Условия, в которых низ обуви выполняет свою функцию защиты стопы, обусловили ряд специальных требований — конструкционных, прочностных и эстетических — к материалам низа. Функции и требуемые свойства деталей низа обобщены в табл. 5.2.

Вкладная стелька. Вкладные стельки изготовляют из кож пониженного качества (подкладочных, спилка), а также из нетканых материалов с покрытием, тканей и других кожеподобных материалов. Толщина этих материалов должна предохранять стопу от травм, вызываемых швами, гвоздями и др., а их структура — обеспечивать паропроницаемость, особенно в направлении от подошвы к стельке. Паропроницаемость вкладной стельки зависит от вида обуви. Для открытой (летней) обуви эти требования минимальны, в то время как для закрытой обуви, например зимней, очень высоки.

По этой причине поверхность стелек для закрытой обуви не должна покрываться непористыми отделочными составами (например, пленками). Вкладная стелька к основной должна прикрепляться точечным способом и крепление ее клеем допустимо только в открытой обуви, так как образовавшаяся пленка непроницаема для влаги. Вкладные стельки должны быть устойчивы к действию клеев при температуре более 40°С, а также к интенсивному трению о поверхность стопы или носка. Слабое крепление вкладных стелек к основным, неровности их поверхности, а также уменьшение их длины в носочной части обуви могут вызвать отрыв носка от стельки, скручивание, образование складок и другие дефекты, что вызывает потертости и другие повреждения кожи стопы.

Паропроницаемость всех материалов для вкладных стелек через определенный интервал времени уменьшается в результате засорения пор твердыми составными частями пота и грязью.

В зависимости от назначения, вкладные стельки могут иметь различную конструкцию (рис. 5.2).

Чтобы повысить комфортность обуви, снизить нагрузку на ступню и не допустить ее деформацию используют специальную деталь — ложе стопы. Эта деталь, заполняя полое пространство между стопой и вкладной стелькой, способствует перераспределению давления: оно снижается в пучковой области и повышается в пяточной и геленочной.

Стелька. С конструктивной точки зрения это наиболее важный элемент обуви. Форма, размеры и способ формования стельки играют решающую роль в достижении соответствия обуви размерам стопы. Стелечные материалы должны иметь большую поглощающую способность влаги (пота), а после снятия обуви с ноги носчика обеспечивать быструю влагоотдачу. Поскольку около 50% выделяемого стопой пота должно быть поглощено стельками, то их влагоемкость должна быть значительной. Стелечные материалы должны быть формоустойчивы, устойчивы к многократному изгибу, эластичны, не изменять своего объема после увлажнения и последующего высушивания. Внутренняя структура материала должна обеспечивать правильное формование подошв, обтяжку и затяжку заготовок, прикрепление деталей и т. д. Материал для стелек не должен выкрашиваться во время эксплуатации обуви, истираться или сплющиваться. Требуется высокая стойкость краев стельки для обеспечения правильной формы низа обуви. Стелечные материалы не должны содержать вредных для здоровья (токсичных) химических соединений и веществ, способствующих развитию микроорганизмов.

Стельки должны иметь способность к пластической деформации под влиянием внешних напряжений, возникающих во время ходьбы, и приформовываться к стопе носчика во время эксплуатации обуви.

В настоящее время известны три вида материалов, предназначенных для изготовления стелек: кожа, кожкартон (на базе волокон натуральных кож, пропитанных латексами) и тексон (из целлюлозных или текстильных волокон). Лучшим стелечным материалом является кожа растительного дубления, сравнительно слабо наполненная (типа подошвенной кожи для ниточных и клеевых методов крепления).

Известная немецкая фирма LLOYD разработала уникальную амортизационную систему — IDS.

Разработчики IDS предлагают новый взгляд на подпяточник, обычно используемый в летней открытой обуви и выполняющий роль мягкого простилка в пяточной части стельки. Изменив материал и принцип размещения этой детали, фирма LLOYD применила его в классических мужских полуботинках спортивного стиля в качестве настоящего амортизатора, причем съемного и индивидуального. К каждой модели "Lloyd-Sport" прилагается комплект из трех амортизаторов-подпяточников, изготовленных из синтетической резины различной упругости. Первый (красный) рассчитан на людей с весом менее 70 кг, второй (синий) — от 70 до 90, третий (зеленый) — более 90 кг (рис. 5.3).

