Обзор современных технологий утепления: от пуха до технологий термоадаптации

За последние несколько лет рынок одежды для активного отдыха пережил настоящий бум появления новых технологий утепления. Осенью 2013 года в продажу поступили первые изделия из Polartec Alpha, зимой 2013-2014 – в магазинах появились вещи от компании The North Face с утеплителем Primaloft Thermoball, а компании Columbia и Arcteryx выпустили куртки, совмещающие в себе пуховый и синтетический утеплители. При этом не кончаются попытки создать одежду и аксессуары с электро-подогревом и применением материалов, аккумулирующих тепло человеческого тела.

Причина этого кроется не только в попытках производителей увеличить функциональность своих изделий. Появление новых технологий утепления, основанных на микроволоконных синтетических утеплителях, связано с заметным подорожанием сырьевого гусиного пуха за последние пять лет. По данным американского журнала «Outside» фунт сырьевого белого гусиного пуха в 2009 году стоил 10$, в 2014 – около 50$.



Отсюда и спрос на новейшие технологии утепления, которые могли бы на равных конкурировать с пуховыми изделиями, от разработчиков и производителей одежды и экипировки для активного отдыха. Причем этот спрос в ближайшем будущем будет только расти, что подразумевает расширение коллекций основанных, прежде всего, на синтетических утеплителях у большинства производителей. Со свойствами новейших из них мы и познакомимся.

Polartec® Alpha

В отличие от других производителей утеплителей и технологичных тканей, компания Polartec подошла к ценовому кризису на пуховое сырье во всеоружии. Новейший материал Polartec Alpha был разработан для войсковых спецподразделений в соответствии с требованиями Главного управления войск специального назначения Министерства обороны США (U. S. Special Operations Forces – SOF) задолго до его анонса на гражданском рынке в 2012 году. Первые изделия с его применением появились в сентябре 2013 года у компаний Rab, The North Face, Mountain Equipment, Montane и 66 North.

Требования SOF заключались в создании легкого, быстросохнущего, хорошо дышащего материала для одежды, дающего высокую теплоизоляцию и обладающего приемлемой защитой от ветра. По результатам полевых и лабораторных тестов лидером стал Polartec Alpha.

При создании Alpha, разработчики отталкивались от главного, по их мнению, недостатка уже существующих утеплителей. Так, например, пух и значительная часть микроволоконных синтетических утеплителей, имитирующих его структуру, способны проникать наружу через швы и волокна ткани. А это обстоятельство требует от производителя использовать материалы с очень плотным плетением волокон, дабы избежать миграции утеплителя внутри изделия и его проникновения наружу. Столь плотные ткани, к сожалению, имеют большой вес и не способствуют быстрому отведению пота и излишков тепла от тела. Все это может привести к перегреву во время активных нагрузок и, как следствие, риску намокания утеплителя от пота.



Поэтому ставка была сделана на разработку комплексного решения – своеобразного «сэндвича» из прочного наружного слоя, доработанного утеплителя на основе Polartec® Power Shield® High Loft и максимально хорошо отводящего влагу материала подкладки. Как и Power Shield® High Loft, утеплитель Alpha представляет собой износостойкий длинноволоконный флис, с той лишь разницей, что ламинируется он не на внешнюю поверхность изделия, а является заполнением тканевого «сэндвича». Такие меры разработчиков привели к тому, что изделие гораздо быстрее сохнет, примерно в два раза быстрее ближайших конкурентов, и имеет низкий вес.

Дополнением к этому стал очень гибкий подход Polartec по отношению к производителям – лицевую ткань они смогут выбирать самостоятельно, от сверхлегких материалов, таких как Pertex, до Softshell. Все это определило и основную сферу применения материала Polartec Alpha – куртки, использующиеся в качестве промежуточного или верхнего слоя одежды. Компромиссным в этом решении стало соотношение тепло/вес. По мнению, большинства тестеров и outdoor-изданий в этом Alpha все же уступает пуху и новейшей разработке от Primaloft – Thermoball.

Примеры изделий с применением Polartec Alpha – куртка Marmot Isotherm Hoody, куртка и жилет Rab Strata.

