Синтетические утеплители: история, виды, какой выбрать?

Содержание:

1. Вступление
2. Виды утеплителей
3. Какой утеплитель теплее?
4. Какой утеплитель выбрать: пух или синтетику?
5. Эпилог

Как уже отмечалось в предыдущей статье посвящённой пуховым утеплителям, к середине 70х годов у многих пользователей туристической экипировки возникла потребность в альтернативе использованию шерстяным свитерам и пуховым курткам. И внимание зарождающихся в то время производителей туристической и альпинистской экипировки всё больше начинают привлекать утеплители на основе синтетических материалов.

Первые изделия в которых использовались в качестве утеплителя синтетические волокна появились на рынке ещё в середине 60х. Но из-за своих низких термоизоляционных свойств, большого веса и плохой сжимаемости как альтернатива пуховым утеплителям они даже не рассматривались. Плюс ко всему они имели свойство сильно мигрировать внутри изделий, из-за чего образовывались «холодные зоны». В итоге данные утеплители чаще всего использовались при производстве одежды и обуви для рабочих, а также в бюджетных моделях кэмпинговых спальников.

Первым же утеплителем, сумевшим кинуть вызов пуху был выпущенный в 1976 году синтетический утеплитель Polarguard, разработанный фирмой Fiber Industries. Позже патенты на производство и торговую марку данного утеплителя перешли к компании Invista(Dupont), которая выпускала утеплители на основе Polarguard до начала 2010х. Данный утеплитель хорошо сжимался, практически не утрачивал термоизоляционные качества при намокании и имел довольно хороший как на то время показатель соотношения веса/тепла.

Первыми продуктами на основе данного утеплителя были спальные мешки от компаний Snow Lion (в более поздние годы эта торговая марка имела название Black Ice) и The North Face. Новые спальники не обладали особо выдающимися техническими характеристиками – главным их преимуществом была цена. При средней цене пуховых спальников в пределах 250 $, новинки при аналогичном температурном режиме и умеренном весе стоили около 100-110 $. Спальники оказались настолько коммерчески успешными, что их производство растянулось на десять лет, а модель спальника Snow Lion Polarguard Mummy Bag попала в список 100 изобретений, изменивших представление о туристической экипировке, по версии журнала Outside.

В последующие десятилетия в outdoor-индустрии наступил бум синтетических утеплителей. Новые материалы выпускали как компании, специализирующиеся исключительно на производстве тканей (Primaloft, DuPont, 3M), так и торговые марки, специализирующиеся на пошиве готовых изделий (Marmot, The North Face, Mountain Hardwear и т. д.). 

Сегодня на рынке представлен обширный выбор синтетических утеплителей разного качества и по разной цене. Именно классификации этих утеплителей и будет посвящена данная статья.

Виды утеплителей

В большинстве своём синтетические утеплители производятся из полиэтилентерефталата (PETF или PET) – термопластик, полиэфир применяемый при создание пластиковых бутылок, благодаря чему сегодня внушительная часть утеплителей производится из вторсырья (чаще всего такие утеплители получают маркировку Eco). Главным же отличием утеплителей между собой является структура нитей, из которых они состоят, а также количество и качество дополнительных обработок на финишной стадии производства. На сегодняшний день можно выделить следующие разновидности синтетических утеплителей:

Утеплители из бесполых крупных волокон. Самая старая, простая и дешёвая в производстве конструкцией синтетических утеплителей.  В основном используются при производстве матрасов, одеял, подушек, бюджетной одежды и обуви. В outdoor-индустрии на сегодняшний практически не используется. Самым распространённым утеплителем данного вида является Синтепон.

