Ako to funguje: Fascinujúca veda za nepremokavosťou

V prírode je jedinou istotou zmena, najmä čo sa týka počasia. Podmienky sa dokážu zmeniť doslova lusknutím prsta a kľúčom dobrej prípravy je teda výber oblečenia, ktoré dokáže ochrániť pred všetkými náladami oblohy.

Ak sa v prírode túlaš pravidelne, možno už berieš nepremokavosť oblečenia ako samozrejmosť. Prší, oblečieš bundu a môžeš kráčať ďalej, akoby sa nič nedialo. Akokoľvek sa však nepremokavosť zdá byť jednoduchou funkciou oblečenia, v skutočnosti sa za ňou skrýva celá veda a samotná nepremokavosť je pre technologický vývoj v budúcnosti najväčšou výzvou.

Poďme si to teda rozobrať na drobné. Aká veda sa skrýva za nepremokavými materiálmi, z ktorých sú vyrobené tvoje bundy, nohavice či napríklad aj stan?

Nepremokavosť: Čo to je?

Nepremokavý materiál je vo svojej podstate bariéra, ktorá neprepustí vodu cez svoju štruktúru. Túto vlastnosť je možné dosiahnuť rôznym spôsobom, ktoré sa ani tak nelíšia schopnosťou neprepustiť vodu cez svoj povrch, ako skôr schopnosťou odviesť vlhkosť smerom od tela von.

Vytvoriť bariéru, ktorá neprepustí ani kvapku, je v zásade veľmi jednoduché a zvládne to aj obyčajná igelitová taška či najlacnejší pršiplášť.

Vytvoriť však bariéru, ktoré neprepustí ani kvapku vody dnu, no zároveň dokáže odviesť vlhkosť čo najefektívnejšie smerom von, aby sme sa pri pohybe neuvarili vo vlastnej šťave, chce obrovský technologický kumšt.

Materiály nepremokavých búnd

Nepremokavé bundy začínajú od samotnej látky. V drivej väčšine prípadov hovoríme o syntetických materiáloch ako sú nylon či polyester, ktoré sú ľahké, pevné, odolné a je možné ich efektívne kombinovať s pokročilými technológiami ako sú membrány či DWR úprava.

Syntetické materiály majú hustú štruktúru, čo samo o sebe slúži ako pomerne efektívna ochrana pred vodou, ktorá prepustí len minimum vody, v kombinácii so spomenutými technológiami je potom možné tieto materiály posunúť do kategórie nepremokavé.

V istých prípadoch môžeme naraziť aj na prírodné materiály, ktoré možno označiť za nepremokavé, ide však o výnimky alebo záležitosť minulosti. 

Hovoríme najmä o voskovanej bavlne, ktorá však nie je úplne nepremokavá, navyše je ťažká a nie príliš efektívna v otázke priedušnosti. Či guma, ktorá má v otázke priedušnosti mizerné parametre a využíva sa teda skôr v prípadoch, kedy priedušnosť až tak nepotrebujeme - typicky napríklad gumáky alebo špecifické formy plášteniek.

Čo nepremokavosť nie je: Vodoodpudivosť a vodeodolnosť

Pri oblečení sa môžeš stretnúť s prívlastkami “vodoodpudivá” alebo “vodeodolná”. Tieto výrazy sa niekedy s nepremokavosťou zamieňajú a môžu pre niekoho pôsobiť zmätočne. Čo teda znamenajú?

Vodoodpudivosť sa odvíja od tzv. Vodoodpudivej úpravy, globálne známej ako úprava DWR (durable water repellency). Cieľom tejto neviditeľnej úpravy je to, aby kvapka vody, ktorá dopadne na oblečenie, doň nenasiakla, ale skĺzla po jej povrchu smerom dole. Táto úprava je v outdoorovom priemysle hojne využívaná a aj u nás ju nájdeš na takmer všetkých bundách a nohaviciach. 

DWR úprava však neznamená nepremokavosť. Vodu dokáže odvádzať len do určitej miery, navyše sa postupom času stráca a je potrebné ju pravidelne obnovať. Jej cieľom nie je len čiastočná ochrana pred dažďom, ale aj schopnosť zabrániť kvapkám vsiaknuť sa do materiálu, čím je narušená ich schopnosť dýchať. Z týchto dôvodov primárne sa DWR úprava využíva dokonca aj na samotných nepremokavých materiáloch.

