鞋底止滑性能的研究進展鞋底的止滑性直接影響著鞋子穿用時的舒適性和安全性。止滑性差，走路時容易打滑摔跤，尤其是在濕、光、滑的路面上。隨著全球建筑業的發展，尤其是公共場所的建設，建筑地面越來越高檔、華麗美觀、富麗堂皇，但大都忽略了地面防滑的問題，致使滑跌摔傷的事故常有發生?；呀洷徽J為是釀成工作場所，公共場所和家居環境意外事故的主要原因之一。美國國家安全調查局的調查統計結果顯示[1]：在美國因為滑跌摔傷造成的事故占工傷事故的17%，占公共場所事故的18%，占家庭事故的20%。每年因為滑跌摔傷而發生的傷殘事故大概有250,000到300,000起，其中死亡人數達1,200到1,600。在英國滑跌摔傷事故占工傷事故的20%（每年約40,000起）。芬蘭的制造業、建筑業和交通行業每年因為滑跌摔傷而造成的工傷事故分別占總工傷事故的34%，28%和21%[2]。巨大的傷殘數字引起了許多國家和政府的高度重視，對滑跌摔傷意外事故制定了相應的法律法規。美國議會曾于1992年7月通過了《美國公民意外傷殘法案》（ADA），從法律上對意外傷害作了規定。此外，制定的《職業安全與衛生條例》（OSHA）強調所有對公共開放的機關、學校、商業、旅游及交通部門等凡是提供行走活動場所的地面人行道，其防滑摩擦系數標準均要達到0.6（檢測值）以上，斜坡地段要達到0.8（檢測值）。對于地表面摩擦系數未達到此項標準的業主將受到嚴厲的處罰或被提起訴訟[3]。北美地區的標準，大都按照美國的規定，加拿大政府對地面防滑按美國的標準辦理外，還通過了安大略省的第23項法案。除此以外很多國家和地區已經把鞋底的止滑性列入到生產和進出口鞋子質量檢測的必檢項目之一。國際鞋靴檢測標準委員會在1993年就已經出臺了《ISO11220專用鞋靴的鞋底止滑性的檢測標準》，該標準詳細說明了止滑性的檢測方法和專用鞋靴止滑性的分類等級和標準[4]。歐盟鞋靴標準委員會在2000年7月和2002年8月19日兩次出臺了關于鞋靴止滑性的檢測標準，ENV13287:2000和ENV13287:2002[5]。美國國家標準化組織和美國材料實驗協會2001年制定并實施了《ANSI/ASTMF695-2001評估測量鞋底、鞋后跟或相關材料的抗滑性獲得試驗數據的實施規程》[6]和《ANSI/ASTMF1240-2001在有不同外來雜物的路面上測算鞋靴防滑性結果分類指南》[7]。我國是世界上最大的鞋類生產和出口國，目前制鞋業產量占世界總產量的53%，鞋類出口占世界出口總量的60%以上，處于主導地位[8]。我國鞋類出口多集中在美國、歐盟、日本，隨著我國加入世貿組織，國外的各種配額、數量限制逐漸放開，有利于我國鞋類出口的擴大。但是一些國家出于貿易保護，憑借其自身的技術和經濟優勢，以保護環境和保障人身安全為借口，不斷通過立法或制定苛刻的技術標準和環境標準等，對我國的鞋類出口進行限制。如以德國為首的歐盟各成員國在其制定的技術標準中規定，勞保鞋等需要取得歐共體的CE安全認證料的抗滑性獲得試驗數據的實施規程》[6]和《ANSI/ASTMF1240-2001在有不同外來雜物的路面上測算鞋靴防滑性結果分類指南》[7]。我國是世界上最大的鞋類生產和出口國，目前制鞋業產量占世界總產量的53%，鞋類出口占世界出口總量的60%以上，處于主導地位[8]。我國鞋類出口多集中在美國、歐盟、日本，隨著我國加入世貿組織，國外的各種配額、數量限制逐漸放開，有利于我國鞋類出口的擴大。但是一些國家出于貿易保護，憑借其自身的技術和經濟優勢，以保護環境和保障人身安全為借口，不斷通過立法或制定苛刻的技術標準和環境標準等，對我國的鞋類出口進行限制。如以德國為首的歐盟各成員國在其制定的技術標準中規定，勞保鞋等需要取得歐共體的CE安全認證標志，與保證人身安全有關，其中包括鞋底的防滑性能[8]。而我國目前的制鞋材料和技術與這些技術、環境標準規定的要求尚存在很大的差距。如上所述，為了減少因滑跌摔傷事故造成的損失，越來越多的消費者和鞋子生產和進口國將注意力集中到提高鞋底止滑性的問題上。鞋底止滑性的改善可以進一步提高鞋子的質量，保證消費者穿著的安全性，有利于我國沖破鞋類進口國的重重貿易壁壘繼續保持鞋類出口大國的地位，贏得高質量鞋類出口國的聲譽。因此如何提高鞋底的止滑性已經成為了制鞋行業和鞋類研究者關注的焦點，國內外在這方面的研究已初具規模。1、鞋底的止滑性能

