Область техники

Изобретение относится к изделиям, предназначенным для защиты обуви, а именно задника, автомобилиста от истирания и деформации во время управления автомобилем.

Предшествующий уровень техники

Известно приспособление для защиты обуви автомобилиста, содержащее объемный чашеобразный элемент, который выполнен с возможностью охвата внешней поверхности задника обуви, изготовленный из эластичного материала, причем приспособление снабжено застежкой в виде липучих ворсовых лент, отличающееся тем, что чашеобразный элемент выполнен литым по форме задника обуви с отверстиями для крепления в них липучих ворсових лент, а в качестве эластичного материала используют материал на основе латекса или каучука (патент на полезную модель RU 141080, МПК А43В 23/30, заявка JY«201 1 103946/12 от 04.02.201 1 , опубл. 27.05.2014, Бюл. _У° 15).

Недостатком данного приспособления является то, что его конструкция и материал не обеспечивают длительный срок эксплуатации приспособления, его устойчивость к атмосферным воздействиям, возможность несложной очистки по мере загрязнения, высокую демпфирующую способность и устойчивость к многократному сжатию, предотвращение скольжения, а также высокие физико- механичкеские характеристики приспособления.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано приспособление для защиты обуви автомобилиста, которое представляет собой защитный чехол с двумя открытыми участками и средством удержания чехла на обуви, выполненный с возможностью охвата задней части и каблука обуви, причем чехол и средство удержания его на обуви выполнены из единой заготовки. При этом чехол выполнен из материала, обладающего воздухопроницаемыми и противоскользящими свойствами, а также может быть изготовлен из нетканого материала, например, из полипропилена типа спанбонд (патент на полезную модель RU 86419, МПК А43В 23/30, заявка м 20091 18556/22 от 19.05.2009, опубл. 10.09.2009, Бюл. JVs 25). Это приспособление наиболее близкого аналога, как и предыдущее, не обеспечивает длительный срок эксплуатации приспособления, его устойчивость к атмосферным воздействиям, возможность простой очистки по мере загрязнения, высокую демпфирующую способность и устойчивость к многократному сжатию, предотвращение скольжения, высокие физико-механичкеские характеристики, что приводит к преждевременному износу задника и каблука обуви автомобилиста, в результате чего для (правой) ноги автомобилиста не обеспечивается максимальный комфорт во время эксплуатации автомобиля.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции и материала приспособления для защиты задника обуви автомобилиста путем эффективного выбора вида, структуры и состава материала, из которого выполнено приспособление, а также эффективного выполнения его конструктивных элементов и их взаимного расположения, что обеспечит длительный срок эксплуатации приспособления, его устойчивость к атмосферным воздействиям, надежную фиксацию, возможность несложной очистки по мере загрязнения, высокую демпфирующую или амортизационную способность и устойчивость к многократному сжатию, предотвращение скольжения, высокие физико-механические характеристики и приведет к практическому отсутствию износа задника и каблука обуви автомобилиста, в результате чего для правой ноги автомобилиста будет обеспечено щадящее воздействие на костно-мышечную систему и максимальный комфорт во время эксплуатации автомобиля, а также будут удовлетворены эстетические запросы в эргономических и эксплуатационных свойствах изделия как для мужской, так и женской аудитории водителей.

Раскрытие изобретения.

Указанная техническая задача решается тем, что в приспособлении для защиты задника обуви автомобилиста, представляющем собой защитный чехол с объемной выпуклостью наружу чашеобразной формы и соединенное с ним средство удержания защитного чехла на обуви, в котором защитный чехол выполнен из полимерного упругого материала, который является эластичным, антистатическим, термостойким, воздухопроницаемым и противоскользящим, причем приспособление выполнено с возможностью охвата наружной поверхности задней части и каблука обуви, а защитный чехол и средство удержания его на обуви выполнены из одной или из нескольких заготовок, новым является то, что как материал защитного чехла используют ненаполненный или наполненный мелкодисперсным порошкообразным наполнителем силикон толщиной от 0,4 мм до 12 мм, который одновременно характеризуется при нормальных условиях комплексом эксплуатационных свойств, а именно виброустойчивостью, прочностью на разрыв от 0,5 МПА до 1 1 ,5 МПа, относительным удлинением при растяжении от 150% до 460%, деформацией при сжатии от 2% до 20%, твердостью по Шору А от 40 отн. ед. 75 отн. ед., температурой эксплуатации от минус 70 °С до + 250 °С, плотностью от 1 , 1 кг/м ³ до 1 ,55 кг/м ³ , эластичностью по отскоку от 40% до 65%, сопротивлением распространению надреза от 8 кг/м до 25 кг/м, при этом защитный чехол выполнен постоянной толщины и плотности, или с разной толщиной и плотностью в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви в зависимости от условий эксплуатации приспособления, его толщины, антропометрических особенностей ноги автомобилиста и расположения зон охвата приспособления относительно внешних частей обуви автомобилиста.

В качестве мелкодисперсного порошкообразного наполнителя силикон содержит диоксид кремния, или Acrosil, или микрокристаллическую целлюлозу.

В качестве мелкодисперсного порошкообразного наполнителя силикон содержит микрокристаллическую целлюлозу с размером частиц 20-30 мкм, а также диоксиды кремния марок Aerosil, в частности, Aerosil 90, Aerosil 130, Aerosil 150, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380.

Силикон содержит мелкодисперсный порошкообразный наполнитель в дозировках 15-30% (масс).

Силикон содержит мелкодисперсный порошкообразный наполнитель со средним диаметром шарообразных частиц 7-40 нм.

Защитный чехол выполнен из оптически прозрачного силикона с прозрачностью окраски DE с источником света D65 в пределах 40-50, или выполнен из оптически непрозрачного силикона.

