Giày dùng để đi biển phải có các tính năng phù hợp và chịu được môi trường ướt trong thời gian dài.
Hình ảnh © iStockphoto.com | AskinTulayOver
Có nhiều môn thể thao và hoạt động trên biển phải, hoặc cần sử dụng giày. Tùy theo hoạt động, giày có thể thường xuyên đi ngập trong nước, hoặc thỉnh thoảng phải lội nước do điều kiện bên ngoài. Bài viết này chủ yếu liên quan đến giày đi biển, nhưng có thể sử dụng giầy trong điều kiện nước ngọt - và ngược lại. Như có thể sản xuất giầy chủ yếu dùng trong nước ngọt, như trong hồ nước, nhưng đôi khi có thể dùng trong điều kiện nước mặn.
Các thử nghiệm mô tả dưới đây có thể áp dụng cho giày đi thuyền, giày ủng câu cá/lội nước và giày chơi lướt ván, cũng như các giày cho hoạt động dịch vụ (như tấn công trên bãi biển và cứu hộ trên biển). Ngoài ra, có thể dùng các loại dép sandal đi trên bãi biển để chống cát nóng và khi phải chèo thuyền trên biển.
Chức năng chính của giày ủng đi dưới nước là để bảo vệ chân khỏi nước lạnh hoặc các bề mặt gồ ráp dưới nước có thể gặp phải, hoặc để có độ bám trên mặt đất ướt và trơn trượt. Mặc dù chức năng này rất quan trọng, nhưng thường có sự đánh đổi giữa chức năng của giày và tính chất công việc của người đi giầy, đặc biệt là trong các môn thể thao cạnh tranh mà “cảm giác mạnh mẽ” quan trọng hơn - ví dụ: đua thuyền hoặc lướt ván.
Nhiều loại giầy dùng trong môi trường nước biển cũng có thể được sử dụng để ra khơi, đi biển, vì vậy các tính năng của giầy trong trường hợp này cần được xem xét trong một loạt các điều kiện. Nói chung, tất cả các loại giày đi biển phải được thiết kế để có thể sử dụng nhiều lần và kéo dài trong điều kiện ẩm ướt ở các nhiệt độ khác nhau.
Như đã nêu ở trên, giày thiết kế cho môi trường biển phải có đủ độ bám để có thể sử dụng an toàn. Mặc dù không thể tránh khỏi bị trượt trong mọi điều kiện, nhưng rủi ro có thể được giảm thiểu bằng cách đảm bảo giày đáp ứng được các hệ số ma sát theo quy định. Trong điều kiện ẩm ướt, thiết kế mặt gai của đế giầy là rất quan trọng. Tuy nhiên, trong nhiều ứng dụng hàng hải, những hạn chế (chẳng hạn như độ dày của đế) có thể ảnh hưởng đến thiết kế giầy. Một thiết kế phổ biến của đế giầy là kiểu “giày đi thuyền” hay “giày đi trên boong tàu”. Đế của những đôi giày này có những đường cắt mỏng được gọi là “vết dao cạo” (thể hiện trong hình 1) để cải thiện độ bám đường.
Hình 1: Đế của 'giày thuyền' có các vết cắt mỏng được gọi là 'vết dao cạo'
Hệ số ma sát được đo theo tiêu chuẩn SATRA TM144: 2011 – “Ma sát (chống trượt) của giày dép và sàn nhà”. Một viên gạch nung được dùng làm bề mặt sàn tiêu chuẩn vì đã được chứng minh là có sự phân biệt tốt giữa các tính năng chống trơn trượt tốt và kém. Tuy nhiên, có thể mở rộng chế độ thử nghiệm để bao gồm cả các bề mặt dưới chân khi bước đi. Ví dụ, sử dụng giày để đi trên thuyền, bề mặt dưới chân có thể bao gồm gỗ tếch và nhựa gia cố bằng thủy tinh (GRP) (hình 2). Nó hoàn toàn nằm trong phạm vi tiêu chuẩn SATRA TM144 để thử nghiệm trên các bề mặt rất cụ thể, như ván lướt sóng hoặc sàn tàu.
Hình 2: Mặt sàn gỗ tec và nhựa gia cường thủy tinh có thể được sử dụng trong thử nghiệm độ trượt theo tiêu chuẩn SATRA TM144
Trong khi yêu cầu cơ sinh học đối với việc đi bộ bình thường có hệ số ma sát tối thiểu là 0,3, SATRA khuyến nghị trị số cao hơn là 0,6 để có thể hoạt động mạnh mẽ hơn. Điều này có thể áp dụng cho việc đi thuyền, do các sự cố bất thường có thể xảy ra trên thuyền. Đối với các hoạt động khác, trị số 0,6 có thể không cần thiết, vì trong một số trường hợp nhất định nếu đế giầy có độ bám quá chắc trên bề mặt sàn/đất có thể cản trở hoạt động hoặc thậm chí gây thương tích.