鞋底的止滑性能可以用鞋底與路基的動摩擦系數（DCOF）和靜摩擦系數（SCOF）的大小來表示，摩擦系數越大止滑性能越好。JamesP.Hanson[2]在他的研究中指出影響止滑性能的因素非常復雜，概括起來有兩大類：環境因素和人為因素。其中環境因素包括行走路面的狀況，鞋子（主要是鞋底材料、花紋和鞋跟的不同幾何造型），路面上的污染物（介質），傾斜路面的坡度和高度等；人為因素包括對環境因素的感官能力，生物力學，對神經肌肉的控制和信息傳遞等。而又有研究資料表明材料的性能與溫度息息相關，所以推測出溫度可能也是影響鞋底止滑性能的因素之一。另一方面不同品種的鞋子對止滑性要求也不盡相同。研究鞋子的止滑性可以為提高鞋子的止滑性減少滑跌事故的發生，為選擇使用和開發新的鞋材，為制作不同種類的防滑鞋底提供科學依據。

2、國內外的研究現狀2、1國內的研究現狀

國內目前對鞋底止滑性能的研究主要集中在止滑性能影響因素的探索和鞋底材料、花紋和路面對鞋底止滑性的影響，所用到的止滑儀大多為臺灣GOTECH公司生產的GT-7012-BC型止滑試驗儀。2、1、1對鞋底止滑性能影響因素的探索

趙全永，丁紹蘭[9]用臺灣GOTECH公司生產的GT-7012-BC型止滑試驗儀對PU、PVC、EVA、NR、TPR、天然底革六種材料的鞋底在干濕狀態的柏油，玻璃，大理石，木板，水泥路面上的止滑性能進行了一系列的試驗研究。試驗結果顯示：（1）不同材料，不同路面，不同濕度，鞋底的防滑性能不同；（2）摩擦系數最大的是PVC鞋底在干狀態的玻璃路面上，靜摩擦系數為1.1286；摩擦系數最低的是EVA鞋底在濕態的玻璃表面上，動摩擦系數為0.1948；（3）防滑性受材料、濕度影響最大的路面是玻璃；（4）防滑性受路面影響較大的是TPR鞋底，最大的是濕態時的PVC鞋底。因此得出結論：影響鞋底止滑性能的因素有鞋底材料、路面和鞋底—路面之間的介質（路面上污染物，如水，油，沙土等）。但是材料、路面和干濕度對止滑性能影響的顯著性和它們之間對止滑性能影響的相關性方面的研究都還沒有涉及。2、1、2鞋底花紋和材料對止滑性能的影響的研究

