CC BY
33
УДК 685.345
Г. И. Рахимова, А. А. Насыбуллина, Р. М. Галялутдинова, Т. В. Жуковская
ИННОВАЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ
СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБУВИ
Ключевые слова: специальная обувь, эксплуатационные характеристики, масса, гибкость обуви, теплообменные ивлагообменные свойства, амортизационные и фрикционные свойства подошвы.
Одной из разновидностей специальной обуви является военная обувь, которая должна обеспечивать высокую боеспособность и боеготовность личного состава, его выносливость, подвижность, способность к длительным маршам и быстрым переходам. К ее эксплуатационным характеристикам в настоящее время предъявляются повышенные требования, в частности, важное значение приобретают не только теплоизоляционные и влагозащитные свойства, но и масса, гибкость обуви, свойства, определяющие тепло-, влаго- обменные свойства, амортизационные и фрикционные свойства подошвы.
Keywords: specialfootwear, performance, weight, flexibility, shoes, heat exchange and moisture exchange properties, depreciation and
frictional properties of the sole.
One kind of footwear is a military footwear, which should provide a high combat effectiveness and readiness of personnel, stamina, agility, the ability to long marches and fast transitions. For it performance in the moment are increased requirements, in particular, become important not only thermal insulation and moisture barrier properties, but also the weight, flexibility, shoes, properties that determine heat, moisture exchange properties, depreciation and frictional properties of the sole.
Введение
Одной из разновидностей специальной обуви является военная или армейская обувь, отличительной ее особенностью является необходимость защиты стоп и голеней от внешних механических, термических, химических и биологических воздействий окружающей среды, а так же обеспечение свободы движения при ходьбе, беге, прыжках, как в городских условиях, так и при передвижении по пересечённой местности. Кроме того, военная обувь должна обеспечивать высокую боеспособность и боеготовность личного состава, его выносливость, подвижность, способность к длительным маршам и быстрым переходам. К эксплуатационным характеристикам военной обуви в настоящее время предъявляются повышенные требования, в частности, в обстановке современных боевых действий, важное значение приобретают не только теплоизоляционные и влагозащитные свойства, но и масса, гибкость обуви, свойства, определяющие тепло-, газо- и влаго- обменные свойства, амортизационные и фрикционные свойства подошвы. Так же при разработке новых моделей военной обуви необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации изделий не только с точки зрения климатических факторов, но и характера деятельности войск, для которых изделий разрабатывается. Таким образом, разработка универсальной всесезонной военной обуви нецелесообразна, так как в одной модели невозможно учесть ряд, порой прямо противоположных требований. Так, по теплоизоляционным свойствам универсальные образцы уступают утепленным моделям, а их вентиляция весьма ограничена по сравнению с
летними образцами, разработанными в комбинации с тканями и имеющими дополнительные
функциональные решения, как на деталях верха обуви, так и подошве.
Исследовательская часть
Военная обувь в ряду специальной обуви выделяется еще и тем, что в обстановке боевых действий невозможно соблюсти режим ее носки, в результате чего, влияние негативных воздействий на стопу, усиливается. Так, например, длительное пребывание в условиях пониженных температур и повышенной влажности вызывает массовое явление «траншейной стопы», что непосредственно сказывается на боеспособности личного состава. В это же время, наличие таких защитных средств, как металлические вкладки в подошву, подноски и задники в обуви, эксплуатируемой в условиях пустыни приводит к прямо противоположному эффекту, вызывая перегревание стопы, повышая ее потоотделение, способствуя тем самым кроме того и созданию условий для развития болезнетворной микрофлоры. Однако, не только подбор материалов в пакет изделия не позволяет разработать универсальный образец, но и разный характер деятельности военных, который должен быть отражен в конструкции изделия.
Вопросами разработки новых образцов военной обуви за рубежом занимаются крупные научно-исследовательские центры министерств обороны. В них координируется целенаправленная деятельность специалистов различного профиля: технологов, конструкторов, химиков, физиков, антропологов, физиологов и других. Совместные усилия таких групп специалистов дают определенные положительные результаты в области
создания новых образцов обуви для различных климатических условий и категорий военнослужащих. Так, шведскими специалистами созданы легкие ботинки для ходьбы и маршевых переходов, теплые зимние ботинки и легкие резиновые бахилы для применения на зараженной местности, в Великобритании введены сапоги с голенищами до середины голени, в армии США разработаны ботинки для танкистов, для условий пустыни, холодного климата и т.д. [1].