Зная свой вес, носчик помещает вкладыш в специальное овальное отверстие, вырезанное в области пятки основной стельки. Амортизатор чуть выступает над ее поверхностью, обеспечивая тем самым комфортную мягкость. Одновременно он гасит удары, возникающие в пяточной области при ходьбе, и за счет воздействия на воздушную подушку под подпяточником способствует вентиляции. Воздух циркулирует через вентиляционные блочкис перфорацией, размещенные на заготовке верха обуви. Подкладка в подобной конструкции — перфорированная натуральная кожа, из нее же выполнена и основная стелька.

Геленок. Для выполнения своих функций геленок должен обладать упругостью, прочностью, устойчивостью к действию кислот и щелочей. Он должен обеспечивать устойчивость пяточной части обуви, выдерживать нагрузку на край фронта каблука, сохранять приданную ему форму. Он должен быть способен к склеиванию и прибиванию гвоздями. Недостаточно упругие геленки могут быть причиной отклонения каблуков назад во время ходьбы. Этот недостаток приводит к потере устойчивости носчика и повышенном износу набоек. Геленки недостаточной прочности, неудачной конструкции или плохо формованные не прилегают к подошве (стельке) и при ходьбе часто ломаются, делая обувь непригодной к эксплуатации.

Неточная подгонка геленка к профилю колодки затрудняет затяжку заготовок, может быть причиной неправильной установки каблука и отставания берцев. Недостаточная ударопрочность является причиной поломки наружных ребер геленка, что уменьшает устойчивость обуви при ходьбе. Часто в обуви на мягкой подошве плохо подобранный теленок выступает на ее наружной поверхности.

Геленки, раньше выпускавшиеся исключительно из древесины, в настоящее время изготовляют в основном из стали или пластмасс.

Простилка. Заполняет и выравнивает пространство, образующееся в передней части обуви между стелькой, краями затяжной кромки и подошвой. Заполняющий материал одновременно играет роль теплоизоляции и поглощает пот, выделяемый стопой.

Хорошим заполнителем является войлок, легко принимающий форму стопы и обеспечивающий равномерное распределение массы тела по относительно большой площади подошвы. Толщина простилки зависит от метода сборки обуви и толщины заготовки. Простилка слишком большой толщины утолщает низ обуви, приводит к значительным напряжениям в соединенных элементах низа обуви и неуверенной походке носчика обуви, а слишком тонкая простилка вызывает проваливание следа обуви и в результате — интенсивное истирание краев вкладной стельки во время эксплуатации обуви. Заполняющий материал, не играя никакой конструкционной роли b обуви, не требует прочного закрепления в полости. Крепление простилки с помощью сплошного слоя клея препятствует сорбции влаги и увеличивает жесткость подошвы. Поскольку простилка занимает около 1/3 площади низа обуви, влагонепроницаемая клеевая пленка для крепления простилки, или простилочный материал, не имеющий сорбционных свойств, ухудшает гигиенические свойства обуви. Материал простилки должен быть эластичным, пластичным, прочным на изгиб, обладать паропроницаемостью, теплоизоляционными свойствами, способностью к сорбции и десорбции влаги без изменения размеров.

Для повышения амортизационных свойств в спортивной обуви в последнее время начали использовать в подошве воздушные подушки.

Фирма Fa Нотах создала новую спортивную обувь.

Специальная конструкция обеспечивает автоматическую подкачку и постепенную замену воздуха в воздушных камерах. Кроме того, новая обувь имеет две стельки: одна — обычная мягкая как в кроссовках, другая — с зернистой, массирующей стопу поверхностью. Все это позволяет применять новую обувь Fa Номах также для реабилитации больных с повреждением стоп. Представители фирмы заявляют, что предлагаемая конструкция на 30% эффективнее тех, в которых пластичность и мягкость достигается за счет использования пенополиуретана.

Подошва. Подошва выполняет большую и тяжелую работу почти по всей площади (за исключением части, закрытой каблуком). Применявшаяся ранее для изготовления подошвы кожа растительного, хромрастительного или комбинированию метода дубления в настоящее время на 80—90% заменена резиной или пластиками.

Подошва из кожи высоко ценится из-за ее эстетических достоинств, стойкости при эксплуатации в широком диапазоне температур, незначительной водопроницаемости (после соответствующей обработки) и скольжения на мокрой поверхности, а также удовлетворительных паро- и газопроницаемости.

