Nieprzemakalni i wiatroodporni: wizyta w tajnym laboratorium Gore

Temperatura powietrza w komorze klimatycznej Gore wynosi bez mała 35 stopni. Z ogromnych reflektorów znajdujących się na kopule dachu bije oślepiające światło. Na jednej z bieżni widać testera. Walter jest bardzo ważnym członkiem zespołu badawczego: spędza w laboratorium całe dnie i pomaga naukowcom w testowaniu nowych typów odzieży wierzchniej. Zewnętrzne czujniki dokładnie mierzą wydzielanie potu, temperaturę skóry oraz zakres ruchów. Z jego oczodołów widać wystające kable.

Spokojnie, Walter nie jest człowiekiem. Jest wartym 400 000 dolarów manekinem skonstruowanym z mieszanki włókien szklanych i węglowych; na powierzchni jego elektronicznej skóry znajduje się ponad 100 sztucznych porów. Jest tylko jednym z wielu narzędzi wykorzystywanych w laboratorium badawczym firmy Gore. Wartość całego kompleksu szacuje się na przeszło 5 milionów dolarów.

Na odpowiednio zaprogramowanej bieżni obok widzimy studenta z pobliskiego Uniwersytetu Delaware. Ubrany jest w lekką wiatrówkę, nosi słoneczne okulary i ma założony pas telemetryczny. Wcześniej połknął termometr wielkości dwóch kapsułek ibuprofenu. Drogą radiową cały system przekazuje do głównego komputera niezliczoną ilość danych. Wszystkie te informacje wykorzystywane są przy projektowaniu najnowocześniejszej odzieży użytkowej na rynku.

Przedsiębiorstwo w taki właśnie sposób pracuje nad wszelkimi innowacjami, i to już od lat pięćdziesiątych XX wieku. Znane jest głównie dzięki tkaninie Gore-Tex, wynalezionej przez Boba Gore’a, syna założyciela firmy, w roku 1969. Całkiem przypadkowo Gore odkrył, że przy rozciąganiu cząsteczek politetrafluoroetylenu, popularnie zwanego teflonem, tworzą się pęcherzyki powietrza. Powstałe tym sposobem tekstylia zrewolucjonizowały w kolejnych dekadach rynek odzieży outdoorowej.

Firma nieustannie wprowadza tekstylne innowacje na polu dziedzin takich jak przemysł czy rekreacja i wypoczynek. Wszystkie badania opierają się na własnoręcznie wypracowanych metodach i systemach. Zwykle wszystkie działania utrzymywane są w ścisłej tajemnicy. Mimo to nam, w drodze wyjątku, umożliwiono wstęp za kulisy.

Przekraczanie granicy komfortu

„Moje zadanie polega na tym, żeby w pracy nikt nie czuł się nazbyt komfortowo” – mówi Ray Davis, kierownik laboratorium. W trakcie pracy nad nowymi rodzajami odzieży Davis notorycznie doprowadza swoich testerów do granic fizycznej wytrzymałości.

W komorze klimatycznej, w której biegają Walter oraz jego ludzki odpowiednik, można odtworzyć 85% rodzajów warunków atmosferycznych panujących na naszej planecie. Wspomniane reflektory, podwieszone na suficie, mogą zasymulować pełny cykl wschodu i zachodu słońca, a wilgotność powietrza można ustawić w zakresie od 5 do 98%.

Jeśli kogoś interesuje, jaka odzież zniesie warunki panujące w czasie tropikalnej pory monsunowej lub promieniowanie UV odbijające się w śniegu Mount Everestu, komora klimatyczna jest w stanie rozwiać te wątpliwości. Potrzebne są jedynie 2 godziny, żeby maksymalną osiągalną temperaturę 50°C obniżyć do -50°C (odczuwalna -65°C, warunki prawdziwej śnieżnej burzy). Takie obniżenie temperatury pochłania jednakże 2/3 całej wydajności elektrycznej budynku.

„Organizm nie wie, co jest komfortowe – twierdzi Davis. – Wie jedynie, co sprawia mu dyskomfort. Nie czujemy, że mokniemy – dociera do nas wynikający z tego spadek temperatury ciała”.

