Прохоров В.Т. Особенности защиты человека от воздействия низких температур

Подождите немного. Документ загружается.

образом, увеличивается площадь испарений и не допускается переох-

лаждение.

Второй - термальный, изоляционный слой должен сохранять

тепло и 'проводить конденсат. Самые лучшие материалы не только за-

держивают теплый воздух, но и обеспечивают необходимую вентиля-

цию, когда вы начинаете перегреваться.

Третий слой должен защищать от внешнего воздействия, со-

хранять тепло и проводить конденсат. Этот слой служит барьером на

пути холодного воздуха изнутри, одновременно отбивает тепло назад

по направлению к ноге.

При соединении различных функциональных слоев образуется

многослойная система, которая обеспечивает стопу комфортными ус-

ловиями при любых температурах.

Многослойные теплозащитные материалы предназначены для

верха и внутренних деталей зимней обуви. Они характеризуются вы-

сокими теплозащитными, физико-механическими и гигиеническими

свойствами за счет использования в качестве промежуточного слоя

металлизированных полимерных пленок [9].

Многослойный теплозащитный материал для верха зимней

обуви включает в себя: лицевой слой - нетканое полотно из синтети-

ческих волокон с высоким модулем упругости, промежуточный слой -

легкоплавкая полимерная металлизированная пленка и изнаночный

слой - обувной искусственный мех с ворсом из синтетических или

шерстяных волокон.

Теплозащитный материал для внутренних и вкладных деталей

зимней обуви, включает в себя: лицевой слой - иглопробивное нетка-

ное полотно из синтетических волокон с высоким модулем упругости

и изнаночный слой - иглопробивное нетканое полотно из смесей син-

тетических волокон с льняными или шерстяными волокнами и про-

межуточный слой в виде металлизированной полимерной пленки [9].

В таблице 1.4 приведены основные характеристики много-

слойных теплозащитных материалов для внешних и внутренних дета-

лей зимней обуви.

По комплексу свойств разработанные материалы находятся на

уровне известных импортных аналогов (например, фирмы «Норд»,

Канада).

Т а б л и ц а 1.4

Характеристики многослойных теплозащитных материалов

Показатели

Теплозащитный

материал для верха

зимней обуви

Теплозащитный

материал для внут-

ренних

деталей обуви

Толщина, мм

Тепловое сопротивление, м

С°/Вт

Гигроскопичность, %

5,0

0,105

2,5

0,05

8,5

Исследование показало, что необходимым условием решения

проблемы улучшения комфортности обуви, особенно с верхом из раз-

личных искусственных и синтетических материалов, является разра-

ботка научного направления, заключающегося в целенаправленном

формировании свойств пакетов материалов обувной заготовки на ста-

диях проектирования и изготовления обуви путем создания рацио-

нальной конструкции, подбора лучших в гигиеническом отношении

сочетаний материалов верха и подкладки, обоснованного выбора спо-

соба сборки заготовки, метода и режимов формования и термофика-

ции, а также в разработке объективных методов оценки комфортности

готовой обуви[7].

Даже самые малоподвижные люди очень много времени про-

водят на ногах. Ученые подсчитали, что в среднем в течение жизни

человек проходит более 80 тысяч километров. Но такая дистанция по

силам только тем, кто выбирает удобную обувь. Для зимних ботинок

и сапожек этот критерий важен вдвойне. Вспомните наши дороги,

тротуары, крылечки... Что же надо носить, чтобы «одолеть» любые, в

том числе и зимние преграды?

По сообщениям средств массовой информации, сейчас в на-

шей стране ежегодно производится около 40 млн. пар обуви и почти

100 млн. привозят из-за рубежа. Значительную часть импорта состав-

ляет итальянская продукция. Около 20 процентов ее действительно

изготовлено на родине Данко и Петрарки, остальное - в Юго-

Восточной Азии, на совместных предприятиях по итальянским техно-

логиям. Это, тем не менее, достаточно изящная обувь, и ее летние ва-

рианты устраивают многих. А вот с зимней обувью дело обстоит

сложнее. Врачи-травматологи особенно клянут модели «ломаной ко-

лодки» с каблуком выше 10 см. Поклонницы такой обуви нередко по-

лучают сложные переломы [10].

