Свойства тканей POLARTEC при воздействии низких температур

Альпинизм – это горы. Горы дарят человеку здоровье, бодрость и незабываемые впечатления. Но альпинист в горах находится в экстремальных условиях и характер его деятельности связан с интенсивными физическими нагрузками, которые могут чередоваться с долгими периодами ожидания. В этой ситуации большое значение имеет одежда альпиниста. Требования, предъявляемые к одежде таковы:

1. одежда должна быть тёплой, так как альпинист работает в высокогорной зоне, зоне снега и льда

2. одежда не должна стеснять движения, потому что альпинист выполняет различные виды работ: забивает и выбивает крючья, поднимается по перилам, переносит снаряжение и т. д.

3 одежда должна «дышать», т. е. пропускать воздух:

4 одежда должна быть ветрозащитной, так как альпинист зачастую попадает в непогоду и подвергается воздействию ураганных ветров.

Долгое время альпинисты использовали тёплые шерстяные свитера, брезентовые ветрозащитные костюмы, которые быстро промокали, и были тяжелыми. Высушить их тоже было проблематично. Часто намокнув, такие костюмы покрывались коркой льда при понижении температуры. Это вело к переохлаждению организма, обморожениям. Мокрые шерстяные свитера хотя и согревали человека, однако были тяжёлыми и совсем не защищали от ветра.

С появлением новых технологий в изготовлении тканей, расширился их ассортимент, а сами ткани приобрели совершенно другие свойства. Эти свойства позволили изготавливать такую одежду для альпинистов, которая отвечает всем требованиям и, кроме того, по весу намного легче традиционных тканей.

Современные материалы, свойства, технологии.

Ткань - это переплетение нитей основы и утка.

Нити по составу могут быть из различных волокон натуральных или химических. В зависимости от свойств волокон, способа отделки тканей они бывают гигроскопичные или нет, обладающие высокими теплозащитными свойствами, дающие сильную усадку или не имеющие усадки, все эти материалы мы привыкли видеть в повседневной жизни, а значит, речь пойдёт не о стандартных а о современных материалах.

Современные материалы, активно применяющиеся в альпинизме это:

Gore-Tex

. Верхний защитный водоотталкивающий слой одежды делают из “волшебного” материала, который обладает удивительной мембранной особенностью “дышать”, выпуская влагу, пар и пот от тела наружу, позволяя спортсмену не переохлаждаться, но, не пропуская влагу и дождь снаружи. Известен случай, когда альпинист, искупавшись в такой одежде в ледниковом озере и затем “схватив” “холодную ночёвку” – то есть, проведя ночь на снегу без палатки при температуре ниже нуля, всё же своим теплом высушил на себе всю одежду и отделался всего лишь лёгким насморком. Аналог Gor-Tex`a – Sympa-tex. Эти материалы используются в производстве различных курток, штанов, шапок, перчаток, носков, прокладок в обуви.

. Чудесные свойства мембраны – миф, или реальность?

“Правда ли, что, надев куртку с Gore-Tex на футболку, и в -30 мёрзнуть не будешь?”. Ответ: “Да, правда, потому что смерть наступит очень быстро, и холода почувствовать не успеешь”.

Итак, в 60-е годы 20 века, когда в США разрабатывали программу Apollo, встал вопрос о создании подкладочного материала для костюмов астронавтов, в которых они могли бы долгое время находиться в космосе и при этом чувствовать себя комфортно. И такой материал был создан. Он получил название Gore-Tex. Но предприимчивые американцы не остановились на этом и вывели его на коммерческий рынок, начав использовать ткань в одежде для экстремальных видов спорта, отдыха, туризма и активной жизни.

В нашей стране впервые познакомились с данным материалом, когда наши альпинисты в начале 70-х годов поехали в гости к американским коллегам и те подарили нашим палатку со странной маркировкой Gore-Tex. И затем туристы, сидя в палатке в сильный дождь в этой палатке, никак не могли понять, почему палатка не промокает, а пар от кипящей кастрюли спокойно “уходит” через крышу.

Итак, пробуем разобраться, в чём же кроется тайна таких, казалось бы, невероятных свойств Gore-Tex. А всё достаточно просто. Дело в том, что каждый квадратный сантиметр поверхности Gore-Tex имеет порядка 1. 4 миллиона пор. Каждая пора в 20000 раз меньше капли воды, что не позволяет влаге попадать внутрь, но, в свою очередь, в 700 раз больше молекулы пара, что позволяет испарениям спокойно выходить наружу.

