Мембранная ткань – что это такое: состав, свойства, достоинства и недостатки

Зачем нужны мембранные ткани?

Мембранные ткани: образцы
Слово «мембрана» имеет древнее происхождение и означает «перепонка». В давние времена оно применялось в обыденном и биологическом смыслах. По мере развития науки термин обрел физическое, химическое, техническое значение. Сейчас мембранные технологии используются в легкой промышленности для производства одежды.

Одна из главных функций одежды – защитная. Раньше для защиты от дождя применяли резиновую обувь, полиэтиленовые плащи, накидки из других непромокаемых тканей. От дождя, снега, ветра эти материалы некоторый период времени защищали хорошо. Долго в непромокаемых изделиях, изготовленных по старым технологиям, находиться невозможно.

Тело человека в среднем за сутки выделяет более полулитра влаги, которая накапливается на одежде изнутри, если нет выхода наружу. При активных движениях объем выделяющегося пота может достигать полутора литров.

Введение мембран в состав защитных тканей позволяет выводить пары воды, не допуская при этом попадание внутрь влаги, ветра, дождя, снега.

Что такое мембранная ткань

Материал, один из слоев которого представляет собой пористую пленку, способную пропускать водяные пары в одну сторону и задерживать проникновение жидкости в обратном направлении, называется мембранной тканью (МТ). На 1 см² ее поверхности находится более 1 миллиарда микроскопических мембран, что определяет водонепроницаемые и дышащие свойства ткани. Одежда, сшитая из МТ, защищает от дождя и ветра, но не дает испарениям накапливаться внутри. Тело человека остается сухим, поэтому он чувствует себя комфортно в любую погоду.

История создания

Уилберт Гор (Gore) с 1959 г. занимался изучением свойств политетрафторэтилена (ПТФЭ) – на тот момент нового полимерного материала. Вместе с супругой он организовал небольшую компанию W. L. Gore & Associates. Билл Гор пытался найти применение ПТФЭ, получившему еще одно название – тефлон. Опыты продолжил сын Уилберта, тоже химик по образованию.

Добиться результатов Бобу Гору удалось в 1969 г., когда он применил к тефлону быстрое растяжение при соблюдении некоторых условий. От такого воздействия ПТФЭ превращался в пленку с микропористой структурой, которая имела высокую паропроницаемость и почти не впитывала воду. Растянутый политетрафторэтилен обозначили аббревиатурой ePTFE.

В 1970 году компания запатентовала изобретение и начала производить изделия на основе тефлоновой пленки, которые применялись в сфере электроники и медицины. Развитие компании W. L. Gore & Associates продолжилось после получения заказа от NASA на производство ткани. Бренд Gore-tex стал первым производителем мембранных материалов. Разработки компании до 1980 г.:

• лента для герметизации швов;
• 2-х слойная ткань;
• вставки для перчаток.

Со временем W. L. Gore & Associates стала производителем одежды и обуви из разных видов ткани Gor-tex – дышащей, ветрозащитной и водонепроницаемой. Костюмы из гортекса носили американские астронавты и исследователи Антарктиды. После окончания действия патента, полученного компанией У. Гора, другие производители тоже начали выпускать МТ.

Состав материала

Основной компонент МТ – тефлоновая или полиуретановая пленка. Этот материал нельзя использовать для пошива одежды сам по себе, так как он слишком тонкий и непрочный. Кроме того, пористая поверхность быстро теряет одностороннюю водонепроницаемость при загрязнениях и механических деформациях. Чтобы этого не допустить, мембранный слой способом ламинации или склеивания соединяют с другой тканью, которая становится для него защитной.

Количество слоев, с которыми соединена мембрана, маркируется числами от 2, 3 или 2,5 рядом с буквами L/layer и указываются в описании к изделию из МТ. В 2-слойных составах пористая пленка склеена или спаяна с лицевой тканью. Материал получается гибким и легким, но недолговечным: его изнанка ничем не защищена от механических повреждений и загрязнений кожными выделениями.

Одежду из такой МТ снабжают свободно прикрепленной подкладкой из сетчатого или мягкого текстиля, что не совсем удобно: она может мешать во время активных движений. В 2,5-слойных составах на изнаночную сторону мембраны нанесено специальное защитное покрытие. Это позволяет отказаться от подкладки, тем самым снизив вес готовой одежды.

