室内运动袜防滑性能测试方法的研究_彭伟坤.pdf

80中国纤检 2023年 2月 纤检测园地Fiber Testing Garden袜子经过数千年的演变发展至今，织造的材料、穿用的款式已多种多样。随着人们的生活质量不断提高，袜子的功能不再只是单纯的保护保暖作用，而是被赋予了更多的功能性。宣称的主要功能有：吸汗速干、防臭去味、抗菌、防滑、防摔、减震等。目前，纺织品行业领域对于袜子选用材料的测试标准较多，如：吸湿速干、防臭去味、抗菌功能均有对应的测试标准，而室内运动袜作为袜子的一大分支，却缺乏相关测试标准以及考核指标。再者，运动袜防滑性是关乎穿着者人身安全的重要功能，只有具有良好的防滑性能，才能有效预防滑倒事件的发生。因此，建立合适的室内运动袜防滑性能测试方法尤为重要，对完善袜子标准体系的意义十分重大。1 国内外鞋类材料的防滑性能标准国内外鞋类材料的防滑性能测试方法1-7，如表1所示。鞋类材料的防滑性能通常以摩擦系数来做评价。试验方法分为静摩擦试验方法和动摩擦试验方法。静摩擦试验方法是将被测样品置于测试平面上，以一定的速度水平拉动测试样品，测试拉动过程中的最大静摩擦力，计算出静态摩擦系数。动摩擦试验方法是将被测样品置于测试平面上，施加规定的法向力，测量匀速运动的滑动摩擦力，计算出动态摩擦系数。如需从穿用者在运动中感受到的防滑性能来考虑，采用动摩擦试验方法测试运动袜的防滑性能较为科学。由表1可知，目前对于鞋类材料的动态防滑性能测试方法，国内主要有GB/T 3903.62017、GB/T 28287室内运动袜防滑性能测试方法的研究文/彭伟坤 罗肖仪 任敏 钟冠楠摘要：通过对比国内外鞋类材料的防滑性能标准，参考GB/T 3903.62017探究室内运动袜的防滑性能测试条件，比较测试介面、试验力值、袜底硅胶点和有无粘EVA片材对室内运动袜防滑性能的影响，并对制定室内袜子防滑性能的考核标准提出建议。关键词：室内运动袜；防滑性能；摩擦系数2012，国外主要有ISO 13287:2019、SATRA TM144:2021、ASTM F2913:2019。这些方法是国际上通用的先进方法，标准的测试原理与测试仪器要求基本相同，其中包括了前掌测试、后跟测试和水平测试3种模式（见图1），因此，本文探究的室内运动袜防滑性能测试方法主要参考GB/T 3903.62017。图1 动态防滑性能的测试模式2 室内运动袜防滑性能的测试方法2.1 设备及材料设备：动态止滑试验机（HY-782PS电脑系统鞋子止滑试验机，东莞市恒宇仪器有限公司）。材料：鞋楦37（235）码的鞋楦；表面光滑的玻璃，陶瓷砖（干式摩擦系数0.570.63），木地板（干式摩擦系数0.470.53），石板材（干式摩擦系数0.620.68）；EVA发泡片材厚度（41）mm，硬度（403）HRC型硬度，尺寸与鞋楦相符。试样：完整、无瑕疵损坏的袜子，数双，袜号3539，室内运动袜样品的正面与底面形态如图2所示；测试前将袜子置于温度（232）、湿度（505）%环境条DOI:10.14162/ki.11-4772/t.2023.02.016812023年 2月 中国纤检 纤检测园地Fiber Testing Garden件下调节4h。（a）1#5#试样（有袜底硅胶）（b）6#10#试样（无袜底硅胶）图2 试样的正面与底面形态2.2 测试步骤将EVA 片材粘贴在鞋楦底部上，然后将袜子套在鞋楦上，形成测试楦，如图3所示。图3 测试楦将测试楦安装在固定夹具上，调整试样与介面水平，确保袜子底部与介面水平接触，如图4。图4 测试楦的安装采用水平测试模式：调整夹具，保证试样与介面接触，锁紧夹具，调节至测试状态。选择测试程序参数：分别测试不同法向压力（15015）N、（25020）N与（35020）N，滑动距离（404）mm，取值方式 0.3s0.6s 的平均值摩擦力。启动预压功能，确保压力在允差范围内，力值清零，然后进行测试，直接读取摩擦系数值，精确至0.01N。重复测试3次，计算动摩擦系数的平均值。