Vettpidava ja hingava jope otsingul

Miks ühte materjali kiidetakse taevani ja teise puhul kehitatakse õlgu? Ning kas selles virrvarris otsust tehes lõppeks ka jope kandjale mingisugust vahet on?

Mu sõbral oli sünnipäev. Kuna ta käis alati mingisuguste pool-isetehtud kilejopedega, otsustasime kinkida talle kambapeale korraliku tuulejope. Kile täidab kõige paremini küll vee pidamise nõude, aga suvises kasvuhoones on kõik märganud kondenseerunud vett siseseintel. Meie tingimuseks oli, et sellega peab saama mägedes käia. Jope peab pidama vett ja tuult, olema hingav, kerge ja mugav. Varem või hiljem on sarnase probleemi ees iga matkahuviline, kes tahab soetada koorikjopet või pükse. See tähendab sisenemist keeruliste tex-zax-plex laienditega toodete maailma. Mida jätta, mida võtta? Miks ühte materjali kiidetakse taevani ja teise puhul kehitatakse õlgu? Ning kas selles virrvarris otsust tehes lõppeks ka jope kandjale mingisugust vahet on? Püüame selgust luua Natick’i linnas asuva Ameerika Ühendriikide Army Soldiers System Center makromolekulaarse teadusgrupi teaduri dr Phil Gibsoni abiga.

Veekindla või pigem vett tõrjuva ning hingava tekstiili tööpõhimõte seisneb tõsiasjal, et veemolekuli läbimõõt on suurem kui veeauru molekuli läbimõõt. Seega ei liigu väliskeskkonnale avatud riide poolele sattuv vihma- või muu vesi tekstiilist läbi. Vastupidi – läbi riide liigub inimkehast eralduv higi ehk veeaur. Selleks on tekstiilis imepisikesed augud ehk poorid.

Esmalt kasutas DuPont polütetrefluoroetüleeni (PTFE) kaablite isoleerimiseks. 1969. aastal avastas Bob Gore, et kui PTFE-membraani õigetes tingimustes venitada, tekib väga tugev mikropoorne materjal. Materjali tuntakse nime all GORE-TEX® – venitatud PTFE (ehk ePTFE, milles e märgib ingl. k sõna expanded). Tänaseks on paljud tootjad üle maailma loonud hulga analoogseid materjale.

Oluline on teada, mis otstarbel vettpidavat ja hingavat riietuseset otsitakse. Tavaliselt on need mõisted omavahel pöördvõrdelises seoses ehk mida hingavam materjal, seda kehvem vettpidavus ja vastupidi. Kunstlikult võib valmisrõivad jaotada kolme klassi.

Kõige hingavamad on mikrokiududest tehtud materjalid, mis on piisavalt hingavad ja tõrjuvad vett. Materjalile ei lisata eraldi hingavat membraani, vaid sellest saadud kangas on kootud nii tihedalt, et vesi ei tungi kohe läbi. Kui taolise riietusesemega sattuda tugeva vihma kätte, on enam kui tõenäoline, et kandja saab läbimärjaks. Selliseid rõivaid kasututakse suure intensiivsusega kehaliseks tegevuseks – jooksmiseks, suusatamiseks, rulluisutamiseks.

Tõsisemad on juba rohkem vett tõrjuvad tekstiilid, aga need hingavad ka vähem. Nendest valmistatud riided on mõeldud samuti suure intensiivsusega kehaliseks tegevuseks.

Viimaseks, kõige kangemaks klassiks on spetsiaalsed tekstiilid, mis enam ainult ei tõrju vett, vaid peaksid seda ka pidama ja säilitama piisava hingavuse. Niinimetatud veekindel jope saadakse, kui välistekstiilile, milleks tavaliselt on nailon või polüester, kantakse sisemisele poolele nn hingav kiht ehk membraan. Kandja huvides on, et jope väliskiht oleks võimalikult vastupidav ja töödeldud vettetõrjuvate kemikaalidega. 
Kui väliskeskkond on niiske, nt sajab vihma, ning kehalise tegevuse intensiivsus kõrgem, kui lihtsalt kõnd, kogub riietusese siiski niiskust.

