唐玉鋒,陳躍剛,譚南源
(1.上海鑒正質(zhì)量檢測技術(shù)有限公司,上海200237;2.東莞駿科儀器設(shè)備有限公司,廣東 東莞 523000)
我國是制鞋大國和制鞋強國,鞋類產(chǎn)品的穿著舒適性和耐用性與人們的生活息息相關(guān)。目前我國鞋類檢測行業(yè)中,整鞋剛性測試,缺失完善的標(biāo)準(zhǔn)測試方法,不同檢測機構(gòu)使用的儀器和測試過程中的操作不一致,對于相同的鞋類樣品,整鞋剛性測試結(jié)果的一致性較差。因此本項目的研究重點內(nèi)容之一是設(shè)計整鞋剛性測試儀器,用以科學(xué)、準(zhǔn)確的評價鞋類產(chǎn)品的彎折剛性。本項目圍繞整鞋剛性的測試評價方法,將設(shè)計出一種科學(xué)、準(zhǔn)確并易于操作的剛性測試儀器,以統(tǒng)一和規(guī)范檢驗檢測行業(yè)中整鞋剛性的測試設(shè)備。同時制定一項同時具備先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性的整鞋剛性測試標(biāo)準(zhǔn),從原理、儀器設(shè)備參數(shù)、測試步驟等各個方面規(guī)范測試的過程,統(tǒng)一操作減少分歧,完善鞋類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量管控體系,提升鞋類產(chǎn)品質(zhì)量和舒適性,保障消費者和企業(yè)的合法權(quán)益。
本項目由上海鑒正質(zhì)量檢測技術(shù)有限公司提出,同時被列為2021 年上海市科協(xié)星級學(xué)會改革與發(fā)展項目(2021XH-2-2),由上海上海鑒正質(zhì)量檢測技術(shù)有限公司、東莞駿科儀器設(shè)備有限公司、耐克商業(yè)(中國)有限公司等承擔(dān)。
經(jīng)項目組會議充分討論,整鞋剛性測試儀器設(shè)計應(yīng)至少包括測試過程中的關(guān)鍵儀器參數(shù),如夾持裝置的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動鞋后跟的角速度、剛性的記錄方式等。根據(jù)目前整鞋剛性測試過程中存在的主要問題,提出了制定的基本方法原理、步驟以及實現(xiàn)測試原理和保證結(jié)果一致性的檢測儀器設(shè)計研發(fā)方案。
根據(jù)項目組討論的儀器設(shè)計方案,研發(fā)生產(chǎn)了整鞋剛性測試樣機,在聽取了有關(guān)專家提出的設(shè)備改進(jìn)意見完成了改進(jìn),同時根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)和測試原理,改進(jìn)內(nèi)容主要包括改進(jìn)夾持裝置的結(jié)構(gòu)、夾持的流暢性和夾持壓力的穩(wěn)定性,以及改進(jìn)了彎折裝置的力值傳感器中心點在每只測試鞋樣上的定位精度等,確保平行樣品測試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性和一致性,同時并向社會相關(guān)科研機構(gòu)、檢測機構(gòu)、生產(chǎn)加工單位等廣泛征求意見。
截至2021 年8 月19 日,共收到有反饋意見的14 家單位共84 條修改建議,項目組對反饋的意見進(jìn)行了逐一處理,同時對于反饋意見較為集中的墊塊尺寸和檢測方法結(jié)果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性驗證開展了重點討論。對于墊塊尺寸,項目組征集了國內(nèi)部分主要鞋領(lǐng)域檢測機構(gòu)關(guān)于墊塊使用經(jīng)驗的建議,圍繞大小適宜、壓合穩(wěn)固兩個條件確定了更適宜的墊塊尺寸。對于檢測方法結(jié)果準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性的試驗驗證,組織了6 家檢測機構(gòu)從測試樣品、人員等多個因素對方法結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性進(jìn)行了驗證試驗,為本方法標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了科學(xué)、有力的支撐。
本項目從原理、儀器設(shè)備參數(shù)、測試步驟等各個方面規(guī)范測試的過程,統(tǒng)一操作減少分歧,完善鞋類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量管控體系,提升鞋類產(chǎn)品質(zhì)量和舒適性,保障消費者和企業(yè)的合法權(quán)益。同時圍繞整鞋剛性的測試評價方法,設(shè)計出一種科學(xué)、準(zhǔn)確并易于操作的剛性測試儀器,以統(tǒng)一和規(guī)范檢驗檢測行業(yè)中整鞋剛性的測試設(shè)備。
將整鞋前掌部位固定在剛性試驗機上,以一定的角速度沿彎折線將鞋后跟部位彎折至規(guī)定的角度,記錄彎折力值。
3.2.1 剛性試驗機
(1)夾持裝置,見圖1。
圖1 夾持裝置結(jié)構(gòu)圖
由硬基座和壓塊組成,壓塊為直徑(40±5)mm 的圓柱體,壓塊右邊緣與硬基座右邊緣距離(15±1)mm,用于固定鞋前掌部位,夾持裝置的設(shè)計應(yīng)確保在剛性測試過程中不得接觸到夾持部位以外的幫面。
注:測試過程中夾持部位以外的鞋幫面接觸到夾持裝置,會導(dǎo)致傳感器記錄到的力值變大。
(2)彎折裝置,見圖2。
