TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Fakulta textilní

VLIV SUBLIMAČNÍHO TISKU NA FUNKČNÍ VLASTNOSTI MEMBRÁNOVÝCH MATERIÁLŮ PRO SPORTOVNÍ APLIKACE

ZEJMÉNA CYKLISTY

Diplomová práce

Bc. Barbora Doľáková

Liberec 2013

VLIV SUBLIMAČNÍHO TISKU NA FUNKČNÍ VLASTNOSTI MEMBRÁNOVÝCH MATERIÁLŮ PRO

SPORTOVNÍ APLIKACE ZEJMÉNA CYKLISTY

EFFECT OF THE SUBLIMATION PRINTING ON THE FUNCTIONAL PROPERTIES OF THE MEMBRANE MATERIALS INTENDED FOR SPORTS APPLICATIONS

ESPECIALLY FOR BICYCLISTS

DIPLOMOVÁ PRÁCE

STUDIJNÍ PROGRAM: N3106 TEXTILNÍ INŽENÝRSTVÍ

STUDIJNÍ OBOR: TEXTILNÍ A ODĚVNÍ TECHNOLOGIE

Autor práce Bc. Barbora Doľáková Vedoucí práce doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.

POČET STRAN TEXTU ...77

POČET OBRÁZKŮ ...72

POČET TABULEK...46

POČET PŘÍLOH...6

LIBEREC 2013

3

PREHLÁSENIE

Bol(a) som oboznámen(ý/á) s podmienkami, že na moju diplomovú prácu sa plne zaväzuje zákon č. 121/200 Sb., o autorskom práve, hlavne § 60 – školské dielo.

Beriem na vedomie, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mojich autorských práv používaním mojej diplomovej práce pre vnútornú potrebu TUL.

Ak použijem diplomovú prácu, alebo poskytnem licenciu k jej využitiu, som si vedomá povinnosťou informovať o tejto skutočnosti TUL; v tom prípade má TUL právo odo mňa požadovať úhradu nákladov, ktoré vynaložila na vytvorenie diela až do jej skutočnej výšky.

Diplomovú prácu som vypracoval(a) samostatne s použitím uvedenej literatúry a na základe konzultácii s vedúcim diplomovej práce.

V Liberci dňa 17. 5. 2013

...

Podpis

4

POĎAKOVANIE

Chcela by so sa poďakovať môjmu vedúcemu práce doc. Ing Antonínovi Havelkovi, CSc. za odborné vedenie pri spracovaní diplomovej práce. Ďalej sa chcem poďakovať ochotnému personálu v laboratóriách Katedry oděvnictví (KOD). V neposlednej rade patrí moja veľká vďaka rodine a blízkym za to, že ma podporovali.

5

ABSTRAKT

Diplomová práca je zameraná na vplyv sublimačnej tlače na funkčné vlastnosti membránových materiálov pre športové aplikácie najmä cyklistov. Tieto vlastnosti boli testované na rôznych pleteninách s hydrofóbnou neporéznou membránou.

Cieľom tejto práce bolo porovnať jednotlivé materiály a skúmať zmenu funkčných vlastností po aplikácii sublimačnej tlače pomocou rôznych zariadení.

V teoretickej časti sú opísané vlastnosti použitých materiálov od firmy KALAS® Sportswear, základné princípy sublimačnej tlače a funkčné vlastnosti športových odevov.

V experimentálnej časti je opísaný priebeh experimentu a vyhodnotenie nameraných výsledkov.

Kľúčové slová: sublimácia, funkčné vlastnosti, membrána, športové odevy, pletenina

ABSTRACT

The thesis work is focused on effect of the sublimation printing on the functional properties of the membrane materials which are intended for sports applications especially for bicyclists. These properties were tested at various knitted fabrics with the non-porous hydrophobic membrane.

The aim of this study was to compare particular materials and to examine their change of the functional properties after application of the sublimation printing using different devices.

The theoretical part describes the properties of the examined materials provided by the KALAS ® Sportswear company, basic principles of the sublimation printing and functional properties of sportswear.

Experimental part describes the process of the experiment and the evaluation of the measurement results.

Key words: sublimation, functional properties, membrane, sportswear, knitted fabrics

6

POUŽITÉ ZNAKY A SYMBOLY

Maximálna teplota pri praní 40°C. Normálny postup.

Výrobok sa nesmie bieliť.

Žehlenie pri maximálnej teplote žehliacej plochy 110°C, žehlenie parou môže spôsobiť nevratné poškodenie.

Výrobok sa nesmie chemicky čistiť.

Výrobok sa môže sušiť v bubnovej sušičke pri nižšej teplote sušenia.

PL polyester

PU polyuretan

EA elastan

PAN polyakrylonitril

POP polypropylén

PTFE polytetrafluoretylén

CTA triacetát

PA 6 polyamid 6

PA 6,6 polyamid 6,6

cN centi newton

˚C stupeň celzia

Pa pascal

kPa kilo pascal

MJ mega jaul

W práca plynov

K kelvin

S povrch telesa [m²]

v. s. vodný stĺpec [m]

m v. s. meter vodného stĺpca r. v. relatívna vlhkosť [%]

7

Tg teplota zoskelnenia

Tm teplota topenia

Ret odolnosť voči vodným parám [m². Pa/W]

Rct tepelná odolnosť [m². K/W]

Wd priepustnosť vodných pár [g/m². h . Pa]

MVTR prenos vodných pár [g/m²/24h]

im t index priepustnosti vodných pár [-]

pa parciálny tlak vodných pár pri relatívnej vlhkosti 40% [Pa]

pm parciálny tlak nasýtenej vodnej pary (100%) [Pa]

Ta teplota vzduchu [˚C]

Tm teplota meracej jednotky [˚C]

Ts teplota tepelného chrániča [˚C]

H výhrevnosť

va rýchlosť vzduchu [1m/s]

pa parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu v skúšobnom priestore pri teplote T_a [Pa]

A plocha meracej jednotky [m²]

∆He korekcia pre výhrevnosť pri meraní odolnosti voči vodným parám Ret

φTm latentné teplo odparovania vody pri teplote Tm

ρs plošná hmotnosť [kg . m^-2]

ρv objemová merná hmotnosť [kg . m^-3] CFF faktor pevnosti prekríženia

FYF faktor pohyblivosti priadze vo väzbe textílie

Fm ťahová sila [N/m]

Em maximálne predĺženie [N/m]

F ťahová sila [N/m]

E ťažnosť plošnej textílie [%]

WT ťahová energia na jednotku plochy [N . m/m²] LT linearita krivky zaťaženia predĺženia [-]

RT ťahové elastické zotavenie [-]

WT´ zotavená energia [N . m/m²]

G tuhosť v šmyku [N/m . stupeň]

8

2HG hysterézia šmykovej sily pri šmykovom uhle [N/m]

2HG5 hysterézia šmykovej sily pri šmykovom uhle [N/m]

Km medza krivosti [cm]

M ohybový moment [N . m/m]

K zakrivenie [cm^-1]

B ohybová tuhosť [N . m²/m]

2HB hysterézia ohybového momentu [N . m/m]

Pm tlak [N/m²]

μ trecia sila/kompresná sila

x posúvanie snímača po povrchu vzorky X 2 cm sa posúva snímač pri meraní

T hrúbka vzorky na pozícii x, meria sa hrúbka snímačom na pozícii [m]

T stredná hodnota T [m]

WC kompresná energia na jednotku plochy [N.m/m²] LC linearita krivky tlaku- hrúbka [-]

RC kompresné elastické zotavenie [%]

T0 hrúbka plošnej textílie pri tlaku P0 = 49 N/m² Tm hrúbka plošnej textílie pri tlaku Pm = 4900N/m² MIU stredná hodnota koeficientu trenia podľa rovnice [-]

MMD stredná odchýlka koeficientu trenia podľa rovnice [-]

SMD stredná odchýlka geometrickej drsnosti podľa rovnice [μm]

HV primárny omak [Yi]

Xi i-tá charakteristika alebo jej dekadický logaritmus σi smerodajná odchýlka i-tej charakteristiky

C0, Cij regresné koeficienty i-tej charakteristiky a j-tého primárneho omaku

THV celkový omak [-]

C0, Cj1, Cj2 regresné koeficienty

Mj1, Mj2 priemery j-tého primárneho omaku

σj1, σj2 smerodajné odchýlky j-tého primárneho omaku

U úbytok váhy po odere [%]

m1 hmotnosť vzorky pred oderom [kg]