Защитный чехол выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы, формируемым после предварительной деформации исходного материала, в частности, деформации сдвига, в диапазоне плотностей энергии деформирования, выбираемых в зависимости от оптимального соотношения компонентов материала защитного чехла. В качестве материала защитного чехла используют силикон, модифицированный в процессе формования в жидком, в частности, в гелеобразном состоянии, радиационным облучением или ультразвукым воздействием.

Толщина и плотность защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви изменяются ступенчато.

Толщина и плотность защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви изменяются линейно.

Толщина и плотность защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви изменяются нелинейно.

Толщина защитного чехла в основании каблука обуви превышает толщину защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука.

Плотность материала защитного чехла в основании каблука обуви превышает плотность материала чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука обуви.

На внутренней поверхности защитного чехла расположена подложка, съемная или несъемная, которая выполнена из гигроскопичного или из негигроскопичного материала.

Защитный чехол выполнен с прямоугольными прорезями.

Защитный чехол выполнен с перфорированными отверстиями круглой или овальной формы.

Задняя часть защитного чехла каблука обуви выполнена либо в виде четырехугольника тубообразной формы, или в форме круга, или в форме овала, или в форме треугольника, или в форме ромба.

Средство удержания защитного чехла на обуви выполнено из капрона или из пластика.

Приспособление выполнено с элементами металла, в том числе драгоценных, например, золота, серебра, платины, алюминия, меди, или бриллиантов.

Приспособление выполнено в колористическом исполнении. Защитный чехол выполнен отдельно для зоны охвата наружной поверхности задней части пяточной области и отдельно для каблука обуви.

Защитный чехол для зоны охвата наружной поверхности задней части пяточной области и защитный чехол для каблука обуви соединены с помощью эластичного средства удержаания защитного чехла на обуви.

Защитный чехол выполнен из отдельных гибких накладок с возможностью фиксации на внешнюю поверхность задней части пяточной области и на боковую поверхность каблука, а также на основание каблука обуви.

Защитный чехол выполнен из отдельных клейких гибких накладок.

В защитном чехле выполнены отверстия для крепления к нему средства удержания защитного чехла на обуви.

Защитный чехол для каблука обуви выполнен стянутыми в одном или в нескольких местах неэластичным или эластичным фиксатором, например, резинкой, или соединенным кнопочным креплением, или соединенным застежкой типа Велкро.

Средство удержания защитного чехла на обуви выполнено из натуральной кожи или из замши, или из заменителей кожи, или из эластичной ткани, или из неэластичной ткани, или из капрона или из пластика.

Средство удержания защитного чехла на обуви содержит резинки, или прорезиненную тесьму, или кнопочное крепление, или магнитные элементы для удержания защитного чехла на каблуке обуви, или ремешок, который выполнен с возможностью фиксации на ноге на крючке, или защелки-застежки, или липкую ленту, или застежку «молния», или застежку «петля-пуговица», или пуговицы с выступом в виде ушка или заклепки, или эластичный шнур, концы которого соединены друг с другом с образованием гибкой петли в виде кольца, или выполнено в виде неразъемного соединения.

Перечисленные признаки устройства составляют сущность технического решения.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым, техническим результатом заключается в следующем.

Каждый водитель (автолюбитель или профессионал) в своей практике неоднократно сталкивался с проблемой деформации и износа задней части и каблука обуви при вождении автомобиля. Это обусловлено тем, что при нажатии на педаль задник обуви и каблук постоянно соприкасаются с ковбиком. От этого контакта царапаются, пачкаются и портятся туфли, ботинки или сапоги. Т.е. в процессе вождения обувь на (правой) ноге постоянно трётся о коврик под педалью газа (тормоза) и получает повреждения.

Испортив не одну пару обуви, водители предлагали разные защитные средства, чтобы сохранить другую пару. Так, некоторые водители переобуваются за рулем, некоторые кладут на коврик более мягкую подкладку, некоторые вообще переодеваются для вождения за рулем в спортивную одежду и переобуваются в спортивную обувь.

Но все эти уловки не всегда удобны, иногда и вовсе не комфортны, а также небезопасны. Поэтому для кардинального решения этой проблемы был предложен новый вид защиты в виде кожаной накладки на заднюю часть обуви с застёжкой различного исполнения (так называемые автопятки).

Автопятка может быть изготовлена из разных материалов, таких как ПВХ, кожа, неопрен, и даже пластик. При этом почему-то считается, что самые надёжные в использовании - кожаные автопятки. Ведь они подходят на любой тип обуви - женскую, мужскую, с каблуком или без, а их модельный ряд очень разнообразен. Они также отличаются цветом, формой, застёжкой, крепежом. Но главное то, что их можно одевать как на летнюю, так и на зимнюю обувь.

Так, например, автопятка Haslgart сшита из натуральной кожи. Декларируется, что такое выполнение придаёт ей эластичность и послушность, она очень легко как одевается, так и снимается. Также она является трендовым аксессуаром, который одновременно сохраняет обувь и подчёркивает индивидуальность [http : / / www . hae lgart . com . ua] .

Однако реальная практика эксплуатации автопяток, пошитых из натуральной кожи, показала следующие существенные недостатки, присущие им:

1. Во-первых, кожа автопятки легко загрязняется как изнутри (от контакта с основанием каблука), так и снаружи (в результате контакта с ковриком, полом машины и др.), особенно у «забывчивых» или спешащих водителей, которые ее не сняли перед выходом из автомобиля. Со временем автопятки запыливаются, а после того, как начинается непогода (дождь на улице, слякоть, снег и грязь), пользоваться ими становится совсем неудобно.

