محافظت در برابر سرما
نیازی ضروری برای منسوجات پوشیدنی مناطق سرد
آیا زمستان در محیط بیرون کار می‌کنید؟ شما احتمالا می‌دانید که بهترین حفاظت پوشیدن لباس‌های کامل است. اما آیا می‌دانید که چه موادی به بهترین شکل شما را گرم نگه می دارند؟ طراحی سیستم لباس‌های محافظ هوای سرد یک فرآیند حیاتی است چون شامل بررسی اثرات تعدادی از پارامترهای داخلی و خارجی مثل عوامل محیطی و فیزیکی، فیزیکی-مکانیکی و روان‌شناختی است. حجم و وزن مواد نساجی مورد استفاده در لباس‌های محافظ سرما نقش بسیار مهمی در تصمیم‌گیری در مورد عملکرد پوشاک ایفا می‌کند؛ به نحوی که لباس موجب ناراحتی جسمی فرد نگردد و بر وظایف روزانه او تاثیر منفی نداشته باشد. وظیفه اصلی پوشش، حفاظت فرد از هوای سرد محیط‌زیست طبیعی است. برای افراد غیر نظامی طراحی لباس محافظ ساده می باشد، چون تنها الزام حفاظت در برابر سرما است؛ در حالی که برای پرسنل نظامی، کوهنوردان، و دیگر نیروهای شبه نظامی علاوه بر عایق‌بندی حرارتی، تعدادی از الزامات دیگر نیز مهم هستند.
الزامات حفاظت از سرما :
سهولت در مبارزه و خطرات عملیاتی، انجام ماموریت با لباس، حفاظت در برابر باران، نفوذ برف، و شرایط فوق‌العاده سرد و باد. تمام الزامات بالا باید توسط لباس‌های محافظ برآورده شود، و در عین حال، پوشنده لباس نباید احساس ناراحتی کند.
۱. برای دفع آب و برف.
۲. برای جلوگیری از خروج گرما به محیط.
۳. ایجاد راحتی برای پوشنده لباس با جلوگیری از هدر رفتن گرمای بدن هنگام تولید یا ورود سرما به بدن، به دلیل پایین بودن میزان جریان گرما و مقاومت در برابر خروج حرارت
۴. دافع رطوبت هستند؛ چون رطوبت میزان رسانش را افزایش می‌دهد و باعث می شود آب فضای خالی بافت را پر و گرما را سریع‌تر از هوا به بدن هدایت کند.
۵. پارچه باید اجازه دهد که بخار رطوبت از لباس‌ها خارج شود تا از چگالش در داخل لباس‌ها در دمای پایین جلوگیری کند.
این بررسی عوامل ضروری دخیل در طراحی و توسعه لباس‌های محافظ هوای سرد و مواد عایق مختلف موجود برای حفاظت از آب و هوا را مورد بحث قرار می‌دهد.
پشم یک فیبر کاملا طبیعی منحصر به فرد با خواص گرم بسیار عالی است. پشم به طور کلی از حیواناتی مثل گوسفند، کشمیر از بز، موهیر (mohair) از بز و غیره به دست می‌آید. برای حفاظت از خود در برابر آب و هوای سرد، پشم بهترین ماده برای گرم نگه داشتن در مقایسه با اکریلیک و پنبه است.
پشم سه خاصیت مختلف دارد که آن را از الیاف های دیگر متمایز می‌کند. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از: مجعد و پیچیده بودن (crimps)، مقیاس پذیر بودن، الاستیسیته و رشد آن به صورت خوشه ای (staples). لایه لایه بودن و پیچیدگی پشم گوسفندان، باعث انسجام و اتصال فیبرها به یکدیگر میگردد، بنابراین آن‌ها به هم متصل می‌مانند. به دلیل مجعدی و پیچدگی، پارچه‌های پشمی حجم بیشتری نسبت به دیگر منسوجات دارند و هوایی دارند که باعث حفظ گرما می‌شود. هم چنین زمانی که روغن خورده و محکم بافته‌شده، تا حدودی ضد آب هستند. پشم یک انتخاب عالی برای لباس‌ها می باشد و می‌تواند شما را هم از سرما و هم از گرما محافظت کند. امتیاز دیگر پشم این است که در برابر آتش مقاوم است. یکی از خواص بزرگ پشم این است که به آسانی آب را به خاطر ساختار و ترکیب شیمیایی آن جذب می‌کند. آب از طریق عمل پیوند هیدروژنی به ساختار پشمی متصل می‌شود. آب وارد ناحیه بی‌شکل بافت سلولی و ماتریس فیبر در