动态条件下植物性填充材料家居鞋与普通家居鞋穿着保暖性能的对比研究

李亚娟，王 旭

(河南工程学院 服装学院，河南 郑州451191)

人体足部距心脏最远，若是长时间坐着或站着容易引起足部供血不足.研究表明，人感觉不舒适大多始于足部的不舒适，足部温度在28～33℃时人体感觉舒服，足部皮肤在25℃时，人开始感觉到有点冷，如果脚的温度低于22℃就会影响局部的血液循环，使人感觉不舒服［1］，到21℃以下时，会明显感觉到冷，并伴有不舒适感［2］.因此，在寒冷的冬季，足部保暖已成为人们关注的焦点.

有资料显示，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，具有保暖和按摩的功能.国内市场上，颗粒状填充物如荞麦皮、蚕沙、决明子等较多用作床上用品如枕头的填充材料.自2003年以来，国内对此种植物性填充材料家居鞋做了相关研究，比如植物性填充颗粒的填充量与保暖性能的关系［3］、填充物的加热时间与保暖性能的关系［4］、加热次数与保暖性能的关系［5］、鞋面材质与植物性填充材料家居鞋保暖性能的关系［6］等方面.本研究选取了6种家居鞋(3种不同植物性填充颗粒材料的家居鞋和3种冬季常用家居鞋)进行主观穿着保暖性和按摩性的评价和研究，其结果可为国内企业研发与改进此类功能性保暖鞋及相关产品提供理论依据，为消费者对该类产品的正确认识、选择和应用提供理论及实践指导.

1 实验

1.1 实验样品的选择

目前，市场上用于足部保暖的鞋子主要有电暖鞋、含有填充物的保暖鞋(填充物为丝绵或羽绒等)和绒类鞋.本研究除了常规冬季保暖鞋外，还选择了采用樱桃核、葡萄籽及决明子的植物性填充材料的保暖鞋.

1.2 实验条件

温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±2)%.

1.3 受试者的选择

选取8名女性，年龄20～25岁、身高(160±5)cm、体重(50±3)kg、脚码37±1，饮食规律、身体健康，无脚部疾病史，脚部感觉灵敏.受试者统一着装，实验前对受试者进行培训，使受试者能快速而准确地说出被测试项目的评价指数.饮食、作息严格要求，实验期间不能有剧烈运动.

1.4 实验用鞋的鞋内温度设定

电暖鞋在加热60 min时鞋内温度达到38℃，但加热30 min时鞋内温度已经达到35℃.此次实验将电暖鞋通电30 min达到35℃作为目标温度，所以在主观评价中将保暖鞋的鞋内温度也设定为35℃.

1.5 实验步骤

1.5.1 热湿舒适性评价实验步骤如下:

(1)将实验用家居鞋放在恒温实验室平衡24 h.

(2)受试者进入实验室后穿上一次性拖鞋，然后将双脚放在实验平台上适应30 min，保证双脚适应实验环境.

(3)受试者首先穿着实验用鞋进行热湿舒适性相关指标的主观评价.

(4)将电暖鞋、丝绵家居鞋或植物性填充材料实验用鞋加热，保证鞋内温度达到35℃，让受试者右脚迅速穿上鞋子，分不同时间对所穿实验鞋进行热湿舒适性相关指标的主观评价.

(5)主观评价时间共15 min，前期每3 min对所穿家居鞋的热湿舒适性的相关指标进行评价，10 min后每5 min对所穿家居鞋的热湿舒适性相关指标进行评价并记录评价结果，直到受试者感觉与(3)中评价指标接近为止.

(6)实验完成后，受试者和实验用鞋需在实验室中平衡30 min，确保鞋子仍处于实验最初状态才能进行下轮实验.

1.5.2 按摩性能评价实验步骤如下:

(1)将实验用家居鞋放在恒温实验室中平衡24 h.

(2)受试者进入实验室后，穿着一次性拖鞋，适应环境30 min.

(3)换上实验用鞋沿固定路线行走，运动过程中受试者每30 s对其按摩性能进行主观评价，行走结束后询问受试者对颗粒大小的评价.

(4)实验结束后，将实验用鞋在实验室中至少平衡30 min才能进行下一次实验，其他实验用鞋评价过程同上.

1.6 主观评价指标

主要选择与此种家居鞋密切相关的指标进行主观评价，首先是保暖性，涉及的主观评价主要有热感、湿感、闷感和黏感.由于鞋内的填充材料为植物颗粒，与填充丝绵或羽绒不同，在某种程度上具有按摩功能，颗粒的大小也直接影响穿着的舒适性.为此，除了对热湿舒适性指标进行评价外，对其按摩性能相关指标也进行主观评价，涉及的指标主要有痛感和痒感.采用五级制来表示各项性能的舒适程度，如表1所示.