3-слойные МТ состоят из пористого компонента, размещенного между лицевым и подкладочным материалом. Способ нанесения тефлоновой пленки на лицевую ткань – ламинация. Такая разновидность мембраны самая тяжелая и наименее гибкая, зато отличается высокой износостойкостью.

Вес, долговечность и другие свойства МТ определяются составом и плотностью текстиля, из которого сделаны защитные слои. Для лицевой стороны чаще всего используются искусственные волокна: легкий и прочный нейлон или более дешевый полиэстер. Внутренний слой защищается сетчатым текстилем.

Основные характеристики

Параметры, определяющие свойства ткани с мембранной прослойкой:

1. Водонепроницаемость.
2. Паропроницаемость.

Первая характеристика определяется высотой столба воды (в мм), который может выдержать материал до того момента, когда вода начнет просачиваться сквозь него. Чем выше этот показатель, тем лучше. Так, число 20000 указывает на то, что МТ не пропустит воду даже при штормовых условиях; 10000 – выдержит ливень или снегопад; 5000 – не промокнет под небольшими осадками.

От уровня паропроницаемости зависят дышащие свойства МТ. Они влияют на то, насколько человеку будет комфортно носить одежду, сшитую из нее. Эту характеристику определяют по двум методикам. Компания Gore-Tex вычисляет показатель RET (сопротивление испарению). Тестируемые образцы проверяются на способность мембраны сопротивляться прохождению через нее пара. Чем меньше значение RET, тем лучше дышит материал. Наиболее дышащими являются МТ с RET от 1 до 6.

Другие производители используют значение скорости перехода водяного пара сквозь мембрану – MVTR. Она измеряется в г/м²/24ч и показывает, сколько граммов пара может пропустить 1 м² испытуемый ткани за сутки, т. е. паропроницаемость тем больше, чем быстрее ткань пропускает пар. Для самых дышащих МТ она выше 13000, хорошую дышащую способность имеют материалы с MVTR 6000-13000, нормальную – 3000-6000.

Преимущества и недостатки

Материалы с мембраной используются в легкой промышленности для пошива взрослой и детской туристической одежды, экипировки для зимних видов спорта, бега, катания на велосипеде в любую погоду, но вещи из них не предназначены для повседневной носки. Куртка из МТ защитит от дождя и снега, сохранит тепло, если в зимний период под нее надеть термобелье или 1-2 слоя дополнительного утепления из флиса или трикотажа. Преимущества вещей, сделанных из мембраны:

• хорошо защищают от ветра;
• почти не пачкаются;
• имеют небольшой вес;
• прочные;
• сохраняют тепло;
• снабжены надежной фурнитурой.

Верхняя одежда из МТ стоит дорого, тем не менее, несмотря на прочность, ее нельзя отнести к долговечным.

Это объясняется тем, что поры со временем разрушаются, и водоотталкивающие свойства ткани постепенно снижаются. С вещами нужно обращаться бережно, их нельзя подвергать химической чистке, а стирать в машине можно только некоторые виды мембран.

Строение и механизм действия мембран

Простейшим примером мембранного изделия является целлофановый пакет (не путать с полиэтиленовым). Если в целлофановый пакет налить, например, пересоленный раствор белка и подвесить его в емкость с чистой водой, то через некоторое время соль проникнет через поры целлофана в воду. Целлофан избирательно пропускает маленькие молекулы наружу, большие задерживает внутри, молекулы воды извне в пакет не просачиваются.

Принцип действия мембранной ткани

Подобным образом работает мембранный слой в тканях. Он пропускает маленькие молекулы наружу, не запуская ничего внутрь.

Мембраны, применяемые в легкой промышленности, принято делить на поровые (содержащие поры) и беспоровые (якобы не содержащие поры). Деление это условно, но широко распространено. Целесообразно его использовать.

