Анатомия спального мешка. Часть 1.

bag-Info
Это первая часть материала про спальные мешки, посвящённая общей конструкции, материалам и принципу работы. Во второй будут разобраны выбор мешка под разные задачи,  различные типы мешков и тестирование по EN.
1. Конструкция

Часто можно услышать о том, что спальник должен “греть”. Но поскольку человек является теплокровным животным, тепло он вырабатывает для себя сам, и гораздо эффективнее сохранять это тепло, чем вырабатывать заново. Задача спальника — сохранить это тепло, не дав ему рассеяться в атмосферу. (А задача коврика не дать теплу уйти в землю). Как мы знаем, лучшим утеплителем является вакуум, но поскольку сделать дешёвый и лёгкий спальный мешок, утеплённый вакуумом, пока никому не удалось, мы по старинке продолжаем использовать спальники, где основным термоизолятором является прослойка неподвижного воздуха, запертого между двумя слоями ткани.
Для создания этой прослойки нам нужны два слоя слабо продуваемой ткани и что-то, что будет сохранять постоянным расстояние между этими слоями, а так же не давать слоям воздуха с разной температурой перемешиваться внутри пакета. пменно этой цели служат все разнообразные  утеплители от ваты до гагачьего пуха. пх упругие волокна сохраняют неизменной толщину пакета и “связывают” воздух, не давая ему перемещаться внутри. В современных синтетических утеплителях часто используют более толстые волокна для поддержания формы и более тонкие для предотвращения конвекции. Важно понимать, что все компоненты должны работать вместе. Слой из одного только утеплителя не сможет задерживать внутри себя воздух без тканевой оболочки, даже слишком воздухопроницаемая ткань может снизить теплоизоляцию пакета. Прослойка воздуха без утеплителя также не может служить эффективным теплоизолятором: слои холодного “внешнего” воздуха будут перемешиваться с более тёплыми “внутренними” слоями, охлаждая находящегося внутри спальника человека.
Без непродуваемой внешней ткани прослойка воздуха не будет сохраняться, именно из-за этого флис плохо работает в качестве утеплителя без верхнего, непродуваемого слоя. Теплоизоляция спальника зависит не только от количества утеплителя, но и от ткани, в которую этот утеплитель завернули.
При использовании пуха в качестве утеплителя возникает одна проблема: пух в отличие от синтетических утеплителей, сделанных человеком, не идёт удобным куском, а существует в виде множества разрозненных элементов, что заметно усложняет технологию производства одежды и спальников из него. В отличие от  синтетических утеплителей, которые можно просто пришить к ткани верха или подкладки, пух требует организации закрытых пакетов определённых формы и размера. Это выливается в дополнительный вес (перегородки между отсеками), сложности с кроем (перегородки должны быть хитрой формы), и дополнительные швы, что особенно неприятно в случае с пухом, который норовит вылезти через проколы от иглы.
123bag-baf1

Картинки выше иллюстрируют разные способы организации пуховых отсеков.

Самый простой вариант — это два слоя ткани, сшитые с определённым интервалом, между которыми находится пух (верхняя картинка, Stitch-through). Недостатками этого типа конструкции являются наличие сквозных швов в толще утеплённого пакета, которые “разбивают” непрерывный слой утеплителя на отдельные участки с промежутками между ними. Также через сквозные швы может задувать ветер. Эти проблемы можно решить, расположив два утеплённых пакета друг над другом так, чтобы швы на разных пакетах не совпадали, но это два лишних слоя ткани.
Другой вариант организации пуховых отсеков-это, так называемые, “тёплые” или “закрытие” швы (Box Wall, V baffle). При таком способе организации пуховых отсеков сквозные швы, прерывающие слой утеплителя, отсутствуют. Два слоя ткани соединяются перегородками, в получившиеся отсеки набивают пух. Самый простой вариант — пришить слой ткани попеременно то к верхнему, то к нижнему слоям ткани. V-baffle на правой картинке. Однако этот вариант самый тяжёлый — целый дополнительный слой ткани добавляет немало веса. Более “продвинутые” варианты это отдельные перегородки между отсеками. Чаще всего они поперечные, как на картинках выше. пногда делаются продольными.