С развитием военно-промышленного комплекса, современные высокотехнологичные материалы внедряются и в производство отечественной военной обуви. Так, для изготовленияверха летней обуви (рис.1.), в комбинации с натуральной кожей, все чаще используется ткань Cordura®, разработанная концерном DuPont[2]. Ткань Cordura® выпускается из сертифицированного нейлона 6.6, и отличается прочностью, износостойкостью, устойчивостью к проколам, хорошей воздухопроницаемостью и достаточной водоотталкивающей способностью.
Для повышения прочности в некоторые ткани Cordura® добавляют высокопрочные арамидные нити (Kevlar, Twaron). Ткань устойчива к щелочам, маслам и нефтепродуктам, однако устойчивость к кислотам ее недостаточна.
Рис. 1 - Модель специальной обуви с использованием ткани Cordura®
Для повышения водоупорности и износостойкости, с изнаночной стороны на ткань наносится пленочное покрытие на основе полиуретана, поливинилхлорида или акрила. Обработка ткани проводится в несколько этапов, в результате чего получается долговечное покрытие, устойчивое к истиранию, обладающее хорошими водоотталкивающими свойствами.
Важным свойством специальных тканей, предназначенных для использования в военном снаряжении и экипировке, является отсутствие демаскирующих признаков в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра. В видимом диапазоне спектра маскирующая способность ткани, наряду с окрашиванием, обеспечивается нанесением специального маскирующего рисунка (рис 2).
Деформирующая окраска, на фоне местности, разбивает силуэт человека не зависимо от расстояния. Это может быть обеспечено максимальным соответствием цвета, и характера линий рисунка ткани, местности, на которой предстоит действовать военным. Однако, это практически не достижимо, и на практике, учитывая многообразие фонов местности (растительный-летний, пустынно-степной, горный, зимний и т. д.), разработаны варианты соответствующих камуфляжных расцветок, которые применяются на различных видах экипировки[3]. Так же, предлагаются, так называемые, бионические рисункикамуфляжа, построенные на результатах анализа реальных кривых линий, которые встречаются в живой природе, придающие изделиям из ткани с таким
рисункомэффектмимикрии. Который выражается в том, что при поступательном движении человеческого взгляда по местности, наблюдатель не выделяет контур, в котором находится такая расцветка, как инородный предмет, и продолжает движение дальше, упуская маскируемый объект.
Рис. 2 - Модель специальной обуви с использованием камуфлированной ткани
Способность ткани сохранять
маскирующиесвойства в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спектра
обеспечивается введением в применяемые красители специальных составов.
Так, для обеспечения маскирующих свойств в инфракрасном диапазоне, при окраске ткани вводят пигменты с соответствующими спектральными характеристиками, получая ткань с инфракрасной ремиссией. Наличие на тканях, используемых для изготовления снаряжения и экипировки, маскирующей окраски с инфракрасной ремиссией представляется весьма важным, поскольку в вооруженных силах различных стран мира находят все большее распространение средства разведки и наблюдения, работающие в ИК-диапазоне (приборы ночного видения, ночные прицелы и т.п.).
Ремиссия текстильного материала зависит в основном от красителей, которыми он окрашен. При подборе красителей для создания камуфляжного рисунка учитывается уровень ремиссии для каждого
цвета[3]. Задача считается выполненной, если с точки зрения маскировки в инфракрасном свете фигура или предмет выглядят в приборах ночного видения «разбитыми» на части, по разному отражаются в инфракрасном свете, с показателями ремиссии, характерными для естественного фона местности.
Одним из требований при разработке технологий печати камуфлированных тканей являются показатели устойчивости окрасок к мылу, сухому и мокрому трению, свету.
При разработке летней военной обуви для средней полосы, следует предусматривать функциональные элементы, обеспечивающие дополнительную вентиляцию внутриобувного пространства. Такие элементы могут располагаться как на деталях верха обуви, так и на подошве. При проектировании таких элементов, расположение их выполняется так, чтобы по возможности предотвратить попадание влаги снаружи изделия. Материалы и конструкция изделия подбирается таким образом, чтобы изделие быстро высыхало.
Для улучшения водо- и паро-обменных процессоввнутриобувного пространства,
используются мембранные материалы, такие, как воге4ех®[5], отличающиеся прочностью и устойчивостью к изгибам. Внешняя сторона мембраны воге4ех®, не пропускает воду, а внутренняя - не задерживает испарений с поверхности стопы, таким образом, обеспечивая комфортные условия внутриобувного пространства.