И далеко не всегда хочется брать в руки этот грязный, мокрый комочек ткани или кожи, чтобы его помыть-постирать в домашних условиях. При этом кожаная автопятка практически не допускает очистки от загрязнений (за исключением, разве что, сухой чистки автопятки, изготовленной из материала типа замши - однако это дорогостоящее удовольствие), а при стирке и последующей сушке - кожа коробится и сморщивается. Поэтому при сильной степени загрязнения или «усадки» автопятки ее необходимо заменить на новое изделие.

2. Во-вторых, кожаная автопятка практически не обладает противоскользящими свойствами (если, конечно, не наклеить на ее поверхность специальную «шершавую» накладку типа наждачки), что потенциально (изначально) создает угрозу ДТП вследствие неадекватного и несвоевременного контроля водителя на постоянно меняющуюся дорожную обстановку.

3. В-третьих, кожа практически не обладает такими свойствами, как виброустойчивостью и достаточной упруго-эластичностью (демпфирующей способностью) в силу своей структуры и природы получения, а также технологии обработки (дубления). Как известно, в процессе езды постоянно возникает вибрация автомобиля, передающаяся на все его элементы, в том числе на педали и на днище. Поэтому при контакте обуви водителя часть вибрации передается и на нее, что отнюдь не является положительным фактором, т.к. в общем случае (низкочастотная) вибрация отнюдь не полезна для здоровья человека. Автомобильный коврик частично (но не полностью) решает эту проблему «демпфирования» возникающей вибрации, что приводит к преждевременному утомлению водителя, особенно при долговременной езде.

4. В-четвертых, в процессе трения о коврик кожаной автопятки, в зависимости от режимов ее обработки, на ней может со временем в процессе езды накапливаться статический заряд электричества, что в принципе теоретически может привести к возгоранию. Для решения этой проблемы кожу автопятки необходимо пропитывать специальными антистатическими составами и составами, предотвращающими возгорание. Как правило, такие операции, помимо удорожания изготовления автопятки, препятствуют свободному воздухообмену сквозь поры кожи (они их «блокируют» в силу своих свойств). Последнее является нежелательным, т.к. способствует со временем накапливанию влаги на внешней поверхности задней части обуви и каблука.

5. Кожа, тем более обработанная различными составами, не обладает химической инертностью, что при определенных условиях и в зависимости от степени «защищенности» иммунной системы водителя может провоцировать возникновение аллергических реакций на коже ноги (и рук) водителя (при надевании - снятии автопятки).

6. Непреднамеренный и нежелательный контакт с некоторыми растворителями (что иногда случается при мелком самостоятельном ремонте или диагностике неисправностей автомобиля) может быть «смертельным» как для кожи, так и для ткани, из которых сделана автопятка.

Согласно варианта технического решения прототипа, известно выполнение автопятки из полимерного материала, обладающего воздухопроницаемыми и противоскользящими свойствами, например, из нетканого материала, в частности, из полипропилена типа спанбонд. Однако такой материал, в силу своей структуры и свойств, обладает незначительной виброустойчивостью, упруго-эластичностью, антистатичностью, а также обладает повышенной горючестью. Это не позволяет в полной мере его эффективно использовать в качестве «панацеи» от вышеуказанных нежелательных факторов.

Анализируя вышеуказанные аспекты и в результате проведения многочисленных практических экспериментов по изготовлению и выбору удобных в эксплуатации автомобиля конструкций автопяток (как для мужской, так и женской аудитории водителей) и эффективного материала изготовления автопятки, было решено остановиться на материале, обладающем комплексом необходимых свойств применительно к поставленной в заявляемом техническом решении задаче, в частности, на силиконе.

Так, было установлено, что гибкий и одновременно эластичный материал, например, силиконовая резина, имеет уникальную химическую структуру, которая придает ей, в частности, высокую температурную стойкость и химическую инертность, которые не проявляются ни у какого другого полимера, в том числе эластомера. Как результат вышеуказанных свойств, силиконовая резина может «работать» в условиях, где не может использоваться ни один другой материал, в том числе ткань и/или кожа (как натуральная, так и искусственная).

Используемый в качестве автопятки силиконовый материал различной конструкции (в виде пластины или в виде как однородного, так и неоднородного по толщине и плотности материала в разных зонах) значительно превосходит другие материалы и эластомеры по стойкости к воздействию вибрации и температур в широком интервале, а также многократно превосходит их по сроку службы.

Было установлено, что этот материал обладает значительно меньшей остаточной деформацией и антигезионными свойствами (антигены - это биополимеры, т.е. природные или синтетические соединения, которые распознаются лимфоидными клетками, и способны вызывать иммунный ответ, который может проявляться, в частности, синтезом антител и иммунологической толерантностью), а также не поддерживает рост грибков (в отличие от кожанного материала), что является позитивным моментом для здоровья водителя.

Также преимуществом использования такого материала в качестве автопятки является то, что он не имеет запаха, вкуса и не токсичен. К тому же он обладает отличной устойчивостью к атмосферным воздействиям, так как не поддается воздействию солнечных лучей, озона, влаги и сухости. Это позволяет его мыть в теплой мыльной воде в случае загрязнения хоть ежечасно или ежедневно.

Конструктивным преимуществом заявляемого материала является и то, что силиконовая резина имеет гладкую, без дефектов поверхность, что позволяет без труда изготавливать ее как постоянной толщины и плотности, так и с разной толщиной и плотностью в зоне охвата внешней поверхности задней части и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви, в том числе с перфорацией в виде круглых (овальных) отверстий или прямоугольников. Причем толщина и плотность материала защитного чехла, выбираемая в зависимости от условий эксплуатации приспособления, его толщины, антропометрических особенностей ноги автомобилиста и расположения зон охвата приспособления относительно внешних частей обуви автомобилиста. Она больше в области основания и боковой поверхности каблука, и меньше в зоне охвата внешней поверхности задней части обуви.