С синтетическими мешками всё несколько проще. Синтетические утеплители производятся в виде непрерывного полотна, для которого не нужно организовывать объёмные отсеки. Слои утеплителя просто пришиваются к ткани верха и подкладки. Здесь, однако, есть нюансы, связанные со структурой утеплителя. Сами утеплители будут рассмотрены в следующем разделе, но разные утеплители требуют разной частоты простёгивания для надёжного крепления к ткани. псходя из этого, может варьироваться схема крепления слоя утеплителя к ткани. Можно пришивать утеплитель небольшими кусками с перекрытием, можно навешивать на детали из ткани аналогичные детали из утеплителя, пришивая (или приклеивая) утеплитель к ткани с необходимой для данного типа утеплителя частотой. Ну и в случае с современными длинноволоконными утеплителями, можно обойтись без простёжки вообще. Естественно, что каждый шов крепления утеплителя к ткани — это место дополнительной теплопотери. Поэтому хорошие производители стараются свести к минимуму количество сквозных швов. псключение составляют ламинированные швы, в которых утеплитель приклеивается к ткани, без прострачивания и образования холодного шва.
Клееные швы:

188241_12208_L

Форма мешка.
Далее, нужно придать утепляющему пакету форму, близкую к форме человеческого тела. Чем больше лишнего воздуха будет между человеком и слоем утеплителя, тем больше воздуха придётся прогревать теплом тела, к тому же на спальник бОльшего размера уходит больше материала. Поэтому, чем более анатомичен мешок, тем более он эффективен, однако спать в таком мешке может быть не очень удобно, к тому же может быть затруднительно влезть в него в одежде.

Объёмная конструкция отделения для ног (футбокса):
Shocking-Blue-Footbox

Также важен анатомичный капюшон, который будет препятствовать попаданию холодного воздуха через отверстие для лица. пногда на спальниках, предназначенных для тёплой погоды, капюшон делают в виде плоской детали, стягиваемой по периметру шнуром. В более тёплых мешках используются объёмные конструкции капюшона, это обеспечивает лучшую изоляцию и меньший расход ткани. Помимо этого используются (особенно в спальниках для значительных минусовых температур) объёмные воротники, блокирующие утечку теплого воздуха вокруг шеи человека.

Капюшон и воротник:
(MHW Phantom, Сивера Шишига, Brooks Range Alpini)
176267_15177_XLshishiga_22_kap0-open


Упрощённая 3D модель и разрез спальника:
tubularbelltransparentbagflat SuperCollar

На фото выше показан тёплый зимний пуховый мешок в поперечном разрезе и упрощённая 3D модель средней части мешка. Видно, что для организации пуховых отсеков требуются поперечные перегородки сложной формы, ширина ткани на внутренней части спальника должна быть меньше ширины внешней детали. На тёплых мешках могут быть пуховые отсеки в два или даже три слоя, а так же продольные перегородки, препятствующие перемещению пуха вдоль поперечных отсеков. На схеме также показаны утеплённые планки, расположенные вдоль молнии, препятствующие попаданию холодного воздуха через молнию. Это может быть просто полоска ткани, вшитая вдоль молнии на лёгком мешке, или полноценная трубка, набитая пухом, без холодных швов, как на схеме. Воротник тоже виден на переднем плане.