9

m₂ hmotnosť odrenej vzorky [kg]

oj ihlový oblúčik

st stôl

op platinový oblúčik

Hs hustota stĺpikov

Hr hustota riadkov

Hc celková hustota

a rozteč riadkov

b rozteč stĺpcov

l dĺžka nite v očku

d priemer nite

n počet očiek

Z zakrytie pleteniny

a hraničná rozteč riadkov

b hraničná rozteč stĺpikov

l hraničná (najhustejšia) pletenia

 pomerná dĺžka očka

 pomerná rozteč riadku

 pomerná rozteč stĺpiku

P vnímaný pocit

10

Obsah

ÚVOD ... 12

2. TEORETICKÁ ČASŤ ... 13

2.1 Šport v Českej Republike ... 13

2.2 Cyklistické odevy ... 13

2.2.1 História cyklistických odevov... 14

2.2.2 História značky CASTELLI... 14

2.3 Firma KALAS® Sportswear, s.r.o. ... 15

2.3.1 História firmy KALAS® Sportswear, s.r.o... 16

2.3.2 Technológia firmy KALAS® sportswear, s.r.o. ... 16

2.4 Použité materiály od firmy KALAS® Sportswear, s.r.o... 17

2.5 Pleteniny (štruktúra) ... 18

2.5.1 Rozbor použitých väzieb pletenín... 19

2.6 Rozbor použitých vlákien v pleteninách ... 20

2.7 Membránové materiály (membrány)... 24

2.7.1 Membrány ... 25

2.7.2 Technické parametre membránových materiálov ... 26

2.8 Sublimačná (prenosová) tlač ... 28

2.8.1 História sublimačnej tlače ... 28

2.8.2 Sublimačná tlač ... 29

2.9 Komfort športových odevov... 32

2.10 Odolnosť voči vodným parám ... 33

2.11 Omak plošných textílií... 34

2.12 Oder plošných textílií ... 37

2.13 Prístrojové zariadenia ... 38

2.13.1 Skin model PSM-2 ... 38

11

2.13.2 KES- FB (Kawabata Evaluation System) ... 41

2.13.3 Martindale ... 51

3. EXPERIMENTÁLNA ČASŤ ... 53

3.1 Základné parametre použitých pletenín ... 53

3.2 Základné parametre použitých membrán ... 56

3.3 Meranie odolnosti voči vodným parám na prístroji PSM-2 ... 58

3.4 Meranie omaku (objektívne hodnotenie) na prístroji KES ... 63

3.5 Meranie oderu na prístroji Martindale ... 66

4. VÝSLEDKY A DISKUSIA MERANÍ... 71

4.1 Výsledky merania na prístroji PSM-2 ... 71

4.2 Výsledky merania na prístroji KES... 72

4.3 Výsledky merania na prístroji Martindale... 73

5. ZÁVER ... 75

6 ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY ... 78

7 ZOZNAM OBRÁZKOV ... 81

8 ZOZNAM TABULIEK... 84

9 PRÍLOHY ... 86

9.1 Štrukturálne modely a parametre pletenín ... 86

9.2 Komfort ... 90

9.3 Namerané výsledky na hrúbkomery... 95

9.4 Namerané výsledky na zariadení PSM-2 ... 97

9.5 Namerané výsledky na zariadení KES ... 102

9.6 Namerané výsledky na zariadení Martindale ... 126

12

ÚVOD

Táto diplomová práca sa bude venovať športovému oblečeniu, ktoré je špecializované pre cyklistické účely. Zvláštna pozornosť sa bude venovať firme, ktorá vyrába cyklistické odevy a materiálom z ktorých sú odevy vyrobené. Keďže vývoj v oblasti materiálov a technológii spracovania je v posledných rokoch veľmi rýchly, a spolu s kombináciou iných techník sa ich vlastnosti menia, je potrebné zohľadňovať aký vplyv má tento vývoj aj na fyziológiu odievania. Príkladom môže byť potláčanie materiálov pre zvýšenie estetickej stránky odevu a nanášanie membránových vrstiev pre zabezpečenie pohodlia človeka pri nosení. Vlastnosti materiálov sa vplyvom potlače menia, a preto je potrebné skúmať jednotlivé vzťahy medzi jednotlivými prvkami.

Vizuálna povrchová úprava akou je napríklad sublimačná tlač na športových odevoch, môže vplývať na funkciu odevu a tým pádom aj na výkon športovca. Materiály pre športové odevy sú počas posledných rokov dopĺňané nie len reklamou, ktorá pôsobí esteticky a reprezentatívne, ale v týchto materiáloch sa môže nachádzať aj vrstva membrány ktorá by mala zabezpečiť pohodlie a ochranu športovca pri podávaní náročných fyzických úkonoch.

Vynikajúce výsledky športovca sú zrkadlom vytrvalého tréningu, kvalitného vybavenia, a tak tiež správne zvoleného a pohodlného odevu športovca, ktorý musí zohľadniť všetky faktory pri športe, ktorý vykonáva. V správne zvolenom odeve by sa športovec mal cítiť pohodlne a komfortne. Odev by mu nemal brániť pri vykonávaní pohybu a tak tiež by nemal uberať športovca o výkon. Preto sú odevy pre cyklistický šport konštruované tak, aby obopínali telo športovca a nezhoršovali jeho výkon odstávajúcimi kusmi odevu, do ktorých by sa zachytával vietor a spomaľoval ho. Odevy majú hladké švy a materiál z ktorého je odev vyrobený by mal čo najlepšie odvádzať pot a zabezpečovať dostatočný komfort pri nosení.

Cieľom tejto diplomovej práce je zistiť aký vplyv bude mať potláčanie sublimačnou potlačou na vlastnosti membránových materiálov používaných pre športové a hlavne pre cyklistické odevy po prenose farbiva pri štandardnej teplote potlače 200˚C.

13

2. TEORETICKÁ ČASŤ

2.1 Šport v Českej Republike

Český šport je obohatený nie len ďalekou históriou, ale aj výkonnými športovcami a ich výkonmi ktoré reprezentujú krajinu. Mená českých športovcov ako Emil Zátopek, Jaromír Jágr, Pavel Nedvěd alebo Jan Železný pozná celý svet. Českí hokejisti, lyžiari, futbalisti, tenisti a cyklisti žnú obdiv domácich aj zahraničných fanúšikov.

Podľa štatistík medzi najpopulárnejšie športy v Českej republike patrí predovšetkým futbal, cyklistika a hokej [1]. Najpopulárnejším aktívnym športom Čechov je cyklistika, futbal a po ňom nasleduje volejbal [2]. Český zväz cyklistiky sa zrodil v novembri 1883, ako prvé dieťa v domácom športovom odvetví a ôsmy na pôde Medzinárodnej cyklistickej únie UCI. Prvý cyklistický závod sa uskutočnil už 15.

augusta 1869 v Brne. Česká republika je prvou zemou, kde sa bojovalo o titul a medailu na ceste. Stalo sa tak 2. októbra 1887. Tak českí športoví cyklisti v priebehu 123 rokov svojej existencie získali 6 olympijských medailí, 255 drahých svetových kovov, 78 zlatých, 75 strieborných, 102 bronzových, 234 európskych, 48 zlatých, 77 strieborných, 109 bronzových a rad ďalších trofejí. Takže niet pochýb o vytrvalosti a sile športového ducha českých športovcov [3].

2.2 Cyklistické odevy

Obľuba športu si vyžiadala rozvoj športového oblečenia, ktoré muselo byť praktické a trvanlivé. Základnými predpokladmi boli kvalitné materiály – najlepšie škótske vlnené tkaniny alebo menšester a pohodlný strih. Symbolom modernej doby sa pre svoju účelnosť a jednoduchosť stal overall – kombinéza [4].

14

2.2.1 História cyklistických odevov

Ako už bolo spomenuté, cyklistický odev sa vyvíjal spolu s vývojom športu. Prvé náznaky športových odevov pre voľný čas môžeme zaznamenať okolo roku 1895 kedy napr. ženy začali pri bicyklovaní nosiť krátky kabátec a namiesto nazberanej sukne začali nosiť tzv. pumpky (voľné nohavice z vlneného popelínu s pružným lemom).

