ПЕРСОНАЛИЗИРУЕМАЯ АНАТОМИЧЕСКАЯ ОБУВЬ

Персонализируемая анатомическая обувь.
Техническое решение относится к анатомической обуви, в частности обуви, адаптированной под строение стопы конкретного человека.
Производимая в массовом порядке обувь изготавливается по стандартизованным колодкам. При этом не могут быть учтены индивидуальные особенности строения стопы каждого конкретного человека. В конечном итоге, люди, имеющие ярко выраженные анатомические особенности ног, испытывают дискомфорт при ношении обуви массового производства. Им приходится делать индивидуальную обувь, либо каким-то образом подгонять по стопе обувь массового производства. Известно много заболеваний, приводящих к деформации стопы, включая сахарный диабет, плоскостопие, различные травмы. Таким образом, проблема индивидуализируемой, недорогой, простой в изготовлении обуви носит массовый характер.
Существует ряд подходов, позволяющих сделать индивидуальную обувь. Данные подходы можно разделить условно на две группы: индивидуализация обуви массового производства, либо изготовление обуви по индивидуальной колодке. Так, для горнолыжных и сноубордистких ботинок предусмотрена как индивидуальная подгонка по ноге мастером, так и целый ряд систем, позволяющих достигнуть плотной посадке по ноге. Такие системы включают в себя полиуретановые пены, термоформуемые гели и др. Недостатком данных систем является сложность в использовании и дороговизна.
Для кожаной обуви существует недорогой метод персонализации. Он заключается в пропитке обуви водой или специальным химическим составом для размягчения (см. патенты US 6228300 B1). Размягченный ботинок надевают на ногу, он высыхает, адаптируя свою форму под форму ноги владельца. Данный метод подходит только для кожаной обуви, кроме того, пропитанная кожа обладает ограниченной эластичностью и не может полностью повторить анатомические особенности ноги.
Известны способы изготовления индивидуальных колодок из недорогих материалов с последующим использованием их для пошива обуви. Например, в патентах (US 6981856 B2, CA 2540548 C, EP 0323099 B1, CA 1335407 C) описано применение тканевого изделия, пропитанного отверждаемым полимером. Изделие используется для создания отпечатка ноги и последующего изготовления обуви по полученной индивидуальной колодке. Использование данного изделия в качестве готовой обуви не предполагается.
Кроме индивидуализации всего ботинка возможно создание адаптирующейся стельки. Как например описано в патентах US 7264604 B1 и WO 2000025616 A1, где предлагается изготавливать индивидуальную стельку для обуви из ткани, пропитанной отверждаемым полимерным составом. В данном изобретении учитываются особенности строения только подошвы ноги, что не обеспечивает полную комфортность ношения обуви.
Кроме адаптивной обуви известно изготовление адаптивных элементов экипировки с использованием тканей, пропитанных водоотверждаемыми пластиками. Так, патенты US 6178556 B1, US 6128777 A и US 6145134 A описывают защитные элементы экипировки игрока в бейсбол, изготавливаемые из ткани, пропитанной отверждаемым пластиком. Однако данный вид элементов одежды не предназначен для повседневного использования.
Предлагается изготавливать индивидуальную стельку для обуви из ткани, пропитанной отверждаемым полимерным составом. В данном изобретении учитываются особенности строения только подошвы ноги, что не обеспечивает полную комфортность ношения обуви.
Кроме адаптивной обуви известно изготовление адаптивных элементов экипировки с использованием тканей, пропитанных водоотверждаемыми пластиками. Так, патенты US 6178556 B1, US 6128777 А и US 6145134 А описывают защитные элементы экипировки игрока в бейсбол, изготавливаемые из ткани, пропитанной отверждаемым пластиком. Однако данный вид элементов одежды не предназначен для повседневного использования.
В качестве наиболее близкого аналога выбран патент US 4188680 А, в котором описан резиновый сапог, состоящий из тканевого носка с нанесенным на него сверху водоотталкивающим составом.
Однако, будучи достаточно близким конструктивно, известный резиновый сапог не является анатомическим и тем более невозможна его индивидуальная адаптация к форме ноги конкретного потребителя.
Задачами, на решение которых направлено настоящее техническое решение, представляющее собой индивидуализированное анатомическое обувное изделие, являются:
- возможность точного учета анатомических особенностей строения стопы, обеспечивающего комфортную носку,
- простота изготовления;
- экономическая доступность.
Техническим результатом полезной модели является возможность получения в каждом конкретном случае персонализируемой анатомической обуви.
Технический результат достигается за счет того, что персонализируемая анатомическая обувь представляет собой носок, содержащий внутренний и внешний слои, при этом внутренний слой выполнен из эластичного материала, а внешний слой - из материала, пропитанного отверждаемой полимерной композицией.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором схематично изображен разрез персонализируемой анатомической обуви.
Персонализируемая анатомическая обувь содержит внутренний и внешний слои 1 и 2, соответственно.
