Oděvy pro sport a volný čas. Jana Drašarová

Oděvy pro sport a volný čas Jana Drašarová

Funkce úroveň aktivity

 rekreační • optimalizace komfortu a zlepšení relaxace • ochrana proti počasí  vrcholová • zlepšení sportovního výkonu

NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Komfort • • •

=

Pohodlí

stav (organizmus a jeho funkce v optimálním stavu) absence bolestivých nebo negativních vjemů oděv tvoří prostředí – lze setrvat a pohodlně konat činnost

teplota relativní vlhkost rychlost vzduchu obsah CO2 absence vlhkosti NÁZEV PREZENTACE | DATUM

33 - 35 °C 50  10 % 25  10 cms -1 do 0,07%

Komfort Psychologický – individualita, klima, geografie, sociální hledisko (zvyky, tradice, náboženství, móda) Funkční a) senzorický – omak (splývavost, tloušťka, stlačitelnost, měkkost, plošná hmotnost), vzhled, schopnost absorbovat a transportovat plynnou nebo kapalnou vlhkost b) patofyziologický – reakce na chemické složení textilních materiálů a mikroorganizmů, bakterií a plísní na pokožce c) termofyziologický – oděv jako aktivní složka (termoregulace, transport vzdušné i kapalné vlhkosti v závislosti na proudění vzduchu) dýchatelnost NÁZEV PREZENTACE | DATUM

tepelná izolace

ventilace (větrání)

Transport tekutiny a tepla Klima – prostředí

Mikroklima

Teplota Atmosférická vlhkost Doprovodné efekty

Teplota

–40 až +5°C největší vliv déšť, sníh, vítr… efekt větrného chladu další efekty (komínový efekt , vhodný střih, pohyb objektu, poškození šitím)

kůže 29 – 31°C, 35 - 36°C, 37°C pod oděvem –  individuálně klid / pohyb

Vlhkost

ochlazování pocením (vypařování spotřebuje teplo, 1l potu - cca 2,4MJ)

CO2

kožní dýchání pod bavlněnou košilí - 0,15% víc než prostředí pod kabátem - 0,37% víc komplexní efekt nad 0,8 % - nepříjemné – zhoršuje z místa s negativním gradientem tepla a vlhkosti tepelnou výměnu s prostředím

(EU – zpravidla – nižší vlhkost klimatu) sezení na přednášce 3 800 potu g/den na Ještěd s batohem 22 800-30 400 potu g/den NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Textilie / Prostředí  Teplota   Vlhkost 

pocení tekutina

adsorpce kondenzace

Hydrofobní vlákno

vypařování

kapilarita

Tělo teplo

vypařování plyn

difúze (vzduch)

adsorpce kondenzace absorpce

pór

vypařování

Hydrofilní vlákno

kapilarita

adsorpce

 NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Sportovní oděv konstrukce, struktura a kombinace vrstev cíleně podle druhu sportu a klimatických podmínek! 1. spodní vrstva oděvu – odvod (odpaření) vlhkosti

2. jedna i více mezivrstev – termoizolace, transport 3. svrchní vrstva oděvu – ochrana (vítr, déšť, …)


1. Spodní vrstva – funkční prádlo FUNKCE

JAK ?

• • • • •

•

odvod potu termoizolace příjemný omak nealergické elasticita


•

vlákna •

hydrofobní

•

hydrofilní

pleteniny • •

jednovrstvé 1složkové integrované 2složkové

1. Spodní vrstva – funkční prádlo vlákna hydrofobní •

nízká navlhavost (POP 0%

PES 0,3-0,4%),

kapilární jev,

modifikace POP (MOIRA) (910 kg/m3) antialergický PES (SETILA MICRO, DIOLEN MICRO, Coolmax) PAD (TACTEL,MERYL, Cordura) VS (MICROMODAL)

tvarovaný profil – odvod vlhkosti, termoizolace, omak multifil, stapl – dtto modifikace vláken – aditiva, mikrokapsule NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Př: Coolmax Fresh; 100% PES


Př: PES/Coolmax


PES/dutá vlákna

Př: modifikace vláken Enkapsulace (Outlast) PAN vlákna


neporézní – termotropní VS vlákna zátěry, pěny

Př: sportovní ručník 85%PES/15%PAD (mikrovlákna)


