Op bezoek bij Gore

Op bezoek bij Gore

Waterdicht en ademend: alles wat je altijd al wilde weten, maar bang was om te vragen. Onze expert Rolf Westerhof ging langs bij Gore (van Gore-Tex) en bespreekt de verschillende waterdichte en ademende stoffen.

Outdoorkleding is in. Alle sportieve kleding heeft dezelfde uitstraling als alpinisten die de Mt. Everest beklimmen. En dan praten we niet over Mallory en Irvine die in 1924 een fatale poging deden. Toen één van de lichamen recentelijk werd terug gevonden bleek hij een tweed colbert en wollen trui te dragen. De eerste man op de top in 1953, Sir Edmund Hillary, deed het al een stuk beter door gebruik te maken van donzen pakken, maar veel van zijn kleding was gewoon van katoen. Tegenwoordig moet alles licht van gewicht en 'waterdicht en ademend' zijn. De ideeën en eisen die aan waterdichtheid en dergelijke gesteld worden, zijn in belangrijke mate beïnvloed door het Gore-Tex laminaat van Gore.

Op bezoek bij Sander Effring van Gore

Ik word ontvangen door een Nederlander in buitenlandse dienst: Sander Effring. Hij vertelt dat de ontdekking van Gore-Tex eigenlijk een toevalstreffer was. 'Het PTFE waarvan het membraan gemaakt wordt, werd oorspronkelijk gebruikt als isolatie van elektrische kabels. Bij toeval rekte vader Gore het spul op en zag onder de microscoop dat het dan een totaal andere structuur krijgt. Zijn toenmalige werkgever was er niet in geïnteresseerd en Gore begon voor zichzelf. In 1976 was Berghaus het eerste kledingmerk dat Gore-Tex gebruikte, maar het spul wordt ook gebruikt in industriële filters en als medische protheses. Door het ademende vermogen beschouwt het lichaam het als lichaamseigen en stoot het niet af'.

Ik had me voorgenomen om alles te weten te komen over het stofje dat in de kleding (en handschoenen en schoenen) zit en daar moeten we het dus over hebben! 'OK', zegt Sander en geeft me een stukje puur laminaat. Het spul is wit, superdun (1/100 mm) en superlicht (20gr/m). Het heeft nog het meeste weg van een stukje ultradunne plastic tas, maar het maakt een kwetsbare indruk. Dat laatste klopt ook. Het laminaat is afhankelijk van de manier waarop en de stoffen waarmee het verwerkt wordt voor zijn duurzaamheid. Toch zijn er ook veel vijanden waar het goed tegen kan. Het spul is bestand tegen UV-straling en van huis uit, behalve waterdicht, ook waterafstotend. De meeste chemische stoffen (ook zuren en oliën) hebben geen effect op het laminaat en het voelt zich lekker bij temperaturen tussen min 250 graden Celsius en plus 260 graden Celsius. Vandaar dat het ook veel gebruikt wordt in beroepskleding voor de brandweer.

Terwijl ik naar de stortvloed van getallen luister die Sander over me uitstort, verfrommel ik het stukje laminaat en kneed het onbewust tot een bal. 'Daar kan het prima tegen', zegt Sander 'ook al doe je dat 10.000 keer en trek je het steeds weer recht, het verandert niets aan de functionaliteit van het laminaat. Wij zeggen dat het knikstabiel is'.

Constructiemethodes

Microporeuze laminaten

Al deze gegevens zijn leuk en aardig, maar wat maakt een stof nu waterdicht en ademend? Er zijn verschillende wegen die naar Rome leiden. Gore-Tex valt onder de zogeheten microporeuze laminaten. Een laminaat is een vaste stof die je samen met andere stoffen verwerkt. Microporeus wil zeggen dat de stof gaatjes bevat. De truc is nu dat de gaatjes groot genoeg zijn om waterdamp door te laten, maar te klein om waterdruppels door te laten. De gaatjes in het Gore-Tex membraan zijn 700 maal groter dan een waterdampmolecuul, maar 20.000 maal kleiner dan een waterdruppel en je kunt 1,4 miljard gaatjes tellen per vierkante centimeter.