Для изготовления персонализируемой анатомической обуви пользователем выполняются следующие простые действия:
1. Надеть на каждую ногу по одному из пары носков персонализируемой анатомической обуви, как обычно надевают носки, при этом внутренний слой 1 носка должен прилегать к ноге, а внешний - располагаться снаружи;
Он служит для предохранения ноги от контакта с отвердевающим связующим в процессе изготовления персонализируемой обуви, а также для комфортной носки конечного изделия. В ходе процесса отверждения внешнего слоя 2 изделия происходит его дополнительное химическое связывание с материалом внутреннего слоя, который с этого момента выполняет роль подкладки в полученной обуви.
Внешний слой 2 изделия представляет собой пропитанный полимерной композицией носок из волокон, не взаимодействующих химически с пропиткой. Как правило, это синтетические волокна, не содержащие гидроксильных или аминогрупп. Внешний слой 2 изделия пропитан частично или полностью жидкой полимерной композицией, отверждаемой под действием воды, либо других факторов (света, кислорода, температуры и т.д.). Полимерная композиция состоит из отверждаемого пластика и добавок, модифицирующих свойства отверждаемого полимера, например, ускоряющих отверждение, увеличивающих срок хранения, придающих гибкость отвержденной композиции, изменяющих внешний вид, либо придающих другие свойства. Изделие до момента использования хранится в изолирующей непрозрачной герметичной упаковке, причем внутренний и внешний слои 1 и 2 могут храниться отдельно друг от друга.
В качестве тканевых волокон для внешнего слоя 2 могут быть использованы синтетические волокна, не вступающие в химическую реакцию с полимерной композицией. Такими материалами являются полипропилен, полиэтилен (в том числе сверхвысокомолекулярный), этиленвинилацетат, полиакрилат, полиамиды (в том числе полиамид-6, полиамид-6,6, полиамид-6,12), поликапролактон, лайкра, арамид, кевлар, полиэфиры, полиэтиленгликольтерефталат, другие полиамиды и полиэфиры, а также их смеси и сочетания.
В качестве отверждаемой полимерной композиции могут быть использованы полиуретановые преполимеры, цианоакрилатные полимеры, модифицированные силиконы, МС-полимеры, отверждаемые под действием воды, а также их смеси.
Добавки для полимерной композиции должны обеспечивать, с одной стороны, быстрое (в течение 5-60 мин) отверждение композитного материала под воздействием кислорода воздуха, воды, света, комфортное использование изделия, с другой, длительный срок хранения материла в закрытой упаковке. Таким образом, добавками могут быть катализаторы отверждения, стабилизаторы, пеногасители и эффектовые добавки.
В качестве катализаторов отверждения могут использоваться безводные оксиды металлов, например, кальция, которые при контакте с водой выделяют тепло, что ускоряет реакцию отверждения полимерной композиции. Катализаторы могут быть введены в полимерную композицию, либо нанесены на изделие в виде порошка. Катализатор вводят в количестве 0.5-10%.
В качестве стабилизатора могут быть использованы органические и неорганические кислоты и ангидриды кислот, включая соляную, серную, фосфорную кислоты, уксусную, бензойную и др органические кислоты, а также их ангидриды. Данные вещества ингибируют полимеризацию полиуретановых преполимеров при случайном попадании влаги. Стабилизаторы вводятся в полимерную композицию при ее изготовлении в количестве 0.5-5 %.
Известно, что при отверждении полиуретановых преполимеров выделяется углекислый газ, который может вспенивать полимерную композицию и влиять в конечном итоге не внешний вид изделия. Поэтому в композиции может быть использован пеногаситель, например, силикон в количестве 0.5-5%.
Эффектовые добавки могут влиять как на физические характеристики отвержденной композиции, например, на ее твердость. Для этого целесообразно использовать сшивающие агенты полимеризации, такие как многоатомные спирты (этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, сорбит, ксилит, пентаэритрит и другие полиолы). Увеличивающие жесткость добавки могут быть добавлены как в пропитку по всему объему внешнего носка, так и селективно только на область носка, следа и пятки. Также в качестве эффектовых добавок могут использоваться красители, ароматизаторы, антибактериальные агенты, модификаторы стойкости к истиранию, и др.
Пример: Для проверки заявляемого технического решения был изготовлен набор, состоящий из внуреннего слоя из хлопчатобумажных волокон и внешнего слоя из синтетических волокон, пропитанного полиуретановым преполимером. Внутренний хлопчатобумажный слой был надет на ногу, затем был надет композитный внешний слой с пропиткой. Изделие было опрыскано теплой водой. Первичное отвержение произошло в течение 5 минут. Через 15 минут в изделии можно было ходить. В течение 60 мин, после полного отверждения, образовалась анатомическая обувь, адаптированная под строение стопы пользователя, учитывающая индивидуальные особенности строения, и пригодная для использования как одно- или многоразовое изделие.
Заявляемое техническое решение позволяет просто и быстро изготовить персональную анатомическую обувь непосредственно потребителем.