Từ kết quả khảo sát hệ vật liệu của các loại giày phổ biến được sản xuất tại Tp.HCM, lựa chọn ra những loại vật liệu tiêu biểu nhất – chiếm tỷ trọng cao, từđó thiết lập các hệ vật liệu mũ giày và lót đế giày với các phương pháp liên kết các lớp vật liệu trong hệ khác nhau tiêu biểu đại diện cho từng loại giày.
Chọn hệ chuẩn cho hệ vật liệu mũ giày và lót đếđể làm cơ sở đánh giá và so sánh tính vệ sinh của các loại vật liệu tiêu biểu còn lại. Hệ chuẩn là hệ vật liệu được sử
dụng phổ biến nhất và có tính vệ sinh tốt nhất so với các hệ vật liệu khác
2.3.3. Nghiên cứu thực nghiệm tính chất vật lý của các loại vật liệu, hệ vật liệu
Trong công nghệ sản xuất giày, nên chú ý hai thuật ngữ “phương pháp liên kết các chi tiết” và “phương pháp lắp ráp các chi tiết”.
Phương pháp liên kết các chi tiết là phương pháp dính kết các lớp chi tiết ở cùng một vị trí trên giày lại với nhau, ví dụ chi tiết lót thân với chi tiết thân giày được dán lại với nhau (mặt trái úp vào nhau) bằng keo Latex. Hoặc đối với các kiểu giày vải, giày thể thao,… sau khi các lớp chi tiết được dán lại với nhau thường được trang trí bằng các đường chỉ may nên phương pháp liên kết sẽ là “dán và may”
Hình 2.3Phương pháp liên kết Dán và may
Phương pháp lắp ráp các chi tiết là phương pháp ráp nối các chi tiết có vị trí khác nhau ở trên giày lại với nhau: ví dụ chi tiết mũi giày và chi tiết thân giày được nối lại với nhau bằng đường may đè.
Hình 2.4Lắp ráp các chi tiết
Chi tiết mũi giày
Chi tiết thân giày
Đường may đè
Phương pháp
44
“Phương pháp liên kết các chi tiết” có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất vệ sinh – vật lý tổng hợp của hệ vật liệu giày. Bởi vì nó liên quan đến việc có sử dụng màng keo hay không. Vì thế nghiên cứu thực nghiệm các tính chất vệ sinh – vật lý của hệ
vật liệu không thể bỏ qua phương pháp liên kết chúng trong hệ.
2.3.3.1.Nghiên cứu thực nghiệm các tính chất vật lý của các loại vật liệu
Các tính chất vật lý của các lớp vật liệu riêng biệt (cùng với phương pháp liên kết chúng) trong hệ (hệ vật liệu mũ giày, hệ vật liệu đế giày) sẽ hình thành nên các tính chất vệ sinh – vật lý tổng hợp của hệ vật liệu làm giày và sẽ ảnh hưởng trực tiếp
đến khả năng trao đổi nhiệt, ẩm của giày giữa bàn chân và môi trường bên ngoài, nghĩa là ảnh hưởng trực tiếp đến tính vệ sinh của giày. Như vậy, để nghiên cứu tính vệ sinh của giày, nhất thiết phải nghiên cứu kỹ những tính chất vật lý của các vật liệu tạo nên các hệ vật liệu giày. Cụ thể bao gồm các tính chất sau: độ thông hơi, độ hút ẩm, độ nhảẩm, độ ngậm ẩm, độ hút nước, độ thải nước.
Xác định quy cách vật liệu cùng với việc nghiên cứu các tính chất vật lý của các loại vật liệu thành phần sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát về tính chất vật lý của hệ vật liệu, hiểu được vì sao các loại vật liệu này lại được chọn để sử dụng phổ
biến trong hệ vật liệu giày.
Ngoài ra, theo M.N.Ivanov (nhà khoa học Nga), một số tính chất vật lý như độ
thông hơi, độ hút ẩm, độ hút nước của hệ vật liệu có thểđược xác định dựa trên các tính chất vật lý của các loại vật liệu thành phần, vì thế xác định các tính chất vật lý của các loại vật liệu sẽ làm cơ sởđểđánh giá tính vệ sinh của hệ vật liệu sau này.
2.3.3.2.Nghiên cứu thực nghiệm các tính chất vật lý của các hệ vật liệu
“Tính vệ sinh của giày” chính là khả năng trao đổi nhiệt – ẩm của giày giữa bàn chân với môi trường bên ngoài, là cách mà giày đảm bảo sự cân bằng nhiệt cho cơ
thể trong các hoạt động cũng như môi trường khác nhau. Khả năng trao đổi nhiệt –
ẩm của giày giữa bàn chân với môi trường bên ngoài lại phụ thuộc vào các tính chất vật lý của hệ vật liệu làm giày (hệ vật liệu mũ giày và lót đế), thể hiện ở khả
năng của hệ vật liệu giày ngấm (hút) hơi ẩm thoát ra từ bàn chân và sau đó thải nó ra bên ngoài giày giúp cho bàn chân bớt nóng và tránh được sựẩm ướt khi đi giày.
