0

Синтетические утеплители. Виды и свойства

© Primaloft
Вплоть до начала 1960-х годов от пониженных температур человека защищали преимущественно натуральные утеплители — гусиный и утиный пух, шерсть и хлопок. Но по мере развития химической промышленности и вывода некогда аэрокосмических технологий на гражданский рынок в сферу активного отдыха стали проникать утеплители, созданные на основе искусственных волокон.
Первоначально подобная синтетика не пользовалась особой популярностью, особенно в среде туристов и альпинистов, так как сильно уступала по своим свойствам пуху и шерсти. Первые утеплители были чрезмерно громоздкими, очень плохо сжимались при упаковке, легко мигрировали внутри тканевого пакета, оставляя «холодные точки». Да и работать с ними умели далеко не все производители снаряжения — было неясно, как укладывать утеплитель, как его прошивать, сколько его слоёв необходимо для достижения необходимой теплоизоляции. Тем не менее благодаря своей дешевизне синтетика внедрялась в тёплую рабочую одежду и применялась в кемпинговых спальных мешках.
Реклама синтетических утеплителей Du Pont Hollofil и Quallofil в сентябрьском номере журнала Backpacker 1984 года © Backpacker Magazine
Но и прогресс не стоял на месте — совершенствовались как синтетические волокна, так и методы работы с ними. Первому серьёзно потеснить пух удалось синтетическому утеплителю Polarguard от компании Fiber Industries , который достаточно хорошо сжимался в упаковку и обладал отличным для своего времени соотношением «вес/тепло». Утеплённые им спальные мешки Snow Lion выпускались с 1976 года и заставили многих туристов отказаться от своих пуховых спальников — ведь при равной теплоизоляции весили они не намного больше, не боялись высокой влажности и были в среднем вдвое дешевле ! Для североамериканского туристического рынка модель Snow Lion Mummy Bag стала по-своему легендарной, отчего журнал Outside даже внёс её в свой список «Снаряжения, изменившего мир активного отдыха».
Страницы с рекламой спальных мешков Snow Lion и The North Face, утеплённых Polarguard, в июньском номере журнала Backpacker 1977 года © Backpacker Magazine
В 1980-1990-е годы синтетика довольно быстро вытеснила натуральные материалы из целого ряда ниш благодаря своим неоспоримым плюсам — некритичному снижению теплоизоляции при намокании, быстрому высыханию и относительной дешевизне производства. Постепенно образовалась целая отрасль синтетических утеплителей, которая динамично развивается по сей день. Из всего их современного многообразия можно выделить две большие группы:
  • флисовые материалы, имеющие ярко выраженный ворс и не нуждающиеся в дополнительной тканой оболочке;
  • волоконные нетканые утеплители, которые изготавливаются без применения методов ткачества.
Большинство существующих сейчас синтетических утеплителей относится ко второй категории. Их производят из первичных волокон, которые образуются из расплава полиэтилентерефталата — ПЭТФ . От их формы и структуры, а также от дополнительной обработки напрямую зависят все конечные свойства созданного из них утеплителя — теплоизоляция, долговечность, вес и прочее. Наиболее простой вариант на основе волокон относительно большого диаметра, не имеющих внутри полостей, хорошо известен как синтепон. Однако развитие мировой индустрии привело к куда большему разнообразию первичных волокон. Понимание их свойств позволяет примерно представить конечные качества утеплителя, созданного на их основе.

Синтетические утеплители из полых волокон — Hollow Fibers

В классическом виде такие утеплители на 100% состоят из волокон, которые имеют в своей структуре один или несколько воздушных каналов, имитируя шерсть полярных животных. Полости в волокнах удерживают воздух, что увеличивает их общую теплоизоляцию. Однако полые волокна отличаются относительно большим диаметром, отчего состоящие из них утеплители обладают высокой плотностью и довольно плохо сжимаются в упаковку. Поэтому сегодня утеплители на основе полых волокон чаще всего применяются в спальных мешках бюджетного класса и домашних спальных принадлежностях. Наибольшей известностью среди подобных утеплителей отличались Du Pont Hollofil (4 полых канала) и Quallofil (7 полых каналов), позже перешедшие к компании Invista, однако на сегодня их выпуск прекращён. Тем не менее пустотелые волокна часто задействуются в составе утеплителей других классов, а также применяются при создании флисовых тканей. Например, для Polartec Classic и Jack Wolfskin Nanuk.