Thử nghiệm khả năng chống thấm nước thường kết hợp với việc đánh giá mức độ thấm nước vào bên trong giày. Đây là một tính năng rất quan trọng đối với nhiều loại giày dép, nhưng một yếu tố quan trọng khác cần được xem xét là khả năng chống bị hư hại do nước. Cần biết là nhiều loại giày dép có khả năng bị thấm ướt rất cao, cả từ bên trong và bên ngoài.
Một số loại giầy - chẳng hạn như giầy dùng để lội nước - sẽ gần như bị ngâm trong nước trong thời gian sử dụng. Các thông số kỹ thuật của loại giày dép này cần được xem xét rất cẩn thận ngay ở giai đoạn đầu của khâu thiết kế. Yêu cầu đối với vật liệu và kết cấu của giày dép là càng khô càng tốt và khối lượng càng ít càng tốt. Vật liệu cần lựa chọn loại có khả năng chống hút ẩm – ví dụ, lớp lót không giống như các lớp lót truyền thống thông thường. Các thông số kỹ thuật của vật liệu để làm những đôi giày như vậy khác hoàn toàn với các loại giày dùng trên cạn.
Các vật liệu làm giầy tiếp xúc với nước biển, cho dù là chỉ tiếp xúc bên ngoài hoặc sâu bên trong kết cấu giầy, có thể làm giầy bị hư hỏng theo thời gian. Điều này có thể dẫn đến các vấn đề liên quan đến an toàn, chẳng hạn như đế giầy bị bong. Đối với giày đi trên các kết cấu trên biển xây bằng xi măng, chất keo dán đế giầy phải có khả năng chống bị bong do nước. Cần xem xét kỹ các phần bên trong giầy - như đế lót, mũi giầy (ngón chân) và bộ đếm (chất làm cứng) – vì có thể bị hư hỏng do tiếp xúc với không khí ẩm. Những phần này thuộc cấu trúc của giày và là những yếu tố quan trọng tạo sự vừa vặn và thoải mái khi dùng và điều quan trọng là các phần của giầy phải giữ được hình dạng và mục đích khi sử dụng.
Hình 3: Giày dép được thử nghiệm theo phương pháp thử nghiệm SATRA TM230
Khả năng chống hư hỏng do nước có thể được đánh giá bằng cách sử dụng máy thử khả năng chịu nước STM 505 của SATRA đối với giầy khi chuyển động, trong đó toàn bộ chiếc giày được uốn cong liên tục khi ngâm trong nước. Máy này có thể sử dụng trong cả phương pháp SATRA TM230: 2017 – “Thử nghiệm độ thấm nước của giày dép khi chuyển động” (hình 3) và phương pháp SATRA TM446: 2018 – “Khả năng chống lại các hạt nhám mài mòn ngập trong nước”.
SATRA TM446 là một phương pháp phát triển gần đây sử dụng nước có chứa các hạt nhám mài mòn có thể thấm sâu vào kết cấu giầy trong quá trình thử nghiệm. Điều này thể hiện rất tốt các điều kiện mà giày đi biển có thể phải tiếp xúc, bao gồm cả tác động của cát và phù sa, nên thường được gọi là “thử nghiệm phù sa”. Một lựa chọn khác cho thử nghiệm này là sử dụng dung dịch nước muối. Chiếc giày ủng có thể được ngâm hoàn toàn trong dung dịch muối, nếu cần, và cần xem xét cả mức tăng khối lượng giầy sau thử nghiệm và thời gian cần để làm khô giầy. Giầy có thể được sấy khô (thường làm), như vậy có thể tiến hành ngay một số lần thử nghiệm lại để đánh giá độ bền và tuổi thọ dự kiến. Các thử nghiệm này có thể được kết hợp với thử nghiệm về mài mòn trên máy Pedatron STM 528 của SATRA trong khi giày đang ướt.
Một loạt các phương pháp đánh giá có thể được sử dụng sau khi thử nghiệm để có thể đánh giá đầy đủ về các tính năng của giày, do đó làm nổi bật mọi vấn đề tiềm ẩn trong thiết kế kết cấu giầy hoặc trong quá trình sản xuất giầy.
Để xác định đầy đủ các thông số có thể thực hiện đánh giá trực quan và qua các hình ảnh hỗ trợ, đo khối lượng tăng lên khi ngấm nước, phân tích tia X và/hoặc thử nghiệm các tính năng bổ sung. Việc thử nghiệm định kỳ, chẳng hạn như thử nghiệm độ kết dính của đế giầy bằng phương pháp TM411: 2019 của SATRA “Độ bền kết dính của đế giày” hoặc, phương pháp TM120: 2001 của SATRA về “Độ bền gắn của dây quai và đinh hoặc ghim của phần quay dép” đối với dép, có thể được thực hiện như đã nhận và sau khi thử nghiệm theo phương pháp SATRA TM446, để đánh gía sự suy giảm độ dính của đế giầy.
