Общо показвания

сряда, 28 януари 2015 г.

GORE-TEX®: ИСТОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ



В тази статия ще ви разкажем повече за една материя, която вече е станала неизменна част както от конструкцията, така и от концепцията на специализираните спортни и туристически облекла. Това е дишащата мембрана, която най-често свързваме с понятието (и бранда) Gore-tex®.

Вече има стотици успешни разработки, базирани на откритието на мембраната, но името
Gore-tex® се е превърнало в нарицателно за принципа на действие на това откритие. То е на по-малко от 50 години, но е оставило следа в космическите технологии, сърдечната хирургия, конструирането на специализирани облекла и защитно оборудване не само за екстремни височинни спортове и туризъм, но и в много други сфери на човешката дейност.

Темата за дишаемостта, мембраните и водоустойчивите технологии в туристическото оборудване не е нова, и в световната мрежа има хиляди материали и дикусии за качествата и спецификите на различните продукти, които се предлагат на пазара.

В тази статия ще ви запознаем с някои основните факти за основната и може би най-популярна технична дишаща и водонепропусклива материя – Gore-tex мембраната.


История


Gore-Tex е високотехнологична водоустойчива и дишаща материя, която е запазена марка на компанията W. L. Gore and Associates. Материята е изобретена от Уилбърт Гор, Роуена Тейлър и синът на Гор – Робърт Уилбърт. Гор. Гор - младши подава документи и получава по надлежния ред Патент № 3,953,566 на 27 Април 1976 г. за пореста форма на политетрафлуороетилен (химичния състав на тефлона) с микроструктура характеризираща се с възли, съединени с влакна. Робърт Гор и Самюел Алън получават Патент № 4,194,041 на 18 Март 1980 г. за така наречения “водоустойчив ламинат”. 

Заради своето изобретение Робърт У. Гор получава място в Националната зала на славата на изобретателите на САЩ през 2006 г.

Технология


Дишаемостта и водонепропускливостта са основните качества на материята, заради което тя е толкова търсена и използвана в областта на планинарството, алпинизма и туризма. Мембраната, която е рожба на изобретението на Гор, се характеризира с особено високо число на водния стълб. Някои от разработките на Gore-tex достигат до 28-30,000 мм.

Водният стълб е показател, който измерва в милиметри налягането на обема вода върху 1 кв.см. от дадена материя, който е необходим, за да пропусне капчици през него.

Обяснено с пример нещата изглеждат така: ако използвате 1 кв.см. парче плат, което е с показател 2000 мм воден стълб и го прикрепите в основата на съд с формата на парчето плат и дължина 2000 мм (2 метра), то може спокойно да напълните този съд догоре с вода без парчето плат в основата ще пропусне.

Като стандарт за водонепропусклив плат е приет такъв с минимум 1000 мм воден стълб. Тази цифра може да ви помогне да прецените една от причините Gore-tex да е отправната точка в областта на технологичните материи, осигурявайки до 30 пъти по-висока защита.

История


Откритието на технологията, довела до разработката на дишащата мембрана, е не по-малко интересна и изпълнена с възходи, падения и няколко сериозни съдебни дела за патенти.

През 1966 г. изобретателят Джон У. Кропър от Нова Зеландия конструира и създава машина, която да произвежда еластичен политетрафлуороетилен (PTFE). Вместо да подаде документи за патент обаче, Кропър решава да пази процеса за създаване на еластичния PTFE като строга търговска тайна. Той само изисква от производителя и неговите работници да подпишат формални споразумения за конфиденциалност.

Робърт Гор
През 1969 г. Робърт Гор независимо открива еластичен вариант на политетрафлуороетилена (еPTFE) и го представя на пазара под запазеното име Gore-Tex, за което обаче своевременно и предвидливо подава молба и след това получава Патент № 3,953,566, издаден на 27 Април 1976 г. и Патент № 4,187,390, издаден на 5 Февруари 1980 г.