Утеплители из полых волокон. Состоит из нитей, содержащих в себе одну и более полостей, которые своего рода имитируют шерсть северных оленей и белых медведей. Полости внутри волокон удерживают в себе воздуха, что повышает общие термоизоляционные свойства утеплителя. Но такие утеплители обладают относительно большим весом и слабой сжимаемостью, поэтому в основном они применяются при производстве спальных мешков из бюджетного сегмента. К данному виду утеплителей относятся DuPont Hollofill, Pinguin Thermicfibre, Hollofibre и т. д. Часто с названием утеплителя указывается цифра, обозначающая количество полостей внутри волокна. Также нужно отметить что подобные утеплители применяется при производстве флисовых материалов, в частности семейство тканей Polartec Classic создаётся из полых нитей.

Утеплители из спиралевидных волокон. Волокно с одной или несколькими полостями внутри скручивают в виде спиралей/пружинок. Благодаря этому улучшается сжимаемость утеплителя, повышаются термоизоляционные свойства, а также долговечность, за счёт того, что утеплитель меньше слёживается. Однако, стоит отметить что утеплители полностью из спиралевидных волокон практически не встречаются. Обычно волокна-"спирали" комбинируются с другими видами синтетических нитей. Самыми известными утеплителями, содержащими в своей конструкции спиралевидные волокна, являются Marmot Spirafill, Toray 3DeFX+, Thermolite Extreme. Данный вид утеплителя довольно прост в производстве, что объясняет популярность его применения в качестве утеплителя для бюджетных моделей спальных мешков (самый яркий пример – линейка спальников Marmot Trestles). Кроме того, данный утеплитель может использоваться при пошиве функционального белья и носков, а также при производстве очень тёплых вкладышей в спальный мешок (линейка вкладышей Sea To Summit Thermolite Reactor).

Цельнопластовые синтетические утеплители. Производятся из длинных полых нитей, соединённых между собой в большом количестве точек путём химической или термической обработки. В результате образовывается цельный слой утеплителя (пласт), обладающий стабильной структурой. За счёт стабильности структуры данный вид утеплителя наверно можно признать самым долговечным – он долго не сбивается, легко переносит компрессию и не мигрирует внутри изделия. Благодаря этому изделия с данным утеплителем не требуют частой прошивки и использования плотных пуходержащих материалов. Это позволяет слегка снизить вес выпускаемой экипировки либо же наоборот – применять более износостойкие или более паропроницаемые наружные материалы. Термоизоляционные свойства утеплителя напрямую зависят от технологии изготовления и качества используемых волокон, но в большинстве случаев эти утеплители обладают хорошим показателем соотношения «вес/тепло».  Главными недостатками данного утеплителя является слабая сжимаемость и меньшая мягкость. В категорию данных утеплителей попадает уже упомянутый выше Polarguerd, а также используемый корейской фирмой Black Yak – Climashield Apex и утеплитель Primaloft Silver High-Loft (более старое название Primaloft Synergy).

Микроволоконные синтетические утеплители. В эту категорию попадают утеплители, состоящие из волокон равных 1 Тех – один километр волокна весит меньше одного грамма. Данный вид утеплителя возник в результате попыток воссоздать в синтетическом волокне структуру нитей пуха. Такие утеплители обладают максимально высокими как для синтетики показателями термоизоляции, хорошей сжимаемостью и низкой смачиваемостью водой. Но наследуя преимущества пуха, этот утеплитель унаследовал и некоторые его недостатки. Во-первых, данным утеплителям свойственна «миграция», то есть он будет просачиваться сквозь швы или неплотную ткань, аналогично пуху. Во-вторых, микроволоконные утеплители больше склонны к слёживанию во время носки в сравнении с утеплителями из волокон большего диаметра. По этой причине микроволоконные утеплители быстрее выходит из строя, из-за чего изделия из них уже через несколько сезонов носки могут существенно утратить свои термоизоляционные свойства. При рассмотрении данного вида утеплителей нужно в первую очередь отметить Primaloft One (сегодня этот утеплитель имеет название Primaloft Gold) – утеплитель, по праву заслуживший звание «синтетического пуха» и совершивший настоящую революцию в индустрии альпинистского и туристического снаряжения и экипировки в начале 1990х. Также стоит отметить утеплители Thermolite Micro, Thinsulate Type C, BHB Micro. Из-за своей низкой долговечности, данный утеплитель всё реже применяются производителями в чистом виде и в основном задействуются в комбинации с более крупными полыми волокнами, для достижения оптимального сочетания долговечности, теплоизоляции и уменьшения веса. 