К нашей зиме и нашим дорогам более приспособлены изделия

северян - из Германии, Финляндии, Австрии. Производители этих

стран выпускают обувь с учетом анатомических особенностей рос-

сийских ног - с широкой стопой, высоким подъемом. Немало россиян

предпочитают местную продукцию. Она дешевле зарубежной в два-

три раза и, как правило, удобнее.

Но какую бы обувь мы ни выбирали - отечественную или им-

портную, за девятьсот рублей или за четыре тысячи, надо особенно

придирчиво осмотреть подошву. Эксперты по меху, коже, изделиям из

них Новосибирского центра метрологии, стандартизации и сертифи-

кации говорят, что подошва должна быть прочной, пластичной и ми-

нимально скользящей. Из современных подошвенных материалов

наиболее подходящие - полиуретан и термопласт. Полиуретан хорошо

удерживает тепло, не боится дорожной соли, но может не выдержать

мороза более минус 15 градусов. Термопласт более морозостойкий,

прекрасно служит и при минус 25 градусах, меньше скользит на льду.

Их можно различить даже «на взгляд» - полиуретан жесткий, стекло-

видный, термопласт напоминает пористую резину [11].

Имеют значение и рельефы подошвы. Как показывает практи-

ка, рифление «в разные стороны» более цепкое, успешнее борется со

скользкой поверхностью. Что касается высоты каблука, то оптималь-

ным для зимы считается низкий, не выше 2 см. Он позволяет сохра-

нить устойчивость даже на скользкой дороге.

Также эксперты развенчали один миф об особенностях зимней

обуви. Покупатели считают, что использование искусственного меха в

носочной части сапога или ботинка снижает потребительские свойст-

ва обуви. Оказывается, это не так. Искусственный мех, прежде всего

прибалтийский, - достаточно плотный, обогащенный натуральной

шерстью и очень теплый. Он дольше носится, сохраняя пышность и

густоту. В то время как иной натуральный мех вынашивается за сезон,

что не делает обувь теплее. Искусственный мех обладает, к тому же, и

меньшей растяжимостью, поэтому сапоги на искусственном меху

лучше сохраняют форму [10].

Специалисты установили, что теплопотери интенсивнее про-

исходят через низ обуви, чем через верх. Во многом они зависят от

материала. Кожаные сапоги на кожаной подошве значительно лучше

сохраняют тепло, чем на искусственной коже, хотя сегодня встретить

кожаную подошву в изделии можно разве что только в фирменной

итальянской обуви, чаще применяются подошвы из искусственных

материалов.

Кроме того, от метода крепления подошв зависит плотность

всей конструкции низа обуви: степень сжатия деталей, наличие или

отсутствие воздушных прослоек. Все это изменяет показатели тепло-

защитных свойств низа и влияет на показатель полного суммарного

теплового сопротивления обуви. Наиболее распространенные методы

крепления низа (клеевой, горячей вулканизации) в равной степени не

обеспечивают высоких показателей теплозащитных свойств. Поэтому

для повышения теплозащитных свойств обуви при химических мето-

дах крепления низа необходимо применять для низа материалы с наи-

более низкой теплопроводностью и с повышенной толщиной подошв.

Кроме того, данные исследований подтверждают, что при наличии

металлических крепителей снижаются теплозащитные свойства низа.

Поэтому гвоздевой метод крепления монолитных резиновых подошв

рекомендуется для зимней утепленной обуви лишь тогда, когда необ-

ходимо добиться повышенной износостойкости низа. Для повышения

теплозащитных свойств низа обуви в этом случае необходимо приме-

нять дополнительные меры [11].

