鞋類動態防滑機性能分析

甘長鳳，胡浩平，馬慧妮

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海200233）

鞋類動態防滑機性能分析

甘長鳳，胡浩平，馬慧妮

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海200233）

防滑性作為鞋底功能性最重要的指標之一，對鞋子穿著的安全性和舒適性具有重要的意義。進行有效防滑試驗的關鍵是防滑機的選擇。介紹了國內外動態防滑機的測試原理和性能研究，并結合實際針對國內防滑機的缺陷設計一種符合實際需要的防滑機。建議對日常穿用鞋類的防滑性能測試和評價統一方法。

防滑性；防滑測試；防滑機

Abstract:As one of the most important indicators of shoe function,slip resistance is of great significance to the safety and comfort of footwear.And the key to ensure effective anti-slip test is the selection of the anti-slip machine.In this paper,the testing principle and performance of domestic dynamic anti-slip machine and foreign dynamic anti-slip machine are introduced.To aim at the defects of domestic anti-slip machines,a new kind of anti-slip machine is designed to meet the actual needs.The anti-slip performance test and the uniform method for daily wear are presented.

Key words:slip resistance,anti-slip testing,slip resistance machine

0 引言

鞋底的防滑性直接影響鞋子穿用時的舒適性和安全性。防滑性差的鞋子容易引起打滑，尤其是在濕、光、滑的路面上。隨著人們生活水平的提高，穿鞋的環境條件發生巨大的變化，過去一般為土路、水泥等防護性能較好的地面，而現在許多居家、商場和衛生間均鋪設美觀但光滑的木地板、大理石、瓷磚等地板，對鞋類的防滑性能要求越來越高。

鞋類防滑性能直接影響鞋品的安全性和舒適性問題，防滑性能差具有潛在的人身安全隱患，在濕、滑的地面上容易發生滑倒事件，對兒童和老人等弱勢群體的健康危害甚是巨大，根據衛生部統計數據，我國每年因滑跌摔傷事件約500萬起，因地面濕滑摔跤的糾紛案件約7萬件，每年因為滑倒產生的意外傷害而住院的人占全部住院人數的35%，其中老人和小孩占了大多數，老年人的比例更是達到了63.8%。據資料顯示，美國、英國、芬蘭等國因滑倒摔傷造成的事故，分別占其工傷事故的20%、34%和17%，滑倒摔傷是釀成工作場所、公共場所和居家環境意外事故的主要原因之一。美國國家安全調查局的調查統計結果顯示：在美國因為滑倒摔傷造成的事故占工傷事故的17%，占公共場所事故的18%，占家庭事故的20%。每年因為滑倒摔傷而發生的傷亡事故大概有25萬～30萬起[1]。

因此，滑摔問題應該引起人們足夠的重視，并找到其發生的根本原因，減少意外事故的發生。根據研究發現，市場上鞋底常見的防滑性能較差的情況主要有四種：①鞋底材質，根據實驗室檢驗，橡膠鞋底的防滑效果較好，然而考慮制鞋成本及其他工藝因素，市場上鞋類產品的鞋底材質會多種多樣，一般來說TPR和EVA的鞋底防滑效果會差些；②鞋底花紋，花紋太淺或太密反而起不到防滑效果，一些鞋底花紋做成密閉設計，在濕滑試驗中導致鞋底集聚的水無法排出，鞋底面形成一層水膜，大大降低鞋底的濕式防滑效果；③鞋底硬度，硬度過軟或鞋底過硬也會提高滑倒風險；④鞋底接觸面積，高跟鞋前掌與地面接觸面積比平底鞋要小，因此高跟鞋的滑倒風險較高。而市場上一些時尚高跟鞋為追求鞋底美觀而將鞋底設計為沒有花紋的光面，造成高跟鞋滑倒的高風險。另外一些時尚高跟鞋鞋跟細長，鞋跟與地面接觸面積很小，也易于造成滑倒風險。

