现代运动鞋的材料及工艺

人们生活水平的提高，人们物质和精神上的需求得到了刚好的满足。需求得到满足的人们把身体健康看得俞来俞重，现代生活中的人们渐渐的把体育运动提上了日程，而且趋势在上升。运动，已经不再是运动员的专利，人人都是运动员，人人都爱运动。一双好的，适合自己的运动鞋对于爱运动的人们来说是重要的。
现代制鞋业的发展，引发了材料和工艺的革命。材料的选择是制造一双好鞋的关键环节。大致来说，运动鞋分为外底，中底和鞋面三个部分。这三个部分的选材是不同的。
在外底的材料中主要是各种橡胶。
[Outsole - 外底]
作用：提供摩擦力及耐磨性，是外部冲击的第一道防线。 通常有以下几种材料组成:
Carbon Rubber /BRS 1000 - 碳素橡胶
一种耐磨的性能极佳的材料，也是唯一的一种留下印记的橡胶。一般用于跑步鞋上。
在橡胶上加入碳纤添加物压缩而成，耐磨及防滑，增加抓地力．
Solid Rubber - 硬质橡胶
最常用的橡胶。性能稳定，耐磨防滑。常用于篮球鞋、全能鞋上。
包含了60%的人造合成橡胶及40%的天然橡胶压缩而成，耐磨性佳．
硬质橡胶技术及应用
橡胶中配入大量硫黄，经硫化后可得到硬质橡胶。
二烯类橡胶如天然胶橡、丁苯橡胶、丁二烯橡胶和丁腈橡胶都能用硫黄硫化制成硬质橡胶。此外，用含有乙烯基的橡胶可在不配合硫黄的情况下，在高温（200-300℃）、高压和无氧的条件下，经过长时间加热制成无硫硬质橡胶。
硬质橡胶在室温下是黑色角质状的坚硬物质，具有良好的化学稳定性，室温下不易老化，具有优良的耐化学药品和耐有机溶剂的腐蚀性，低的吸水性，很高的拉伸强度和抗折断强度，并有极好的电绝缘性能。硬质橡胶的主要缺点是脆性大，制品受冲击时容易碎裂，在日光或紫外色泽不美观，在使用上亦受一定限制。
硬质橡胶可用于制造电绝缘制品，目前主要用于化工耐腐蚀槽、管、泵的衬里，蓄电池外壳和钢笔的笔舌。用微孔硬质橡胶制成的胶片大量用于蓄电池中作正、负极的隔板。硬质橡胶还具有特殊的声乐性能，可做乐器和黑管。硬质橡胶与金属粘结强度较好，因此常用来作为使软质橡胶与金属粘结的粘结的粘结层，制造胶辊、轻载荷实心轮胎及化工衬里等制品。
DRC (Durable Rubber Compound) - 耐磨橡胶
故名思意，是一种坚韧耐用的橡胶。特别适用于网球鞋的制造上。
以硬橡胶為主的合成橡胶压缩而成，耐磨性佳．
Gum Rubber / Natural Rubber - 天然橡胶
柔软却不够耐磨。但它极佳的摩擦力被用于制造一些室内运动鞋上，如排球和羽毛球。
以天然橡胶及人造橡胶压缩而成，柔软，柔韧性佳．
Regrind - 环保橡胶
一种包含了 10 % 的回收橡胶的耐磨材料。能减少橡胶的浪费，并起到环境保护的作用。
Duralon - 充气橡胶
含空气的橡胶。当受到外力冲击时，橡胶内的气体被压出，具有一定的缓震作用。
一種人造软橡胶，提供质轻，避震效果及增加抓地力．
Sticky Rubber - 黏性橡胶
用于健美鞋，攀岩鞋底等，具有良好的防滑作用。
这里介绍一种西班牙的品牌Boreal，这是个专门生产攀岩鞋的品牌。介绍这个可以刚好的认识黏性橡胶。
