Влагообменные свойства. Влагообменные (влагопроводные) свойства обуви,
определяющие ее способность поглощать выделяемую стопой влагу и выводить
ее наружу, имеют большое практическое значение.
В процессе жизнедеятельности организма человека происходит непрерывное
выделение кожей влаги и пота. В нормальных метеорологических условиях
кожа человека выделяет влагу в виде водяных паров. При температуре более
30 °С и большой относительной влажности воздуха, а также при усиленной
физической работе наряду с водяными парами выделяется пот и в капельном
состоянии.
Испарение потовыделений с поверхности стопы возможно, если относительная
влажность воздуха в обуви достаточно низкая и лишь в малой степени
превышает влажность наружного воздуха. Следовательно, для создания
нормальных условий функционирования стопы и всего организма человека
необходимо, чтобы стопа находилась в среде, имеющей определенную
температуру и влажность, т. е. чтобы у поверхности стопы был
микроклимат.
Исследования показали, что в большинстве случаев относительная влажность
воздуха внутриобувного пространства не превышает 60—75 % и лишь при
интенсивной физической работе и температуре наружного воздуха 30 °С
может подниматься до 90—95 %. Повышенное выделение пота и вообще
ощущение влажности в обуви при этом могут и не наступать, если обувь и
прежде всего ее верх отличается большой паропроницаемостью, благодаря
которой содержание паров в обуви быстро выравнивается. Однако одной
паропроницаемости для создания нормального микроклимата в обуви
недостаточно. Но во всех случаях явление конденсации влаги на внутренней
поверхности обуви и на поверхности чулок или носков (внутренняя обувь)
недопустимо.
О процессе удаления пота из обуви существуют различные представления. М.
Г. Любич считает, что выделяемая влага первоначально сорбируется носком
(чулком). Далее влага сорбируется внутренними стенками обуви (деталями
подкладки, стелькой) при соприкосновении ее с влажным носком (чулком)
или через воздушные прослойки. Затем влага перемещается внутри
материалов деталей обуви и выводится в воздушную среду. Часть выделяемой
стопой влаги удаляется через отверстия и зазоры в обуви.
А. Д. Зайончковский считает, что переход влаги от влажных носков (чулок)
к внутренним стенкам обуви совершается главным образом вследствие
тесного соприкосновения их и лишь отчасти через воздушное пространство,
разделяющее мокрую внутреннюю обувь и внутренние стенки обуви. Поэтому
явление паропроницаемости в идеальном виде вряд ли имеет место в обуви.
Следовательно, материал для верха обуви с удовлетворительными
гигиеническими свойствами должен обладать способностью сорбировать влагу
при тесном соприкосновении с влажной поверхностью носка (чулка). Это
высказывание подтверждается работами М. Г. Любича, установившим, что
намокание вкладной стельки тем больше, чем плотнее она прилегает к
плантарной поверхности стопы. Поэтому больше намокают пяточная и
пучково-носочная части стельки, наиболее плотно прилегающие к стопе.
При интенсивном выделении пота поверхность обуви покрывается белыми
пятнами — налетами соли, его главной составной части. Выход соли на
поверхность обуви возможен только вследствие миграции жидкого пота (а не
его паров) на поверхность обуви и испарения с этой поверхности.
При оценке гигиенических свойств обуви, видимо, решающее значение имеет
влагоемкость материалов. Для обеспечения комфорта в обуви большое
значение имеет влагоемкость материалов [3]. Носчиками испытывалась обувь
с верхом из кожи и различных синтетических материалов до момента
ощущения дискомфортного состояния, оцениваемого носчиками по ощущению
холода или излишнего тепла внутри обуви. При наступлении дискомфортного
состояния обувь снимали и вводили зонд, позволяюифш измерить температуру
и относительную влажность внутриобувного пространства. Комфортные
условия все носчики ощущали при относительной влажности воздуха
внутриобувного пространства до 90 % и температуре 21—25 °С. Установлено,
что относительная влажность воздуха 90 % внутри обуви с верхом из
синтетических кож достигается за 1,5—2 ч носки, а с верхом из кожи —за 5
ч, при этом паропроницаемость кожи и синтетических материалов была
одинакова, а коэффициент сорбции кожи в 5 раз превышал коэффициент
сорбции синтетических кож.
На основании эксперимента сделан вывод о том, что паропроницаемость
материалов для верха обуви определяет температуру, а способность
сорбировать влагу—относительную влажность воздуха внутри обуви, и
достижения комфортных условий следует добиваться улучшением обоих
показателей.
А. Д. Зайончковский считает, что имеется несколько типов механизмов и
узлов, сквозь которые осуществляется вывод пота наружу, а внутри обуви —
ряд участков или зон, для каждой из которых необходимо создавать свой
микроклимат, в наилучшей степени обеспечивающий комфорт и гигиену обуви.
Такими зонами можно считать поверхность непосредственного контакта
плантарной поверхности стопы со стелькой (первая), тыльной поверхности
стопы с верхом в области союзки (вторая), стопы с жестким задником и
подносном (третья).
В первой зоне под действием массы тела человека увлажненный чулок
\носок) плотно прижимается к стельке. Влага из чулка (носка)
диффундирует в стельку, и если материал подошвы водонепроницаем
(например, резина), то только накапливается в стельке и лежащих ниже
деталях (простилке, кожаной подложке). Для создания микроклимата в этой
зоне обуви требуется обеспечить максимальную влагоемкость стельки при
минимальном времени влагоотдачи, т. е. обувь за ночь должна успеть
высохнуть до начальной влажности.
Во второй зоне увлажненный чулок (носок) прижимается к союзке менее
плотно, чем в первой зоне. В данном случае имеется возможность сквозной
диффузии влаги через подкладку и наружные детали обуви с ее испарением.
