СЪЕМНАЯ НЕСКОЛЬЗЯЩАЯ ПОДОШВА ОБУВИ

Техническое решение относится к области обувной промышленности. Предлагаемая съемная нескользящая подошва предназначена для одевания на обувь в целях безопасности пешехода при ходьбе по скользкой поверхности.
Недостаточное сцепление подошвы обуви со скользкой поверхностью - причина многих случаев травматизма. Широко известны съемные нескользящие подошвы с металлическими шипами («ледоходы»), обеспечивающими безопасность пешехода на обледенелой поверхности. При использовании «ледоходов» в городе, где пешеход движется и по не обледенелой поверхности, металлические шипы - постепенно тупятся, а с твердой гладкой поверхностью имеют низкое сцепление.
Нескользящая подошва обуви с гранулами абразивного материала, например, зернами карбида кремния, бора или оксида алюминия, обладающими высокой абразивной способностью (большой твердостью, прочностью и в то же время необходимой хрупкостью) не имеет этих недостатков (Патент на полезную модель RU 95474). Съемная нескользящая подошва такой конструкции выбрана в качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения. Недостаток известной съемной подошвы - выкрашивание абразивных гранул с ее рабочей поверхности при ходьбе по необледенелому твердому покрытию (например, асфальту). В результате уменьшается эффективность нескользящей подошвы, исключается возможность ее безопасного многократного использования. Второй недостаток: сложность технологического процесса внесения и равномерного распределения гранул в теле подошвы, требующего применения сложного специального оборудования.
В отличие от описанных выше решений предложена съемная нескользящая подошва обуви, в которой устранены указанные выше недостатки и при использовании которой обеспечиваются:
- долговременное сохранение высоких фрикционных свойств съемных подошв при эксплуатации в разных дорожных условиях и безопасности пешехода на скользкой поверхности;
- возможность многократного эффективного использования съемной подошвы;
- упрощение технологического процесса производства подошвы, снижение ее себестоимости.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что рабочая поверхность съемной подошвы выполнена из серийно выпускаемого абразивного водостойкого материала (сетки или ленты) с прочно укрепленными на нем связующими смолами абразивными гранулами высокой твердости - зернами карбида кремния, бора или оксида алюминия.
На рисунках показаны примеры используемой абразивной сетки и ленты с крупнозернистыми гранулами и водостойкой связкой и примеры съемных нескользящих подошв многоразового и одноразового применения.
Фиг.1. Увеличенные фрагменты абразивной сетки [1] с крупнозернистыми гранулами абразива [2] (стрелками показано затекание в ячейки сетки материала подошвы в вязко-текучем состоянии).
Фиг.2. Абразивная лента: А - абразивная лента [3] с крупнозернистыми гранулами абразива [2] на рабочей поверхности; Б - схема разреза ленты с водостойкой основой [4], крупнозернистыми гранулами [2] и адгезивным слоем [5].
Фиг.3. Съемная нескользящая подошва многоразового использования в виде безразмерной галоши [7] с абразивной сеткой [1], запрессованной в рабочий поверхностный слой галоши: А - схема положения галоши на обуви [6]; Б - рабочая поверхность галоши [7] с абразивной сеткой; В - схема затекания материала подошвы [7] в вязко-текучем состоянии в ячейки [8] сетки и фиксации сетки в подошве.
Фиг.4. Съемная нескользящая подошва многоразового использования в виде пластины эластомера [9] с абразивной сеткой [1] и петлями [10] для крепления на обуви [6]: А - схема положения подошвы на обуви; Б - рабочая поверхность подошвы с абразивной сеткой; В - схема разреза подошвы.
Фиг.5. Съемная нескользящая подошва в виде самоклеящейся абразивной ленты [3]: А - схема положения самоклеящейся абразивной ленты [3] на подошве обуви [6], включая каблук; Б - то же, только на подошве без каблука; В - схема разреза подошвы из абразивной самоклеящейся ленты с водостойкой основой [4] и тонким адгезивным слоем [5]; Г - схема разреза подошвы из абразивной самоклеящейся ленты с дополнительным адгезивным слоем из самоклеящейся ленты с вспененной полиэтиленовой основой [11] и двухсторонним адгезивным слоем [5].
Фиг.6. Съемная нескользящая подошва в виде пластины эластомера [9] с креплением на обуви эластичными ремнями [14] с замком из ткани Velcro (липучки) [12]: А - схема положения подошвы на обуви; Б - схема разреза подошвы в рабочем положении на носке [13] обуви [6]; В - рабочая поверхность подошвы с абразивным элементом в виде абразивной сетки [1] или абразивной ленты [3].
Гранулы абразива «грубой» зернистости (размер зерен 0,5-2,0 мм) обеспечивают хорошее сцепление с обледенелой поверхностью, выше, чем «среднее» зерно меньших размеров. Более крупные гранулы «очень грубой» зернистости подвержены выкрашиванию. Большая прочность и твердость зерен абразива обеспечивают их высокую режущую способность, абразивность и соответственно большой коэффициент трения подошвы со скользкой поверхностью. Хрупкость зерен, или способность при механических воздействиях к сколу с образованием новых граней с острыми кромками, - исключает их «затупление» и падение коэффициента трения.
