Děkuji mé vedoucí práce paní Ing. Kataríně Zelové, Ph.D. za cenné rady, odborné vedení a kvalifikovanou pomoc při vypracování této bakalářské práce. Dále pak děkuji panu Ing. Rudolfovi Třešňákovi za asistenci při měření v laboratořích katedry oděvnictví.
Firmě Svorto.cz s.r.o. děkuji za poskytnutí vzorků materiálů pro měření, bez kterých by tato práce nevznikla.
Na závěr děkuji mému partnerovi Ing. Nikolovi Knolovi za jeho velkou podporu, povzbuzení a trpělivost.
Tato bakalářská práce pojednává o hodnocení užitných vlastností vložek do bot.
Teoretická část práce je věnována analýze druhům vložek do bot dostupných na tuzemském a zahraničním trhu, rozboru vlastností a požadavků, které jsou na vložky do bot kladeny ze strany uživatele, přehled materiálů, použitých pro výrobu vložek do bot a stručný popis jejich výroby.
V experimentální části jsou popsána použitá měřící zařízení a vyhodnocení měření prodyšnosti, odolnosti vůči vodním parám, savosti, vysychavosti, tepelné odolnosti a tepelné vodivosti materiálů použitých pro výrobu vložek do bot.
Klíčová slova:
Vložky do bot, stélky do bot, vlastnosti vložek do bot, materiály vložek do bot.
ABSTRACT
This bachelor thesis is focused on insole properties evaluation. The theoretical part is dedicated to analysis of types of insoles available on the domestic and foreign markets, analysis of properties and requirements placed on insoles by users, an overview of materials used for insole production and a concise description of its production.
The experimental part describes the used measurement devices and evaluation of measured breathability, water vapour resistance, absorbency and dry-up properties.
It also outlines the heat resistance and thermal conductivity of materials used for insole production.
Keywords:
Insoles, foot-ware insoles, insole properties, insole materials.
Symbol, zkratka Název Jednotka
A zkoušená plocha textilie [cm2]
R prodyšnost [mm/s]
průměrná rychlost průtoku vzduchu [ml/s]
Rct tepelný odpor [m2.K.W-1]
Ret výparný odpor [m2.Pa.W-1]
q teplotní tok [W/m2]
λ měrná tepelná vodivost [W m-1 K-1]
dT/dx teplotní gradient [K m-1]
Thot teplota horké desky [°C]
Tcold teplota studené desky [°C]
KMX kritická vlhkost
ISO Internatilonal Organization for Standardization
CAD Computer Aided Design
CAM Computer Aided Manufacturing
PVC Polyvinylchlorid
PU Polyuretan
TPU Termoplastický polyuretan EVA Etylenvinylacetátový kopolymer GPS Global Positioning System
MMT přístroj Moisture Management Tester - M290 SGH přístroj Sweating Guarded Hotplate
95% IS 95% interval spolehlivosti
ÚVOD ... 10
1 CHARAKTERISTIKA A FUNKCE VLOŽEK DO BOT ... 11
1.1 FUNKCE VLOŽEK DO BOT ... 12
1.2 VLOŽKY DO BOT DOSTUPNÉ NA ČESKÉM I ZAHRANIČNÍM TRHU ... 14
1.2.1 Klasické vložky do bot ... 15
1.2.2 Zimní vložky do bot ... 15
1.2.3 Sportovní vložky do bot ... 16
1.2.4 Ortopedické vložky do bot ... 17
1.2.5 Gelové vložky do bot ... 20
1.2.6 Vložky do bot pro diabetiky ... 21
1.2.7 Další různé druhy vložek do bot ... 22
1.3 VLASTNOSTI A POŽADAVKY KLADENÉ NA VLOŽKY DO BOT ... 24
1.3.1 Trvanlivost a životnost ... 24
1.3.2 Fyziologické vlastnosti ... 25
1.3.3 Další vlastnosti vložek do bot ... 27
1.4 MATERIÁLY POUŽITÉ KVÝROBĚ VLOŽEK DO BOT ... 29
1.5 PRVKY OVLIVŇUJÍCÍ VÝSLEDNÉ VLASTNOSTI VLOŽEK ... 30
2 ANALÝZA VÝROBY A STRUČNÝ POPIS VÝROBY ... 32
2.1 KONSTRUKCE VLOŽEK DO BOT A STÉLEK ... 32
2.2 TECHNICKÉ NORMY ZKOUŠENÍ VLASTNOSTÍ VLOŽEK DO BOT ... 33
2.3 SÉRIOVÁ VÝROBA VLOŽEK DO BOT ... 33
2.4 PRINCIP VÝROBY ZÁKLADNÍ ORTOPEDICKÉ VLOŽKY ... 35
2.5 VÝROBA VLOŽEK DO BOT NA MÍRU... 35
2.5.1 Výroba vložek na základě digitální metody měření ... 36
2.5.2 Výroba vložek do bot na základě dynamického měření ... 37
2.6 NOVÉ A MODERNÍ TECHNOLOGIE VE VÝROBĚ VLOŽEK DO BOT ... 38
2.6.1 Dýchající a voděodolné podešve a stélky ... 39
2.6.2 Vyhřívané vložky do bot ... 41
2.6.3 3D tisk vložek do bot ... 43
3 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST ... 45
3.1 CHARAKTERISTIKA POUŽITÝCH MATERIÁLŮ ... 45
3.2 CHARAKTERISTIKA POUŽITÝCH ZAŘÍZENÍ ... 48
3.2.1 Měření na přístroji tloušťkoměr SDL M034A ... 48
3.2.2 Měření na přístroji AIR - PENETRATION SDL - M021S ... 49
3.2.3 Měření na přístroji MOISTURE MANAGEMENT TESTER - M290 MMT ... 49
3.2.4 Měření na přístroji Sweating Guarded Hotplate firmy MTNW USA ... 50
3.2.5 Měření na přístroji FOX 314 ... 51
3.2.6 Měření vysychavosti ... 52
3.3 VYHODNOCENÍ NAMĚŘENÝCH DAT ... 54
3.3.1 Vyhodnocení prodyšnosti vzorků materiálů vložek do bot ... 54
3.3.2 Vyhodnocení měření na přístroji MMT materiálů vložek do bot ... 56
3.3.3 Vyhodnocení měření vysychavosti materiálů vložek do bot ... 61
3.3.5 Vyhodnocení měření tepelné odolnosti ... 67
3.3.6 Vyhodnocení měření tepelné vodivosti ... 68
4 DISKUZE VÝSLEDKŮ ... 73
ZÁVĚR ... 78
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ... 80
SEZNAM OBRÁZKŮ ... 84
SEZNAM TABULEK ... 86
PŘÍLOHY ... 87
PŘÍLOHA 1:VZORKY MATERIÁLU PRO VÝROBU VLOŽEK ... 88
PŘÍLOHA 2:NAMĚŘENÍ DATA TLOUŠŤKY MATERIÁLU PRO VLOŽKY DO BOT ... 89
PŘÍLOHA 3:NAMĚŘENÁ DATA PRODYŠNOSTI MATERIÁLU PRO VLOŽEK DO BOT ... 90
PŘÍLOHA 4:NAMĚŘENÁ DATA NA PŘÍSTROJI MMT PRO MATERIÁLY VLOŽEK DO BOT, TABULKA S HODNOTÍCÍMI STUPNI PRO PŘÍSTROJ MMT ... 91
PŘÍLOHA 5:NAMĚŘENÁ DATA VYSYCHAVOSTI MATERIÁLŮ VLOŽEK DO BOT ... 93
PŘÍLOHA 6.NAMĚŘENÁ DATA NA PŘÍSTROJI FOX314 ... 95
PŘÍLOHA 7.VZORKY VLOŽEK DO BOT (KRABICE) ... 96
10
ÚVOD
Již mnoho staletí lidé znají vložky do obuvi. Ovšem díky velkému rozmachu moderních technologií v posledních desítkách let dnešní trh nabízí nepřeberné množství druhů vložek do bot pro širokou oblast použití. Dnes tedy můžeme vybírat ze spousty různých typů vložek dle jejich výsledných vlastností pro zamýšlené použití.
Široké odvětví vložek do bot je velmi asociováno se zdravotnictvím. To poukazuje na důležitost vložek do bot a jejich správnou volbu, protože od chodidel, správné volby obuvi a vložek do bot lze velmi ovlivnit zdravotní stav celého pohybového aparátu všech jedinců.
V dnešním světě, kde existuje spousta druhů výrobků v každém odvětví, je ale často velmi složité vybrat ten správný produkt s odpovídajícími vlastnostmi a kvalitou.