Pánsky športový odev pozostával z krátkeho kabátca a tak tiež páni nosili pumpky, ktoré boli na rozdiel od ženských pohodlnejšie. V prvej polovici 20. stor. sa u mužov aj u žien športový odev výrazne začína skracovať, je priliehavejší a pohodlnejší. Športové odevy sa stávajú čoraz žiadanejšou súčasťou šatníka prevažne v 30. rokoch 20. stor.

Tento trend spopularizovali hlavne herci z Holywoodu . Páni nosili pohodlné košele z jemnejších a pružných materiálov. V druhej polovici 20. stor. sa jednotlivé typy športových odevov začínajú od seba čoraz výraznejšie líšiť podľa druhu športu a stávajú sa tak komfortnejšími.

2.2.2 História značky CASTELLI

Prvým významným výrobcom odevov pre cyklistický šport sa stala talianská firma CASTELLI.

História značky sa začala písať od roku 1940 s príchodom Fausta Coppiho, ktorý bol považovaný za cyklistického boha. Stal sa nepopierateľným kráľom cyklistiky, ale kráľ potreboval i dôstojné rúcho.

V tejto dobe vstupuje na scénu Armando Castelli s Vittore Giannim, ktorí vlastnili malú firmu na výrobu športových odevov. Mal špecifické požiadavky na cyklistické oblečenie. Pomocou oblečenia chcel získať výhodu v dlhých Alpských stúpaniach, preto požadoval nové ľahšie materiály. Z tohto dôvodu Armando urobil niečo, čo nikto predtým nevyskúšal. Odporučil Faustovi, zameniť tradične používanú vlnu za silón. Armando Castelli týmto priniesol do cyklistického obliekania nový štýl a inováciu.

15

Priliehavé oblečenie, jelenicová vložka, vrecká na zadnej strane dresu, golier so zipsom sú len jedny z mála inovácií, ktoré Castelli v tej dobe prinieslo do sveta cyklistických šampiónov. Castelli sa stalo najsilnejším revolucionárom vo svete závodnej cyklistiky. Na jeho štítku nájdeme prvé cyklistické rukavičky, tímové oblečenie a neskôr aj to, čo zmenilo cyklistiku na vždy- použitie materiálu LYCRA ®.

Maurizio Castelli týmto otvoril nový priestor pre výrobu lepších a kvalitnejších cyklistických kraťasov.

Výhody ďalších noviniek- vetru odolný dres, aerodynamické kombinézy a farebnosť sublimačnej potlače. Pod Mauriziovým vedením značka Castelli tvarovala oblečenie svetovej pretekárskej cyklistiky do podoby, ako ju poznáme dnes [5].

Na území Čiech sa postupom času stala významnou firmou na výrobu odevov pre cyklistický šport firma KALAS® Sportswear, s.r.o. ktorá má sídlo v meste Tábor.

Firma vznikla v roku 1990 za pomoci švajčiarskeho podnikateľa Tonyho Maier, ktorý v roku 1990 hľadal v Čechách partnera pre výrobu cyklistického oblečenia. V dnešnej dobe je KALAS® Sportswear, s.r.o. špičkou vo svojom obore [6].

2.3 Firma KALAS® Sportswear, s.r.o.

Jednou z firiem, ktorá sa zameriava na výrobu športových odevov pre cyklistov v Českej Republike je firma KAKAS® sportswear, s. r. o. Materiály, ktoré používajú na výrobu športových odevov, resp. cyklistických odevov, sú prevažne vyrobené technológiou pletenia. Tieto technológie sa aplikujú z toho hľadiska, pretože pletené textílie sa dokážu ľahšie prispôsobiť ergonómii tvaru ľudského tela a jeho pohybu pri rôznych úkonoch. Na zhotovenie pletenín pre športové aplikácie sa používajú osnovné a záťažné pleteniny vyrábané prevažne zo syntetických materiálov. Na trhu sa vyskytuje veľké množstvo výrobcov odevov určených na športové účely. Vďaka spolupráci s touto firmou boli získané potrebné materiály, ktoré slúžili na meranie vybraných vzoriek materiálov.

16

2.3.1 História firmy KALAS® Sportswear, s.r.o.

Aby sa šport, ktorému pán Čestmír Kalaš, bývalý vynikajúci československý cyklista a úspešný tréner národného tímu mohol naďalej rozvíjať, bolo potrebné zabezpečiť dostatok finančných prostriedkov pre chod cyklistického klubu v srdci českej cyklistiky - v meste Tábor.

Situáciu pomohol vyriešiť švajčiarsky podnikateľ Tony Maier, ktorý v roku 1990 hľadal v Čechách partnera pre výrobu cyklistického oblečenia. Švajčiari, ktorí v tomto odbore mali už bohaté skúsenosti, odovzdali novovzniknutej českej firme (skôr Assos, neskôr agentúra C-Tex, teraz KALAS®) najlepšie know-how, ktoré dokázala náležite zúročiť. V roku 1995 nastal pre spoločnosť čas, aby sa vydala svojou vlastnou cestou.

Vďaka neustálemu sledovaniu technologických noviniek a použitiu najmodernejšieho vybavenia je dodnes KALAS® Sportswear špičkou vo svojom obore.

Dôkazom toho je nespočetné množstvo spokojných športovcov užívajúcich športové oblečenie značky KALAS® nielen u nás, ale i v zahraničí [6].

2.3.2 Technológia firmy KALAS® sportswear, s.r.o.

Grafické spracovanie výrobkov cyklo oblečenia

Grafické spracovanie prebieha na platforme PC a v prevažnej väčšine vo vektorových formátoch. Používajú sa programy ako je Corel Draw a Adobe Illustrator. Po definitívnom odsúhlasení objednávky sú obrázky výrobkov (dresov búnd, nohavíc a pod.) Graficky prevedené do strihov (tzv. montáž) a následne pripravené na tlač.

Celková výroba športových odevov prebieha v nasledujúcich oddeleniach:

- strihacia dielňa cyklo oblečenia,

- digitlač - cyklistické a športové oblečenie, - sublimácia Kalas športové oblečenie, - šijacia dielňa výroby cyklo oblečenia [7].

17 Sortiment športových cyklistických odevov

Ako už bolo povedané firma KALAS® Sportswear je zameraná na výrobu širokej škály cyklistických odevov:

- športové oblečenie, cyklistické oblečenie, cyklistické dresy, cyklo dresy (cyklo dres dámsky, cyklo dres pánsky), cyklistické nohavice, cyklo šortky, cyklo bundy, cyklo vesty, návleky, ponožky, rukavice, funkčné spodné prádlo a ďalšie [8].

2.4 Použité materiály od firmy KALAS® Sportswear, s.r.o.

V tejto časti diplomovej práce by som rada opísala vybrané materiály na výrobu cyklo odevov a ich materiálové zloženie. Tieto pletené materiály boli vybrané na základe rôznorodosti povrchových štruktúr.

Materiál č.1

Názov textílie: Kalashell

Výrobca: Pidigi (Taliansko)

Membrána: Zerowind by Pidigi technologies (Taliansko).

Materiál: Záťažná pletenina.

Vlastnosti: Vodeodolná, vetruvzdorná pletenina, vhodná pre sublimačnú tlač.

Využitie: Voľnočasové, poveternostne odolné športové dámske a pánske odevy pre cyklistiku, atletiku a kolektívne športy.

Materiál č.2

Názov textílie: Mishion light/ Bridge new light 85 Výrobca: Plastotex (Taliansko)

Membrána: Plastotex, Membrane 85, Tek-series (Taliansko)

Materiál: Záťažná pletenina.

18

Vlastnosti: Vodeodolný, vetruvzdorný materiál, vhodný pre sublimačnú tlač.

Využitie: Vhodný na športovú cyklistiku. Ochráni proti vetru a dažďu, a zároveň poskytne potrebnú termoreguláciu.

Materiál č.3

Názov textílie: T-Rex ES 85

Výrobca: Plastotex (Taliansko)

Membrána: Plastotex, Membrane 85, Tek-series (Taliansko)

Materiál: Záťažná pletenina.

Vlastnosti: Vodeodolný a vetruvzdorný hrejivý materiál.

Využitie: Na vysoko funkčné športové oblečenie.

Materiál č.4

Názov textílie: T-Rex ES 85

Výrobca: Plastotex (Taliansko)

Membrána: Plastotex, Membrane 85, Tek-series (Taliansko)

Materiál: Záťažná pletenina.

Vlastnosti: Vodeodolný a vetruvzdorný materiál.

Využitie: Na vysoko funkčné športové oblečenie.

