揭秘運動鞋氣墊的生產技術與分類

　　忽視對氣墊的研究不僅影響了運動鞋的附加值的提升，給顧客帶來使用的不便;而且限制了我國鞋靴產業的縱深發展，影響了我國鞋業在世界上的地位，阻礙向高端產品的進軍。

　　按材料分類

　　不同材料對于氣墊性能的影響是很大的。目前氣墊最常使用的材料有聚氨酯(PU)聚氯乙烯(PVC)、熱塑性聚氨酯(TPU)等。以下主要介紹聚氨酯鞋墊氣墊和聚氨酯中空成型氣墊、聚氯乙烯軟氣墊和聚氯乙烯硬氣墊、熱塑性聚氨酯拉管氣墊和熱塑性聚氨酯灌油氣墊及其使用優勢和性能。

　　◆ 聚氨酯(PU)

　　聚氨酯材料綜合性能很好。不僅其強度高、彈性高、壓縮強度高，抗撕裂性能優異，耐磨、耐氧及臭氧、耐溶劑(如非極性溶劑己烷、庚烷、石蠟油等，對于極性溶劑聚氨酯幾乎沒有任何作用，甚至在高溫條件下，聚氨酯在非極性溶劑中的溶脹也很小)，而且質量輕，對于鞋的輕量化設計很有意義。不過聚氨酯耐水性較差，內部生熱高。

　　聚氨酯鞋墊氣墊多為隱藏式氣墊，固定在鞋墊與中底之間。氣墊的整體厚度較薄，內部壓強較小，一般用于減震設計要求不高的運動鞋。如高爾夫球鞋、羽毛球鞋等，屬于隱藏不漏式氣墊設計。

　　聚氨酯中空成型氣墊，是目前使用最廣泛最多的氣墊，耐克等知名品牌的氣墊系列運動鞋所采用的氣墊幾乎都是聚氨酯氣墊。它可以根據使用的部位不同，強調的功能不同以及穿著者的年齡等具體的情況而設計成不同的內部壓強、不同的結構、不同的厚度以及不同的顏色，達到不同的減震效果和不同的能量回歸功能，并可與運動鞋其他部件的設計相呼應，達到視覺效果和感覺效果同步。

　　◆聚氯乙烯(PVC)

　　聚氯乙烯原料來源廣，成本低，生產技術成熟，并且根據加入助劑的不同和助劑用量的不同，可以生產出透明和不透明的產品以及軟硬不同的制品等，因此在顏色的變化上可以迅速呼應運動鞋的色彩變化。但是聚氯乙烯沖擊強度低，熱變形大，回彈性不如聚氨酯。

　　聚氯乙烯軟氣墊系列，同熱塑性聚氨酯拉管系列在設計和使用部位上都有相似之處，多用于后跟部位，可設計出不同的色彩圖案，用來達到感覺效果和視覺效果的雙收。

　　聚氯乙烯硬氣墊系列，采用硬度較大的聚氯乙烯材料，設計成多種顏色的耐壓縮的氣墊。一般多用于后跟部位，造型類似蜂巢結構。

　　◆ 熱塑性聚氨酯(TPU)

　　熱塑性聚氨酯是人們最早發現的既有橡膠彈性特性，又具有塑料可塑性的高分子材料，具有優異的物理機械性能，如拉伸強度，伸長率都較高。其化學結構和邵氏硬度不同，拉伸強度也不同，大約從25兆帕到70兆帕，軟質(邵氏A70～85)較低，硬質(邵氏50～83)拉伸強度則較高;抗撕裂性很好，在很寬的溫度范圍內均具有柔順性;耐磨損性和抗刺穿性能優異;抗裂紋增長性是所有熱塑性材料里最好的;抗縱向彎曲強度和低溫沖擊強度較高;回彈性和抗切割性良好;耐油性和耐候性良好，尤其是對常溫下的礦物油柴油潤滑油;在紫外光的作用下會泛黃，但對性能的影響不大，加入某些紫外光吸收劑可以減輕泛黃現象;對酸堿較敏感，易被侵蝕，測試其性能可作模擬浸泡試驗。另外，像所有的熱塑性塑料一樣，熱塑性聚氨酯可以循環使用，在新的熱塑性聚氨酯中加入少量下腳料，不會對產品的質量帶來任何影響。

　　熱塑性聚氨酯拉管氣墊，主要借助熱塑性聚氨酯的優異的物理機械性能，回彈性能高，抗刺穿性能、抗裂紋增長性能優異，耐沖擊強度較高。一般生產的拉管氣墊用在后跟部位，減震功能顯著。而且顏色可以多種變化，豐富多彩的效果給運動鞋的視覺效果錦上添花。

　　熱塑性聚氨酯灌油氣墊，形象一點應該稱之為“液墊”，但是因為其功能也主要是減震，所以歸在氣墊一類，利用了熱塑性聚氨酯的耐油性和高彈性。常用于后跟部和腰窩部位，用來減震和穩定腳部的翻轉。