3. материалы

Как видно из предыдущего раздела, для того, чтоб сделать спальный мешок нам нужны:
-ткань верха
-ткань подкладки
-утеплитель
-ткань перегородок (для пухового мешка)
-молнии, шнуры, прочая фурнитура, а также нитки
Ткани.
Ткани верха и подкладки должны иметь малую (но не нулевую!) воздухопроницаемость, быть непроницаемыми для волокон утеплителя, быть достаточно мягкими для того, чтобы не мешать расправляться утеплителю до полного объёма, быть лёгкими и компактно складываться, обладая при этом достаточной прочностью. Для ткани верха помимо этого, желательно быть как минимум водоотталкивающей или вообще водонепроницаемой.
Большинству требований в достаточной степени удовлетворяют лёгкие и тонкие синтетические ткани плотного плетения — подавляющее большинство спальных мешков делается из них.
Тут следует сделать небольшое отступление в сторону текстильных технологий. Ткань характеризуется различными параметрами: материалом волокон, толщиной этих волокон, типом и плотностью переплетения. Толщина волокон обычно указывается в Денье (Ден, Д), число денье — это вес 9000 м волокна в граммах. Плотность плетения  указывается обычно в количестве нитей на квадратный дюйм (TPI), иногда обозначается как Т. Часто бывает, что толщина волокон и\или плотность плетения по основе и утку ткани (вдоль и поперёк рулона, грубо говоря) неодинакова, тогда обозначение выглядит примерно так: 7х10 Д 240х256 Т, то есть это ткань, сплетённая из волокон толщиной 7 и 10 денье соответственно и плотностью плетения 240 и 256 нитей на дюйм.
С плетением ткани и толщиной нитей связана одна распространённая ошибка: ткань с меньшей толщиной нитей (меньшим числом Денье) часто называют менее плотной. На самом деле всё наоборот: ткани из менее тонких волокон обычно имеют большее число волокон на единицу площади.
Ещё одна ошибка состоит в том, что прочность ткани оценивают по толщине нити: 20Д ткань якобы в два раза менее прочная, чем 40 Д ткань. В реальности прочностные характеристики ткани зависят от многих факторов: химического состава и качества самого волокна, плетения нитей, плотности переплетения нитей в ткани ( в более плотной ткани нитей больше, соответственно и прочность на разрыв выше при прочих равных), степени каландирования и нанесённых на ткань покрытий. Может получиться так, что хорошая 20 Д ткань из качественного нейлона будет прочнее дешёвого 40 Д полиэстера. В палаточных тканях всё ещё хуже, там сильно влияет нанесённая пропитка: хорошая тонкая ткань с силиконовой обработкой может быть намного прочнее более тяжёлой ткани, покрытой полиуретаном. Дать полное представление о характеристиках ткани может только лично проведённый тест, но если совсем упростить, то когда перед буковкой “Д” стоит число поменьше, а перед буковкой “Т” — побольше, то это хорошо.
Поскольку спальник это такое снаряжение, которое большую часть своей походной “жизни” обычно проводит в скукоженном состоянии, то лёгкость, компактность и мягкость материалов для него очень важны. Также важна мягкость ткани для того, чтобы утеплитель мог расправиться до полного объёма. Особенно это важно для пуховых мешков из пуха с высоким F.P. Качественный пух просто не сможет расправить отсек из слишком толстой и жёсткой ткани. Поэтому хорошие спальники обычно шьют из тонких нейлонов плотного плетения. Стандартными для мешков высокого класса уже стали ткани из нитей 10-20 денье. Обычно для того, чтобы ткань не пропускала пушинки и перья, а так же для уменьшения воздухопроницаемости ткань каландируют — прокатывают между нагретыми валиками. В результате этого, волокна с одной или обеих сторон ткани оплавляются и деформируются, получается более плотный слой материала. Обычно такая ткань выглядит более блестящей с каландированной стороны.

pict-1

На картинке выше показано что происходит после каландирования с тканью из полых и обычных волокон.
Для внешних тканей часто используют ткани с различными покрытиями, а так же мембранные ламинаты. Ткани с тонкими поровыми покрытиями вроде Pertex Endurance позволяют увеличить влагостойкость материала, не сильно снижая воздухопроницаемость, и пакуемость. Мембранные ламинаты сильнее влияют на вес и цену конечного изделия, но при этом ещё лучше защищают спальник от влаги. Очень толстые и жёсткие артикулы тканей могут препятствовать полному расправлению пуха в отсеках. Так же нормальному расправлению может препятствовать малая воздухопроницаемость тканей верха и подкладки: воздух просто не будет успевать проходить сквозь ткань.
Для перегородок пуховых отсеков обычно используется тонкая сетка с мелкой ячейкой. Та же самая, которая идёт на противомоскитные экраны палаток.  Это позволяет сэкономить вес и улучшить воздухопроницаемость пакетов.

