Как структура ткани влияет на теплоизоляцию

Физика теплоизоляции тканей

Ткань сама по себе — плохой теплоизолятор: твёрдое волокно проводит тепло хорошо. Теплоизоляционный эффект ткани достигается не через природу волокна, а через захват и удержание неподвижного воздуха — воздух является отличным теплоизолятором (теплопроводность ~0,025 Вт/(м·К) против ~0,2–0,5 Вт/(м·К) для волокна). Чем больше воздуха в единице объёма ткани — тем выше теплоизоляция. Следствие: пористость, толщина и ворсистость ткани важнее состава волокна для теплоизоляционных свойств.

Пористость и теплоизоляция

Высокая пористость ткани означает много воздуха — хорошая теплоизоляция. Рыхлое переплетение (муслин, марлевка): много пор, но воздух в них не неподвижен — при движении или ветре свободно уходит. Парадокс: муслин хорошо пропускает воздух, но плохо удерживает тепло именно из-за этого. Закрытая пористость: воздух удерживается внутри структуры ткани и не движется — лучше теплоизолирует. Фланель с начёсом: воздушный слой в ворсе относительно неподвижен → хорошая теплоизоляция при относительно воздухопроницаемой основе.

Начёс как теплоизолятор

Начёсанные ткани (фланель, байка) удерживают значительно больше воздуха, чем базовая ткань без начёса. Волокна начёса создают трёхмерную сеть, в которой воздух захватывается механически. Чем гуще и длиннее начёс — тем выше теплоизоляция. Двусторонний начёс даёт лучший результат, чем односторонний. Тот же принцип — в трикотажном флисе: трёхмерная петельная структура с расчёсанным ворсом захватывает большой объём воздуха.

Толщина ткани

Теплосопротивление ткани (Rct) пропорционально её толщине. Более толстая ткань при той же пористости лучше изолирует. Стёганые ткани: несколько слоёв с воздушными прослойками между ними — высокое теплосопротивление при умеренном весе. Именно поэтому несколько тонких слоёв изолируют лучше одного толстого: воздушные прослойки между слоями добавляют к суммарному теплосопротивлению.

Состав волокна и теплопроводность

Теплопроводность самого волокна влияет на тепловое ощущение при первом контакте. Лён: высокая теплопроводность → быстро отводит тепло при контакте → «прохладный». Хлопок: умеренная теплопроводность. Шерсть: низкая теплопроводность → медленно отводит тепло → «тёплый» на ощупь. Синтетика: умеренная теплопроводность. Но эти ощущения — о первом тактильном контакте, а не о теплоизоляционных свойствах при длительном использовании.

Ткани в каталоге Sarafanovo

По теплоизоляционным свойствам в каталоге Sarafanovo: фланель с начёсом — максимальная теплоизоляция. Плотный сатин — умеренная. Поплин — умеренная. Муслин — минимальная теплоизоляция, максимальная воздухопроницаемость. Лён — охлаждающий эффект при контакте.

Другие материалы о тканях — в блоге Sarafanovo.