Защитный чехол также может быть выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы (ЭПФ), и изготовленного по определенной технологии. Память формы - это способность материала «запоминать» форму, которую он принимал как при нагревании до определенного температурного порога, так и без такого нагревания, и даже после охлаждения и деформации, воспроизводить ее при нагревании до той же температуры, либо без такого нагревания.

Эффект памяти формы наблюдается у некоторых материалов, в том числе полимеров, после их предварительной деформации. Сшитые полимеры с эффектом памяти формы (ЭПФ) представляют серьезную альтернативу, а в ряде случаев значительно превосходят металлические сплавым с аналогичными свойствами. ЭПФ в большинстве случаев проявляется в двухфазных системах, где каждая из фаз имеет свою область температур плавления и стеклования.

Сшитые полимеры, обладающие ЭПФ, представляют собой, как правило, блок- сополимеры. В то же время двухфазная система может быть сформирована и в условиях механического смешения. Это открывает большие возможности по созданию новых материалов, в частности, силиконов (как ненаполненных, так и наполненных), т.к. в этом случае имеется возможность изменять их свойства в широких пределах путем формирования требуемой морфологи и структуры, а также модификации.

Особый интерес для создания материалов с ЭПФ представляют композиции на основе силикона, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности и в медицине (в частности, в ортопедии) благодаря сочетанию биоинертности с комплексом регулируемых физико-механических характеристик. На основе таких материалов могут быть созданы изделия медицинской техники, в частности, стельки, супенаторы, а также конструкции, имитирующие человеческие органы с большим приближеним к оригиналу, чем существующие средства.

Благодаря своей особой структуре, стельки с памятью формы точно повторяют форму стопы человека, обеспечивая ему удобство и комфорт. Такие стельки обеспечивают поддержку продольных и поперечных сводов стопы в анатомически правильном положении, позволяя сохранять естественную рессорную функцию стопы при ослаблении собственных мышц и связок. Они снижают ударную нагрузку на суставы ноги, позвоночник, сохраняют правильный перекат стопы, а также улучшают комфортность обуви. Таким образом, такие стельки прекрасно подходят людям, у которых какие-либо проблемы со стопами (мозоли, болезненные намины, натоптыши).

Известна также ортопедическая полимерная подушка с эффектом памяти формы. Она используются, чтобы избавить человека от болей в опорно-двигательном аппарате, и выполнена из приятного на ощупь материала с наполнителем особой мягкости, который имеет либо ячеистую структуру, либо силиконовую основу. Под воздействием тепла и массы человека ячейки подушки сначала сжимаются, потом стабилизируются и затем восстанавливаются, приняв форму, созданную головой человека. Происходит так называемое «запоминание» комфортного положения головы человека.

Подушка с эффектом памяти формы обеспечивает оптимальное положение шеи, плеч и головы человека. Это способствует расслаблению мышц и связок. нормализует тонус мышц, снимает усталость, улучшает кровообращение, обеспечивает свободное дыхание во время сна. Такая подушка способна устранить такие негативные явления, как мигрень, напряжённость мышц шеи, а также способствует скорейшему восстановлению после травм шейного отдела опорно- двигательного аппарата и др.

Установлено, что основными параметрами, которые могут оказывать влияние на формование исследуемой полимерной (силиконовой) композиции (как наполненной, так и ненаполненной), являются температура Т, молекулярная масса М, давление Р и время t.

Повышение температуры смешения компонентов Т, как правило, приводит к увеличению адгезионной прочности сшитого полимера. В то же время для лучшего совмещения компонентов полимерной композиции нужны значительные напряжения сдвига, обеспечить которые можно, повысив вязкость системы, что, впрочем, невозможно осуществить, только понижая температуру Т. Эффект повышения вязкости обеспечивается при частичной подвулканизации силиконовой композиции, и в этом случае роль температуры Т будет определяющей.

В процессе приготовления наполненной композиции осуществляли предварительное смешение мелкодисперсного наполнителя с силиконовой составляющей (в гелеобразном состоянии) в определенном соотношении. Затем ее дополнительно обрабатывали под воздействием сдвиговых напряжений в жидком, в частности, в гелеобразном состоянии, а также модифицировали радиационным облучением либо ультразвуковым воздействием (с частотой 15-44 кГц, амплитудой 25-100 мкм и интенсивностью 5-25 Вт/см ), в диапазоне плотностей энергии деформирования, выбираемых в зависимости от оптимального соотношения компонентов. Искомое соотношение определяли экспериментально по конечным эксполуатационным свойствам завулканизированного полимера.

Также было установлено, что выполнение по испытанной технологии защитного чехла из полимера, обладающего ЭПФ, обеспечивает при нажатии или дотрагивании на приспособление, выполненное из вышеуказанного материала, его некоторое закручивание. Это, в свою очередь, обеспечивает надежную фиксацию защитного чехла на задней части обуви.

Что касается эластичности материала чехла, то она больше в зоне охвата внешней поверхности задней части обуви и меньше в области основания и боковой поверхности каблука, что обуславливает удобство одевания и длительный срок эксплуатации изделия.

Конструктивные варианты выполнения материала защитного чехла предусматривают его выполнение как из оптически непрозрачного силикона, так и из оптически прозрачного силикона (с прозрачностью окрасок DE с источником света D65 в пределах 40-50). Последнее предопределяет удобство визуального контроля (в отлитчие от кожи или ткани) как степени загрязнения, так и степени деформирования защитного чехла по конструктивным зонам.

Монолитная равнотолщинная силиконовая пластина либо пластина переменной толщины и плотности может иметь разный химический состав для придания определенного комплекса эксплуатационных свойств в зависимости от сферы ее использования (в данном случае - как автопятки).

