运动鞋帮面材料选择与运动鞋设计研究

杨九瑞

（北京服装学院，北京100029）

1 运动鞋材料使用概况

1.1 背景

鞋靴类产品是服饰产品的一个重要品类，材料的选用与其性能有密切关系。随着人们生活方式的改变和全民健身理念的推广，对运动鞋的需求越来越大。运动鞋虽然有针对具体运动项目的专业运动鞋，但更多的则是人们日常穿着、不便随时更换的普通类运动鞋.包括旅游鞋、休闲鞋等，普通类运动鞋的特征一是主要以满足日常活动为主，即日常以走动为主，同时兼顾短时跑跳等基本运动，二是不以提高竞技成绩为目标，而是以保护人的下肢和足部为目标。目前，这方面的研究较少，在日常生活中，人们往往选择篮球鞋、跑步鞋或休闲鞋作为日常穿着用鞋，由于运动鞋有很多款式，鞋的存在价值是不一样的，需要的功能基本趋于一致，面向大众的非专业运动鞋更应该注意在运动中加强保护。由于所面向的消费者的需求不同，普通类运动鞋材料的选择也与专业运动鞋有所区别。

运动鞋的材料与运动鞋的构成有关，分为帮面、鞋底和装饰等部分，根据运动鞋功能需要在不同的部位使用不同的材质。纺织材料、皮革、人造革、合成材料等材料大量运用在帮面结构中，其作用主要是与鞋底一起起到包覆足部的效果。

根据帮面的结构功能，运动鞋帮面可以实现包裹性、卫生性、弹性等多种性能。运动鞋所采用的材料则直接影响运动鞋的运动效果、卫生健康及运动后的疲劳消除，也直接影响着运动鞋的舒适性。本文主要浅析帮面材质选择与运动鞋的包裹性、速干性、卫生性、疲劳性及运动鞋设计应用之关系。

1.2 常用运动鞋材料种类

运动鞋生产所用的材料种类有很多，从运动鞋的结构与功能可以分为，帮面材料、大底材料、中底与内底材料、胶黏剂、功能材料、辅助材料等。运动鞋不同的部位，采用不同的材料，具有不同的性能。帮面材料多与包裹性、卫生性等有关，常用具有一定伸缩性能的天然材料如皮革、具有弹性的织物等，也有一些具有一定硬度的合成材料，用于支撑鞋腔的成型。鞋底材料多与摩擦性、减震性、回弹性有关，所用的天然材料如橡胶，合成材料如EPV 等。

2 帮面材料与运动鞋性能

2.1 概况

运动鞋的帮面材料主要由面材与里材两个部分组成。面材使用量较大，常用材料有皮革、合成革、再生革，以及帆布、网布、卡其、哔叽等纤维织物，还有高分子材料和塑料等。里材常用的材料有棉布、针织布、无纺布、网布、毛巾布、天鹅绒布、内里布、衬布、海绵等。运动鞋形态的固定和支撑，一般是用一些合成材料。

足部运动时无论形态还是尺寸都在不断的变化中，因此，无论是何种帮面材料都有一个共同的特性就是要具有一定的弹性，要有一定的形变，能满足运动时足部形态与尺寸的变化需要的空间与尺寸的动态变化需要；也可恢复原态，满足足部的静态需要。

2.2 运动鞋性能与材料性能

从运动鞋的构成上看，可分为帮面、鞋底和装饰等部分，在不同的部位运动鞋使用的材质并不相同。行走和运动时，运动鞋首先要包裹在足部，与足形成一个整体，才能舒适、省力、高效（实现运动效果），运动鞋帮面和鞋底的结构位置决定了其与运动鞋包裹性的相关性。由于穿着时足部是包裹在鞋腔内部，保持鞋腔的卫生、干爽也很重要，所以鞋的速干性、卫生性等多种使用性能也与帮面材料、鞋底材料有关联。采用不同材料，所实现的功能不同，或者效果不同。

一般情况下，在帮面上通常会使用纺织材料（包括棉、腈纶、丙纶、氨纶、无纺布、复合网布）、网眼布、皮革（天然皮革、人造草皮、PU、牛巴、超细纤维等）、合成材料、PVC、橡胶塑料等材料等。

面材使用量较大的是皮革、合成革、再生革、帆布、网布、卡其、哔叽等纤维织物、高分子材料、塑料等。里材使用量较大的是棉布、针织布、无纺布、网布、毛巾布、天鹅绒布、帮面材料[1]。