Дополнительную защитную,
профилактическую функции могут выполнять вкладные стельки с антибактериальным покрытием, например AgION®[6], предотвращающим развитие воспалительных и грибковых заболеваний. Технология покрытия AgION® основана на антибактериальных свойствах серебра,
подавляющего обменные процессы в клеточной мембране патогенных микроорганизмов.
При проектировании низа обуви, необходимо учитывать требования к гибкости,
амортизационным и фрикционным свойствам. Данные требования могут быть выполнены за счет формы и материалов подошвы [7]. Одним из примеров сочетания подобных разработок являются подошвы УШгат®, обеспечивающие стабильное сцепление с грунтом не зависимо от его вида и влажности. Такие подошвы, за счет формы и материала, например, крупных зазубрин в области носочной части, позволяют легче осуществлять
подъем, а боковые ребра жесткости, при общей гибкости подошвы, препятствуют ее изнашиванию и увеличивают срок ее эксплуатации. Специальный рисунок подошвы позволяет ей не набирать грязь и самоочищаться. Проектирование подошв У1Ъгат®осуществляется с учетом принципов биомеханики стопы, в частности, ассиметричный каблук, обеспечивающий естественное положение стопы, позволяет лучше чувствовать поверхность грунта, и сохранять устойчивость независимо от местности.
Таким образом, современная военная обувь представляет из себя сложное высокотехнологичное изделие, требования к которому все возрастают, и проектирование ее должно осуществляться на основе результатов последних достижений науки, техники и технологий.
Литература
1. Тужилов, А. А. Гигиенические аспекты решения проблемы военной полевой обуви в иностранных армиях (научно-исторический обзор) / А.А.Тужилов // Проблемы содержания запасов материальных средств и техники тыла ВС РФ: Мат. военно-научной конф. -СПб.: ВАТТ, 2002. - С. 203-212.
2. What foot soldiers wear when danger's everywhere -[Электронный ресурс] http: // www. cordura. com/ en/ tactical/ tactical_footwear.html (датаобращения: 15.10.2014)
3. Разуваев А. В. Практическое колорирование армейского камуфляжа. Материалы Ш Конгресса химиков-текстильщиков и колористов. Текстильная химия, 2000, № 2 (18), С. 100-112.
4. Шебан, Г. В. Разработка технологий создания камуфлированных тканей, соответствующих требованиям МО / Г. В. Шебан, О. В. Петрова, Г. В. Фролова // Рабочая одежда. - 2005, -№1 (28) - С 41-44.
5. Технологии обуви [Электронный ресурс] http://www.gore-tex.ru/ remote/ Satellite/ content /tehnologii-obuvi #sec- footwear-testing (дата обращения: 15.10.2014)
6. How it works [Электронный ресурс] http://www.agion-tech.com/Technology.aspx?id=156 (дата обращения: 15.10.2014)
7. Тихонова, Н.В. Натуральные и синтетические полимеры в современном производстве обуви / Н.В. Тихонова, Т.В. Жуковская, Л.Ю. Махоткина // Вестник Казанского технологического университета. -2010, -№ 9. -С.369-373.
8. Vibram IBEX - [Электронный ресурс] http://www.vibram.com/index.php/us/SPORTS/RockClim bing/Products/Approach/Ibex (дата обращения: 15.10.2014)
© Г. И. Рахимова - магистр кафедры конструирования одежды и обуви, ФГБОУ ВПО КНИТУ; А. А. Насыбуллина -ассистент кафедры конструирования одежды и обуви, ФГБОУ ВПО КНИТУ; Р. М. Галялутдинова - ассистент кафедры конструирования одежды и обуви, ФГБОУ ВПО КНИТУ; Т. В. Жуковская - к.т.н., доцент кафедры конструирования одежды и обуви, ФГБОУ ВПО КНИТУ, [email protected].
©G. 1 Rakhimova - Master of the Department of designing clothes and shoes, KNRTU; A. A. Nasybullina - assistant of the Department of designing clothes and shoes, KNRTU; R.M. Galyalutdinova - assistant of the Department of designing clothes and shoes, KNRTU; T. V. Zhukovskaya - Ph.D., Associate Professor of the Department of designing clothes and shoes, KNRTU, [email protected].