自40年前专门之攀岩鞋面世之初，它們所用的鞋底的黏性並不高，直至1988年，当时Boreal无意中留意到一级方程式跑車所用的轮胎的贴地性极高，因而想到用這种高黏性橡胶来制造攀岩鞋，于是，世界第一双高黏性鞋底的攀岩鞋--〝Fire〞就此面世。
〝Fire〞的面世，大大震動了全世界的攀岩界，因為〝Fire〞的黏性极高，以往极为艰巨的岩壁也一下子边得容易起來，对于攀岩者的技术大有提升。同時，其他厂商也相继推出他们的高黏性鞋底，因而开创了高黏性攀岩鞋底的革命。
在今天，Boreal的黏性鞋底已進展至第三代的Fusion S-3。性能方面比以前更为提高，而Boreal也已经晋身为世界首屈一指之攀岩鞋制造商，更是各攀岩好手的不二之选择。
Fusion S-3高黏性橡胶
Boreal之高黏性鞋底至今已进展至第三代，全新配方的Fusion S-3胶，除了比上一代有更高黏性之外，在耐磨方面也有不俗之表現。
中底主要有橡胶和塑料
[Midsole - 中底]
作用：提供缓 震性、稳定性和弯曲性，是鞋子中最为重要的部分。
EVA - 泡沫材料
轻质、成本底的中底材料。
用EVA塑胶粒子先加热发泡而成，表面粗糙，质地轻．
Phylon - 轻质材料
它由EVA发展而来。
重量极轻、质地柔韧、造价稍高的材料。因其会 产生细小的皱纹而易于辨认。
用PHYLON塑胶粒子先加热发泡再灌入模型加壓冷卻，表面較白且有皱纹，提供质轻及避震性．
采用微孔橡胶及phylon,polyurethane的复合材料，可有效吸收行走时产生的震动，减缓脚底的疲劳。
PHYLON，除了具有一般EVA/PHYLON的吸震功能和橡胶外底的耐磨性能外，重量轻，外观精致，同时更具备了卓越的反弹性能，提供了良好的能量回归。我们可以通过弹性实验来验证它：相同重量的钢珠从相同的高度落在不同的PHYLON/EVA上，落在射出PHYLON上的钢珠反弹高度远远超过其它材质。
PU(Polyurethane) - 聚胺酯
中底材料中它是最坚韧、强度最高的。光滑、而且有一种橡胶的质感。这是在中底中利用最广泛的材料，也是最重要的材料。因为在这个材料本身的基础上由自身衍变或是与其他材料的结合，而产生出了新的材料。所以这个材料对于运动鞋制造工艺是非常重要的！
PU泡溶成胶状再灌入模型加热使发泡，表面平滑，時間久會变黄及腐蝕，提供避震及穩定性．
聚胺酯的基本用途
1：服装运动用品
聚氨酯改变了服装的风格，在我们的生活里发挥着作用。其代表产品有舒适、柔软、具伸缩性及弹性设计自由的氨纶弹性纤维。除了被用
于女士化妆用的粉扑、连裤袜、袜子以外，还用于滑雪衫，游泳衣等方面,其惊人的伸长性得到最大限度地利用。在滑雪，游艇等运动用品方面，聚氨酯涂料以其优良的耐磨耗及耐侯性而被选用。具有轻质，富于良好耐磨耗性的硬质泡沫用作滑雪板和冲浪板等的芯材，具有优良弹性和耐磨耗性的聚氨酯弹性体被用作运动鞋的鞋底。
2：生活用品
在居室用品方面，聚氨酯应用制品展示着其舒适性。聚氨酯涂料使家具、钢琴等乐器的表面具有美丽的光泽，起着牢固的保护作用。软质泡沫被用作最常用的坐垫材料以及分散人体压力的健康被褥。在厨房用品方面，硬质泡沫应用于电冰箱等的隔热材。与塑料薄膜具有良好接着性的聚氨酯树脂被用作食品包装用胶粘剂。还有在净水器的密封材、尿布及生理用品等方面的应用。对人体无害的聚氨酯弹性体在其用途方面也正在扩大。此外,在我们的生活中，聚氨酯人造革，合成革，发泡体等被制成包和鞋等，以其自然的风格和耐久性博得好评。