Подошва выполнена из эластичного полимерного материала, например из термоэластопласта (ТЭП.) или из резины, обеспечивающих возможность одевания подошвы на обувь разных размеров.
При изготовлении подошв из ТЭП методом литья под давлением литьевая форма заполняется низковязким расплавом материала под давлением, что обеспечивает надежное заполнение ячеек абразивной сетки с последующей фиксацией сетки в теле подошвы жесткой структурой материала в процессе охлаждении его в пресс-форме. Исходным материалом для изготовления подошв из ТЭП являются бутадиен-стирольные и стирол-этилен-бутилен-стирольные (SEBS) термоэластопласты, имеющие превосходные морозостойкость (до -60°С) и эластичность (относительное удлинение до 1000%).
2
2
4
10
2
При изготовлении резиновых подошв используются резиновые смеси на основе синтетических каучуков (изопренового, бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков и их смесей). Резиновая смесь содержит: активный технический углерод с размерами частиц 30-200 нм, наномодификатор - модифицированную Na+ монтмориллонитовую глину (органоглину) с размерами частиц 25-750 нм., содержащую не менее 70 масс.% слоистого модифицированного Na+ силиката с химической формулой (AI,Mg)(OH){SiO}HO, а также традиционную серную вулканизующую систему и традиционный активатор вулканизации. Резиновая смесь с пластичностью 0.3-0.6 условных единиц по ГОСТ 415-75 на первой стадии высокотемпературного формования (140-170°С) находится в вязко-текучем состоянии и обладает достаточной текучестью, необходимой для заполнения ячеек абразивной сетки, а после структурирования в процессе вулканизации - высокой жесткостью (твердость 50-80 усл. ед. по Шору), обеспечивающей надежную фиксацию сетки в рабочем слое подошвы, и высокой эластичностью (относительное удлинение не менее 350%). Указанные показатели достигаются следующим соотношением компонентов резиновой смеси, масс. части;
изопреновый, бутадиен-стирольный, бутадиеновый каучук или их смесь
100;
активный высокодисперсный технический углерод
50-100;
наномодификатор
2-20;
серная вулканизующая система
4-8;
активатор вулканизации
2.7-6,5.
Смесь каучуков в резиновой смеси содержит два или три вида каучуков, при чем содержание одного вида каучука в смеси из двух каучуков выбрано от 5 до 55 масс. частей, а содержание в смеси из трех видов каучуков выбрано 10-70 масс. частей одного каучука и 10-70 масс. частей второго каучука. При этом резиновая смесь в качестве активатора вулканизации содержит смесь диоксида цинка в количестве 2-5 масс. частей со стеариновой кислотой в количестве 0,7-1,5 масс. частей, или с олеиновой кислотой в количестве 0,7-1,5 масс. частей, или с синтетической жирной кислотой (НЖК) в количестве 0,7-1,5 масс. частей.
Съемная подошва выполняется в виде безразмерной высоко-эластичной галоши, легко одеваемой на обувь разных размеров, либо в виде пластины, которая крепится к обуви прочными эластичными петлями, одеваемыми на носок и задник обуви, или эластичными ремнями с замками - «липучками». Каждый типоразмер этих подошв предназначен для группы обуви из 3-4х размеров.
Абразивный слой рабочей поверхности съемной нескользящей подошвы выполнен из водостойкого гибкого материала: абразивной сетки (например, из стекловолокна или полиамидных нитей) или из абразивной ленты (например, на основе полипропилена или полиэфирной ткани) со связующими водостойкими материалами на основе формальдегидной, эпоксидной смол, обеспечивающими прочную связь «грубых» гранул абразива и надежное крепление их на поверхности сетки и ленты, исключающими выкрашивание гранул при движении, как по обледенелой и влажной, так и не обледенелой поверхности (например, асфальту).
Абразивная сетка имеет ячейки размерами 3-4 мм, позволяющими затекание в них материала подошвы для крепление сетки в наружном слое рабочей поверхности подошвы. Меньший размер ячеек затрудняет затекание в них материала подошвы, больший - снижает насыщенность поверхности подошвы абразивными гранулами и коэффициент ее сцепления со скользкой поверхностью.
Абразивная лента, на рабочей поверхности которой закреплены связующим материалами абразивные гранулы, на второй стороне снабжена адгезивным слоем с высокой клеящей способностью (например, из акрилового клея или клеящего состава на основе каучука). Адгезивный слой абразивной ленты позволяет прочно крепить ее непосредственно к подошве обуви, предварительно очищенной (например, вращающейся щеткой). Для увеличения площади контакта с рифленой поверхностью подошвы вместо указанного тонкого клеящего слоя используется двухсторонняя клеящая лента на основе вспененного полиэтилена.
В результате обеспечивается возможность многократного использования съемной подошвы с абразивной сеткой или лентой в наружном рабочем слое без снижения ее фрикционной способности и безопасности на скользком покрытии. Применение серийных абразивных материалов (абразивной сетки и ленты) позволяет снизить стоимость производства съемной нескользящей подошвы с абразивными гранулами.