Ochranná obuv proti účinkům nášlapných min

Oblast technikv

Technické řešení se týká speciální ochranné obuvi, chránící tělo člověka, zejména pak jeho dolní končetiny, proti účinkům nášlapných min.

Dosavadní stav techniky

V současné době vyráběné protipěchotní nášlapné miny patří k prostředkům hromadného ničení, které svojí účinností příliš nezaostávají za zbraněmi nukleárními, chemickými a biologickými. Je známo, že miny vzhledem ke svému charakteru působí především proti civilnímu obyvatelstvu a to často ještě dlouho po skončení ozbrojeného konfliktu. Odhaduje se, že v současné době je v zemi uloženo na sto miliónů nášlapných min, tedy cca jedna mina na každých padesát obyvatel Země. Navíc se často jedná o miny, vyvinuté tak, aby přímo nezabíjely, ale působily bolestivá zranění s trvalými následky.

S ohledem na výše uvedené skutečnosti je pochopitelná snaha vyvinout speciální ochrannou obuv, která by člověka, vystaveného nebezpečí účinků nášlapných min, co nejvíce chránila.

Historicky nejstarším ochranným prostředkem tohoto druhu jsou vícekomorové ochranné polštáře, které se prostřednictvím rámu svázáním upevňují pod běžnou obuv. Jednotlivé, po stranách polštáře navzájem propojené komory, jsou zhotoveny z vnitřní pryžové duše a z vnějšího materiálu, odolného proti obrušování a prořezání. Polštář je dále opatřen popruhy, například se suchými zipy, pro upevnění rámu s vázáním. Ochranné polštáře sice poměrně dobře chrání proti účinkům nášlapných min, jejich nošení ale značně ztěžuje a omezuje pohyb, což je zejména ve vojenských podmínkách neúnosné.

Stejná potíž, i když ne v tak velké míře, je i u dalšího řešení, ochranné platformy, která je tvořena speciálním odchylovačem nárazu, odchylovacím hranolem, uloženým v profilované podešvi z polyuretanové pěny. Nášlapná plocha platformy je opatřena protiskluzovou vrstvou. K. platfor25 mě je dále připevněno vázání, skořápka, která sahá nad kotník, poskytuje oporu při chůzi a chrání před střepinami. Do vázání se upevňuje běžná obuv pomocí řemenů. Odchylovač nárazu je umístěn po celé délce i šířce chodidla. Má kónický tvar s vrcholovým úhlem menším než 90° aje umístěn tak, že jeho vrchol směřuje k nášlapné straně platformy. Tím se jednak zvětší plocha, na kterou působí exploze nášlapné miny ajednak kónický tvar stěn odchylovače usměrní dráhu střepin žádoucím směrem. Z hlediska konstrukčního může být odchylovač buď plný nebo dutý, vyrobený z kovu nebo z plastových kompozitů. V doporučeném provedení je použit trubkovitý plastový kompozit obalený tkaninou. Jak již bylo uvedeno, spadá výše uvedené řešení, to znamená ochranná platforma, do oblasti speciálních ochranných pomůcek, které sice dobře chrání lidské tělo proti účinkům nášlapných min, současně ale dosti výrazně brání přirozenému pohybu při chůzi, zejména pak při běhu, skoku a podobně.

Proto se stále více prosazuje snaha vyvinout pro ochranu proti účinkům min ochranou obuv, která by na jedné straně účinně chránila při případném výbuchu miny, zároveň se na druhé straně svojí konstrukcí co nejméně lišila od běžné obuvi. V tomto směru je v současné době např. známo řešení ochranné obuvi, která má v mezipodešvi nebo podešvi uloženu alespoň jednu ochrannou vrstvu, tvořenou nejméně 10-ti na sobě uloženými vrstvami paraaramidové, nejčastěji kevlarové, tkaniny. Touto úpravou lze sice dosáhnout velmi dobré ochrany proti působení nášlapných min v samotné podešvi nebo mezipodešvi, neřeší však odolnost obuvi jako celku.

Obdobný nedostatek má také doposud asi nejlépe řešená známá ochranná obuv, která je podobně jako již dřívější typy obuvi tvořena svrškem s napínací stélkou a k němu přímo nebo prostřednictvím mezipodešve připojenou podešví. Podstata řešení spočívá vtom, že napínací stélka a/nebo mezipodešev jsou zhotoveny jako kompaktní polotovar z plošného kompozitního materiálu, který je tvořen alespoň 6 vrstvami textilie na bázi para-aramidového vlákna, fixovanými v polymemí matrici. Současně je ve struktuře podešve uložen tlumící člen kónického

-1 CZ 10842 Ul tvaru s vrcholem, směřujícím knášlapné straně podešve, který je tvořen dutým pancířem příslušného tvaru a vnitřní výplní voštinové struktury.