　　按結構使用部位分類

　　◆ 全掌氣墊

　　輪廓同大底的輪廓，開窗外露式全掌氣墊，與大底邊緣結合處的氣室厚度大約10-20mm，壁厚1-1.4mm，較軟，回彈性高;中間部分氣室厚度較小，大約2-6mm，彈性差，起橫梁支撐作用 ;中間實心部分厚度大約2-3mm，起聯結作用。前掌最薄處厚度一般為10毫米，后跟最厚厚度一般為20mm，整個氣墊從后跟到前掌是一楔形結構。隱藏式全掌氣墊邊緣厚度一般為1-1.2mm，氣室厚度一般為2-4mm，實心部分的厚度一般與邊緣厚度相同1-1.2mm。

　　開窗系列的結構還有以下3種：

　　1、緣的氣室為一整體結構;

　　2、緣氣室從跖趾關節部位斷開為3個氣室;

　　3、在跖趾關節和腰窩部位都斷開，整個邊緣分割為6個氣室，腰窩處的氣室厚度最厚，可以達到23mm，既可以減震又可以起支撐穩定作用。

　　◆半掌氣墊

　　從跖趾關節處到后跟部位，腰窩處氣室的厚度是整個氣墊最厚的部位，與全掌氣墊的設計功能相同，起減震和支撐穩定作用。腰窩處氣室的厚度20-25mm，后跟部位一般18-20mm，中間部分以及實心部分的設計尺寸同全掌氣墊的尺寸。

　　◆后跟氣墊

　　后跟氣墊結構、形狀多樣，顏色豐富，是最常用的氣墊設計。常見的形狀有以下幾種：

　　1、整體形狀類似人的腳后掌，各個結構的不同主要是在細節部分變化：邊緣部分為一個管的氣室，中間部分均為實心;整體為一均勻氣室，只是在中間部分安插幾個實心的圓形、橢圓形、半圓形或其他形狀的實心部分;將全掌氣墊從腰窩處斷開，其余設計均不變 ;邊緣的氣室設計為類似鋸齒狀其余部分設計類似其他的氣墊設計;只是一個類似后跟形狀的薄薄的氣囊，沒有其它的點綴，屬于隱藏式氣墊設計。

　　2、投影下來的形狀類似一長方形：兩側的氣室厚度較大，一般為15-20mm，壁厚為1-1.2 mm;中間的氣室厚度一般為3-6mm，壁厚為1.2-1.5mm;實心部分厚為2-3mm。整個氣墊像一個長方形的氣袋，中間和兩側的氣室厚度相同，壁厚也相同，與兩側氣室相通，沒有實心部分連接;形狀為長方體，設計和用法均同下面的卵形氣墊。

　　3、卵形氣墊：用于后跟兩側或者腰窩部位，后跟部位每只鞋子用兩個，腰窩部位用一個。具體的結構變化有以下2種：

　　①、氣墊中間均勻的分布兩到三個氣柱，主要的減震回彈作用的實現也是依靠這幾個氣柱;

　　②、整個氣墊由兩個通過柱型氣室連接的氣囊構成，沒有氣柱。

　　4、管狀氣墊：采用拉管工藝，材料一般采用聚氯乙烯和熱塑性聚氨酯，顏色可以根據需要的變化而變化，可以采用透明效果、霧面效果、鐳射效果等等，不同的形狀和長度可以分別用于不同的部位，如前掌兩側、后跟兩側或后跟整個一圈。

　　5、橢圓形氣墊：分為開窗式和隱藏式兩種設計，開窗式設計有氣柱，隱藏式只是一個氣囊，可以充入氣體也可以灌入油等液體。

　　6、圓形氣墊：一般為隱藏式設計，可以充入氣體或灌入油等液體。

　　◆前掌氣墊

　　比較薄，減震和回彈性比后跟部位要求較小，形狀有2種：

　　1、類似腳的前掌形狀：跖趾關節處特殊設計，其余均同全掌氣墊的前掌部分。

　　2、管狀氣墊 ：管徑較后跟氣墊小，其余均同后跟管狀氣墊。

　　◆腰窩氣墊

　　較厚，起支撐和穩定作用。多為隱藏式，可卵形，無氣柱設計 ;也可以是邊緣光滑的菱形體，與腰窩部分緊密貼合。

　　耐克幾款不同結構的氣墊鞋

　　耐克采用的熱塑性聚氨酯氣墊，按在底部的位置分類有：

　　◆ 大底氣墊鞋底

　　這是最早出現的氣墊鞋，運動鞋的大底具有較厚的結構，并設計出一系列類似六角蜂巢結構的獨立的氣室，可用于前掌部位及后跟部位。蜂巢式結構早已被證實是大自然中最佳的幾何結構，兼具高強度及質量輕等優點，這類設計的大底在減震及大底輕量化上是很有意義。

　　◆ 用于中插部位的設計

　　這類氣墊主要是成型氣墊，內部封入氣體或液體，也是目前最流行的氣墊鞋的設計方式。氣墊一般放置在后跟部位或前掌部位。耐克公司的氣墊鞋設計也主要是中插設計占了上風。

　　◆ 鞋墊配套設計

　　一般將氣墊嵌置在鞋墊的前掌及后跟等強調減震的部位，可以根據需要將氣墊放置在活動鞋墊的上頭或者下方，與腳直接接觸，舒適性體會明顯。

　　按內部充入的物質分類：

　　◆ 空氣氣墊

　　這是目前普遍使用的氣墊，通過吹塑工藝或拉管工藝再結合具體的要求將一定氣壓的空氣封閉在不同形狀的氣墊內，實現減震功能及能量回歸功能，工藝簡便，氣體來源廣。

　　◆ 惰性氣體氣墊

　　將惰性氣體封閉在氣墊內，可以放置在大底的任何部位。這是一種新型的輕型緩沖減震系統，使緩沖性能極限化，減輕了鞋子的重量。因為鞋子越輕，穿在腳上越是渾然不覺，這意味著輕盈，意味著速度，意味著舒適。康夫斯公司推出的全明星氣墊籃球鞋就是采用的氦氣(比空氣輕7倍)氣墊，據測試，此款氣墊籃球鞋緩沖減震效果和穩定效果無與倫比，熱塑性聚氨酯框架和抗斷裂尼龍網布使鞋面透氣性及支撐力更勝一籌，熱塑性聚氨酯透明片配上其獨特的鞋面材料設計，使得氦氣氣墊這一新事物一目了然，輕盈，舒適“看”得見。

　　◆ 液墊

　　由一個密閉的氣室或者幾個密閉但彼此相通的小氣室組合而成的一種類似于氣墊的減震墊，里面的液體可以根據需要沖入油或者硅膠液等液體，可以用于后跟腰窩部位的減震。

　　◆ 硅膠墊

　　設計類似于液墊，但是把硅膠液或者油等液體換成硅膠球。硅膠球是被包封在一個密閉的扁形氣囊中，做成減震氣墊后嵌置于中插里面，可依據需要裝在后跟部位和前掌部位。

　　按充氣方式分類

　　◆ 成型氣墊

　　這類氣墊一般是在生產過程中根據不同的使用部位及不同的材料充入不同氣壓的氣體或者充入不同體積的液體之后封口，與大底的結合屬于組合式。換句話說就是氣墊內的氣體的壓強或者液體的體積在氣墊成型后是固定不變的，目前這種生產工藝生產的適用于不同年齡階段、不同職業、不同性別的穿用群體的不同種類的運動鞋。

　　◆ 可調式氣墊

　　這類氣墊內部的條件可以根據不同的運動需求和穿用者不同的腳部情況、氣墊的裝置位置不同、接觸面積的大小不同而改變。一般裝置在中底上，也有用于幫面部件的，通常為一組氣墊，具有可以充氣和調節內部氣壓的充氣閥和放氣閥，使用時只要輕按充氣閥數下，或者按放氣閥數下就可以得到合適的氣壓，使腳步獲得最佳的合腳性和舒適性，還可以穩固地撐住腳背及腳踩部位使其免于運動傷害。此設計最初是銳步公司的專利設計，也是目前比較熱門的一種氣墊設計。

　　青島雙星集團也通過對中醫學、人機工程學、材料力學等學科的廣泛研究，運用高檔超纖維合成材料以及高彈低密度的新型鞋底材料，設計出一款鞋內設置氣囊氣墊和單項閥門等部件的運動鞋。此款鞋不但具有鞋底按摩減震的功能，并且具有鞋底換氣的功能，可在運動中完成鞋內空氣的交換，使腳底環境在受到良好的減震保護的同時可以處于良好的清爽狀態，有利于增進人體的健康。

　　按照氣墊形狀分

　　◆ Zoom Air

　　一般用于高爾夫球鞋及直排滑輪鞋等不太需要減震功能的鞋底，較薄，對地面的感應較直接，以減少因鞋離地面太高而產生的失真感覺。在氣室內，放置彈性功能佳的尼龍立體織狀物，這些織物編織非常緊密反應度高，受壓后會立即反彈，讓運動員擁有緊密的避震保證，并貼近地面，提供極佳的觸地感及飛快的速度感。

　　◆ Air Max

　　減震性強且較厚，可以分擔運動員所負荷的強大力量，也常用于涼鞋配合年輕人跳躍或走石子路所引起的不適。

　　◆ Turned Air

　　造型在原有的Air Max的基礎上加上數個半圓球體，能夠緩沖來自地面的沖擊，并提供適當的穩定性，讓氣墊猶如彈簧般加大彈性，提供最優異的減震保護。另外，由于半圓球體的作用是垂直上下，更能穩定氣墊的回彈，即使落腳時有偏左或偏右的現象，也會使雙腳往上恢復到正常位置，使雙腳的移動更平穩。