鞋垫压力对鞋的舒适度影响研究

鞋垫压力对鞋的舒适度影响研究

随着社会物质和文化生活水平的提高，人们对服装产品的需求不断增加，皮质的舒适度也越来越受到重视。这直接影响到大多数鞋匠开始关注折射鞋的舒适度。人脚感知舒适度指标成为当前鞋类设计的主要内容之一。鞋类舒适度是一种个性化较强的感官体验,受到穿着者的感官和各方面个体因素的影响,所以要根据大量的感知试验加以归类、统计与研究。皮鞋做为鞋类产品的重要组成部分,影响其舒适度的因素众多,如材料、结构、工艺、楦型设计等,都与穿着舒适度有直接联系,这就使得皮鞋的舒适度研究不仅复杂,而且是一项系统的长期工程。而鞋垫做为皮鞋结构的重要组成部分,由于其直接与足底进行接触,缓冲人体步行时每一步的地面冲击,对鞋的穿着舒适度有重要影响,并且相比于皮鞋舒适度系统的提升,通过改进鞋垫结构或制作材料物性指标的手段以改进皮鞋穿着舒适度的方法,更加有效并且成本较低。借鉴以往的研究经验,通过预先统一制作的男士正装皮鞋,配以不同厚度、硬度的EVA鞋垫,进行行进间“足鞋界面”压力的采集,以获取穿着不同鞋垫厚度和硬度皮鞋行走状态下的穿着者足底压力分布信息,进而评价不同指标组合鞋垫对皮鞋穿着舒适度的影响,研究结果可为企业相关产品设计及生产提供客观的理论依据,为正装皮鞋的舒适度改良,尤其是鞋垫的设计,提供参考。1试验部分1.1足弓着地面积试验者选取在校男性大学生10人,年龄(21.5±1.2)岁,脚长(24.9±1.1)cm,无下肢疾病和足部损伤史,经Footscan足底压力平板测试,每名受试者足弓着地面积约为全足着地面积的21%~28%之间,确定试验者足型均为正常。1.2鞋垫压力测试系统选取比利时RS-Scan公司制造的Footscan足底压力平板和德国Novel鞋垫压力测试系统以及相应分析软件,其中Footscan足底压力平板用于对试验者足型进行筛选,Novel鞋垫压力测试系统用于采集试验者穿着不同鞋垫时“足鞋界面”的压力;舒华家用跑步机BC-1001、邵尔C硬度计、测厚仪、卷尺、三角板。1.3试验用鞋码数试验用鞋:统一使用定制的男士正装皮鞋,鞋底为橡胶材料,鞋跟高度2.5cm,鞋底最薄处厚度4mm;试验用鞋共3双,码数分别为38码、39码、40码。试验鞋垫:制作材料为发泡EVA,经邵尔C硬度计测试,硬度分别为低硬度(17±2)邵尔C、中硬度(25±2)邵尔C、高硬度(35±2)邵尔C三种,不同硬度的鞋垫厚度又可分为前2mm、后5mm和前3mm、后6mm及前4mm后、7mm三种。1.4材料的硬度和厚度首先对研究对象进行了筛选,通过足底压力平板测试,排除高弓足和扁平足后,选取10名正常足型的男性大学生做为试验者;应用邵尔C型硬度计对定制的EVA鞋垫硬度是否符合研究的要求,进行确认,确定研究样品的硬度范围;选用厚度仪对鞋垫的前后厚度进行测量,确定了鞋垫厚度的分布情况;使用游标卡尺对试验者的足长进行了测试,以便选取测试用鞋码数。1.5测试过程1.5.1人脚感知问卷对鞋垫坚持主观感受的影响遵照单位面积分布压力越大,足底舒适性感觉越差的原则,足底压力分布特征能够客观的评价鞋类的穿着舒适度,但对于复杂的人体结构而言,由于测试方法和采样的局限性,为了真实反映鞋垫变化对皮鞋舒适度的影响,本试验设定了人脚感知问卷,通过收集试验者试穿感受,整理得出其对不同试验材料的主观感受统计表,并与足底压力测试结果比较,进行压力分布与主观感受的分析。