Podstata technického řešení

K odstranění výše uvedených nedostatků do značné míry přispívá nový konstrukční typ ochranné obuvi proti účinkům nášlapných min podle předloženého technického řešení. Tato obuv je tvořena svrškem s napínací stélkou a k němu prostřednictvím soustavy alespoň dvou mezipodešví připojenou podrážkou. Podstata technického řešení spočívá v tom, že napínací stélka nebo alespoň jedna zmezipodešví jsou tvořeny alespoň 6-ti vrstvami textilie na bázi paraaramidového vlákna, svršek má mezi podšívkou a vrchovým materiálem uloženy alespoň 4 ío vrstvy výztužné textilie na bázi paraaramidového vlákna, v oblasti špice, paty a/nebo stélky jsou ve struktuře obuvi zabudovány ochranné segmenty na bázi alespoň jedné vrstvy paraaramidové textilie, fixované v polymerní matrici, a spodková část obuvi obsahuje soustavu mezipodešví a k nim připojenou podrážku. Při tom je alespoň jedna z mezipodešví horní části soustavy zhotovena z tvrdého elastomemího materiálu a alespoň jedna zmezipodešví spodní části soustavy je zhotovena z lehčeného polymerního materiálu.

Ve struktuře podrážky je s výhodou fixována alespoň jedna vrstva paraaramidové textilie. Ochranná obuv je dále doplněna vkládací stélkou, s výhodou na bázi alespoň jedné vrstvy paraaramidové textilie, fixované v polymerní matrici se vzduchovými výplněmi.

Paraaramidovou textilií, použitou v jednotlivých komponentách obuvi, je s výhodou textilie kevlarová. Polymerní matricí může být elastomemí směs, především pak pryž nebo polyuretan, případně také termoplast, zejména kopolymer etylén-vinylacetát.

Mezipodešev horní části soustavy mezipodešví má s výhodou na straně sousedící s mezipodešví spodní části vytvořenu soustavu drážek aje zhotovena ze směsi vysokostyrenového kaučuku.

Mezipodešev spodní části soustavy mezipodešví je potom s výhodou zhotovena z lehčeného polymerního materiálu, konkrétně z lehčeného elastomeru, resp. materiálu na bázi lehčeného polyolefinu, zejména z kopolymeru etylén-vinylacetát.

Hlavní přínos nové konstrukce ochranné obuvi spočívá v optimálním vyvážení požadavků na ochranou účinnost obuvi, hmotnost a flexibilitu obuvi při chůzi, běhu, popřípadě skoku a životnosti obuvi v průběhu nošení. Tohoto optimálního řešení se dosahuje kombinací ochranných účinků pryžového segmentu s paraaramidovou textilií a paraaramidové textilie jako takové. Při této konstrukci obuvi zůstává prodyšný svršek obuvi. Celý ochranný segment obuvi je tvořen jako kompaktní celek na bázi plošného kompozitního materiálu, který má vrstvy textilie na bázi paraaramidového vlákna fixovány a navzájem propojeny v polymerní matricí bez jakéhokoliv cizího tělesa. Obuv neobsahuje žádná kovová tělesa.

Přehled obrázků na výkresech

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložené výkresy, kde představuje obr. 1 detail napínací stélky, obr. 2 detail mezipodešve horní části soustavy mezipodešví, obr. 3 detail mezipodešve spodní části soustavy mezipodešví, obr. 4 detail podrážky, obr. 5 detail vkládací stélky, obr. 6 detail ochranných segmentů a obr. 7 celkové řešení ochranné obuvi.

Příklady provedení technického řešení

Ochranná obuv proti účinkům nášlapných min v příkladném provedení je podle celkového pohledu na obr. 7 tvořena svrškem 3 s napínací stélkou 2 a k němu prostřednictvím soustavy dvou mezipodešví připojenou podrážkou 7.

Napínací stélka 2 je podle obr. 1 tvořena 9 vrstvami kevlarové textilie, tkaniny, která je na sobě volně ložena a přišitá k celulózovému nebo jinému materiálu.