Czyli najlepsza odzież wierzchnia to taka, nad którą w trakcie noszenia w ogóle się nie zastanawiamy. Z tego właśnie względu tak istotne są dane dostarczane zarówno przez Waltera, jak i prawdziwego testera. Davis wyjaśnia, że „manekiny dostarczają bardziej wiarygodnych informacji”.

Z drugiej strony równie ważna jest ludzka opinia. np. jaki materiał jest w dotyku. „Choćby materiał był najtrwalszy i najbardziej wytrzymały, to gdy w dotyku jest jak papier ścierny, nie będzie z niego żadnego pożytku, bo użytkownik nigdy więcej nie założy czegoś takiego na siebie” – zapewnia Davis.

Suchość wymaga mnóstwa wody

Dla ludzi zastanawiających się, w jaki sposób tkanina Gore-Tex zapobiega przedostawaniu się deszczu pod kurtkę i jednocześnie umożliwia uwalnianie wilgoci, odpowiedź jest prosta: wiąże się to z wymiarami porów materiału. Pory są na tyle duże, by ciepło i wilgoć uwalniały się, ale zbyt małe, by krople deszczu lub śnieg przedostały się do środka.

„Wyobraźmy sobie, że pojedyncza molekuła pary wodnej jest wielkości piłki nożnej. Wtedy rozmiar porów można porównać do wielkości stadionu, a kroplę deszczu do rozmiaru całej Ziemi” – wyjaśnia Davis.

W tzw. wieży deszczowej technicy firmy Gore prowadzą różnego rodzaju testy. Celem nadrzędnym jest ustalenie, jak dużo wody ubrania powstrzymują od przedostania się do środka i jednocześnie jak dużo wytworzonej przez ciało pary uwalniają lub nie. W przypadku gdy ubrania zatrzymują wilgoć, określa się to mianem oporu odparowywania. To najważniejsza wartość pomiarowa: im więcej pary wodnej powstałej przy poceniu się i pozostałej wilgoci zatrzymuje się pod ubraniem, tym człowiek czuje się bardziej przepocony. Natomiast im mniejszy opór na odparowywanie, a co za tym idzie, więcej pary ucieka spod ubrania na zewnątrz, tym w większym stopniu materiał oddycha i organizm testera wolniej się przegrzewa.

„U nas ubrania, które nie przejdą testu na deszcz, nie trafiają na rynek” – mówi Davis. W „wieży deszczowej” o podstawie 3 x 3 m, na całej wysokości 9 m znajduje się sześć dysz. Można tutaj odtworzyć każdy możliwy rodzaj deszczu, o temperaturze od 4,5 do 26,5°C i natężeniu 7,5 cm/h. Davis ma również wpływ na kierunek, z którego pada deszcz, żeby zasymulować prędkość wiatru od 5 m/s wzwyż.

Przy próbach deszczowych testerzy oraz manekiny ubrani są w bawełniane T-shirty, długie spodnie oraz odzież przeciwdeszczową – powoli spacerują lub stoją w miejscu, gdy w tle symulowane jest prawdziwe oberwanie chmury. To, jak bardzo bielizna jest przemoczona, pokazuje naukowcom, jak skuteczne są same membrany. Mówi też bardzo wiele o tym, jak niezawodne są przepocone szwy, kieszenie, zamki błyskawiczne oraz co daje sam krój ubrania.

Warunki pogodowe panujące w czasie żeglowania na otwartym morzu lub jazdy motocyklem, gdy pada bardzo gwałtowny i intensywny deszcz, odtwarzane są w jeszcze innym pomieszczeniu. Technicy symulują w nim deszcz, który pada właściwie poziomo. Osoba siedząca na nieruchomym motocyklu wystawiona jest wtedy na działanie opadu o intensywności bez mała 56 cm/h.

Podłoga samej „wieży deszczowej” ma oczywiście specjalne odpływy, a Davis za pomocą czujnika laserowego dopasowuje wcześniej objętość kropel deszczu (mają grubość ludzkiego włosa) oraz prędkość wiatru.