3 结果分析3.1 测试介面的选择根据GB/T 3903.62017，选取了4种测试介面，分别为：玻璃、陶瓷砖、木地板、石板材，采用水平测试模式，探究不同测试介面在不同法向力下对运动袜动摩擦系数的影响，结果见表2表5。表2 不同法向压力在玻璃介面下运动袜动摩擦系数地区标准号及名称测试方法国内HG/T 37802005 鞋类 静态防滑性能试验方法根据每组试样最大拉力值的算术平均值和试样承受的正压力，计算出试样静态摩擦系数，作为测量试样的静态防滑性能。GB/T 3903.372008 鞋类 衬里和内垫试验方法 静摩擦力方法A测定引起滑动装置最初运动所需的最大力和保持相对恒定速率所需的力，计算出静摩擦系数和动摩擦系数。GB/T 282872012足部防护 鞋防滑性测试方法采用不同介面、介质、角度对测试样品进行试验，测量摩擦力和计算动态摩擦系数，滑动开始后0.3s0.6s测量平均摩擦力，计算摩擦系数。GB/T 3903.62017鞋类 整鞋试验方法 防滑性能采用不同介面、介质、角度对测试样品进行试验，记录静摩擦力和滑动开始后0.3s0.6s测量的平均动摩擦力，计算静摩擦系数和动摩擦系数。国外ASTM F29132019采用成鞋测试仪对鞋类和测试表面/地板的防滑性能评价的摩擦系数测量的标准试验方法采用不同介面、介质、角度对测试样品进行试验，测定滑移开始（0.10.01）s之后的垂直力和水平力，计算摩擦系数。ISO 13287:2019个人防护设备 鞋靴 防滑性试验方法采用不同介面、介质、角度对测试样品进行试验，测定滑移开始（0.10.01）s之后的垂直力和水平力，计算摩擦系数。SATRA TM144:2021 鞋类 防滑性测试方法采用不同介面、介质、角度对测试样品进行试验，测定滑移开始（0.10.01）s之后的垂直力和水平力，计算摩擦系数。表1 鞋类材料的防滑性能标准试样袜底硅胶鞋楦的动摩擦系数/不粘EVA片材粘EVA片材150N250N350N150N250N350N1#有0.500.330.350.840.710.652#0.480.430.341.020.800.663#0.460.340.290.910.650.664#0.430.600.550.930.870.805#0.990.710.590.790.780.746#无0.120.140.150.180.200.227#0.130.140.140.160.170.188#0.140.140.150.180.170.179#0.130.140.140.180.190.2010#0.140.150.140.170.170.1782中国纤检 2023年 2月 纤检测园地Fiber Testing Garden的动态摩擦系数差异较大，其中木地板介面的动态摩擦系数较为稳定。随着国内体育行业的兴起，室内体育健身活动场所种类相应增加，舞蹈室、瑜伽室、羽毛球场、篮球场等相应涌现。实木地板因其具有良好的承载性、高吸震性、抗变形性得到广泛应用。3.2 试验力值的选择对每种测试介面分别进行150N、250N、350N的法向压力测试，试验过程中4种介面都出现了一些共同现象，见图5。试样1#5#进行150N、250N法向压力测试时，无论是否使用鞋楦粘贴EVA片材，在试验过程中均出现明显震动、起皱、袜底向后滑移的现象，导致动摩擦系数与静态摩擦系数非常的不稳定；当进行350N法向压力测试时，试样无震动、起皱及滑移的现象。试样6#10#进行150N、250N、350N法向压力测试时，不粘EVA片材的鞋楦随着法向压力的增大而增大，动态摩擦系数随着压力的变化，其偏差浮动在0.010.04之间。（a）测试曲线图（150N）（b）测试曲线图（250N）（c）测试曲线图（350N）（d）起皱图5 不同法向压力下的测试曲线图3.3 袜底有无硅胶的情况由表2表5可知，每种测试介面，袜底有硅胶点的动摩擦系数均大于袜底无硅胶点的。在350N作用力下，袜底有硅胶点且粘EVA片材的动态摩擦系数均大于0.6。