Права на данный материал принадлежит американской фирме W. l. Gore and Associates. Если фирма хочет заниматься производством изделий с использованием Gore-Tex, она должна получить разрешение у автора изобретения. Лицензия выдаётся только известным фирмам, давно работающим на рынке и имеющим хорошую репутацию.

Производство фирмы сертифицируется специальным представителем W. L. Gore and Associates. Затем производителя обяжут купить проклеечную машину, также сертифицированную фирмой. Добавим сюда стоимость проклеечной ленты Gore-Tex и стоимость самого Gore-Tex – порядка 20-45 Евро за квадратный метр, отсюда происходит такой недостаток вещей с этим материалом, поэтому так высока цена.

Учитывая этот недостаток Gore-Tex, фирмы, имеющие высокотехнологичное оборудование и возможности для обработки и производства мембранных материалов, выводят на рынок собственные продукты, приближающиеся по техническим характеристикам к Gore-Tex, но более доступные по цене. И фирма Jack Wolfskin не исключение. Кроме Gore-Tex фирма использует собственную зарегистрированную мембранную ткань – Texapore. Texapore – покровный мембранный материал, жёстко нанесённый на ткань горячим способом.

Для сравнения приведём характеристики двух материалов, указанные производителем. Влагоустойчивая характеристика определяется по давлению водяного столба, которое определённое время испытывает материал.

Существует неофициальная градация по влагоустойчивости мембранных тканей:

- в куртке, которая “держит” 6000 мм, можно гулять под дождём;

- 8000 мм – спокойно находиться под ливнем;

- 10000 мм – куртка полностью непромокаема.

Уровень испарения влаги показывает “дышимость” ткани. Измеряется в граммах, испаряющихся через квадратный метр материала за 24 часа.

-Gore-Tex 2-layer (2 слоя) – мембрана “накатана” с внутренней стороны внешней ткани.

Влагоустойчивая характеристика ~ 40000 мм. Уровень испарения влаги 11000;12500 г/ мI/ч. (в зависимости от типа).

-Gore-Tex 3-layer (3 слоя)- мембрана “прокатана” между обеими тканями – внешней и подкладкой. Все три слоя крепко связанны друг с другом. Влагоустойчивая характеристика ~ 40000 мм. Уровень испарения влаги 8000г/мI/ч.

-Texaprone 2-layer (2 слоя). Влагоустойчивая характеристика 6000;8000 мм (в зависимости от типа). Уровень испарения влаги 8000;7000 г/мI/ч. (в зависимости от типа).

-Texaprone 3-layer (3 слоя). Влагоустойчивая характеристика 10000 мм. Уровень испарения влаги: 6000 г/мI/ч.

Как вы видно, выбор велик, и человек, решивший приобрести или сшить куртку из мембранной ткани, наверняка найдёт подходящий по цене и техническим характеристикам вариант среди широчайшего ассортимента.

Теперь вернёмся к вопросу о температуре, при которой чувствуешь себя комфортно в куртке с мембранной тканью, тем более что эта тема актуальна с приближением холодов. Основное предназначение мембраны – защита от дождя, ветра и отведение испарений от тела. Сама по себе она не согреет, а вот в сочетании с термобельём и флисовой курткой (или пуховой подстёжкой) даст возможность чувствовать себя комфортно даже в сильный мороз.

Мы рассматривали достоинства одежды из мембранных тканей. Но как было замечено ранее, сама по себе мембранная куртка не согреет. Конечно, можно надеть под куртку шерстяной свитер и, возможно, будешь чувствовать себя комфортно, прогуливаясь по улице. Но как только придется работать на открытом воздухе или заниматься спортом, даже имея очень дорогую и качественную куртку с Gore-Tex, но под ней шерстяной свитер, человек все равно сильно вспотеет. Наилучший вариант – надеть под мембранную куртку флис. Хотя по поводу флиса большая осведомленность, чем по поводу мембранных тканей, но некоторая неразбериха все же остается. Поэтому сведения, приведённые ниже, посвящены полностью флисовым материалам.

Итак, снова немного истории. В США некто Henry Feuerstein в далеком 1906 году основал компанию Malden Mills. Мировую известность она получила в 1981 году, представив широкой публике новый материал – флис, навсегда перевернувший рынок тканей для холодной погоды.

В 1999 году, когда подводились различные итоги уходящего века, журнал Time Magazine назвал флис Polartec (производства Malden Mills) одним из самых важных открытий ХХ века. В настоящее время Malden Mills предлагает широчайшую гамму флисовых материалов Polartec, от легкого летнего Polartec Power Dry до ветронепроницаемого и водостойкого Polartec Power Shield. Но к конкретным свойствам флиса вернемся чуть позже. Для начала выясним, что же вообще такое флис и в чем кроется его уникальность.