Еще одним достоинством предлагаемого материала можно назвать его сопротивление скольжению. Поэтому пятка водителя, обутая в чехол из такого материала, не скользит относительно коврика и «ощущает» себя максимально комфортно и приятно.

Так как силикон относят к категории весьма упругих веществ, то защитный чехол, изготовленный на основе такого материала, будет едва заметно пружинить. Это, в свою очередь, позволит при минимальной площади контакта автопятки с ковриком в минимальном объеме ощущать все неровности дорожного покрытия, а мышцам правой ноги - максимально расслабиться. Как результат - кровообращение будет проходить правильно, а сами стопы не будут уставать даже после самой динамичной и длительной езды. Все неудобства, боль и дискомфорт будут сняты, поскольку такой защитный чехол также эффективно фиксирует пятку водителя в процессе езды.

Силиконовая резина также обладает хорошей химической стойкостью. Даже при нежелательном контакте с некоторыми растворителями (что может быть «смертельным» для кожи и ткани) она может незначительно разбухать, но после испарения растворителя силикон обычно возвращается к первоначальным размерам. При широком диапазоне температур экплуатации силиконовая резина, по сравнению с другими эластомерами, не выделяет газа. А если она горит в открытом пламени, то (в отличие от кожи или ткани) она выделяет нетоксичный дым без запаха с образованием белого, не проводящего электричества, пепла.

Силиконовая резина сама по себе является универсальной. Несмотря на это, существуют различные ее модификации для работы в особых условиях. Так, рабочая температура исследуемой силиконовой резины, составляющая от минус 70°С до + 250°С, существенно не влияет на физические свойства силикона.

Остаточная деформация при сжатии, составляющая для заявляемого материала от 2 % до 20 %, зависит от степени наполнения, вида и размеров наполнителя (Аэросила или микрокристалической целлюлозы) и давления, оказываемого каблуком водителя с разным весом на дно (коврик) автомобиля. При этом силиконовая резина вышеуказанных свойств и состава является наиболее стойкой к данным условиям эксплуатации (в частности, температурной зоны от минус 50 °С до + 50 °С и выше).

Было экспериментально установлено, что высокопрочные ненаполненные и наполненные дисперсными порошкообразными материалами силиконы - виброустойчивые материалы с разрывной прочностью на разрыв от 0,5 МПА до 1 1,5 МПа и даже выше, относительным удлинением при растяжении от 150% до 460 %, плотностью от 1, 1 кг/м ³ до 1 ,55 кг/м ³ , твердостью по Шору А - от 40 отн.ед. до 75 отн.ед., эластичностью по отскоку от 40% до 65%, а также сопротивлением распространению надреза от 8 кг/м до 25 кг/м, являются наилучшим выбором там, где одновременно требуется высокая демпфирующая способность, эластичность, гибкость и разрывная прочность, а также экологичность.

Что касается наполнителя для силикона, то следует отметить следующее. Здесь необходимо экспериментально выбирать как эффективную марку, так и оптимальное содержание и размер частиц наполнителя в силиконе. Так, например, экспериментально было установлено значительное улучшение механических свойств (прочность на разрыв, удлинение при разрыве, прочность по Шору) композиции силиконов с добавлением Аэросила или микрокристалической целлюлозы (МКЦ) по сравнению с другими исследованными наполнителями.

В качестве наполнителя использовали порошкообразный МКЦ с размером частиц 20-30 мкм, а также диоксиды кремния, марок Aerosil со средним диаметром шаровидных частиц 7-40 нм, в частности, Aerosil 90, Aerosil 130, Aerosil 150, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, в дозировках 15-30% (масс).

Проведенные экспериментальные результаты с использованием вышеуказанных наполнителей показали как линейную, так и нелинейную связь исследуемых характеристик силикона в зависимости от процентного соотношения наполнителей в его составе. Так, например, силикон без наполнителя деформируется при невысоких напряжениях сжатия. А зависимость деформации сжатия силиконовых образцов автопяток без наполнителя и с добавлением наполнителя в количествах 15% - 30% носит нелинейный характер.

В частности, деформация сжатия в пределах до 20 мм достигается при усилии сжатия 2900 Н, при содержании наполнителя в количестве 15% деформация сжатия в указанных пределах достигается при усилии сжатия в 3600 Н, а при добавлении наполнителя 30% деформация сжатия в указанных пределах достигается при усилии сжатия в 4500 Н.

Было установлено, что влияние порошкообразного дисперсного наполнителя на физико-механические и химические свойства полученного продукта связаны с физико-химическим взаимодействием поверхности частиц наполнителя на границе силиконовых композиций. Это приводит к некоторому улучшению эксплуатационных и других физико-химических параметров, что, по-видимому, связано с высокими взаимодействующими способностями наполнителя с другими поверхностями, которые осуществляется путем образования связи с активными гидроксильными группами силиконовой композиции.

Полученные данные показывают, что при выборе количества и размеров частиц добавляемого дисперсного наполнителя для изготовления индивидуальных составов силиконовых материалов в качестве автопятки следует учитывать массу предполагаемого водителя и конструкцию используемой им обуви. В частности, чем больше масса водителя и чем меньше площадь основания каблука, тем большее напряжение сжатия испытывает материал защитного чехла, следовательно, больше его деформация (однако вышеуказанные зависимости в общем случае не являются линейными и устанавливаются экспериментально).

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что с увеличением количества наполнителя улучшаются физико-механические и технологические свойства силикона (прочность на разрыв, удлинение при разрыве, твердость по Шору (усл.ед.), относительная остаточная деформация при сжатии), в наибольшей степени определяющие соответствие используемого материала, в том числе, что немаловажно, медико-техническим (ортопедическим) требованиям, предъявляемым к автопяткам.