这是由于袜底熔合硅胶点，能与测试介面产生显著、稳定的摩擦，防滑效果显著。袜底无硅胶点的动摩擦系数均小于0.27，防滑效果有待提高。3.4 有无粘EVA片材的情况鞋楦不粘EVA片材时，鞋楦硬度大，袜底与测试介面的接触面积小，不能完全体现实用性；鞋楦粘EVA片材后，能增大袜底与测试介面的接触面积，提升动态摩擦系数。4 评价建议根据“美国保险商实验室（Underwrites Laborato-ries）”和“美国材料与测试学会ASTM（AMERCAN 试样袜底硅胶鞋楦的动摩擦系数/不粘EVA片材粘EVA片材150N250N350N150N250N350N1#有0.580.430.430.950.760.722#0.440.320.280.960.810.723#0.400.350.330.840.600.534#0.550.520.470.570.580.585#0.660.520.441.080.970.896#无0.190.210.220.230.240.257#0.230.240.230.230.240.248#0.200.220.230.230.250.279#0.200.210.210.230.240.2510#0.220.240.250.230.250.27表3 不同法向压力在陶瓷砖介面下对运动袜动摩擦系数表4 不同法向压力在木地板介面下对运动袜动摩擦系数表5 不同法向压力在石板材介面下对运动袜动摩擦系数由表2表5可知，在法向压力相同的情况下，运动袜试样袜底硅胶鞋楦的动摩擦系数/不粘EVA片材粘EVA片材150N250N350N150N250N350N1#有1.000.670.520.900.740.702#0.770.510.451.120.910.773#0.610.490.401.130.660.664#0.710.630.550.650.610.615#0.820.660.551.030.910.846#无0.130.160.190.130.140.147#0.130.180.190.130.150.168#0.150.210.230.150.160.179#0.170.220.240.140.150.1610#0.210.240.250.160.170.18试样袜底硅胶鞋楦的动摩擦系数/不粘EVA片材粘EVA片材150N250N350N150N250N350N1#有0.440.360.340.750.650.602#0.470.330.291.000.860.763#0.410.280.301.110.650.594#0.700.630.540.530.490.485#0.740.610.531.361.161.026#无0.140.160.160.161.160.177#0.140.150.150.150.170.178#0.160.180.180.190.210.229#0.120.140.140.140.150.1510#0.160.180.190.190.210.22832023年 2月 中国纤检 纤检测园地Fiber Testing GardenSOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS）”的相关研究 8：当0.4时，处于非常危险区间，极易滑倒；当0.50.6 时，处于基本安全范围：当0.6 时，处于非常安全范围。运动场合时常出现下蹲、拉伸、跳跃的动作，需要更高的摩擦系数，建议对于日常穿着的室内运动袜，摩擦系数至少应达到0.6。5 结束语此外，对于室内运动防滑袜来说，影响其防滑性能的因素还有袜子厚薄、袜底花纹结构、介面类型等。当袜子厚薄或者袜底花纹结构在起主导作用时，会对防滑性能产生比较明显的影响，其具体影响方式及原理有待进一步研究。随着生活质量的提升，市面上的防滑袜越来越多。防滑性能作为重要的功能性检测项目之一，未作为必要的物理性能检测项目纳入到现有产品考核范围之中，室内运动防滑袜产品的标准无据可依