ЖИЛЕТ МУЖСКОЙ RAB STRATA

Primaloft® Thermoball™

Новейший синтетический утеплитель от Primaloft, который очень точно копирует структуру пушинки. Внешне новинка напоминает скатанный ватный шарик, что и послужило названием – Thermoball. Вплоть до этой разработки все синтетические утеплители представляли собой смесь полых волокон мало походивших на пух внешне и лишь отчасти повторявших его свойства. В релизе новой технологии компания The North Face, заявила о том, что новый утеплитель будет в целом повторять по свойствам Primaloft One, но будет на 15% теплее на единицу веса, соответствуя пуху с показателем Fill Power 600. Это означает равнозначную пуху способность восстанавливать свой объем после сжатия и удерживать между волокнами эквивалентное количество воздуха, который и служит теплоизолятором. The North Face на текущий момент принадлежит право эксклюзивного использования Thermoball в своих продуктах вплоть до 2015 года, т. к. компания оказывала активное содействие при его разработке.



Как и в случае с Primaloft One, разработчики сделали особый акцент на сохранение теплоизолирующих свойств Thermoball при намокании, что подтвердилось многочисленными тестами в полевых условиях. Особо отличился тестер Sean McCoy – редактор ресурса gearjunkie.com, основательно намочив свою куртку ThermoBall Full Zip Jacket и отправившись в ней на прогулку при температуре воздуха чуть ниже нуля. Новый материал прошел испытание с блеском, удивив даже столь искушенного пользователя. К высокой оценке пришла и редакция журнала «Outside», назвав ThermoBall «самым теплоизолирующим синтетическим утеплителем из всех когда-либо ими тестируемых».

Примеры изделий с применением Primaloft Thermoball – куртки и жилеты The North Face Thermoball Full Zip, бивачная и городская обувь TNF, в которой ранее использовался пух 600 F.P.

КУРТКА МУЖСКАЯ THE NORTH FACE MENS THERMOBALL FULL ZIP JACKET

Primaloft® Down Blend

Несмотря на явные успехи в области совершенствования синтетических утеплителей, от применения пуха не хотят отказываться даже в Primaloft Inc. Однако все специалисты прекрасно осознают его главные минусы – низкая теплоизоляция при намокании и медленное высыхание, к которым добавляется упоминавшийся выше недостаток - высокая цена для производителя, и, как следствие, для конечного потребителя. Создание Primaloft Down Blend было призвано преодолеть эти недочеты.

Суть технологии сводится к смешиванию натурального пуха и искусственных волокон Primaloft Ultra-Fine, близких к нему по свойству восстанавливать свой объем после сжатия и удерживать максимальное количество воздуха между волокон. В добавление к этому пух обрабатывается водоотталкивающим составом. Эти меры позволили удешевить гибридный утеплитель без потери качества, обеспечить приемлемые теплоизоляционные свойства намокшей смеси, а также повысить скорость её высыхания в сравнении с обычным пухом в 4 раза!



PrimaLoft ® Performance Down представлен в двух вариантах:

– PrimaLoft Gold Insulations Down Blend - Гусиный пух 70% (пух перо 90/10) – синтетические волокна 30%. 1,23 ClO в сухом состоянии против 1,18 CLO во влажном состоянии.
– PrimaLoft Silver Insulations Down Blend - Утиный пух 60% (пух перо 85/15) - синтетические волокна 40%. 1,14 ClO в сухом состоянии против 1,07 CLO во влажном состоянии.

Таким образом, новый комбинированный утеплитель соответствует по своим теплоизоляционным свойствам высококачественному пуху с показателем FP 750 и FP 600 соответственно. При этом благодаря включению синтетики и влагоотталкивающей пропитки пуха он продолжает работать даже во влажном состоянии практически без потерь.

Примеры изделий с применением Primaloft Down Blend – куртка Black Diamond Hot Forge (поступит в продажу весной 2015 года), куртка Adidas Outdoor Terrex Climaheat Ice Jacket.

«Инфракрасное» утепление

PrimaLoft Kodenshi

Пожалуй, самый экзотичный способ утепления одежды из всего представленного. Попытки подобрать или создать с нуля правильный материал, который мог бы аккумулировать тепло человеческого тела, а затем медленно возвращать его обратно подобно разогретому на солнце камню, предпринимались производителями неоднократно. Пока что однозначного успеха не достигла ни одна компания, хотя разработки ведутся как гигантами индустрии – The North Face, так и не столь известными брендами, такими как американский производитель одежды и аксессуаров для горных лыж Powderhorn.

Ближе всего к реализации этой идеи подошли специалисты из Picture Organic, французского производителя экологичной одежды для лыжников и сноубордистов, с технологией BioCeramic – керамические частицы, содержащиеся в мембранном материале, накапливают тепло и медленно излучают его пользователю экипировки. Однако самим производителем эта разработка позиционируется не как элемент утепления, а как технология, улучшающая мышечный тонус.