Mẫu có thể được chuẩn bị và thử nghiệm ngay sau khi lấy ra khỏi nước bằng các phương pháp SATRA TM411 và SATRA TM120, hay sau một thời gian đủ để giày ủng khô. Chế độ thử nghiệm này không chỉ áp dụng cho các giày thể thao cụ thể - các sản phẩm như dép thời trang dùng đi trên bãi biển và sẽ tiếp xúc với cả cát và nước muối cũng có thể được đánh giá.
Khả năng cách nhiệt của từng thành phần có thể được đánh giá trước khi lựa chọn bằng phương pháp 'Lee's Disk'. Tuy nhiên, các đặc tính nhiệt của chiếc giày ủng hoàn chỉnh cũng có thể được đánh giá theo phương pháp SATRA TM436: 2010 – “Xác định giá trị cách nhiệt và mức độ chịu lạnh của chiếc giày hoàn chỉnh”. Đây là thử nghiệm cho toàn bộ chiếc giày sử dụng máy thử nghiệm Endofoot SATRA STM 567. Việc đánh giá giày, dép hoàn chỉnh là rất quan trọng, vì khả năng cách nhiệt tổng thể không chỉ phụ thuộc vào vật liệu được sử dụng - nó còn bị ảnh hưởng bởi cách các vật liệu này được lắp ráp trên kết cấu cuối cùng của giầy. Sự phù hợp tổng thể của giày và sự trao đổi không khí tương ứng cũng có tác động đáng kể. Tất cả những đánh giá này không thể xác định được trong các thử nghiệm thực hiện riẻng rẽ.
Trong quá trình thử nghiệm, giày ủng được đặt trên một chân khuôn (foot forme) có lắp các bộ phận gia nhiệt làm tăng nhiệt độ của giày ủng lên nhiệt độ theo yêu cầu của thử nghiệm và duy trì nhiệt độ của chân khuôn trong suốt thời gian thử nghiệm. Chân khuôn được kẹp trong một khung buồng có một đầu mở. Đầu đối diện của buồng có quạt để lưu thông không khí xung quanh chiếc giày.
Năng lượng đầu vào do nguồn điện cung cấp để duy trì nhiệt độ của chân khuôn trong khi làm thử nghiệm và ghi lại nhiệt độ trong buồng. Năng lượng đầu vào yêu cầu càng thấp tức là giày ủng càng có khả năng cách nhiệt cao. Từ đó, giá trị điện trở nhiệt 'R' có thể được tính toán bằng cách sử dụng năng lượng đầu vào của thiết bị thử nghiệm, diện tích bề mặt của chân khuôn và thang nhiệt độ (temperature gradient) trong quá trình thử nghiệm. Giá trị điện trở nhiệt cuối cùng, tính bằng “mét vuông kelvin trên watt” (m2K/W), là giá trị trung bình của ba lần chạy thử nghiệm. Giá trị R càng cao thì đặc tính cách điện của nó càng tốt.
Giá trị này sau đó có thể được sử dụng để dự đoán tính năng chịu nhiệt của giày ủng trong từng mục đích cụ thể mà giầy dự kiến sử dụng. Phương pháp này có các giá trị nhiệt lượng với ba mức khác nhau là 'rất thấp', 'thấp-trung bình' và 'cao'. Dùng thang nhiệt độ có thể xác định nhiệt độ bên ngoài mà giầy có thể chịu được mà vẫn đảm bảo người sử dụng thấy thoải mái. Thử nghiệm này cũng có thể được thực hiện với giầy 'ướt' (đã nhúng nước) theo tiêu chuẩn SATRA TM230 hoặc SATRA TM444: 2012 – “Khả năng chịu nước của giày dép - phương pháp thử ly tâm”.
Các hoạt động trong môi trường biển thường phải đi trên đáy biển có sỏi hoặc đá sắc cạnh. Vật liệu làm đế và phần mũ giày làm từ polyme có thể bị đá cắt và gây ra các vết rách lan rộng làm hỏng giày. Khả năng chống mài mòn và khả năng chống đá cắt là rất quan trọng và có thể được thử nghiệm theo các phép thử SATRA TM140: 1996 – “Khả năng chống bị cắt, xước - phương pháp đục” và phép thử SATRA TM60: 1992 – “Thử nghiệm uốn Ross - khả năng chống độ cắt tăng lên khi bị uốn”.
Nguồn: SATRA Bulletine
Tiếng Anh