Microporeuze coatings

Er bestaan ook microporeuze coatings, zoals Triplepoint, Texapore en MPC (Entrant). Een coating is een substantie die op een vaste stof wordt aangebracht ('gesmeerd' als het ware). Het is bijzonder moeilijk om een coating egaal aan te brengen en omdat het aan de buitenkant zit, zegt men dat het kwetsbaarder is dan een laminaat. Veel coatings leveren wel superieure ademende prestaties.

Microporeuze weefsels

Dan zijn er ook nog microporeuze weefsels, met andere woorden een stof die zo fijn geweven wordt dat hij dezelfde eigenschappen krijgt als de laminaten en de coatings. Het overgrote deel (95 %) van alle materialen die als waterdicht en ademend in de winkel hangen zijn in feite microporeuze weefsels. In vergelijking met de beste coatings en membranen is hun waterdichtheid niet altijd indrukwekkend. De ontwikkelingen staan echter niet stil en de komende jaren zouden er nog spannende ontwikkelingen bij de weefsels kunnen komen.

Hydrofiele coatings

Er bestaan ook stoffen die waterdicht zijn, maar hun ademende eigenschappen niet aan gaatjes, maar aan chemische eigenschappen ontlenen. Dit zijn de hydrofiele coatings (zoals Powertex) en hydrofiele laminaten (zoals Venturi en Sympatex). Nadeel van hydrofiele stoffen is dat ze water aantrekken en de kleding dus de neiging heeft 'nat' aan te voelen. Dit neemt niet weg dat dergelijke stoffen waterdicht zijn. Het 'nat' aanvoelen van de kleding wordt tegengegaan door de buitenstof waterafstotend te maken. 

Tot zover de constructiemethodes, maar wanneer is er sprake van waterdicht en ademend? Waterdichtheid wordt gemeten door een buis met water op een stof te zetten. De buis wordt net zolang met water gevuld tot de stof begint te lekken. Officieel is alles waterdicht wat een waterkolom van meer dan 1,30 meter verdraagt. Deze norm dateert ergens uit de Tweede Wereldoorlog en is volkomen achterhaald. Alle moderne stoffen, ook van dubieuze kwaliteit, halen lachend deze norm. Serieuze waterdichte stoffen beginnen bij een waterkolom van 10 tot 15 meter. Dit is belangrijk omdat er veel druk op de kleding komt als je gaat zitten, of als je knielt. Laat staan als een snowboarder op zijn knieën gaat zitten! Onze vrienden van Gore-Tex gaan pas lekken bij 80 meter water en zijn daarmee nog steeds koploper. Concurrent Sympatex begint bij 20 meter, maar heeft een aantal laminaten die een beduidend hogere waarde halen.

Ademende eigenschappen

Voor wat betreft de ademende eigenschappen van een stof ligt de zaak een stuk gecompliceerder. De mate waarin waterdamp wordt doorgelaten (de MVTR: Moisture Vapour Transmission Rate) is bepalend voor de ademende eigenschappen van een stof. Dit moet voorkomen dat je drijfnat wordt als je zweet en ervoor zorgen dat je weer opdroogt nadat je gezweet hebt. Men is het er echter niet over eens hoe je de MVTR moet meten. Geruzie onder wetenschappers dus. In het Gore-Tex laboratorium laat Sander de MVTR testruimte zien. Je verwacht een soort NASA computerruimte, maar niets is minder waar. Het enige dat ik zie is een groot aquarium met pal boven het wateroppervlakte stukjes stof met daarop een omgekeerde beker. Sander legt uit: ' De waterdamp gaat door de stof omhoog en wordt in de met zout gevulde beker opgevangen. De bekers wegen we voor de test en na 24 uur. Het verschil in gewicht is een maat voor de ademende eigenschappen van de stof. Belangrijk is wel dat de klimatologische omstandigheden in de kamer constant gelijk blijven'. Ik reageer enigszins verbaasd omdat je toch zeker van je eigen membraan zo langzamerhand wel weet hoe goed het ademt! De ademende eigenschappen worden echter in belangrijke mate bepaald door het proces waarin het membraan op een andere stof wordt gelijmd. De hoeveelheid lijm die nodig is bepaalt het ademend vermogen. De echte technologie is dan ook om zo min mogelijk lijm te gebruiken voor een maximale sterkte.