Утеплители.
Есть два основных типа утеплителей для спальных мешков (и одежды тоже): натуральный пух и синтетические волоконные утеплители.
Пух.
Основные показатели, определяющие качество пуха это соотношение пуха/пера в смеси и fill power: объём, который занимает унция пуховой смеси, расправившись после сжатия. По сути fill power — это показатель, обратный плотности пуха. Чем выше f.p. тем большую теплоизоляцию при том же весе будет иметь утеплённый пакет. Однако, при этом пух с большим f.p. больше подвержен влиянию влаги. Соотношение пуха/пера обычно указывается в процентах: 90/10, 95/5 итп. Более высокое содержание пуха обычно означает больший f.p. и меньшую склонность к миграции через ткань. Обычно ткань пробивается как раз перьями, а не пухом. Помимо этого на f.p. влияет вид птицы(гусиный пух обычно лучше утиного), возраст, порода, и место обитания птицы (самый качественный пух обычно выдирают из взрослых белых гусей, обитавших в холодных регионах), а также качество обработки исходного сырья.
Хотя пух и является натуральным материалом, прежде чем попасть в спальник или куртку он проходит множество технологических операций: очистку, дезодорирование, антибактериальную и часто гидрофобную обработку. То есть производство хорошего пуха — это сложный наукоёмкий процесс. Основными преимуществами пуха перед синтетическими утеплителями являются высокая степень термоизоляции на единицу веса и большая долговечность: при должном уходе вещь из качественного пуха может служить больше десяти лет. Недостатками же являются — упомянутая ранее сложность производства пуховых вещей, а так же меньшая гидрофобность пуха относительно современных синтетических утеплителей. Надо учитывать, что преимущества пуха больше всего заметны на качественных смесях с f.p. хотя бы от 700 и выше. Более дешёвые смеси, сохраняя все недостатки, уже мало чем превосходят современные синтетические утеплители. Однако же хороший 850+ пух по удельной теплоизоляции примерно в два раза превосходит лучшие современные синтетические утеплители.
Пух:

goose-down

Синтетика.
Синтетические утеплители обычно представляют собой объёмные листы материала, сформированного из тонких полимерных волокон (обычно это полиэстер 1-3 денье). Как уже упоминалось выше, часто используются более толстые волокна для поддержания формы и более тонкие для блокирования перемещения воздуха внутри утеплителя. Волокна часто покрывают силиконом для того, чтобы уменьшить трение между волокнами и, соответственно, улучшить расправление после компрессии, а так же для придания им дополнительной гидрофобности.
Один из основных параметров, по которым можно разделить современные утеплители, это длина использованных волокон. Существуют длинноволоконные утеплители (continius filaments), у которых волокна непрерывны на всей длине материала в рулоне, и так называемые, cut staples утеплители, сделанные из более коротких волокон. Длинноволоконные утеплители обычно более долговечны и требуют менее частой простёжки для крепления к ткани. Cut staples утеплители обычно мягче и лучше сжимаются.  До выхода на рынок последнего поколения утеплителей тм Climashield, длинноволоконные утеплители отставали по удельной термоизоляции от лучших коротковолоконных, теперь же наблюдается примерный паритет.
Удельная теплоизоляция утеплителей на единицу веса:
Climashield APEX: 0.82 clo/oz
Primaloft sport (CT): 0.79 clo/oz
Primaloft Synergy: 0.73 clo/oz
Помимо удельной теплоизоляции утеплителя, на теплоизоляцию готового изделия влияет ещё толщина (loft) утеплителя.  Логично предположить, что чем толще утеплитель, тем он «теплее», но в случае с синтетикой так бывает не всегда.  Primaloft One, например, один из самых термически эффективных, но при этом далеко не самый «пухлый».  Более тонкий утеплитель может «отыграть» теплоизоляцию у более толстого за счёт более эффективного предотвращения конвекции.  Понятно, что при одинаковой способности противостоять конвекции более толстый утеплитель будет лучше.
Climashield Apex:
apexfab

Фурнитура.
Молнии обычно используют витые, потому что тракторные не любят работы в изогнутом виде и в целом обычно менее долговечны. Хорошо когда собачка блокирующаяся, и молния открывается только если тянуть за пуллер. В противном случае, молния может самопроизвольно расстёгиваться, когда юзер шевелится в спальнике. Пуллеры должны быть с двух сторон собачки, чтобы молнию можно было открыть снаружи и изнутри.
Японская компания YKK на сегодняшний день является едва ли не монополистом на рынке молний для снаряжения. Если на одежде ещё можно встретить «тракторы» Ri-Ri или молнии Opti, то на спальниках YKK  фактически единственный вариант.
Блокирующиеся двухсторонние собачки YKK:
7007470087
Неблокирующаяся собачка:
70099

Шнуры используются для утягивания кулиски капюшона и иногда воротника. Часто их делают разными для того, чтобы можно было на ощупь отличить утяжку верхней и нижней частей капюшона. Пластиковая фурнитура (кнопки, кордлоки и.т.п) производится разными компаниями: D-flex, WooJin, Nexus, Nifco. Обычно брендовая фурнитура живёт намного дольше ноунейма.

 

Опубликовано 17.01.2014в 12:25. В рубриках: Новости. Вы можете следить за ответами к этой записи через RSS 2.0. Вы можете пройти в конец и оставить свой отзыв, пинг пока закрыт.

Оставить отзыв