因鞋底的材料既与足部紧贴，又与地面接触，承受身体的重量和运动的冲击，所以其摩擦性、回弹性等也很重要。

文章主要探讨运动鞋帮面材料与运动鞋设计的关系。

2.2.1 帮面材料与包裹性

包裹性是指运动鞋与足的贴合程度。运动时运动鞋若能均匀地包裹在足部，达到足鞋一体，则运动鞋相当于足部的延伸，但实际上由于运动时足部的形态和尺寸总是在变化中，且鞋底因为还有其他功能而采用硬质材料，目前硬鞋底的运动鞋很难达到足鞋一体的效果。而包裹性好的运动鞋一方面在足部运动时有足够的空间满足足部形态和尺寸的变化，另一方面当运动强度较大时，足与鞋的相对移动较小，可以更好地保证使用者的足部和下肢安全。这种性能在篮球、足球、网球鞋这类运动中，使运动鞋能跟上足部的动作，减少足部与鞋底的相对移动，可增强变向能力，增加对脚踝保护能力，避免扭伤、崴脚等损伤的发生。良好的包覆性和稳定性，让脚与地面接触、横向移动，或路面高低时，不易左右晃动，减少可能产生的伤害。也能防止因肌肉抖动消耗掉额外的能量。因此运动鞋帮面材料的选择，就对运动鞋的包裹性具有重要作用。不过，需要说明的是“紧”并不代表包裹性好，贴合且舒适才是上佳的包裹性。

2.2.2 帮面材料与速干性

无论运动或日常穿着，出汗都是难以避免的问题。保持鞋腔的干燥，是运动鞋穿着所面临的一个重要问题，也是选择帮面材料时要考虑的一个重要因素。所以，本文将其专门提出来研究。

保持鞋腔干燥，就要想办法将热量散出，将汗液排出，其方法一是采用吸湿性强的材料，将汗液吸入，但这样又会带来一个问题，就是汗液存在面材中，对整个鞋腔环境仍有不良影响，使其卫生性下降。方法二是采用具有速干性能的材料，将汗液排除、散发。方法三就是设计一些利于热量散发的结构，降低鞋腔的温度，减少汗液的产生。

2.2.3 帮面材料与卫生性

运动鞋卫生性能的评定还有透气性、透水性、吸湿性、保温性、耐菌性等一系列指标，影响这些的主要因素之一就是帮面材料的材质、结构和工艺。

不同的现代运动项目有其独特的运动技术要求，对运动鞋穿着时的功能也有了更多变化。运动使足部产生热能，足部与鞋的摩擦会带来鞋腔内温度升高、足部出汗等问题，如果不能及时散热、排湿排汗，汗脚的侵蚀将会造成运动鞋过早损坏，引起脚体皮肤病，甚至导致运动伤害的问题。上述问题可以通过选择不同性能的帮面面料加以减弱或缓解。

2.2.4 帮面材料与疲劳性

这里的疲劳性是指缓解疲劳的能力。运动或长期穿着运动鞋进行日常活动，疲劳是不可避免的。如果运动鞋能有一定缓解疲劳的能力，对穿着者来说，无疑是有重要帮助的。

3 满足包裹性和卫生性材料的分析

3.1 紧身材料

人们运动时，肉眼可见身体的某些部分会对运动造成阻碍，如局部赘肉的晃动、大腿间的摩擦等。在人们看不见的地方，这些阻碍也有存在，对运动效果带来不良影响。

紧身材料也即弹性材料。紧身材料是采用弹性大的原料，一般是指氨纶或锦纶含量高的面料。如果在运动时穿紧身衣物，则能起到包裹和支撑肌肉，能固定肌肉和关节，能减少大幅运动引起的肌肉震颤比如跑动时大腿肌肉的明显抖动，减少肌肉摩擦，增强肌肉耐力，提升运动表现。另外，也有一定的加速血液回流心脏作用。减少运动中肌肉的振荡现象，亦可改善神经肌肉的传导控制，达到提高竞技水平的效果。运动紧身衣还能有效地促进乳酸的分解，降低运动中肌肉酸疼感[2]，缓解运动疲劳。这是通过增加静脉血液回流，改善血液循环，强化肌肉帮辅（肌肉收缩将血液压回深层静脉）的能力。