45
phương pháp liên kết các chi tiết trong hệ sẽ lần lượt được tiến hành các thí nghiệm thực nghiệm mô phỏng quá trình đi giày để xác định các tính chất vệ sinh – vật lý của hệ, bao gồm:
− Xác định độ thông hơi
− Xác định độ hút ẩm, độ nhảẩm và độ ngậm ẩm
− Xác định độ hút nước, độ thải nước.
2.3.4. So sánh kết quả thực nghiệm với cách tính theo lý thuyết
Như đã trình bày ở phần “Các phương pháp đánh giá tính vệ sinh của giày” M.N.Ivanov đã sử dụng phương pháp thực nghiệm để xác định các công thức lý thuyết tính toán: Độ thông hơi, độ hút ẩm và độ hút nước của hệ vật liệu, dựa vào số lượng lớp chi tiết và phương pháp liên kết chúng trong hệ, khi biết độ thông hơi,
độ hút ẩm và độ hút nước của từng lớp vật liệu.
− Tiến hành xác định độ thông hơi, độ hút ẩm và độ hút nước của các hệ vật liệu theo công thức lý thuyết của M.N.Ivanov.
− Lấy các kết quả thí nghiệm thực nghiệm độ thông hơi, độ hút ẩm và độ hút nước của các hệ vật liệu để so sánh với kết quả theo công thức lý thuyết của M.N.Ivanov.
2.3.5. Đánh giá tính vệ sinh của các hệ vật liệu theo “Chỉ số vệ sinh tổ hợp”
Trong phần “Các phương pháp đánh giá tính vệ sinh của giày” của chương tổng quan đã đề cập ưu nhược điểm của các phương pháp phân tích đồ thị và phân tích số liệu để đánh giá tính vệ sinh của các hệ vật liệu thông qua “Chỉ số vệ sinh tổ
hợp”. Nhằm khắc phục nhược điểm của mỗi phương pháp và để đánh giá tính vệ
sinh của các hệ vật liệu, tác giả sẽ kết hợp cả hai phương pháp lại với nhau như
sau: Các lớp vật liệu riêng biệt Hệ vật liệu Phương pháp liên kết Độ hút ẩm – nhảẩm – ngậm ẩm Thí nghiệm xác định các tính chất vệ sinh – Độ thông hơi Độ hút nước – thải nước
46
− Các tính chất vệ sinh (độ thông hơi, độ hút ẩm, độ nhả ẩm, độ hút nước và độ
thải nước) của hệ chuẩn đều được cho bằng “1” hay bằng “100%”.
− Tính các chỉ số tương đối của từng tính chất vệ sinh i (%) của hệđối chứng (là hệ cần so sánh với hệ chuẩn).
− Xác định “Chỉ số vệ sinh tổ hợp K” của hệđối chứng so với hệ chuẩn (1).
− Thể hiện giá trị tích số của hệ số quan trọng và chỉ số tương đối tính chất vệ
sinh i (%)của hệđối chứng lên trục của đồ thị (đối với hệ chuẩn, cũng thực hiện tương tự nhưng các chỉ số tương đối các tính chất vệ sinh i đều là 100%) (2).
− Như vậy chỉ số vệ sinh tổ hợp của hệ đối chứng theo như phương pháp phân tích đồ thị chính là tỷ số diện tích tính bằng phần trăm của hệ đối chứng so với hệ chuẩn, nhưng vì chưa tính đến hệ số quan trọng của chỉ số tương đối Xi nên không chính xác và đã được khắc phục bằng cách thể hiện (2) trên đồ thị và “K” chính là tỷ số diện tích tính bằng phần trăm của hệ đối chứng so với hệ chuẩn hay “Chỉ số vệ sinh tổ hợp K” của hệđối chứng so với hệ chuẩn.
− Kết hợp giữa (1) và (2) sẽ cho kết quả trực quan và chính xác về chỉ số vệ sinh tổ hợp, tạo thuận lợi cho quá trình so sánh, đánh giá và lựa chọn các loại hệ vật liệu theo từng mục đích sau này.
