创新材料赋能运动鞋

运动,今天已经不再是运动员的专利,人人都是运动员,人人都爱运动。一双好的、适合自己的运动鞋,对于爱运动的人们来说是重要的。无论是跑步、打篮球或是进行其他活力十足的活动,消费者都希望自己的鞋兼具舒适、时尚和性能优异的特点。

跑鞋的性能在很大程度上取决于设计,同时也取决于材料选择。现代制鞋业的发展,引发了材料和工艺的革命,其中材料的选择是制造一双好鞋的关键环节。人们对运动鞋的要求越来越高,随之加速了材料革新的速度。近几年,如NIKE、ADIDAS、李宁、安踏等一些国内外知名品牌在相继争先恐后的开发新材料,一方面说明了运动鞋行业竞争的激烈,另一方面说明了材料及与其工艺对运动鞋的重要性。

大致来说,运动鞋的构造分为鞋面、中底和外底(大底)三个部分,三者的选材是不同的。

鞋面可为运动鞋提供支持性、保护、透气性和鞋的外观表现,同时从外层锁定中底和外底,并确保脚放置于正确的位置。鞋面材料大致有超细纤维、天然皮、PU革、牛巴、网眼布等几大类,

外底(outsole)提供运动中良好的耐磨及防滑抓地性,并提供运动鞋在运动中的最外层的支持,是外部冲击的第一道防线。外底的材料主要是各种橡胶。

中底(Midsole)是鞋子中最为重要的部分,作用是为运动鞋提良好的缓震性、稳定性和弯曲性。弹性缓震的塑料材料是鞋材制造商和品牌商在设计生产运动鞋中底时的首选特性材料,可以在很大程度上吸收和缓冲一部分地面冲击力。本文将着重探讨中底用橡塑材料在缓震方面的技术进步。

中底材料力求减震

减震是运动鞋最为核心的功能,具有减震功能的中底是跑鞋的灵魂,也是区别各大厂商的核心标志、立身之本。如今跑圈里流行一个特别搞笑的词-“踩屎感”,就是指踩下去软软的,脚感很舒服,甚至模糊了脚与地面之间的感觉,其本质就是鞋的缓震性能。为了寻找兼顾回弹力和“踩屎感”(柔软度)、又轻量化的中底材料,国内外各大运动鞋厂家可谓绞尽了脑汁,使出了浑身解数,研发出很多科技含量很高的缓震材料。中底材料的趋势是不断加大厚度从而实现充分缓震,但同时重量却变得越来越轻。目前市面上的跑鞋大多是以EVA和PU材质为主。

EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物泡沫材料,用EVA塑胶粒子先加热再发泡而成,表面粗糙,常用于慢跑、慢步、休闲鞋、足训鞋中底。美国第一专业跑鞋品牌Brooks最早将EVA发泡材料应用于跑鞋中底,而现在几乎所有运动鞋都广泛用发泡EVA做为缓震层。

尽管EVA材料性能良好,特别适用于运动鞋,但其同样存在先天缺陷,一双EVA中底的跑鞋在跑上一定里程经过反复踩踏之后,泡沫中的空气被挤出去,就会导致EVA无法恢复到原来形状,缓冲性能就会明显下降,带来的直观感觉是脚感变得变硬。所以,研发新型材料,比如PU(含TPU),或者将EVA、TPU与其他材料经过合成改造,从而形成了各式各样名称复杂炫酷的中底材料,这些材料就具备了既能缓冲又能回弹的良好性能。

PU(聚氨脂)泡溶成胶状再灌入模型加热使发泡,表面光滑,且有一种橡胶的质感,时间久会变黄及腐蚀,提供避震及稳定性。PU在中底材料中是最坚韧、强度最高的,在中底中利用最广泛的材料,也是最重要的材料。因为在这个材料本身的基础上由自身衍变或是与其他材料的结合,而产生出了新的材料。所以这个材料对于运动鞋制造工艺是非常重要的。

阿迪达斯Boost系列跑鞋已畅销全球多年,具有卓越弹性和减震特性,穿过的跑者都知道,其中底有着明显的颗粒感,感觉像泡沫。没错,Boost的前身就是德国巴斯夫(BASF)公司研发的Infinergy发泡微球,由世界首款发泡热塑性聚氨酯(E-TPU)构成,将TPU的特性与泡沫的优势融为一体,让跑鞋更舒适,缔造卓越的跑步体验。经过加压加热预处理后,原来5毫米大小的颗粒可以像爆米花一样膨胀。在这个过程中,内含微型密闭气泡的椭圆形微球的体积将增大10倍。这些密闭气泡在压缩力比如着地冲击作用之下,可以最多压缩至原来一半大小,这对于足部减震非常重要。而压缩力消失后,泡沫可迅速恢复到原来的形状,这就是所谓的回弹效果。每只阿迪达斯Boost跑鞋中含有颗泡沫微球,组合起来就能提供比较强大的弹性和缓震功能。中底就是通过这样的方式吸收能量,然后将很大一部分能量反馈给跑步者。

采用Infinergy发泡微球的阿迪达斯Boost跑鞋

帝斯曼(DSM)公司推出的一种新型材料据称在性能方面可以秒杀EVA和PU,这就是热塑性聚酯弹性体发泡材料(E-TPEE)。经测试,采用ArnitelE-TPEE发泡材料中底的跑鞋,兼顾了柔软、缓震、回弹、轻质和耐久性。与前述的E-TPU材料相比,ArnitelE-TPEE具有更佳的回弹性,可达到75%以上,比E-TPU的回弹性高10-15%,从而使跑步者感觉跑起来更加省力,极大提升跑步者的运动体验,也更能保护其免受震动带来的伤害。ArnitelE-TPEE兼具优异的缓震性能与回弹性,不会像传统的EVA材质那样在穿着一段时间后脚感就会变差。ArnitelE-TPEE经过次的压力测试,耐疲劳性优异,用其制成的中底经反复踩踏后,仍可长久保持柔软、缓震性能与回弹性。

运动鞋材踏上可持续之路

运动器材的制造正在对环境产生严重影响,其中就包括运动鞋。作为一个价值超过亿美元的全球产业,运动鞋的制造过程所产生的温室气体排放和垃圾填埋场污染,格外受到政府和消费者的


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