Для повышения теплозащитных свойств обуви применяют

также стельки «Термостоп», выпускаемые предприятием «Сеньков-

Лен». Верхний слой стелек - 100% шерстяное полотно, нижний слой -

нетканое льняное полотно. Внешний вид стелек «Термостоп» пред-

ставлен на рис. 1.10.

При низких температурах влага, испаряющаяся с поверхности

стопы, конденсируется и впитывается внутренними поверхностями

обуви, увеличивая ее теплопроводность в несколько раз и усиливая

охлаждение ног. Стельки "Сеньков-Лён" предотвращают впитывание

влаги во внутренние поверхности обуви, поглощая влагу сами за счет

своей гигроскопичности. А воздушные промежутки между волокнами

льна являются естественной теплоизоляцией между стопой и подош-

вой. Благодаря этим воздушным промежуткам кожа стопы и зимой

может "дышать".

Рис. 1.10. Стельки «Термостоп»

Особенно хорошей защитой от холода служат стельки "Сень-

ков-Лён" с дополнительным слоем натуральной шерсти [13].

Оценка теплозащитных свойств показала, что коэффициент

теплопроводности для изученных материалов в сухом состоянии на-

ходится в интервале значений от 0,02 до 0,08 Вт/м·град [10].

По увеличению коэффициента теплопроводности (ухудшению

теплозащитных свойств) в сухом состоянии материалы располагаются

в следующем порядке:

• мех натуральный и мех искусственный шерстяной на хлопча-

тобумажной основе - 0,02 Вт/м·град;

• войлок и фетр - 0,03 Вт/м·град;

• пенополиэтилен - 0,04 Вт/м·град;

• льняное нетканое стелечное полотно - 0,05 Вт/м·град;

• кожевенный картон и целлюлозный стелечный материал -

0,06Вт/м·град;

• кожа натуральная - 0,08 Вт/м·град [10].

В результате проведенных экспериментов установлено, что с

повышением влагосодержания коэффициент теплопроводности мате-

риалов увеличивается по-разному. При максимальном влагосодержа-

нии льняного стелечного материала (140% влаги) коэффициент теп-

лопроводности увеличился в 3 раза, меха натурального и меха искус-

ственного шерстяного на хлопчатобумажной основе (85% влаги) - в 8

и 11 раз соответственно, кожи натуральной (56% влаги) - в 3 раза,

войлока и фетра (50% влаги) - в 4 раза, кожевенного картона и целлю-

лозного стелечного материала (13% влаги) - в 2 раза [10].

Для практических целей был проведен сравнительный анализ

теплозащитных свойств материалов после 8 ч контакта с водой. В ре-

зультате анализа оказалось, что наибольшее количество влаги впиты-

вает льняной стелечный материал (78%), и при этом значение коэф-

фициента теплопроводности - 0,07 Вт/м-град - наименьшее. Следова-

тельно, льняной стелечный материал лучше других материалов сохра-

няет свои теплозащитные свойства [10].

Матричные стельки «Экостеп» изготовлены из дублированно-

го льняного материала, представляющего собой композицию из льня-

ной ткани и нетканого льняного полотна. Уникальная матричная то-

пология нанесена по специальной технологии «AIRES» на целлюлоз-

ный стелечный картон, пластина которого является основанием стелек

[14].

При взаимодействии матричной схемы стелек «Экостеп» с

биологически активными зонами стопы происходит оптимальное пе-

рераспределение функциональной нагрузки всех отделов человече-

ского организма, мобилизируя локальные и системные регуляторные

процессы [14].

