Мембранная одежда

 

Направление Outdoor предъявляет к одежде, обуви и снаряжению особые требования ⎼ удобно и комфортно при любой погоде. До появления мембраны любители активности на открытом воздухе были вынуждены выбирать: приятные ощущения от дышащих мягких тканей или защита от непогоды из полиэтилена, брезента, резины. Лучший вариант ⎼ комбинировать то и другое, используя многослойность.

Мембранная одежда ⎼ это продукт высокотехнологичного производства, в котором сочетаются терморегуляция с защитой от дождя и ветра. Мембрана работает круглый год и в любую погоду.

Что такое мембрана

 

Латинское слово membrana переводится как «оболочка, пленка, перепонка». Мембранами пользуются в различных сферах и производствах, где необходим барьер ⎼ преграда для проникновения определенных веществ. В качестве мембран или фильтров применяют материалы с избирательной пропускной способностью.

Мембраны, используемые для производства одежды, называются климатическими. Их задача:

·       защита от ветра;

·       защита от влаги (дождь, мокрый снег);

·       отвод влаги от тела человека.

«Работает» мембрана только тогда, когда температура и влажность окружающей среды отличаются от температуры и влажности тела человека. Даже при минимальной активности вне помещения включается механизм терморегуляции: температура повышается, тело потеет, повышается влажность. В таких условиях в работу включается мембрана, и отводит влагу от тела наружу. Но экстремально низкие или высокие температуры окружающей среды, а также высокая влажность не гарантируют корректную работу мембран.

Типы мембран

 

Процесс влагоотведения через мембрану зависит от ее строения. Для изготовления мембранного снаряжения, обуви, одежды используют два основных типа мембран или их комбинацию.

Поровые

Мембрана представляет собой полимер, растянутый в очень тонкую пленку до состояния сетки с большим количеством микроскопических отверстий. Принцип работы поровой мембраны основан на способности межмолекулярных водородных связей полностью разрываться при переходе воды из жидкого состояния в газообразное. Водяной пар — это очень маленькие одиночные молекулы, которые могут проникать сквозь отверстия мембраны, отводя влагу от тела человека. Воду снаружи сетка не пропускает из-за большего, чем её отверстия, размера частиц, а также благодаря гидрофобным свойствам тефлона (вещество, из которого делают мембрану). Примеры поровых мембран: eVent, Gore-Tex.

С помощью другой, более современной технологии, получают электроспиннинговые поровые мембраны. Под действием электромагнитного поля ультратонкие полиуретановые нити формируют структуру определенной плотности, с отверстиями заданного размера. Это обеспечивает воздухопроницаемость и более эффективную паропроницаемость электроспиннинговой мембраны. Примеры: Polartec Neoshell, Dermizax BZ, Schoeller Aerobrane.

Недостаток поровых мембран в том, что со временем они забиваются биологическими частицами, что снижает паропроницаемость. В eVent-мембранах проблема частично решается дополнительной жироотталкивающей пропиткой.  

Беспоровые

Работа беспоровых мембран основана на диффузии. Тонкая гидрофильная пленка из полиэстра или полиуретана не имеет пор. Отведение влаги изнутри наружу происходит следующим образом: частицы внешнего слоя мембраны впитывают влагу, передают ее более глубоким слоям, вплоть до поверхности ткани, где влага испаряется. Капли воды с наружной стороны не могут проникнуть через мембрану внутрь из-за большого размера, что препятствует их впитыванию.

Недостаток беспоровых мембран в том, что для запуска процесса диффузии нужно, чтобы влажность внутри была выше, чем снаружи. Это может создавать ощущение сырости. Для впитывания влаги требуется время или более интенсивная активность. Паропроницаемость таких мембран снижается в сырую теплую погоду.

Преимущества беспоровых мембран:

·       эластичность ⎼ могут растягиваться до размера, в два раза превышающего исходную форму;

·       относительно низкая цена производства.

Примеры: Dermizax EV и NX.

Комбинированные

Чтобы нивелировать недостатки каждого типа, часто используют комбинированную мембрану. Внутренний слой ⎼ гидрофильный ⎼ впитывает влагу, но препятствует проникновению биочастиц во внешний слой мембраны ⎼ гидрофобный. Это значительно усиливает эффективность мембраны и делает ее долговечной.