Спиралевидные полые волокна — Coil-shaped Fibers

Имеют форму пружины/спирали с одним или несколькими воздушными каналами внутри. Придают утеплителю мягкость, улучшают компрессионные свойства и повышают его теплоизоляцию и долговечность — материал не слёживается, его плотность не повышается, и, таким образом, он способен удерживать больше связанного воздуха. Высокоизвитые волокна чаще всего используются как добавка в утеплителях, состоящих из нескольких типов волокон. Например, в Marmot SpiraFil, Sivera SpiraLoft или в Thermolite Extreme от Invista. Последний часто добавляют в носки, термобельё и в очень тёплые вкладыши в спальник. Например, в Sea to Summit Thermolite Reactor Extreme Liner.
Утеплители на основе спиралевидных волокон относительно недороги в производстве и хорошо переносят сжатие, поэтому часто используются для относительно бюджетных серий спальных мешков. Например, их применяют в семействах спальников Marmot Trestles и Sivera «Рехтей».

Синтетические утеплители на основе непрерывных волокон — Continuous Filaments

Как и следует из названия, такие утеплители основаны на волокнах с очень большой длиной. Будучи скреплёнными химически или термически во множестве точек, они образуют объёмный и очень стабильный по структуре пласт. Как правило, непрерывноволоконные утеплители отличаются высокой долговечностью, а в зависимости от технологии изготовления их теплоизоляция варьируется от неплохой до отличной.
Сегодня существует целый ряд синтетических утеплителей на основе непрерывных полых волокон. Благодаря своему строению качественные непрерывноволоконные утеплители отличаются высокой стабильностью пласта — утеплитель не мигрирует по изделию и хорошо держит компрессионные нагрузки, долго не слёживаясь. Это даёт возможность производителям не использовать частую стёжку, а также не применять особо плотные пуходержащие ткани, что позволяет немного облегчить одежду и снаряжение или использовать для их пошива более прочные и дышащие материалы. При этом соотношение «вес/тепло» у непрерывноволоконных утеплителей довольно высокое. Их минусы кроются в ином. Из-за плотности и стабильности своей структуры они сравнительно плохо сжимаются в упаковку и отличаются меньшей мягкостью и воздушностью на ощупь.
Пласт утеплителя Climashield Apex обладает очень стабильной структурой — выдерживает частые сжатия, хорошо восстанавливает свой объём, не требует применения частой строчки и плотных пуходержащих тканей
Пласт утеплителя Climashield Apex обладает очень стабильной структурой — выдерживает частые сжатия, хорошо восстанавливает свой объём, не требует применения частой строчки и плотных пуходержащих тканей © adventurexpert.com
К утеплителям на основе непрерывных полых волокон относился уже упомянутый нами Polarguard, производство которого было прекращено относительно недавно. Но на данный момент на рынке довольно много вариантов подобных утеплителей: Primaloft Silver High-loft (бывший Primaloft Synergy), всё семейство Climashield — Apex, Combat и Prism от компании HarVest Consumer Insulation, а также ThermaTek, который применяется эксклюзивно в одежде Arcteryx.

Микроволоконные синтетические утеплители — Microfibers Insulation

Состоят из коротких и очень тонких волокон. За счёт малого диаметра они очень эффективно удерживают воздух в состоянии относительного покоя внутри своего слоя, но при этом мало весят и гораздо меньше смачиваются водой в сравнении с волокнами большего диаметра. Поэтому микроволоконные синтетические утеплители одни из самых тёплых в индустрии и в своё время произвели революционные изменения в одежде и снаряжении для активного отдыха. Один из первых микроволоконных утеплителей — Thinsulate Тип С — позволил создавать одновременно тёплую и тонкую одежду, не сковывающую движений, а также стал применяться в варежках, перчатках и обуви. Но сжимался он плохо, отчего занимал массу места в рюкзаке и не получил широкого распространения в одежде и спальных мешках для походов и восхождений. Его успех закрепил микроволоконный Primaloft One, вышедший на гражданский рынок в начале 1990-х годов. За ним сразу закрепилась слава «синтетического пуха» — уж очень мягким, воздушным и тёплым он оказался.
Спаянные между собой микроволокна утеплителя Primaloft на фото с большим увеличением
Спаянные между собой микроволокна утеплителя Primaloft на фото с большим увеличением © Primaloft
Но в этой бочке мёда есть серьёзная ложка дёгтя. Микроволокна сильнее предрасположены к сваливанию, нежели волокна большего диаметра. А значит, и их долговечность сравнительно невысока, и теплоизоляция микроволоконных утеплителей ощутимо падает уже через пару лет активного использования вещи. Второй недостаток особо лёгких и воздушных микроволоконных утеплителей вроде Primaloft One — способность мигрировать, то есть «лезть» через швы и неплотную ткань подобно пуху. Это заставляет применять для их удержания специальные материалы, идентичные по свойствам пуходержащим, что ограничивает возможности производителей. Например, это не позволяет создать одновременно тёплую и хорошо дышащую куртку для интенсивных нагрузок — плотная ткань просто не обеспечит должной паропроницаемости.
Самым известным и лучшим по результатам тестов микроволоконным утеплителем на сегодняшний день является Primaloft Gold Synthetic Insulation — некогда Primaloft One. Также классическими утеплителями из микроволокон можно считать Thermolite Micro и Thinsulate Тип C. Но в чистом виде микроволокна из-за своей недолговечности используются всё реже, и чаще всего их добавляют в состав сложносоставных синтетических утеплителей, когда хотят добиться от них меньшего объёма в упаковке и подтянуть соотношение «вес/тепло».