غشای الیاف می‌شود که قطر منفذ آن به اندازه ۴ نانومتر است. خصوصیات جذب رطوبت و واجذبی پشم، ویژگی‌های عملکردی مهمی را برای پوشاک پشمی فراهم می‌کند. در نتیجه، پشم به عنوان حایل عمل می‌کند و رطوبت اضافی را جذب می‌کند و به تدریج آن را پراکنده می‌کند. همه فیبرها این کار را می‌کنند، اما عملکرد پشم بالاتر و سریع‌تر است. بنابراین در شرایط معمولی زمستانی، پشم می‌تواند فواید زیادی برای پوشنده لباس داشته باشد. به خاطر ماهیت پیچیده و مجعد، هنگامی که فیبرهای پشم به هم متصل می‌شوند، میلیون ها کیسه های کوچک هوا تشکیل می‌دهند که هوا را حبس می کنند و به نوبه خود برای گرم نگه داشتن گرما در طول زمستان کمک می‌کنند. وقتی رطوبت جذب می‌شود، مقدار کمی گرما تولید می‌شود. این گرما برای جلوگیری از تراکم رطوبت در حفره های تشکیل دهنده پارچه با حفظ دمای بالاتر از نقطه شبنم در شرایط مرطوب عمل می کند. در حالی که جذب انرژی به شکل گرما، انرژی آزاد می‌کند در نتیجه درجه حرارت مناطق اطراف خود را بالا می‌برد. حتی هنگامی که مرطوب باشد، پشم حالت‌های کششی زیادی دارد و باعث دوام زیاد می‌شود. در حقیقت پشم آب را از پوست شما و اتمسفر اطراف شما جذب می‌کند تا محیطی خشک و گرم در اطراف بدن شما ایجاد کند. بنابراین برای محافظت از خود در برابر آب و هوای سرد شدید، در مقایسه با الیاف دیگر، پشم بهترین ماده برای گرم نگه داشتن شما است. از این رو، پوشیدن لباس های پشمی لازمه زمستان می باشد، به خصوص در دماهای صفر درجه و کمتر ؟ پشم مرینو یکی از بهترین و متنوع ترین الیاف طبیعی برای گرم نگه داشتن پوشنده لباس در دماهای سرد و خنک و مرطوب در گرم‌ترین مناطق است. برای پوشاک زمستانی، استفاده اصلی از پشم در ژاکت، کلاه، دستکش، کت، شال، پتو و غیره است.
تینازولت (Thinsulate)
نوعی الیاف مصنوعی برای عایق حرارتی است که در لباس استفاده می‌شود. به طور کلی نازک‌تر از الیاف پلی استر است. این ماده به دلیل افزایش چگالی فیبرها و کاهش اندازه فیبر موثر است. همانند بیشتر مواد عایق، شکاف بین فیبرها نه تنها جریان گرما را کاهش می‌دهد بلکه باعث دفع رطوبت می‌شود. این الیاف عایق برای حفظ برخی از انرژی های تولید شده از گرما توسط بدن مثل عرق و سایر انواع انرژی مفید هستند. یک خاصیت بزرگ دیگر تینازولت نازک بودن آن است. تینازولت به عنوان گرم‌ترین عایق‌بندی پوشاک موجود در نظر گرفته می‌شود. مشکلات عمده این الیاف دوام آن است و مقاوم بودنش در برابر خیس شدن. متاسفانه، کمتر از پنج سال طول می‌کشد. بنابراین تولید آن در مقیاس کوچک انجام می‌شود.
“داون” به پوسته پرندگان آبزی از جمله غاز، اردک، یا قو، که متشکل از رشته‌های کرکی سبک (خاره‌ای) که از نوک پر تهیه می‌شود، اما بدون استفاده ازدنباله پر، اشاره دارد. غاز یا اردک، هنوز بهترین نوع هستند. این به طور کلی از پرهای زینتی است که در واقع پوشش بیرونی پرندگان است. طول آن‌ها از ۱۰ میلیمتر تا ۶۰ میلیمتر متغیر می باشد. پرها در زمستان ضخیم و متراکم خواهند شد تا بدن پرندگان را از سرمای شدید محافظت کنند. این ماده آب را جذب می‌کند و به سرعت در خود منتشر می‌کند. از خصوصیات این ماده سبک‌وزنی، تراکم پذیری و طول عمر طولانی آن است. با این حال، وقتی مرطوب است، گران و بی‌فایده می باشد. هم چنین هیچ عایق‌بندی لازم نیست و زمان زیادی برای خشک کردن طول می‌کشد که برای افراد با فعالیت‌های بالای بدنی و عرق زیاد توصیه نمی‌شود.