Mnoho výrobců pouze usiluje o to, aby získali zlomek trhu s ohledem na zisk, nicméně skutečná podstata, funkce a kvalita jsou často velmi zanedbávány. Kvalitní a funkční výrobky často najdeme především u renomovaných firem zaměřených na užší oblast použití, ovšem zpravidla za vyšší cenu. Stejně tak je tomu i u vložek do bot, pokud od nich očekáváme specifické vlastnosti.
Teoretická část této bakalářské práce obsahuje souhrnný popis užitných vlastností vložek do bot, jaké známe jejich druhy a funkce, seznamuje s použitými materiály pro různé kategorie použití vložek a uvádí analýzu požadavků kladených na vložky do bot.
V teoretické části se čtenář může ve stručnosti seznámit i s výrobním postupem vložek do bot v sériové a manuální kusové výrobě, ale také s novými a moderními funkcemi vložek do bot.
Praktická část práce popisuje postup měření vybraných užitných vlastností vložek do bot. Statistické zpracování a vyhodnocení naměřených dat prodyšnosti, odolnosti vůči vodním parám, managementu vlhkosti, vysychavosti, tepelné odolnosti a tepelné vodivosti poskytnutých vzorků vložek do bot od firmy Svorto.cz s.r.o.
Cílem bakalářské práce je zhodnotit vybrané užitné vlastnosti vložek do bot vzhledem k jejich materiálovému složení, které se různí podle druhu vložek do bot. Vyhodnotit, zda výsledky měření vlastností vložek do bot odpovídají jejich určení a vlastnostem, kterými jsou výrobcem charakterizovány.
11
1 CHARAKTERISTIKA A FUNKCE VLOŽEK DO BOT
Vložka do bot je přídavný prvek, který je možné vložit do obuvi (viz. Obrázek 1) a splňuje ergonomické požadavky lidské nohy, primárně zvyšuje komfort při nošení obuvi.
Pokud je konkrétní vložka vyrobena přímo do dané obuvi a tvarově přímo odpovídající vnitřnímu prostoru obuvi (vyrobena na stejném kopytě, jako obuv, do které je určena) a je výrobcem dodána jako součást obuvi, pak se jedná o "stélku" do bot. "Vložka"
do bot je univerzální a pořizujeme ji samostatně a je jí nahrazena nebo doplněna původní stélka obuvi, její velikost je možné dodatečně přizpůsobit tvaru boty.
Obrázek 1. Pozice vložky do bot uvnitř obuvi [1]
Na trhu jsou dostupné různé druhy vložek do bot, podle použití je lze rozdělit na klasické, zimní, sportovní, ortopedické a speciální. Liší se vlastnostmi, tvarem, použitým materiálem a přídavnými prvky, které ovlivňují jejich vlastnosti. Vložky se vyrábějí, jak z přírodních materiálů, tak i ze syntetických materiálů.
Vložky do bot si lidé pořizují z různých důvodů, z mého pohledu je tím nejdůležitějším pocit pohodlí při nošení obuvi, kdy je důležité zvolit správný druh vložky, aby přispívala ke zvýšení komfortu při chůzi. Vložky do bot nikdy nenosíme samostatně, proto jsou důležité i vlastnosti samotné obuvi, do které je vložka použita. Správný druh vložky bychom měli vybírat podle typu obuvi, ve které bude nošena, např. jiný druh vložky vybíráme do letní obuvi a jiný do zimní obuvi. Stejně tak důležitým faktorem ovlivňujícím vlastnosti vložky do bot je i prostředí, kdy je důležité její správné použití, aby nedocházelo k přehřátí nebo podchlazení nohou. Vložka je obvykle složena
12 z několika vrstev různých materiálu podle druhu použití. Tvar vložky do bot je opisem chodidla. V zadní části pod patou je užší než v pření části, kde je vložka v místě kloubů nejširší a pak se zužuje do vytvarované špičky dle tvaru prstů. Ve středu je vložka zúžena dle klenby chodidla (viz. Obrázek 2).
Obrázek 2. Univerzální vložky do bot s úpravou pro požadovanou velikost [2]
Některé typy vložek do bot jsou univerzální, co se týče velikosti, tudíž je nutné je před použitím zastřihnout na správnou velikost, z pravidla podle předlohy předtištěné na rubové straně vložky.
1.1 Funkce vložek do bot
V minulosti byla hlavním účelem vložky do bot především krycí schopnost.
Uplatňovala se k zakrytí všech neestetických prvků, které se nacházejí ve vnitřní části obuvi. Dnešním úkolem vkládací stélky je zvyšovat pohodlnost nošené obuvi.
Na obrázku (viz. Obrázek 3) jsou uvedeny důležité funkce, které vložky do bot nabízejí.
Obrázek 3. Rozdělení funkcí vložek do bot
Funkce vložek do bot je dána vlastnostmi každé vložky, konstrukcí, použitým materiálem a potřebami, které na vložku klade uživatel.
Funkce vložek do bot
Ochranná funkce
Funkce podpory pro správnou chůzi
Funkce fyziologického
komfortu
Estetická funkce
Speciální funkce
13 Ochranná funkce vložek do bot:
chrání chodidlo před oděrem o spoje a vnitřní konstrukci obuvi,
vyrovnávají a eliminují nerovnosti vnitřního povrchu podešve obuvi,
změkčují došlap a tlumí rázy při došlapu,
chrání obuv před nečistotami, které vniknout do obuvi nejčastěji při nazouvání,
chrání obuv před přímým vlivem agresivního potu,
chrání obuv před zvýšeným třením během chůze.
Funkce podpory pro správnou chůzi vložek do bot:
nabízejí zpravidla sportovní a ortopedické vložky do bot,
vložky zajišťují celkovou stabilitu pohybového aparátu,
vytvarování vložek podle chodila, za účelem podpory celého chodidla a eliminaci jeho přirozeného vybočování – korekce,
zajišťují podporu příčné a podélné klenby.
Funkce fyziologického komfortu vložek do bot:
přispívají k pocitu pohodlného nošení obuvi,
zajišťují udržení tepla v obuvi, aby nedocházelo k prochladnutí nohou,
zajišťují prodyšnost, aby se nohy nepřehřívaly,
zajišťují absorpci vodních par – potu, snižuje vlhkost uvnitř obuvi,
doplňkové vlastnosti vložek ovlivňující podmínky uvnitř obuvi v teplém, mírném nebo studeném prostředí a podle způsobu použití s cílem zachování komfortu při nošení,
vymezují vůli v případě volné obuvi.
Estetickou funkci vložek do bot:
zakrývají vnitřní konstrukci obuvi,
designově doplňují módní obuv dle současných módních trendů,
možnost individuálního přizpůsobení dle potřeb uživatele,
provedení existuje v široké paletě barev, nejčastěji pro barevné doladění obuvi, jindy pro eliminaci viditelného zašpinění či barvových změn způsobených nošením (viz. Obrázek 4).
14 Obrázek 4. Barevné změny vložek do bot způsobené nošením [3]
Speciální funkce vložek do bot:
antibakteriální funkce – eliminuje tvorbu plísní a množení patogenních mikrobů, a tím i nepříjemného zápachu nohou a obuvi,
parfémované vložky,
extrémní změkčení obuvi (pro sportovní nebo zdravotní účely),
zpevnění chodidla – vysoká patní miska,
masážní vložky – stimulující chodidla,
hřejivé – s přídavkem skořice,
temperované vložky (elektronické),
chytré vložky do bot – komunikují s mobilním telefonem přes Bluetooth.
1.2 Vložky do bot dostupné na českém i zahraničním trhu
V současné době je na trhu nabízeno mnoho druhů vložek do bot s velkou škálou vlastností. Vložky jsou dostupné v kamenných obchodech s prodejem obuvi a doplňků, v obchodech se specializací na prodej zdravotnických pomůcek, na webových stránkách internetových obchodů a také přímo u výrobců vložek, stejně tak i ve vybraných lékárnách, je možné vložky zakoupit. Před samotným nákupem vložky do bot je potřeba zvážit v jakých botách bude vložka nošena, jaké funkce bude vložka v obuvi plnit a jaké vlastnosti od vložky očekáváme či požadujeme jako uživatelé.
Na obalu jsou vždy uvedeny nejdůležitější funkce a vlastnosti, které vložku charakterizují a z jakých materiálů je vyrobená. Na základě těchto informací se může
15 uživatel rozhodnout, jakou vložku si koupit, aby splňovala požadavky, které od ní budoucí uživatel očekává.