Сложносоставные синтетические утеплители

На основе вышеперечисленных волокон могут производиться сложносоставные утеплители, которые комбинируют их свойства. Например, микроволокна обеспечивают компактность в упаковке и хорошее соотношение «вес/тепло», а скреплённые с ними волокна большего диаметра увеличивают долговечность утеплителя и делают его структуру более стабильной. К таковым относятся Primaloft Sport (ныне Primaloft Silver) и Arcteryx Coreloft, а также некогда выпускавшиеся Thermolite Extreme С и Thinsulate Lite Loft. Но фактически к сложносоставным можно отнести большинство современных синтетических утеплителей. Как мы уже отмечали выше, спиралевидные и микроволокна редко используются в чистом виде — Spirafil, Smartloft и практически всё семейство Thinsulate тому пример. Даже в продвинутых непрерывноволоконных утеплителях комбинируются полиэфирные нити разного диаметра, как это сделано в Primaloft Synergy и семействе Climashield.
К новейшим разработкам в области создания сложносоставных утеплителей можно отнести 3DeFX+, производителем которого является известная японская компания Toray. В нём применяются четыре различных вида спиралевидных волокон, скреплённых воедино по специальной технологии с пустотелыми микроволокнами. Такая смесь обеспечивает утеплителю очень высокую стабильность, возможность тянуться во все стороны и легко восстанавливать свою форму, а также заметно повышает его воздухопроницаемость при высокой степени теплоизоляции. Всё это позволяет применять его в изделиях, предназначенных для нагрузок высокой интенсивности — беговых лыж, ледолазания, скитура и прочего. Под оригинальным названием утеплитель Toray 3DeFX+ используют в горнолыжных костюмах Kjus и утеплённой охотничьей одежде KUIU. В большинстве же случаев он брендируется собственными торговыми марками. У Patagonia — как FullRange и применяется в линейке одежды Nano-Air, у Haglofs — как QuadFusion Stretch, а в горнолыжных костюмах Mountain Force утеплитель 3DeFX+ включён в технологию 12 Way Stretch.
Схематическое изображение волокон в утеплителе 3DeFX+
Схематическое изображение волокон в утеплителе 3DeFX+ © Toray

