纤维类别对袜子穿着舒适性的主客观影响因素分析

原竞杰，陈建亭，王 欣

(黎明职业大学 轻纺工程学院，福建 泉州 362000)

目前，消费者对鞋子的舒适性越来越关注，选择鞋子的标准是这双鞋子不仅要具备良好的穿用性能，更要具备优异的舒适性.由于袜子的面料与脚直接接触，所以人在行走或进行其他运动时，脚、袜子和鞋之间周期性的相对运动导致皮肤、袜子和鞋之间产生摩擦，而且这种摩擦会给人带来疼痛和不舒适的感觉[1].脚、袜子和鞋及之间的空隙组成鞋腔微气候环境，人体接触袜子等织物后除产生力学刺激感觉和温度感觉外，还会通过大脑做出对织物的干湿状态的判断，产生湿度感觉[2]，所以袜子的热湿传递及其与脚表面皮肤的摩擦对于鞋的穿着舒适性有重要作用.本研究通过客观测试与主观评价相结合，探讨了袜子与鞋的穿着对人脚舒适性的影响[3].

1 实验准备

1.1 实验设备和仪器

本实验主要用到电子天平、DP8650负离子电动跑步机、德国TESTO温湿度仪(625)与红外测温仪，各仪器的技术指标如表1所示.

表1 测量仪器技术指标Tab.1 Technical indicators of test instruments

1.2 实验用袜子

本实验选用了目前市场上比较有代表性的6种不同材料组合的平脚袜，其中3种在跑步机上模拟行走状态(5 km/h)下测试，另外3种在跑步机上模拟慢跑状态(10 km/h)下测试,具体样品袜子及相关参数如表2和表3所示.

表2 实验用袜子Tab.2 Experimental sample socks

表3 样袜参数Tab.3 Parameters of sample socks

1.3 受测者的基本情况

为了确保受测者的客观性，本次受测者选择了年龄在18～22岁的6个高校男生，每个受测者的身体状况都比较健康并且在受测前脚底没有水泡，受测者的具体情况如表4所示.

表4 受测者的基本情况Tab.4 The information of experimental objects

1.4 测试指标

1.4.1 客观测试指标

需要测试人在不同的运动量和运动时间下袜子的含湿量、人脚表面的温度和相对湿度，从而使受测者对袜子热湿舒适的主观评价更具科学性.

1.4.2 主观评价指标

主观评价通过问卷调查的形式完成，主要测试人在穿着不同混纺材质的袜子进行行走和慢跑运动时的热舒适与湿舒适感觉.

2 实验

2.1 实验方案

为了使数据具有可比性，在测试中要求所有受测者穿同样的鞋子.本实验选择的是6双42码男式运动鞋且款式与材料相同.选用该款运动鞋的主要目的是提高实验的准确性，尽量减少不确定性因素对实验结果的影响.

测试前，受测者要提前15 min进入恒温恒湿实验室以适应实验室气候条件(温度为(25±2)℃，相对湿度为(50±5)%)以保证数据的准确性，每次穿着测试时间为40 min.在跑步机上进行测试时，受测者穿的袜子都是随机选择的有正交对比性的不同材质的袜子.为了最大限度地降低外界因素导致的数据误差，对每个受测者都选择每天的上午的9时为实验时间.

表5 受测者不同时间所测试的问题Tab.5 Different questions at different times of experimental object

2.2 客观测试指标

人脚表面温度用红外测温仪测量，皮肤表面相对湿度用温湿度仪测量，袜子含湿量通过天平测试重量差来计算.在实验室测试条件下，受测者进行慢跑或行走运动，每隔2 min用红外测温仪记录受测者穿着不同袜子时脚趾、脚心与脚后跟的平均温度.整个实验进行45 min，其中运动40 min，实验结束后不穿鞋静止 5 min,受测者不同时间的测试问题如表5所示.

2.3 主观评价值

通过事先设计好的主观评价表问卷调查记录受测者的主观评价值，主观评价值由热舒适值和湿舒适值构成.受测者评价人脚不同温度下的热舒适性与袜子不同含湿量下的湿舒适性.为了减少受测者在脱穿鞋子时的热湿传递损失，每次脱、穿的过程都用塑料袋包住鞋口，迅速脱下袜子并用已知质量的保鲜袋包装进行含湿量的测量，相关主观评价标尺如表6与表7所示.

表6 受测者热舒适主观评价标尺Tab.6 Scores for the subjective assessment of temperature of experimental object

表7 受测者湿舒适主观评标尺Tab.7 Scores for the subjective assessment of dampness of experimental object

2.4 实验数据处理及分析

2.4.1 数据采集

在慢跑和步行测试中所测的生理参数(人脚的表面温度和相对湿度)呈现相似的规律(见表8).在开始测试20 min后，脚趾部位和脚心部位的温度及相对湿度都有很大幅度的升高，这主要是因为这段时间的运动使人脚开始分泌汗液并散发热量.但是在20～40 min,人脚温度和相对湿度的升高幅度不大,主观评价结果如表9所示.

2.4.2 统计分析

本课题用SPSS软件分析穿着3种不同袜子测试所得客观数据和主观评价之间的关系，探讨影响袜子的穿着舒适性的主要因素,结果见表10和表11.