2.5 Pleteniny (štruktúra)

Pleteninu opisujeme ako plošnú textíliu, ktorá je vytvorená z jednej alebo viacerých sústav nití. Tieto sústavy nití sú navzájom spojené pletiarskou väzbou tak, aby vznikol celistvý plošný útvar. Delíme ich na osnovné a záťažné pleteniny tvorené z otvorených, zatvorených, chytových, podložných, záchytných, spojovacích a vratných slučiek [9].

19

2.5.1 Rozbor použitých väzieb pletenín

Základné rozdelenie slučiek

a) Otvorená slučka b) Zatvorená slučka

Na obr. 1 je znázornená otvorená a zatvorená slučka, ktorá tvorí základnú štrukturálnu jednotku pleteniny.

Obr. 1 Otvorená a zatvorená slučka

Základné rozdelenie očiek

a) Lícne očká, b) Rubné očká, c) Chytová slučka, d) Podložená slučka.

Na obr. 2 je znázornená pletenina slícnym previazaním očiek a rubným previazaním očiek. Na obr. 3 je zobrazené previazanie očiek, ktoré sa používa pri chytových slučkách a podložných slučkách.

Obr. 2 Pletenina s lícnymi očkami, pletenina s rubnými očkami

20

Obr. 3 Pletenina s chytovými slučkami, pletenina s podložnou slučkou

V prílohe 9.1 je opísaná základná štruktúra pletenín, z ktorej vyplýva voľná väzba a malé zakrytie. Voľná väzba tak vytvára veľkú priedušnosť [9].

2.6 Rozbor použitých vlákien v pleteninách

Na cyklistické odevy sa najčastejšie používajú syntetické vlákna, ktoré majú široké uplatnenie. Materiály vyrobené z týchto vlákien sú vhodné aj na prenosovú tlač, ktorá sa na športových odevoch vyskytuje v značnej miere. Prenosovú tlač je možné aplikovať len na materiály v ktorých je minimálne 65% podiel polyesteru (PL), triacetátu (TA), polyamidu (PA 6, PA 6,6) alebo polyakrylonitrilu (PAN). 100% bavlnené textílie nie je možné potláčať bez špeciálnej povrchovej úpravy polyesterovou vrstvou. V tejto kapitole budú opísané najpoužívanejšie vlákenné materiály používané v cyklistickom odevnom odevnom športovom priemysle.

Polyester (PL)

Polymér vzniká chemickou reakciou (polykondenzáciou) z dvoch vstupných komponentov. Polykondenzát sa zvlákňuje z taveniny do šachty, následne dĺži, poprípade združuje do káblu, ktorý sa reže na stríž, alebo trhá na trhanec. Vznikajú rôzne jemné, profilované, po prípade bikomponentné vlákna. Polyester je v porovnaní

21

s polyamidom relatívne tuhé vlákno. Používa sa v zmesi s bavlnou, vlnou, viskózou v podobe striže do mykaných a česaných priadzí. Má veľmi nízku sorpciu, preto je po fyzikálnej stránke nevhodný.

Úžitkové vlastnosti

Vlákna majú tvarovú stabilitu a ľahko sa udržiavajú.

Negatíva

Krátke reťazce polyetylénteraftalátu spôsobujú drsnosť vlákna a to vedie k zhoršenej spracovateľnosti. Ďalšie negatívum je fibrilácia (rozštiepenie koncov vlákien pri nosení), ktorá spôsobuje žmolkovitosť vlákien. Vlákno ľahko podlieha elektrostatickému náboju, priťahuje prach a stúpa jeho špinivosť.

Použitie

V podobe štaplových vlákien sa používajú predovšetkým ako zmesové komponenty s bavlnou, vlnou a ľanom. Ako monofil a multifil, hladký a tak tiež aj tvarovaný sa využíva v pletených výrobkoch. Rúno zo striže sa používa do tepelno-izolačných vrstiev odevných výrobkov.

Údržba

Pranie, čistenie, žehlenie na 150 °C, teplota mäknutia 230°C, teplota topenia 260 °C.

Obchodné názvy

TESIL (ČR), SLOTERA (SR), DARCON (USA), DIOLEN (Holandsko), TERITAL (Taliansko), TERILENE (Anglicko), TETORON (Japonsko), TREVITA (SRN) [10].

Polyuretán (PU)

Sú vyrábané dva typy vlákien: klasické polyuretánové vlákno a segmentové, tj.

kopolymerné segmenty makromolekúl z polyuretánu a iného polyméru. Používajú sa

22

dva typy zvlákňovania, a to z roztoku do teplovzdušnej komory a do kúpeľa. Vlákna oboch typov sú takmer kruhového priemeru. Ich význam spočíva vďaka vysokej pružnosti v použití do elastickej bielizne. Má dobré elektroizolačné vlastnosti. Horí, ale neodkvapkáva sa. Je navlhavý. Odolnosť proti UV žiareniu a vplyvu poveternostných podmienok je dobrá.

Úžitkové vlastnosti

Pre vysokú pružnosť (až 400%) je polyuretán vhodný pre všetky druhy pružných výrobkov. Nahradzuje gumové vlákna a nepôsobia naň deštrukčné kozmetické prípravky.

Negatíva

Po dlhšom čase v chlórovej vode, dochádza k strate pružnosti.

Použitie

Používajú sa na elastickú bielizeň, športové elastické úbory a aj ako komponenty do útkových priadzí strečových tkanín.

Údržba

Kaučukové chovanie PU je v rozsahu teplôt -40- +120°C. Oteruvzdornosť je vysoká T=

180°C, trvalá teplotná odolnosť je 80°C.

Obchodné názvy

LYCRA, GLOSPAN, CLEERSPAN (USA), LINEL, LINELTEX (IT), DORLASTAN (SRN) [10].

Elastan (EA)

Elastan je syntetické vlákno. Jedná sa o vysoko pružné polyuretanové vlákno, ktoré je schopné sa bez porušenia pretiahnuť na 3-7-násobok svojej pôvodnej dĺžky. Po

23

uvoľnení pôsobiace sily sa vracia späť na svoju pôvodnú dĺžku. Elastány sú veľmi jemné a vždy sa používajú v kombinácii s ďalšími vláknami.

Úžitkové vlastnosti

Charakteristickým znakom elastánu vlákien je ich vysoká pružnosť. Elastickosť vlákna sa dosiahne chemickým spojením dvoch segmentov: kryštalický, polyuretánový tvrdý segment (krátky molekulárnej reťazec s vysokým bodom topenia) sa strieda s amorfný, mäkkým segmentom z polyesteru alebo polyéteru (dlhý reťazec, taviaci sa pri 30- 40°C). Asi 80% vlákien sa vyrába zvlákňováním za sucha, a zhruba 10% pochádza z tavného zvlákňovania, ktoré je lacnejšie, preto sa uplatňuje čoraz častejšie. Pri výrobe je možné prispôsobiť v širokom rozsahu pružnosť a pevnosť a určiť matovanie alebo transparentnosť vlákna. Vlákno sa vyrába len vo forme vlákna v jemnostiach 1-5000 tex, s ťažnou pevnosťou do 12 cN / tex, rozťažnosť môže dosiahnuť až osemnásobku dĺžky vlákna. Materiály, ktoré obsahujú elastány, majú väčšiu pružnosť, schopnosť dlhodobo si udržať svoj tvar a výrazne znížený sklon k krčivosti. Zároveň sa však pridaním malého množstva elastanu nezmenia vlastnosti základného materiálu. Elastanové vlákno je odolné voči morskej vode a pôsobenie svetla.

Negatíva

Elastické vlákna majú nízku pevnosť v odere.

Použitie

Používajú sa na elastickú bielizeň, vrchné a športové elastické úbory a aj ako automobilové poťahy, plavky, pančuchy a ponožky.

Údržba

Elastanové vlákno neprijíma vlhkosť a veľmi ľahko sa udržiava. Pranie a celkovú údržbu bielizne s obsahom elastanového vlákna je potrebné prispôsobiť potrebám materiálu, ktorý je zastúpený v prevažujúcim množstve.

24 Obchodné názvy

LYCRA, ELASTOMÉR [11].

2.7 Membránové materiály (membrány)

Membránové materiály vznikajú spojením membrány a nosnej textílie. Membránou rozumieme tenkú vrstvu tvorenú z polymérneho materiálu. Hrúbka membrány sa pohybuje v jednotkách mikrometrov.

