Přenos tepla a vlhkosti v textiliích je klíčovým parametrem ovlivňujícím komfort, funkčnost a výkonnost oděvních systémů. Tato schopnost je zásadní zejména u funkčního, sportovního, pracovního a vojenského oblečení, kde správná regulace mikroklimatu mezi pokožkou a oděvem rozhoduje o efektivitě termoregulace, ochraně i subjektivním pocitu pohodlí.
Fyzikální mechanismy přenosu tepla v textiliích
Přenos tepla probíhá třemi základními mechanismy:
Vedení (kondukce): Probíhá skrze vlákna a mezerovitou strukturu textilie. Závisí na tepelném odporu materiálu, objemové hustotě a vlhkosti. Tkaniny s vyšším podílem vzduchu mají nižší tepelnou vodivost.
Přenos zářením (radiace): Významný při větších teplotních rozdílech. Oděvy mohou být upraveny reflexními pigmenty (např. hliníková vlákna), aby snižovaly sálavé teplo.
Proudění (konvekce): Dochází v pórech textilie nebo mezi vrstvami oděvu. Míra konvekce závisí na proudění vzduchu, těsnosti střihu a vrstvení oděvního systému.
Tepelný odpor textilie (Rct) se měří podle normy ISO 11092, která stanovuje tzv. Ret a Rct hodnoty na základě tepelné desky.
Přenos vlhkosti: Transport potu a vodní páry
Přenos vlhkosti je zásadní pro odvádění potu od pokožky a jeho vypaření do okolí. Probíhá třemi způsoby:
Difuze vodní páry: Pára proniká skrz pórovitou strukturu textilie. Je ovlivněna gradientem parciálních tlaků a relativní vlhkostí. Klíčová je hodnota vodní paropropustnosti.
Kapilární transport (wicking): Kapilární vzlínání tekutiny podél vláken nebo mezi nimi. Závisí na průměru vláken, úpravách povrchu a struktuře textilie. Syntetické materiály (např. polyester) jsou pro tento jev ideální, pokud jsou upraveny hydrofilně.
Absorpce a retence: Materiál pohlcuje vlhkost do struktury vlákna (např. bavlna) a zadržuje ji. Vysoká absorpce však zpomaluje vysychání a ochlazování těla.
Pro vyhodnocení schopnosti textilie odvádět vlhkost se používá parametr Ret (Resistance to Evaporative Heat Transfer), opět dle ISO 11092, nebo moisture management test (MMT) dle AATCC 195.
Materiálové faktory ovlivňující přenos tepla a vlhkosti
Typ vlákna:
Přírodní (např. bavlna, vlna): Vysoká hygroskopicita, ale pomalejší schnutí.
Syntetická (polyester, polypropylen): Nízká absorpce, ale vysoký kapilární transport.
Modifikovaná vlákna: Např. Coolmax®, Tencel™, které kombinují kapilární a absorpční přenos.
Struktura tkaniny/pleteniny:
Vliv má porozita, tloušťka, gramáž a typ vazby (řetízková vs. osnovní pletenina).
Vzduchové mezery zvyšují tepelný odpor, ale snižují difuzi vodní páry.
Povrchové úpravy:
Hydrofilní úpravy: Zlepšují kapilární transport (např. plasma úprava syntetiky).
Membrány a zátěry: Zvyšují ochranu, ale často snižují paropropustnost.
Vícevrstvé systémy:
Každá vrstva má specifickou funkci – např. 1. odvádí pot, 2. izoluje, 3. chrání proti větru/dešti.
Vrstvy musí být optimalizované tak, aby nevznikala zpětná kondenzace vlhkosti.
Metody měření a testování
Tepelná deska (sweating guarded hot plate): Simuluje odvod tepla a vlhkosti, určuje Rct a Ret.
Simulátory pokožky (skin model): Vyhodnocuje transport vlhkosti a její zpětnou kondenzaci.
Infrared termografie: Sleduje rozložení teploty na povrchu textilie během použití.
Gravimetrické metody: Stanovení rychlosti schnutí a sorpční kapacity.
Aplikační význam a návrhové důsledky
Sportovní a outdoor oděvy: Musí kombinovat nízký tepelný odpor s vysokým kapilárním transportem. Důležitá je rychlost schnutí a prevence přehřívání.
Pracovní oděvy (např. pro hasiče): Vyžadují vysoký tepelný odpor a současně schopnost odvádět vodní páru z těla při extrémní zátěži.
Ochranné obleky: Při použití neprodyšných vrstev je nutná ventilace nebo aktivní chlazení.
Zdravotnické textilie: Například inkontinenční podložky – klíčový je rychlý transport vlhkosti a suchý povrch v kontaktu s kůží.
Závěr
Efektivní přenos tepla a vlhkosti v textiliích je zásadní pro návrh funkčních, komfortních a výkonných oděvních systémů. Pochopení fyzikálních mechanismů a měřitelných parametrů (Rct, Ret, wicking index) umožňuje konstruktérům optimalizovat složení vláken, strukturu tkanin a vrstvení oděvů pro konkrétní podmínky. S ohledem na klimatické změny a zvyšující se požadavky uživatelů bude vývoj inteligentních textilií schopných aktivně řídit mikroklima jedním z klíčových trendů budoucnosti.