2.3.6. Đánh giá tính vệ sinh của giày thông qua “Tính trao đổi ẩm”
Phương pháp đánh giá tính vệ sinh theo “công thức lý thuyết” hay “chỉ số vệ
sinh tổ hợp” đều chỉ có thể cho phép đánh giá và so sánh tính vệ sinh giữa các hệ
vật liệu với nhau, tức giữa hệ vật liệu mũ giày này với hệ vật liệu mũ giày khác hoặc giữa hệ vật liệu lót đế này với hệ vật liệu lót đế khác mà chưa thểđánh giá và so sánh giữa các loại giày (bao gồm cả hệ vật liệu mũ giày và hệ vật liệu lót đế) với nhau. Vì thế để đánh giá và so sánh tính vệ sinh của các loại giày với nhau, nên
đánh giá tính vệ sinh của giày thông qua “Tính trao đổi ẩm” của chúng.
Nguyên lý của phương pháp này chính là so sánh tốc độ thoát hơi ẩm [mg/(cm2.h)] của bàn chân với tốc độ ngấm, hút và thải ẩm ra bên ngoài của giày.
Theo số liệu của Viện Y học và vệ sinh môi trường (2002) [3], trong điều kiện các nước có khí hậu nóng ẩm (như trường hợp của nước ta), tốc độ thoát hơi nước trung bình qua da ở người trưởng thành trong điều kiện sinh hoạt là 120g/m2.h,
47
tương đương 12 mg/cm2.h. Do có sự thoát hơi nước khác nhau trên các vùng khác nhau của cơ thể người (đặc biệt có sự thoát hơi nước, mồ hôi rất mạnh từ bàn chân), cho nên tốc độ thoát mồ hôi, hơi ẩm từ bàn chân thường cao hơn tốc độ
thoát hơi ẩm, mồ hôi trung bình từ bề mặt cơ thể là 50 – 100%. Với tốc độ thoát hơi nước trung bình từ bề mặt cơ thể là 12 mg/cm2.h thì tốc độ thoát hơi nước từ bề
mặt da bàn chân sẽ là 18 – 24 mg/cm2.h.
Nếu coi tốc độ thoát hơi nước, mồ hôi từ các phần trên bề mặt bàn chân (lòng, mu bàn chân) là như nhau, có thể lấy cùng một giá trị trung bình là 18 mg/cm2.h của tốc độ thoát hơi nước từ bề mặt da bàn chân (hoạt động bình thường) để
làm cơ sở so sánhvới tốc độ ngấm, hút và thải ẩm ra bên ngoài của giày.
Nhiều nghiên cứu cho thấy khoảng 50% lượng mồ hôi toát ra từ bàn chân được
giày tích tụ, khoảng 40% được loại khỏi giày qua các khe hở giữa phần mũ và
phần đế giày, giữa chân và mũ giày khi di chuyển và chỉ có khoảng 10 – 15%thoát
ra khỏi vật liệu làm giày nhờ tính chất thông hơi của lắc giày có diện tích không
quá 30% tổng diện tích mũ giày.
Như vậy, có thể thấy rằng, không phải toàn bộ diện tích mũ giày đều có khả
năng thông hơi trong quá trình đi giày mà trên thực tế chỉ có phần lắc (chiếm khoảng 30% diện tích mũ giày) là có khả năng thông hơi mạnh và phần má giày có
độ thông hơi yếu hơn trong quá trình đi giày. Như vậy để tính toán đối với giày kín có thể lấy phần diện tích mũ giày có độ thông hơi bình thường là 40% tổng diện tích mũ giày.
Các loại giày kín thường được sử dụng với bàn chân có bít tất. Do vậy ngoài độ
ngậm ẩm của hệ vật liệu mũ giày và lót đế, tác giả có đề xuất thêm độ ngậm ẩm của bít tất cũng tham gia vào quá trình trao đổi ẩm của giày.
Theo số liệu của V. Fiser, khi sử dụng giày, do có sự chênh lệch nhiệt độ bàn chân và môi trường xung quanh và hiệu ứng “pittong” mà độ thẩm thấu hơi của da, vải tăng lên 7 – 12 lần, của giả da nhân tạo tăng 2,5 – 4 lần, độ hút ẩm tăng 2,5 – 4 lần đối với tất cả các vật liệu so với các chỉ sốđộ thẩm thấu hơi và độ hút ẩm xác
định trong điều kiện đẳng nhiệt. Như vậy, có thể sử dụng các giá trị nhỏ nhất của các hệ số trên trong tính toán trao đổi ẩm của giày.
48
(1) – Lượng ẩm do bàn chân thải ra (18 mg/cm2.h)
(2) – Lượng ẩm thoát ra ngoài qua các khe hở của giày (40%)
(3) – Độ ngậm ẩm của giày, bao gồm độ ngậm ẩm của hệ vật liệu mũ giày, độ
ngậm ẩm của hệ vật liệu lót đế và độ ngậm ẩm của bít tất, có tính đến các hệ
số do hiệu ứng “pittông” tạo nên (50%).
(4) – Độ thông hơi qua lắc (40% diện tích mũ giày) có tính đến hệ số do hiệu ứng “pittong” tạo nên (10%).