Ламинирование мембраны керамическими частицами активно использует молодой производитель горнолыжной одежды премиального класса Mountain Force. Их эксклюзивная разработка Ceramic Membrane имеет высокие теплоизоляционные свойства, что позволяет обеспечить дополнительный комфорт на морозном склоне без необходимости использования дополнительного слоя утеплителя, увеличивающего не только вес изделия, но и его объем.

Керамику используют, кстати, уже несколько лет и в Primaloft. Их утеплитель Primaloft Ceramic и PrimaLoft Kodenshi делаются с добавлением керамических микроволокон, помогающих отражать тепло обратно к телу. Такой утеплитель существенно эффективнее. Основной его потребитель – компания Goldwin. Однако сейчас можно встретить и продукцию других брендов с применением PrimaLoft Kodenshi. Среди них Black Diamond и Reusch, использующих утеплитель в горнолыжных перчатках и варежках.

Thinsulate Featherless

На выставке ISPO 2014 был представлен утеплитель компании 3М, имитирующий натуральный пух. Синтетический утеплитель 3M Thinsulate Featherless должен стать гипоаллергенной альтернативой натурального пуха. Он имитирует внешний вид и теплоизоляционные свойства натурального пуха. Утеплитель 3M Thinsulate Featherless столь же легок как и натуральный пух, свободно дышит и гарантирует хорошую защиту от холода.

Кроме того, он сохраняет тепло даже при намокании; соответствует Fill Power 600, обладает большей упругостью при одинаковом с натуральным пухом весе.

На данный момент еще не известно, кто из ведущих аутдор производителей решил использовать новый утеплитель для своей продукции, но наверняка он будет пользоваться большим спросом среди производителей спальных мешков и утепленной одежды.

Одежда с нагревательными элементами

Применение электронагревательных элементов в экипировке нельзя назвать 100% новинкой. Стельки с подогревом от компаний Sidas или Therm-ic давно и прочно вошли в обиход многих горнолыжников и сноубордистов. Однако в одежде подобные технологии успешно начали применяться относительно недавно.

Первой крупной компанией, запустившей подобный продукт, стала Columbia с линейкой одежды и обуви Thermal Electric, выпущенной в 2011 году. Суть технологии сводилась к применению аккумуляторов и нагревающегося от них углеродного волокна, вплетающегося в ткань изделия. Увы, но особого успеха в спортивной индустрии эта коллекция не имела – сказались недоработки компании, а также довольно высокая цена – куртки и парки Columbia Thermal Electric продавались по цене от 750 до 1200$ и, увы, мало подходили для спортивного применения. Продажам в России помешала и вовсе конфузная ситуация – вся линейка одежды в 2012 году была отозвана поставщиком в результате выявленного брака в нагревательных элементах.

В 2012 году перчатки Cayenne, с нагревательными элементами и аккумуляторами Therm-ic, были представлены компанией Black Diamond. К сожалению, эту разработку постигла та же участь, что и продукцию Columbia – ненадежная работа электроники привела к временному исчезновению из каталогов компании.

Компания Outdoor Research, известна, в первую очередь, как производитель очень качественных аксессуаров (перчаток, шапок и т. д.) и одежды для активного отдыха в горах. И нет ничего удивительного в том, что и в их коллекции зимой 2014 года появилась линейка их двух моделей перчаток Lucent Heated Glove и Stormtracker Glove и одной модели варежек Lucent Heated Mitts, оснащенных нагревательными элементами. Аккумуляторы расположены в манжетах, на них же расположена кнопка переключения режимов обогрева. В максимальном режиме заряда батарей хватает на 2,5 часа, в минимальном – до 8 часов работы. Как и в случае с изделиями Columbia термоэлементы вплетены в материал перчаток и греют всю ладонь, а не только пальцы рук. При такой технологии сохраняется возможность стирки перчаток при отсоединенных аккумуляторах. Зарядка от розетки.

Говорить об успехе этого начинания пока преждевременно, но в отличие от предшественников OR стартовали с такой экзотичной продукцией гораздо более уверенно. Об этом говорит и тот факт, что на всю линейку перчаток предоставлена пожизненная гарантия.

Пока что перспективы таких технологий в одежде довольно туманны, однако с развитием электроники, мы с вами наверняка увидим гораздо больше удачных примеров их применения.

