с 10 до 24
Магазин на ул. Сайкина, 4
с 10 до 22
Интернет-магазин
Бесплатный звонок по России: 8 (800) 333-14-41 8 (495) 668-14-97

Синтетические утеплители. Виды и свойства

23.11.2015
Вплоть до начала 1960-х гг. функции защиты человека от пониженных температур при работе и отдыхе на открытом воздухе возлагались на натуральные утеплители - гусиный и утиный пух, шерсть и хлопок. По мере развития химической промышленности и выводе некогда аэрокосмических технологий на гражданский рынок, в сферу активного отдыха начинают проникать утеплители, созданные на основе искусственных волокон.
Snow Lion Polarguard Mummy Bag. 1974.jpg
Snow Lion Polarguard Mummy Bag. 1974.jpg
Первоначально подобная «синтетика» не пользовалась особой популярностью, особенно в среде туристов и альпинистов, т.к. сильно уступала по своим свойствам пуху и шерсти - была объемной, плохо сжималась в упаковку, легко мигрировала внутри тканого пакета, оставляя «холодные точки». Первым действительно успешным синтетическим утеплителем для индустрии активного отдыха стал Polarguard™, выпускавшийся компанией DuPont (а в дальнейшем Invista) вплоть до недавнего времени. А выпущенный с его применением в 1974 году спальный мешок Snow Lions Mummy bag стал знаковым для Североамериканского туристического рынка и в значительной степени предопределил успех синтетических волокон в индустрии активного отдыха.
Синтетика довольно быстро вытесняет натуральные материалы из целого ряда функциональных ниш благодаря своим неоспоримым плюсам - некритичному снижению теплоизолирующих свойств при намокании, быстрому высыханию и относительной дешевизне производства. Постепенно образуется целая отрасль синтетических утеплителей, которая динамично развивается на протяжении последних 30 лет. 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.
Гранулы ПЭТФ
Гранулы ПЭТФ
Большинство существующих сейчас синтетических утеплителей относится ко второй категории. Их производят из первичных волокон, которые образуются из расплава полиэтилентерефталата (ПЭТФ, одна из разновидностей полиэфиров, в текстильной промышленности чаще применяется понятие полиэстер). От их формы и структуры, а также от дополнительной обработки, напрямую зависят все конечные свойства созданного из них утеплителя - теплоизоляция, долговечность, вес и пр. 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.
Реклама утеплителя Quallofil в журнале Backpacker (сентябрь 1984)
Реклама Quallofil в журнале Backpacker. Сентябрь 1984

Реклама Quallofil в журнале Backpacker. Сентябрь 1984 Синтетические утеплители из полых волокон (hollow fibers)

В классическом виде имеют в своей структуре один или несколько воздушных каналов (подобно шерсти полярных животных), что увеличивает общую теплоизоляцию. Однако их относительно большой диаметр обеспечивает высокую плотность утеплителя и довольно слабые компрессионные свойства. Чаще всего применяются в бюджетном классе экипировки и спальных принадлежностях. Одни из самых распространенных утеплителей на основе таких волокон - DuPont Hollofil™ (4 полых канала) и Quallofil™ (7 полых каналов) от Invista.

Высокоизвитые (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 слеживается, его плотность не повышается и таким образом он способен удерживать больше связанного воздуха. Высокоизвитые волокна часто используются в сложно составных типах утеплителей (состоящих из двух или нескольких типов волокон), например, в Marmot SpiraFil™ или же в «чистом» виде как в Thermolite Extreme™ от Invista. Относительно недороги в производстве и хорошо переносят сжатие, поэтому часто используются в качестве основного наполнителя относительно бюджетных серий спальных мешков (например, семейство Marmot Trestles).