Примеры комбинированных мембран: Dermizax Hybrid, Gore-Tex Active.

Конструкция мембранных материалов

 

Для изготовления одежды используют различные сочетания мембраны с основной тканью. Конструктивные решения зависят от области применения ткани.

Двухслойная конструкция ⎼ 2L

Изнаночная сторона основы ламинируется мембраной, образуя единый двухслойный материал. Такую конструкцию закрывают свободно прилегающей подкладочной тканью, чтобы уберечь мембрану от потожирового загрязнения, механического трения о кожу.

Недостаток 2L-конструкции — немалый вес. Поскольку для зимней одежды большой объем и вес не так заметен, конструкцию чаще используют для утепленных моделей, размещая утеплитель между мембранной и подкладочной тканью.

Конструкция в два с половиной слоя ⎼ 2,5L

От двухслойной эта конструкция отличается отсутствием свободной подкладки. Сохраняет мембрану точечное дополнительное покрытие.

Ткань 2,5L-конструкции легкая, не объемная, но не очень прочная, недолговечная. Идеальна для одежды бегунов, велосипедистов.

Трехслойная конструкция ⎼ 3L

В этой конструкции мембрана приклеена к основной и подкладочной тканям, располагаясь между ними. Это придает конструкции прочность, износостойкость, жесткость. Ткань серьезно проигрывает в гибкости.

Из ткани 3L-конструкции изготавливают одежду для непростых природных условий (турпоходы, подъем в горы, жесткий климат), где главный фактор — надежность и прочность.

Другие конструкции

Различные компании изобретают новые конструктивные решения под определенные цели. Например, конструкция Z-Liner компании Gore. Мембрана ламинируется на легкую подкладочную ткань, что дает следующие преимущества:

·       малый вес и объем;

·       хорошая воздухопроницаемость;

·       лучшее сохранение тепла за счет дополнительного воздушного пространства;

·       возможность использовать любую внешнюю ткань.

 

Водостойкость и паропроницаемость мембран

 

Ключевые свойства, определяющие функциональные качества мембранной одежды, — водостойкость и паропроницаемость. Информация об этих параметрах всегда указывается на этикетке к соответствующей модели в виде двух чисел, например: 9000 / 12000 ⎼ водостойкость / паропроницаемость соответственно.

 

 

Как измеряют паропроницаемость мембраны

 

Паропроницаемость ⎼ это способность мембраны пропускать пар от тела наружу.

Для определения паропроницаемости мембраны используют соответствующие тесты.

MVTR ⎼ скорость переноса водяного пара. Показывает массу пара, способного пройти через образец мембранной ткани площадью один квадратный метр за сутки ⎼ г/м2/24 ч.

Больше ⎼ не значит лучше: выбор зависит от цели использования мембранной одежды.

·       3000-10000 г/м2/24 ч – для города и нагрузок средней интенсивности;

·       15000 г/м2/24 ч – для спорта;

·       20000 г/м2/24 ч и более – для экстремальных условий.

RET ⎼ сопротивление испарению. Измеряется по шкале от 0 (испарению ничего не мешает, как на «голой» коже) до 30 (тело не дышит, как под полиэтиленом):

·       0-6 RET – отличная паропроницаемость;

·       6-13 RET – хорошая паропроницаемость;

·       13-20 RET – допустимая паропроницаемость;

·       20-30 RET – слабая паропроницаемость или отсутствует совсем.

Лабораторное тестирование мембраны проводится в смоделированных условиях и не может учитывать реальные погодные условия, особенности физиологии человека, свойства внешней ткани, прочее. Чем ближе показатель паропроницаемости к оптимальному значению, соответствующему степени активности, тем комфортнее чувствует себя человек в мембранной одежде.

Как измеряют водостойкость мембраны

 

Водостойкость ⎼ способность мембраны сохранять прочность под воздействием воды.