Vodeodolnosť definuje bundy, ktoré ponúkajú pred dažďom taktiež len čiastočnú ochranu. Typicky ide o softshellové, husto tkané bundy, ktoré v kombinácii s DWR úpravou chránia pred dažďom pomerne efektívne - dovoľujú ti kráčať aj v ľahšom daždi ďalej, resp. v prípade hustejšieho dažďa ponúkajú dostatok času na presun pod prístrešok.

Narozdiel od nepremokavých búnd však táto ochrana nie je úplná.

Nepremokavé membrány: Alfa a omega membránových búnd

Nepremokavé membrány sú tenké, polopriepustné vrstvy, ktoré sú integrované do materiálov a pôsobia ako bariéra voči pretečeniu vody. Kľúčovou schopnosťou týchto membrán však nie je len ich schopnosť neprepustiť ani kvapku vody, ale zároveň aj ich schopnosť efektívne odviesť vlhkosť (najčastejšie pot) smerom von.

Táto kombinácia, teda schopnosť ochrániť pred vlhkosťou zvonka, no zároveň odviesť vlhkosť zvnútra von, je technologicky veľmi náročná, preto je bežné, že nepremokavé bundy sa štandardne pohybujú vo vyšších cenových hladinách ako mnohé iné typy búnd.

Jedným z najznámejších a najpokročilejších membránových materiálov je eVent® DVAlpine, ktorý dlhodobo využívame na štyroch modeloch búnd a jednom modely nohavíc.

eVent® DVAlpine a podobné membrány sú zložené z expandovaného polytetrafluóretylénu (ePTFE), syntetického polyméru s mikroskopickými pórmi. Tieto póry sú príliš malé na to, aby cez ne prešli kvapky dažďovej vody, ale dostatočne veľké na to, aby umožnili molekulám vodnej pary uniknúť smerom von. Vďaka tomu tieto bundy umožňujú účinnú reguláciu vlhkosti a udžia ťa v suchu nielen zvonka, ale aj zvnútra.

Nie je membrána ako membrána 

Prirodzene, existujú rôzne typy nepremokavých membrán, ktoré sa líšia svojou odolnosťou, schopnosťou odvádzať vlhkosť, či hmotnosťou. Pri výbere sa však môžeš stretnúť aj s tým, že niektoré membrány sú dvojvrstvové, niektoré trojvrstvové a existuje aj 2,5-vrstvový variant. Aký je medzi nimi rozdiel a ako si spomedzi nich vybrať?

2-vrstvové membrány

Dvojvrstvové membrány sa bežne nachádzajú v cenovo dostupnejších nepremokavých bundách a nohaviciach. Zložené sú, ako názov napovedá, z dvoch vrstiev: vonkajšieho materiálu a membránovej vrstvy, ktorú z vnútornej strany chráni sieťovina. Táto konštrukcia je relatívne nenáročná, takže výrobná cena takýchto búnd je výrazne nižšia. Zároveň je ale táto konštrukcia ťažšia, nedokáže tak efektívne odvádzať vlhkosť a keďže je membránová vrstva chránená len sieťovinou, má nižšiu životnosť.

Bundy s dvojvrstvovou membránou efektívne chránia voči dažďu, môžu však byť nekomfortné pri intenzívnej aktivite alebo v teplejších mesiacoch, kedy naše telo vygeneruje prirodzene viac vlhkosti. Sú preto vhodnou voľbou napríklad ako pohotovostná vrstva, ktorú cez seba jednoducho prehodíme pri nečakanej prehánke, aby sme sa mohli presunúť do najbližšieho úkrytu.

2,5-vrstvové membrány

2,5-vrstvové membrány sú kompromisom medzi cenovou dostupnosťou 2-vrstvovej membrány a funkčnosťou 3-vrstvovej membrány. Pri tejto konštrukcii je na vnútorný povrch membrány aplikovaný ochranný film, ktorý chráni membránovú vrstvu oveľa efektívnejšie ako sieťovina, čo predlžuje životnosť bundy. A práve tento ochranný film reprezentuje “0,5 vrstvu”.

