鞋类动态防滑机性能分析

甘长凤，胡浩平，马慧妮

（上海天祥质量技术服务有限公司，上海200233）

鞋类动态防滑机性能分析

甘长凤，胡浩平，马慧妮

（上海天祥质量技术服务有限公司，上海200233）

防滑性作为鞋底功能性最重要的指标之一，对鞋子穿着的安全性和舒适性具有重要的意义。进行有效防滑试验的关键是防滑机的选择。介绍了国内外动态防滑机的测试原理和性能研究，并结合实际针对国内防滑机的缺陷设计一种符合实际需要的防滑机。建议对日常穿用鞋类的防滑性能测试和评价统一方法。

防滑性；防滑测试；防滑机

Abstract:As one of the most important indicators of shoe function,slip resistance is of great significance to the safety and comfort of footwear.And the key to ensure effective anti-slip test is the selection of the anti-slip machine.In this paper,the testing principle and performance of domestic dynamic anti-slip machine and foreign dynamic anti-slip machine are introduced.To aim at the defects of domestic anti-slip machines,a new kind of anti-slip machine is designed to meet the actual needs.The anti-slip performance test and the uniform method for daily wear are presented.

Key words:slip resistance,anti-slip testing,slip resistance machine

0 引言

鞋底的防滑性直接影响鞋子穿用时的舒适性和安全性。防滑性差的鞋子容易引起打滑，尤其是在湿、光、滑的路面上。随着人们生活水平的提高，穿鞋的环境条件发生巨大的变化，过去一般为土路、水泥等防护性能较好的地面，而现在许多居家、商场和卫生间均铺设美观但光滑的木地板、大理石、瓷砖等地板，对鞋类的防滑性能要求越来越高。

鞋类防滑性能直接影响鞋品的安全性和舒适性问题，防滑性能差具有潜在的人身安全隐患，在湿、滑的地面上容易发生滑倒事件，对儿童和老人等弱势群体的健康危害甚是巨大，根据卫生部统计数据，我国每年因滑跌摔伤事件约500万起，因地面湿滑摔跤的纠纷案件约7万件，每年因为滑倒产生的意外伤害而住院的人占全部住院人数的35%，其中老人和小孩占了大多数，老年人的比例更是达到了63.8%。据资料显示，美国、英国、芬兰等国因滑倒摔伤造成的事故，分别占其工伤事故的20%、34%和17%，滑倒摔伤是酿成工作场所、公共场所和居家环境意外事故的主要原因之一。美国国家安全调查局的调查统计结果显示：在美国因为滑倒摔伤造成的事故占工伤事故的17%，占公共场所事故的18%，占家庭事故的20%。每年因为滑倒摔伤而发生的伤亡事故大概有25万～30万起[1]。

因此，滑摔问题应该引起人们足够的重视，并找到其发生的根本原因，减少意外事故的发生。根据研究发现，市场上鞋底常见的防滑性能较差的情况主要有四种：①鞋底材质，根据实验室检验，橡胶鞋底的防滑效果较好，然而考虑制鞋成本及其他工艺因素，市场上鞋类产品的鞋底材质会多种多样，一般来说TPR和EVA的鞋底防滑效果会差些；②鞋底花纹，花纹太浅或太密反而起不到防滑效果，一些鞋底花纹做成密闭设计，在湿滑试验中导致鞋底集聚的水无法排出，鞋底面形成一层水膜，大大降低鞋底的湿式防滑效果；③鞋底硬度，硬度过软或鞋底过硬也会提高滑倒风险；④鞋底接触面积，高跟鞋前掌与地面接触面积比平底鞋要小，因此高跟鞋的滑倒风险较高。而市场上一些时尚高跟鞋为追求鞋底美观而将鞋底设计为没有花纹的光面，造成高跟鞋滑倒的高风险。另外一些时尚高跟鞋鞋跟细长，鞋跟与地面接触面积很小，也易于造成滑倒风险。