Определяется водостойкость длиной водяного столба, оказывающего давление на ткань. Перед проведением гидростатического теста на определение водостойкости, мембранная ткань 10 раз подвергается стирке, имитируя условия реальной эксплуатации. Методика тестирования заключается в том, что на 1 см² ткани оказывают постепенно усиливающееся давление, до момента, когда через ткань проступает вода – это критическая точка:

·       до 5000 мм – для города и спокойных прогулок;

·       5000-20000 мм – для спорта и Outdoor-активности;

·       20000 мм и более – для профессионального применения.

История появления мембранных тканей

 

Открытие материала, в котором сочетаются противоположные свойства, как и многие значительные открытия, было случайным.

В начале 60-х годов ХХ века американский инженер-химик Боб Гором искал способ растянуть тефлон PTFE. Полимер, изобретенный в 30-х годах, получил признание благодаря своим уникальным свойствам: легкий, прочный, устойчивый к гниению и ультрафиолетовому излучению, негорючий, неэлектропроводный. Но оставался существенный недостаток материала – он не растягивался. Именно это свойство упрощало бы манипуляции с тефлоном, делало изделия из него легкими.

В результате множества экспериментов Бобу удалось найти условия, при которых новый тефлон ePTFE мог растянуться аж на 800% от своей первоначальной длины. Его можно было не только вытянуть в проволоку, но и раскатать в пленку толщиной 0,01 мм. Структура пленки представляла собой сеть из тончайших волокон. Эта сеть обладала удивительными свойствами: пропуская водяной пар, она задерживала на своей поверхности капли воды. Инженер достиг сочетания свойств, о котором мечтали миллионы, отправляясь в свои маленькие или большие походы, на отдых в соседний лесопарк или покорять Эверест.

Способы нанесения мембран

 

Мембрана, функциональность которой ограничивается барьерными свойства, а толщина от 0,01 мм делает ее очень непрочной, не может быть использована как самостоятельная ткань для пошива одежды. Она применяется как дополнительный элемент к основной ткани, усиливающий качественные характеристики последней.

При выборе основной ткани учитывают, что она будет защищать мембрану от внешнего физического воздействия, продлевая срок ее службы, и от избыточной влаги, помогая мембране в полной мере отводить влагу от тела. Гидрофобные свойства ткани усиливают с помощью специальных водоотталкивающих пропиток DWR.

Существует два способа нанесение мембраны на основную ткань:

Покрытие ⎼ coating ⎼ нанесение на изнаночную сторону ткани жидкого раствора, который покрывается тонким защитным слоем полимера.

Плюсы способа:

·       простой в нанесении;

·       экономичный по затратам;

·       изделия из такой ткани не нуждаются в подкладке, поэтому они легкие.

Ламинирование ⎼ laminate ⎼ на изнаночную сторону ткани приклеивается сплошной слой мембранной пленки.

Преимущества:

·       прочность;

·       долговечность покрытия;

·       показатели паропроницаемости выше.

Ламинированные мембраны лучше зарекомендовали себя в сложных погодных условиях. Как правило, упоминая мембранную одежду, при отсутствии дополнительной информации подразумевают мембранный ламинат.

Уход за мембранной одеждой

 

Срок службы и сохранность функциональных качеств любой одежды зависит от ухода за ней. Специфического ежедневного ухода за мембранными вещами не требуется. Надо лишь внимательно изучать рекомендации на этикетках и помнить о конструктивных особенностях такой одежды:

·       наличие водоотталкивающей пропитки внешнего материала;

·       тонкая полимерная сетка ⎼ мембрана.

Общие правила ухода, которые продлят срок эксплуатации мембранной одежды:

1.     Небольшие загрязнения можно удалить с помощью влажной салфетки или губки. Многократная стирка постепенно снижает водоотталкивающие и дышащие свойства одежды.

2.     Использовать жидкие средства для стирки, лучше специальные. Порошки могут забивать отверстия мембраны, а агрессивные компоненты будут разрушать ее структуру.

3.     Стирать и полоскать при температуре не выше 40⁰С. Полимер, из которого сделана мембрана, при высоких температурах будет деформироваться.

4.     Уменьшить обороты автоматического отжима. При ручном отжиме изделие не скручивать, что позволит избежать механического нарушения мембраны.

5.     Перед стиркой застегнуть все застежки, чтобы сохранить фурнитуру.