Комбинированные синтетические утеплители. Данный вид появился в результате поиска решения проблемы слеживаемости микроволоконных синтетических утеплителей. Наверно первым утеплителем данного вида можно назвать Primaloft Sport (сегодня, Primaloft Silver). Обнаружив проблему низкой долговечности микроволоконного утеплителя Primaloft One, разработчики быстро нашли решение этой проблемы, добавив в состав утеплителя волокна более толстого диаметра – в результате снизилась термоизоляция, но выросла износостойкость и устойчивость к сжатию. На сегодняшний день львиная доля синтетических утеплителей относятся к этому виду. Marmot Spirafill, почти все утеплители Thinsulate, линейка утеплителей Primaloft Silver – все они состоят из нескольких видов полиэфирных волокон разного диаметра. Также стоит отметить, что при создании всех упомянутых выше цельнопластовых утеплителей тоже используются волокна разного диаметра.

Кластерные синтетические утеплители. При создание синтетических утеплителей многие разработчики ставили перед собой цель получить волокно, по своим свойствам равное пуховым смесям. Но даже самые качественный микроволоконные утеплители, на которые многие в этом вопросе возлагали большие надежды, так и не смогли достигнуть показателей даже самых простых пуховых смесей. В статье про пуховые утеплители мы упоминали, что высокие изоляционные свойства пуха достигаются за счёт сцепления между собой крупных пушинок, тем самым образуя структуру, эффективно удерживающую в себе прослойку тёплого воздуха. Для воссоздания этого процесса микроволоконные волокна начали скатывать в шарики, которые сцеплялись между собой, либо же из них формировали небольшие пластины-кластеры, по своей структуре напоминающие пушинки, откуда и пошло название данного вида утеплителей. 

Такие утеплители обладают весьма высокие термоизоляционные свойства и вполне смогли создать конкуренцию пуховым смесям с показателями Fill Power 550-700. При этом кластерные утеплители плохо смачиваются и быстро сохнут, благодаря чему они существенно проще в обслуживании. Но, как и в ситуации с пухом и микроволоконными утеплителями, данный вид также имеет склонность к миграции, из-за чего производители вынуждены использовать большое количество строчек для предотвращения возникновения холодных зон. Если куртка с самой простой утиной пуховой смесью в качестве утеплителя будет минимум на протяжении минимум 5 лет сохранять свои термоизоляционные свойства (при правильном уходе и хранении), то куртка с кластерным синтетическим утеплителем через пару сезонов существенно «похолодает». Именно это является причиной того, что пока что кластерные утеплители не используются при производстве спальных мешков – по цене они будут дешевле в лучшем случае на 30% чем бюджетные модели пуховых спальников, при этом их долговечность вызывает большие вопросы.

Подорожание пухового сырья за последние 10 лет привело к бурному росту кластерных утеплителей. Самым первым утеплителем данного вида является выпускаемый компанией Primaloft исключительно для торговой марки The North Face утеплитель Thermoball, по своим термоизоляционным свойствам равный 550 F. P. Самыми же передовыми и совершенными на сегодняшний день являются выпущенный в кооперации с Marmot утеплитель Thinsulate Featherless и Primaloft Thermopulme, по своим свойствам сопоставимые с пуховой смесью F. P. 600-700.

Какой утеплитель теплее?

Для определения теплоизоляционных свойств утеплителей компания Primaloft использует показатель Clo, который очень схож с показателем R-Value, используемым для определения теплоизоляционных свойств туристических ковриков (подробней об этом вы сможете в этой статье).