張建春，梁高勇等[10]在臺灣GOTECH公司生產的GT-7012-BC型止滑試驗儀上對相同膠料的三種不同花紋的鞋底（見圖1）進行對比測試。通過試驗，發現新型布面膠鞋具有良好的抗滑性，特別是抗濕滑性能極佳。這說明鞋底花紋對防滑性能的影響較大，不僅影響防滑效果和方向，而且對接觸面狀況的依賴性較大，如干態還是濕態條件。因此，在材料選定之后,防滑鞋底的花紋防滑鞋底的花設計就顯得十分重要。表1三種棉鞋在玻璃上自由下滑的試驗數據（其中帶下標1的是不施加重力的試驗數據，帶下標2的是給鞋底施加2.5kg重力的試驗數據）何香芹，王玉倩[11]在關于防滑鞋摩擦系數的初步測定及探討中推導了測定摩擦系數的公式：μ＝h/s，其中h為鞋子從斜坡上滑下的高度，s為鞋子滑動的距離。由這個公式測得三種不同號型棉鞋在玻璃路面上的摩擦系數，見上表1。由表格數據可以看出，防滑鞋的摩擦系數與施加的重力有關。在不施加任何重力的情況下，細花紋底的摩擦系數大；當在一定重力的情況下，花紋寬的摩擦系數反而增大。也就是說，鞋底的紋路的寬度最好在5mm左右。羅向東，弓太生，楊敏貞等[12]在GT-7012-BC型止滑試驗儀上試驗了縱條紋，橫條紋，折線紋三種疏密不等的花紋的橡膠鞋底在干濕水泥、柏油、大理石路面上的止滑性，從鞋底花紋的型式和花紋的排列密度兩個方面出發，探索了鞋底花紋和止滑性能之間的關系。試驗結果證實了張建春等人的結論，還得出結論：在粗糙路面如水泥和柏油路面上和干態大理石路面上花紋中橫向因素多的鞋底止滑性較好，但在濕態的大理石路面上試驗情況出現異常，花紋中縱向因素多的鞋底的止滑性反而更好。羅向東[13]在他的碩士畢業論文中更進一步研究了鞋底花紋的設計與鞋底止滑性能的關系。他選擇了幾種典型花紋的橡膠鞋底，分別測試它們在三種路面上的止滑性，不僅發現鞋底花紋的形式和造型對止滑性有影響，也探測到花紋的深度和鞋底與路面的接觸面積對止滑性有較大的影響，但是深入的研究沒有進行下去，且鞋底材料只局限于橡膠。

