ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕХА ДЛЯ БАХИЛ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБУВИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются физико-механические свойства комбинированного мехового материала, используемого в качестве подкладки для бахил для специальной обуви. Приводятся экспериментальные характеристики применённого материала с волокнистым составом шерсть + полиэстер (80/20). Проведён сравнительный анализ с натуральным и синтетическим мехом. Установлено, что мех 80/20 обеспечивает сбалансированное сочетание теплозащиты, комфорта и устойчивости к износу, что делает его целесообразным для применения в условиях холодного климата.

ABSTRACT

The article discusses the physico-mechanical properties of a combined fur material used as a lining for shoe covers for special shoes. Experimental characteristics of the applied material with a fibrous composition of wool + polyester (80/20) are given. A comparative analysis with natural and synthetic fur is carried out. It has been established that 80/20 fur provides a balanced combination of thermal protection, comfort and wear resistance, which makes it suitable for cold climates.

Ключевые слова: мех, синтетический мех, бахилы, волокно, полиэстер, спецобувь, физико-механические свойства, теплоизоляция.

Keywords: fur, synthetic fur, shoe covers, fiber, polyester, special footwear, physical and mechanical properties, thermal insulation.

Введение. Бахилы — это специальный вид обуви, предназначенный для защиты ног от неблагоприятных внешних условий: холода, влаги, загрязнений и механических воздействий. В отличие от классической обуви, бахилы чаще всего надеваются поверх основной обуви или используются как часть утеплённого комплекта спецобуви. Они востребованы в условиях низких температур — на открытых строительных площадках, в нефтегазовой отрасли, при работе в морозильных камерах, в экспедиционных и полярных условиях, а так же военных структур

Конструкция бахил предусматривает многослойность, где важную роль играет внутренняя подкладка, обеспечивающая теплоизоляцию и комфорт при длительном ношении. Для этих целей нередко используется мех — как натуральный, так и комбинированный. Особенно эффективным считается меховой материал с составом 80% натурального волокна (овчина) и 20% синтетических волокон, что позволяет добиться оптимального соотношения между теплотой, износостойкостью и технологичностью.

Методология исследований. В данной статье рассматриваются физико-механические свойства меха 80/20 разной толщины, применяемого для утеплённой подкладки в бахилах, а также его влияние на эксплуатационные качества спецобуви.

Бахилы — это специальный вид обуви, предназначенный для дополнительной защиты ног и основной обуви от неблагоприятных факторов внешней среды. В зависимости от назначения, они могут использоваться как самостоятельная обувь (например, утеплённые бахилы для работы на открытом воздухе зимой), так и как чехлы, надеваемые поверх обуви (в медицинской, пищевой, химической или фармацевтической промышленности).

Существует несколько основных типов бахил:

Утеплённые бахилы — применяются в условиях низких температур, изготавливаются из морозостойких материалов и часто имеют меховую или синтетическую подкладку.

Влагозащитные бахилы — обеспечивают герметичность и используются при работе во влажной или агрессивной среде (болота, грязь, химикаты).

Одноразовые бахилы — тонкие, как правило, из полиэтилена или спанбонда, используются для гигиенической защиты (медицинские учреждения, лаборатории, чистые зоны) [1-4].

В специальной обуви для холодного климата особую актуальность имеют утеплённые бахилы с внутренней подкладкой из меха. Такие изделия обладают многослойной структурой:

внешний водо- и морозостойкий материал (резина, ПУ, ТЭП), теплоизоляционная прослойка, подкладка, обеспечивающая комфорт и дополнительное удержание тепла.

Одним из наиболее эффективных материалов для внутренней отделки выступает комбинированный мех с составом 80% натуральной овчины и 20% синтетического волокна. Он сочетает теплоизоляционные свойства натурального меха с износостойкостью и упругостью синтетических компонентов, что критически важно для условий интенсивной эксплуатации.

Результаты исследований. Настоящая статья посвящена анализу физико-механических свойств меха 80/20 разной толщины, используемого в подкладке утеплённых бахил, а также его роли в обеспечении эксплуатационных характеристик специальной обуви [5-6].

В ходе изготовления обуви для подкладки выбраны комбинированные меховые ткани, обладающие следующими показателями:

Таблица 1.

Физико-механические характеристики меха (шерсть + полиэстер) различной толщины для подкладки

Так же приведён микроскопический анализ этих материалов.  Микроскопический анализ показал, что волокна овчины (шерсти) имеют характерную для животного происхождения структуру, состоящую из мелких чешуек, покрывающих основное волокно. Эти чешуйки способствуют хорошей сцепляемости волокон, что, в свою очередь, улучшает теплоизоляционные свойства материала за счет захвата воздуха между ними. Структура шерстяных волокон также способствует высокой гигроскопичности, так как шерсть эффективно поглощает и удерживает влагу. Синтетические волокна полиэстера имеют гладкую и стабильную поверхность, что придает материалу устойчивость к внешним воздействиям, таким как износ, истирание и растяжение. В микроскопическом анализе полиэстер показал более однородное распределение по всей массе материала, что способствует стабильности его структуры при длительном использовании [7-8].