• Мембраны с порами – это полимерные тонкие прослойки с очень маленькими отверстиями, через которые молекулы газообразной воды (пара) изнутри просочиться могут, а капли туда не помещаются. Напомним курс школы: в капле молекулы воды «слипаются» — находятся в виде ассоциированных групп. В парообразном состоянии молекулы воды одиноки, расстояние между ними не позволяет объединиться. Американская компания Gore-TeX делает из тефлона мембранные ткани, на 1 см2 которых имеется около полутора миллиардов микроотверстий – пор.
• Мембраны без пор действуют иначе. Они также содержат множество микроячеек со сложной, извилистой формой, напоминающей структуру губки. Пар от кожи всасывается в ячейки, напитывает мембрану, превращается в конденсированную влагу и за счет разницы парциального давления (это понятие тоже из школьных курсов) выделяется наружу. Такой принцип выделения возможен потому, что внутри паров больше, чем снаружи. Если гипотетически владелец одежды попадет в ней в сауну или другое помещение с очень высокой влажностью, влага таким же образом поступит внутрь.

В некоторых материалах разные мембраны сочетают, снаружи укладывают слой без пор, внутри – с порами. Ткань эффективная, но дорогая.

Классификация мембранных тканей

Сейчас почти все мембраны покрывают дополнительным водоотталкивающим слоем DWR, с которого жидкость просто скатывается. Разновидность eVENT обладает олеофобным эффектом – ее поверхность отталкивает жиры, выделяемые человеческим телом, что намного улучшает дышащие характеристики материала.

По строению

Структура МТ всегда ячеистая, но расположение и размер пор могут быть разными. По строению мембранного слоя ткани разделяют на поровые и беспоровые. Принцип действия поровых (гидрофобных и микропористых) мембран основан на том, что капли воды, попадающие на них снаружи, намного превосходят по размеру отверстия пор, и не могут попасть через них внутрь куртки или брюк. Размеры молекул пара таковы, что они легко проникают через мембраны наружу. Одежда из поровой ткани требует осторожного обращения, так как загрязняется и портится быстрее.

Беспоровые (монолитные или гидрофильные) МТ имеют более сложную структуру в сравнении с поровыми. Она напоминает губку, в которой поры расположены хаотично по всему объему материала. Поэтому он меньше загрязняется, дольше служит, выдерживает более широкий температурный режим. Испарения проходят сквозь ячейки МТ за счет разницы между давлением воздуха, который находится внутри и снаружи сшитой из нее вещи. Выталкивание водяных паров из мембран происходит только после того, как давление в них превысит атмосферное.

Наиболее дорогостоящий вариант МТ – комбинированная. Ее производят нанесением на лицевую сторону поровой ткани беспорового слоя. У таких материалов получаются высокие показатели водо- и паропроницаемости, а одежда из них – самая удобная.

По назначению

Строгой классификации МТ по сфере использования нет, но можно выделить 2 группы материалов, выполняющих разные функции. Ветрозащитные МТ получаются при нанесении пористого слоя на тонкий флис. Чаще всего снабжены водоотталкивающей пропиткой, что позволяет им выдерживать моросящий дождь. Используются велосипедистами в качестве демисезонной одежды, потому что перчатки, велоштаны и ветровки из таких материалов легкие по весу, быстро сохнут и удерживают тепло.

Водозащитные мембраны предназначены для пошива экипировки, которую носят во время сильного дождя или снега. Из них также делают обувь и разные аксессуары, не промокающие, но позволяющие дышать защищенным участкам тела.

Сравнение условий пользования

• Все мембранные ткани выводят пары из области повышенного давления в зону пониженного давления (как говорят специалисты по градиенту значений).
• При высокой влажности лучше выводят пары наружу мембраны с порами, особенно при наличии на одежде вентиляции. Мембраны без пор эффективны при относительно сухом воздушном окружении. Если влажность высока или открыта вентиляция, такая мембрана будет работать плохо.
• При низких температурах лучше работает мембрана с порами. При отрицательных температурах материала беспоровые мембраны просто замерзают.
• Мембрана с порами может засориться при неправильном уходе или ношении. Беспоровые мембранные ткани прочны, служат долго.

Основные характеристики

Мембранные ткани предназначены для защиты от непогоды и создания чувства комфорта носителям. Функции обосновывают важность основных показателей.