Phil Gibson Natick’ist analüüsis rõivatootjate poolt enimkasutatavate tekstiilide (membraanide) hingavust. Et simuleerida võimalikult lähedaselt tingimusi, milles tekstiile kasutatakse, muutis dr Gibson suhtelist niiskust mõlemal pool membraani. Mõõtes veeauru kontsentratsiooni membraani pooride läbimise järgi, on võimalik mõõta, kui palju veeauru läbib membraani. Tulemusi saab väljendada nii membraani vastupanu võimena veeauru difusioonile ehk takistusena (ühikut ruutmeetrile), kui ka läbilaske võimena (grammi/ruutmeetrile/päevas.) Membraanide takistuse mõõtmisel saab võrreldavad numbrilised näitajad, mis kirjeldavad tekstiili käitumist erinevates oludes. Mida madalam takistuse näitaja, seda rohkem veeauru läbib membraani. Põhjus sellise testi metoodika kasutamiseks tuleb asjaolust, et paljud materjalid (nt Sympatex, Gore-Tex jne) omavad paremat veeauru läbilaske võimet niiskes keskkonnas kui kuivas. Piltlikult öeldes vihmases ilmas muutub jope hingavamaks kui kuivas.

Testi tingimused: õhutemperatuur +30 °C, veeauru (gaasi) liikumise kiirus 2000 kuupsentimeetrit/minutis.

Rõivaste puhul enim kasutavate nn koorikmaterjalide hingavuse võrdlus

Tabeli püstine telg näitab veeauru läbivust, st tegelikku veeauru kogust, mis läbib materjali. Tulemus näitab, mitu grammi vett läks läbi ruutmeetrist membraanist ühe päeva jooksul. Mida suurem number, seda hingavam materjal. Tabeli tasapinnaline telg näitab suhtelist niiskust ehk veeauru kogust, mis on saadaval membraani läbimiseks. Teisisõnu simuleerib see higistamise suurenemist. Suhteline niiskus 100% on 1,0, st 0,5 on 50% suhtelist niiskust (s.n.)

Tabelist on näha, et paljude materjalide puhul liigub veeauru läbivust näitav joon kaarena paremale ülesse, st materjali hingavus muutub niiskuse suurenedes. Mõningatel materjalidel on see aga püsivalt ühel tasemel. Vahe tuleb sellest, et näiteks Gore-Tex XCR ja Sympatex on nn polüuretaaniga kaetud PTFE-membraanid. 
See tähendab, et veeaur peab kõigepealt lahustuma polüuretaani kihis ja alles seejärel läbib poorid PTFE-membraanis. Ehk mida rohkem veeauru on materjalis, seda lihtsamalt see läbib materjali. Teised materjalid, nagu eVENT ja Entrant GII XT, on mikropoorsed laminaadid, mis ei ole kaetud polüuretaani kihiga. Nende materjalide eeliseks peaks olema, et nad hingavad ka madala niiskuse korral väga hästi. Nende materjalide eelis tekib näiteks higistamise alguses või jahtumise faasis.

Dr Gibsoni sõnul on kõik testis osalenud materjalid suhteliselt heade näitajatega. Pigem on huvitav võrrelda missugustes tingimustes üks materjal teise üle eelise saavutab. Tavakasutajale annab test selgema arusaama, palju üks materjal sisuliselt teisest parem on ja palju on tegemist turundustrikiga.

Antud test on siiski ainult üks tükk mosaiigis. On hulk standardiseeritud teste, mis teatud tingimustel mõõdavad materjali hingavust või vettpidavust. Kõige levinum on vast ISO standard 11092 (sweating guarded hot plate test). Test mõõdab energia hulka, mis on vajalik testi aparaadis oleva plaadi hoidmiseks inimese naha temperatuuril aja jooksul, mis on vajalik veearude difusiooniks läbi materjali.

Veelgi olulisem on aga nn mannekeeni test: testitakse veeauru läbivust materjalist mannekeenil, mille pinna temperatuuri hoitakse inimnaha temperatuuril. Mannekeeni testi läbiviimiseks kasutatakse juba valmis toodet.