表8 运动过程中测得的温湿度范围Tab.8 Ranges of temperature and humidity, measured during the sport exercises

表9 运动过程中测得的人的主观评价值Tab.9 Evaluation scores measured during the sport exercises

表10 不同组合袜子温度的Wilcoxon符号秩检验结果表Tab.10 Significant results of Wilcoxon’s signed-rank test of sock combinations for temperature ratings

使用主成分分析法(PCA)探讨影响袜子穿着舒适性的主要因素.对受测者穿着不同组合的袜子所测量的人脚各部位的温度和湿度数据样本进行Wilcoxon符号秩检验，其中样本进行了左、右脚独立配对等级检验,检验结果如表10和表11所示.特定事件的概率p价值随机发生以及相应的显著性指标Z在结果中也做了说明，一个正的Z值意味着更高的温度或湿度等级.小概率(p<0.01)值表明，配对数据显著性差异是由影响因素导致的而不是随机的.结果表明，对于穿着不同成分的袜子，受测者在慢跑与行走两种状态时人脚各部位的温度和袜子湿度的统计评价存在显著性差异(p<0.01)，即穿着不同材质的袜子会导致人脚产生不同的温度和湿度.进行慢跑运动时最舒适的是袜子E(聚酰胺/聚四氟乙烯)，而袜子A(聚酯/聚酰胺)和B(聚酯/聚四氟乙烯/聚酰胺)被认为是行走时最舒适的袜子,如表12所示.

表11 不同组合袜子湿度的Wilcoxon符号秩检验结果表Tab.11 Significant results of Wilcoxon’s signed-rank test of sock combinations for dampness ratings

受测者进行行走测试时，袜子B在测试开始阶段被认为是最舒适的，但是在行走一段时间及测试结束后，几乎所有的受测者都选择袜子A作为感觉最舒适的袜子.

受测者进行慢跑测试时选择袜子E(聚酰胺/ 聚四氟乙烯)作为测试前、测试中和测试后主观感觉最舒适的袜子.统计分析表明,各个参数两两之间的秩相关系数存在显著相关关系 (p=0.01)，其中测量的生理参数与主观热、湿舒适评价的相关系数最强，袜子织物本身的含湿量与和主观湿舒适性之间没有相关性,如表13所示.

表12 在跑步和步行中最舒适的袜子Tab.12 Most comfortable running and hiking socks

表13 显著性秩相关系数(p=0.01)Tab.13 Significant rank correlation coefficients (p=0.01)

2.4.3 讨论

所测出的温度与主观热舒适性评价之间和所测湿度与主观湿舒适性之间的显著相关性表明，本次实验所采用的主观评价方法是一种可以有效评价影响运动鞋热湿舒适性的方法.不同的人用同一种等级划分方法评价温度的感觉是不一样的，通常，要获得一组准确的主观评价数据需要对受测者进行长时间的专业培训,受测者需要学习专业术语来描述对主观评价指标的感觉.由于这样的训练耗费时间，所以决定使用感官评价的另一种方法，即结合客观参量来确定相应的主观感觉，这样既避免了随意性，又能保证不需要太长时间训练.

研究表明,袜子纤维的成分与袜子的舒适性有重要关系.含棉的袜子一般被视为不舒适，而且受测者发现这些袜子比其他袜子更加湿热.以往的研究结果也证实，人造纤维的袜子比纯棉的袜子在主观感觉舒适和防止摩擦起水泡方面更好.与纯棉纤维相比，合成纤维如聚酯纤维和聚酰胺有更强的芯吸作用，它们有助于促进排汗，能够从脚表面传输更多的汗液使之保持干爽.基于这个原因，运动袜中合成纤维的袜子在市场上占有重要份额.

温度和相对湿度是重要的主观评价参数，过热且潮湿的袜子会让人感到不舒适.在运动中，人造纤维混纺的袜子更能维持脚部干燥.许多合成纤维已经在市场上广泛使用并且用于运动织物中.然而，许多消费者还是喜欢穿纯棉纤维一样的天然纤维制作的袜子，这是因为在没有进行剧烈运动和身体还没有大量出汗的情况下，棉纺织物的舒适性也是比较好的.

3 结论

用SPSS软件对影响袜子穿着舒适性的人体生理、心理等因素进行了统计分析，发现生理因素和主观评价值之间有着显著的相关性.主观感觉舒适与否取决于袜子织物的纤维成分以及人脚对湿度和温度的感觉程度.

人脚在运动中产生热或湿的感觉与穿着不舒适的袜子有关.袜子可以将汗液从袜子排出，避免脚部温湿度过高.袜子织物的纤维成分影响袜子的舒适性，某些合成纤维混纺的袜子比含棉混纺的袜子更舒适，然而许多消费者还是比较喜欢含有棉的袜子，因为他们喜欢那种“棉质触感”.由受测者对穿着袜子的主观感觉进行评价，并结合客观数据来评价鞋穿着过程中袜子的舒适性，这是一种比较有效的新方法，本课题的研究结果代表着对鞋穿着舒适度各影响因素的考虑并结合了袜子的穿着因素，可以更全面地评价鞋的热湿舒适性.

参考文献：

[1] Basler R S,Hunzeker W．Athletic skin injuries[J]．Phys Sports med，2004，32(5)：33-40．

[2] 王云仪，王晓琼，李俊．服装接触舒适性感知评价标尺的开发[J]．纺织学报，2007，28(5)：105-108．

[3] 凌群民，李永峰，谭磊．湿度感觉产生机理的探讨[J]．湖南工程学院学报，2005，15(1)：92-94．