کاربردهای خاص :
غواصی در اعماق دریا :
لباس غواصی باید شامل ماده ضد آبی باشد که به طور کامل به جز دست‌ها و سر، بدن را پوشش می دهد. وظیفه اصلی این لباس حفاظت از پوشنده لباس در برابر غوطه‌وری در آب سرد است. هایپرترمیا (Hypothermia) شرایطی است که در آن دمای اصلی در زیر دمای مورد نیاز برای متابولیسم نرمال بدن که در ۳۵ درجه سانتیگراد تعریف می‌شود قرار دارد. بسته به تغییرپذیری، نتیجه نهایی معمولا مرگ است. چون دمای اعماق دریا بسیار سرد بوده، بنابراین در اعماق دریا و اقیانوس‌ها، دمای درونی بدن به تدریج کاهش می‌یابد. برخی از نمونه پارچه‌های مورد استفاده برای لباس‌های مورد استفاده در اعماق دریا، ” ” Gore-Tex و “Nomex” هستند. آن‌ها ضد آب و قابل تنفس (breathable) هستند و به طور کلی از لاستیک و بوم تشکیل شده‌اند. این نوع لباس ها ۲۴ لایه مختلف برای حفاظت از پوشنده در شرایط مختلف دارند. آن‌ها می‌توانند آب را دفع کنند و به بخار آب اجازه عبور می‌دهند. این لباس به گونه‌ای طراحی شده است که به منظور ایجاد سهولت در شنا در زیر آب ها، احساس سبک وزنی ایجاد شود.
پرسنل نظامی :
گرم ماندن و خشک بودن برای موفقیت در ماموریت حیاتی است. برخی الیاف و رشته‌ها به شما کمک می‌کنند، این کار را با ساخت پارچه‌های سبک، با استفاده از ترکیب فن‌آوری‌های مدرن برای افزایش عملکرد، انجام دهید. به طور کلی، سطح بالایی از حفاظت در آب و هوای سرد و مناطق بدون اعمال فشار فیزیکی قابل‌توجه بر روی پوشنده لباس، ضروری است. از این رو، طراحی چنین پارچه هایی بسیار حیاتی است، چرا که شامل انتخاب مواد نساجی مناسب و استراتژی برای استفاده آن‌ها می‌شود. پارچه پشمی و پشم گوسفند و دیگر حیوانات قدیمی‌ترین موادی هستند که برای گرم کردن مورد استفاده قرار گرفته‌اند. پس از اختراع الیاف مصنوعی، استفاده از الیاف آکریلیک و الیاف پلی استر در اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. مطالعات اصولی روی پشم، توده اکریلیک و پنبه پلی استر نشان داد که پنبه پلی استر عایق و وزن خوبی نسبت به سرمای شدید دارد. این باعث می‌شود که پلی استر یکی از اجزای مهم پوشاک محافظی باشد، که عایق بودن و وزن نقش اساسی را در آن ها ایفا می کند، به خصوص در مناطق برفی و یخچال ها. در این مناطق تمرکز روی به حداقل رساندن اتلاف گرما از بدن در محیط می باشد، به طوری که گرمای متابولیک تولید شده از بدن به محیط انتقال داده نمی‌شود و به جای آن بدن را گرم نگه می‌دارد. همزمان این مواد اجازه تبخیر عرق به محیط را می دهند. در شرایط شدیدا سرد، عرق یخ زده و باعث سرمازدگی می‌شود.
کوهنوردان و صعود کنندگان به قله :
با شرایط زمستانی شدید بر روی تپه‌ها، نیاز به بررسی جامع به نکات فنی منسوجات برای گرم ماندن وجود دارد. گرمای بدن انسان براساس گرمای حاصل از خون است و دمای درونی آن باید حفظ شود. از این رو برای زنده ماندن در سرمای سخت، کاهش اتلاف گرما و یا افزایش تولید حرارت یک فرد ضروری است که می‌تواند از طریق استفاده از لباس‌های گرم کامل به دست آید. کارایی کوهنورد در منطقه کوهستانی تا حد زیادی تحت‌تاثیر لباس‌های وی قرار دارد. این لباس‌ها باید در حین عملیات بالا رفتن از کوه و همچنین دوره‌های طولانی عدم فعالیت با بدن کوهنورد سازگار باشند. نقش اصلی این پوشاک حفظ گرمای بدن است که به عنوان منبع گرما در سیستم پوشاک عمل می‌کند. بنابراین استفاده از مواد ضخیم‌تر مفید است و لایه ضخیمی از هوا را به دام می‌اندازد که باعث گرم‌تر شدن بدن می‌شود. به طور کلی، پارچه پشمی انتخاب می‌شود و یا راه دیگر آن ایجاد لایه‌های بیشتر است. بسیاری از مواد عایق در بازار موجود هستند و فرد باید قبل از انتخاب یک ماده مناسب برای طراحی لباس، تمام الزامات عملکردی لباس‌های محافظ را به خاطر داشته باشد.
