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[图]跑鞋上的高科技:新型发泡材料应用

2021-08-10 10:29920

随着跑步季节的到来,各家跑鞋公司展开了激战。通过采用新材料和新制造而颠覆了传统概念的新产品也问世。瞄准2020年的东京奥运会,跑鞋还将进一步进化。

日本的跑步季终于到来,各地都在举办接力长跑和马拉松大赛。以2007年开始举办的东京马拉松为契机,为了追求健康,日本的马拉松和跑步热潮丝毫没有消退的迹象。

对于跑者而言,能影响跑步状态的工具自然是跑鞋。实际上,新款的跑鞋可以称做尖端技术的结晶。围绕轻量化、减小落地冲击的缓冲性、增强蹬地时的反弹力,等等,开发竞争已经在世界各地打响。

阿迪达斯:采用新型发泡材料


2012年~2013年,通过采用新的材料和工艺,阿迪达斯和耐克均推出了颠覆传统跑鞋概念的新商品。阿迪达斯更是时隔40年再次大幅调整鞋底材料,采用了新材料“Boost”。

这种材料是阿迪达斯与德国大型化工企业BASF合作开发的。由高尔夫球表面使用的高分子材料TPU(热可塑性聚氨酯)发泡而成。在鞋底部分,形似聚苯乙烯泡沫的白色颗粒材料严丝合缝地拼接在一起。

而在此之前,阿迪达斯是使用以乙烯等为主要原料的EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物树脂)材料制作鞋底。这种材料沿用了近40年。EVA具有吸收冲击的性质,能够减轻跑者落地时身体受到的冲击力。

当然,在这40年中,通过改进材料的成分配比,阿迪达斯也在不断改进EVA,但并没有改换材料的想法。在阿迪达斯日本公司负责跑鞋的分类营销高级经理荒川正史说:“新款的开发是从重新审视跑鞋的概念开始的。”

EVA面临着三大课题。首先是塌陷。

大家可以想像一下沙发和坐垫。刚买回家的时候非常饱满,但随着时间的推移,表面会渐渐塌陷。EVA的鞋底同样如此,随着内部气泡破裂,鞋底也会发生塌陷。

几乎不塌陷

而阿迪达斯与BASF合作开发的Boost几乎不会塌陷。颗粒置于模具中,在高温下发泡,使颗粒之间紧密结合。内长27cm的跑鞋大约要使用2500个颗粒。这些颗粒固定得十分牢固,不会发生散落,与形似聚苯乙烯泡沫的外观形成了鲜明对比

Boost的每个颗粒中都包裹着空气,通过颗粒间的相互支撑来吸收跑步时的冲击力。而且这种材料的耐久性非常好,封在颗粒内部的空气不易撒气。

荒川介绍称,“实验结果显示,即使跑行500km,鞋底也几乎不会出现塌陷”。这样,消费者就不再需要因为鞋底塌陷而购买新鞋。

EVA的第二个课题是对于温度变化的耐受性差。EVA在天冷的时候发硬,天热的时候发软。因此,跑鞋分春夏款式和秋冬款式,但跑者很难严格按照季节更换跑鞋。而且,各个国家和地区的气候和气温也千差万别。

新开发的Boost材料无论在怎样的气温下,硬度都没有变化,能让跑者稳定奔跑。阿迪达斯的实验显示,在零下20度到零上40度之间,Boost的硬度基本恒定。

EVA的第三个课题是反弹力。EVA吸收冲击的能力强,但也存在缺点,那就是,如果优先考虑吸收落地时的冲击,则蹬地力也容易被吸收。

吸收力与反弹力刚好相反。优先考虑其中一方的话,势必会损失另一方。

为了弥补这个缺点,过去的跑鞋大多是把善于吸收冲击的柔软EVA与反弹力强的硬质EVA重叠起来使用。然而,双层EVA会导致跑鞋偏重。这就需要开发一种既能吸收落地时的冲击、又能在蹬地时充分反弹的新材料。

Boost能充分吸收冲击,而且反弹性能比传统EVA高70%。为了方便理解,大家可以将其想象成枕头,在力的作用下,枕头首先凹陷,然后慢慢恢复原形。

Boost在受力凹陷后,很快便可复原。鞋底只需1层,成功减轻了跑鞋的重量。

耐克:如袜子一般舒适的跑鞋


阿迪达斯改变了鞋底的材料,而耐克调整的对象,则是跑鞋上部——“鞋面”部分的材料和工艺。2012年开始销售的“Flyknit”系列的鞋面部分全部采用纱线编织而成的织物。

从上图不难看出,这种跑鞋与传统跑鞋的外观明显不同。穿跑鞋犹如穿着包裹到脚踝的袜子——这就是耐克推出的新款跑鞋的特点。

耐克日本公司主管跑鞋的采购高级经理横山顺一说:“这种跑鞋距离赤脚奔跑的感觉又近了一步。”

以前,跑鞋的鞋面都是使用尼龙布、皮革等多种材料拼接而成。这也是跑鞋的缺点。因为拼接使鞋面很难贴合脚型。 以前,跑鞋的鞋面都是使用尼龙布、皮革等多种材料拼接而成。这也是跑鞋的缺点。因为拼接使鞋面很难贴合脚型。

比如说,日本人的脚与欧洲人相比,脚背更高、脚宽更宽。穿着过去的跑鞋,经常会出现“刚开始跑就脚疼”的现象。跑鞋的形状如果固定,就会使受力集中在局部,容易感到疼痛。如果硬撑,还有可能引发女性常见的拇指外翻等情况。

而织物能够柔软地包裹用户的脚,贴合脚型。跑步时,在脚跟着地到脚尖蹬地的过程中,脚的形状会发生变化。其中,脚背到脚尖之间这部分弯曲大。为了耐受这样的变形,耐克为鞋面材料赋予了伸缩性。脚踝周围部分的伸缩性堪比袜子。

但这种材料依然存在课题,那就是耐久性。跑鞋不同于衣服,要一直体重、处在严酷状况下。把过去用硬质结实的材料覆盖的部分全部换成织物后,是否还能维持耐久性?

为此,耐克运动研究所展开了耗时4年的研究,利用“压力映射”技术,对跑鞋各个部分的受力情况进行了详细检测。

在受力特别大的部分,通过提高织物的编织密度,使鞋面变得更加结实。终成功制造出了柔软又不易损坏的跑鞋。

而且,通过使用尼龙线来编织,鞋面的重量也有所减轻。与2008年北京奥运会男子马拉松冠军穿的耐克跑鞋相比,重量减轻了35%。

不只是鞋面,鞋底部分也做了改良。

2013年7月推出的新系列使用“Nike Free”鞋底,在中底和外底部分设置了细密的切口。这些切口具有分散足底压力、使脚感更接近赤脚的作用。

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