聚氨酯的分类
按加工工艺分：混炼胶（M-PUR）、浇注胶（C-PUR）、热塑型（T-PUR）三类。
混炼胶--采用聚醇和异氰酸酯反应制得固体生胶状聚合物，然后利用传统工艺加工成型。
浇注胶--采用聚醇和异氰酸酯、扩链剂等配合剂经二步或一步法合成线型液态聚合物，加工时浇注于模具中，进行加热、熟化使其转化为具有一定网状结构的橡胶状固体。该法具有许多优点，发展速度较快。
热塑型--采用聚醇和异氰酸酯反应生成线型聚合物，加工成颗粒状固体，具有热塑性。采用热塑性塑料的加工设备和工作程序直接生产出
成品。该法在聚氨酯橡胶中发展速度最快。该类橡胶的缺点是耐油、耐热性能差，机械力学性能不如C-PUR。聚氨酯橡胶的特点-较强的抗磨耗性能，优异的力学机械性能，硬度范围适应大，很宽的模量范围，耐油、耐低温性能较好，抗辐射、耐臭氧性能优良。
热塑性聚氨酯橡胶（TPU）
主要有异氰酸酯、聚醇和二醇或二胺类扩链剂三类基础原料进行加成反应的产物。在T-PUR的合成中，对异氰酸酯的选择应注意以下几点：
1、使用结构对称的异氰酸酯
2、异氰酸酯的水解氯含量应控制在0.0001%~0.02%范围中为宜。含量太高，反应太慢，成型时间长，表面不光滑；含量太低反应太快，产品有裂纹。
3、 度高，有害异构体含量少。
在T-PUR的生产中，为适应加工工艺要求或改善某些性能，配方中可加入适量的催化剂、润滑剂、阻燃剂等助剂。常用的润滑剂有硬脂酰胺等硬脂酰盐，加入量为T-PUR总量的0.3%~0.5%。大多数T-PUR的合成中，-NCO/-OH的比例多控制在0.97~1.05的范围内。
POLIYOU - 宝丽尤
一种新兴材料,由pu改进。
目前，NIKE、ECCO、REEBOK、CONVERSE、NEW-BALANCE、ARBESKO等世界著名品牌及安踏、双星、森达等国内著名的运动鞋、休闲鞋都采用这种材料作为鞋的内垫。
POLIYOU鞋垫具有以下特点：
1.材料本身具有良好的透气性、吸湿性。
POLIYOU鞋垫首先采用开放性PU材质，有90%以上的流通小孔，良好的透气性是普通海绵的5倍以上，可有效地将脚汗迅速吸收并排出鞋外。避免鞋垫吸入的湿气渗透到脚部，保持脚部的干爽。
2.POLIYOU鞋材中含有新型的抗菌防臭及降温能。
加入具有极强除臭效果的活性炭，具有宽广的杀菌范围，其范围涉及到革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌（霉菌、酵母菌）和藻类等等，通过杀死这些细菌而起到有效的防臭效果。因为在制造过程中直接添加的除臭能力最强的活性碳，所以能保证鞋子不臭，而且长久有效。
3.POLIYOU搞菌剂的耐久性
POLIYOU产品中的抗菌剂是以化学的方式结合在POLIYOU海绵及纤维表面，抗菌覆膜不溶于水和一般干洗溶剂，耐温耐湿，抗菌效果持久。经采用我国纺织部颁布的FJ-54P-85标准的洗涤检测方法，洗涤十次后抑菌率仍保持相当高的水平。
4.POLIYOU材料的耐压缩性及高弹性。