圖2 彎折裝置結(jié)構(gòu)圖
由一塊鉸接板通過鉸接的方式安裝在硬基座的邊緣上,鉸接部位高度不得超過硬基座的平面,后提板上表面、鉸接線及夾持裝置的硬基座表面保持在同一水平面上,鉸接板上裝有與鉸接線垂直的滑軌,后提板安裝在滑軌上,并能沿滑軌前后移動以調(diào)節(jié)與基座之間的距離。
(3)驅(qū)動裝置
電機驅(qū)動裝置能驅(qū)動后提板以(180±6)°/min 的角速度繞鉸接部位轉(zhuǎn)動。
(4)力值傳感器
力值傳感器置于后提板內(nèi),在(0~50)N 的范圍內(nèi),精度為±1%。
3.2.2 墊塊
裝在鞋前掌位置用于固定試樣,墊塊形狀和規(guī)格分別見圖3和表1,墊塊材料的硬度應(yīng)大于75 邵爾A。
表1 墊塊尺寸要求
圖3 墊塊
對于墊塊的尺寸,多家單位在征求意見稿的反饋中提到,50 mm 寬度的墊塊可能對于一些款式的嬰幼兒鞋太大,無法安裝固定,由于目前國內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中嬰幼兒鞋的整鞋耐折性能是豁免的,因此為簡化標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,提高標(biāo)準(zhǔn)的適用性,在標(biāo)準(zhǔn)的范圍中規(guī)定了不適用于小于等于170 mm 的嬰幼兒鞋,如使用方確實需要測試嬰幼兒鞋的整鞋剛性,可根據(jù)各自鞋款的特性,訂制與相應(yīng)嬰幼兒鞋尺寸相匹配的墊塊。
起草工作小組試用了多種規(guī)格的墊塊進(jìn)行剛性測試,同時征詢了國內(nèi)部分主要同行檢測機構(gòu)的有關(guān)墊塊尺寸大小的建議,本標(biāo)準(zhǔn)最后確定了2 種規(guī)格的墊塊尺寸用于整鞋剛性測試,其中尺寸為寬60 mm×長60 mm×厚25 mm 的墊塊適用于男鞋,尺寸為寬45 mm×長45 mm×厚25 mm 的墊塊適用于女鞋和童鞋。內(nèi)長規(guī)最小分度為1 mm。
3.3.1 彎折線的確定
(1)將試樣放置在一水平面上并靠緊一垂直面,該垂直面在鞋內(nèi)側(cè)與鞋外底邊緣接觸于A 點和B 點。分別在鞋頭和后跟部位作出與該垂面相垂直的2 個平面,并分別在鞋外底的前尖和后跟部位接觸于X 點和Y 點。連接X 點和Y 點即為鞋的中軸線,畫出在內(nèi)底上的中軸線。
(2)用鞋內(nèi)長規(guī)測量鞋內(nèi)長L,在鞋內(nèi)底中軸線上從后跟往鞋頭方向量取L 的長度的70%做中軸線的垂線AC,即為彎折線。
注:如鞋內(nèi)底可取出,可直接將鞋內(nèi)底取出,并按步驟確定彎折線。
圖4 剛性測試彎折線
3.3.2 試樣安裝
(1)按表1 選擇合適墊塊置于鞋內(nèi)前掌部位,墊塊的寬度方向與彎折線平行且其后邊緣在彎折線前10 mm 處。
(2)將前掌部位置于夾持裝置中,使剛性測試彎折線AC 線與硬基座邊緣的鉸接線平行并在同一垂面上。
(3)根據(jù)試樣的大小,沿滑軌調(diào)節(jié)后提板的位置,使傳感器中心點與鞋內(nèi)底中軸線上自鞋跟往鞋頭方向30 mm 處的點處于同一垂線上。
(4)壓緊壓塊,夾持壓力為(80±5)kg。
注:試樣前掌部位固定后,后跟部位可能不在水平位置,與硬基座已有一定夾角,此夾角是由于鞋底前翹原因造成,包含在穿著者正常穿用行走的彎折角度之內(nèi)。
3.3.3 測試
測試步驟:
啟動整鞋剛性試驗機,驅(qū)動裝置從水平面0°角位置為起點,以(180±6)°/min 的角速度驅(qū)動后提板將試樣后跟部位抬起直至角度達(dá)到45°,測試過程見圖5。
圖5 測試過程
3.4.1 不同人員(機構(gòu))間比對驗證
試驗樣品1:同款、同號型旅游鞋,不同機構(gòu)單次檢測結(jié)果見表2。
表2 同款、同號型,不同機構(gòu)單次檢測結(jié)果
試驗樣品2(剛性預(yù)測較小):皮鞋1 雙,不同機構(gòu)重復(fù)測試結(jié)果見表3:
表3 相同樣品不同機構(gòu)重復(fù)檢測結(jié)果
試驗樣品3(剛性預(yù)測較大):皮涼鞋1 雙,不同機構(gòu)重復(fù)測試結(jié)果見表3。
分別記錄每只鞋彎折角度達(dá)到45°時的彎折力值,精確至0.1 N。
2022 年1 月7 日上海市皮革技術(shù)協(xié)會組織了專家審查會,專家組認(rèn)為:本項目明確了夾持裝置的結(jié)構(gòu)、夾持壓力以及彎折線的確定,對于測試儀器的彎折裝置結(jié)構(gòu)以及力值傳感器安裝設(shè)計等影響試驗結(jié)果的重大因素做了科學(xué)合理的改進(jìn),規(guī)范了測試過程中試樣安裝的一致性;針對不同穿用對象,分別規(guī)定了不同尺寸的適宜墊塊,提高了方法的適用性和準(zhǔn)確性;彎折裝置和滑軌式傳感器的設(shè)計有效的避免了測試過程中鞋底的形變對結(jié)果的影響,有效保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
本項目的推廣實施將為制鞋企業(yè)在鞋類產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量管控提升等方面提供切實可行的評估方案,為減少鞋類檢測行業(yè)測試結(jié)果爭議并提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性提供科學(xué)、準(zhǔn)確的測試方法,為市場監(jiān)管部門在鞋類產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管工作中提供有效依據(jù)。