Rozdělení vložek do bot:
Klasické vložky do bot
Zimní vložky do bot
Sportovní vložky do bot
Ortopedické vložky do bot
Gelové vložky do bot
Vložky do bot pro diabetiky
1.2.1 Klasické vložky do bot
Klasické vložky do bot nabízejí základní funkce a vlastnosti. Vložky jsou vyrobeny z pevných materiálů, které jsou zároveň měkčího charakteru, aby byl zajištěn měkký došlap při chůzi. Přidáním různých látek do použitého materiálu, nabízejí vložky další vlastnosti, jako je např. příjemná vůně, pohlcování pachů a s tím spojený svěží pocit při nošení. Klasické vložky jsou vyráběny i s antibakteriální funkcí, aby bylo zabráněno tvorbě plísní a bakterií, díky čemuž je potlačována tvorba zápachu nohou a v obuvi.
Tyto vložky jsou vyráběny ze savých materiálů, které absorbují vlhkost při pocení nohou. Klasická vložka do bot je vyrobena z jedné či dvou vrstev materiálu - povrchový materiál a nosná část vložky (viz. Obrázek 5). [2], [4], [5]
Obrázek 5. Klasické vložky do bot [6]
1.2.2 Zimní vložky do bot
Pro výrobu zimních vložek do bot jsou použity materiály, které velmi dobře udržují teplo v obuvi, dobře izolují a absorbují vlhkost. Při výrobě mohu být přidávány
16 do použitých materiálů látky, které podporují hřejivost. Další vlastnosti mohou mít podobné jako u klasických vložek do bot např. pohlcování pachů, příjemná vůně, antibakteriální vlastnosti a další. Zimní vložky jsou často podpořeny vložením hliníkové fólie (viz. Obrázek 6), která velmi dobře izoluje a jsou složeny ze dvou a více vrstev.
[2], [4], [5]
Obrázek 6. Zimní vložky do bot s hliníkovou folií [6]
1.2.3 Sportovní vložky do bot
Sportovní vložky do bot jsou zaměřeny na individuální potřeby uživatele. Jejich konstrukce je tvořena z pevných materiálů oproti klasickým a zimním vložkám do bot.
Jsou vyrobeny z několika vrstev materiálů, mají rozdílnou tloušťku v místě paty, nártu a prstů tak, že svým ergonomickým tvarem kopírují celé chodidlo. V místech došlapu jsou umístěny prvky, které odpruží chodidlo a podporují měkký došlap při sportu. [7], [8]
Sportovní vložky sériové výroby jsou rozděleny podle individuální potřeby sportovce na vložky s nízkou, střední a vysokou klenbou. V pření části je umístěn tlumící polštář, aby při došlapu docházelo k odlehčení přetěžovaného přednoží, vložka je v tomto místě tenčí (viz. Obrázek 7) a perforovaná. Perforace napomáhá k odvětrávání a průchodu vlhkosti z obuvi do vnějšího prostředí. 3D konstrukce podporují podélné a příčné klenby a zajišťují optimální rozložení tlaku na celou plosku chodidla (viz. Obrázek 8).
Vložka může být složena z několika pevných komponentů, které mají různé vlastnosti, jako např. biomechanické vedení paty, podpora příčné a podélné klenby, komfort a pohodlí při sportu, eliminace tvorby zápachu díky cirkulaci vzduchu uvnitř obuvi a prevence proti tvorbě puchýřů. [7], [8]
17 Obrázek 7. Sportovní vložka do bot Activ Mid
Arch [7]
Obrázek 8. Konstrukce běžecké vložky do bot CurrexSole Runpro [8]
Sportovní vložky vyrobené na míru mají konstrukčně velice blízko k ortopedickým vložkám do bot. Tato vložka je vyrobena podle otisku konkrétní nohy, tudíž přesně kopíruje celou plosku nohy.
Funkce a vlastnosti sportovních vložek do bot jsou zaměřeny na fyziologický komfort při sportu. Na trhu jsou dostupné různé druhy těchto vložek, podle vykonávaného druhu sportovní aktivity např. běžecké, cyklistické, golfové atd. Při sportu se nohy mohou rychle potit, přehřát nebo se naopak mohou ochlazovat až omrznout, proto jsou důležitými vlastnostmi pro tento druh vložek prodyšnost, propustnost vodních par, savost a tepelná izolace. Z pravidla mají i důležité funkce podpory klenby chodidla, prvky tlumící otřesy a nárazy, podporují správné držení těla a celkovou stabilitu pohybového aparátu. [9]
Sportovní vložky přispívají k optimalizaci přenosu pohybové energie a zvýšení výkonnosti sportovce.
1.2.4 Ortopedické vložky do bot
Ortopedické vložky jsou považovány za zdravotnický prostředek určený k umístění v obuvi ke spolupůsobení na plantární povrch nohy nositele. V praxi se můžeme setkat i s jinými názvy pro takový zdravotnický prostředek, např. zdravotní vložky nebo protetické vložky. Podpůrné ortopedické vložky mají za úkol nejen správně podepřít tělo, přispět k narovnání celé kostry a napomoci rozložit tlak nohy (viz. Obrázek 9), ale hlavně zajistit zvýšení mechanické funkce nohou. Ortopedické vložky podporují
18 příčnou a podélnou klenbu nohy, pevné vedení paty, odlehčení pro šlachy a konstrukci upravenou tak, aby nedocházelo k přetížení nohou. [1], [10]
Nejčastější příčinou vzniku vad nohou je nošení nevhodné obuvi. Často je zapříčiněno již v dětství, kdy rodiče obouvají dětem malé boty, velké boty nebo boty již použité a poškozené předchozím nošením. To potvrzuji i studie zabývající se existencí významných rozdílů mezi délkovými rozměry nohy a vnitřním rozměrem nošené domácí a vycházkové obuvi u dětí školního věku. Z výsledků vyplívá, že pouze dvě pětiny dětí rodiče obouvají vyhovující obuvi. Rodiče, kteří obouvají své děti do nevhodné obuvi, tím přispívají k deformacím nohou, které se projeví později a jsou řešeny korekcí nohou pomocí ortopedických vložek. Pro tyto vady jsou nejvhodnější ortopedické vložky vyrobené na míru, dle prognózy, kterou stanoví lékař. [11]
Obrázek 9. Funkce stabilizačního segmentu na držené celého těla [10]
Ortopedické vložky sériové výroby je možné zakoupit dle vlastního uvážení nebo po odborné poradě se specialistou v obchodech zaměřených na tuto problematiku.
Zpravidla mají základní prvky charakteristické pro ortopedické vložky a to podpora příčné a podélní klenby, ve středu vložky je umístěno srdíčko (viz. Obrázek 10), které napomáhá v podpoře klenby, léčí příčné plochonoží a je prevencí při nadměrné zátěži nohou. Konstruovány jsou tak, aby ergonomicky kopírovaly chodidlo nohy a zároveň protetické prvky, které jsou pro ně charakteristické, plnily svoji úlohu při chůzi. [1], [4], [5]
19 Obrázek 10. Ortopedická vložka do bot se srdíčkem [1]
Ortopedické vložky na míru jsou velice spjaty s medicínou, kdy jsou potřeby kladené na ortopedickou vložku diagnostikovány nejdříve odborným lékařem a na základě jeho lékařské zprávy si nechá pacient vložky vyrobit u specializovaných protetických firem, které jsou přímo zaměřeny na výrobu předepisovaných ortopedických pomůcek.
Ortopedické vložky jsou složeny z několika různých vrstev, jak měkkých, tak i z tvrdých prvků. Kompenzují především postižení plosek nohou, korigují vadné postavení nohy, podporují podélnou a příčnou nožní klenbu, vyrovnávají rozdíly v délce dolních končetin do 1,5 cm a odlehčují bolestivá a přetížená místa, např. patní ostruhy, hlavice metatarzů či otlaky. [10], [12]
Ortopedické vložky s podpůrným stabilizačním segmentem mají v ¾ délky nohy umístěný stabilizační segment, který je pevně spojený s ortopedickou vložkou a jeho úloha je snímat plantární povrch chodidla, mají dostatečnou tuhost a tvar, aby zajistily správnou kontrolu pohybu nohy. Funkcí těchto ortopedický vložek je především korekce složitých vad nohou. Konstrukce ortopedické vložky se stabilizačním segmentem se skládá ze tří částí (viz. Obrázek 11) a - ortopedická vložka, b – tvarový dílec ve tvaru stélky, c – pevný stabilizační segment. [10]
Obrázek 11. Konstrukce ortopedické vložky se stabilizačním segmentem [10]
20
Měkké a pevné ortopedické vložky
Z hlediska účinnosti rozlišujeme ortopedické vložky termínem měkké a pevné.
