Полиэфирное волокно на какую температуру

С какой целью разрабатываются синтетические утеплители при наличии прекрасных натуральных материалов? Что обеспечивает им теплозащитные свойства? Чтобы правильно выбрать одежду с подходящим утеплителем, необходимо знать их основные виды и особенности

Синтетические утеплители для одежды — это обширный класс современных материалов с теплосберегающими характеристиками, обусловленными особой текстурой.

Изначально эти наполненные воздухом нетканые изделия появились в 70-х годах прошлого века в качестве более дешевой альтернативы натуральным вариантам, но с развитием полимерной индустрии они все чаще оказываются совершеннее в эксплуатации и технологичнее в обработке.

Как мы знаем из общих принципов действия утеплителей, пористые материалы не греют, а удерживают тепло, создавая прослойку с низким коэффициентом теплопроводности. Защитным барьером выступает воздух в микрополостях, поэтому чем их больше на единицу площади, тем лучше теплоизолирующая прослойка справляется со своими функциями.

Какое-то время назад любой искусственный утеплитель называли синтепоном. Фактически синтепон стал именем нарицательным, означающим ненатуральный утеплитель, синтетику. Однако сейчас картина выглядит гораздо сложнее: на смену общеизвестному синтепону постепенно приходят Холлофайбер, Файбертек, Thinsulate, Isosoft, PrimaLoft и другие виды современных синтетических утеплителей.

Как видно из некоторых названий, в основе большинства синтетических утеплителей лежат искусственные волокна (fiber), изготовленные из полиэфира, — их еще называют полиэстеровыми. На этикетках теплых курток и пальто чаще всего будет написано «Polyester 100 %».

Различные виды и марки синтетических утеплителей на основе полиэфирных волокон внешне могут мало отличаться друг от друга

Тончайшие полимерные нити вытягиваются из расплава полиэтилентерефталата через множество фильер, образуя рыхлое первичное полотно. Оно состоит из параллельных или разнонаправленных волокон, которые перемешиваются, режутся, изгибаются, закручиваются и вычесываются в специальных агрегатах технологических линий.

Эффективность синтетических утеплителей определяется толщиной, текстурой, формой волокна и его дальнейшей обработкой-модификацией. Это может быть нанесение силикона и антистатиков, придание закрученной и извитой формы и пр.

Подсмотрев секрет у природы, производители начали выпускать полое волокно, имитирующее шерсть полярных животных, увеличив таким образом удельный объем воздуха и уменьшив вес.

Любая одежда может быть как с натуральным, так и с синтетическим утеплителем. Выбирая городскую, покупатель следует скорее требованиям моды, тогда как при выборе outdoor-одежды акцент делается на практичности и функциональности. В одежде для активного отдыха происходит вытеснение натуральных утеплителей синтетическими, так как синтетические легче и лучше справляются с теплоизоляцией во влажных условиях. Однако в горах и на Крайнем Севере конкуренции пуху по-прежнему нет, особенно если это пух гаги.

Шерсть была основательно подзабыта и долгое время не использовалась в outdoor, но теперь она возвращается в новом качестве и на ином технологическом уровне. Например, мериносовая шерсть применяется при изготовлении термобелья, носков, средних утепляющих и даже верхних слоев одежды (в разработках Polartec или Voormi шерсть является одним из компонентов составных материалов). Таким образом, на фоне общего распространения синтетических утеплителей в частных случаях можно наблюдать как раз обратные процессы.

Почему же все-таки в основной массе одежды натуральные утеплители вытесняются синтетическими? Пух остается идеальным утеплителем, но при всех его достоинствах это аллергенный материал. Он капризен в производстве и уходе — для его «удержания» в одежде требуется применение особых пуходержащих тканей, которые препятствуют миграции волокон, то есть попросту не дают пуху лезть из одежды. При намокании пух теряет свои теплозащитные свойства и очень долго сохнет. А при частой стирке и активной носке истирается в пыль и сваливается.

Шерсть гипоаллергенна, но может раздражать кожу. Она подвержена износу, усадке и тоже боится воды. Утепление шерстью и мехом ощутимо утяжеляет одежду, поэтому этот вариант практически не применяется в одежде для таких видов outdoor, где малый вес и объем играют жизненно важную роль, например в альпинистской экипировке.