Membrány sa často označujú aj ako lamináty, pretože k ich spojeniu s nosnou textíliou je potrebná laminácia. Úlohou membrány v textílii je neprepúšťať vodu z vonkajšieho prostredia, ale umožniť prestup vodných pár. Ako materiály na membrány sa najčastejšie používa polytetrafluoretylén (PTFE), polyester (PL) alebo polyuretán (PU). Membránové materiály sa delia podľa spôsobu spájania s nosnou textíliou a podšívkovým materiálom na:

a) Dvojvrstvové lamináty b) Trojvrstvové lamináty c) Dva a pol vrstvové lamináty

d) S voľne vloženou membránou (z-liner)

V tejto diplomovej práci sú použité materiály zostrojené ako trojvrstvové lamináty (vonkajšia vrstva, membrána, vnútorná vrstva).

Trojvrstvové lamináty

Membrána je nalaminovaná medzi vonkajšou textíliou a podšívkou. Tieto tri vrstvy tvoria tak jeden zlaminovaný kompaktný celok. Jedná sa o mechanicky najviac odolnú kombináciu pre extrémne použitie s väčšinou pevnejšími a menej poddajnejšími materiálmi. Podobne riešené spájanie membrány s vrchnou textíliou a podšívkou je i oblečenie s hydrofilným záterom. Na obr. 4 je znázornený trojvrstvový laminát od firmy Plastotex používaný v testovaných materiáloch.

25

Obr. 4 Trojvrstvový laminát firmy Plastotex- Tek Series

2.7.1 Membrány

Z hľadiska princípu, alebo technológie transportu vlhkosti vodných pár delíme membrány na:

a) Mikroporézne membrány:

- hydrofilné - hydrofóbne

b) Neporézne (hydrofilné) membrány

Membrány použité v materiáloch, ktoré boli vybrané na merania do tejto diplomovej práce boli neporézne (hydrofilné).

Neporézne (hydrofilné) membrány

Hydrofilná neporézna membrána nemá žiadne póry, a jedná sa o bezporézny homogénny povlak. Prenos vlhkosti je založený na chemicko-fyzikálnom princípe kedy sa voda na určitú dobu stáva súčasťou membrány (väzba molekúl vody na materiál

26

membrány). Jedná sa o princíp prevodu pár, podobný priebehu výmeny látok cez bunečnú membránu živých organizmov. Kondenzujúca tekutina (pot) na vnútornej strane membrány je rozvádzaná do vlastného materiálu a chemicky transportovaná na druhú stranu membrány.

Výhodou je minimálne zanášanie, lepšia možnosť elasticity a prenos i kvapalnej fázy vody, a vysoké hodnoty vodného stĺpca ( viac než 30 m v.s.). Nevýhodou je prakticky nulový prenos plynov. Neporézne hydrofilné membrány sa nazývajú aj

„chytrými“. Súvisí to s tým, že čím intenzívnejší je pohyb a čím viac sa potíme, tím viac rastie aj telesná teplota človeka. Vplyvom vyššej teploty sa molekuly v hydrofilnej vrstve membrány pohybujú rýchlejšie, vzdialenosť medzi nimi sa zväčšuje, a schopnosť prepúšťať paru úmerne narastá.

Hydrofilné membrány sú obvykle umiestnené medzi vonkajšou a vnútornou textíliou. Údržba je jednoduchá a obvykle stačí tieto materiály prať v bežných pracích prostriedkoch pri teplote 30˚C.

Medzi najznámejšie neporézne hydrofilné materiály patrí Sympatex, Zerowind by Pidigi Technologies z modifikovaného PL. Z materiálu na bázy modifikovaného PU sa vyrábajú membrány Entrant Dermizax, alebo, Zerowind by Pidigi Technologies, Plastotex, Membrane 85, Tek-series použité v materiáloch testovaných v tejto diplomovej práci [12].

2.7.2 Technické parametre membránových materiálov

Odolnosť proti vode

Z hľadiska odolávania materiálu proti vode, môžeme rozdeliť tieto textilné materiály na:

a) Vodoodpudivé b) Vodeodolné c) Nepremokavé

27 a) Vodoodpudivé materiály

Tieto materiály sú schopné vydržať len krátky dážď. Jedná sa hlavne o tkané materiály, ktoré môžu byť pre posilnenie vodoodpudivosti ešte dodatočne impregnované, kalandrované alebo napustené vhodnou vodoodpudivou látkou. Výška vodného stĺpca 0,5 m v. s.

b) Vodeodolné materiály

Medzi vodeodolné materiály patrí väčšina lacných tenkých záterov a membrán. Výška vodného stĺpca ja okolo 1,1 m v. s.

c) Nepremokavé materiály

Sú to vodotesné a vysoko nepremokavé materiály, ktoré odolávajú výške vodného stĺpca 1,3 m v.s. V praxi sa môžeme stretnúť aj s vyššími hodnotami vodného stĺpca.

Celková nepremokavosť je zaistená podlepením švov špeciálnou páskou alebo technológiou spájania materiálov (moderné bezšvové technológie) [12].

Nepremokavosť

Nepremokavosťou rozumieme schopnosť odolávať preniknutiu vody z vonkajšej strany.

Udáva sa ako výška vodného stĺpca, pri ktorej textíliou prejdú prvé kvapky vody. Čím vyšší vodný stĺpec, tým je väčšia nepremokavosť. Najčastejšie sa meria pomocou statického testu na vodný stĺpec a udáva sa prepočítaný hydrostatický tlak definovaný metrami vodného stĺpca (m v. s.).

V praxi môže byť nepremokavosť negatívne ovplyvnená konštrukčnými aspektami konkrétneho modelu oblečenia ako je prevedenie švov, zipsov a pod.

Obecne sa dá za nepremokavý považovať materiál s vodným stĺpcom už od 1,3 m v. s. ale v praxi v oblečení je to skôr medzi výškou 10-20 m v. s. Pretože v reálnom použití sú textílie v oblečení namáhané omnoho vyššími tlakmi. Výška vodného stĺpca zodpovedá niektorým činnostiam:

28

- 5 m v. s. - sedenie v mokrej tráve, na mokrej lavičke,

- 12 m v. s.- kľačanie na kolenách v mokrej tráve alebo snehu, - 15 m v. s.- tlak popruhu ťažkého batohu,

- 30 m v. s.- pád suchého lyžiara v plnej rýchlosti do mokrého snehu[12].

2.8 Sublimačná (prenosová) tlač

2.8.1 História sublimačnej tlače

Sublimačná tlač je známa už mnoho rokov. Jej počiatky nájdeme v roku 1924, kedy sa prvý krát použili disperzné farbivá. Princíp tlače pochádza od anglickej firmy British Celanese Ltd. z roku 1929- 1931 zameranej na farbenie acetátového hodvábu v prostredí pár disperzných farbív bez vodnej fázy. V roku 1947dosiahla firma úspešné výsledky pri potláčaní bavlny disperziami po dobu 1 minúty a pôsobením teploty 150°C pritlačenej na acetátový hodváb. V roku 1949 vyvinula firma DuPont súčasne s vývojom termosolového postupu farbenia, aplikovaný prenos disperzných farbív s využitím ich sublimačných vlastností. S komerčným využitím tlače prišla v roku 1956-1957 francúzska firma Filatures Prouvost- Masurel. V roku 1958 patentoval De Passe spôsob farbenia polyesterových vlákien v parách disperzných farbív. Vďaka tomuto patentu bol zahájený intenzívny aplikačný výskum , ktorý viedol k výrobe prvých prenosových papierov. Výroba týchto papierov bola uskutočnená pri priamej spolupráci švajčiarskej farbiarne Ciba (Ciba- Geigy) a francúzskej spoločnosti pre tlač baliaceho papiera Trentesaux Toulemonde. Následne z tejto spolupráce vznikli v roku 1968 firmy Sublistatic S.A. a Société d´ Exploitation des procéd´ s´Sublimatic.

V histórii tlače bol prvý krát zaznamenaný vstup papierenskej techniky a tlačiari boli nútení riešiť problém spojený s aplikáciou textilných farbív na papierovú podložku.

Anglická firma Thermacrome vyvinula a prepracovala systém prenosovej tlače určený pre tlač na textílie z ľubovoľného druhu vlákien. Používajú sa pigmentové farbivá ktoré sú upevňované termoplastickým spojivom prechodne na papier a v následnej operácii sa prenesú na potlačenú textíliu. Pri pôsobení tepla o teplote 180

29

°C plastifikuje živicové spojivo, ktoré takýmto spôsobom prenáša farbivo z papiera na textil. Týmto spôsobom je tlač na textil ukončená a nie je nutné pranie po tlači.