PCM™

За аббревиатурой PCM скрывается инновация швейцарских специалистов в области текстиля Schoeller. Материал с технологией schoeller®-PCM ™ содержит бесчисленные крошечные микрокапсулы, заполненные так называемыми Phase Change Materials, т.е. веществом с переменным агрегатным состоянием, как например, вода. Это технология термоадаптации, суть её в том, что содержимое микрокапсул меняет свое агрегатное состояние при определенных температурах, аккумулируя тепло в жидком состоянии и рассеивая его, переходя в твердую фазу. Если тело или температура окружающей среды повышается, капсулы аккумулируют избыточное тепло. Если температура снова падает, они передают сохраненное тепло к телу снова.

Ткань с технологией schoeller®-PCM ™ используется в топовых моделях курток Mountain Force. Микрокапсулы активно регулируют температуру, когда слишком жарко или слишком холодно, обеспечивая постоянный комфорт, предотвращая перегрев или переохлаждение.

Немного теории

Количество вырабатываемой человеком тепловой энергии зависит от индивидуальных особенностей человека, самочувствия и даже от того насколько хорошо он поел, выспался. Роль одежды с утеплителем – сохранить эту самую энергию.

Теплоизоляция – процесс уменьшения теплопередачи между телом и средой. Не зря в английском языке утеплители всегда определяются словом Insulation – изоляция.

Минимальной теплопроводностью обладает вакуумная среда, а самый доступный теплоизолятор с низкой теплопроводностью – это сухой воздух. Именно сухой, так как влага является хорошим проводником. Чем больше молекул воздуха удерживает утеплитель в одном кубическом сантиметре, тем лучше его теплоизоляционные свойства.

Воздух всегда находится в движении – теплый стремится вверх, холодный опускается вниз, этот фактор также необходимо учитывать при разработке утепленной одежды.
Таким образом, основная задача утеплителя одежды удерживать согретый нашим телом воздух внутри, и не пускать холодный снаружи.

Важные величины, которые позволяют описать качества утеплителя:

R-value – величина термического сопротивления утепляющего слоя. Указывается в CLO. Чем выше значение R-value, тем лучше теплоизоляционные свойства материала.

Fill Power (F.P.) – самый часто встречаемый показатель качества утеплителя (как правило, натурального пуха). Это характеристика показывает способность утеплителя восстанавливаться после сжатия. Чем больше показатель FP, тем теплее изделие при том же весе пуха. Некоторые компании, работающие на европейский и американский рынок иногда указывают двойное значение FP - 750 F.P. Euro, 850 F.P. USA. Это связано с тем, что стандарты качества в этих зонах несколько отличаются. Кстати, все синтетические аналоги обладают характеристиками схожими с пухом FP600.

Одной из важнейших характеристик утеплителя является величина термического сопротивления на единицу веса утеплителя. От этого показателя зависит, насколько тяжелой будет утепленная куртка для конкретных температурных условий.

Долговечность – существенная характеристика, особенно учитывая немалый ценник за качественную утепленную одежду. Например, дешевые утеплители со временем могут сваливаться, слеживаться, изменяя свою плотность, что влечет к снижению теплоизоляционных свойств. Возможно, кто-то замечал, что после стирки некоторые утепленные изделия сохраняли тепло на порядок слабее.

Гидрофобность (описывает взаимодействие материала с водой). Синтетические утеплители, как правило, не гигроскопичны, т.е. не удерживают влагу. Чего не скажешь о пухе. Чтобы утеплитель был максимально универсальным и эффективным, он должен сохранять тепло во влажных условиях.

Способность к компрессии. Одна из важнейших задач аутдорщиков, собирающих рюкзак, подобрать снаряжение максимально легкое и компактное. Важнейшее достоинство пуховых изделий – их минимальный объем в сложенном состоянии. Современные синтетические утеплители, возможно, и уступают пуху в степени компрессии, но однозначно близки к ней. Часто жилет или куртку можно сложить в свой же карман.


Упругость. Применительно к утеплителям это способность восстанавливать первоначальную структуру, фактически объем. Структура синтетических волокон чаще всего восстанавливается быстрее, чем пух. Отчасти, поэтому в пуховых куртках не редко делают вставки с синтетическим утеплителем в плечевой области и по бокам куртки, где оказывается наибольшее давление.

Но, не смотря на технический прогресс, лучшим утеплителем по прежнему остается пух. Чаще всего в изготовлении пуховиков используется гусиный пух – он более долговечный, чем утиный, а также дешевле, чем пух гагачий. Гусиный пух высокой степени очистки имеет высокие показатели Fill Power и является оптимальным в соотношении цена-качество.



Обзор подготовили специалисты магазина Спорт-Марафон.
Если вас заинтересовала тема утеплителей, предлагаем так же почитать статьи про Polartec и PrimaLoft Down Blend.