Благодаря матричной схеме и льну, входящему в состав изде-

лия, стельки имеют ряд преимуществ:

• благоприятны для кожи человека - не раздражают кожу, при

использовании льняных стелек снижается риск развития многих забо-

леваний кожи;

• поглощают влагу - льняное нетканое стелечное полотно, об-

ладая большой гигроскопичносью за счет развитой внутренней струк-

туры волокна, поглощает избыточную влагу, способствуя созданию

комфортного микроклимата в закрытой обуви;

• зимой сохраняют тепло - при низких температурах влага, ис-

паряющаяся с поверхности стопы, конденсируется и впитывается

внутренними поверхностями обуви, увеличивая ее теплопроводность

в несколько раз и усиливая охлаждение ног. Стельки предотвращают

впитывание влаги во внутренние поверхности обуви, поглощая влагу

сами за счет своей гигроскопичности. А воздушные промежутки меж-

ду волокнами льна являются естественной теплоизоляцией между

стопой и подошвой обладают антибактериальными и антигрибковыми

свойствами - оба этих качества вызваны одной и той же причиной -

льняное волокно содержит в своём составе природные соединения

фенолов. В отличие от искусственных фенолов, опасных для человека,

природные фенолы льна ядовиты только для патогенных микроорга-

низмов, паразитирующих на коже человека. Кроме того, локальное

воздействие матричной топологии повышает жизнеспособность кле-

ток кожи стопы, лишая при этом питания патогенные микроорганиз-

мы;

• амортизируют нагрузки - важной дополнительной особенно-

стью матричных стелек «Экостеп» является их способность прини-

мать форму, близкую анатомической форме стопы. То есть, спустя 2-3

дня использования, стельки примут индивидуальный анатомический

силуэт стопы. Произойдет перераспределение ударных нагрузок по

поверхности стопы, нога будет чувствовать себя более устойчиво, и,

следовательно, снизиться риск получения травмы. Кроме того, стель-

ки скрадывают возможные недостатки внутренней стороны подошвы

обуви;

• обладают антистатическим эффектом - имея небольшое со-

противление, пропускают статический заряд от тела человека непо-

средственно к подошве обуви, снижая вероятность появления искро-

вых статических разрядов, помогают сохранить обувь - поглощая из-

быточную влагу, препятствуют возникновению отека стопы. В ре-

100

зультате обувь дольше сохраняет внешний вид, и срок её службы уве-

личивается примерно в полтора раза [14].

В коллекцию Good year фирмы Billi (Италия) входят сапоги

Yeti и ботинки – Outdoor и Performance. Сапоги Yeti отвечают всем

требованиям, предъявляемым к обуви, предназначенной для тех об-

ластей профессиональной деятельности, где защита от пониженных

температур и вредных воздействий внешней среды, а также комфорт

являются главными критериями. Эта обувь благодаря голенищу тол-

щиной 7 мм из специального полиуретана и шерстяному антибактери-

альному утеплительному слою толщиной 10 мм отличается повышен-

ной морозоустойчивостью. Проведенные испытания показали, что

температура внутри сапога составляет +15°С, когда на улице -30 °С;

также успешно прошли испытания при температуре -70 °С. Подошва

из специального полиуретана и очень толстой резины обеспечивает

абсолютную герметичность и поглощение энергии в области свода

стопы. Исключительная устойчивость к скольжению, независимо от

типа поверхности, достигнута за счет формы подошвы и возможности

быстро присоединить 12 съемных шипов на стальных винтах для ис-

пользования обуви на льду. Дополнительную безопасность обеспечи-

вают проколостойкая подошва, а металлический подносок выдержи-

вает удар силой в 200 Дж. Эта модель идеально подходит для всех ви-

дов деятельности, связанных с добычей и переработкой нефти в усло-

виях пониженных температур, езды на снегоходах; для водителей, ра-

ботающих в условиях сильного холода, почтальонов, работников

служб путей сообщения; для тех, кто находится в постоянном контак-

те с едкими веществами, — такими, как молочная, мочевая кислоты и

т. д.; работников сельского хозяйства, военнослужащих различных

родов войск [15].