В статье приведены данные о толщине, воздухопроницаемости, поверхностной плотности и теплопроводности двух образцов меха, один из которых более толстый и плотный, а второй — легче и менее плотный. 1. Толщина мм говорит о том, что материал рассчитан на применение в условиях умеренного холода или как внутренняя прослойка в многослойной конструкции обуви. Это позволяет достичь приемлемого уровня утепления без избыточной массивности бахил. Обеспечивает умеренную теплоизоляцию.

Воздухопроницаемость см³/см² указывает на хорошую вентиляцию. Это критично при длительной носке спецобуви, поскольку обеспечивает отвод влаги и снижает риск перегрева или избыточного потоотделения. Способствует хорошей вентиляции, способствует гигиеничности

Поверхностная плотность г/м² говорит о высоком уровне набивки и густоте материала. Такая плотность способствует формированию устойчивого теплоизоляционного слоя, который хорошо удерживает воздух и препятствует утечке тепла. Высокая плотность даёт усиленное удержание тепла.

Смешанный состав волокон (шерсть + полиэстер) обеспечивает баланс между естественными теплоизоляционными и влагопоглощающими свойствами шерсти и износостойкостью, стабильностью и формоустойчивостью полиэстера. Этот тип материала долговечен, менее подвержен усадке и легче в уходе.

Теплопроводность свидетельствует о том, что материал эффективно задерживает тепло и способен сохранять комфортную температуру внутри бахил при внешнем охлаждении. Это значение считается приемлемым для утеплённой спецобуви, особенно при активной физической работе.

Из исследования меховой материал образца №2 обладает сбалансированными физико-механическими свойствами, обеспечивающими достаточную теплоизоляцию, воздухообмен и прочность. Он подходит для использования в обуви бахил, предназначенных для эксплуатации в условиях холодного климата, при сохранении лёгкости и гибкости конструкции.

Исследования показали, что комбинированный мех с таким составом обладает высокой теплоизоляцией и хорошей воздухопроницаемостью, что критически важно при длительной носке. Высокая плотность материала способствует сохранению тепла, а хорошие вентиляционные свойства — поддержанию гигиеничности.

Для более полной оценки преимуществ комбинированного меха с составом 80% шерсть и 20% полиэстер нами проведён  сравнительный анализ с другими видами меха, такими как натуральная овчина и синтетический мех (полиэстер 100%) которая приведена ниже в таблице 2.

Таблица 2.

Сравнительный анализ различных мехов для подкладки

Натуральная овчина имеет высокие теплоизоляционные свойства, однако она более подвержена износу и требует более тщательного ухода. Стоимость натуральной овчины значительно выше, чем комбинированного меха, что может быть критичным для массового производства спецобуви.

Синтетический мех (100% полиэстер) имеет низкую теплоизоляцию, но обладает высокой износостойкостью и долговечностью. Однако его недостаток — это низкая способность к удержанию тепла, что делает его менее эффективным для использования в условиях экстремального холода.

Применённый мех (шерсть + полиэстер в соотношении 80/20) демонстрирует сбалансированные характеристики и превосходит чисто синтетические материалы по теплоизоляции и воздухопроницаемости, при этом уступая натуральной овчине лишь незначительно в теплосбережении. Одновременно, он более устойчив к износу и усадке, чем 100% шерсть, и имеет меньший вес, чем классическая овчина. Это делает его оптимальным выбором для утеплённой специальной обуви, эксплуатируемой в условиях холода и частого ношения.

Выводы. Результаты сравнительного анализа показывают, что оба образца меха имеют свои преимущества и недостатки, в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации бахил. Первый образец, благодаря своей большей толщине и плотности, будет лучше сохранять тепло и обеспечивать защиту в условиях низких температур. Однако его ограниченная воздухопроницаемость может вызвать перегрев в условиях высокой физической активности или при повышенных температурах.

Заключением можно сказать, что нами выбранный комбинированный мех с составом 80% шерсть и 20% полиэстер представляет собой оптимальный выбор для использования в подкладках утеплённых бахил, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур. Он сочетает в себе лучшие свойства натуральных и синтетических материалов, обеспечивая надёжную теплоизоляцию, комфорт и долговечность. Использование этого материала в специальной обуви может повысить её эксплуатационные характеристики, а также улучшить комфорт работников в условиях экстремального климата.

Список литературы:

1. ГОСТ 28061-89. Материалы меховые искусственные. Общие технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1989.
2. ГОСТ 8978-75. Овчина шубная. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1975.
3. Ткаченко, С. А. Материаловедение швейного производства: Учебник для СПО. — М.: Академия, 2016. — 320 с.
4. Афанасьев, В. В., Беляев, И. Н. Материалы и компоненты специальной обуви. — СПб.: Профессия, 2012. — 272 с.
5. Кулагина, М. А., Смирнов, Л. И. Спецодежда и средства индивидуальной защиты: технологии и материалы. — М.: Легпромбытиздат, 2019.
6. Соловьев, А. Н. Материалы для одежды и обуви: свойства, выбор и применение. — Екатеринбург: УрФУ, 2020.
7. Исмаилов, Р. Х., Каримова, М. Б. «Исследование теплоизоляционных свойств меховых материалов для защитной одежды». — Вестник текстильной промышленности, №4 (2021), с. 42–47.
8. Савельев, А. Ю. «Особенности выбора подкладочных материалов для обуви спецназначения». — Журнал «Технология текстильной и легкой промышленности», №3 (2022), с. 34–39.