• Водонепроницаемость. При больших давлениях столба воды протекать начнет любая ткань. Для успешной эксплуатации важны значения максимально переносимых воздействий. Одежда, предназначенная для жестких условий, должна выдерживать давление от 20 000 мм водяного столба и выше. Значение в 10000 мм приемлемо для обычных условий дождливой погоды.
• Паропроницаемость характеризует массу пара в граммах, которую может вывести 1 м2 материала в заданную единицу времени (обычно 24 часа). Часто встречающийся минимум паропроницаемости составляет 3000 г/м2, максимум – от 10000 г/м2. Иногда это свойство оценивают по способности сопротивляться транспортировке пара (RET). Если этот показатель равен 0, ткань полностью пропускает весь пар, при значении 30 – пропускание пара практически исключено.

Мембрана не выполняет утепляющие функции. Она сберегает от дождя, ветра, снега, обеспечивает «дыхание» телу, способствует обеспечению тепловых комфортных ощущений.

Что значат характеристики мембраны

Что такое мембрана?

МЕМБРАНА — это тонкослойное покрытие внутренней поверхности ткани. Мембрана обеспечивает благоприятный климат внутри одежды, а микроскопические поры позволяют выходить водяным парам, одновременно блокируя проникновение влаги снаружи.

Мембранная ткань состоит из двух слоев: ткань верха (может быть абсолютно любой, как тонкой, так и плотной) и, непосредственно, мембрана — тончайшая полимерная пленка с порами специальной формы, обеспечивающими одностороннюю водопроницаемость (влага, находящаяся с внутренней стороны, свободно мигрирует сквозь мембрану, в то время, как влага, находящаяся снаружи, задерживается мембраной).

Как работает?

Внешняя влага не проникает внутрь, избыточное тепло и водяной пар (наш пот) изнутри выходит сквозь ткань, что улучшает терморегуляцию тела.

Что значат цифры и характеристики?

Любая мембранная одежда имеет на ярлыке две характеристики, обычно через слэш, вроде 5000/10000 или 5000mm/10000g. Первый параметр, это вода. Второй параметр, это воздух.

1. Водостойкость ткани измеряется высотой водяного столба, который онf может удержать не промокая. Единица измерения мм.

2. Паропроницаемость (Воздухопроницаемость) характеризует, какое количество влаги в виде пара пропускает наружу один метр ткани за 24 часа. Единица измерения г/м2/24 часа. Чем выше значение этих параметров, тем лучше.

* Для сравнения: максимальная водостойкость хлопка составляет 500 мм, синтетики без специальной обработки – 1000 мм. При этом паропроницаемость, необходимая для активного занятия спортом, например, горными лыжами, составляет 10 000 г/м2/24ч, а для ходьбы пешком — 3000 г/м2/24ч.

BREATHABLE – мембранная ткань для неэкстремальных условий. Используется в изделиях Caimano. Водостойкость 2000 — 5000 мм. Воздухопроницаемость 2000-5000 г/м2/24 часа.

Типы характеристик, используемых в одежде Color Kids

Air-Flo 10000: водонепроницаемые, ветрозащитные и дышащие.

Максимальная защита в самых суровых погодных условиях. Отделка: Ламинированная мембрана Водотталкивание: + 10.000 mm Ветронепродуваемость: да Паропроницаемость: + 5000 г./м./24 ч. Швы: полностью проклеенные (FTS)

Air-Flo 5000: Водонепроницаемость, ветрозащитные и дышащие

Превосходная защита при любых погодных условиях. Материал: Покрытие AF 5000 PU / ламинированная мембрана Водотталкивание: + 5.000 мм Ветронепродуваемость: Да Паропроницаемость: +5000 г./м./24 ч. Проклейка швов: Полная проклейка швов (FTS)

Air-Flo 3000: Водонепроницаемость, ветрозащитные и дышащие

100% защита при любых погодных условиях Материал: Покрытие AF 3000 PU Водотталкивание: + 3.000 мм Ветронепродуваемость: Да Паропроницаемость: +2000 г./м./24 ч. Проклейка швов: Частичная проклейка швов (PTS)

Air-Flo 2000: непромокаемый, ветрозащитные и дышащие

Эффективная защита в любых погодных условиях. Материал: Покрытие AF 2000 PU Водотталкивание: + 2.000 мм Ветронепродуваемость: Да Паропроницаемость: Да Проклейка швов: Нет

Структура тканей

Конструктивно мембранные ткани отличаются по исполнению.

