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基于新型皮革复合材料的热湿性能优化及应用研究

发布时间: 2021-04-07

来源: 科技服务团

基本信息

行业分类:石化与新材料

合作方式:技术服务

成果类型:新技术

成果描述

人体脚上分布有40%以上的汗腺组织,高密度分布的汗腺每天会分泌出大量汗液,当人运动时,脚上分泌的汗液更会成倍增加。由于汗液中含有蛋白质等有机物质,再加上鞋内的温度和湿度非常适宜于细菌繁殖,因而在人们日常穿着中,鞋内会繁殖大量细菌,引起鞋臭。以前,业界人士采取了一些方法,如采用含香料的除臭鞋垫,但随着香料的逐渐挥发消耗,其除臭作用也就逐渐消失,不能从根本上解决鞋臭问题。后来,业界人士又发现,在人们运动过程中,脚汗的排泄与挥发、热量的保留与扩散都和所用的材料紧密相关。因此,又把研究鞋类热湿舒适性的精力集中在鞋材的保温性、透气性、吸湿性和透水汽性上。然而,这只是决定皮鞋热湿性能的基础。实际上由于不同的成鞋款式结构、帮面和帮里的组合方式以及穿着者的新陈代谢情况、穿着环境和穿着状态的不同,成鞋的热湿性能并不等同于材料保温性、透气性、吸湿性和透水汽性的简单相加。目前国内外大多是针对热湿舒适性能某一具体指标—材料所做的单项研究,没有对皮鞋的实际穿着状态进行研究。基于此,本项目着重探询鞋子穿着过程中的热湿传递机理、分析常见复合鞋材的热湿性能、穿着状态下鞋腔内温湿度的变化规律和影响因素。本项目是2012年河北省科技支撑计划项目,编号:122114904。所采取的技术原理为:1)根据实际穿着情况确定男鞋和女鞋款式共8款。2)根据实验要求和实际穿着条件,确定实验用鞋的帮套材料组合共28种。3)以脚特别容易出汗、发凉、常有异味,鞋和袜子经常是湿的为汗脚,即3级和4级出汗情况;以脚经常保持干燥、发温,鞋和袜子长期是干的为干脚,即1级和2级出汗情况。4)根据皮鞋的实际穿着场所,测试环境定为室内空调环境和室外自然环境。5)根据皮鞋的实际穿着需要,穿着状态定为静止和行走两种,时间分别为120-180分钟和60-90分钟。6)采用Excel数据分析工具中的“柱状图”和统计推断中的“相关性分析法”、Excel数据分析工具中的“折线图”和“重复性单因素方差分析法”、层次分析方法、构造正互反判断矩阵、平均随机一致性指标和比率检验、各因素对鞋腔微气候环境的影响权重归一化总排序等数据处理技术。7)根据皮鞋材料的特点,采用的热湿性能检测仪器有:YG(B)606D型平板式织物保温性测定仪、库柏尔皿、H.C费多罗夫皮革透气性测定仪、透水汽性试验皿,并且参照国家标准GB/TI1048-89规定进行了检测。所得的性能指标有:基于热湿性能优化的脚-鞋—环境的关系分析,1个;鞋子穿着过程中的热湿传递机理分析,1个;各类单一及复合鞋材的四种热湿性能测定及分析,5个;各类穿着状态下鞋腔的温度和相对湿度测定,1个;五种因子对鞋腔温湿度影响情况的“折线图”统计分析,5个;五种因子影响程度的“单因素方差分析法”对比,1个;建立穿着状态下新型皮革复合材料的热湿性能优化数学模型,2个。该项目的创新性为:1)采用“相关性分析法”探讨了复合帮套的传热、保温和吸湿、放湿叠加性能对成鞋鞋腔内的微气候环境—温度和相对湿度的影响情况。本部分研究成果填补了国内制鞋行业该领域空白。2)在国内制鞋行业首次采用标准化和按照统一要求设计和生产了28双“典型试验鞋”,综合考虑各类实际穿着状态下的影响因素,采用正交实验的原则逐一进行了鞋腔温湿度的动态测定,采集数据过万次。方法系统且实际,数据准确且实际。3)运用“折线图”和统计推断中的“单因素方差分析法”定性的考察了各因子对试验结果影响程度的显著性,分析各因子的影响程度和贡献大小。所采用的方法为国内制鞋行业首创。4)采用层次分析法建立的穿着状态下各因子对成鞋鞋腔微气候环境—温度和相对湿度影响程度的权重数学模型,是国内首次在成鞋穿着的状态下研究材料的热湿性能。本项目组所建立的“柱状图”“、折线图”和“单因素方差”、“相关性”分析体系为企业生产制定了各类皮鞋选择最合适、最经济的材料搭配应用方案,提供了“最优化(顾客最满意、企业最经济)材料组合”技术也为行业内制定“生产热湿舒适性皮鞋所用材料相关技术标准”提供了理论指导。本项目组由实际穿着试验得到各因素对皮鞋热湿舒适性的影响程度数学模型,从理论上为鞋业界“皮鞋舒适性和功能性研究”奠定事实基础,也为寻找最佳热湿舒适性测定方法和建立评价体系奠定了基础。本项目研究成果主要在山东省高密市鞋业基地的鞋材生产企业的新材料研发部门进行了试应用,还在鞋类生产企业的设计开发部门、原材料采购部门和生产部门进行了试应用。技术成熟后,拟向广州、温州和河北保定安兴县鞋业基地进行推广。

成果资料