Намокание сводит на нет теплосберегающие функции почти любого утеплителя. Но воздухонаполненная синтетика в условиях повышенной влажности работает лучше, чем пух или шерсть, обладая очень низкой гигроскопичностью и выполняя свои функции даже во влажном состоянии.

Основные различия натуральных и синтетических изделий можно свести в таблицу:

Основные различия натуральных и синтетических утеплителей

Характеристика	Натуральный утеплитель	Синтетический утеплитель
Влагопоглощение (гигроскопичность)	Поглощает влагу	Не поглощает влагу
Паропроницаемость	Высокая	Зависит от типа и марки
Гипоаллергенность	Может вызывать аллергию	Не вызывает аллергию
Способность накапливать статическое электричество	Пух не электризуется. Шерсть электризуется	Электризуется
Устойчивость к насекомым	Низкая	Высокая
Устойчивость к бактериальным загрязнениям	Высокая	Низкая (требуется обработка солями серебра)

Чтобы успешно конкурировать с натуральными материалами, синтетические новинки должны иметь:

• низкую теплопроводность материала волокон;

• малый вес;

• высокую пористость;

• гипоаллергенность;

• близкую к нулю гигроскопичность;

• хорошую воздухопроницаемость;

• устойчивость к микроорганизмам;

• высокие упругость и механическую прочность.

Полиэфирные волокна различаются плотностью, толщиной, текстурой, типом скручивания, поэтому так многообразен выбор современных утеплителей. Воздухонаполненные полотна выпускаются разной толщины и плотности для разных погодных условий.

Слои спанбонда или флизелина исключают миграцию волокон и увеличивают прочность утеплителя

Для улучшения износостойкости слой утеплителя может помещаться между тонкими неткаными полотнами — спанбондом или флизелином.

Любые изменения, как в конструкции слоя утеплителя с целью его упрочнения, так и в форме скручивания волокна, его длины, позволяют производителям патентовать все новые и новые марки, незначительно отличающиеся друг от друга по своим потребительским параметрам.

Рассмотрим наиболее известные виды синтетических утеплителей.

Синтепон до сих пор остается самым распространенным материалом для утепления одежды. В его основе лежат полиэфирные волокна, скрепляемые между собой различными способами:

• клеевым — соединяет волокна специальным клеем;

• термическим — сплавляет волокна воздействием высокой температуры;

• иглопробивным — запутывает волокна проникающими иглами.

Однако клеевая технология постепенно уходит в прошлое, потому что привнесение химических веществ ухудшает экологичность и добавляет вес. К тому же клей легко подвергается термической деструкции при стирке и химической чистке, поэтому такие изделия недолговечны.

Иглопробивной синтепон — самый плотный и прочный среди своих собратьев. А термоклеевой вариант является не только самым экологичным, но и позволяет предлагать потребителям наиболее легкий и эффективный утеплитель.

Но этот утеплитель тяжелый по сравнению с более современными разработками, он комкуется после многочисленных стирок, плохо держит форму и имеет низкую паропроницаемость.

Широкое использование синтепона объясняется его универсальностью и удовлетворительными потребительскими качествами, такими как низкая гигроскопичность и простой уход. При этом он дешев и его производство давно освоено промышленностью.

Температурный порог использования синтепона –10 °С, и чтобы повысить его теплозащитные свойства, приходится увеличивать толщину и вес. Чаще всего швейный синтепон имеет плотность от 60 до 300 г/м2 и используется для демисезонной одежды.

Холлофайбер

Торговая марка «Холлофайбер» принадлежит единственному производителю — московскому заводу «Термопол», и недавно она отметила свое десятилетие. Для утепления одежды применяется модификация материала «Холлофайбер СОФТ».

Это усовершенствованная разновидность синтепона, отличающаяся экологичностью, повышенной упругостью и малым весом. Быстрое восстановление формы и отсутствие остаточных деформаций обеспечиваются особой структурой полых волокон (hollow + fiber) в виде разнонаправленных микропружин, которые свободно перемещаются при нажатии и рассеивают энергию сжатия. Облегченные волокна создают дополнительную пористость, повышая объем воздуха в единице материала, и тем самым снижают теплопроводность.

Это утеплитель с нулевой гигроскопичностью и надежно защищает при температуре до –25 °С. Теплопроводность Холлофайбера практически вдвое ниже, чем синтепона.