Revolučným postupom prenosovej tlače je sublimačná tlač, ktorú vypracovala americká firma v 70. rokoch. V roku 1973 firma RPL Suppies Incorporated sídliaca v štáte New Jersey, vytvorila prvé digitálne obrazy na textil a v spolupráci s ďalšími spoločnosťami vyvinula proces tlakovej a tepelnej sublimácie pre použitie na darčekové predmety.

Začiatkom 90. rokov firma Saugass of Mounth Pleasant (Južná Carolina, USA) nadobudla patenty na termický transfér a inkjet sublimačnej tlače. Neskôr bol vyvinutý priamy proces nazývaný Natura. Jednalo sa o tlač častí odevov s použitím elektrofotografie pre použitie bielej bavlny a zmesi bavlna+ polyester. V tomto procese sa produkujú pulzujúcejšie farby. Následne na to sa začali rozvíjať elektrofotografické tlačiarne k produkcii sublimačného transféru častí odevov a doplnkov [13].

2.8.2 Sublimačná tlač

Pretože sa športovci pohybujú po rôznych kútoch sveta a reprezentujú sami seba a krajinu svojimi výkonmi, stali sa s postupom času aj reprezentantmi reklamy.

Najčastejším spôsobom poskytovania reklamy sa stali dresy športovcov. Na športové odevy sa aplikuje reklama pomocou sublimačnej tlače, ktorá by nemala zhoršovať svojimi vlastnosťami komfort odevu.

Technológia sublimačnej tlače využíva sublimačný transfer špeciálnych farebných atramentov nanesených na prenosový papier a následne na jednotlivé predmety. Prenos sa robí pomocou termotransferového lisu na upravený povrch predmetov. Sublimačný proces zabezpečí, že materiál je zafarbený do hĺbky.

Týmto spôsobom je zaručená dlhotrvajúca farebná stálosť, najvyššia kvalita a ostrosť prenesených grafických motívov [14].

Podstata transférovej technológie spočíva v dvoch fyzikálnych javoch:

30

- Schopnosť špeciálneho atramentu, ktorý je nanesený na papier, zmeniť skupenstvo z pevného na plynné.

- Vlastnosť polymérov u ktorých pri zahriatí dôjde k rozvoľneniu štruktúry a k otvoreniu pórov.

Hlavnou podstatou prenosovej tlače je presublimovanie farbív z papierového alebo z iného nosiča na textilný materiál za súčasného pôsobenia tepla a tlaku [14].

Postup vzorovania sublimačnej tlače

Pomocný nosič (papier) sa potlačí špeciálnymi farbivami pri zvýšenej teplote prenosu (180-220 °C) a prítlaku, ktorý by mal byť čo najmenší (103-120 kPa) po dobu 30- 60 s. Papier s potlačenou stranou je privedený do styku s textíliou, ktorá má byť potlačená. Optimálna teplota potlače na textilné materiály je 200˚C pri prítlaku 6 kPa a čase 40 s [15].

Počas termického pôsobenia prebieha intenzívny sublimačný proces, počas ktorého sa prenesie farbivo na potláčanú textíliu a zároveň dôjde k fixácii farbiva. Pri optimálnom prítlaku by mal byť zabezpečený celoplošný styk textílie s prenosovým nosičom, ktorý zabráni posuvu nosiča po textílii počas priebehu sublimácie farbiva a textíliu tak nedeformovať. Deformácia môže nastať v štruktúrnych väzbách, ako napr.

u pletenín z objemovej priadze, alebo pri plastickom povrchu textílie. Fixácia farbiva je tak dokonalá, že pranie potlačenej textílie je zbytočné. Konečná stálosť zafarbenia závisí na voľbe farbiva, potlačenej textílií a na technologických podmienkach prenosu [16].

Niektoré materiály je potrebné najprv presublimovať medzi valcami prenosového papiera aby sa textília prispôsobila danej teplote valcov a nezrazila sa pri tlači. Na ochranu valcov pri tlači sa používa ako 3. vrstva baliaci papier (prenosové médium- textília- baliací papier).

Na prenosový spôsob tlače sú vhodné disperzné farbivá, ktoré sa používajú na vlákna z polyesteru (PL), triacetátu (CTA), polyamidu (PA 6, PA 6,6) a polyakrylonitrilu (PAN). Najlepšie výsledky sú dosiahnuté na vláknach z PL.

31

Materiály ktoré chceme potláčať sublimačnou tlačou musia obsahovať minimálne 65% jednej z uvedených látok. Je to dôležité z toho dôvodu aby polymer, ktorý obsahuje póry, mohla pri potlači prenikať sublimačná farba v plynnej forme. Po schladení sa póry znova uzavrú a sublimačná farba sa v povrchovej vrstve zafixuje [17].

Nie je možné potláčať sublimačnou tlačou textílie zo 100% bavlny, pretože sublimačná tlač môže byť aplikovaná len na polyester alebo na špeciálne upravené - potiahnuté materiály. Ďalšie veci ktoré nemožno potlačiť sú predmety a materiály, ktoré nevydržia vysokú teplotu potrebnú pre sublimačný proces (viac ako 180 ° C) [18].

Výhody sublimačnej tlače

- Nebadateľná tlač na omak.

- Extrémna odolnosť voči oteru a chemickým látkam.

- Nízka hmotnosť a vysoká pevnosť použitých médií.

- Veľmi ostré línie a hrany tlače, spojité polotóny bez rastov.

- Brilantné podanie farieb vďaka optickým vlastnostiam polymérov, bez svetlých odleskov.

- Výrobky je možné prať i chemicky čistiť.

- Zdravotná a ekologická nezávadnosť.

- Funkčné vlastnosti-špeciálne povrchové i hĺbkové úpravy materiálov (vodoodpudivé, vodonepriepustné, nešpinivé, nehorľavé...).

- Možnosť kusovej výroby [19].

Nevýhody sublimačnej tlače

- Použiteľná len na materiály potiahnuté polyesterovou vrstvou.

- Použitie na presne určené povrchy.

- Tlačiteľné povrchy môžu mať len biele alebo svetlé odtiene [20].

Sublimačná tlač môže byť použitá nielen pri potlači textílií, ale aj pri

potlači pohárov, pivných kríglov, tanierov, hliníkových podnosov, rôznych ozdobných predmetov atď. [21].

32

2.9 Komfort športových odevov

Komfort cyklistických odevov do veľkej miery ovplyvňuje výkon športovca. Touto problematikou hodnotenia fyzikálnych a biologických vplyvov pôsobenia daného odevu na ľudský organizmus a spätne i na dlhodobý pohľad na zdravie a výkonnosť užívateľa odevu sa zaoberá vedná disciplína s názvom fyziológia odievania.

Komfort človeka oblečeného do odevu môžeme chápať ako stav organizmu, kedy sú fyziologické funkcie organizmu v optime, a kedy okolie vrátane odevu nevytvára žiadne nepríjemné vnemy vnímané našou mysľou. Rovnako je tento pocit pripisovaný pocitu pohody človeka, čo je chápané ako neprejavujúci sa pocit chladu ani tepla a je možné v tomto stave zotrvať a pracovať.

Komfort je vnímaný všetkými ľudskými zmyslami okrem chuti. Ľudský organizmus vníma komfort nasledujúcom poradí dôležitosti: hmat, zrak, sluch, čuch.

Pri diskomforte môžu nastať pocity tepla alebo chladu. Pocity tepla sa dostavujú pri väčšom pracovnom zaťažení ako napríklad pri aktívnom športe, alebo pri pôsobení teplej a vlhkej klímy [22]. Pocity chladu sa dostavujú predovšetkým ako reakcie na nízku teplotu klímy, alebo nízke pracovné zaťaženie.

Komfort môžeme definovať aj ako absenciu znepokojujúcich a bolestivých vnemov. Rozdelenie komfortu:

- psychologický komfort, - termofyziologický komfort, - patofyziologický komfort - senzorický komfort [23].

V prílohe 9.2 je podrobne opísané rozdelenie komfortu. Diskomfort, ktorý nastáva pri nosení odevu, vyplýva z pocitu človeka pri nosení odevu.

33

2.10 Odolnosť voči vodným parám

Jav keď ľudský organizmus v rámci svojej termoregulačnej činnosti pri zvýšenej fyzickej záťaži ako napríklad pri aktívnom športe produkuje vlhkosť vo forme vodných pár a potu dochádza k produkcii telesnej vlhkosti (Tab. 1).