1. Spodní vrstva – funkční prádlo vlákna hydrofilní přírodní, chemické vysoká sorpce vlhkosti (CO 8,5%, VI 11% WO 17%) absorpcí vlhkosti  prodyšnost,  termo-izolační schopnost Merino vlna 14 – 25 mikronů, 50 – 150 mm, silně zkadeřená, měkká, málo lesklá životní prostředí, zápach, praní, žehlení, řízení vlhkosti, regulace teploty


1. Spodní vrstva – funkční prádlo pleteniny vlákna DT

jednosložkové hydrofobní multifil

dvousložkové hydrofobní/hydrofilní multifil/ příze

osnovní, zátažné pleteniny vazba …. krytá, savé knoty integrovaná pletenina (double face) panely střih bezešvé, přiléhavé - kontakt s kapalným potem NÁZEV PREZENTACE | DATUM

2. Mezivrstva – termoizolace • tepelně-izolační schopnost oděvu, omak • transport vlhkosti • zprav. pleteniny • • • •

plyšové vazby výplňkové vazby smyčkové vazby hladké vazby

• v kombinaci s intenzívním počesáním


3. Svrchní vrstva – ochranná waterresistant (waterproof) = nepromokavá zcela zabraňuje průniku a absorpci kapalné vlhkosti * nehygienické, permanentní (cca 1,5 m v.s.)

waterrepelent = vodo-odpudivost oddaluje průniku vlhkosti * krátkodobě Při kratším dešti - kapičky, které sklouznou. Při větší zátěži proteče (cca 0,5 m v.s.) waterproof/breathable = nepromokavá/dýchající zabraňují průniku a absorpci kapalné vlhkosti a zajišťují odvětrávání pododěvního prostoru NÁZEV PREZENTACE | DATUM

3. Svrchní vrstva waterresistant (waterproof) = nepromokavost Zátěry – finální úpravy tenké vrstvy polymerního materiálu povrstvení nebo zatírání – pružný, pevný film latex, pryskyřice (polyvinylchlorid, polyuretan, akrylové nánosy, chloroprenový kaučuk, ...)

neprodyšná - airproof nošení nehygienické - plachtoviny, místní použití u oděvů (zesílení v namáhavých místech - náramenice, kolena) mechanické mikropórování = mechanické perforace - jehlové elektrody - elektrické impulsy - až 100 pórů/cm2


3. Svrchní vrstva waterrepelent = vodo-odpudivost Hustě tkané tkaniny Př: První nepromokavá-prodyšná tkanina „Ventile“ 40-tá léta, armádní účely, Severního Atlantský Oceán vlákna: bavlna příze: česaná tkanina: vazba – Oxford dostava 98 nití/cm (sypkovina  to 50 n/cm)  minimalizuje zvlnění útku  ponechává vysoký stupeň provázanosti nití  vlákna maximálně rovnoběžná s povrchem tkaniny bez finálních úprav velikost pórů za sucha  10m za mokra (botnání)  3-4m počet vláken až 6000/cm


3. Svrchní vrstva waterrepelent = vodo-odpudivost Hustě tkané tkaniny Př:Tkaniny z mikro-vlákenných multifilů vlákna: jemnost  10m, hustota,  póry syntetická vlákna - hydrofobní - PAD,PES DT: multifil tkanina:  dostava,  mezivlákenné póry 0,510 m * běžná tkanina 60 m) finální úpravy : silikonové, fluorokarbonové  jemný omak vodní sloupec do 1 m minimální velikost vodní kapky  100 m (+ velké povrchové napětí)  velikost molekuly vody  0,0004 m  velikost pórů zůstává neměnná  nebobtnají při zvlhčení NÁZEV PREZENTACE | DATUM

3. Svrchní vrstva waterproof/breathable = nepromokavá/dýchající Sendvičové textilie

PROČ?

1) textilie

1) ochrana vrstvy 2) nepromokavost, prodyšnost 3) ochrana vrstvy + správná funkce vrstvy (vlhkost musí kondenzovat na vnitřním povrchu vrstvy, ta musí být chladnější než vnější klima a na vnější straně suchá – vlhkostní rozdíl 4) správná funkce vrstvy

2)tenká vrstva polymerního materiálu (0,2 10 m) mikroporézní hydrofilní

nebo

membrána nebo zátěr

3) textilie 4) finální úprava

hydrofobní


nezhoršit (omak, splývavost, vzhled ...)

