鞋面材质与植物性填充材料对家居鞋保暖性的影响

王 旭，李亚娟

（河南工程学院，河南 郑州450007）

在寒冷的冬季，足部保暖已成为人们关注的重点和焦点。目前许多专家和学者对鞋子保暖性能展开了一系列的研究，主要集中在对于新型保暖鞋的研发［1－3］、保温材料的研制［4］、保暖鞋的结构［5］、鞋子保暖性能的仪器研发和测试方法的研究［6－9］等方面，大多数研究都是针对军用防寒靴和冬季外穿鞋子的研究。近来有资料显示，在国外市场上出现了一种具有颗粒状填充物的家居鞋，鞋内所填充的材质为油菜籽，具有保暖性和按摩性的功能。目前对这种植物性填充材料家居鞋填充量［10］、加热时间［11］与保暖性的关系进行了研究，在此研究中所需样袋均采用纯棉白坯布进行，而冬季保暖性家居鞋多采用涤纶摇粒绒面料作为鞋面材质。本文对鞋面材质与填充物保暖性的关系进行研究，可为国内制鞋企业研发此类及相关产品提供理论依据，并为功能性家居鞋的相关工艺及标准的制定奠定基础。

1 实验材料

1.1 实验样品的选择

本实验选择了五种颗粒状填充物，分别为：葡萄籽、荞麦壳、樱桃核、小米、决明子。荞麦壳属于壳状，作为鞋底的填充材料受压性较弱，在此选用此种样品，只是作为对比样来进行测试分析。

图1 实验用样品

1.2 实验用试袋

选用了纯涤摇粒绒与纯棉白坯布作为样袋，制成大小为10cm×15cm的试袋。为了测试数据的准确性和均匀性，在试袋上取五点分别为：中心点，中心点上下4cm的两点，中心点左右2cm的两点，并分别记为1点、2点、3点、4点、5点，测量5点求平均值。每种样品取试样袋三个，要求平整、无折痕。

1.3 试样参数

试袋中装入一定体积的颗粒填充物，填充厚度均为2cm，样品参数设计如表1所示。

1.4 实验仪器

恒温恒湿室：温度20℃±2℃、湿度65%±3%；微波炉：型号为P70D20TP；红外测温仪：型号为 HT－830；天平：型号为xy5000BF；夹子、加热托盘、漏斗、量杯、秒表。

图2 实验用试袋

表1 实验用样品参数

1.5 实验步骤

为了研究鞋面材质与家居鞋内填充物保暖性的关系，以白坯布样品加热60s的温度作为基准，先探索出摇粒绒试袋加热到相同温度时所需要的加热时间，经大量探索得知，不同填充材料摇粒绒样品加热时间如表2所示。

表2 摇粒绒样品加热时间表

（1）将试袋放入托盘内并用镊子抚平，放在恒温室内平衡24h，然后测量试袋上五点的温度并记录，即为初始温度T0。

（2）将1＃－1试袋放入微波炉中加热60s后迅速取出，并快速测量试袋上5个点温度T1，记录。然后在前15min每3min测量一次温度，15 min后每隔5min测量一次温度，直到试袋恢复到初始温度T0时停止测量。

（3）将其他试袋依次放入微波炉中，白坯布样袋加热时间均为60s，摇粒绒样袋加热时间如表2所示，实验过程同1＃－1试袋。每种填充物试袋三个，三次测量求平均值。

2 鞋面材质对填充物保暖性能的影响分析

2.1 颗粒填充材料葡萄籽白坯布样品和摇粒绒样品测试结果分析

葡萄籽在摇粒绒与白坯布上的对比结果如图3所示。

图3 不同鞋面材料葡萄籽填充物保暖性变化曲线

由图3可知，白坯布样品和摇粒绒样品达到相同温度55℃时，摇粒绒样品加热的时间比白坯布长30s，这是由于摇粒绒面料是绒面材质，表面有很多绒，厚度也相对较厚，在组织结构上由于表面绒毛覆盖，通透性较差所造成的；摇粒绒样品散热速率稍慢于白坯布样品，前12min，白坯布样品的温度稍高，两者之间最大温度差为3.1℃，随后两曲线重合，20min后摇粒绒温度稍高；两者的保暖时间基本相同，约为60min。

2.2 颗粒填充材料荞麦壳白坯布样品和摇粒绒样品测试结果分析

荞麦壳在摇粒绒与白坯布上的对比结果如图4所示。

图4 不同鞋面材料荞麦壳填充物保暖性变化曲线

由图4可知，白坯布样品和摇粒绒样品达到相同温度70℃时，摇粒绒样品加热的时间比白坯布长30s。这是因为摇粒绒面料是绒面材质，表面有很多绒，厚度也相对较厚，在组织结构上由于表面绒毛覆盖，通透性较差所造成的；两条曲线在前10min基本重合，10min后出现差距，差距变化为小→大→小，两者之间最大温差为2.9℃，35 min后又基本重合；两者的保暖时间基本相同，约为40min。

2.3 颗粒填充材料小米白坯布样品和摇粒绒样品测试结果分析

小米在摇粒绒与白坯布上的对比结果如图5所示。

图5 不同鞋面材料小米填充物保暖性变化曲线

由图5可知，两样品加热达到相同的温度时，摇粒绒加热的时间比白坯布的长。这是因为摇粒绒面料是绒面材质，表面有很多绒，厚度也相对较厚，在组织结构上由于表面绒毛覆盖，通透性较差所造成的；两条曲线在前20min基本重合，20 min后开始出现差距，摇粒绒温度稍高于白坯布，差距变化为小→大→小，两者之间最大温差为2.7℃，80min后又基本重合；两者的保暖时间基本相同，约为110min。

2.4 颗粒填充材料决明子白坯布样品和摇粒绒样品测试结果分析

决明子在摇粒绒与白坯布上的对比结果如图6所示。

图6 不同鞋面材料决明子填充物保暖性变化曲线

由图6可知，两者加热达到相同温度时，摇粒绒样品加热时间比白坯布的长。这是因为摇粒绒面料是绒面材质，表面有很多绒，厚度也相对较厚，在组织结构上由于表面绒毛覆盖，通透性较差所造成的；在前50min，摇粒绒样品的温度稍高于白坯布，且下降速率稍慢，50min后两曲线基本重合，两者之间最大温差为，1.6℃，；两者的保暖时间基本相同，约为90min。

2.5 颗粒填充材料樱桃核白坯布样品和摇粒绒样品测试结果分析

樱桃核在摇粒绒与白坯布上的对比结果如图7所示。

图7 不同鞋面材料樱桃核填充物保暖性变化曲线

由图7可知，两者加热达到相同温度时，摇粒绒样品的加热时间比白坯布长。这是因为摇粒绒面料是绒面材质，表面有很多绒，厚度也相对较厚，在组织结构上由于表面绒毛覆盖，通透性较差所造成的；摇粒绒样品温度下降的速率比白坯布的慢，在每个时间上摇粒绒的温度稍高于白坯布，差距变化从小→大→小，50min后差距不明显，两者之间最大温差为2.1℃，；两者的保暖时间基本相同，约为60min。

3 结论

通过对摇粒绒样品和白坯布样品加热时间与保暖性的关系研究表明：

（1）植物性填充材料家居鞋的保暖性主要由填充物的特性决定的，与鞋面材质无太大影响。

（2）当达到相同的取出温度时，摇粒绒样品需加热时间长于白坯布样品。

（3）摇粒绒样品与白坯布样品散热曲线基本相同，两者保暖可持续时间差异不大。

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