而進行有效防滑試驗的關鍵是防滑機的選擇。目前應用較多的是國外SATRA防滑機，其主要適用于SATRA TM 144—2011《鞋與地板的摩擦力》和ISO 13287—2012《個體防護裝備鞋防滑性測試方法》標準的測試；國內試驗儀器較多的是GW-026B GB防滑機，主要適用于GB/T 3903.6—2005《鞋類通用試驗方法防滑性能》標準的測試。而國內生產的GW-026B GB防滑機相對國外SA?TRA防滑機存在很多不足，如程序設計較為復雜、支架不夠靈活、速度不可調等。通過借鑒國外防滑機優勢，對國內GW-026B GB防滑機可以進行改進，設計出一種簡便、靈活、靈敏度高的防滑機。

1 國內外相關技術現狀

1.1 國內動態防滑原理及防滑機現狀

日常穿用鞋類品種防滑性能要求情況詳見表1。由表1可知，目前人們日常普遍穿用的旅游鞋、運動鞋、皮鞋、休閑鞋、拖鞋等鞋類品種均未有防滑性能要求，只有雪地靴、滑板鞋、登山鞋等在特殊環境穿用的鞋類品種有防滑性能要求，摩擦因數指標≥0.30。

鞋類動摩擦法的測試原理是將被測樣品置于測試平面上，施加規定的法向力，相對于平面水平移動鞋（或相對于鞋水平移動平面），測量移動時的摩擦力，計算出動態摩擦因數。GB/T 3903.6—2005《鞋類通用試驗方法防滑性能》介紹了成鞋或鞋底材料防滑性能的試驗方法及測試裝置。試驗原理如下：把試樣放在試驗平面上，以甘油作為潤滑劑，加上給定載荷，然后通過橫向牽引作用力移動試樣相對于試驗平板做水平方向移動。測定動摩擦力，并計算動摩擦因數。GW-026B GB防滑試驗裝置中壓重砝碼重量為25 kg，滑動速度固定為（100±10）mm/min，時間為1 min，試驗距離為100 mm，傳感器為500 N。

1.2 國外動態防滑原理及防滑機

SATRA TM 144—2011《鞋與地板的摩擦力》和ISO 13287—2012《個體防護裝備鞋防滑性測試方法》介紹了鞋底和地板界面防滑系數的試驗方法及測試裝置。其試驗原理是通過防滑試驗機給測試鞋底施加一個預定的垂直力，使測試鞋底和地板界面緊密接觸，靜態接觸短暫時間后，防滑試驗機帶動地板界面，使測試鞋底和地板界面以一定的速度進行相對運動，防滑試驗機帶動地板界面進行水平移動所需要的最大力值除以防滑試驗機給測試鞋底施加一個預定的垂直力值就是測試鞋底在地板界面上的摩擦因數，即防滑系數。SATRA防滑試驗機規格性能要求如下：①具有一個足夠硬的，可以承載及很好地固定地板界面的水平安裝面結構，其寬度至少150 mm，長度至少450 mm；②配備有各種型號的金屬或塑質鞋楦，其上有安裝裝置，可裝于防滑試驗機的安裝架上；③其安裝架對測試地板界面的角度可調，其調節范圍為0～45°；④具有垂直穩定的施力系統；⑤具有帶動地板界面進行水平滑動的施力系統，施力大小可根據時間進行測量；⑥具有位移控制系統。

表1 日常穿用鞋類品種防滑性能要求情況

綜上所述，GW-026B GB防滑試驗機與國外SATRA防滑試驗機相比，具有如下缺陷：①動力系統量程較小，不能滿足試驗要求，應增大動力系統量程＞1 000N；②試驗界面長度較小，應增加試驗界面長度；③砝碼質量量程較小且不可調，可使砝碼質量在100～500 N之間可調；④數據獲取和顯示裝置程序太復雜，可采取QMAT程序，更簡便實用；⑤試樣固定支架不夠靈活，故可選用SATRA防滑試驗機固定支架，更加靈活，方便。故本文針對GW-026B GB防滑試驗機設計缺陷，并參考國外防滑機優勢，結合實際需要，設計一種符合實際需要的防滑機。