Membrány – mikroporézní  mikroskopické póry - nízká povrchová energie – povrchové napětí v kontaktu s vodou – vysoké aby dovolilo projít skrz pór  náhodné, rozmístěny chaoticky, lomené dráhy = větruodolnost  polytetrafluoroetylen PTFE(teflon), fluoropolymerní produkty  kontaminace (tuk, prach,…)  roztažením teflonové fólie

Obchodní značky Goretex, Paclite, Windstopper, Dermizax NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Membrány – hydrofilní  žádné póry, transport molekul páry - fyzikálně/chemický proces 1- penetrant je absorbován na povrch; 2- p. migruje skrz polymer na opačný sovrch (dle koncentračního gradientu); 3- p. desorbuje nebo se vypařuje aporates z povrchu  kopolymer z PUR (waterproof efekt), a Poly(etylen oxidu) PEO = hydrofilní část – amorfní oblasti  nízká energie – vazba molekul vody - rychlá difúze vodní páry „mezimolekulární póry“ breatheable  nemůže být blokován  30g v bundě

Obchodní značky Sympatex, Gelanots NÁZEV PREZENTACE | DATUM

 membrány

Zátěry – mikroporézní polyvinylidenfluorid (PVDF) - přímo na textilii 25-50 μm z polyuretanu nebo aminokyselinových polymerů. Při nanášení se uvolňuje CO2 a tím se nanesený film mění v houbovitou pórovitou strukturu s póry o průměru 0,2-0,3 μm

Zátěry – hydrofilní PUR modifikovaný PVA (polyvinylalkoholem) nebo polyoxidem modifikace mají chemickou afinitu pro vodní páry umožňující difúzi vodní páry přes amorfní oblasti polymeru rovnováha mezi hydrofilní a hydrofobní komponentou pro zajištění dostatečné propustnosti pro vodní páry, ale i pružnosti, trvanlivosti, nerozpustnosti ve vodě nebo poškození při praní apod


Povrch a řez mikroporézním zátěrem

Povrch a řez hydrofilním zátěrem

Finální úprava - zátěry Prodyšné – hydrofobní durable water repellent DWR durable water repellent DWR „IMPREGNACE“ - odperlující efekt na textilii film, který svou elasticitou a uzavřeným orientovaným uspořádáním molekul zamezuje vniknutí vody. Při mech. namáhání se vrstva může porušit, vypere se, neavivuje se

• na bázi polysiloxanů - vysoká přilnavost a trvanlivost, postupné ucpávání pórů

• na bázi fluorokarbonů - nezanášejí membránu, přilnavost ke tkanině je nižší, zlepšení tepelnou aktivací (REVIVEX)

odperlující efekt


3. Svrchní vrstva – zkoušení Vodní sloupec / water-proof válec (10 cm průměr) [mm] = výška vodního sloupce při proniknutí 3 kapek (hydrostatický tlak) módní sportovní oděvy 200 - 300 mm funkční 600 - 1.500 mm water-proof from 1.300 mm technické 5.000 mm

waterresistant/breatheable

Shirley hydrostatic tester NÁZEV PREZENTACE | DATUM

3. Svrchní vrstva – zkoušení Paro-propustnost [g/m2den] = propustnost pro vodní páry Resistance to vapour transfer RET values [m2Pa/W] = odolnost vůči vodním parám princip měření : • elektricky vyhřívaná porézní destička zakrytá membránou (propouští vod. páry, nepropouští vodu) a vzorkem PT • voda přiváděná k destičce se odpařuje a vod. páry prochází membránou a následně textilií • tepelný tok, nutný pro zachování teploty na destičce, je mírou rychlosti vypařování RET [m2Pa/W] je rozdíl tlaku vodních par mezi dvěma povrchy materiálu, dělený výsledným výparným tepelným tokem na jednotku 1) 150 < Ret plochy ve směru gradientu (je latentní výparný tepelný tok 2)20 < Ret ≤ 150 procházející danou plochou, odpovídající ustálenému použitému 3) Ret ≤ 20 tlakovému gradientu páry) NÁZEV PREZENTACE | DATUM

200

y = 56,9e0,0329x R2 = 0,9705

úhel smáčení [°]