Laskumata pikka arutellu erinevatest testidest, millega mõõdetakse vettpidavust, toon välja nende põhilise toimimise printsiibi: mõõdetakse, kui suure vee surve juures hakkavad vee molekulid läbi tekstiili pressima. Seda väljendatakse millimeetrites ehk kui mitme millimeetri kõrgune veesammas on. Sageli ei ole erinevate tootjate andmed võrreldavad, kuna teste viiakse läbi erinevates tingimustes ning igaüks eelistab näidata neid numbreid, mis just temale kõige soodsamad.

Tõsiasi on, et vihm on põhiline välise niiskuse allikas, millega matkaja peab arvestama. Vihm on suhteliselt pehme ega tekita tohutut veesammast, mis jope materjalist läbi tungiks.

Tavaliselt on põhiliseks niiskuse allikaks inimene ise. Kui kehatemperatuur tõuseb üle 37 °C, hakkab inimene higistama. Aktiivse liikumise korral, eriti seljakotiga, juhtub see kindlasti. Vihm muutub oluliseks teguriks koos tuulega, kuid vihm ei tungi naha vahele mitte läbi jope tekstiili, vaid läbi kaeluse, käeaukude, tõmbluku, taskute jne. Mõlemad tegurid koos moodustavad märja jopealuse.

Hingava tekstiili kasutegur lööbki välja siin. Kasutades lihtsat kilest jopet, jääb niiskus sinna alla kinni. Ainus võimalus niiskus välja saada, on jope seljast võtta. Hingava tekstiili puhul on lootus, et aja möödudes liigne niiskus väljub läbi tekstiili.

Ometigi on kõige olulisemaks teguriks reguleerida oma soojusrežiimi. Ehk kui õhk liigub vabalt jope alt sisse ja kaelusest välja, toimib normaalne ventilatsioon ja higistamisest tekkiv niiskus ei kogune.

Nagu ka tabelist nähtub, käituvad hingavad materjalid väga sarnaselt. Seega, hingav tekstiil on oluline, aga mitte määrav. Olulisemaks tuleb pidada lõiget ja funktsionaalsust.

Mina lähtusin jope valikul järgmistest kriteeriumitest. Õmblused peavad olema teibitud, siis ei hakka need ka kõige kehvemates tingimustes pikka aega viibides vett läbi laskma. Lukud peavad olema kergesti avatavad ja suletavad. Kaenla all peavad olema ventileerimise avad. Kuigi seljakotiga liikudes ei lahenda see ventileerimise probleemi täielikult, on avadest palju kasu. Taskud on väga olulised: välimised rinnataskud ühe käega avatavad ning hõlpsasti kasutatavad, põues eraldi tasku. Viimaks üks lemmikteste ehk kapuutsi test: kapuuts peas üle õla taha vaadates ei tohi kapuuts varjata vaatevälja, kapuuts peab muutuma justkui pea osaks.

Mis seal salata – siis vaatasin värvi. Mägedes on värv oluline. Kui kaaslane kannab silmatorkavama värviga jopet, on teda halbades ilmastikutingimustes paremini näha. Näiteks linnuvaatleja eelistab aga, vastupidi, pigem märkamatuks jääda. Lõpuks vaatasin, kas lõike, kaalu ja funktsionaalsuse poolest sobival jopel on hingav materjal. Õnneks oli ja läks kaubaks.

Selles numbris

• Kadunud maa
• Mäehaigus – kiirelt tappev, kiirelt ravitav
• Vasaloppet
• Lapsega matkamise rõõmud ja hirmud
• Taasavastatud vana - räätsad
• Leedu versus Läti - elukutselised mägironijad!
• Mägironimine, mis see veel on?
• Vettpidava ja hingava jope otsingul
• Kuus päeva saanimeeste paradiisis
• Talvel jääb taevas Matsalu kohal vaikseks
• Kaks mäge - üks lugu
• Rebaseonu – üksildane uitaja
• Gröönimaal eksinud
• Polaarseikleja Børge Ousland: ma ei proovi võita loodust, vaid omaenese hirme
• Go Reisiajakiri nr 5 – Detsember 2006