表1 穿着舒适性主观评价表Tab.1 Subjective evaluation on the wearing com fort

2 实验结果与分析

2.1 湿感

不同时间段主观湿感觉评级如表2所示.由表2可知，随着时间的变化，绒类鞋在穿着时始终处于干的状态，其他几类鞋子在6min之前基本处于干的状态，但在6～15min时会有稍湿的感觉.这是因为绒类鞋子主要依靠人体足部热量的散发而储热.丝绵型家居鞋由于其中有填充物并且进行了加热处理，所以在湿感觉上较单层绒类明显.而电暖鞋和填充植物性颗粒材质的鞋子，在穿着过程中除了人体足部散出的热量外，家居鞋内也会有热量散出，人体足部会微微出汗，所以人体感觉较湿.

表2 不同时间段主观湿感觉评级Tab.2 The wet feeling of subjective evaluation

2.2 热感

不同时间段的主观热感觉评级如表3所示.

表3 不同时间段主观热感觉评级Tab.3 The thermal feeling of subjective evaluation

由表3可知，随着时间的变化，绒类鞋始终处于不热的状态，这是由于绒类鞋主要依靠人体足部热量的散发而储热，并且针织结构空隙较大、透气性相对较好，说明此种绒类家居鞋在寒冷的冬天基本不具备保暖功能.从整体上看，填充植物性材料的家居鞋在热感觉上稍微明显于电暖鞋和丝绵鞋类，其中葡萄籽鞋更为明显，在加热温度达到35℃时，植物性填充材料家居鞋的保暖性优势不明显，与丝绵家居鞋和电暖鞋相差不大.

2.3 闷感

不同时间段的主观闷感觉评级见表4.

表4 不同时间段主观闷感觉评级Tab.4 The stuffy feeling of subjective evaluation

由表4可知，随着时间的变化，绒类鞋始终处于不闷状态，这是由于绒类鞋主要依靠人体足部热量的散发而储热，并且针织结构空隙较大、相对透气性较好.其他几类家居鞋在实验过程中基本处于稍闷状态.从整体上看，在加热温度达到35℃时，填充植物性材料的家居鞋与丝绵家居鞋和电暖鞋的主观闷感觉相差不大.

2.4 黏感

不同时间段的主观黏感觉评级见表5.

表5 不同时间段主观黏感觉评级Tab.5 The sticky feeling of subjective evaluation

由表5可知，随着时间的变化，绒类鞋、樱桃核鞋、决明子鞋和葡萄籽鞋基本处于不黏状态，丝绵鞋、电暖鞋则处在稍黏状态.从整体上看，在加热温度达到35℃时，填充植物性材料的家居鞋对穿着黏感觉与丝绵鞋和电暖鞋相差不大.

2.5 痛感和痒感

不同时间段的主观痛感觉和痒感觉分别见表6和表7.

表6 不同时间段主观痛感觉评级Tab.6 The keenly pain of subjective evaluation

表7 不同时间段主观痒感觉评级Tab.7 The itching feeling of subjective evaluation

由表6和表7可知，每种植物性填充材质家居鞋的主观痛感和痒感自始至终相对一致，其顺序为樱桃核鞋＞决明子鞋＞葡萄籽鞋，樱桃核由于颗粒较大并且接近圆形，所以其痛感和痒感较为明显，随着时间的推移，这种痛感和痒感有增强的趋势.对于决明子鞋和葡萄籽鞋来说，尽管葡萄籽比决明子大，但由于其颗粒是长条形，所以较圆形颗粒舒适.对于上述3种家居鞋痛痒感的评价，整体属于稍痛、稍痒的状态，人体基本能够接受，在以后其他类型填充材料的选择上可作为参考.

3 结论

利用主观评价的方法对6种家居鞋(植物性填充材质家居鞋和冬季常用家居鞋各3种)进行了穿着保暖性(湿感、热感、闷感和黏感)及其中3种植物性颗粒填充材质家居鞋的按摩性的评价，结论如下:

(1)随着时间的推移，绒类家居鞋始终处于不热、不湿、不闷和不黏状态，此种绒类家居鞋在寒冷的冬天基本不具备保暖功能.

(2)在加热温度达到35℃时，植物性填充材质保暖鞋的主观热感觉稍好于电暖鞋和丝绵家居鞋，但整体感觉还不是很明显;植物性填充材料保暖鞋、丝绵家居鞋及电暖鞋的主观湿感觉、闷感觉和黏感觉差异不大，都比较舒适.

(3)植物性填充材料的颗粒越大越接近圆形，其痛痒感越明显.

［1］汤运启，李楠.从专利看保暖鞋的发展［J］.皮革科学与工程，2008，18(2):74-75.

［2］3M公司.足部保暖和鞋用保温材料［J］.中国个体防护装备，2004(6):16-17.

［3］李亚娟，王红歌，仝夏平.植物性填充材料家居鞋填充量与保暖性关系研究［J］.河南工程学院学报:自然科学版，2013，25(1):21-24.

［4］李亚娟，王旭.功能性家居鞋填充物加热时间与保暖性研究［J］.国际纺织导报，2013(5):71-76.

［5］付新芳，朱晔.功能性家居鞋填充物加热次数与保暖性能关系［J］.实验室科学，2013(6):40-43.

［6］王旭，李亚娟.鞋面材质与植物性填充材料对家居鞋保暖性的影响［J］.山东纺织科技，2014(3):50-53.