Měkké ortopedické vložky jsou zpravidla vyrobeny z jedné nebo více vrstev elasticky stlačitelných pěnových materiálů, které jsou v různých místech vložky slabší či silnější, dle potřeb zákazníka. U měkkých ortopedických vložek je obtížné vzhledem k jejich flexibilním vlastnostem vyvinout potřebnou míru kontroly nad pohybem nohy. Proto jsou někdy vložky dále vyztužovány pomocí přidávání různých výztužných nebo podpůrných prvků, které jsou vyrobeny z méně stlačitelných materiálů, ale i přesto dosahují poměrně malého účinku pokud přepokládáme, že kontrola nad pohyby nohou je nejzásadnější. Problém těchto vložek vzniká též při nákupu, kdy si uživatel koupí obuv, která mu dobře padne na nohu s původní relativně tenkou stélkou a později chce aplikovat ortopedickou vložku. Dochází ke stlačování nohy proti svršku, což způsobuje nepohodlí a případné vytvoření oděrek a puchýřů. [10]
Pevné ortopedické vložky jsou tenčí než měkké ortopedické vložky, a proto se více hodí pro použití ve vycházkové a sportovní obuvi. Tyto kvalitní ortopedické vložky nabízejí perspektivu zvýšení kontroly nad správným pohybem nohy, což je podstatné zejména pro obuv, která je typická pro dlouhodobou a jednostrannou zátěž a dochází k maximální eliminaci poruch celého pohybového ústrojí. [10]
1.2.5 Gelové vložky do bot
Gelové vložky do bot jsou charakteristické především tím, že účinně tlumí nárazy a pomáhají snižovat nadměrný tlak vznikající při chůzi. Vložku tvoří jedna a více gelových vrstev (viz. Obrázek 12). Jsou navrženy tak, aby podporovaly klenbu a dopadové odpružení pro paty, kolena a kotníky. Ve vložce je integrovaná ergonomicky tvarovaná gelová vsadka, která poskytuje právě efekt odpružení a pohlcování otřesů. [4]
Obrázek 12. Gelová vložka do bot [4]
21 1.2.6 Vložky do bot pro diabetiky
Pacienti s onemocněním diabetes mají velice citlivé nohy se sklonem k tvorbě plísní, vředů, otevřených rán, které je nutné chránit před otlačením. Při volbě vložek do bot pro toto onemocnění (viz. Obrázek 13) je velmi důležité vybrat správný materiál. Pro účely správného výběru bylo provedeno testování ortopedických vložek na Polytechnické Univerzitě v Hong Kongu, publikováno v odborném časopisu VA Health Care v roce 2014. [13]
Obrázek 13. Diabetická vložka do bot [14]
Polymerní materiály ethylen-vinyl acetát EVA a pěnový pelyethylen PE jsou obecně velmi využívány pro účely výroby ortopedických vložek z důvodů jejich dostupnosti v širokém rozsahu tvrdosti, tloušťky, hustoty a různorodých strukturálních a mechanických vlastností. Pro testování byly použity pěnové modifikace těchto materiálů s tvrdostí 18-58 Shore a hustotou 0,08 – 0,36 g/cm3. Následně byly měřeny především vlastnosti odrazivosti, stlačitelnosti, tlumivosti, teplotní komfortnost, propustnost vodních par, smykový odpor, koeficient tření. Z testování vyplynulo, že tření a smykové napětí mezi vložkou a ponožkou je výrazně nižší než napřímo vložkou a pokožkou a zároveň, že vlastnosti absorpce a tepelného komfortu přímo závisí na hustotě, velikosti pórů materiálu a tloušťce vložky. Tyto poznatky a porovnání jsou velmi důležitými pro porozumění tzv. výkonnostnímu indexu, předepisovanému lékaři při léčbě pacientů s diabetes. Pro správný výběr materiálu ortopedické vložky do bot je tento výkonnostní index velice důležitým faktorem, kterým by měl být optimálně zvolen takový materiál, jenž dokáže udržet takové mikroklima v obuvi pro lidi postižené diabetes, aby pro ně bylo nošení obuvi nezávadné, ba naopak léčebné.
Podle tvrdosti a daných výkonnostních indexů lze různé oblasti vložek do bot
22 kombinovat a zlepšovat tak mikroklima (včetně lokální změny tvrdosti) v konkrétních oblastech, kde je pokožka na noze narušena otevřenými vředy.
Testování proběhlo v laboratorních podmínkách, nikoli měřením skutečných hodnot v obuvi, je proto nutné při volbě materiálů zohlednit i komplexní stav nohou a obuvi, do níž jsou vložky určené. [15]
1.2.7 Další různé druhy vložek do bot
Mimo výše uvedené druhy a typy vložek do bot, určené pro různé účely, lze na českém trhu získat i další dostupné druhy vložek do bot (viz. Tabulka 1). Většinou se jedná o vložky se specifickými vlastnostmi pro účelné užití, nicméně sériově vyráběné a tedy univerzální.
Tabulka 1. Vložky do bot dostupné na trhu
Název vložky Funkce a vlastnosti vložky Foto vložky
Skořicové vložky do bot
- působí proti zápachu - absorbují vlhkost - příjemně voní
- působí protizánětlivě - antibakteriálně
Plyšové vložky do bot
- kryjí nerovnosti - udržují teplo
Vložky do bot Sahara
- odolnost proti klouzání - zabraňují pocení
Gultio vložky do bot
- hygienické - aromatizované - masážní - antibakteriální
Vložky do bot Termo Soles
- vyhřívané vložky do bot
23 Vložky do bot z líné pěny
- minimalizují tvorbu mozolů
- otlaků a kuřích ok - absorpce vlhkosti - antibakteriální Magnetické vložky do
bot
- simulují chůzi na boso - masírují
Vložky s tekutým gelem
- masírují, aktivují svaly - sají pot
Ortopedické vložky do bot s ovčím rounem
- izolují teplo - hřejí
- podpora příčné a podélné klenby
Zdravotní vložky do bot Crocs
- šok-absorbující - zápachu odolné
Biomechanické aktivní stélky
- správná funkce chodidla
Akupresurní vložky do bot
- podpora při hubnutí
Na českém trhu lze najít velké množství firem, které distribuují vložky do bot různých druhů, avšak skutečně českých výrobců s vlastním výrobním závodem v České republice je minimum. Většina firem sice má sídlo firmy v Čechách, ale výrobcem je buď jiná firma, nebo mají výrobní zázemí mimo sídlo firmy - nejčastěji v Asii. Takto dnes funguje například světoznámá firma s tradicí, firma Baťa. V tabulce (viz. Tabulka 2) níže, je uveden stručný přehled tuzemských výrobců vložek do bot a současně zahraničních výrobců, jejichž vložky jsou dostupné i na českém trhu.
24 Tabulka 2. Výrobci vložek na českém a zahraničním trhu
Výrobci na tuzemském trhu Výrobci na zahraničním trhu
Svorto.cz Superfeet
Sanomed Sidas.cz
VANIMAR CZ Scholl
PEDI+ Spenco
Egon BEST FOR NET s.r.o.
Baťa Green Apple
1.3 Vlastnosti a požadavky kladené na vložky do bot
Charakteristické vlastnosti pro vložku jsou uvedeny na obale, některé vlastnosti uživatelé zjistí či odhalí až při užívání. Jejich požadavky se liší podle použití a zvoleného druhu vložky do bot. Během užívání jsou vložky namáhány, ohýbány, stlačovány, odírány, působí na ně teplo a pot. Vložky do bot by měly mít dostatečnou tuhost a tvar, měly by splňovat podmínku dostatečné flexibility a být trvanlivé a s dlouhotrvající správnou funkčností při jejich používání, odolné proti opotřebení a dalším zdrojům selhání.
1.3.1 Trvanlivost a životnost
Trvanlivost je schopnost odolávat poškození a opotřebení. Při nošení jsou vložky do bot vystavovány neustálému namáhání a následnému opotřebovávání (viz. Obrázek 14). Čím častěni je obuv obouvána a vyzouvána, tím větší je opotřebení a snižuje se životnost vložky do bot. Proto je velmi důležité, aby byl materiál, ze kterého jsou vložky vyrobeny odolný a schopný tomuto náporu odolat. Vložka musí mít odolný povrchový materiál, ale zároveň by měla být v celku měkká, aby tlumila náraz nohy při došlapu. Vložky do bot mohou ztrácet svoji funkčnost dříve, než dojde k zásadnímu poškození celé obuvi, tudíž je uživatel nucen ke koupi nových vložek.