-2CZ 10842 Ul

Svršek 3 je podle obr. 7 typu holeňové derbové obuví s vrchovým materiálem na bází hovězlnové usně, resp. měkčené vepřovicové usně, s bandážovaným límečkem a bandážovanou holení obuvi a s kroužky, popř. očky pro rychlošněrování. Mezi podšívkou a vrchovým materiálem svršku je uloženo 6 vrstev výztužné textilie 4 na bázi kevlarového vlákna.

V oblasti špice, paty a stélky jsou ve struktuře obuvi zabudovány tvarované ochranné segmenty i podle obr. 6, tvořené kevlarovou textilií, fixovanou v polymerní matrici ze směsi na bázi přírodního kaučuku.

Spodková část obuvi obsahuje soustavu mezipodešví 5, 6 a k nim připojenou podrážku 7. Mezipodešev 5 horní části soustavy mezipodešví je podle obr. 2 zhotovena z tvrdého elastomer10 ního materiálu, konkrétně z pryže na bázi vysokostyrenového kaučuku s vysokou tvrdostí a má na straně sousedící s mezipodešví 6 spodní části soustavy mezipodešví vyfrézovánu soustavu drážek pro odvádění vzduchu při eventuálním výbuchu miny. Mezipodešev 6 spodní části soustavy je podle obr. 3 zhotovena z lehčeného porézního polyolefinového materiálu. Podrážka 7 je podle obr. 4 vytvořena z kaučukové směsi s dobrou obrušivostí, se zafixovanou výztužnou kevlarovou tkaninou a s vyfrézovanými drážkami.

Ochranná obuv je doplněna vkládací stélkou 9 podle obr. 5 z kaučukové směsi se zavulkanizovanou kevlarovou textilií a se vzduchovými výplněmi.

Při výrobě ochranné obuvi podle předloženého technického řešení se předem připraví potřebné polotovary. Pomocí kmitavého nožíku se vyřežou z kevlarové tkaniny jednotlivé vrstvy napínací stélky 2 a provede se ztužení svršku 3 a výztuže do pryžových náloží pro ochranné segmenty i a vkládací stélku 9. Kevlarová textilie do vkládací stélky 9 a ochranných segmentů I se zafixuje a navzájem se propojí v polymerní matrici, jež je reakčním produktem kaučukové směsi na bázi kombinace přírodního, polybutadienového a butadien-styrenového kaučuku se sírovým vulkanizačním systémem a kombinací plniv saze - uhličitan vápenatý. Vrstvy kevlarové tkaniny se do napínací stélky 2 navrství na sebe a prošijí s celulózovým materiálem texon. Při šití svršku 3 se do obuvi všijí jednotlivé vrstvy výztužné textilie 4, kevlarové tkaniny.

Při vlastní výrobě ochranné obuvi podle technického řešení se napínací stélka 2 pomocně přichytí skobičkou na kopyto, načež se napne podšívka s kevlarovou výztuhou v pořadí špice, strana a pata. Napínací záložka podšívky obuvi se s napínací stélkou 2 spojí pomocí termoplas30 tického lepidla na bázi polyesteru a polyamidu, načež se vyjme kovová skobička z napínací stélky 2 obuvi. Poté se napnutá podšívka s kevlarovou výztuhou polepí minimálně čtyřmi vrstvami výztužné textilie 4, kevlarové tkaniny, tak aby veškeré takto vzniklé přechody byly přeplátovány navzájem. Lepení se provádí kaučukovým lepidlem. Poté se takto vytvořený skelet přelepí ve špici, v patě a ve stélce ochrannými segmenty 1 se zafixovanou kevlarovou tkaninou.

Lepení se provádí opět kaučukovým lepidlem. Poté se provede napnutí vrchové části svršku 3 obuvi v pořadí špice, strana a pata pomocí termoplastického lepidla na bázi polyesteru a polyamidu. Na napnutý svršek 3 obuvi se potom nechá ustálit.

Poté se pomocí rozpouštědlového lepidla spojí se svrškem 3 obuvi mezipodešev 5 horní části soustavy mezipodešví s vyfrézovanými drážkami a mezipodešev 6 spodní části. Na konec se pomocí rozpouštědlového lepidla přilepí podrážka 7 se zafixovanou kevlarovou textilií.

Na hotové obuvi se provedou dokončovací práce, vloží se vkládací stélka 9 a obuv se zašněruje.