还可以透气速干。通过纤维特定的截面结构，能够迅速吸湿排汗，保持身体的干燥，使运动更加舒适健康。

还可以具有抗菌功能。通过采用抗菌整理工艺，能使织物获得抗菌功能，达到防止细菌滋生，遏制异味产生的效果，使得运动人群更加健康安全。目前市面上使用的材料有锦纶和氨纶及其混纺材料，多用于运动服设计中。

当然，紧身衣穿得过紧或时间过长，会诱发很多疾病，例如可能会影响血液循环，导致供血不足，引发呼吸困难、头痛、胸闷等问题，并使腹腔内的肾、脾、肝等器官受到压迫，使内脏及神经系统长期处于紧张状态，导致胃肠消化功能降低，等等。

3.2 速干材料

速干材料原理是将汗液快速转移到织物表面，然后尽可能大面积扩散，通过空气流通将汗液蒸发，从而达到速干的目的，一般的速干衣的干燥速度比棉织物要快50%。

速干面料的材质有很多种，其中常见的有聚酯纤维，它干得很快，而且还有很好的弹性、强度和抗皱性，缺点是透气性比较差。

速干材料多是异形截面的化纤材料。速干的原理因面料的不同而不同，如coolmax 是利用类似形状记忆高聚物的特征原理[3-4]；也有一些面料使用的是其他速干原理，有的是利用微孔薄膜原理，还有是利用水滴分子直径与水分子、空气分子之间的差异性原理，等等。利用微孔薄膜原理的速干面料在市场上极为常见，其速干原理是利用微孔孔径介于水分子，空气分子最大直径与水滴分子的最小直径之间的一层薄膜，然后再将薄膜与外层织物复合，于是面料就有了防水透气的功效.类似的如GORE-TEX织物，采用这种原理的面料，发挥作用的是那带有微孔的薄膜，既起到防泼水的作用还起到透气的作用。

速干材料也具有弹性，所以可以与紧身功能结合起来，形成速干紧身材料，下文称“吸湿弹性材料”。通过后整理工艺可使纤维具有吸湿紧身抗菌卫生性能[5]。

4 新型普通运动鞋设计

青年学生一般穿普通运动鞋上学，日常多为走动，但也有一定的运动，如跑步，打篮球等，一般运动时间不是很长。其中大多是穿跑步鞋或篮球鞋。跑步鞋、篮球鞋，平时穿着的话并不十分实用，所以设计一款平时穿着（走动为主），兼顾少量运动的日常使用的普通运动鞋还是很有必要的。因是长时间穿着，有排汗需求，运动后的排汗需求更甚，所以，必须考虑排汗功能，以保证运动鞋的干爽、舒适。

4.1 设计需求分析

（1）设计对象：日常穿着，能兼顾跑步，打篮球等常见运动的普通运动鞋。

（2）设计要求：速干，运动时包裹性好，平时有一定宽松性。运动后能快速放松。

（3）性能与材料选择：根据设计要求选择帮面材料。

4.2 运动鞋功能分析

（1）速干性：采用速干结构的弹性面材，可以实现汗液转移，达到速干效果。弹性可以提高包裹性和实现疲劳性，达到肌肉放松效果。增加一些热塑性弹性体或高分子复合材料，形成鞋的支撑结构。

（2）包裹性：帮面材质采用弹性材质如紧身材质（速干材质就具有弹性性能），形态尺寸适当，可以有较好的包裹效果。一方面可以减少肌肉抖动，减少能量消耗；另一方面，可以减少因足鞋相对运动而造成的摩擦。

提高包裹性还可以采用鞋带快速束紧结构如旋转结构，可以快速拉紧鞋带，拉紧时可增加包裹性，也可达到快速放松肌肉的效果；或放松鞋带，放松时有一定的宽松度；不运动时，可以保持放松状态。

4.3 运动鞋帮面材料选择

根据上述分析，运动鞋帮面材料选用经过抗菌整理的弹性吸湿面料，既可以满足包裹性、速干性的要求，也可以满足卫生性的要求，还可达到缓解疲劳性的要求。

综上所述，帮面材料采用弹性速干面料，可以满足人们对运动鞋的包裹性、速干性、疲劳性、卫生性等要求。

5 结语

根据年轻人日常穿着普通运动鞋的需求，采用适当的帮面材质和合理的结构，可以在运动时束紧足部，提高运动鞋对足部的包裹性，在运动后缓解疲劳；日常或运动时可快速转移汗液，达到鞋腔干爽的效果，满足卫生性等要求。