Trvanlivost vložek do bot ovlivňuje mnoho faktorů např. použitý materiál, technologie zpracování, způsob použití, způsob ošetření celé obuvi, individuální přístup k údržbě obuvi a další faktory ovlivněné individualitou každého uživatele.
25
Obrázek 14. Poškozené a opotřebené vložky do bot [16]
Odolnost vůči oděru
Nošením obuvi je vložka vystavována tření, které následně materiál oslabuje a může postupně docházet k jeho poškození. Vložky jsou namáhány při chůzi stlačováním, časnému nazouvání a vyzouvání obuvi, proto by měly být vyrobeny z materiálů, které budou odolné vůči neustálému odírání.
Stálobarevnost
Užíváním vložek do bot může docházet ke změně odstínu oproti původní barvě. Proto je důležitá dobrá přilnavost barviva k materiálu již při barvení. Změny odstínu vybarvení mohou vznikat třením nebo působení potu na barevný materiál.
Žmolkovitost
Žmolkovitost může být jedním z nežádoucích účinků vložek do bot, která je způsobena třením materiálů o sebe. Žmolky by neměly být při došlapu na chodidlo cítit, jsou pouze estetickou záležitostí.
1.3.2 Fyziologické vlastnosti
Fyziologické vlastnosti lze považovat jako nejdůležitější vlastnosti vložek do bot.
Uživatel by měl mít při nošení obuvi pocit komfortu, teplota uvnitř boty by měla být příjemná. Obuv a vložka by se měly umět přizpůsobit na reakce organizmu, když se začne tělo či nohy zahřívat, potit a ochlazovat. Je důležité, aby nohy byly v suchu
26 a teple, přebytečné teplo, aby odcházelo z obuvi ven a stejně tak i pot ve formě vodních par. Významnou vlastností je i tepelná izolace vložek do bot, udržují nohy v teple, ale zároveň by nemělo docházet k přehřívání.
O důležitosti fyziologických vlastností vypovídá i výzkum mikroklimatu uvnitř obuvi provedeného státním vědeckým centrem v Polsku v roce 2011-2013 bylo zjištěno, že fyziologické podmínky v obuvi úzce souvisí s pocitovým komfortem při užívání dané obuvi a její trvanlivosti. Tedy vliv materiálů uvnitř obuvi, stejně tak i stélek nebo vložek do bot, na pocitový komfort a hygienickou trvanlivost obuvi – především stélek nebo vložek do bot. [17]
Tento výzkum byl zaměřen především na studium mikroklimatu v obuvi, konkrétně celogumové uzavřené obuvi, kde jsou podmínky uvnitř obuvi zcela nejnepříznivější.
Během výzkumu byla sledována závislost tvorby potu na zvýšené pohybové aktivitě a současně pociťovaného komfortu, tedy primárně hodnoty teploty, vlhkosti, přírůstku hmotnosti obuvi, ponožek a vložek do bot, ale současně také krevního toku v dolních končetinách (tzv. impedance plethysmography) a subjektivního pocitu komfortu. [17]
Statistickým vyhodnocením výzkumu bylo zjištěno, že oproti stacionárnímu stavu vzrostla při zvýšené aktivitě reálná teplota o 10%, zatímco relativní vlhkost v chodidlové oblasti byla zvýšena o 50%. Krevní tok v současné chvíli vzrostl o 33%, což indikuje vyšší úroveň prokrvení dolních končetin. [17]
I přestože teplota vzrostla pouze o 10 % a zásadně významněji se zvýšila vlhkost, pociťováno bylo především nekomfortní zvýšení tepla v obuvi. Při aktivitě se dolní končetiny se více prokrvují, tedy zahřívají, na což lidské tělo reaguje přirozeným ochlazovacím mechanizmem – zvýšenou produkcí potu. V takovém prostředí zároveň dochází i rychlejšímu rozkladu organických látek obsažených v potu a rozvoji patogenních bakterií a plísní. [17]
Cílem konstrukce bot a všech jejich komponentů, tedy především stélek a vložek do bot, protože jsou v přímém kontaktu s chodidlem dolní končetiny, by měla být orientace na volbu materiálů s vysokou sorpční schopností, prodyšností a antibakteriálními schopnostmi. Podobnými vlastnostmi disponují například superabsorpční polymery, mikrovlákenné textilie. [17]
Výzkumem bylo dokázáno, že komfort uvnitř obuvi velice závisí na celkovém mikroklimatu uvnitř obuvi, především ale na úrovni vlhkosti. [17]
27
Prodyšnost
Je schopnost propouštět vzduch skrz textilii. Především u sportovních vložek do bot, kdy dochází k zatížení organizmu a vniká teplo, je důležité, aby procházel vzduch skrz vložku a nohy byly ochlazovány a nedocházelo k jejich přehřívání. Prodyšnost je u vložek do bot nežádoucí především, když se pohybujeme v chladném prostředí a je potřeba, aby bylo v obuvi udržováno teplo.
Propustnost vodních par
Jedná se o prostup vodních par skrz oděvní systém do okolního prostředí. Pro vložky do bot je tato vlastnost velice důležitá, při užívání obuvi se nohy potí a proto požadujeme od vložky do bot, aby byla paropropustná a pot skrze ni mohl procházet do okolí. Proto je většina vložek do bot perforovaná, buď jen částečně, nebo celá.
V opačném případě nemůže pot odcházet a hromadí se v obuvi, nohy jsou pak vlhké, pot nepříjemně studí a nohu ochlazuje, což může vést k prochladnutí.
Tepelná izolace
Tepelná izolace udržuje tělesnou teplotu zachycením (akumulací) tepla, které tělo vytváří. Tato vlastnost je charakteristická především pro zimní vložky do bot a vložky.
Uživatel očekává, že vložka do bot bude dobře izolovat a udrží teplo v obuvi. Tato vlastnost je nejčastěji podpořena vložením hliníkové fólie, která velice dobře izoluje.
Nasákavost
Nasákavost je schopnost materiálu přijímat vodu. Důležitou vlastností vložek do bot je vysoká nasákavost, kdy je pot skrz horní vrstvu odváděn do vnitřku vložky, od které očekáváme, že je ze savých materiálů, které pot absorbují do sebe.
Vysychavost
Při nošení vložky do bot dochází k absorpci potu dovnitř vložky a je potřeba, aby mezi frekvencí nošení, stihla vložka v obuvi vyschnout a došlo přenesení vlhkosti do okolního prostření. To můžeme urychlit vyjmutím vložky z obuvi a nechat ji vysychat samostatně.
1.3.3 Další vlastnosti vložek do bot
Mimo obecné vlastnosti vložek do bot uvedené výše lze zmínit i další, jako jsou například důležité antibakteriální vlastnosti, voňavost, klouzavost nebo hřejivost. Tyto
28 další vlastnosti primárně zlepšují komfort při užívání, hygienu a prodlužují životnost vložek, ale i obuvi.
Antibakteriální vlastnosti
Antibakteriální vlastnosti výrazným způsobem přispívají ke zlepšení hygieny a zároveň zajišťují nezávadné mikroprostředí v obuvi, což je velice důležitým požadavkem ze strany uživatele. Pomocí antibakteriálních účinků vložek do bot jsou likvidovány množící se bakterie, viry, plísně a kvasinky a zároveň je potlačován zápach, který vzniká činností nežádoucích mikroorganismů na pokožce nohou a v obuvi.
Antibakteriální vlastnosti vložek nejčastěji zaručuje přítomnost stopového množství aktivního stříbra a dalších kovů, aktivního uhlí, Aloe Vera a skořice nebo případně biocidních složek na bázi jódu obsažených v jedné z vrstev (nanovrstev) vložky. [18]
Aromatizace
Velmi úzce souvisí s antibakteriálními vlastnostmi vložek do bot, u nichž je eliminována tvorba škodlivých mikrobů, tedy i potenciální zápach vložek a obuvi.
Aromatizaci lze chápat jako podporu antibakteriálního efektu, tedy pocit čistoty.
Nejčastěji je zprostředkována parfémováním jedné z vrstev vložky do bot, přítomností skořice, aloe vera, kokosu, zeleného čaje nebo jiných příjemně voňavých látek.
Klouzavost
Klouzavost chodidla po svrchní vrstvě vložky do bot při chůzi je pro uživatele nepříjemnou, dokonce i nebezpečnou vlastností. Pokud dochází ke skluzu chodidla po vložce, nejen že se snižuje její životnost, ale především hrozí vznik puchýřů na chodidlech. Povrch vložky by měl být z materiálů, které při běžné chůzi zabraňují skluzu chodidla po vložce do bot. Zároveň je však nutné, aby se vložka neklouzala v obuvi, proto je vhodné, když je opatřena protiskluzovou spodní vrstvou zabraňující pohybu vložky uvnitř obuvi.