2 防滑機改進

《國標整鞋防滑測試裝置》針對GW-026B GB防滑試驗機設計缺陷，并參考國外防滑機優勢，結合實際需要，設計一種符合實際需要的防滑機。設備由試樣固定裝置、動力系統、數據獲取和顯示裝置、試驗界面和試驗楦組成。

2.1 試樣固定裝置

用于固定成品鞋、鞋底或鞋底材料的組合試樣；試樣固定裝置可調整鞋底測試部位與摩擦界面的接觸角，且調整角度應大于7°。

2.2 動力系統

動力系統可對組合試樣提供垂直壓力，并使其在水平方向上做勻速運動。垂直壓力在100～600 N可調，水平滑動速度在0.1～1.2 m/s可調，試驗機水平拉力精確度為0.1 N，測量范圍應＞1 000 N，試驗界面長度應＞0.5 m。

2.3 數據獲取和顯示裝置

數據獲取和顯示裝置可實時測量并顯示滑動過程中的垂直載荷和摩擦力，可采取QMAT程序記錄試驗曲線圖（見圖1），摩擦力精確度為0.1 N。

圖1 試驗結果曲線圖

2.4 試驗界面

試驗界面可根據鞋類產品實際使用界面由產品供需雙方確定，也可選擇本標準規定的如下界面：①玻璃界面，鏡向光澤度為4的浮法毛玻璃；②陶瓷磚界面，陶瓷磚物理和化學性能應符合GB/T 4100—2015《陶瓷磚》中表A.1的要求，檢驗項目參照GB/T 4100—2015《陶瓷磚》表2中的規定；③木地板界面，木地板理化性能和功能性應符合GB/T 20239—2015《體育館用木質地板》中表6和表8的要求，其中功能性滿足表8中訓練、教學、健身用木質地板的要求。此外，當試驗界面用作仲裁界面時，可使用陶瓷磚界面。

2.5 試驗楦

試驗楦應使用與成品鞋相對應的鞋楦。

3 鞋底防滑性能的評價

影響防滑性能的因素很多，除了規定地面材料的防滑系數，有必要對鞋子的防滑指標做出規定，這樣才有利于客觀評價鞋子的防滑性，為消費者選購合適的鞋子提供指引[3]。目前人們日常普遍穿用的旅游鞋、運動鞋、皮鞋、休閑鞋、拖鞋等鞋類品種均無防滑性能要求，只有雪地靴、滑板鞋、登山鞋等在特殊的環境穿用的鞋類品種有防滑性能要求，摩擦系數指標≥0.30。而Hylton B M[4]發現測試的民用鞋在濕態下的防滑性能均未達到安全范圍，對日常穿用鞋的防滑性能指標的確定非常緊迫。如何在眾多的測試方法中確定一個統一的日常穿用鞋類防滑性能的測試方法，以及確定日常穿用鞋的防滑性能評價指標是今后的發展方向。

[1] 賈利曉,穆欣,宋聯美.影響鞋底防滑性能的主要因素[J].西部皮革,2009（14）：17-20.

[2] 陳釗鈺,楊承杰,丁紹蘭.鞋底止滑性能的研究進展[J].中國皮革,2005（5）：44-48.

[3] 李晶,段曉霞,孫世彧.鞋類防滑性能影響因素及評價研究進展[J].皮革科學與工程，2014（24）:27-31.

[4] MENZ B H,Lord S R,MCINTOSH S A.Slip resistance of casual footwear:implications for falls in older adults Gerontology[J].2001（47）:145-149.

Performance analysis of dynamic slip resistance machine in shoe

GAN Changfeng,HU Haoping,MA Huini
(Intertek Testing Services Shanghai Ltd.,Shanghai 200233,China)

TS107

A

1001-7046（2017）04-0008-04

2017-06-06

甘長鳳（1987-）,女，碩士研究生，主要從事鞋類和皮革制品的質量檢測和技術研究工作。