Tässä blogikirjoituksessa tarkastellaan, miten toiminnalliset kuidut, kuten Coolmax, siirtävät nopeasti hikeä pois ja ylläpitävät kehon lämpötilaa kuiturakenteensa ja tieteellisten periaatteidensa avulla.
Voimakas liikunta, joka johtaa voimakkaaseen hikoiluun, voi kastella vaatteita ja heikentää niiden toimivuutta. Kostea tunne voi aiheuttaa epämukavuutta, ja hien paino voi haitata urheilijan suoritusta. Tämä ei ainoastaan heikennä harjoituksen tehokkuutta, vaan voi myös vaikuttaa pitkäaikaiseen kehon lämmönsäätelyyn. Mitä enemmän hikeä tuotetaan, sitä nopeammin lämpöä poistuu ihon pinnalta, mikä voi aiheuttaa kehon liian nopeaa jäähtymistä. Tämä ongelma pahenee erityisen vakavasti kylmissä olosuhteissa. Ilman asianmukaisia vaatteita tällaisissa olosuhteissa kehon energiankulutus kasvaa ja väsymys liikunnan aikana voi voimistua.
Lisäksi kylminä ja tuulisina päivinä hien viilentyminen voi varastaa lämpöä kehosta, mikä voi äärimmäisissä tapauksissa aiheuttaa hypotermian. Märkien vaatteiden käyttäminen tuulessa voi johtaa jopa 240 kertaa suurempaan lämmönhukkaan kuin kuivien vaatteiden käyttäminen. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi urheiluvaatteiden on paitsi sopeuduttava lämpötilaan myös autettava säätelemään kehon lämpötilaa haihduttamalla kosteutta nopeasti. Tämän seurauksena on syntynyt tarve toiminnallisille materiaaleille, jotka imevät kosteutta tehokkaasti ja hajottavat sen nopeasti ulospäin, ja useita tällaisia materiaaleja on kehitetty. Erinomainen esimerkki tästä on DuPontin kehittämä 'Coolmax'.
Coolmax on valmistettu polyesteripohjaisista materiaaleista, jotka eivät ime helposti kosteutta. Luonnonkuidut, kuten puuvilla, joilla on monia erityisiä kemiallisia rakenteita, jotka sitoutuvat helposti vesimolekyyleihin, imevät kosteutta hyvin, mutta kuivuvat huonosti märkänä. Sitä vastoin polyesterikuiduilla ei ole juurikaan näitä erityisiä kemiallisia rakenteita, minkä vuoksi ne eivät pysty helposti sitoutumaan vesimolekyyleihin. Tämän seurauksena ne imevät vain vähän kosteutta ja pysyvät kuivina. Mutta jos polyesterikuidut eivät ime kosteutta hyvin, miten ne voivat tehokkaasti siirtää sen pois? Miten polyesteristä valmistettu Coolmax-kuitu onnistuu siirtämään hien nopeasti iholta ulkopuolelle?
Salaisuus piilee suulakepuristetun langan poikkileikkauksessa. Kemialliset kuidut, kuten polyesteri, muodostuvat, kun sula nestemäinen raaka-aine kulkee pienten reikien läpi, jäähtyy, jähmettyy ja muotoutuu langan muotoon. Tässä muodostuvaa alkuperäistä lankaa kutsutaan 'filamentiksi', ja pientä reikää, josta se tulee ulos, kutsutaan 'kehruuksi'. Filamentin poikkileikkauksen muodon määrää kehruulaitteen muoto. Ristimäisen kehruulaitteen läpi suulakepuristamalla muodostettu Coolmax-lanka on poikkileikkaukseltaan samanlainen kuin kehruulaitteen muoto, minkä seurauksena langan sivuille muodostuu uria kaikkiin suuntiin. Tästä langasta kudottuihin kankaisiin kehittyy mikroskooppisia huokosia, jotka lisäävät ilmalle altistuvaa pinta-alaa verrattuna kankaisiin, jotka on kudottu tavallisesta pyöreästä poikkileikkauksesta. Kuituun kosketuksiin joutuva kosteus poistuu sitten näiden pienten reikien kautta kapillaari-ilmiön avulla.
Kapillaarivaikutus on ilmiö, jossa nesteen pinta nousee kapeaa, pitkää putkea pitkin ylöspäin, kun se työnnetään siihen. Esimerkkejä ovat veden imeytyminen kasvien juuriin tai sieniin ja alkoholin nousu alkoholilampun sydämen läpi. Coolmax-kuitujen tapauksessa mikroskooppisten huokosten seinämien ja vesimolekyylien välisen tarttumisvoiman ansiosta, kun kosteuden reuna alkaa kiivetä seinämää pitkin, vesimolekyylien välinen koheesiovoima saa koko veden pinnan nousemaan reunavesimolekyylien korkeudelle. Näiden kahden voiman jatkuvan vuorovaikutuksen ansiosta kaikki iholle kertynyt hiki voi poistua kuidun ulkopuolelle ja haihtua.
Coolmax-kuidulla on luonnostaan alhainen kosteudenpidätyskyky, minkä ansiosta se haihduttaa kosteutta paljon nopeammin kuin puuvillakuitu. Vaikka vaate olisi läpimärä, sitä voi käyttää heti nopean puristamisen ja ravistelun jälkeen. Tämä ominaisuus on erittäin käytännöllinen niille, jotka harrastavat usein ulkoilua. Coolmax-kuidut ovat erityisen hyödyllisiä paitsi urheilijoille, myös vaeltajille ja leirintäalueista nauttiville, sillä ne pitävät lämmön ääriolosuhteissa ja samalla helpottavat tehokasta hien siirtämistä. Lisäksi synteettisen kuitunsa ansiosta Coolmax-kuitu tarjoaa erinomaisen vastustuskyvyn tuholaisia vastaan ja erinomaiset antibakteeriset ominaisuudet, mikä tekee siitä helppohoitoisen. Sitä käytetään laajalti t-paidoissa ja erilaisissa urheiluvaatteissa, ja sen kyky sekoittaa vapaasti puuvillalangan kanssa laajentaa sen käyttökohteita alusvaatteissa ja sukissa.
Kuidun fysikaalisia ominaisuuksia ei määrää pelkästään sen kemiallinen koostumus, vaan niihin vaikuttavat merkittävästi myös langan poikkileikkauksen muoto ja paksuus sekä kudontamenetelmä. Aiemmin vaatemateriaalien kehitys keskittyi yksinomaan mikroskooppisiin, yksiulotteisiin kemiallisiin rakenteisiin. Viime aikoina on kuitenkin aktiivisesti pyritty löytämään uusia funktionaalisia kuituja muokkaamalla ja yhdistämällä asianmukaisesti jäljellä olevia kuituelementtejä. Tämän trendin perusteella ei ole liioiteltua ennustaa, että luovia materiaaleja, kuten Coolmax-kuitua, tulee jatkuvasti kehittymään.
Viime kädessä toiminnalliset kuidut kehittyvät vastaamaan nykyihmisten tarpeisiin, jotka etsivät mukavuutta jokapäiväisessä elämässään. Näin ollen niiden potentiaaliset sovellukset ulottuvat arkivaatteiden ja urheiluvaatteiden lisäksi useille eri toimialoille. Tässä vaiheessa, jossa edistynyt materiaaliteknologia tuo merkittäviä muutoksia kaikkiin elämämme osa-alueisiin, toiminnalliset kuidut kehittyvät edelleen ja niillä on ratkaiseva rooli ihmisen elämänlaadun parantamisessa.