180

3. Svrchní vrstva – zkoušení Hydrofobie – smáčecí úhel Metoda umělého deště – Bundesmann BP2 Spray test

Prodyšnost Fyziologické vlastnosti – objektivně (tepelný manekýn), subjektivně (nošením) Omak – objektivně (KES), subjektivně Lamináty – pevnost, oděr, adheze … NÁZEV PREZENTACE | DATUM

160 140 120 100 80 60 40 0

10

20 čas [s]

30

40

Konfekce podmínky zpracování • polohování • nepoškodit - nešpendlit • švy - šicí jehly se zaobleným hrotem, PES nitě v normálním nebo vodoodpudivém provedení, vodonepropustná impregnace • švy podlepené speciální páskou (22 ± 1 mm) • bezešvé pojení (ultrasonic, welding – svařování) •

laser cutting


Soft shell? = větruodolnost, vodoodpudivost, prodyšnost, elastičnost, mechanická odolnost = dobrý marketing = rozdílné konstrukce i cena = 2 + 3 vrstva? membránový softshell - sendvič obsahuje 3 vrstvy, tj. i membránu tkaný softshell – vyroben speciálním tkaním (elasticita)

Bionika/Biomimetika  pojem složený ze dvou slov – biologie a technika

 hraniční obor systematicky zaměřený na uplatňování poznatků ze studia živých organismů a jejich struktur při vývoji nových technologií

Dělení bioniky  obecná  vyhledávání struktur a procesů, jejich funkčních vztahů v systémech či subsystémech organismů, které mohou mít význam pro řešení technických a technologických problémů  systematická  zpracování a třídění poznatků obecné bioniky podle oborů použití a podle tematických skupin

 specificky použitá (aplikovaná)  vypracování modelů či prototypů výrobků

Historie vzniku bioniky  Leonardo da Vinci (1452-1519)  návrh létajícího stroje fungujícího na principu křídel netopýra  L. Galvani (1737-1798)  vývoj elektrických článků inspirovaný žabími stehýnky  Sir Joseph Paxton (1803–1865)  Křišťálový palác v Londýně  návrh inspirovaný studiem listů viktorie královské - obrovského leknínu

Historie vzniku bioniky  N. A. Umov (1846-1915)  O. Lilienthal (1848-1896)  německý průkopník letectví, který se poučil při konstrukci svého kluzáku z prohnutého ptačího křídla  F. Reulaux (1829-1905) „Lehrbuch der Kinematik“ (1900)  R. H. Francé (1874-1943) „Technické výkony rostlin“ (1919) „Rostlina jako vynálezce“ (1920)  G. Lilienthal (1849-1933) „Biotechnika létání“ (1925)  A. Niklitschek (1892-1953) „Technika živého“ (1940)  M.O. Kramer (1903-1986)  aplikace principu kůže delfína na ponorku → snížení třecího odporu až o polovinu  1960 - oficiální zrod bioniky

Aplikace bioniky v textilu     

Suchý zip Textilie se sníženým třením Nepromokavé textilie Samočisticí textilie Textilie s adaptivní prodyšností

Suchý zip (1948)        

Georges de Mestral všiml si, že semena lopuchu se lepí na jeho šaty i srst psa název „VELCRO“ (velours – samet, crochet – háček) tkaním PAD vlákna tkanina z hustých shluků malých smyček druhá část s háčky - rozpůlením smyček snadno rozpojovatelný obdivuhodný odpor vůči bočním silám

Nepromokavé textilie  Prodyšné a přitom voděodolné membrány  velikost pórů uzpůsobena tak, aby propustila malinkou molekulu vodní páry, ale nepustila velkou kapku vody (př. GORE-TEX®)  inspirace rostlinami, které odvádějí přebytečnou vodu díky maličkým pórům (stomata) na povrchu listů

 Návrh nové textilie pro plavky  využití principu nepromokavosti kůže vodoucha stříbřitého  kůži z mikroskopických chloupků, které umožňují zadržet vzduchový polštář

Samočisticí textilie  Samočisticí povrchy : vodoodpudivý materiál nerovnoměrný povrch

 Samočistící efekt neboli lotosový efekt dle lotosu indického  Textilie Mincor TX TT  SMELLPROOF®plus

 samočisticí laky pro vozidla, samočistící okenní tabule, nové nanotechnologické způsoby čištění střech a fasád

Textilie s adaptivní prodyšností  Inspirace šiškami borovice  v chladném prostředí uzavírají  v teplém a suchém otevírají  Bionická membrána c_change ™ od firmy Schöller Switzerland  paměťový efekt  přizpůsobení se uživateli při různé teplotě a aktivitě

Co to je tvarová paměť? Teplota pod aktivačním bodem SKLOVITÝ STAV pevná struktura propustnost je nízká

Teplota nad aktivačním bodem KAUČUKOVÝ STAV Micro-Brownův pohyb = mezimolekulární průduchy = roste propustnost pro vlhko i teplo

.