С учетом определенных физико-механических и деформационных свойств силикона и новых модифицированных силиконовых композиций с добавлением вышеуказанных наполнителей в разных соотношениях можно экспериментально подобрать материал защитного чехла с разными физико-механическими показателями, который учитывает антропометрические характеристики водителя и предполагаемую конструкцию его обуви.

Таким образом, использование силикона с указанными физико-механическими характеристиками и эксплуатационными свойствами в качестве материала защитного чехла автопятки обеспечивает следующие преимущества по сравнению с другими используемыми в настоящее время для этой цели материалами, в т.ч. тканью и кожей: длительный срок эксплуатации (срок службы при температуре эксплуатации практически не ограничен); обладает отличной устойчивостью к атмосферным воздействиям (не подвергается воздействию солнечных лучей, озона, влаги и сухости); возможность простой очистки по мере загрязнения; устойчивость к многократному сжатию; не скользит относительно автоковрика или дна автомобиля; высокая демпфирующая способность; антиадгезионные свойства (неприлипаемость к коврику); большая прочность, гибкость и сжимаемость при широком диапазоне температур; высокая термостойкость; не обладает запахом, вкусом; нетоксичность; низкое газовыделение; химическая инертность; не поддерживает горение; высокая атмосферо- и погодостойкость; не поддерживает рост грибков; хорошее сопротивление разрастанию надреза (в случае случайного повреждения об острый предмет) и деформации сжатия; практическое отсутствие изнашивания задника и каблука обуви водителей; правая нога водителя ощущает себя максимально комфортно и приятно во время эксплуатации автомобиля; водители (особенно женщины) не переживают за то, что их обувь (на правой ноге) испортится, особенно если эта обувь дорогостоящая, так как заявляемое выполнение автопятки способствует полной «блокировке» этих переживаний.

Конструктивные варианты реализации защитного чехла согласно предлагаемому техническому решению, в частности, предполагают: 1. Выполнение защитного чехла как цельным, так и в виде отдельных элементов для зоны охвата внешней поверхности задника (задней части) и для каблука обуви. Последний вариант, как правило, предназначен для женской обуви с длинным каблуком.

2. Выполнение защитного чехла с разной толщиной и плотностью в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви, которые могут изменяться линейно, нелинейно или ступенчато.

Причем толщина защитного чехла в основании каблука обуви в основном превышает толщину защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а плотность материала защитного чехла в основании каблука обуви превышает плотность материала чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука обуви.

3. Выполнение в чехле отверстий для крепления к чехлу средства удержания защитного чехла на обуви.

4. Выполнение защитного чехла в виде гибких накладок отдельно для фиксации (в том числе посредством наклеивания накладок) на внешнюю поверхность задней части и на боковую поверхность каблука, а также на основание каблука обуви.

5. Выполнение на внутренней поверхности защитного чехла подкладки (как из тканого, так и из нетканого материала, как гигроскопичного, так и не гигроскопичного, в том числе полимерного материала, например, полипропилена типа спанбонд). как съемной, так и несъемной. Это способствует усилению фиксации защитного чехла к внешней поверхности обуви, в т.ч. каблука.

6. Выполнение защитного чехла в виде цельной конструкции как с прямоугольными прорезями, так и с перфорированными отверстиями, способствует как облечению конструкции чехла, уменьшению расхода используемого на его изготовление материала, так и лучшей циркуляции воздуха между внутренней поверхностью чехла и наружной поверхностью обуви, в т.ч. каблука. Поскольку сам силикон имеет пористую структуру, то защитный чехол из него также будет впитывать образующуюся (при определенных условиях влагу) и тем самым предотвращать возможное скольжение пятки водителя. Такое конструктивное выполнение защитного чехла также расширяет ассортимент дизайна изделия.

7. Выполнение отдельных гибких накладок и накладок-протекторов из силикона, которые могут также фиксироваться на задник обуви и на каблук. диверсифицирует категорию потенциальных потребителей изделия, а также учитывает их антропометрические особенности и предполагаемые модели их обуви.

8. Выполнение приспособления с декорированным тиснением, и/или аппликациями, и/или бисером, и/или стразами, или с элементами металла, в том числе драгоценного, например, золота, серебра, платины, алюминия, меди, или диамантов, а также колористическое исполнение направлено на удовлетворение эстетических запросов преимущественно женской аудитории пользователей приспособления.

Краткое описание чертежей

Техническое решение поясняется на фиг. 1 - фиг. 10, где:

на фиг.1 показано приспособление для защиты обуви автомобилиста в цельном исполнении его частей и в сборе, вид в плане;

на фиг.2 показано приспособление для защиты обуви автомобилиста для тонкого каблука, вид в плане;

на фиг.З показано приспособление для защиты обуви автомобилиста для тонкого (женского) каблука, выполненное в виде двух отдельных защитных приспособлений (накладок) с креплениями, соединенных гибким средством удержания: первое крепление - на задник, второе крепление - на нижнюю боковину и основание каблука, вид в плане;

на фиг.4 показано выполнение защитного чехла с прямоугольными прорезями, вид в плане;

на фиг.5 показано выполнение защитного чехла с перфорацией, вид в плане, включая расположение отверстий по бокам (пунктирная линия) для крепления к защитному чехлу элементов средства удержания защитного чехла на обуви;

на фиг.6 показан вид сверху защитного чехла со средством удержания его на обуви в цельном виде;

на фиг.7 показан вид сбоку (в аксонометрии) защитного чехла со средством удержания его на обуви в цельном виде; на фиг.8 показано выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в виде треугольника со скругленным основанием;

на фиг.9 показано выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в виде овала;

на фиг.10 показано выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в виде треугольника, сопряженного с прямоугольником.