• В двухслойных тканях мембрана зафиксирована с внутренней стороны полотна. Дополнительно она закрыта подкладкой, предохраняющей от повреждений, засорений.
• В трехслойных тканях воедино склеены: наружный слой, мембрана, внутренняя сетка. Необходимость в подкладочном слое отпадает. Материал очень удобный, стоит дороже.
• В некоторых модификациях на внутреннюю поверхность двухслойной ткани напылением нанесено специальное защитное покрытие.
• Существуют виды мембранных тканей с водоотталкивающим слоем (DWR), нанесенным сверху. Покрытие со временем может смываться. Оно легко восстанавливается специальными средствами.

Описание ткани Мембрана (Membrana)

Мембрана – это синтетическая материя. Для нее свойственны следующие свойства:

1. Водонепроницаемость. Этот показатель представлен в цифровом виде. Обозначает давление воду, которое способна выдержать материя. При покупке изделий на основе мембраны необходимо учитывать этот критерий. Если на изделии имеется цифра 3.000, то это указывает на то, что материал способен оказать сопротивление небольшому дождю. А вот материал с показателем 10. 000 не боится сильного ливня. Материал с 20.000 – это изделие, которое не промокнет даже при условии сильной непогоды и штормовых условий.
2. Выводимость паров. Этот критерий также представлен в формате числа. Отображает количество пара в г/м2 полотна, которое выходит за сутки. Чем выше этот критерий, тем материал качественнее.
3. Защита от ветра. С изделиями на основе мембраны можно не переживать, что вы продрогнете от сильного ветра.

Виды и характеристика мембранного материала

Мембранная ткань сегодня представлена различными видами. Если рассматривать ткань по конструкциям полотна, то различают такие виды:

1. Двухслойные. Их производство осуществляется по особой технологии. Ее суть в том, что на внутреннюю сторону обычной материи крепят мембрану. Сверху она содержит защиту в виде подкладки.

   
   Двухслойная ткань мембрана

2. Трехслойные. Они представлены в виде основы, самой мембранной ткани и трикотажной сетки. Все эти слои скреплены между собой методом ламинирования. В качестве подкладки здесь выступает сетка. Благодаря такой технологии производства удается снизить вес готовой одежды.
3. Двухслойные с подкладкой из трикотажа. По своей конструкции этот вариант материала очень схож с трехслойным.

   
   Трёхслойная ткань мембрана

Отличительная особенность заключается в том, что вместо подкладки здесь имеется вспененный трикотаж. Такая одежда из мембраны имеет еще меньший вес, но при этом это никак не отображается на ее свойствах.

На видео – описание ткани мембрана:

Ведущие производители

Мембранная ткань в одежде
Самой авторитетной, исторически первой компанией-производителем мембранных тканей является Gore-TeX. Она делала одежду для астронавтов. Затем было предложено несколько видов продукции горнолыжникам, альпинистам, горным туристам.

Сравнима по качеству одежда с мембранами Triple-Point, Sympatex, ULTREX. Материал добротный, выпускается в нескольких модификациях. Цена высокая, соответствует свойствам изделий.

Доступную цену имеет продукция с мембранами Ceplex, Fine-Tex. Она рассчитана максимум на 2 сезона активного ношения, после истечения которых материал может начать немного пропускать воду.

Покупая одежду из мембранных тканей, обратите внимание на информацию о проклейке швов. В некоторых разновидностях проклеены абсолютно все швы, в других – только основные. Для ношения в городе достаточно проклеивания основных швов. Для занятий активными видами спорта, возможно, лучше выбрать изделия со всеми укрепленными швами. Выбор за потенциальным владельцем одежды.

Правила ухода за мембранными тканями

Материал специфичен по составу и структуре. Обычные приемы стирки к данной группе изделий применять не следует.

• Стирать ткань с мембранным слоем можно в машине, используя щадящий режим и мягкие специальные средства.
• Отжимать в машине нельзя.
• Сдавать в химчистку нельзя.
• Гладить нет необходимости, делать это не нужно.
• При желании можно стирать вручную.
• Можно оставить вещь в произвольном расправленном состоянии, чтобы с нее стекала вода.
• Ткань очень мало пачкается. После ношения, высыхания ее можно слегка почистить обычной щеткой.

Ткани с мембранными материалами позволяют чувствовать себя защищенным в любую непогоду при максимально активных видах деятельности.