29
1.4 Materiály použité k výrobě vložek do bot
Vložky do bot jsou obecně určeny k zlepšení funkce obuvi. Protože je ale obuv vyráběna pro různé druhy užití, je nezbytné, aby účel užití respektovaly i vložky do bot.
Volba materiálu pro výrobu vložek je silně odvislá od způsobu použití vložky a požadovaných vlastností. Tabulka 3 (viz. Tabulka 3) znázorňuje souhrnné rozdělení materiálů pro dané kategorie použití. Pro získání širšího spektra vlastností se vložky do bot vyrábí z vrstvených materiálů, kdy každý materiál přináší vložce charakteristické vlastnosti.
Tabulka 3. Přehled použitých materiálů pro vybrané druhy vložek
Druh vložek Povrchový materiál Nosný materiál
Klasické vložky do bot
- tkanina - textil - mikroplyš - kůže - bavlna
- paměťová pěna - latexová pěna - šlehaný latex
Zimní vložky do bot
- vlna, ovčí rouno - bavlna
- polyester - mikroplyš - froté - fleece - kožešina
- paměťová pěna - latexová pěna - šlehaný latex - vlna
- fleece
Sportovní vložky do bot
- polyester - tkanina - kůže
- plastový výlisek - paměťová pěna - silikon, gel - EVA
Ortopedické vložky do bot
- kůže - bavlna
- plastový výlisek, - paměťová pěna - latexová pěna - korek
- pryž Gelové vložky do bot - textil
- polyester
- gel
30
1.5 Prvky ovlivňující výsledné vlastnosti vložek
Do materiálů, ze kterých se vložky zpracovávají, jsou přidávány různé prvky a látky, které ovlivňují výsledné vlastnosti vložek nebo jsou dále upravovány vložky jako celek.
Vložky, které, jsou zpracovány s přídavkem aktivního uhlí, přispívají k pohlcování pachů a boji proti zápachu nohou. Obsah aktivního stříbra ve vložce přináší vysoce komfortní antibakteriální vlastnosti zabraňující tvorbě bakterií a působení proti nepříjemnému zápachu, což je také podpořeno přídavkem různých dlouhotrvajících parfémovaných směsí. Antibakteriálně také působí vložky s výtažkem z Aloe Vera, které má také protizánětlivé a zklidňující účinky pro citlivou pokožku nohou. Speciální látky z termoaktivních polyesterových vláken přispívají nárokům kladeným na ventilaci a udržení sucha v obuvi. Prodyšnost vložek do bot je často podporovaná jejich perforací. V tabulce 4 (viz. Tabulka 4) jsou uvedené některé přidané prvky s jejich vlastnostmi či funkcí, kterým přispívají.
Tabulka 4. Vliv přidaných prvků na výsledné vlastnosti
Prvky přidávané do materiálů
Pohlcování pachů
Vůně / Tlumení zápachu
Antibakteriálnost / Protizánětlivé
vlastnosti
Zklidňující účinky
Aktivní uhlí x x
Aktivní stříbro x x x
Parfémové látky x
Aloe Vera x x
Skořice x x x
Zázvor x
Vložky se vyrábí z různých materiálů, které jsou použity podle druhu vložky a funkce, kterou vložka nabízí. Stručný přehled materiálů a jejich funkce u vložek do bot je uveden v tabulce 5 (viz. Tabulka 5). Nosnou částí vložek do bot je převážně latexová pěna nebo šlehaný latex, který tlumí došlap a zároveň podporují cirkulaci vzduchu uvnitř obuvi. Zimní vložky do bot jsou vyrobeny především z materiálů, které jsou hřejivé jako vlna, froté, fleece a nejčastěji jsou podpořeny vložením hliníkové fólie
31 do spodní vrstvy, která velice dobře izoluje teplo v obuvi. Významnou vlastností pro uživatele je absorpce vlhkosti, kdy dochází k odvodu vyprodukovaného potu od těla do vnitřku vložky do bot.
Tabulka 5. Vliv použitých materiálů na výsledné vlastnosti
Materiály
Cirkulace vzduchu / Termoventilace
Absorpce vlhkosti
Tlumení / Měkký
došlap
Teplo /
Hřejivost Izolace
Termoaktivní PES x x
Latexová pěna x x x
Šlehaný latex x x x
Vrstvená síť tkaniny x x
Vlna x x
Froté x x
Fleece x x
Kůže x x
Hliníková fólie x
32
2 ANALÝZA VÝROBY A STRUČNÝ POPIS VÝROBY
Dle typu určení jsou vyráběny různé druhy vložek do bot. Pro běžné účely jsou sériovou výrobou vyráběny univerzální vložky do bot. Pokud ale zákazník potřebuje nebo má ze zdravotních důvodů předepsané speciálně tvarované vložky do bot, pak je nezbytné zvolit manuální kusovou výrobu přesně na míru dle požadavků nebo předpisu.
2.1 Konstrukce vložek do bot a stélek
Na světě neexistuje jednotná norma pro konstrukci vložek do bot a stélek do obuvi.
Jednotlivý výrobci vložek do bot používají vlastní pravidla, která vycházejí z dlouhodobého vývoje. Konstrukce stélky vychází z konstrukce kopyta. V bývalém Československu se používala např. podniková norma PN 79 5023 Obuvnická kopyta.
Šablony stélky kopyta. Konstrukce (viz. Obrázek 15). Každá firma používá jiné metodiky, rozdílné jsou především metodiky výrobců v Číně.
Obrázek 15. Konstrukční schéma stélky kopyta (dle PN 79 5023)[19]
Základní konstrukční rozměry stélky vycházejí s šířky otisku paty, šířky otisku zevní hrany nohy, šířky v prostoru palcového a malíkového kloubu. Rozhodujícími rozměry jsou přímá délka chodidla a obvod prstních kloubů. Na podélnou osu stélky se přenášejí délkové rozměry chodidla. Konstrukce stély kopyta z otisku a obrysu se používá především při výrobě vložek na míru nebo výroby ortopedických vložek. Pro sériovou výrobu se používají statistiky zpracovaná data rozměrů nohou populace. [19]
V současnosti jsou naměřená data konkrétní nohy nebo statisticky zpracovaná data populace přeneseny do počítače a pomocí software jsou data zpracovány a je vytvořena konstrukce vložek do bot v digitální podobě.
33
2.2 Technické normy zkoušení vlastností vložek do bot
Technické normy slouží ke standardizaci procesů, principů měření a testování stélek a vložek do bot. Jednotlivé normy jsou zaměřeny na kontrolu specifických vlastností, které jsou definovaným způsobem testovány, měřeny a vyhodnocovány. Technické normy jsou důležité pro opakovatelnost a porovnatelnost testů a jejich výsledků, tedy na základě testování dle dané normy lze korektně posuzovat jednotlivé vlastnosti rozdílných materiálů.
Při průzkumu trhu jsem se nesetkala u výrobců vložek do bot v České republice s tím, že by vycházely z technických norem, vycházejí především ze zkušeností. I výrobce ortopedických vložek v Liberci Ortopedická protetika s.r.o. vychází z vlastních zkušeností, rozměrů nohy pacienta, předpisů lékaře a konkrétní obuvi, ve které bude vložka nošena.
1. Česká technická norma
ČSN 79 5600 - Obuv - Požadavky na metody zkoušení, popisuje zkoušení napínacích a našívacích stélek. [20]
2. Normy dle ISO
Mezinárodní organizace zabývající se tvorbou norem ISO – „Internatilonal Organization for Standardization“ popisuje tyto normy týkající se stélek.
ISO 20535 - Footwear - Test methoods for insoles - Dimensional variation, ISO 20866 - Footwear - Test methoods for insoles - Delamination resistance, ISO 20867 - Footwear - Test methoods for insoles - Heel pin holding strength, ISO 20868 - Footwear - Test methoods for insoles - Abrasion resistance,
ISO 20869 - Footwear - Test methoods for insoles - Water soluble content. [21]
2.3 Sériová výroba vložek do bot
Sériová výroba vložek do bot obecně vyžaduje automatizaci výrobního procesu.
Výrobky by měly být identické po celou dobu výroby jak vizuálně, tak kvalitativně.