而进行有效防滑试验的关键是防滑机的选择。目前应用较多的是国外SATRA防滑机，其主要适用于SATRA TM 144—2011《鞋与地板的摩擦力》和ISO 13287—2012《个体防护装备鞋防滑性测试方法》标准的测试；国内试验仪器较多的是GW-026B GB防滑机，主要适用于GB/T 3903.6—2005《鞋类通用试验方法防滑性能》标准的测试。而国内生产的GW-026B GB防滑机相对国外SA⁃TRA防滑机存在很多不足，如程序设计较为复杂、支架不够灵活、速度不可调等。通过借鉴国外防滑机优势，对国内GW-026B GB防滑机可以进行改进，设计出一种简便、灵活、灵敏度高的防滑机。

1 国内外相关技术现状

1.1 国内动态防滑原理及防滑机现状

日常穿用鞋类品种防滑性能要求情况详见表1。由表1可知，目前人们日常普遍穿用的旅游鞋、运动鞋、皮鞋、休闲鞋、拖鞋等鞋类品种均未有防滑性能要求，只有雪地靴、滑板鞋、登山鞋等在特殊环境穿用的鞋类品种有防滑性能要求，摩擦因数指标≥0.30。

鞋类动摩擦法的测试原理是将被测样品置于测试平面上，施加规定的法向力，相对于平面水平移动鞋（或相对于鞋水平移动平面），测量移动时的摩擦力，计算出动态摩擦因数。GB/T 3903.6—2005《鞋类通用试验方法防滑性能》介绍了成鞋或鞋底材料防滑性能的试验方法及测试装置。试验原理如下：把试样放在试验平面上，以甘油作为润滑剂，加上给定载荷，然后通过横向牵引作用力移动试样相对于试验平板做水平方向移动。测定动摩擦力，并计算动摩擦因数。GW-026B GB防滑试验装置中压重砝码重量为25 kg，滑动速度固定为（100±10）mm/min，时间为1 min，试验距离为100 mm，传感器为500 N。

1.2 国外动态防滑原理及防滑机

SATRA TM 144—2011《鞋与地板的摩擦力》和ISO 13287—2012《个体防护装备鞋防滑性测试方法》介绍了鞋底和地板界面防滑系数的试验方法及测试装置。其试验原理是通过防滑试验机给测试鞋底施加一个预定的垂直力，使测试鞋底和地板界面紧密接触，静态接触短暂时间后，防滑试验机带动地板界面，使测试鞋底和地板界面以一定的速度进行相对运动，防滑试验机带动地板界面进行水平移动所需要的最大力值除以防滑试验机给测试鞋底施加一个预定的垂直力值就是测试鞋底在地板界面上的摩擦因数，即防滑系数。SATRA防滑试验机规格性能要求如下：①具有一个足够硬的，可以承载及很好地固定地板界面的水平安装面结构，其宽度至少150 mm，长度至少450 mm；②配备有各种型号的金属或塑质鞋楦，其上有安装装置，可装于防滑试验机的安装架上；③其安装架对测试地板界面的角度可调，其调节范围为0～45°；④具有垂直稳定的施力系统；⑤具有带动地板界面进行水平滑动的施力系统，施力大小可根据时间进行测量；⑥具有位移控制系统。

表1 日常穿用鞋类品种防滑性能要求情况

综上所述，GW-026B GB防滑试验机与国外SATRA防滑试验机相比，具有如下缺陷：①动力系统量程较小，不能满足试验要求，应增大动力系统量程＞1 000N；②试验界面长度较小，应增加试验界面长度；③砝码质量量程较小且不可调，可使砝码质量在100～500 N之间可调；④数据获取和显示装置程序太复杂，可采取QMAT程序，更简便实用；⑤试样固定支架不够灵活，故可选用SATRA防滑试验机固定支架，更加灵活，方便。故本文针对GW-026B GB防滑试验机设计缺陷，并参考国外防滑机优势，结合实际需要，设计一种符合实际需要的防滑机。