На фиг.1 - фиг.10 приняты следующие обозначения: 1 - защитный чехол; 2 - средство удержания защитного чехла 1 на обуви с элементами крепления 3; 4 - внешняя поверхность задней части пяточной области; 5 - тонкий (женский) каблук; 6 - нижняя наружная боковая поверхность чехла каблука; 7 - основание чехла каблука; 8 - средство удержания защитного чехла 1 на обуви, выполненное, например, в виде эластичной ткани (например, капрона); 9 - защитная накладка на основание каблука; 10 - прямоугольные прорези в защитном чехле 1 ; 1 1 - перфорированные отверстия в защитном чехле 1 ; 12 - отверстия по бокам защитного чехла 1 для крепления к нему средства удержания 2 защитного чехла 1 на обуви; 13 - выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в форме треугольника, сопряженного со скругленным основанием; 14— выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в форме овала; 15 - выполнение задней части защитного чехла каблука обуви в форме в форме треугольника, сопряженного с прямоугольником.

Лучший вариант осуществления изобретения

Приспособление для защиты задника обуви автомобилиста представляет собой защитный чехол 1 объемной выпуклой, например, чашеобразной формы и средство удержания 2 защитного чехла 1 на обуви с элементами крепления 3 (застежка, липучка, магнит и т.д.). Причем защитный чехол 1 выполнен с возможностью охвата внешней поверхности задника (задней части 4) и каблука 5 обуви.

Защитный чехол 1 выполнен из виброустойчивого упруго-эластичного, антистатического и негорючего полимерного материала, обладающего воздухопроницаемыми и противоскользящими свойствами, например, из силикона, толщиной от 0,4 мм до 12 мм, и характеризующегося при нормальных условиях следующим комплексом эксплуатационных характеристик: прочностью на разрыв от 0,5 МПА до 1 1 ,5 МПа, относительным удлинением при растяжении от 150% до 460 %, деформацией при сжатии от 2% до 20 %, твердостью по Шору А от 40 отн.ед. до 75 отн.ед., температурой эксплуатации от минус 70°С до + 250°С, плотностью от 1, 1 кг/м ³ до 1 ,55 кг/м ³ , эластичностью по отскоку от 40% до 65%, сопротивлением распространению надреза от 8 кг/м до 25 кг/м.

При этом возможно выполнение защитного чехла 1 и средства удержания 2 его на обуви как из единой заготовки, так и из разных материалов.

Особенностью выполнения защитного чехла 1 является то, что он может быть выполнен как постоянной толщины и плотности, так и с разной толщиной и плотностью в зоне охвата внешней поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а также основания каблука обуви, которые могут изменяться линейно, нелинейно или ступенчато.

Причем во втором (разновеликом) варианте выполнения толщина защитного чехла в основании каблука обуви в основном превышает толщину защитного чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука, а плотность материала защитного чехла в основании каблука обуви превышает плотность материала чехла в зоне охвата наружной поверхности задней части пяточной области и боковой поверхности каблука обуви.

Конструктивными вариантами выполнения защитного чехла является его выполнение с толщиной в основании 7 каблука обуви, которая превышает толщину чехла в зоне охвата внешней поверхности задней части 4 и нижней боковой поверхности (нижней части) 6 каблука, а также то, что плотность материала защитного чехла в основании 7 каблука обуви превышает плотность материала чехла в зоне охвата внешней поверхности задней части 4 пяточной области и боковой поверхности 6 каблука 5 обуви.

Конструктивными вариантами выполнения защитного чехла также является его выполнение как в виде в виде цельной конструкции для зоны охвата внешней поверхности задника (задней части) 4 и для каблука обуви, так и в виде в виде двух отдельных частей - отдельно для зоны охвата внешней поверхности задника (задней части) 4 и отдельно для тонкого (женского) каблука 5 обуви.

Еще одним вариантом выполнения защитного чехла является его выполнение из оптически прозрачного силикона с прозрачностью окрасок DE с источником света D65 в пределах 40-50, а также из оптически непрозрачного силикона.

Для повышения эксплуатационных характеристик защитный чехол может быть выполнен из силикона, наполненного мелкодисперсным порошкообразным наполнителем, в качестве которого используют диоксид кремния, или Аэросил, или микрокристалическую целлюлозу.

При необходимости приспособление может содержать более одного защитного чехла, т.е. оно может быть выполнено с возможностью одевания последующего чехла на предыдущий.

При необходимости защитный чехол может быть выполнен из гибких накладок с элементами фиксации 3 : отдельно для фиксации на внешнюю поверхность задней части 4 и на боковую поверхность каблука 6, а также для фиксации на основание 7 каблука обуви. Также защитный чехол может быть выполнен в виде отдельных клейких накладок без элементов фиксации 3.

Защитный чехол 1 также может быть выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы, изготовленной по определенной технологии. Память формы - это способность материала «запоминать» форму, которую он принимал (например, при нагревании) до определенного температурного порога, или без такого нагревания, и даже после охлаждения и деформации воспроизводить ее при нагревании до той же температуры (или без такого нагревания).

Такое выполнение защитного чехла обеспечивает при нажатии или дотрагивании на приспособление, выполненное из вышеуказанного материала, его закручивание в сверток (цилиндр). Это, в свою очередь, обеспечивает надежную фиксацию защитного чехла на задней части обуви.

На внутренней поверхности защитного чехла может быть расположена подкладка, выполненная как из тканого, так и из нетканого (например, полимерного) материала, как гигроскопичного, так и не гигроскорпичного, как съемная, так и несъемная (на фиг. 1 - фиг.10 она не показана и не обозначена).

Для облегчения общей массы защитного чехла без потери его эксплуатационных свойств чехол может быть выполнен сплошной конструкции с прямоугольными прорезями 10 или с перфорированными (круглыми или овальными) отверстиями 1 1 . При необходимости в защитном чехле могут быть выполнены отверстия 12 для крепления к нему средства удержания защитного чехла на обуви.

