Как работают мембраны
Что представляет собой, где применяется
Мембрана - особый материал, характеризующийся сложным составом. Обеспечивает надежную защиту от снега, дождя, влаги. При этом одежда из мембраны отлично «дышит». Благодаря этому свойству поддерживается оптимальный для организма человека микроклимат. Наличие терморегуляции – это отсутствие перегрева, а также переохлаждения.
Для достижения подобного эффекта было проведено множество исследований и опытов. Полученная в результате этого технология стала применяться повсеместно. Из мембран изготавливают одежду, экипировку, спецодежду, обувь.
Хотя у мембранной одежды нет физических переключателей, чтобы она работала требуются определенные условия. Функционирует мембранная ткань в 2 направлениях - защищает от внешних воздействий, выводит избыточную влагу. Чтобы вывод воды действовал, должна быть определенная разность температур (снаружи и под одеждой). Только в этом случае влага будет выводиться наружу, а затем испаряться.
По этой причине вся создаваемая экипировка подходит для носки вне зданий, где условия разности возникают сами собой. Если человек находится в комнате в сидячем положении, то о работе такой ткани речь не идет.
Основные характеристики
Приобретая одежду, созданную из мембранной ткани, можно заметить 2 обозначения. Они расположены на бирке. Представлены в следующем формате: 16/11к или 9 000/12 000. Первое информирует о показателе водонепроницаемости, а второе – «дышащих» способностях.
Мм водного столба – единица измерения водонепроницаемости. Числовое обозначение свидетельствует о выдерживаемом давлении воды. К примеру, у слабого дождика давление составляет 8000 мм. У высококлассных мембранных тканей водонепроницаемость достигает 15к и больше.
«Дыхание» ткани можно измерить. Результаты будут получены в гр. на м2 за период в 24 часа. Этот параметр дает информацию об объеме пара, пропускаемого м2 мембраны за сутки. Этот показатель влияет на скорость отведения тепла от тела, а также его испарение. Комфортной для городских условий считается паропроницаемость 6-8к.
Строение
Мембрана - тоненькая пленка. Ее прочность невысока, поэтому в качестве единственного слоя не применяется. Используется с одним и более материалами:
1. Внешняя ткань высокой прочности, у которой имеется гидрофобное покрытие.
2. Мембранная ткань.
3. Внешний слой. Необходим для защиты микропор от внешних воздействий. Чтобы добиться лучшего эффекта, производители пропитывают его DWR-составами.
Скрепление может реализовываться несколькими способами:
· Ламинирование. Материалы скрепляются с помощью специального клея. Слой, обеспечивающий защиту, получает внутренняя сторона мембраны.
· Покрытие. Характеризуется простотой.
Мембранная прослойка требует внешней защиты и внутренней прослойки, которая отделяет ее от тела. Существует 3 вида реализации материала:
· 2 слоями;
· 2,5 слоями;
· 3 слоями.
2-слойные
Относятся к классическому варианту. 2 слоя – это защитный, мембранный. Год изобретения – 1970. Производится методом нанесения на изнанку защитной ткани мембраны. Последняя получает защиту в виде подкладок. Оптимально подходит для утепленных вещей, где за мембраной расположен утеплитель. Затем идет подкладка.
2.5-слойные
Реализуются путем нанесения мембраны на покрытие, выполняющее защитную функцию. Метод нанесения - узор, точки. Благодаря такому методу образуется пупырчатое покрытие. Ему не нужна подкладка. У произведенных вещей материал контактирует с кожей. Несмотря на это мембрана не портится, не засоряется. Также вещи характеризуются легкостью, прочностью.
3-слойные
Надежные, долговечные. Метод изготовления подразумевает приклеивание к мембране двух слоев – внешнего, внутреннего. Материал с покрытием из ламинирующего состава получается долговечным. Однако он не сильно гибкий. Весит больше. Дополняется подкладкой из трикотажа с сетчатой структурой.
3-слойные мембраны применяются для производства сложной экипировки с высокими требованиями. К ней относится одежда для альпинистов, а также верхняя экипировка. Изготовленный из такого материала костюм обладает повышенной комфортностью, функциональностью.