Кластерные синтетические утеплители — Cluster Synthetic Insulation

Многие продвинутые синтетические утеплители не раз ставили на одну ступень с пухом. Однако до недавнего времени они лишь приближались к нему по совокупности своих свойств. Они заметно уступали ему по соотношению «вес/тепло» или плохо сжимались, отчего занимали слишком много места в упаковке. Так продолжалось до тех пор, пока синтетические утеплители не начали копировать саму структуру пуха. Напомним, что он состоит из множества пушинок, которые сцепляются друг с другом, образуя воздушную объёмную массу. Нечто подобное сегодня стараются воспроизвести из разнообразных микроволокон. Их скатывают или формуют в небольшие кластеры, чтобы те образовывали объёмный массив подобно пуху. Отсюда и название — кластерные синтетические утеплители.
Благодаря своей структуре они ведут себя как пух — хорошо сжимаются и восстанавливают свой объём, а также обладают отличным соотношением «вес/тепло». Лучшие кластерные утеплители способны на равных тягаться с пухом FP 550-700, что недостижимо даже для лучших образцов синтетики иных разновидностей. При этом их волокна слабо смачиваются водой и быстро сохнут, а также дешевле в производстве. Учитывая, как выросли мировые цены на пух, неудивительно, что в последние 8 лет случился настоящий бум кластерных синтетических утеплителей. Самым известным и разрекламированным среди них стал Thermoball, предоставленный компанией Primaloft на эксклюзивных условиях для одежды The North Face. Следом за ним на рынке появилась масса аналогов — Haglofs QuadFusion Mimic, Thinsulate Featherless, Allied Loftech Summit и Primaloft Thermoplume.
Кластеры из синтетических микроволокон утеплителя Haglofs QuadFusion Mimic. По соотношению «вес/тепло» он сопоставим с пухом FP 700
Кластеры из синтетических микроволокон утеплителя Haglofs QuadFusion Mimic. По соотношению «вес/тепло» он сопоставим с пухом FP 700 © Haglofs
Но вместе с достоинствами все кластерные утеплители унаследовали и некоторые недостатки пуха. Ключевой из них — необходимость в частой строчке, чтобы утеплитель не мигрировал и не оставлял «холодных точек». А это несколько сковывает возможности дизайнеров. Вторая проблема — пух всё ещё долговечнее синтетических микроволокон, даже когда они собраны в кластеры. И если новая куртка с таким утеплителем способна конкурировать по теплу с пуховкой, то уже через пару лет активного использования она станет ей заметно уступать. Скорее всего, именно по этой причине производители пока не торопятся внедрять кластерную синтетику в спальные мешки, где постоянная компрессия — норма. Вдобавок стоимость кластерных утеплителей приближается к бюджетным пуховым смесям, с которыми они и конкурируют, — разница цен между готовыми изделиями обычно составляет 20-30%. Из-за этого выбор в их пользу обусловлен лишь сочетанием чуть более низкой цены, общей неприхотливости и иммунитета к влаге.
Из-за склонности кластерных утеплителей к миграции вещи из них приходится прошивать так же, как и пуховые, что только добавляет им сходства. На фото куртка Haglofs Essens Mimic, внешне неотличимая от такой же пуховки Essens Down
Из-за склонности кластерных утеплителей к миграции вещи из них приходится прошивать так же, как и пуховые, что только добавляет им сходства. На фото куртка Haglofs Essens Mimic, внешне неотличимая от такой же пуховки Essens Down © Haglofs

Совершенствование волокон синтетических утеплителей

Большинство ведущих производителей дополнительно покрывают волокна слоем силикона, что придаёт им дополнительную водостойкость и уменьшает адгезию между ними — обработанные волокна «скользят» друг по другу. Это обеспечивает большую долговечность — утеплитель меньше сваливается и слёживается. Силикон сокращает время высыхания намокших волокон и улучшает компрессионные свойства готового изделия.
Также сами волокна в последнее время стараются усовершенствовать за счёт изменения их состава. Так, самая интересная разработка последних лет — добавка частиц аэрогеля в волоконный синтетический утеплитель Primaloft Gold. Удерживать тёплый воздух это не помогает, но прямые теплопотери через сам утеплитель снижаются. Но обкатанной эту новинку назвать нельзя. Пока что этот утеплитель используют только в некоторых спальных мешках L.L.Bean под названием Cross-Core. Другой пример такого подхода к совершенствованию утеплителя тоже выпускается под брендом Primaloft — Ceramic Blend, или, иначе, Kodenshi. В него добавляют керамические микроволокна Kodenshi японского производства. Они способны отражать исходящее от тела человека инфракрасное излучение, делая утеплитель немного эффективнее и не прибавляя ему веса.
Помимо силиконовой обработки, на конечные свойства утеплителя может повлиять способ скрепления волокон между собой — термический, склейка или их комбинация, а также изначальное качество сырья. Но оценивают эти свойства скорее производители — лабораторно и в ходе полевых тестов готовых предметов одежды и снаряжения.
По данным источников журнала Outside, фунт сырьевого гусиного пуха в 2009 году стоил 10$, а в 2014-м — уже около 50$. Причины просты: стремительная урбанизация Китая, сопряжённая с сокращением гусиных ферм, а также повышение требований к содержанию гусей в Европе. Но этот же процесс подстегнул развитие индустрии синтетических утеплителей, которое и привело к их современному разнообразию. Нам остаётся только выбрать вещь с подходящими под наши задачи технологиями. А помогут с этим наши эксперты на сайте и на Сайкина, 4!
Если вам понравилась статья, поделитесь ею со своими друзьями в социальных сетях
Я рекомендую Мне нравится
© Спорт-Марафон, 2020 Данная публикация является объектом авторского права. Запрещается копирование текста на другие сайты и ресурсы в Интернете без предварительного согласия правообладателя — blog@sport-marafon.ru

Товары по теме

Статьи по теме

В рассылке блога мы рассказываем о новых коллекциях
, интересных товарах
и людях
Если у вас есть вопросы или пожелания по блогу, пишите их нам, мы постараемся учесть.
Если вы в теме и умеете грамотно работать с текстом - у нас есть интересная работа.
Напишите нам, о чём бы вы хотели прочитать в нашем блоге.
Заметили ошибку? Выделите текст ошибки, нажмите Ctrl+Enter, отправьте форму. Мы постараемся исправить ее.