Каландрирование горячими валками упрочняет поверхность утеплителя

Для одежды применяют нетканое полотно плотностью 60–350 г/м2, в котором скрученные волокна спрессованы и соединены термоклеевым способом, а поверхность обработана между валков каландра для придания гладкости и прочности. Такая обработка предотвращает миграцию волокон из слоя утеплителя и делает необязательным применение дополнительных изолирующих покрытий.

Теплопроводность утеплителя связана с его плотностью, и при выборе одежды это надо учитывать в первую очередь. В то же время сравнение утеплителей различных марок по плотности будет некорректно, потому что теплопроводность, скажем, синтепона и Холлофайбера при одинаковой плотности разная.

Тинсулейт — инновационный материал, аналогичный по термосбереганию натуральному пуху, но при этом лишенный его недостатков. Он хорошо держит форму, гипоаллергенен и абсолютно стерилен. Его еще называют искусственным лебяжьим пухом. Как птицы смазывают специальным веществом свои перья, чтобы защитить их от намокания, так и этот вид волокна с той же целью покрывается силиконом. Это не только обеспечивает стопроцентную защиту от влаги, но и легкое скольжение волокон при деформации.

Его особенностью является отличная паропроводимость, поэтому материал защищает от переохлаждения даже при температуре –30 °С при активном движении. Он прекрасно справляется с процессом теплообмена, эффективно отводя излишки тепла.

Это самый тонкий из современных утеплителей при аналогичных теплоизоляционных свойствах. Он не впитывает посторонние запахи, не усаживается и быстро сохнет после стирки, полностью восстанавливая форму.

Для упрочнения поверхности и лучшего закрепления при пошиве одежды некоторые модификации Тинсулейта выпускаются с одно- и двухсторонней прокладкой из целлюлозного волокна — флизелина. Плотность Тинсулейта от 100 до 230 г/м2, и на сегодняшний день это самый легкий и наиболее эффективный синтетический утеплитель.

Изначально материал разрабатывался компанией 3М по заказу NASA для космонавтов еще в 70-х годах. Производство его из тончайшего, скрученного спиралью, высокосиликонизированного волокна толщиной до 10 микрон пока дорого, поэтому применяется этот материал в основном для производства профессиональной outdoor-одежды для любителей экстремальных видов спорта и полярников.

Файбертек — белорусская марка нетканого полотна из пустотелых полиэфирных волокон. Обработка силиконом сильно извитых коротких волокон позволяет им легко скользить относительно друг друга, не деформируясь, не слеживаясь и быстро восстанавливая форму. Плотность 200–400 г/м2 обеспечивает оптимальное соотношение воздушных капсул и волокна, поэтому материал имеет превосходные теплозащитные свойства.

Часто полотно укрепляют с двух сторон спанбондом — тонким нетканым полотном из полипропилена, который придает дополнительную прочность этому своеобразному сэндвичу. Файбертек экологичный, дышащий материал, прекрасно защищает от 40-градусного мороза, правда, в этом случае толщина слоя утеплителя будет больше, чем у Тинсулейта. Технология не предусматривает использование клеев, поэтому он абсолютно гипоаллергенен.

По сравнению с синтепоном Файбертек более легок, формоустойчив, а по сравнению с Холлофайбером более долговечен, так как при его изготовлении не применяется термоскрепление волокон. После деформирования утеплитель восстанавливает форму на 100 %, и даже после трех стирок его усадка не превышает 3 %. Используется преимущественно для специальной одежды, но цена его ниже, чем у Тинсулейта.

Синтетический утеплитель под бельгийской торговой маркой Isosoft выпускается компанией Libeltex из ультратонких волокон, образующих плотную структуру. На поверхность дополнительно наносится двухстороннее покрытие из спанбонда, предотвращающее смещение и деформацию волокон при эксплуатации. Это способствует хорошей комбинируемости с различными покровными и подкладочными тканями.

Этот пластичный, гипоаллергенный материал надежно согревает при температуре до –20 °С, легко стирается и быстро сохнет. Самая востребованная для утепления одежды плотность 200–300 г/м2. Один слой изософта по своим теплосберегающим параметрам заменяет четыре слоя традиционного синтепона.

Инновационные разработки синтетических утеплителей под торговой маркой PrimaLoft® от компании Albany International изначально предназначались для американской армии. Технология изготовления является ноу-хау производителя, но известно, что высоких потребительских характеристик удалось достичь благодаря комбинированию длинных ультратонких полиэфирных волокон со специальным водоотталкивающим покрытием и волокон переменного сечения.