Wytrzymałość równa komfortowi

Gdy pojawiają się obawy, że cieniutka jak papier wierzchnia część stroju rozedrze się w trakcie biegania o najdrobniejszą gałąź, człowiek czuje się ograniczony. A gdy uszkodzenie sprawi, że pod materiał przedostanie się deszcz, robi się nieprzyjemnie. Co nam to mówi? Według Davisa wytrzymałość ubrania ma ogromny wpływ na to, czy czujemy się w nim swobodnie, czy nie.

W tym momencie na pierwszy plan wysuwają się badania w pralni. Z hali słychać intensywne odgłosy pracujących pralek, których jest łącznie 138. Tumult przypomina pracę dieslowego silnika frachtowca oceanicznego.

Tutaj testowane jest zużycie tkanin w czasie ich codziennego użytkowania. Nie stosuje się żadnych detergentów, a pralki zostały tak zmodyfikowane, że powtarzają ten sam cykl przez 8 godzin. Komputery rejestrują ich pracę oraz monitorują każdy pojedynczy kawałek materiału.

Do środka wrzucane są same tkaniny, gdyż takie elementy, jak guziki czy zamki, mogłyby z czasem uszkodzić urządzenia. Zanim jednak trafią do pralki, tkaniny poddawane są szeregowi innych testów. Następnie pierze się je w czystej wodzie przez 500 do 1500 godzin. Jeśli po czymś takim nie są postrzępione albo nie wykazują zużycia, poddawane są temu samemu cyklowi jeszcze raz. Taki sposób działania sprawdza się już od 40 lat: dzięki temu Gore ma ogromną bazę danych i przy tworzeniu nowych ubrań może dowolnie porównywać rezultaty.

Oczekiwania wobec ubrań to bardzo złożona kwestia. Zharmonizowanie wszystkich działań to nie takie proste zadanie. Davisowi sprawia to jednak ogromną radość. „Gdy udaje się uzyskać wymierne rezultaty przy udoskonalaniu konkretnego produktu, wszyscy w laboratorium nie posiadają się z radości. Wtedy dopiero zaczynamy się naprawdę angażować w to, co robimy” – zapewnia Davis.

W jednej części kompleksu słychać pracę pralek, w innym widać Waltera biegającego na bieżni, a reflektory podgrzewają pomieszczenia do ekstremalnych temperatur – non stop spływają niezliczone dane. Wszystkie te elementy składają się w jedną całość i sprawiają, że nowo stworzone tkaniny przekraczają kolejne granice doskonałości. W mniemaniu Boba Gore’a nie ma lepszych warunków do tego, żeby cały czas udoskonalać ubrania outdoorowe. Im lepiej ludzie w Gore rozumieją, co sprawia, że jest nam mokro, zimno czy niewygodnie, tym mniej zastanawiamy się nad tym, co mamy na sobie, i możemy radośniej i dalej biegać.

Gore w liczbach

• 20 000 razy pory membran materiału Gore-Tex są mniejsze od kropel wody

• 6 pomieszczeń w firmie Gore służy symulowaniu różnego rodzaju opadów

• 72 reflektory w komorze klimatycznej symuluje światło słoneczne

• 7200 dolarów kosztuje każdy z tych reflektorów

• -65° Celsjusza - to najniższa odczuwalna temperatura, którą można uzyskać w komorze klimatycznej

• 2 godziny trwa podniesienie w komorze temperatury z -50 do +50° Celsjusza

• 400 000 dolarów kosztuje testowy manekin Walter

• 138 pralek codziennie testuje wytrzymałość tkanin w firmie Gore

• 500-1500 godzin spędza jeden kawałek materiału w pralce

• 76 dolarów kosztuje jeden termometr w formie tabletki do połknięcia, który mierzy temperaturę wewnętrzną ciała testerów

• 700 molekuł pary wodnej mogłyby się zmieścić w jednym porze membrany Gore-Tex

• 5 mln dolarów – co najmniej tyle warte jest laboratorium biofizyczne firmy Gore.

Zobacz także:

• Jak zmieniały się buty do biegania? Historia pogoni za perfekcją

• Walka o buty, które będą najszybsze na świecie

• Czy buty do biegania są ekologiczne?

RW 09-10/2021