Флис(fleece) – ‘это синтетическая «шерсть» из полиэстера, которая не впитывает влагу, но проводит ее. Кроме того изделия из этого материала легки, прочны и прекрасно держат тепло, благодаря большому количеству воздуха, содержащегося в так называемых «воздушных камерах». Производство флиса заключается в том, что готовую флисовую ткань раскладывают на ровной поверхности и с помощью специальных валиков с мелкими крючками, нарушают непрерывность поверхностного слоя. Полученные, таким образом микро нити формируют поверхность, которая определяет уникальные изоляционные свойства флиса. После основного процесса производства следует операции, влияющие на его внешний вид и прочность. В зависимости от желания потребителя можно получить флис различной степени мягкости. Он так же может быть одно- и двусторонним. Односторонний обычно используется для шитья белья и рубашек, двухсторонний - для более теплой одежды. На последней стадии флис попадает в гидрофильную обработку, в результате которой повышаются его защитные свойства.

Работы по созданию новых видов данного материала продолжаются. На сегодня существует несколько вариантов его производства. Например, волокна завязываются, продуваются и т. д. Цель – создать флис с повышенным отношением теплоизоляции к весу.

Вот основные свойства флиса: при малом весе хорошо «дышит», гораздо прочнее натуральных тканей, эластичен, долго сохранят форму, не требует специального ухода. Флисовая одежда изолирует тело не только от холода, но и от тепла. Флисовую куртку можно обработать специальными пропитками и таким образом улучшить ее водоотталкивающие свойства.

Различных видов флиса существует великое множество, и рассмотреть их все в рамках моего реферата невозможно. Поэтому остановлюсь на более известных:

- Polartec американской фирмы Malden Mills;

- Windstopper американской фирмы W. L. Gore & Associates;

- Technopile итальянской фирмы Pontetorto.

Polartec. Общее фирменное название для более чем 100 видов синтетических тканей, сделанных из 100 % полиэстера.

Принцип действия: эффект сухого тепла обеспечивается за счёт высокой степени вентиляции и малого коэффициента поглощения влаги.

Свойства: тёплая, лёгкая, прочная, долговечная, имеющая водоотталкивающие свойства и способность дышать ткань.

Существуют три серии Polartec: 100,200 и 300. Они различаются в зависимости от веса квадратного метра материала:

-100- вес от 100 до 199г;

-200- вес от 200 до 299г;

-300- вес от 300 до 399г каждого квадратного метра материала.

Windstopper. На флис наносится непроницаемая для ветра мембрана, проводящая испарения тела изнутри наружу. Существуют два варианта Windstopper:

-2-слойный. Мембрана является подкладкой для флиса;

-3-слойный. Мембрана расположена между двумя слоями флиса.

Technopile. Флис с новой “ребристой” структурой поверхности. Сверхтонкий и лёгкий, но одновременно тёплый флис.

Для примера вновь обратимся к модельному ряду немецкой фирмы Jack Wolfskin, которая уже традиционна, использует в производстве своей продукции самые передовые технологии и материалы, и предлагает потребителям широчайший выбор.

Каждый человек сможет найти для себя, в зависимости от предпочтений подходящий вариант флисовой куртки. Если главное это тепло – флис Polartec Thermal Pro Bipolar 300, если непродуваемость - флис с Gore Windstopper, если малый вес и тонкость – Technopile Micro или Technopile Basic Plus.

Мной были проведена сравнительная характеристика веса одинаковых по площади образцов ткани (шерсть Polartec) ,а также исследования теплозащитных свойств материалов шерсть и POLARTEK

На основании этих исследований я сделал вывод, что для изготовления куртки следует остановить свой выбор на ткани марки POLARTEK 300

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, в одежде для занятий экстремальными видами спорта, коим является и альпинизм, широко применяются современные материалы, изготовленные по новым, нетрадиционным технологиям Современные химики и технологи создали материалы, позволяющие с комфортом совершать восхождения на вершины.

Изучая вышеприведённые данные, я обогатил свои знания по материаловедению, узнал, в чём различие между мембранными тканями и тканями флисовой группы.

Проведённое исследование позволило мне убедиться в том, что ткани POLARTEK действительно обладают высокими теплозащитными свойствами при весе в 2 раза меньшем, чем шерстяные ткани. Считаю, что материал моих исследований, изготовленной мной коллекции, можно использовать на уроках технологии.

В приложении - коллекция тканей POLARTEK различной толщины.