2、2國外的研究現狀

國外目前在止滑性方面的研究歸納起來主要集中在止滑性能影響因素的研究和估測鞋子止滑性能標準的研究這兩個方面。2、2、1鞋底止滑性能影響因素的研究

日本從1995年7月起開始執行了PL法[14]，于是業內有關人員對鞋底滑動的問題格外關心起來。[15]在日本現使用的止滑測試儀有日本鞋業協會（JSMA）開發的由日本東洋精機制作所生產的JSMA滑差計，ASTMD1894和oy-pull滑差計。日本鞋業協會研究了皮革，聚氨脂，PVC，橡膠四種材料的無花紋鞋底在不銹鋼、地磚、人造大理石、地毯和油氈路面上的止滑性。發現影響鞋子止滑性能的因素有鞋底材料、花紋、路面狀況等。鞋底材料的性能對止滑性的影響較大，且無論何種地面材料其動摩擦系數均顯示橡膠底的值最大，皮革底的值最小。HyltonB.Menz，StephenR.Lord和AndrewS.McIntosh[16]用動摩擦力測試儀（DFTD）[17,18]測試了不同鞋跟的男式牛津鞋（Oxfordshoes一種結實的腳背上系鞋帶的低腰鞋）和女式時裝鞋（見圖2）在家庭浴室地面用瓷磚、人行道水泥地板、乙烯基室內地板和室外赤土色鋪路瓷磚上干濕狀態下的動摩擦力。將成鞋固定在測試儀的擺上，通過液壓傳動使鞋子在地板（D是在A的鞋跟掌面加了一層防滑層，G和H分別是在E和F的鞋跟掌面加了一層防滑層）上滑動，地板下裝有KistlerTM三軸式壓電測力盤上，DCOF等于測力盤測得的水平方向的力除以已知的垂直壓力。通過試驗發現：1）在干態的路面上，鞋子對止滑性能的影響顯著，在濕態下不顯著；2）干態下鞋B的DCOF最低，鞋C的止滑性能最好，濕態下各鞋子的止滑性接近；3）干態下，鞋跟粗的女式時裝鞋比鞋跟細的止滑性能好，鞋G的止滑性能最好，但是G和E的止滑性接近，F和H的止滑性也接近，濕態下各鞋子的止滑性接近；4）鞋子與地面的交互作用對鞋子止滑性能有較顯著的影響。他們還發現這些民用鞋在濕態下的止滑性能都沒有達到安全范圍（用該測試儀測試得到的止滑安全范圍的最低DCOF為0.4[17,19]），因此呼吁和職業安全鞋一樣休閑鞋也要建立相應的安全標準。AprilJ.Chambers，SarahMargerum，MarkS.Redfern，RakieCham[20]研究了在行走中對光滑環境無意識，懷疑而警惕和提前知道這三種程度下腳后跟在地面上的滑動的動力學和人體工學。五個測試者行走在干狀態和有甘油污染的地板上，改變測試者對路面污染程度和條件的提前認知程度。通過把5個OptotrakLED（發光二極管體）安裝在滑動腳上以500HZ的頻率記錄腳的運動狀況。研究結果表明：1）鞋子打滑的情況和測試者對環境的提前認知程度有關，無意識的打滑會導致滑倒，有警惕時發生了打滑但沒有滑倒；2）和警惕時的滑動距離相比，對環境提前了解時的滑動距離??；3）滑動時腳的人體工學參數包括鞋后跟沖擊地面的速度和它的轉動角，這些參數隨著測試者對環境的提前認知程度的變化而變化；4）和無意識時相比，警惕和提前知道時會提前采取防止滑倒的有效措施。這些研究為設計能夠再現打滑時人腳的運動狀況的止滑測試儀和制造有關人體工學的摩擦力測試儀提供了研究思路和科學依據。2、2、2鞋子止滑性能的估測標準

JamesP.Hanson，MarkS.Redfern和Mainak.Mazumdar[2]利用五個身著安全盔甲的測試者穿著測試鞋子走在不同傾斜角度（0°、10°和20°）的干，濕（水）和灑有1:1的家庭洗滌用肥皂水溶液的無蠟乙烯基樹脂瓷磚和地毯路面上，在計算機可編程止滑測試儀（PSRT）上測試各種情況下鞋底的動摩擦系數。摩擦系數分為必要摩擦系數（RCOF）和可得摩擦系數（ACOF），其中RCOF=FNO-SLIP/垂直壓力（FNO-SLIP是在干狀態沒有打滑的時候測得的摩擦力），ACOF=FFALL/垂直壓力（FFALL是在各種路面上滑倒時測得的摩擦力）。結果發現：

1）污染物和路面傾斜度對鞋底止滑性能的影響程度大于路面材料對止滑性能的影響；

2）DCOF和RCOF之間的差值COFdiff（COFdiff=DCOF-RCOF）可以作為確定所需摩擦力和實際滑倒幾率之間關系的基礎，負的COFdiff可以預見會發生滑跌；

3）建立了滑跌幾率的數學模型：

式中y是滑跌幾率，x是COFdiff值,β0和β1是參數，可以用計算機回歸程序計算出來。

和上面的研究類似，RaoulGrnqvista,SimonMatz和MikkoHirvonen[21]也采用了通過測試者的步行狀態來測量鞋子防滑的必要摩擦力，用模擬鞋后跟打滑的測試裝置測試了鞋子實際摩擦力，測試路面選擇了涂有甘油潤滑劑（1:10稀釋的甘油水溶液）的不銹鋼板模擬路面。他們指出在有污染物的鞋子—地面的接觸面上