POLIYOU材料因其主体成份为弹性和强力都特好的聚氨酯，因而耐压缩性及耐磨性均非常优秀，其它材料难以与之相比。POLIYOU的高弹性来自本身开改性PU材质，弹性远远超过封闭或半开放性材质，同时它能一直维持原来的形状，弹性永远不会疲乏，能让双脚在步行、跑步或长期站立时得到更妥善的保护
[Upper - 鞋面]
作用：提供支持性、保护、 透气性，并确保脚放置于正确的位置。
Leather - 真皮
舒适、合脚，被消费者公认为有价值。但其伸展性导致易变形。
真皮(Leather) - 真皮的特点在于柔韧性使之舒适、合脚、表面张力大，具有生物活性，透气性好；而且现在看来，不少使用真皮材料的鞋款显得很有经典意味和收藏价值。一直以来，真皮是制作鞋面的绝好材料，但是真皮的特点也造成其在制鞋中固有的缺陷方面，好的柔韧伸展性往往使之容易变形折痕，断裂；同时皮质鞋面容易磨坏和刮花；真皮好的呼吸通气生物性特点使之在潮湿多水环境下面临严峻的考验，光靠柔韧的皮质鞋面在高强度运动中缺乏对脚踝，脚侧等关键脆弱部分的强力支持和形体保护。
另一方面就工艺而言，尤其比较NIKE 材料出现后，皮质材料在加工成型等方面往往要求很高和复杂，从而使工艺成本上升，或者说，使用皮质是必定无法完全意义的摆脱缝线，在高科技发达的现在看来，缝线正逐渐成为具有缺陷的过去时。简单的说：皮质在硬和软方面的特性对于制鞋而言是相矛盾的。选择好的皮质，根据皮质材料的特性设计鞋体结构往往是整个鞋体设计的前提和关键，一方面发挥真皮上述好的优势，同时做到平衡性改良，加强皮质鞋面支持性和牢靠性。大家可以发现，过去的经典鞋款在选用皮质方面是经过很严格的测试并附以许多额外的实际使之能面对极端的考验的，做到运动性和舒适性统一。
在很少的鞋款中，真皮甚至也使用在鞋垫和内底制作上，个这应该有助于提升舒适性。
Synthetic Leather - 合成皮
超细纤维及PU所制成的高级人造皮，看起來很像真皮，具有与真皮相似透气、柔软的品质，但比真皮更轻而且不易皱、不易变形，有良好支撑性及耐磨性，清洗容易．
现在普遍使用了人造揉皮(Synthetic Leather) 或者合成皮-其具有与真皮相似的品质，但比真皮更轻而且不易变形，但是在一般低价鞋款中，人造皮的性能是很有限的，而且往往更不结实。个公司在自己专利的合成皮都使用了自己独自的专利技术，一般都喜欢使用一体压制成型的合成皮技术。ADIDAS在KOBBE和KOBBE2上使用了新开发的人造揉皮组合，是很大的进步，美观，舒适，适合脚感，可以说是近年来皮质的最好表现了,但是容易出现划痕，这是人造皮的通病。另外，NIKE在部分鞋款中也常使用双层轻质合成皮组合鞋面。将合成皮和真皮组合使用是现在普遍的是手法，结合两种技术的优势如现在的PURE PROFILE MAX鞋款。另外，象在AIR PAYTON IV上使用的轻质翻毛皮，和小山羊皮相仿，也是常常出现在高级鞋款中的组合材料，是一种很舒适美观的选择。
真皮，合成皮还有合成材料的各种变化组合形成了各公司不同鞋面设计的核心。
Nubuck-牛皮皮面
用牛皮制造成皮革后，再以棒磨光使变软所制成的皮革，有透气性及良好支撑性与耐磨性．
Suede-麂皮
动物皮质再经过由刷毛处理，质轻且具有耐磨性.