Výrobní proces sériové výroby začíná sběrem dat, neboli v případě výroby vložek do bot sběrem měření otisků různých typů chodidel. Každé chodidlo je svým tvarem identické a úkolem každého výrobce je, aby našel nejvyváženější kompromis tvaru
34 vložek tak, aby každému zákazníkovi dané vložky do bot tvarově seděly a byly komfortní – tedy splňovaly svoji primární funkci. Na základě statistického vyhodnocení naměřených dat jsou vložky modelovány pomocí CAD a CAM systémů.
Každá výrobní linka každého výrobce vložek do bot je identická, nicméně v principu pracují podobně.
Sériovou výrobu lze rozdělit do 3 hlavních skupin:
Ploché vložky do bot jednovrstvé a vícevrstvé
Tvarované vložky do bot jednovrstvé a vícevrstvé
PVC, PU pěnové nebo gelové vložky do bot
V případě plochých vložek do bot je výroba poměrně jednoduchá. Připravený materiál (kůže, textil s PU vrstvou, případně laminované nebo lepené materiály různých druhů do vrstev) je rozložen do plochy a nařezán nejčastěji laserovou řezačkou na požadovaný tvar vložky. Podavačem nebo pásem jsou přemístěny ke kontrole a k zabalení pro koncového uživatele.
Tvarované vložky jsou vyráběny stejným postupem jako ploché, do výrobního postupu je ale nutné zařadit tvarovací výrobní krok. Nařezané ploché vložky do bot pokračují na pásu do tvarovacího kopyta, kde se působením tlaku a v případě některých materiálů i tepla vytvaruje požadovaný tvar vložky – nejčastěji to jsou klenby chodidla a vytvarování patní misky.
I mezi sériově vyráběnými vložkami lze najít perforované vložky pro zvýšení prodyšnosti nebo s vloženými ortopedickými prvky. V takovém případě do standardního výrobního procesu ještě vstupují výrobní kroky, ve kterých jsou tyto prvky vloženy, vlepeny nebo prostřiženy na střihadlech.
Jiná kategorie pak je výroba pěnových nebo gelových vložek, kde se PVC nebo PU pěna formuje v temperované formě dle technologického postupu daného materiálu.
Takto vytvarované vložky již drží svůj tvar, nicméně se na ně dodatečně lepí a ostřihuje většinou textilní vrchní vrstva.
Sériová výroba přináší úsporu času a materiálu vynaložených na výrobu, tedy i nižší pořizovací cenu vložek v porovnání s ruční výrobou tzv. „na míru“.
35
2.4 Princip výroby základní ortopedické vložky
Pro lehčí postižení jsou vložky zhotoveny většinou na základě statistického plantogramu. Základní materiál je za tepla listován na upravené obuvnické kopyto, eventuálně na sádrový odlitek (viz. Obrázek 16). Po konečné opracování jsou vložky aplikovány do standardní, konfekční obuvi. Slouží především k podpoře podélné a příčné klenby a k vyrovnání malých rozdílů v délce dolních končetin. [22]
Obrázek 16. Postup výroby ortopedických vložek do bot [22]
1. krok – materiálové vrstvy
2. krok – výrobní sendvič je vytvořen promyšlenou kombinací tří funkčních materiálových vrstev
3. krok – sendvič zahřátý na lisovací teplotu je tvarován v podtlakovém lisu 4. krok - sendvič zahřátý na lisovací teplotu je tvarován v podtlakovém lisu 5. krok – podtlakem se sendvič na lisovací matrici zformuje do výsledného tvaru 6. krok - podtlakem se sendvič na lisovací matrici zformuje do výsledného tvaru 7. krok – výsledný polotovar vložky je připraven pro úpravu zpracování do vhodné
obuvi
2.5 Výroba vložek do bot na míru
První krokem k výrobě vložek na míru je získání otisku chodidla, na základě tohoto otisku pokračuje výroba vložky dále, nebo jsou z otisku chodidla získána data, která jsou přenesena do počítače a dále zpracování v softwaru (viz. Obrázek 17). Potom
36 následuje samotná výroba celé vložky do bot, tak aby ergonomicky kopírovala chodidlo, vložka je vyráběna pro každou nohu zvlášť.
Obrázek 17. Princip výroby vložek do bot na míru [23]
Druhy měření:
digitální metoda - chůze po senzorickém koberci, který přenáší data o chodidlech,
dynamická metoda - získání otisku plosek nohou do plastické hmoty za pohybu.
2.5.1 Výroba vložek na základě digitální metody měření
Ortopedické vložky vyráběné na základně počítačového baropodometrického vyšetření nohou na speciálním zařízení digiMED, který snímá digitálně, v reálném čase, průběh zátěže nohou ve stoji i v jednotlivých fázích kroku. Měření je prováděno na 1600 mm dlouhé nášlapné plošině s 25600 tlakovými senzory. Získaná data obou měření umožňují velmi přesné posouzení zátěže nohou. Z měření jsou použity nášlapy odpovídající stereotypu chůze pacienta, které program optimalizuje do výsledného tlakového obrazce, na jehož základě je vytvořen návrh unikátní a individuální vložky na míru pro každé chodidlo zvlášť. Vzniká tedy zcela osobní počítačový návrh vložky, který lze dále upravovat dle potřeb nohou pacienta např. vkládat potřebné korekční prvky, detailně modelovat reliéf vložky, volit tuhost materiálu či kombinaci materiálů.
37 Konečná podoba vložky je předána do řídícího počítače CAD-CAM frézky na níž jsou vložky obrobeny (viz. Obrázek 18). [22]
Obrázek 18. Konečné opracování vložek do bot na CAD-CAM frézce [22]
Pro případné další použití jsou data uložena v počítači. Na závěr je vložka zbroušena, tak aby dobře seděla ve standardní nebo ortopedické obuvi a poskytovala pacientovi odpovídající komfort při chůzi. Důležitou funkcí vložky je dokonale stabilizovat nohu a rovnoměrně rozložit tlak na ploskách nohou při chůzi i sportu.
2.5.2 Výroba vložek do bot na základě dynamického měření
Výroba vložek na míru dynamickou metodou (viz. Obrázek 19) spočívá v získání otisku plosek nohou do plastické hmoty za pohybu. Dochází tedy k zachycení dynamického projevu nohy při chůzi. Do speciální obuvi je vložena vložka se speciální hmotou, na kterou je vlivem chůze pacienta zaznamenán její potřebný tvar. Po vyjmutí otisku z boty jsou prováděny ještě ruční korekce vložky, dle případných ortopedických požadavků pacienta. Následně je ve vakuovém lisu podle korigovaného tvaru vytvořen pozitiv reliéfu chodidla. Ten je potom vlisován do dvousložkové licí směsi v příslušné formě. Dle potřeb pacienta je možné volit různé tuhosti vložek i krycích materiálů stélky. [22]
Obrázek 19. Postup dynamické metody měření otisku plosek nohou [24]
38 Po ztuhnutí směsi je vložka dále opracována a upravena pro aplikaci do obuvi.
Jednotlivé vrstvy ortopedické vložky, ať už předlepené nebo volné, se spojí při fázi vytvarování vahou pacienta (viz. Obrázek 20). Střední vrstva obsahuje lepidlo v textilové matrici. Touto metodou jsou získaná data pro výrobu vložky velice přesná, tudíž není náročné konečné odborné zpracování, aby vložka splňovala svoji léčebně-prevenční funkci a zajistila komfort při chůzi. [24]
Obrázek 20. Jednotlivé vrstvy ortopedické vložky do bot [24]
2.6 Nové a moderní technologie ve výrobě vložek do bot
Moderní doba přináší nové nejvyspělejší technologie a inovace na trhu. Spotřebitelé, kteří neváhají investovat do své obuvi, potrpí si na komfortním pocitu při chůzi, jsou hnacím motorem výrobců ve výzkumu, zdokonalování a inovaci obuvi a jejích prvků jako jsou stélky a univerzální vložky do bot. Nejnovější technologie jsou kombinovány se skvěle vypadajícím designem, čímž je zajištěná vyváženost módních prvků a zdravého pohybu. Cílem nových výrobků je přesahovat očekávání těch nejnáročnějších zákazníků.
39 2.6.1 Dýchající a voděodolné podešve a stélky
Nové technologie zpracování obuvi jsou zaměřeny na funkční vlastnosti a materiály.