Laminaten

Laminaten kunnen op verschillende manieren verwerkt worden. De eerste, maar kwetsbare, mogelijkheid is om het laminaat los tussen de binnen⌐ en buitenstof te hangen. Verder kun je het laminaat op de binnenstof (bijv. Gore Tex Light), op de buitenstof ( 2⌐laags laminaten) of aan allebei vastlijmen (drielaags laminaat). Een drielaagslaminaat is sterk, maar niet zo soepel en minder ademend. Een verlijming op de binnenstof is heel soepel, bijzonder ademend, maar niet erg robuust. Een verlijming op de buitenstof zit hier precies tussenin en is bijzonder geschikt voor toepassingen waar geen zware rugzakken worden meegezeuld. De stof waarop het membraan gelamineerd wordt heeft overigens ook effect op de waterdichtheid van het totale product. De waterdichtheid van een membraan of coating kan dus vergroot worden door het met een bepaalde stof te verwerken. In het algemeen is er nog altijd een strijd tussen waterdichtheid enerzijds en ademende eigenschappen anderzijds. Hoe waterdichter de stof, hoe minder ademend en vice versa. Hierbij maakt het niet uit of het laminaten, weefsels of coatings betreft.

Buitenstoffen kleding

Bij de topkwaliteit buitensportkleding worden ook hoge eisen gesteld aan de buitenstoffen die in de kleding verwerkt worden. Zelfs volstrekt waterdichte kleding wordt bijvoorbeeld als 'nat' ervaren wanneer de buitenstof doorweekt is. Ook al is de drager volstrekt droog, hij of zij voelt zich toch oncomfortabel. Daarom is het belangrijk dat de buitenstof goed 'afparelt'; de druppels moeten van de stof aflopen. Bij coatings speelt dit probleem minder, omdat de coating meestal op de buitenzijde van de stof is aangebracht. Bij weefsels en laminaten is het echter een belangrijke voorwaarde voor de constructie van een comfortabel kledingstuk.

Sander laat de hiervoor ontworpen testinstallatie zien. Hoewel testinstallatie ook hier weer een groot woord lijkt. Het bestaat uit een trechter boven een schuin hangend lapje stof. Via de trechter wordt er water op de stof gegoten om te kijken hoezeer de stof afparelt. 'Dit doen we uiteraard niet alleen met nieuwe stof, maar ook met de stof als het vele malen gewassen is. Aan de hand van standaardisatiefoto's kan dan worden vastgesteld of het aan onze eisen voldoet’. Ik moet een beetje lachen om het 'houtje-touwtje' gehalte van sommige testjes, maar inmiddels is het tijd voor het echte werk: we gaan naar de regentoren. Hier worden prototypes van kledingstukken getest. Het blijkt een soort megadouchecabine te zijn waarin een etalagepop is opgesteld. Op de pop zijn allerlei sensoren aangebracht en zo kan precies worden vastgesteld waar de geringste lekkage optreedt.