Синтетические утеплители из непрерывных полых волокон (continuous filaments)

Отличаются очень большой длиной. Будучи скрепленными химически или термически во множестве точек, образуют пласт - штапель. Изготовленный из таких волокон утеплитель имеет, как правило, очень высокую долговечность, а в зависимости от технологии изготовления его теплоизоляционные свойства варьируются от неплохих до отличных.
Thermatek ламинированный на подкладку
Thermatek ламинированный на подкладку
На сегодняшний день существует целый ряд синтетических утеплителей на основе непрерывных полых волокон - от простых, применяющихся в основном в городской одежде и бюджетной экипировке (бывший Primaloft Infinity™, теперь Primaloft Black) до сложно составных, обеспечивающих очень высокие рабочие характеристики очень близкие по свойствам утеплителям из микроволокна. Благодаря своему строению качественные непрерывноволоконные утеплители отличаются высокой стабильностью пласта - утеплитель не мигрирует по изделию, хорошо держит компрессионные нагрузки долго не слеживаясь. Все это позволяет производителям не использовать частую стежку, а также не применять особо плотные пуходержащие ткани. Минусом такого рода утеплителей является их меньшая способность к сжатию, а также меньшая мягкость и «воздушность» на ощупь.
К утеплителям на основе непрерывных полых волокон относился уже упомянутый выше Polarguard™, производство которого было прекращено относительно недавно. На данный момент на рынке довольно много вариантов подобных утеплителей - Primaloft Silver High-loft™ (бывший Primaloft Synergy), все семейство Climashield (Apex™, Combat™, Prism™ и пр.) от компании Harvest Consumer Insulation, а также ThermaTek™, который применяется эксклюзивно компанией Arcteryx.

Микроволоконные синтетические утеплители

Имеют толщину меньше 1 Tex - т. е. 1000 метров микроволокна весит меньше 1 грамма. За счет столь малого диаметра волокна образуют очень эффективный барьер для воздушных потоков внутри слоя утеплителя, что делает его теплоизоляционные свойства крайне высокими на единицу веса и толщины. Из всех существующих на сегодняшний день синтетических утеплителей, микроволоконные максимально близки по своим свойствам к натуральному пуху. Благодаря этим качествам можно создавать легкую и в тоже время достаточно тонкую одежду и экипировку. Несмотря на общую для всех синтетических утеплителей устойчивость к намоканию, микроволокна смачиваются гораздо меньше в сравнении с остальными.
Primaloft One
Слой Primaloft Gold - ранее One
Из существенных эксплуатационных минусов можно выделить только меньшую в сравнении с аналогами долговечность - микроволокна сильнее предрасположены к сваливанию, нежели волокна большего диаметра. Это предопределило их использование преимущественно в одежде, которая гораздо реже подвергается компрессии нежели, например, спальный мешок. Недостатком таких утеплителей для производителей является их способность мигрировать («лезть» через подкладку и швы) через неплотные ткани, подобно пуху, что заставляет применять для их удержания специальные материалы, идентичные по свойствам пуходержащим.
Самым известным и лучшим по результатам тестов микроволоконным утеплителем на сегодняшний день является Primaloft Gold Synthetic Insulation, некогда называвшийся One. Также классическими утеплителями из микроволокон можно считать Thermolite Micro™ и Thinsulate C™.

Сложносоставные синтетические утеплители

Утеплитель Coreloft от Arcteryx
Утеплитель Coreloft от Arcteryx
На основе вышеперечисленных волокон могут производится сложносоставные утеплители, которые вбирают в себя лучшие стороны составляющих их полиэфирных нитей. Например, микроволокна обеспечивают высокие теплоизоляционные свойства и малый вес, а добавленные в их массив и скрепленные с ними волокна большего диаметра увеличивают долговечность утеплителя (Primaloft Sport™, Thermolite Extreme С™ и Thinsulate Liteloft™) или же делают его структуру более стабильной как в Coreloft™, используемого компанией Arcteryx.
К новейшим разработкам в области создания сложно составных утеплителей стоит отнести 3DeFX+™, производителем которого является известная японская компания Toray. В нем применяются четыре различных вида спиралевидных волокон скрепленных 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. Все это позволяет применять его в изделиях предназначенных для нагрузок высокой интенсивности - беговых лыж, ледолазания, ски-тура и пр. Технология производства 3DeFX+™ является производственным секретом Toray. Это одна из их новейших разработок и по состоянию на конец 2015 года лишь несколько компаний применяют её в своих изделиях. Компания Patagonia использует её под торговой маркой FullRange в линейке одежды Nano-Air, а бренд горнолыжной одежды Mountain Force применяет эту разработку Toray в изделиях с технологией 12 way stretch. Также достоверно известно, что на будущий 2016 год запланирован выпуск курток с 3DeFX+™ от шведской компании Haglofs, тестеров для которых набирали в рамках краудсорсингового проекта. Вполне возможно, что новая разработка в будущем сможет потеснить флисовые утеплители, которые всегда выигрывали в паропроницаемости у традиционных волоконных.
Структура волокон 3DeFX+
Структура волокон 3DeFX+
Большинство ведущих производителей дополнительно покрывают волокна слоем силикона, что придает им дополнительную водостойкость и уменьшает адгезию между ними - обработанные волокна «скользят» друг по другу. Это обеспечивает бо′льшую долговечность (утеплитель меньше сваливается, слеживается), меньшее время высыхания и улучшает компрессионные свойства. Также на конечные свойства утеплителя может повлиять способ скрепления волокон между собой (термический, склейка или их комбинация), а также изначальное качество сырья.