Zároveň sa 2,5-vrstvové nepremokavé bundy vyznačujú pomerne vysokou mierou priedušnosti, keďže odpadá potreba akejkoľvek formy podšívky, ktorá by efektívny odvod vlhkosti zdržala. 2,5-vrstvové bundy sú zároveň často veľmi ľahké a zbaliteľné do naozaj minimálnych rozmerov.

Tieto bundy teda ponúkajú vynikajúce vlastnosti pre širokú základňu outdoorových nadšencov, nemajú však tak vysokú odolnosť a ani v otázke priedušnosti sa nedokážu vyrovnať 3-vrstvovej konštrukcii.

3-vrstvové membrány

Pre tých, ktorí vyžadujú to najlepšie a ani v daždi sa neboja kráčať ďalej, sú určené 3-vrstvové membrány, ktoré sú v tejto kategórii zlatým štandardom. Tieto membránové materiály sú teda zložené z troch vrstiev - odolná vonkajšia vrstva, nepremokavá membrána a ochranná podšívka. Podšívka, narozdiel od ostatných dvoch konštrukcií, nie je ani sieťovinou, ani ochranným filmom, ale plnohodnotnou ochrannou vrstvou, ktorá je natlačená na membránovú vrstvu a bez ktorej by kvalitné membránové materiály ako eVent® DVAlpine dlho nevydržali. Tieto bundy tak majú podstatne dlhšiu životnosť a táto konštrukcia dovoľuje využitie tých najpokročilejších technológií, ktoré dokážu pri plnohodnotnej ochrane voči živlom ponúknuť aj veľmi vysokú mieru priedušnosti. Udrží ťa tak v suchu nielen zvonka, ale aj pod bundou.

Nepremokavosť za pár drobných, bez membrány

Nepremokavosť je možné dosiahnuť aj jednoduchou metódou, bez využitia drahých technológií. Najtypickejším spôsobom sú silikónové alebo gumové natéry, ktoré dokážu ponúknuť úplnú nepremokavosť, tieto materiály však prakticky nedokážu dýchať a sú preto po krátkom čase v pohybe veľmi nepríjemné na nosenie.

Preto sa tieto metódy v outdoorovom priemysle, kde sa funkčnosť zamierava na človeka v pohybe, využívajú len minimálne. Častejšie ich nájdeš napríklad na priemyselnom oblečení.

Nie je to len o daždi: Čo robí nepremokavú bundu naozaj kvalitnou?

Odolnosť: Nepremokavá bunda je vždy vrchnou vrstvou oblečenia. Zvyčajne sú nepremokavé bundy objemnejšie práve preto, aby sa mohli pokojne obliecť aj cez nadýchanú páperovú bundu či viaceré vrstvy oblečenia. Nepremokavé bundy sú teda, ak ich máme na sebe, vždy bariérou nielen voči vode, ale aj voči skalám, konárom a podobným faktorom, ktoré by mohli vonkajší materiál bundy poškodiť. Preto sa kvalitné nepremokavé bundy vyznačujú vždy voľbou kvalitného a odolného vonkajšieho materiálu.

Dôraz na slabé miesta: Ani lacnejšia nepremokavá bunda by nemala prepustiť ani kvapku vody cez materiál, zároveň tiež platí, že ak nebol kladený dôraz na detail, aj ten najdrahší materiál nemusí byť 100% ochranou voči dažďu. Každá nepremokavá bunda má totiž svoje slabé miesta, ktoré sú náchylné na pretečenie - najmä švy a zipsy. Preto sú kvalitné nepremokavé bundy vybavené zároveň nepremokavými zipsami a švy sú z vnútornej strany podlepené extra vrstvou.

Efektívny odvod vlhkosti: Ako už bolo spomenuté, nepremokavé bundy sú nielen bariérou voči vode zvonka, veď napokon nás pred dažďom teoreticky ochráni aj kus igelitu, ale zároveň sa snažia zaistiť čo najvyššiu mieru priedušnosti, aby mohla vlhkosť od tela uniknúť smerom von. Kvalitné nepremokavé bundy dokážu priebežne vlhkosť odvádzať, kým menej kvalitné formy ochrany (typicky napríklad pršiplášte alebo veľmi lacné bundy) túto schopnosť prakticky nemajú a slúžia naozaj len ako prvá pomoc v prípade nečakanej prehánky, pre presun do najbližšieho úkrytu.