Задняя часть защитного чехла каблука обуви может быть выполнена или в форме четырехугольника тубообразной формы (см. фиг.7), или в форме круга, или в форме овала 14, или в форме треугольника 13, или в форме ромба или треугольника 15, сопряженных с прямоугольником. Также защитный чехол для каблука 5 обуви может быть выполнен стянутым в одном или в нескольких местах неэластичным или эластичным фиксатором, например, резинкой, или соединенным кнопочным креплением, или соединенным застежкой типа Велкро.

Средство удержания 2 защитного чехла 1 на обуви может быть выполнено из натуральной кожи, или из замши, или из заменителей кожи, или из капрона, или из эластичной ткани, или из неэластичной ткани, или из пластика.

Причем средство удержания 2 защитного чехла 1 на обуви может содержать резинки, или прорезиненную тесьму, или кнопочное крепление, или магнитные элементы для удержания защитного чехла на каблуке обуви, или ремешок, который выполнен с возможностью фиксации на ноге на крючке, или застежки-защелки, или липучую ленту, или застежку «молния», или застежку «петля-пуговица», или пуговицы с выступом в виде ушка или заклепки, или эластичный шнур, концы которого соединены друг с другом с образованием гибкой петли в виде кольца, или быть выполнено в виде неразъемного соединения.

Вариантами выполнения приспособления, направленного на удовлетворение эстетических запросов преимущественно женской аудитории пользователей является выполнение приспособления с декорированным тиснением, и/или аппликациями, и/или бисером, и/или стразами, или с элементами металла, в том числе драгоценного, например, золота, серебра, платины, алюминия, меди, или диамантов, а также колористическое исполнение.

При необходимости на внутренней поверхности защитного чехла может быть расположена подкладка: как съемная, так и несъемная, которая может быть выполнена как из тканого, так и из нетканого материала, в частности, из полимерного материала, например, полипропилена типа спанбонд.

Приспособление для защиты обуви автомобилиста используют следующим образом.

В частном примере, предварительно изготавливают приспособление в виде одного сплошного защитного чехла 1 (т.е. для зоны охвата внешней поверхности задней части 4 и каблука 5 обуви) объемной выпуклой (чашеобразной) формы совместно со средством удержания 2 защитного чехла 1 на обуви.

Защитный чехол 1 выполняют с возможностью охвата внешней поверхности задника (задней части) и каблука обуви. В данном примере защитный чехол 1 и средство удержания 2 его на обуви выполняют из разных материалов (соответсвенно силикона и эластичной ткани).

Для изготовления защитного чехла используют виброустойчивый упруго- эластичный, антистатический и негорючий полимерный материал толщиной 2 мм, наполненный микрокристалической целлюлозой, а также обладающий воздухопроницаемыми и противоскользящими свойствами. В данном примере используют ненаполненный оптически прозрачный силикон без подкладки с постоянной толщиной 2 мм и плотностью по поверхности защитного чехла 1.

Причем используемый материал защитного чехла характеризуется комплексом заявляемых физико-механических характеристик, в частности, прочностью на разрыв 10 МПа, относительным удлинением при растяжении 300%, деформацией при сжатии 10 %, твердостью по Шору А от 40 отн.ед., температурным пределом эксплуатации от минус 70°С до + 250°С, плотностью 1 ,25 кг/м ³ , эластичностью по отскоку 50%, а также сопротивлением распространению надреза 15 кг/м.

Элементы фиксации 3 средства удержания 2 защитного чехла на обуви выполняют из магнитных накладок.

После одевания приспособления на обувь (правой) ноги водителя приспособление надежно фиксируется элементами фиксации 3 средства удержания 2 к ноге водителя в течение всего времени находжения его в автомобиле.

По окончанию вождения и перед выходом из автомобиля приспособление легко снимается с обуви водителя, производится его визуальный осмотр, и при необходимости проведения очистки приспособления от загрязнений оно может быть легко и многократно очищено в домашних условиях (теплой водой с мылом). При этом средство удержания 2 может отделяться от защитного чехла 1 и затем без проблем высушено для последующего многократного использования.

Причем предлагаемая конструкция чехла и изготовление его из материала, обладающего заявляемым комплексом свойств, позволяет ноге и стопе водителя минимально пружинить в процессе вождения. В результате этого мышцы и сухожилия водителя расслабляются, циркуляция крови улучшается, а правая нога водителя намного меньше устает и не скользит по коврику автомобиля в процессе вождения. Это позволяет полностью сохранить чувствительность автомобилиста при нажатии на педали. Помимо этого, практически отсутствует изнашивание задника и каблука обуви водителя за счет обеспечения более плотного и надежного прилегания защитного элемента к заднику и боковым поверхностям обуви, в том числе к каблуку и его основанию, а также исключается непосредственный контакт указанных элементов обуви с ковриком или дном автомобиля.

Промышленная применимость

Используемый материал защитного чехла сформован на основе компонентов, которые производятся повсеместно. Предлагаемая конструкция чехла и изготовление его из материала, обладающего заявляемым комплексом свойств, позволяет ноге и стопе водителя минимально пружинить в процессе вождения. В результате этого мышцы и сухожилия расслабляются, циркуляция крови улучшается, правая нога водителя меньше устает и не скользит по коврику автомобиля. Это позволяет полностью сохранить чувствительность автомобилиста при нажатии на педали.

Техническим результатом предлагаемого решения также является практическое отсутствие изнашивания задника и каблука обуви водителей за счет обеспечения более плотного и надежного прилегания защитного элемента к заднику и боковым поверхностям обуви, в том числе к каблуку, а также исключается непосредственный контакт вышеуказанных элементов обуви с ковриком.

Кроме того, техническое решение не нарушает эстетического восприятия, а в случае применения вышеуказанных декоративных элементов даже украшает женскую обувь.