Propustnost se mění v závislosti na teplotě = aktivní reakce

Co to je superelasticita?

Tvar je nastaven v sklovitém stavu (nízká teplota), v kaučukovitém stavu elasticita roste

Výroba Bloková kopolymer s tvrdými a měkkými segmenty

Tvrdé segmenty = krystalická fáze = polyuretan Měkké segmenty = polyeter nebo polyester diol

DIAPLEX, c_change™ waterproof (20 000 - 40 000 mm), breathability (6 000 až 12 000 g/m2 za 24 hod) nekondenzuje elasticita a měkký omak

lamináty

Barriérový Mechanismus (aktivační bod na 0 c) o

Gore-Tex / mikro-póry /

Sympatex / žádné póry / chemické skupiny (adsorpce, difuze, desorpce molekul vodní páry)

shape memory polyuretany (SMPUs)

Textilie se sníženým třením  Inspirace kůží žraloka  povrch jeho kůže z hrbolatých šupinek, které uspořádané ve směru proudění → výrazné snížení odporu vody  Tento princip použila firma Speedo při vývoji nových plaveckých obleků pro sportovce  Tento systém použit i při opláštění letounu Airbus, lodí a ponorek

Speciální plavky pro závodní plavání • •

plavky pro trénink plavky pro závody

společné požadavky: • rychle suché • životnost – odolnost proti chemikáliím • komfort pohybu (střih, švy...) • rozměrová stabilita • materiál, švy nedráždit pokožku odlišnosti: • závody – minimální hydrodynamický odpor  střih – neumožní vodu pod • tréning – nárůst hydrodynamického odporu  volný střih, kapsy NÁZEV PREZENTACE | DATUM

krytí těla 1980 – minimální / 1990 – maximální speciální materiály   hydraulické ztráty než lidská kůže

Plavky Fastskin™

kůže žraloka (biomimetika) V-tvar šupin = snižují tření nebo odpor vody


Plavky Fastskin™ 1) osnovní pletenina

(74% PES/26% Lycra) (sukno s uzavřeným kladením), stříhání ve směru řádků než sloupků

2) „šipky“,

po proudu vody, kalandrem vtisknuty do povrchu textilie drážky (cca 1mm od sebe) vytvořeny

ve směru řádku (proměnlivé napětí Lycry); orientovány ve směru proudění vody, vytváří malé víry a usměrňují proudění vody podél povrchu textilie NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Plavky Fastskin™ 3) gripper nízký odpor = ztráta citu ve vodě, včlenění panelu na předloktí

4) střih skenování digitálních obrazů - 3/4 (z 14 dílů – v různých směrech – dle obtékání vodou) 5) pohyb těla kombinace dílů a švů (šlachy 22 stehů na palec, palec švu z 52 palců nitě)


Ostatní aplikace bioniky  Olympijský stadion v Mnichově x listy lípy

 Televizní věž ve Stuttgartu x stébla trávy  Pneumatika využívající principu kočičí tlapky

 Využití tvaru těla ryby při konstrukci vozu Mercedes-Benz Bionic Car

Ostatní aplikace bioniky  



Pampeliška x padák Chození a uchopování  robotický systém da VINCI  chobotnice - přísavky - princip jejího pohybu inspirací i při konstrukci tryskového pohonu stíhačky Rozeznávání – hmat

Souhrn 1. spodní vrstva oděvu – funkční spodní prádlo 1 vrstvé 2 vrstvé 2. jedna i více mezivrstev – termoizolace 3. svrchní vrstva oděvu – ochranná (vítr, déšť, …) Hustě tkané tkaniny Membrány mikroporézní membrány hydrofilní membrány Zátěry neprodyšné prodyšné hydrofobní mikroporézní hydrofilní NÁZEV PREZENTACE | DATUM

Oděvy pro sport a volný čas. Jana Drašarová

Recommend Documents