Какой синтетический утеплитель теплее...

Для сравнения теплоизоляционных свойств как синтетических, так и натуральных утеплителей, чаще всего используется параметр Clo. Это коэффициент, рассчитываемый по формуле 1 Clo = 0.155 K·m²·W⁻¹.
1 Clo = 0.155 K·m²·W⁻¹.
Он определяет количество теплоизолятора, необходимое для поддержания теплового равновесия человеком в состоянии покоя, при температуре среды 21°C и скоростью потока воздуха не более 0,1 м/c (имитируются условия проветриваемого помещения). За ноль при этом принимается отсутствие на человеке какой-либо одежды.
Параметр Clo был введен, в первую очередь, для определения значений теплоизоляции текстильных материалов и готовой одежды, что было необходимо для соблюдения техники трудовой безопасности при работах на открытом воздухе и в помещениях. В этом он близок к параметру R-value, который создавался для определения стандартов теплоизоляции жилых и коммерческих помещений, а сейчас применяется в том числе и для оценки термического сопротивления туристических ковриков-изоматов.
В европейской практике, чаще всего, коэффициент Clo вычисляется для 1 унции утеплителя, распределенной на 1 квадратный ярд площади (в метрической системе используется измерение 100 грамм на квадратный метр). Это позволяет рассчитать конечный параметр Clo, при известной плотности теплоизолятора, которая предоставляется поставщиком. При этом заметим, что далеко не все существующие на данный момент на рынке товаров для активного отдыха утеплители имеют опубликованные в свободном доступе значения Clo. В большинстве случаев производители просто не проходят довольно дорогостоящую процедуры тестирования на термоманекене или же не разглашают их результаты.
Параметр Clo носит весьма примерное значение, т.к. не существует конкретной нормы, определяющей тепловой комфорт человека, который зависит от физической активности, состояния здоровья, особенностей обмена веществ, площади поверхности тела и пр. При этом реальное значение Clo необходимо рассчитывать для готового изделия, учитывая не только теплоизолятор, но и термическое сопротивление тканей примененных при пошиве, а также плотность самого утеплителя. Например, коэффициент Clo для штапеля утеплителя Primaloft Gold плотностью 3 oz/yd2 будет составлять 0,92*3 = 2,76. В тоже время коэффициент Clo, как относительная мера, вполне пригоден для сопоставления теплоизолирующих свойств конкретных утеплителей что называется «лицом к лицу».
График
В таблице использованы данные тестирования Hohenstein Institute, а также опубликованные материалы производителей
Если вам понравилась статья, поделитесь ею со своими друзьями в социальных сетях
Я рекомендую Мне нравится
© Спорт-Марафон, 2018 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:

Gore-Tex. Что вы знаете о нём?
Компания W.L. Gore остаётся самым авторитетным производителем мембранных тканей на рынке. Поэтому мы подготовили этот гид по материалам Gore-Tex — их истории, назначении, строении и принципам работы
далее
Технологии пуха
Чем так хорош натуральный пух и почему его столько активно используют в производстве тёплой одежды и спальных мешков для активного отдыха? Какой пух лучше и как новые технологии борются с его недостатками? Разбираемся…
далее
Как постирать спальный мешок
С наступлением тепла все актуальнее становится тема ухода за спальным мешком. Как постирать, просушить и как правильно хранить спальник читайте в нашем блоге
далее

Комментарии

comments powered by HyperComments