Odparovanie potu je dôležitým faktorom v termoregulácii organizmu, a má tak tzv. ochladzovací účinok. Teplota organizmu sa pohybuje:

- od 34˚C cca 30 ml/hod. potu, - nad 34 ˚C až 0,4 l/hod. potu.

Druh činností Produkcia vod. pár [g/m² za 24 hod.]

Pokojný stav- tzv. neviditeľné potenie do

50 ml/hod. 1200-1500

Chôdza 5000-10 000

Beh 20 000-28 000

Extrémna fyzická aktivita nad 35 000

Tab. 1 Produkcia vodných pár pri rôznych činnostiach

Odparením 1l potu vzniká približne 2,4 MJ odvodu tepla. Preto pre zachovanie fyziologického komfortu a termoregulácie organizmu je nutná schopnosť transportu vodných pár do okolitého prostredia a to:

- priepustnosťou vodných pár Wd [g.m^-2.h^-1.Pa^-1] ,

- metóda MVTR (moisture vapour transmission rates)- množstvo vodnej pary v [g], ktoré je schopné sa odpariť za 24 hod. Cez plochu 1 m² meranej textílie,

- odolnosťou voči vodným parám Ret [m².Pa/W] [24].

34 Odolnosť voči vodným parám Re t

Je definovaná ako rozdiel tlakov vodných pár medzi dvoma povrchmi materiálov, delený výsledný výparným tepelným tokom na jednotku plochy v smere gradientu.

Výparný tepelný tok sa môže skladať či už z rozptýlených, alebo aj z konvekčných zložiek.

Odolnosť voči vodným parám je Ret je vyjadrená v [m².Pa/W] čo je veličina špecifická pre textilné materiály alebo kompozity, ktorá je definovaná ako „latentný“

výparný tepelný tok prechádzajúci danou plochou, odpovedajúci ustálenému použitému tlakovému gradientu pary.

Index priepustnosti vodných pár imt

Je to pomer tepelnej odolnosti a odolnosti voči vodným parám podľa rovnice (1) kde S=60 Pa/K:

 

 

et ct

R S R

imt (1)

imt je bezrozmerná veličina a má hodnoty medzi 0-1. Hodnota 0 znamená, že materiál neprepúšťa vodnú paru t. j. má nekonečnú odolnosť voči vodným parám.

Materiál s hodnotou 1 má tepelnú odolnosť voči vodným parám ako vrstva vzduchu rovnakej hrúbky [25].

2.11 Omak plošných textílií

Omak plošných textílií môžeme definovať ako súbor organoleptických charakteristík, ktoré ovplyvňujú pocity styku pokožky s textíliou. Táto odozva hmatových zmyslov človeka pri kontakte s textíliou je charakterizovaná ako psychofyzikálny vnem stimulovaný mechanickými, povrchovými a tepelnými vlastnosťami textílie. Tento pocit dotyku pokožky s materiálom má za následok „príjemný“ alebo „nepríjemný“ pocit

35

z textilu a s tým je spojený pocit pri nosení odevu. Tento celkový vnem súvisí s vlastnosťami materiálu ako je ohybnosť, stlačiteľnosť, pružnosť, pevnosť, hustota, a tak tiež povrchové charakteristiky (drsnosť, hladkosť) a v neposlednej rade tepelný charakter textílie [26].

Vplyv parametrov priadze na omak

Na celkový omak majú vplyv aj jednotlivé parametre priadzí použitých v danej textílii.

Dôležitými faktormi sú jemnosť priadze v osnove a v útku. Ďalšími vlastnosťami je poddajnosť a deformovateľnosť materiálu a jeho povrchová štruktúra. U syntetických vlákien zohráva významnú rolu v omaku profil vlákien. Rovné a hladké vlákna majú hladší a chladnejší omak odevných výrobkov. Na druhej strane kučeravé syntetické vlákna majú mäkký a teplý omak odevného výrobku.

Vplyv štruktúry textílie a mechanických vlastností na omak

Vplyvom štruktúry a hustoty väzby v textílii sa menia aj mechanické vlastnosti. Čím je väzba hustejšia, tým sa zvýši počet previazania priadzí, vplyvom toho je textília mennej deformovateľná v šmyku, a tým má väčšiu tuhosť. Tuhšie textilné materiály majú z pravidla horší omak.

Pri hodnotení omaku na základe mechanických vlastností sa prihliada aj na CFF (crossing-over firmness factor) faktor pevnosti prekríženia. Čím je hustejšia väzba, tým sú hodnoty CFF vyššie (plátno > keper > atlas).

Druhým dôležitým faktorom FYF (floating yarn factor) faktor pohyblivosti priadze vo väzbe textílie. Čím je hustejšia väzba, tým sú hodnoty FYF nižšie (plátno <

keper < atlas).

Vplyv finálnych úprav na omak

Finálne úpravy majú v prevažnej dobe zlepšiť úžitkové vlastnosti textílie. Medzi tieto vlastnosti patria jednotlivé finálne úpravy (zmäkčujúce, nezrážavé, antibakteriálne, nešpinivé, nehorľavé,...), ktoré môžu celkový omak zlepšiť, alebo naopak ho zhoršiť.

Napríklad samotné pranie zhoršuje parametre omaku rôznymi zmäkčovadlami, a to má

36

za následok vymývanie tukov a voskov zo základných vlákien v priadzi. Vymývaním týchto tukov a voskov sa zdrsňuje povrch tkaniny, a preto z dôvodu zrážania tkanina hustne.

Metódy hodnotenia omaku

Na hodnotenie omaku sa používajú aplikácie malých zaťažení, ktoré je možné porovnať so zaťažením pri bežnom používaní. Spôsoby hodnotenia omaku sa delia na:

- objektívne hodnotenie omaku, - subjektívne hodnotenie omaku.

Objektívne hodnotenie omaku

Ide o objektívne hodnotenie mechanických a povrchových vlastností pri malých deformáciách textílie. Hmatový pocit je vyvolaný mechanickými, povrchovými vlastnosťami a konštrukčnými parametrami textílií. Zaradenie danej plošnej textílie do možnej kategórie použitia a stanovenie miery dôležitosti jednotlivých hodnotených vlastností- regresia.

Subjektívne hodnotenie omaku

Subjektívne hodnotenie omaku môžeme rozdeliť na dve metódy:

- priama (absolútna) metóda (triedenie textílií do zvolenej subjektívnej stupnice- ordinálnej škály)

- nepriama (komparatívna) metóda (zoradenie od najpríjemnejšej textílie po textíliu s najhorším omakom)

Pri subjektívnom hodnotení omaku nastáva jeden problém. Rôznorodosť hodnotiteľov ich hmatová citlivosť, osobné záujmy, psychický stav, úroveň zmyslového vnímania, a mnoho ďalších faktorov ovplyvňujú výsledky hodnotenia omaku [26].

37

2.12 Oder plošných textílií

Oder a žmolkovitosť plošných textílií patrí medzi jednu z úžitkových vlastností textílií.

Jedná sa o schopnosť textílie odolávať veľkému mechanickému namáhaniu pri používaní resp. nosení odevu. Tieto dve vlastnosti tak tiež zohrávajú rolu z estetického hľadiska. Narušením vzhľadu textílie odretou štruktúrou väzby, alebo žmolkami na povrchu uberajú z estetickej hodnoty odevu.

Odolnosť v odere

Je to jedna z najbežnejších požadovaných základných vlastností, ktorá rozhoduje o trvanlivosti a funkčnosti textílie. K oderu dochádza pri styku plochy textílie s textíliou alebo s drsným povrchom. Rozlišujeme niekoľko druhov testovania textílií v odere:

Oder v ploche

Pri testovaní odolnosti deru v ploche je skúšaná textília upevnená na rotujúcu hlavicu a odiera sa o brúsny papier alebo o normovanú textíliu upevnenú na prítlačne hlavici.

Vyhodnotenie oderu je dané počtom otáčok do porušenia textílie (predretie prvého väzbového bodu).

Oder v hrane (v prehybe)

Zisťuje sa v mieste prehybu. Je daný počtom cyklov, než dôjde k potrhaniu textílie v hrane a hodnotí sa pomocou etalónov.

Oder v náhodnom smere

Zisťuje sa úbytok hmotnosti textílie [28].