6.     Сушить горизонтально, в расправленном виде, вдали от нагревательных приборов.

7.     Избегать глажения утюгом. При крайней необходимости мембранную одежду можно гладить локально, через плотное полотенце, при температуре не выше 100⁰С.

8.     При стирке или после использовать средства, восстанавливающие водоотталкивающую пропитку внешнего материала. Даже при бережной эксплуатации она со временем разрушается.

Средства для ухода можно найти в любом магазине, где продается мембранная спортивная одежда.

Производители мембран

 

Первой использовать мембрану для производства одежды стала компания W. L. Gore & Associates, основанная в 1959 году Биллом Гором. Изобретение мембраны ⎼ результат экспериментов его сына Боба. Со времен первой коллекции в 1975-1977 годах и до сих пор компания не прекращала работу в этом направлении.

Японская компания Toray хорошо известна производством высокотехнологичных тканей. Первая мембрана бренда Entrant появилась на рынке в 1979 году. Знаменитые мембраны Dermizax производятся с 1995 года, и активно используются многими мировыми производителями outdoor-экипировки.

Представив новую поровую мембрану в 1999 году, на рынок вышла компания eVent fabrics. Для защиты от загрязнения их поровая мембрана обрабатывалась олеофобным покрытием. Мембранные ткани компании стали № 1 в этом секторе.

Направление электроспиннинговых мембран с высокой паропроницаемостью активно развивает компания The North Face FutureLight, используя их в массовом производстве одежды для активного отдыха. Разработанная компанией мембрана с зонами различной плотности позволила бесшовно соединять плотные и легкие ткани.  

Это не единственные производители мембран. Индустрия высокотехнологичных тканей развивается семимильными шагами, регулярно придумывая новые варианты. Но бренды с историей по-прежнему остаются на плаву. Мировые производители одежды охотно используют современные мембранные ткани.

Как выбрать мембранную одежду

 

Не существует универсальной мембранной одежды. Лучшая мембранная одежда та, характеристики которой соответствуют условиям ее использования. Прежде чем делать выбор, следует четко определиться с целью ⎼ где и когда вы будете ее носить.

Шаг 1. Категория

·       одежда мембранная для города и туризма;

·       одежда мембранная для зимних видов спорта;

·       одежда мембранная для бега и велоспорта;

·       одежда мембранная для альпинизма.

Функциональные параметры мембраны (водостойкость и паропроницаемость) уже учтены при отнесении одежды к той или иной категории.

Шаг 2. Ткань

Важную роль в выборе мембранной одежды играет ее основная ткань.

·       для города ⎼ износостойкость;

·       для турпоходов ⎼ подобрать компромиссное решение между долговечностью и весом;

·       для велоспорта и бега ⎼ легкость и паропроницаемость;

·       для альпинизма и фрирайда ⎼ высокие показатели защиты от непогоды.

 

 

 

Шаг 3. Крой

Анатомический крой обеспечивает ее удобство, а тип посадки позволяет подобрать одежду для конкретного вида деятельности.

·       Regular Fit ⎼ классический крой ⎼ брюки и куртки для туризма и повседневного использования;

·       Loose Fit ⎼ свободный крой ⎼ зимние виды спорта и ношение в экстремальных погодных условиях;    

·       Slim Fit ⎼ облегающая посадка «по фигуре» ⎼ виды спорта, где важна аэродинамика и плотная посадка одежды.

Шаг 4. Детали

Дополнительную защиту от неблагоприятных погодных условий и повышенный комфорт обеспечивают функциональные детали одежды:

·       капюшон с регулировкой посадки;

·       карманы ⎼ важно их расположение и функционал;

·       молнии ⎼ влагозащищенные, удобные для открывания-закрывания в перчатках;

·       вентиляция;

·       проклеенные швы.

Мембранная одежда – это не дань моде или способ выделиться. Это осознанный выбор тех, кто ведет активный образ жизни, заботится о себе и близких, стремится к новым впечатлениям извне, не оставляя ни единого шанса внутреннему дискомфорту. Разнообразие изделий из мембранной ткани в ассортименте современных магазинов удовлетворит даже самый нестандартный запрос. Вы откроете для себя новый мир с этой замечательной одеждой.