През 70-те години на миналия век компанията Garlock Inc. нарушава патентите като произвежда продукти, базирани на ePTFE и Гор завежда серия от дела. След оспорван процес, който включвал две години на проучване, пет седмичен процес, показанията на 35 свидетели (16 от които под клетва) и над 300 експоната, съдът определя патентите на Гор за невалидни. При обжалването обаче, Федералният съд не потвърждава присъдата по нашумялото дело Гор срещу Garlock и определя Гор за законния изобретател на еPTFE.

След изтичането на информация за основния патент на Gore-Tex, през 80-те години на миналия век на пазара се появяват няколко други продукта с подобни характеристики и използващи подобна технология. Днес разработките са стотици и голяма част от тях са с много добри показатели и висококачествена изработка. Напредването на технологиите води и до навлизането на много концептуално нови разработки и днес на пазара на дрехи с мембрана има голяма конкуренция. По един или друг начин обаче първенството все още принадлежи на компанията Gore, която продължава да развива продукта си.


Конструкция на Gore-Tex материята


Gore-Tex и сходните материи се основават на термо-механично разширяван политетрафлуороетилен (PTFE) и други флуорополимерни продукти. Те имат ужасно много разнообразни приложения - високотехнични материи, медицински импланти, изолация за кабели, въжета, уплътнения и други. Най-известни обаче са с използването им за защитно и в същото време дишащо туристическо и спортно облекло, както и като екипировка при височинен алпинизъм, където защитата е от първостепенна важност.

Приложение


Базовите модели облекло за защита от дъжд обикновено е под формата на двуслойна материя тип сандвич. Обикновено външния слой е от найлон или полиестер осигурява здравина на екипировката. Стандартът за вътрешният слой е полиуретан (PU) и предлага устойчивост на вода за сметка на дишаемостта на дрехата.

Първата Gore-Tex материя заменя вътрешния слой полиуретан с тънък слой пореста флуорополимерна мембрана (тефлон), която е вплетена в плата. Тази мембрана има около 1.4 млрд. пори на квадратен сантиметър. Всяка от тях е приблизително 20 000 пъти по-малка от водната капка, което прави мембраната непроницаема за водата. Това позволява на молекулите от водните изпарения да преминават през нея.

Мембраната не само се състои от водоотблъскващи синтетични материали, но и не пропуска водата доста продължително време. Както посочихме по-горе според стандартите едно облекло е водонепроницаемо, ако издържа 1,3 м воден стълб. В практиката обаче, често при седене или при търкането в колената се получава доста по-високо налягане.

Gore-tex мембраната не позволява проникването на вода дори и при екстремни ситуации и поддържа тялото сухо дори и при непрестанен дъжд и вятър.

Приложението на дишащата мембрана има най-изразен ефект при запазнването на телесният микроклимат. Изследвания показват, че се чувстваме най-добре, когато температурата ни е не по-малко от 32 и не повече от 35 градуса, а влажността – между 40 и 60%. Дори при обикновена разходка от тялото ни за час се отделя почти половин литър влага, а при интензивно ходене в планината или при бягане - до 1 литър.

Извеждането на потта помага тялото да се охлади, да преодолее прегряването. Когато спре активното движение обаче, заради потта, задържана в дрехите, усещаме студ и дискомфорт.

Изобретената от Гор тънка ципа решава проблема с индивидуалния микроклимат. Порите й са 700 пъти по-големи от молекулите на телесната влага. Така тя се изпарява, запазвайки дрехата суха. В обратната посока пък – отвън навътре – проникването на водните молекули е невъзможно. Причината е в свръх миниатюрните пори на материала, от който са изработени.

Всички качествени водоустойчиви продукти се тестват преди да бъдат пуснати на пазара в специални водни симулатори (камери), за да се установи със сигурност, че са наистина водонепропускливи.






Няма коментари: