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跑鞋中底的革命,下一个战场在哪?

时间:2019-10-31 浏览次数:

摘自虎扑跑步:
2018年以来,世界马拉松的成绩突飞猛进。

短短的五年时间,男子马拉松世界纪录从2:02:57被刷新到2:01:39。而就在刚刚结束的周末,基普乔格将人类马拉松的最好成绩突破到了1:59:40,创造历史。

仅此而已么?在过去的2019年里,已经三人次跑进了2:02,还有贝克勒紧随基普乔格的步伐,传奇回归跑出2:01:41。

这在过去的几十年里都是未曾发生过的现象,我们曾以为2:02已经是人类极限,现如今我们已经开始期待他们在真正的赛道上突破人类的极限。

女子马拉松的新时代也在上周被重新定义,Brigid Kosgei用难以企及的2:14:04成绩,打破了2003年Paula Radcliffe在伦敦马拉松上跑出的2:15:25世界纪录。

如此疯狂的表现,除了用人类在不断进步来表达之外,我似乎也不能忽略一个事实:他们脚上穿的鞋子。

Nike在2017年Breaking 2项目中推出了全新的Vaporfly系列跑鞋,重新改写了马拉松的跑鞋的设计形态,随后的时间里,精英选手们穿着这双跑鞋以及之后的升级版本横扫了一个又一个冠军,创造了一个又一个新成绩。

从某种程度上说,马拉松成绩的提升也得益于跑鞋的进步,而在跑鞋的背后是整个行业和材料科技的进步带来的结果。

从最初的EVA中底到后来的TPU材料,再到现如今的PEBAX弹性体,跑鞋的中底科技正在发生着翻天覆地的变化。

 

EVA:旧时代

EVA(Ethylene Vinyl Acetate),学名是乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。它的特点是柔软性比较好,同时具有一定的弹性,最重要的是价格相对低廉,也因此成为各大鞋厂广泛使用的中底材料之一。

但是单纯的EVA材料有着太多的局限性,所以很多跑鞋品牌会使用EVA材料与高分子材料混合的方式研发新的中底材料,这样在一定程度上可以避免EVA材料的缺点。

直到TPU材料的出现,宣告着EVA不再独霸跑鞋市场。 

 

TPU:新时代 

2013年adidas联合巴斯夫正式推出第一双以TPU发泡技术为核心的Boost中底科技鞋款EnergyBOOST。

TPU材料的诞生极具艺术风格,原料通过物理发泡法和超临界技术,将流体渗入到原材料内部,利用加压加热来打破原材料内部的平衡状态,此时含有密闭气泡的原来颗粒可以像爆米花那样直接增大2-3倍。

发泡完成之后的TPU内部并不是完全实心的,如果你在显微镜下看TPU颗粒,它的内部是有很多直径在30-100微米的小气泡。这些小气泡有大有小,并且不是紧密连接的,里面有空气。

这就让TPU颗粒具备了受压回弹的能力,比起传统EVA中底,TPU的密度更低重量更轻。根据巴斯夫在实验室里的测试数据:

在ISO 8307(球回弹测试)和DIN 53512(使用预先设定的摆锤)的弹性测试中,TPU材料的回弹高度可以高达约55%。 

另外还测试了TPU材料在连续负载下的表现,使用每秒5个循环的动态负载和250千帕的恒定压力的高频测试,材料的性能比EPE(ExpandablePolyethylene 可发性聚乙烯)好75%。 

40000次加载循环后,原本厚40mm的TPU材料,厚度变成了37mm,作为对比测试的EPE则直接被压扁了,同样40mm的EPE测试完之后变成了9mm。

巴斯夫还在零下20℃的极低温度下进行了测试,TPU材料仍然非常柔软,有弹性,还没有变硬。

adidas 的BOOST引发了跑鞋中底材料的第一次革命,随后的PUMA、Saucony、Altra、Salomon、New Balance纷纷推出了自己的TPU中底科技。 

尽管TPU材料已经如此出色,但新科技材料仍然在不断革新。

 

E-TPEE:革新时代

有一种新型材料在性能方面正在秒杀EVA和TPU,就是热塑性聚酯弹性体发泡材料(Expanded Thermoplastic Polyester Elastomer), 简称是E-TPEE。

以 E-TPEE发泡材料为中底材料兼顾了柔软、缓震、回弹、轻质和耐久性,可极大提升跑步者的运动体验,减少运动损伤。

与E-TPU材料相比,我们把发泡完成之后的E-TPEE放在显微镜下,会发现这些发泡颗粒的内部是由许多直径60-100微米的小气泡组成的,这些气泡的大小几乎一致,成型之后每个气泡与气泡之间形成了相当完整的六角形结构。

所以 E-TPEE的回弹表现更好,可达到75%以上,比E-TPU的回弹性能高出10-15%,可以跟现在的pebax的回弹性能相比拟。

而且 E-TPEE不会像传统的EVA材质那样在穿着一段时间后脚感就会变差, E-TPEE经过40,000次的压力测试,耐疲劳性优异,用其制成的中底经反复踩踏后,仍可长久保持柔软、缓震性能与回弹性。

除此之外,E-TPEE与PU和EVA化学发泡中底不同, E-TPEE是直接采用二氧化碳或氮气的物理发泡工艺,不会有有害化学物质残留。传统材料的发泡过程中会使用化学发泡剂,发泡剂降解后的副产物会残留在发泡材料中,会对人体和环境产生危害。

另外,PU和EVA发泡中底采用架桥剂,属热固性材料,所以无法回收利用,而E-TPEE就不会有这方面的困扰,E-TPEE是热塑性弹性体,可以实现闭环回收再利用,相比而言更加环保。

如此多的优点,也让TPEE材料的中底出现在了许多跑鞋中。


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