Несмотря на то что средний срок эксплуатации кожаных подошв составляет от 60 до 114 дней, благодаря многим ценным свойствам: устойчивости к многократному изгибу при низких температурах, малой теплопроводности, пластичности (особенно во влажном состоянии), способности к поглощению и выделению влаги, сопротивляемости скольжению, способности к отведению электростатических зарядов, кожаные подошвы выгодно отличаются от других материалов для низа, а обувь с их применением считается изделием высокого качества. И все же подошвенная кожа во многих странах заменяется резиной и пластиками, которые превосходят ее по ряду показателей: массе, устойчивости к истиранию, водонепроницаемости и др. Кроме того, применение резины и пластиков для подошв было продиктовано экономическими соображениями, т. е. дефицитом натуральных кож, их высокой стоимостью, а также перспективами применения новой технологии, значительно повышающей производительность труда при производстве обуви.

Каблук. Каблук появился еще во время великого переселения народов у воинов азиатских кочевых племен. В те далекие времена каблук имел чисто утилитарное назначение — нога занимала более удобное положение в стремени и испытывала меньшую нагрузку, благодаря чему седок более уверенно держался в седле. В Европе каблук получил широкое распространение лишь в XV—XV вв., сначала как довольно дорогостоящее дополнение к обуви офицеров кавалеристов, а затем — знатных дам. Последних, когда выяснилось, что каблук добавляет грациозности походке и привлекательности декольте, дороговизна конечно же не смущала.

С увеличением высоты каблука нагрузка на пяточную часть обуви уменьшается: при высоте каблука 60 мм давление на носочно-пучковую часть стопы возрастает примерно на 10%.

В правильно сконструированной обуви высота каблука должна обеспечивать такое положение стопы, при котором достигается равномерное напряжение мышц в горизонтальном положении и при ее сгибании. Каблук облегчает поддержание равновесия тела как в положении стоя, так и во время ходьбы.

Во время ходьбы, когда пятка опирается на опорную поверхность, происходят кратковременные сотрясения, передающиеся от стопы через костную систему в мозг. Если здоровый человек сотрясения не ощущает, то при заболеваниях мозга они становятся болезненными, особенно при контакте твердых каблуков с неэластичной опорной поверхностью. Указанные явления наблюдаются также при ходьбе без обуви (босиком). Давление стопы на опору — величина переменная и зависит от способа контакта пяточной части с опорной поверхностью (положения ноги в целом и стопы), скорости движения человека и длины его шага. В результате давление стопы на опорную поверхность во время ходьбы, особенно во время бега, больше, чем вызванное весом тела.

Длительное ношение обуви на высоких каблуках может быть причиной деформации стоп. Даже при правильной конструкции высоких каблуков ("шпилек") ношение такой обуви в течение длительного времени может вызвать вследствие постоянного изгиба стопы вперед сокращение ахиллова сухожилия, что затруднит ходьбу босиком или на низких каблуках. Сдвиг стопы вперед и перемещение центра тяжести на головки плюсневых костей может вызвать молоткообразность пальцев, отведение большого пальца наружу или поперечное плоскостопие.

Сейчас каблуки делают не только из кожи и дерева — с развитием науки производство каблуков стало возможным из резины, полиуретана и поливинилхлорида. Чтобы увеличить износостойкость каблука, в нижнюю его поверхность забивали гвозди. Впоследствии появилась набойка — небольшой кусок металла, который также прибивался на основание каблука. Сейчас для набойки используют более износостойкий материал — полиуретан. С развитием технологий стало возможным воплощение любых дерзких идей художника. Но это не всегда чистое искусство, которое существует в единственном экземпляре. Множество изобретений защищены авторскими правами и имеют патент. Вот несколько примеров гениальных разработок:

1. Каблук пружинящий.

Он имеет между верхней и нижней поверхностями устройство с пружиной. Такой каблук делает шаг более легким, что уменьшает трение, а соответственно — и нагрузку на ноги.

2. Шарнирная подошва с каблуком изменяющейся высоты. Вы можете сами регулировать нужную высоту.

3.  Складной каблук.

Представьте вечером вы в туфлях на 7-сантиметровом каблуке, а утром в этой же паре, но каблук уже 3 см. Впечатляет? Но на сегодняшний день массовое производство подобных изделий невозможно. Но и в промышленности существует множество форм каблука, отличающихся по конструкции и методам крепления.