Nepremokavosť a udržateľnosť

Ani nepremokavým materiálom sa nevyhla snaha zodpovedných značiek a producentov tvoriť outdoorové vybavenie s minimálnym dopadom na životné prostredie. Tento tlak viedol k viacerým pozitívnym zmenám a ako technológie napredujú, každý deň sa aj v tomto ohľade posúvame vpred.

Prechod z C6 na C0 DWR: Viackrát spomenutá DWR úprava má svoju temnú stránku - úprava technológiou označovanou C6 obsahuje perfluorované chemikálie (PFC), ktoré majú negatívny vplyv na životné prostredie. Našim cieľom, na ktorom už teraz vytrvalo pracujeme a už čoskoro predstavíme prvé produkty s novou úpravou, je prechod na technológiu C0. Tá síce vyžaduje častejšie obnovovanie, no to je minimálna cena za fakt, že neobsahuje škodlivé PFC a tým pádom nemá negatívny vplyv na prírodu, ktorú tak milujeme.

Samozrejmosťou sú potom snahy, ktoré vidíme naprieč celým segmentom a to je využívanie recyklovaných materiálov, biorozložiteľných materiálov a úprava produkčných procesov, vďaka čomu je pri produkcii využívané menšie množstvo vody a energie.

Budúcnosť nepremokavých materiálov

Budúcnosť je žiarivá. Nepremokavé materiály sú technologicky náročné, o to väčšiu pozornosť pútajú a o to viac priestoru pre zlepšenia tú výskumníci a inovátori vidia. Toto sú len niektoré zo súčasných tém, ktoré môžu už čoskoro byť realitou.

Nanotechnológie: Jedna z najvzrušujúcejších tém súčasnosti. Výskumníci experimentujú s povrchovými úpravami z nanočastíc, ktoré by potenciálne mohli radikálne pozdvihnúť vlastnosti nepremokavých materiálov. Tieto nanočastice by mohli vytvoriť tenkú vrstvu, ktorá neprepustí vodu ani na molekulárnej úrovni. To by viedlo k tenším, ľahším a priedušnejším materiálom.

Funkčnosť inšpirovaná prírodou: Príroda je najlepší učiteľ a vedia to aj vedci. Preto intenzívne skúmajú niektoré prírodné povrchy, ktoré sú svojou nepremokavosťou známe - napríklad lotosové listy či “pancier” chrobákov. Tento výskum by teoreticky mohol viesť k vzniku nových syntetických materiálov, ktoré by ich funkčnosť napodobňovali.

Smart materiály: Aj koncept inteligetných materiálov je čoraz rozšírenejšou témou. Predstav si oblečenie, ktoré adaptuje svoje parametre v závislosti od podmienok, v ktorých sa hýbeš. Materiály by dokázali napríklad zmeniť svoju schopnosť odvádzať vlhkosť či zmeniť štruktúru svojho povrchu, ako odpoveď na dážď, vlhkosť, či aktuálnu teplotu. Pre komfort a ochranu naozaj za akýchkoľvek podmienok.

Spojenie s ďalšími technológiami: Spojiť nepremokavé materiály s niektorými technológiami nie je až také jednoduché ako s inými, neustále sa však hľadajú spôsoby, ako tieto spojenia dosiahnuť. Nepremokavé materiály by tak v budúcnosti mohli byť schopné kombinácie s UV ochranou či antimikrobiálnymi úpravami, čo by ich zase povýšilo na vyššiu úroveň. 

Zhrnutie

Tak čo povieš? Na to, že je to len o kvapkách vody, je to pomerne komplexné, čo? 

Za tou bundou, ktorá ťa chráni pred dažďom, sa skutočne skrýva celá veda, kombinujúca chémiu, fyziku a technológie. Keď teda budeš najbližšie v horách a zaskočí ťa nečakaná prehánka, spomeň si na tento článok. Možno si tú bundu, ktorá ťa bude chrániť, budeš vážiť o to viac.