38

2.13 Prístrojové zariadenia

2.13.1 Skin model PSM-2

Prístroj PSM-2 slúži na testovanie tepelnej odolnosti a odolnosti voči vodným parám pre rôzne textílie za stanovených podmienok (teplota, vlhkosť) simulujúcich ľudskú kožu. Meranie odolnosti voči vodným parám je stanovené podľa normy ČSN EN 31095 (ISO 11092).

Na určenie odolnosti voči vodným parám je elektricky vyhrievaná porézna doštička zakrytá membránou prepúšťajúcou vodné pary, ale neprepúšťajúca vodu. Voda privádzaná k vyhrievanej doštičke sa odparuje a prechádza membránou vo forme pary, čiže skúšaná vzorka neprichádza do styku s vodou. U skúšanej vzorky umiestnenej na membráne je tepelný tok nutný pre zachovanie teploty na doštičke mierou rýchlosti vyparovania vody a z toho je možné stanoviť odolnosť voči vodným parám [25].

Opis zariadenia a princíp merania

Meracia jednotka s reguláciou teploty a prívodu vody

Meracia jednotka s reguláciou teploty a prívodu vody pozostáva z kovovej doštičky s hrúbkou približne 3 mm a s minimálnou plochou 0,04 m² pripevnenej ku kovovému vodivému bloku s elektrickým ohrievacím elementom (obr.x). Na meranie odolnosti voči vodným parám musí byť kovová doštička (1) porovitá. Je obklopená tepelným chráničom [obr.x bod (8)], ktorý je umiestnený v otvore v meracom stole (11) [25].

Koeficient sálavého vyžarovania povrchu doštičky (1) musí byť väčší než 0,35, nameraný pri teplote 20˚C v rozmedzí vlnovej dĺžky 8 μm až 14 μm a v smere dopadu žiarenia kolmo k povrchu kovovej doštičky a hemisférickej reflexie.

Do prednej časti vyhrievaného bloku (6) vedú kanály, ktoré sa dotýkajú poréznej doštičky, aby mohla byť privádzaná voda z dávkovacieho zariadenia (5).

Poloha meracej jednotky musí byť vzhľadom k meracej doštičke nastavená tak, aby povrch skúšanej vzorky na ňu umiestnenej bol v rovnakej rovine s meracím stolom.

39

Tepelné straty z prívodu k meracej jednotke, alebo k zariadeniu na meranie ich teploty musí byť minimalizované, napr. vedením drôtu čo možno najviac pozdĺž vnútornej prednej strany tepelného chrániča (8).

Regulátor teploty (3) obsahujúci teplotné čidlo meracej jednotky (2) musí udržať povrchovú teplotu Tm meracej jednotky (7) konštantnú medzi ± 0,1 K. Výhrevnosť H musí byť stanovená pomocou vhodného meracieho zariadenia (4) v celom použiteľnom rozsahu medzi ± 2%.

Voda je privádzaná k povrchu poréznej kovovej doštičky (1) pomocou dávkovacieho zariadenia (5) ako je automatická byreta. Aby ostala zachovaná konštantná rýchlosť odparovania, je dávkovacie zariadenie aktivované spínačom hladiny. Keď poklesne úroveň vody v doštičke o viac než približne 1 mm pod povrch doštičky, aktivuje sa spínač hladiny.

Voda musí byť pred privádzaním k meracej jednotke predhriata na teplotu meracej jednotky. To sa dosiahne vedením vody trúbkami tepelného chrániča pred jej vstupom do meracej jednotky (Obr. 5).

Obr. 5 Meracia jednotka s kontrolou teploty a prívodu vzduchu

40 1. kovová doštička

2. teplotné čidlo 3. regulátor teploty

4. vyhrievanie meracieho zariadenia 5. dávkovacie zariadenie na vodu

6. kovový blok s vykurovacím elementom

Tepelný chladič s reguláciou teploty

Tepelný chladič [Obr. 6 bod (8)] musí byť z materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je typické pre kov a obsahovať elektricky vyhrievané elementy. Jeho funkciou je zabrániť úniku tepla zo strán a zo spodnej časti meracej jednotky (7).

Hrúbka B tepelného chladiča musí byť minimálne 15 mm. Medzera medzi vrchnou stranou tepelného chladiča a kovovou doštičkou meracej jednotky nesmie byť väčší než 1,5 mm.

Tepelný chladič môže byť vybavený poréznou doštičkou a dávkovacím systémom na vodu, podobným ako u meracej jednotky, za účelom vytvorenia vlhkostnej ochrany.

Teplota tepelného chrániča Ts meraná teplotným čidlom (10) musí byť udržiavaná pomocou regulátora (9) na rovnakej teplote ako meracia jednotka Tm

v rozmedzí ± 0,1 K.

41

Obr. 6 Tepelný chránič s kontrolou teploty

7. meracia jednotka 8. tepelný chránič 9. kontrola teploty 10. teplotné čidlo 11. merací stôl [25]

2.13.2 KES- FB (Kawabata Evaluation System)

KES je jedným zo zariadení na objektívne hodnotenie omaku textilných materiálov.

Tento systém slúži na meranie mechanických vlastností (ťah, ohyb, šmyk, kompresia), povrchových vlastností (trenie, drsnosť), a konštrukčných charakteristík textílií (hrúbka, plošná hmotnosť).

Systém KES bol vyvinutý v Japonsku (Tokio) pánmi Prof. Sueo Kawabata, Prof.

Masako Niwa, v rokoch 1974-1978 spoločnosťou Kato Tech Company. Tento systém

42

tvoria štyri prístroje, ktoré určujú šestnásť charakteristík. Jednotlivé namerané vlastnosti sú exportované do počítača a následne sa vyhodnocuje výsledný omak na základe plošnej hmotnosti a zvolenej skupiny podľa predpokladaného použitia textílie [27].

Opis zariadenia a princíp merania

Na vyhodnotenie celkového omaku textílií sú potrebné štyri prístroje. Každý z prístrojov meria iné mechanické vlastnosti na základe miernych deformácii:

1) KES FB 1- ťah, šmyk 2) KES FB 2- ohyb 3) KES FB 3- tlak 4) KES FB 4- povrch

1) KES FB 1- ťah, šmyk

Tento prístroj slúži na vyhodnotenie a) ťahových vlastností textílie, b) šmykových vlastností textílie.

Vzorka testovanej textílie o rozmeroch 20x20 cm bez pokrčenia a záhybov je upnutá medzi dve čeľusti dlhé 20 cm a vzdialené od seba 5 cm.

a) Ťahové vlastnosti textílie

Ide o reakciu plošnej textílie na pôsobenie ťahovej sily- axiálne ťahové namáhanie v oboch na seba kolmých smeroch (osnova, útok), a medze namáhania- ťahová sila Fm=490 N/m (~maximálne preťaženie Em) (Obr. 7).

43

Obr. 7 Ťahové vlastnosti textílie

F- ťahová sila [N/m]

E- ťažnosť plošnej textílie [%]

V prvej fáze merania vzniká deformácia materiálu pri pôsobení axiálneho ťahového namáhania (vyrovnanie priadzí, spevňovanie štruktúry a následne trenie vo väzbových bodoch).

V druhej fáze nastáva odľahčenie vzorky a zaznamenáva sa zotavovací proces.

Tieto hodnoty sú definované ako:

WT- ťahová energia na jednotku plochy podľa rovnice (5) [N. m/m²]:

 





Em

m m N dE F WT

0

/ 2 (5)

LT- linearita krivky zaťaženia- predĺženia podľa rovnice (6) [-]:

 

 

2

m/

m E

F

LT WT (6)

44

RT- ťahové elastické zotavenie podľa rovnice (7) [%]:

WT ´- zotavená energia [ N. m/m²]

 

´100

 WT

RT WT (7)

b) Šmykové vlastností textílie

Vzorka testovanej textílie o veľkosti 20x20 cm je upnutá bez pokrčenia a záhybov je upnutý medzi dve čeľuste dlhé 20 cm a vzdialené od seba 5 cm. Ide o reakciu plošnej textílie na pôsobenie šmykových síl. Textília je namáhaná v oboch na seba kolmých smeroch (osnova, útok). Medza namáhania tzv. uhol šmyku ±8˚ pri konštantnom napätí vzorky textílie (Obr. 8).

Obr. 8 Šmykové vlastnosti textílie a priebeh šmykovej krivky textílie

F- ťahová sila [N/m]

Degree- šmykový uhol φ [˚]