1.5.2试验过程控制试验者在裸足状态下穿着试验用鞋并分别更换不同硬度和厚度的鞋垫,使用Novel鞋垫压力测试系统,对不同条件下足底压力分布数据进行采集,为了消除试验者心理活动和行走速度变化对试验结果的影响,使用跑步机对试验者的行走速度进行控制,测试速度统一设定为8km/h(约2m/s),同时在试验前给试验者讲述试验目的及流程,并要求每名试验者在跑步机上分别进行5min的适应性行走,以降低试验结果的误差。试验过程中采集穿着不同硬度、厚度的鞋垫时的足底前掌跖骨、后跟踵心单位面积压力分布数据,借助压力分析软件,分析足底压力分布的特征,比较在固定速度行进状态下,鞋垫厚度和硬度对足底压力分布的影响。2分析与讨论2.1鞋垫厚度对人脚主观感知舒适性主观评价的影响根据测试材料鞋垫的厚度和硬度分类,10名受试者分别穿着不同鞋垫以8km/h速度行走于跑步机,测试时间为2min,试验中,采用主观评价中的心理学标尺的方法,来建构感觉尺度,感觉尺度的分级点定为7个,其中7完全舒适、6很舒适、5舒适、4一般、3不舒适、2很不舒适、1完全不舒适。结果见表1,图1。表1为10名试验者分别穿着不同鞋垫正装皮鞋人脚感知舒适度主观评价汇总。通过表1可以看出:不同鞋垫厚度下,人脚感知舒适度的主观变化情况,同时当鞋垫硬度一定时,鞋垫厚度的变化对人脚感知主观舒适度的影响。研究结果标明:在本研究确定的鞋垫厚度和硬度范围内,穿着正装皮鞋时随着鞋垫硬度和厚度的增加,人脚主观感知舒适度均明显提高。图1表明:鞋垫硬度在(35±2)邵尔C、厚度为前4mm、后7mm时,人脚感知主观舒适度最佳。2.2鞋底压力试验结果的分析2.2.1不同鞋垫组合的鞋底压分布特征不同鞋垫组合,足底前掌、后跟最大压力见表2、表3。2.2.2一定厚度和不同硬度的袜子外壳的压力比较(1)鞋垫硬度对可吸收温度的影响以有效影响在鞋垫厚度一定的情况下,前2mm、后5mm与前3mm、后6mm鞋垫相比,足底压强峰值在前掌处无明显变化(P≥0.05)。当鞋垫厚度为前4mm、后7mm时,随着硬度的增加,足底前掌压强峰值呈现逐渐降低的趋势,且相比于其它两种硬度鞋垫,存在统计学上差异(P≤0.01)。见图2~图4(不同图案立柱代表不同编号试验者,下同)。(2)一定厚度和不同硬度的鞋垫后的压力比较无论何种厚度鞋垫,随着硬度变化,足底压强峰值在后跟均无明显变化,见图5~图7。2.2.3在一定的硬度下，不同厚度下的鞋底压力(1)鞋垫前掌压力值比较在硬度一定的情况下,随着鞋垫厚度的增加,同样足底最大峰值压强前掌变化明显,鞋垫越厚,足底前掌最大压强值越小,相对比较三种厚度鞋垫前掌压强值变化,前4mm、后7mm鞋垫,对于足底前掌压强峰值的降低作用明显,存在统计学上意义(P≤0.01),而前2mm、后5mm与前3mm、后6mm鞋垫足底前掌压强比较,无统计学意义,见图8~图10。(2)在一定的硬度和不同的厚度之后，它是硬的和强的无论何种硬度鞋垫,随着厚度变化,足底压强峰值在后跟均无明显变化,见图11~图13。3鞋垫厚度、硬度(1)当鞋垫厚度前4mm、后7mm,随着鞋垫硬度的增加,足底压力分布在前掌越均匀,人脚感觉越舒适,与人脚感知试验结果一致。相对于正装皮鞋,鞋跟高度为2.5cm时,前4mm、后7mm的鞋垫厚度、(35±2)邵尔C硬度的设