2 防滑机改进

《国标整鞋防滑测试装置》针对GW-026B GB防滑试验机设计缺陷，并参考国外防滑机优势，结合实际需要，设计一种符合实际需要的防滑机。设备由试样固定装置、动力系统、数据获取和显示装置、试验界面和试验楦组成。

2.1 试样固定装置

用于固定成品鞋、鞋底或鞋底材料的组合试样；试样固定装置可调整鞋底测试部位与摩擦界面的接触角，且调整角度应大于7°。

2.2 动力系统

动力系统可对组合试样提供垂直压力，并使其在水平方向上做匀速运动。垂直压力在100～600 N可调，水平滑动速度在0.1～1.2 m/s可调，试验机水平拉力精确度为0.1 N，测量范围应＞1 000 N，试验界面长度应＞0.5 m。

2.3 数据获取和显示装置

数据获取和显示装置可实时测量并显示滑动过程中的垂直载荷和摩擦力，可采取QMAT程序记录试验曲线图（见图1），摩擦力精确度为0.1 N。

图1 试验结果曲线图

2.4 试验界面

试验界面可根据鞋类产品实际使用界面由产品供需双方确定，也可选择本标准规定的如下界面：①玻璃界面，镜向光泽度为4的浮法毛玻璃；②陶瓷砖界面，陶瓷砖物理和化学性能应符合GB/T 4100—2015《陶瓷砖》中表A.1的要求，检验项目参照GB/T 4100—2015《陶瓷砖》表2中的规定；③木地板界面，木地板理化性能和功能性应符合GB/T 20239—2015《体育馆用木质地板》中表6和表8的要求，其中功能性满足表8中训练、教学、健身用木质地板的要求。此外，当试验界面用作仲裁界面时，可使用陶瓷砖界面。

2.5 试验楦

试验楦应使用与成品鞋相对应的鞋楦。

3 鞋底防滑性能的评价

影响防滑性能的因素很多，除了规定地面材料的防滑系数，有必要对鞋子的防滑指标做出规定，这样才有利于客观评价鞋子的防滑性，为消费者选购合适的鞋子提供指引[3]。目前人们日常普遍穿用的旅游鞋、运动鞋、皮鞋、休闲鞋、拖鞋等鞋类品种均无防滑性能要求，只有雪地靴、滑板鞋、登山鞋等在特殊的环境穿用的鞋类品种有防滑性能要求，摩擦系数指标≥0.30。而Hylton B M[4]发现测试的民用鞋在湿态下的防滑性能均未达到安全范围，对日常穿用鞋的防滑性能指标的确定非常紧迫。如何在众多的测试方法中确定一个统一的日常穿用鞋类防滑性能的测试方法，以及确定日常穿用鞋的防滑性能评价指标是今后的发展方向。

[1] 贾利晓,穆欣,宋联美.影响鞋底防滑性能的主要因素[J].西部皮革,2009（14）：17-20.

[2] 陈钊钰,杨承杰,丁绍兰.鞋底止滑性能的研究进展[J].中国皮革,2005（5）：44-48.

[3] 李晶,段晓霞,孙世彧.鞋类防滑性能影响因素及评价研究进展[J].皮革科学与工程，2014（24）:27-31.

[4] MENZ B H,Lord S R,MCINTOSH S A.Slip resistance of casual footwear:implications for falls in older adults Gerontology[J].2001（47）:145-149.

Performance analysis of dynamic slip resistance machine in shoe

GAN Changfeng,HU Haoping,MA Huini
(Intertek Testing Services Shanghai Ltd.,Shanghai 200233,China)

TS107

A

1001-7046（2017）04-0008-04

2017-06-06

甘长凤（1987-）,女，硕士研究生，主要从事鞋类和皮革制品的质量检测和技术研究工作。