,生物力学,对神经肌肉的控制和信息传递等。而又有研究资料表明材料的性能与温度息息相关,所以推测出温度可能也是影响鞋底止滑性能的因素之一。另一方面不同品种的鞋子对止滑性要求也不尽相同。研究鞋子的止滑性可以为提高鞋子的止滑性减少滑跌事故的发生,为选择使用和开发新的鞋材,为制作不同种类的防滑鞋底提供科学依据。
 


    2、国内外的研究现状

     2、1 国内的研究现状
     国内目前对鞋底止滑性能的研究主要集中在止滑性能影响因素的探索和鞋底材料、花纹和路面对鞋底止滑性的影响,所用到的止滑仪大多为台湾GOTECH公司生产的GT-7012-BC型止滑试验仪。

     2、1、1对鞋底止滑性能影响因素的探索
     赵全永,丁绍兰[9]用台湾GOTECH公司生产的GT-7012-BC型止滑试验仪对PU、PVC、EVA、NR、TPR、天然底革六种材料的鞋底在干湿状态的柏油,玻璃,大理石,木板,水泥路面上的止滑性能进行了一系列的试验研究。

     试验结果显示:(1)不同材料,不同路面,不同湿度,鞋底的防滑性能不同;(2)摩擦系数最大的是PVC鞋底在干状态的玻璃路面上,静摩擦系数为1.1286;摩擦系数最低的是EVA鞋底在湿态的玻璃表面上,动摩擦系数为0.1948;(3)防滑性受材料、湿度影响最大的路面是玻璃;(4)防滑性受路面影响较大的是TPR鞋底,最大的是湿态时的PVC鞋底。

     因此得出结论:影响鞋底止滑性能的因素有鞋底材料、路面和鞋底—路面之间的介质(路面上污染物,如水,油,沙土等)。但是材料、路面和干湿度对止滑性能影响的显著性和它们之间对止滑性能影响的相关性方面的研究都还没有涉及。

     2、1、2 鞋底花纹和材料对止滑性能的影响的研究
     张建春,梁高勇等[10]在台湾GOTECH公司生产的GT-7012-BC型止滑试验仪上对相同胶料的三种不同花纹的鞋底(见图1)进行对比测试。通过试验,发现新型布面胶鞋具有良好的抗滑性,特别是抗湿滑性能极佳。这说明鞋底花纹对防滑性能的影响较大,不仅影响防滑效果和方向,而且对接触面状况的依赖性较大,如干态还是湿态条件。因此,在材料选定之后, 防滑鞋底的花纹防滑鞋底的花设计就显得十分重要。


 
 
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