Full　Grain　Ledather-紋皮
用牛皮最耐磨的部份製成的皮革，像人的皮膚毛細孔一樣有透氣性及良好支撐性及耐磨性，有價值感．
在皮质中，硬质纹皮，一般为黑色带花纹，有光泽，有人直接简单叫牛皮，可以强化硬性而不影响舒适,如在AIR MAX ELITE上的纹皮，于是硬质纹皮加透气孔再结合透气窗格，一种强化硬制网眼形成的窗格，将透气和强化连接合为一体，被认为是结合各方面特性的黄金组合，这种设计的鞋往往具有极好的多用途性和刚性的美观。同时在皮质鞋面中，还常常使用放射形，或车缝，设计面作为补强。
Mesh - 网眼布
用于要求质轻而透气的鞋子，如跑步鞋。
由Nylon-尼龙或Polyster-涤纶所编织成的网层布面，质轻．透气，不易磨损．
人造织物(网眼Mesh) - 比较特殊的鞋面材料，用于要求质轻而透气的鞋，如跑步鞋。简单说其实就是用布做的鞋面，不过当然是经过运动性强化，一般要使用特殊的纤维和科学的高强度网络设计，采用3D模具制造的编织材料鞋面具有最好的透气性，弹性，从而使之很容易合脚，这就是现在NIKE推出不要鞋码的跑鞋的更本原因，还有轻量性，同时可以方便的利用各种染色等手段做出各样时尚个性的款式，可以说，每年NIKE都要利用这个系列大掀一股时尚潮流，如现在的新元素系列。
在2001年开始，更是提出了编织鞋面的时尚概念，可以说真的是花样百出的一种材料。不过MESH的缺陷显而易见，“太软”，基本没有什么支持性，对水汗等环境太敏感，而且会被划破或钩破破，毕竟是布啊！，所以网眼一般用于强烈需要透气和轻的跑鞋等鞋体。NIKE运用MESH往往是加上另外的TPU弹性架构、猴爪，鱼骨、网爪等支持系统，象风中之蝶啊等等，再运用到其他的鞋体中。想想看，NIKE实在是太善于渣干每一种设计的所有汁水，现在一般而言，网眼材料分两种，一种是使用3D延展技术制造的动态3D网眼Lycra spandex-mesh ，使用动态弹力纤维，就象使用在内靴鞋套（莱卡）上的那种具有各个方向极强伸展弹性的舒适材料，也大量使用在几乎所有轻便跑鞋如Air Presto Gym新元素系列、Air Jet Flight，风中之蝶、Presto Cage等等。
另外一种类型，其实是在最近两年才真正成熟，伴随着SHOX系列开始大规模面市，就一次注模成型的网眼布，比上面的更象皮质材料，结合了布织物和皮质的共同特点和外观，代表作是NIKE SHOX R4 (+),Air Max Tailwind 系列。少部分这种材料的鞋面改良后甚至具有防水能力。
2002年ADIDAS最新推出和NIKE竞争的CLIMCOOL（清风系列，360度流动通气），其中关键的一环就是将网眼和其他材料结合设计整个鞋体构造，虽然有点点商业炒做，但是的确是很不错的想法。
F.I.T - NKIE专利布料
这是是NIKE另一项目突破性科技，但这却不是用于运动衣料上，也运用于运动衣料上。F.I.T.可以帮助运动员对抗一些运动中会遇到的自然界障碍，分別是抗炎热、抗寒冷、抗雨抗風雪、甚至是对抗运动员本身的汗水。F.I.T.的全写是Functional (实用)、Innovative (创新)、Technology (科技）它们分别是：
DRI-F.I.T.(排汗专利布) - 快速排汗科技纤维，它的超细纤维内层防水，外层亲水，可将皮肤上的汗水迅速传送至衣服表层，并迅速蒸发，保持身体的干爽舒适及体温恒定。
THERMA-F.I.T.(保暖专利布) - 保暖性科技纤维，是一种双面刷毛织物，含有超细的拉绒聚酯纤维，能够有效地保持体温，并以最轻的重量、最小的体积获得最佳的挡风御寒效果，其轻薄保暖的特性远胜于传统的羊毛织品。
CLIMA-F.I.T.(抗水专利布) - 抗水性科技纤维，含有高斥水性的超细聚酯纤维，不但能够防风抗雨，而且还有极佳的透气性能。