So sánh [(2) + (3) + (4)] và (1)
y Nếu [(2) + (3) + (4)] > (1) : giày có tính vệ sinh tốt
y Nếu [(2) + (3) + (4)] < (1) : giày chưa đạt yêu cầu vệ sinh
y Nếu [(2) + (3) + (4)] = (1) : sự trao đổi ẩm giữa giày và chân là cân bằng
Tính toán thời gian giày giữ cho bàn chân được khô ráo:
Nếu coi thời gian sử dụng giày hàng ngày là 8 giờ, thì thời gian bàn chân được khô ráo khi đi giày được xác định là khoảng thời gian từ khi đi giày đến thời gian giày hút ẩm hoàn toàn và thông hơi ra ngoài (chủ yếu qua lắc giày).
Sau thời gian đó, giày chỉ có thể thải một phần ẩm thoát ra từ bàn chân qua
đường thông hơi, phần ẩm còn lại sẽ tích tụở dạng lỏng và được giày thấm hút. Như vậy nếu độ thông hơi của mũ giày càng lớn, vật liệu giày có độ hút nước tốt sẽ giúp cho bàn chân bị thấm ướt chậm và ít. Ngược lại ở loại giày có độ thông hơi kém, hút nước kém, bàn chân và giày sẽ nhanh chóng bị ướt (giày có tính vệ
sinh kém).
Nhưđã biết, độ thông hơi của hệ vật liệu là khả năng hệ vật liệu cho xuyên qua nó lượng hơi nước từ một môi trường không khí ẩm cao đến một môi trường không khí ẩm thấp hơn.
Như vậy, ban đầu khi mới đi giày, chưa có sự thông hơi ẩm vì lượng ẩm do bàn chân thải ra toàn bộ sẽ được giày hút, nên độ ẩm vùng vi khí hậu bên trong giày chưa cao hơn độ ẩm không khí bên ngoài giày (giả sử ban đầu độ ẩm bên trong và bên ngoài giày là bằng nhau), vì thế bàn chân sẽ được khô ráo. Sau một thời gian t nào đó, khi giày đã hút ẩm bảo hòa, lúc này độ ẩm vùng vi khí hậu bên
49
trong giày mới bắt đầu tăng so với độ ẩm không khí bên ngoài giày, bàn chân bắt
đầu bị ẩm và như thế hiện tượng thông hơi hơi ẩm từ trong ra ngoài giày mới bắt
đầu diễn ra.
Như vậy, trong khoảng thời gian t kể từ khi đi giày, sự trao đổi ẩm giữa “bàn chân – giày – môi trường bên ngoài” bao gồm: sự hút ẩm của hệ vật liệu mũ giày, hệ vật liệu lót đế và bít tất cùng với sự truyền ẩm từ hệ vật liệu mũ giày đã ẩm ra môi trường bên ngoài. Ở đây, cần phân biệt “sự thông hơi ẩm từ vùng vi khí hậu bên trong giày ra môi trường bên ngoài qua hệ vật liệu mũ giày” và “sự thông hơi
ẩm từ chính bản thân hệ vật liệu mũ giày ra môi trường bên ngoài” (vì bản thân hệ
vật liệu mũ giày cũng được xem như một môi trường có độ ẩm cao hơn độ ẩm không khí bên ngoài kể từ khi bắt đầu hút ẩm từ bàn chân).
Khoảng thời gian t này sẽ phụ thuộc vào độ ngậm ẩm của hệ vật liệu mũ giày và lót đế, độ ngậm ẩm của bít tất và độ thông hơi của hệ vật liệu mũ giày. Nếu giày có độ ngậm ẩm, độ thông hơi tốt thì khoảng thời gian ban đầu giúp cho bàn chân thực sự được khô ráo – t sẽ càng lâu. Nếu xem tốc độ thoát hơi ẩm ở da bàn chân là cố định, t sẽđược xác định như là tương ứng với khoảng thời gian bàn chân thải ra được lượng ẩm chính bằng lượng ẩm tối đa mà hệ vật liệu mũ giày và lót đế hút
được cho đến thời điểm bị bảo hòa.
Sau thời gian t này, bít tất, mũ giày, lót đếđã hút ẩm bão hòa, lượng ẩm do bàn chân thải ra chỉđược thoát ra bên ngoài nhờ vào độ thông hơi của mũ giày.
Nếu độ thông hơi của mũ giày lớn hơn tốc độ thoát hơi ẩm của bàn chân thì bàn chân sẽ luôn khô ráo khi đi giày. Ngược lại, độ ẩm vùng vi khí hậu bên trong giày sẽ tăng dần, bàn chân sẽ ẩm và nóng dần lên, khi hơi ẩm bị ngưng tụ thành