Подноски и задники, укрепляющие носочную и пяточную части обуви. Внешний вид обуви, а также противодействие обуви деформациям во время эксплуатации обеспечиваются материалами подносков и задников. Их рациональная конструкция обеспечивает не только износостойкость и сохранение формы обуви, но и правильное положение пятки стопы при ходьбе. Недостаточная жесткость пяточной части обуви вызывает смещение заднего участка стопы с линии, проходящей через пяточный бугор и опору каблука, что обусловливает неуверенность походки. Отсутствие жесткого подноска не обеспечивает красивого силуэта обуви, а также предохранения пальцев от травм. Задники и подноски подвергаются в процессе эксплуатации постоянной термической и гигротермической нагрузке, усиливаемой воздействием пота. Указанные детали должны легко соединяться с верхом и подкладкой заготовки, причем предел прочности при растяжении соединения не должен быть ниже 40 кПа. Эти детали должны иметь большую упругость, обеспечивающую восстановление формы верха обуви при механической деформации, гигиенические свойства, в первую очередь, сорбцию и паропроницаемость. С этой целью указанные детали иногда перфорируют. Важным свойством материалов для подносков и задников является устойчивость к деформации под влиянием влаги.

Укрепляющие детали должны легко монтироваться в заготовку и точно прилегать к ее внутренней поверхности.

Подноски выпускают в широком ассортименте (различных размеров, формы, жесткости, упругости) в зависимости от потребностей обувных предприятий.

Задники, форма которых зависит от конструкции задней части обуви и метода затяжки, изготовляют из волокнистых материалов или кожкартона м формуют перед затяжкой (они соединяются с верхом обуви клеем); термопластичными, активируемыми растворителями или токами высокой частоты (формуются в процессе затяжки); из полистирола или полиуретана, предварительно отформованные.

Подкладка. Обувь в зависимости от назначения и уровня исполнения может быть с подкладкой или без нее. Подкладка играет важную роль для гигиены стопы и в конструкции обуви. Ее изготовляют из различных тканей и нетканых материалов с покрытием и без него, кож и спилка. Для обуви высшей категории качества применяют подкладку из козлины или опойка натурального  цвета или пастельных тонов. Подкладочные материалы должны обеспечивать паропроницаемость; сорбционные и упругоэластичные свойства; устойчивость к действию пота, плесени; микроорганизмов при повышенной температуре, давлении, отсутствии света; к истиранию, излому, действию клеев, умеренную теплопроводность, для защиты стопы от резких изменений температуры; предохранение стопы от скольжения внутри обуви во время ходьбы; защиту стопы от травм и болевых ощущений.

Кроме того, подкладка должна создавать хороший внешний вид обуви и иметь устойчивую окраску. Она может быть натурального цвета, аппретированной, но во всех случаях с влагопроницаемой лицевой поверхностью.

Искусственные подкладочные материалы должны обладать свойствами, подобными свойствам кожи. Эти материалы должны обладать способностью приформовываться к колодке. Материалы для верха и подкладки обуви подвергаются деформациям во время эксплуатации до 5%, а в процессе производства обуви — до 15%. Поэтому подкладочные материалы, не обладающие достаточной пластичностью, обычно растрескиваются уже при обтяжке заготовки на колодке или же деформируются и разрушаются в готовом изделии. Большая часть искусственных материалов не обеспечивает в обуви удовлетворительных гигиенических условий, способствуя развитию грибков и плесени. Поэтому многие из этих материалов импрегнируют антибактериальными препаратами.

Трение подкладки о чулок и носок, как и трение подошвы об опорную поверхность, может отрицательно влиять на самочувствие носчика обуви во время ходьбы в результате возникновения электростатических зарядов.

В обуви, эксплуатируемой даже при нормальных условиях, создаются предпосылки для развития микроорганизмов (влажность, повышенная температура, отсутствие света). Развитию микроорганизмов способствуют содержащиеся в поте минеральные и органические компоненты, а также рН пота. Неприятный запах при снятии обуви вызван не потом (который не имеет запаха), а продуктами бактериального разложения его компонентов (мочевины, молочной, масляной, аскорбиновой, жирной и других кислот), а также биохимической деструкцией обувных материалов. Эти явления можно предотвратить с помощью бактерицидных препаратов, удалением влаги из обуви, а также регулярной чисткой подкладки.

Наружные детали верха обуви в отличие от подкладки должны обладать еще и высокими эстетическими достоинствами, водонепроницаемостью, устойчивостью к многократным изгибам. Это достигается использованием высококачественных материалов для изготовления деталей обуви.