Как работает мембрана разных составов в одежде
На самом деле, не все мембраны работают одинаково. Рассмотрим особенности каждого вида:
Поровые
Принцип их работы заключается в различных свойствах водяного пара и воды. У незамерзшей жидкости молекулы располагаются недалеко друг от друга. Это создает поверхностное натяжение. Поэтому жидкость собирается в капли. Если это пар, то молекулы располагаются на определенном расстоянии друг от друга, а значит менее зависимы.
Мембрана – сплошное покрытие с микропорами. Их размер подобран таким образом, чтобы обеспечить выход только молекулам воды, но не целым каплям.
Более миллиона микропор приходится на 1 см2 материала. У покрытия наблюдается гидрофобный эффект – отталкивание влаги.
У пористых мембран есть некоторые недостатки:
· быстрый засор;
· необходимость проведения регулярной прочистки.
Это происходит по причине выделения телом человека большого количества микроскопической грязи. Именно она забивается в микропоры. При несвоевременном уходе одежда перестанет выводить влагу.
Беспоровые
Работают по противоположному принципу. Изготовлены в виде сплошного гидрофильного материала, к которому протягивается вода. Пар выводится за счет действия диффузии:
· сначала происходит намеренное впитывание влаги;
· затем молекулы воды двигаются внутри, пока не достигнут внешнего слоя и испарятся.
Проникновение капель воды в мембрану исключено, так как они слишком велики для этого.
Трёхслойная гидрофильная
Для производства такого материала используется полиуретан. Благодаря ему удается получить водонепроницаемые свойства, а также снизить цену на товар. Плюсы такого варианта – эластичность, долговечность, универсальность (подходит для любой экипировки, спецодежды). Обладает более низкими показателями паропроводности, чем паровые аналоги. Не рекомендуется к использованию при высокой физической активности.
Минусы:
· для работы необходима существенная разница давления;
· под одеждой уровень влажности должен быть намного выше, чем снаружи;
· иногда отдает сыростью, что вызывает дискомфорт.
Комбинированные
Развитие этого направления привело к совмещению технологий, как следствие - появлению нового продукта. Этот продукт - пористая ткань с гидрофильной подкладкой. Полученный беспоровый материал защищает пористый от загрязнения (забивания поров). Благодаря этому частота стирок снизилась. При этом происходит более быстрое отведение пара. Материал стал заметно тоньше.
Трёхслойная комбинированная
Мембрана такого типа имеет недостаток в виде ограничений по дышащим способностям. В целом засор происходит реже. Сам материал служит дольше. Данному варианту присущ оптимальный баланс. Применяется в вариациях Gore-Tex.
Водостойкость и паропроницаемость
Все мембраны характеризуются хорошими показателями водостойкости и паропроницаемости. Устойчивость к влаге очень важна, если планируются спортивные тренировки в неблагоприятных условиях. Рассчитывается на спецоборудовании, имитирующем водяной столб. На каждой мембранной одежде есть ярлыки, где указана водостойкость в мм водяного столба и паропроницаемость в MVTR (также может применяться RET).
Водостойкость
Показатель группируется следующим образом:
· более 20 тысяч мм – может применяться во время шторма, ливня;
· 10-20 тысяч мм – в сильный дождь;
· 5-10 тысяч мм – в умеренный дождь;
· 1-5 тысяч мм – в слабый дождь, туман;
· 1 тысяча мм – указывает на защиту от ветра, но не от влаги.
Паропроницаемость
Этот показатель значимее, чем водостойкость. Расчет производится одним из двух методов:
MVTR. Подразумевает тестирование материала на способность пропускать пар. Результаты записываются следующим образом: Х г/м2/24 часа.
· значение Х больше 13 тысяч говорит от экстремально дышащих вещах;
· от 6 до 13 тысяч - отлично дышащей;
· ниже 6 тысяч – умеренно дышащей.
RET – обратный метод. Показатель свидетельствует о сопротивлении выводу пара. Рассмотрим шкалу паропроницаемости:
· от 0-6 – экстремально дышащий материал;
· 6-13 – превосходные паропропускные свойства;
· 13-20 – умеренные паропропускные свойства;
· более 20 – не дышащая.
Как выбрать оптимальный вариант паронепроницаемости
При активных физических нагрузках рекомендуется, чтобы показатели проницаемости пара были высокими. Если планируется выходить на прогулки зимой, этот показатель должен быть не более 6-10 RET.
Не стоит стремиться покупать одежду с высокой паропрницаемостью. Такой подход может привести к неоправданным тратам. Ведь, чем лучше показатели, тем дороже ткань.