Uživatelské požadavky očekávané od funkční obuvi spočívají v nepromokavosti, zároveň prodyšnosti a dobré tepelné izolaci. Výrobci obuvi těchto vlastností dosahují díky použití membrány (viz. Obrázek 21), kterou je pokryta podešev a zároveň celý svršek obuvi. Její mikroporézní struktura (viz. Obrázek 22) jí dodává úžasné vlastnosti prodyšnost, nepromokavost a větruvzdornost. [25], [26]
Obrázek 21. Membrána GORE-TEX [27] Obrázek 22. Mikroporézní struktura [25]
Struktura obsahuje více než 1,4 miliardy pórů na centimetr čtverečný. Tyto mikroskopické póry jsou 20.000 krát menší, než molekula vody, avšak 700 krát větší, než molekuly vodní páry. Proto zvenčí neprojde jediná kapka vody, vlhkost z chodidla však těmito póry hravě projde. K dosažení optimální prodyšnosti přispívá také důležitý prvek a to jsou otvory v podešvi ze spodní strany (viz. Obrázek 23, Obrázek 24) nebo z boční strany.
Obrázek 23. Dámská obuv GEOX [28] Obrázek 24. Dámská obuv GORE-TEX [29]
K maximální funkčnosti a prodyšnosti obuvi přispívá i důležitý prvek a to je stélka.
V botě je vložena vyjímatelná stélka, která je po celém povrchu (viz. Obrázek 25) nebo
40 v přední části perforovaná. Důležité je, aby byla stélka dostatečně prodyšná a mohla skrze ní prostupovat vlhkost ven a také vytvořené nadbytečné teplo, aby nedocházelo k přehřívání a pocení nohou. Zároveň je důležitou vlastností dostatečná tepelná izolace, která udrží teplo v obuvi. Stélky jsou vyrobeny z polyuretanové pěny, čímž je zajištěn měkký došlap. Samotné stélky již nejsou proloženy membránou. [25], [26]
Obrázek 25. Stélka z obuvi GEOX ze spodní a vrchní strany
Cílem výrobců je udržet vždy nohy v suchu a pohodlí a zároveň poskytnout uživateli optimální klimatický komfort. Světoznámými výrobci na současném trhu jsou značky GEOX – výrobce obuvi, GORE-TEX - výrobce membrány a současně i obuvi.
Český výrobce obuvi firma Baťa klade po dobu své existence vždy důraz na ty nejvyspělejší technologie. Technologie Air Systém (viz. Obrázek 26) zajišťuje a zlepšuje klima uvnitř obuvi. Tento systém tvoří perforovaná usňová stélka, mezistélka z TPU - termoplastický polyuretan s tvarovou pamětí a podešev se vzduchovými drážkami a zpětným ventilem s jednosměrnou propustností. [30]
Obrázek 26. Technologie Air Systém obuvi Baťa [30]
41 Díky této technologii odchází přebytečný vzduch při chůzi z obuvi ven a je zároveň zajištěna vnitřní cirkulace vzduchu, která zvyšuje komfort a pocit svěžesti.
2.6.2 Vyhřívané vložky do bot
Vyhřívané vložky do bot jsou spjaty s termoregulací lidského těla, končetiny jsou vystavovány nízkým teplotám vnějšího okolí v extrémních podmínkách z pravidla při sportovních aktivitách a je důležité, aby nedocházelo k ochlazení končetin. Vyhřívané vložky do bot podporují komfortní teplotu v obuvi a končetiny nebyly přehřáté ani podchlazené.
Termoregulace lidského těla
Tělesná termoregulace je velmi důležitá nejen pro pocit pohodlí, ale i pro přežití.
Základní rozdělení teplotních hladin krevního oběhu lze stručně shrnout následovně:
37 °C – komfortní pohodlný pocit (normální proudění krve cca 40 [cm/s]),
36 °C – tolerovaná / akceptovatelná teplota,
34 °C – velmi nepříjemná teplota,
33 °C – teplota přinášející studenou bolest,
32 °C – mrznoucí oblast,
30 °C – kritická teplota – odumírání neprokrvením (proudění krve cca 0,4 [mm/s]).
Teplota lidského těla kolísá v závislosti na aktivitě a stavu organizmu, na teplotě, vlhkosti a proudění vzduchu v okolí (Obrázek 27) a na oblečení. [34]
Obrázek 27 - Teplotní zóny těla v 20 °C a 35 °C [34]
42 Lidské tělo se z pohledu termoregulace skládá ze dvou ze dvou úzce propojených složek: tepelného jádra a tepelné slupka. Slupka má nestálou teplotu, která se mění vlivem okolí a je nižší oproti jádru. Kůže má tedy teplotu okolo 33 °C. Lidské tělo pracuje nejlépe při teplotě krevního oběhu 37 °C. Konce končetin, jako jsou prsty u nohou, mohou dosahovat na teplotu v rozmezí 32 - 28 °C. Jsou nejnáchylnější k případnému prochlazení, které snižuje celkovou výkonnost a odolnost organismu a může být v extrémních podmínkách i životu nebezpečné. [34]
Cílem různých výrobců jak oděvů, tak i vložek do bot, je pomoci ochránit tyto citlivé části lidského těla před nebezpečným prochladnutím v prvé řadě a v řadě druhé zvýšit komfort při pobytu v nepříznivých podmínkách (např. zimní sporty, vykonávání práce v zimním terénu, apod.).
Revoluci v chytrém oblékání přináší Francouzský vynálezce Karim Oumnia, který přichází s prvními chytrými vyhřívanými vložkami do bot Digitsole (viz. Obrázek 28), které umí udržet nohy v teple i za extrémních podmínek. Tyto vložky jsou vhodné pro všechny, kdo se věnují zimním sportům, pracují při nízkých teplotách nebo trpí poruchami krevního oběhu, diabetes a dalšími zdravotními problémy. [31]
Teplota se nastavuje pomocí jednoduché aplikace v mobilním telefonu či jiném zařízení.
Požadovanou teplotu lze ovládat pro každou nohu zvlášť a její udržení se docílí díky zapracovanému termostatu. Vložka tedy není připojena k elektronice přes kabely nebo externí baterie, které jsou těžkopádné, překáží v pohybu, nohy se přehřívají a může dojít i k riziku zkratu, ale je v ní umístěn štíhlý akumulátor. [31]
Obrázek 28. Vyhřívaná vložka do bot Digisole [31]
Obrázek 29. Konstrukce vyhřívané vložky do bot Digisole [31]
43 Vložky se vymění s původními a dále stačí provést spárování s chytrým telefonem promocí Bluetooth v aplikaci Digitsole. Teplota se nastavuje pro každou nohu zvlášť a vytápění je rozvedeno až pod konečky prstů, maximální teplota činí až 50 °C.
Nastavená pevná teplota vložky je požadovanou teplotou uvnitř boty. Vložky jsou opatřeny microUSB konektorem, a leze je tedy nabíjet pomocí telefonní nabíječky nebo USB výstupu z počítače. Plné dobití trvá hodinu a půl. Výdrž baterie a doba provozu vložek závisí na nastavené teplotě, typu obuvi a okolních podmínkách. S přehledem tyto vložky dokážou udržet v botě teplotu 30 °C až 8 hodin při okolní teplotě těsně pod nulou. [31]
Vložky Digitsole jsou velmi štíhlé (viz. Obrázek 30), lehké tak, že jejich hmotnost nepředstavuje nepříjemnou zátěž pro nohy. Jsou konstruovány tak, aby vydržely zátěž při došlapu. Zároveň jsou voděodolné a za žádných okolností nemůže dojít ke zkratu uvnitř boty, který by mohl být způsoben pocením nebo průnikem vody do boty.
Konstrukce vložky se skládá z více vrstev (viz. Obrázek 29), každá vrstva vyhřívané vložky do bot má svoji funkci, aby nedošlo k jejímu poškození a zároveň bylo užívání vložky komfortní. [31]
Obrázek 30. Vložka do bot Digisole z profilu [31]
Vložky Digitsole dokonce dokážou spočítat počty kroků, které člověk za den vykoná, a to mnohem přesněji než chytrá zařízení založená na otřesech či změnách polohy.
Po zadání pohlaví, výšky a hmotnosti dokáže aplikace vypočítat celkovou vzdálenost a spálené kalorie. Ve spolupráci s GPS v telefonu může zaznamenat trasu na mapě. [31]
2.6.3 3D tisk vložek do bot
Na jaře 2017 mají přijít na trh 3D tištěné vložky do bot od firmy Superfeet a Jabil.
S příchodem 3D tisku se výroba mnoha výrobků mění a vyvíjí se nové výroby pomocí této technologie. Firma Superfeet zavádí 3D tištěné vložky do bot a jejich cílem je vytvořit nový standardní výrobek pro spotřebitele. Součástí této nové technologie výroby vložek je i digitální 3D skenování celého chodidla. [32]