Имитация натурального пуха позволяет создавать высокопористую структуру, прочную и упругую, быстро восстанавливающую объем и сохнущую быстрее натурального прототипа.

Материал Прималофт такой же легкий, но при этом практически не впитывает воду. Поэтому военная разработка очень быстро нашла применение в одежде outdoor, а также в экипировке рыбаков, охотников, делая их пребывание в экстремальных условиях максимально комфортным.

Одежда с Прималофтом остается сухой при любой влажности окружающего воздуха, она эффективно отводит от тела излишки тепла и влаги при активном движении.

Для утепления одежды применяются разновидности PrimaLoft® Sport, PrimaLoft® One и PrimaLoft® Infinity. Они различаются процентным содержанием волокон разной толщины и соответственно удельным весом, слеживаемостью и износостойкостью. Самым легким и теплым считается PrimaLoft® One, он чаще всего используется в одежде для активного отдыха, а лучше всего держит форму и отличается повышенной износостойкостью PrimaLoft® Sport. Поэтому, как правило, именно эта разновидность используется при изготовлении одежды для экстремальных условий, обуви и спортивного снаряжения.

В 2014 году совместно с The North Face® компания PrimaLoft® выпустила новый утеплитель Thermoball®. Его особенность кроется в структуре волокон, имитирующих фактуру пушинок. Округлые шарики синтетического волокна PrimaLoft® Thermoball® удерживают тепло не хуже, чем натуральный пух, но при этом гораздо устойчивее к влаге и быстро высыхают.

Помимо синтетических утеплителей, PrimaLoft® разработала и стала выпускать гибридные утеплители серий PrimaLoft® Gold Insulation Down Blend и PrimaLoft® Silver Insulation Down Blend. В «золотой» линейке ультратонкое волокно Прималофта смешивается с натуральным гусиным пухом в соотношении 30/70; а в «серебряной» — 40/60. В гибридных утеплителях полезные свойства натуральных и синтетических волокон сочетаются таким образом, чтобы конечный результат позволил достичь максимальной эффективности теплоизоляции материала. Кроме того, гибридные утеплители дешевле пуховых.

Очень часто Прималофт сравнивают с Тинсулейтом, и среди любителей высококачественной одежды для активного отдыха не утихают споры. Объективных испытаний до сих пор не проведено, но одно известно точно — оба материала одинаково хорошо удерживают тепло и по эксплуатационным параметрам превосходят натуральные утеплители.

Несмотря на очевидные недостатки устаревшего синтепона, производители стремятся повысить его термоизолирующие свойства и экологичность добавлением в термоскрепленное полотно до 70 % натуральных волокон верблюжьей и овечьей шерсти. Так получают Шерстикрон, ветрозащита которого в три раза выше, чем у синтепона, при отличной паропроницаемости и низкой влаговпитываемости. Этот материал легче чистой шерсти, но при этом имеет аналогичные теплозащитные свойства.

С целью повышения экологичности полиэстеровые волокна иногда соединяют с хлопком. К таким материалам относится малоизвестный на российском рынке итальянский утеплитель Valtherm. Это пластичный, дышащий и теплый материал с особой ячеистой структурой, используемый в детской и спортивной одежде.

Правила ухода

Уход за синтетическими утеплителями практически одинаков для всех марок и не представляет затруднений.

Основные правила:

1. исключить хлорсодержащие моющие средства;
2. температура стирки 30–40 °С;
3. сушить в вертикальном, расправленном состоянии на воздухе.

В отличие от натуральных материалов, синтетические аналоги быстро сохнут, не усаживаются и не сбиваются.

• Синтетические утеплители удобнее и практичнее натуральных, но по эффективности теплосбережения все еще уступают им.

• Основой для производства синтетических утеплителей являются полиэфирные волокна.

• Теплозащитные свойства утепляющего слоя обеспечиваются пористой структурой, и чем больше пор на единицу площади, тем эффективнее материал.

• Виды синтетических утеплителей различаются толщиной и плотностью, а также извитостью и дополнительной обработкой поверхности полиэфирного волокна.

• На поверхность нетканых полотен утеплителей могут наноситься другие материалы для придания дополнительной прочности.

Источник