Параметр Clo отображает количество термоизолятора, нужное для поддержания температурного баланса человека в состоянии покоя, при температуре в помещении 21 °C и скоростью воздушного потока не более 0,1 м/c (имитируются условия проветриваемого помещения). За ноль при этом принимается отсутствие на человеке какой-либо одежды. Вычисляется для одной унции утеплителя, распределённой на один квадратный ярд площади.

По результатам данного теста пух с Fill Power 800 имеет показатель Clo 1,68. Самая же простая пуховая смесь с Fill Power 600 – 1,14. При этом у самого лучшего микроволоконного утеплителя Primaloft Gold данный показатель равен 0,92.

К сожалению, в отличии от Fill Power для пуховых утеплителей, параметр Clo так и не приобрёл всеобщего распространения и в основном используется только для определения теплоизоляционных свойств утеплителей, выпускаемых компанией Primaloft. По этой причине данный показатель на готовых изделиях встречается крайне редко.

Какой утеплитель выбрать: пух или синтетику?

Мы рассмотрели преимущества и недостатки обоих видов утеплителей. У каждого из них есть и свои сторонники, и противники. На наш взгляд для того чтобы ответить на поставленный выше вопрос стоит для начала определится для чего вам нужна экипировка и какой функционал вы от неё ожидаете.

Безусловно если речь заходит об экстремально холодных условиях высотных восхождений, то экспедиционному пуховому комбинезону, типа Black Yak Watusi Expedition Down Suit, не будет равных. Но при рассмотрении городской зимней парки куртка с пуховым утеплителем 700 F.P. вполне может быть заменена на подобную модель с кластерным синтетическим утеплителем – вам нужно только решить, что важнее: долговечность или простота в уходе.

Для занятий спортом в холодных условиях практичней будет использовать куртки с синтетическим утеплителем – они быстрее отводят влагу и продолжают сохранять тепло в намокшем состоянии. Именно поэтому в большинстве горнолыжной одежды используются синтетические утеплители. Также многие альпинисты отдают предпочтение синтетическим утеплителям в качестве среднего утепляющего слоя.

Производители предлагают обширный выбор ультралёгких утеплённых курток как с синтетическим, так и с пуховым утеплителем. Для определения какую куртку лучше взять нужно отметить два критерия: насколько важен вес (лучше взять пуховку) и насколько неприхотливость в уходе и устойчивость к влаге (лучше взять куртку с синтетическим утеплителем).

Эпилог

Конъектура на рынке способствует дальнейшему развитию синтетических утеплителе – по данным журнала Outside за последние 10 лет стоимость одного килограмма сырьевой гусиной пуховой смеси выросла с 10 $ до 60 $. Это обусловлено урбанизацией Китая и как следствие сокращением объёмов производства местных птицефабрик, а также высокими стандартами содержания птиц в Европе. По этой причине многие производители одежды вынуждены искать более бюджетные альтернативы пуху.

Разработчики синтетических утеплителей тоже не стоят на месте и стремятся устранить основные недостатки выпускаемой продукции. В частности, последнее время распространённой практикой стала силиконизация синтетических волокон, которая не только придаёт дополнительные гидрофобные свойства, но и обеспечивает адгезию утеплителя – волокна скользят друг об друга, в результате чего утеплитель становится более долговечным и менее склонным к слёживанию.

Отдельно стоит отметить последние эксперименты с добавлением в состав утеплителя аэрогелей и керамических элементов, проводимых компанией Primaloft. Продукция этого флагмана синтетических утеплителей заслуживает отдельной статьи, над написанием которой мы сейчас работаем.

В нашем магазине в Днепре на проспекте Александра Поля 89 представлен обширный выбор одежды, утеплённой синтетическими утеплителями от ведущих мировых производителей и наши консультанты с радостью помогут подобрать модель оптимальную под ваши цели.

Всем спасибо за внимание и ждём вас в гости!