Afhankelijk van het toepassingsbereik waarvoor het kledingstuk is ontworpen is er een bijpassende test. De 'eenvoudigste' test bestaat uit een forse regenbui die uit het plafond komt. Na een half uur gieten wordt de balans opgemaakt. Kleding die de test goed doorstaat mag het label 'guaranteed to keep you dry' voeren. Het kan echter ook erger. Behalve het water van boven, worden er dan ook nog twee sproeiers van de zijkant aangezet. Bovendien wordt gedurende de test de pop voortdurend 90 graden heen en weer gedraaid. Zodoende worden ook alle sluitingen en capuchons intensief getest. Na een uur wordt bekeken of alles nog droog is. Is dat het geval, dan mag het label 'extreme wet weather' worden gevoerd. Overigens worden beide testen pas uitgevoerd nadat de kledingstukken 25 (!) achtereenvol¼gende wasbeurten hebben ondergaan. Sander: 'Die wasbeurten doen we omdat we de laminering, de naden en de sluitingen willen testen. We zijn in deze test niet geïnteresseerd in de waterafstotende behandelingen die de buitenstoffen hebben ondergaan.' Als motorkleding moet worden getest, dan wordt de pop op een echte motor (natuurlijk een BMW!) gezet. Het water wordt dan frontaal van voren met een hoge drukspuit op de 'berijder' gespoten. De kracht van de drukspuit simuleert een snelheid van 100 kilometer per uur.

Na de spectaculaire regentoren volgen nog vele computergestuurde machines om de slijtvastheid van stoffen (de z.g. schuurweerstand) en de treksterkte vast te stellen. Verder zijn er nog de testmachines voor schoenen, die dag en nacht doorlopen totdat er een lekkage optreedt en het ontwerp terug mag naar de tekentafel!

De toekomst

Wat blijft er nog te wensen over? Waterdichte, ademende, soepele, stugge, robuuste, superlichte en wat al niet meer voor stoffen zijn er immers al. Paradoxaal genoeg zal de toekomst zich voor een deel afspelen rond NIET waterdichte stoffen. Het betreft de winddichte membranen. Ze zijn in korte tijd populair geworden omdat het comfortabel fleece geschikt maakt voor winderige omstandigheden. Helaas ritselen dergelijke membranen nogal en gaat het snoezelige 'fleecegevoel' grotendeels verloren.

Fabrikanten experimenteren volop met de dikte van de membranen en de verlijmingen met fleecestoffen. Windbloc (van Polartec) en Windstopper (van Gore-Tex) zijn de belangrijkste laminaten op dit gebied. Een andere uitdaging voor de komende jaren is 'waterdicht, ademend (maar dat kenden we al) en ...... stretchend'. De zoektocht naar materialen die volop kunnen rekken en toch niet gaan lekken is in volle gang en de eerste producten komen al op de markt.

Het sleutelwoord in functioneel kledingland voor dit jaar is echter 'pakvolume'. Kleding met een laag 'pakvolume' kun je heel klein opvouwen en dus makkelijk in een rugzak meenemen. Ook hiermee hebben de grote fabrikanten het voortouw genomen. Polartec leidt de dans op het gebied van isolerende materialen met stoffen als 'Powerstretch' en het samen met Patagonia ontwikkelde R1 en R2. Bij de waterdichte, ademende jongens heeft Gore zojuist een belangrijke slag gemaakt: Paclite (what's in a name?). Het is een tweelaagslaminaat dat zonder binnenvoering kan worden toegepast. Er is een bescherming op het membraan zelf aangebracht. Wat resulteert is een stof die beter ademt dan bestaande twee⌐ en drielaagslaminaten, maar sterker is dan een tweelaagslaminaat. Bovendien is het bijzonder licht en ... zeer klein oppropbaar. Het product is nog maar kort op de markt, maar opvallend veel kledingmerken passen het al toe.

Tenslotte maken zogenaamde 'tweefase' stoffen hun entree. Dit zijn zijn stoffen die beurtelings hun vaste of vloeibare vorm aannemen. Hierdoor wordt het mogelijk om warmte 'op te slaan' en later weer af te geven. Een voorbeeld van zo'n stof is Outlast. Als het warm wordt onttrekt de kleding warmte aan het lichaam doordat er een smeltproces optreedt. Als de omgeving later afkoelt vindt er stolling plaats en daarbij komt weer warmte vrij. Dergelijke materialen zijn ideaal voor zogenaamde 'stop and go' sporten, zoals skiën en snowboarden.