STORM-F.I.T.(防水专利布) - 一种专为在极端天气中做运动而设计的，它含水PU防水层和GORE-TEX涂层科技，坚决防水且透气性好，可以防止雨水、冰雹和雪，能够当雨衣使用。此种面料因造价昂贵，目前国内市场上没有。
Lycra-莱卡弹性布料
用于鞋面或內靴，可使布面具有弹性且增加合脚性．采用莱卡弹性布料（LYCRA）所制成的鞋身让穿脱更加方便，运用柔软的中底让运动的双脚能享受舒适、稳定且无负担的感觉。
Gore-fex - 防水布料
具有防水效果的布料，通常用于秋冬时节的戶外鞋款级越野慢跑鞋．
Foamposite - nike鞋身材质
NIKE专利鞋身材质，具有高价位及质感与舒适性．
NIKE Foamposite - 里程碑的划时代创新技术，NIKE专利的发泡材料，NIKE凭借这个材料技术的运用再一次将对手远远抛到身后，可以说，这次的鞋体材料创新在各个方面做了历史性的全面飞跃，在皮质鞋面的前面画上时代性分界号！
利用化学材料科技合成的这种化合材料，区别于任何的皮质和橡胶同时又结合两者的特点，超越其他材料的是其柔软坚韧，软和硬最佳平衡，运动中一方面包合脚部，随着脚部各部位变化柔和，给于极舒适的感觉，一方面保持硬的特性，尤其是经过一体化设计后，提供皮质所无法直接提供的保护支持。在Foamposite出现以前，任何材料制作鞋面都给设计师提出了矛盾的尴尬，没有一种材料能够单独全面的应付运动鞋的各方面要求，但是Foamposite几乎可以完全应付绝大多数的问题，因为它是一代平衡性的新材料！最重要的历史性意义在于：这种材料将以往复杂的鞋面制作和鞋体设计变得简化，这种材料的使用将使即使是相同鞋体设计也能极大提升性能！通过一个模子，NIKE就能轻易一次注模的制作任何可以想象的鞋面或者鞋体，从而可以在运动鞋中加入更多的高科技应用而不用担心什么缝线啊，接口啊等等烦琐的问题，尤其是在NIKE这样极端善于结合各种技术优势结合设计出各种组合的魔术师而言，这种材料未来的发展潜力是没有尽头的！从而使这种可以肯定的说，无论多么个性的外观都可以通过这种材料很轻易的简单做出来，而且不影响运动性。真正完全意义的一体化鞋正是从Foamposite而来的！大家可以很明显的发现，应用该材料的鞋无一不是性能优异，样式超现代而简洁流畅，尤其是风系列，相比之下，以往的鞋则显得那样的烦琐。
当然这种材料也不是完美的进步，同样带来矛盾的在于，首先，化合材料的透气性没有皮质的好，从风系列中可以看出，风1和2都加了透气窗格，风3和Foamposite PRO则直接外露内靴；其次，重量！重量！这种材料的鞋几乎都比较重；另外，这种材料的鞋款刚试穿的时候往往比较紧，需要买新鞋的朋友要注意这点；还有比较“特色”的一点，化合材料的味道是比较明显的，要一段时间才能消散，这甚至成为辨别真假的办法，无论如何，这表明最少是在刚开始的时候，将引发关系到人体健康的争论……
但是大家可以看出，在鞋面要求的几大要素中，这种材料几乎能克服所有的问题，成为现在强调技术性的朋友的最好的选择，从PENNY到FLIGHT到PRO，大家都能看到它神奇的表现。ADIDAS在NIKE 推出Foamposite几年后才在THE KOBE上发布了自己新的揉皮材料，相比之下，在各个方面都落后了。
TPVR - 支撑条
一种坚硬又易弯曲的塑胶，冷却之后即固定成形，具有质轻且提供鞋面两侧稳定支撑的功能．
Memory　Foam - 记忆型发泡棉
用于鞋后跟及鞋领，具有柔软舒适及合脚的特色．
Drag-on - 耐磨材质
常用于网球鞋，其坚硬的材质及设计可強化鞋頭头及前缘內侧的耐磨性．
TPU - 热塑性聚氨酯橡胶
一种坚硬又易弯曲的塑胶，冷却之后即固定成形，提供鞋面上稳定功能．在中底材料有过介绍。
运动鞋的材料主要为大致的这些。现在，生活水平的提高，人们对运动鞋的要求越来越高，随之加速了材料革新的速度。近几年，如NIKE与ADIDAS等一些世界知名品牌在方面材料相继争先恐后的开发新材料，一方面说明了运动鞋行业竞争的激烈，另一方面说明了材料及与其工艺对运动鞋的重要性。