Для создания микроклимата во второй зоне обуви должна быть обеспечена
максимальная скорость миграции влаги через союзку, так как степень
аккумуляции пота в данном случае лимитируется небольшой толщиной
подкладки и наружных деталей верха обуви. Переход пота в третьей зоне из
влажного чулка (носка) в подкладку происходит при непосредственном
контакте, причем из-за непроницаемости системы подкладка — задник —
наружная деталь верха влага аккумулируется лишь в кожаной подкладке. С
другой стороны, в результате неплотного прилегания берцев к стопе
процесс влагоотдачи может протекать путем конвекции и весьма интенсивно
во время ходьбы. Поэтому аккумуляция влаги в этой зоне может быть
небольшой.
В носочной части аккумуляция влаги также может быть небольшой, т. к.
площадь контакта пальцев стопы с внутренней поверхностью обуви невелика.
Поэтому здесь неизбежно накопление влаги в носке (чулке) и следует
ожидать при прочих равных условиях наибольшего увлажнения их именно в
носочной части. Для ликвидации этого явления можно рекомендовать
конструкцию носочной части обуви с максимальной способностью
аккумулировать влагу через гигроскопичные переходы и воздушную
прослойку, отделяющую пальцы от внутренней поверхности обуви.
Таким образом, за исключением союзки, во всех остальных частях обуви
происходит не вывод пота из обуви, а накопление его во время носки, и
освобождаться от потовыделений можно естественной сушкой, когда обувь
снята со стопы.
Эти положения подтверждает ряд исследователей, которыми установлено, что
50 % всех выделений пота аккумулируется самой обувью, примерно 40 %
выходит из нее через зазоры между верхом и низом и только 10—15 %
выводится через обувные материалы за счет паропроницаемости. Кроме того,
большая часть потовыделений сосредоточивается в стельках. Материал
стельки должен быть влагоемким.
Конструкция современной обуви такова, что 42 % площади верха фактически
не участвует в процессе выведения влаги и весь процесс локализуется в
основном на союзке, составляющей не более 30 % общей площади верха
обуви, что ухудшает гигиенические свойства обуви и значительно ускоряет
ее износ в результате постоянного увлажнения и накопления в порах кожи
значительного количества отложений соли.
В большинстве случаев на союзку из кожи наклеивают меж-подкладку
каучуковым клеем, который значительно снижает влагопроницаемость союзки.
Применение водонепроницаемых материалов для жестких задников и подносков
также снижает гигиенические свойства обуви.
Конструкторы обуви обычно не учитывают выводов М. Г Любича, что та или
иная степень увлажнения подкладки обуви зависит от близости расположения
к поверхности стопы влагонепроницаемых прослоек. По мнению А. Д.
Зайончковского, принцип превращения всех внутренних прослоек в обуви в
носители аккумулированной влаги может быть основным для обеспечения
гигиенических свойств обуви даже с верхом из искусственных и
синтетических материалов. Особенно большая роль при этом отводится
материалам подкладки, которая должна быть всегда сухой, а коэффициент ее
трения о стопу в чулках должен быть минимальным. Материал подкладки
должен интенсивно поглощать потовыделения, транспортируя их в
аккумуляционные слои обувной конструкции.
Влагозащитные свойства. При оценке гигиенических свойств обуви большое
значение имеют влагозащитные свойства материалов, из которых изготовляют
детали обуви.
Влагозащитные свойства обуви могут быть охарактеризованы тремя
показателями: намокаемостью, промокаемостью и водопроницаемостью.
Под намокаемостью обуви подразумевается ее способность впитывать воду, а
под промокаемостью и водопроницаемостью— ее способность сопротивляться
сквозному прониканию воды. Эти показатели обеспечивают влагозащитные
свойства обуви.
Намокаемость обуви в условиях одностороннего ее соприкосновения с водой
зависит в основном от свойств материалов подошв и наружных деталей верха
обуви, в меньшей степени— от конструкции обуви.
Из наружных деталей в процессе носки чаще всего с водой соприкасаются
подошвы, поэтому общая намокаемость обуви в первую очередь определяется
намокаемостью материалов подошв. В конструкции повседневной обуви для
подошв применяют в основном синтетические материалы, обладающие
гидрофобными свойствами.
По сравнению с низом верх большинства типов обуви в процессе носки
соприкасается с водой в меньшей степени. Благодаря этому, а также
конфигурации верха обуви, способствующей скатыванию с него воды, и
наличию на его поверхности изолирующих пленок верх обуви впитывает в
процессе носки небольшое количество воды.
Проникание воды внутрь обуви, которое характеризуется промокаемостью и
водопроницаемостью, возможно двумя путями: сквозь материалы деталей
обуви и через зазоры между деталями обуви и сквозные отверстия в швах
верха. Скорость проникания воды сквозь материалы зависит от их свойств,
в частности для кожаных деталей — от смачиваемости и толщины кожи,
размеров и количества капилляров, набухаемости ее волокон и др.
Промокание обуви не всегда является следствием ее полного намокания; во
многих случаях промокание обуви обнаруживается значительно раньше, чем
ее намокаемость достигает сколько-нибудь заметной величины. Наиболее
возможно попадание воды внутрь обуви шпилечных и ниточных методов
крепления с глухой (гвоздевой) затяжкой заготовки на колодку. Клеевые
методы крепления (в том числе литьевой и горячей вулканизации низа на
обуви) обеспечивают наибольшую водонепроницаемость обуви по месту
соединения ее верха и низа.
Для снижения водопроницаемости ниточных швов заготовок верха
рекомендуется применять гидрофобизаторы [4].