Как работают водонепроницаемые дышащие ткани?
10 июля 2020 0:00
// Технологии
Как работают современные водонепроницаемые куртки?
Что лучше: Gore-Tex, eVent или полиуретан?
Ламинированная мембрана или внешнее покрытие?
Какая одежда наиболее комфортна и «дышит» лучше всего?
Существуют наиболее распространенные вопросы, которые требуют подробных ответов. В этой статье мы сделаем всё возможное, чтобы дать ответы на базовые вопросы о мембранной одежде на языке, понятном даже человеку с нетехническим образованием.
Как работают водонепроницаемые дышащие ткани
Водонепроницаемые дышащие (ВД) ткани заняли главенствующее положение в outdoor-индустрии в 1978 году, когда публике была представлена одежда из мембраны Gore-Tex®. С тех пор успело появиться множество новых мембран (eVent® , Sympatex®, MemBrainStrata® и т.п.), но даже до сих пор в умах некоторых людей мембранная одежда связана исключительно со словом «Гортекс». Большинство людей, конечно, понимают, что не вся мембранная одежда – это «Гортекс», также как и не все модели ксероксов выпускаются фирмой «Xerox». Gore-Tex® из-за своего огромного влияния на рынок одежды стал просто-напросто очень влиятельным брендом.
ВД ткани проектируются для выполнения 2-х целей:
Внутри
Внутренняя поверхность одежды, защищающей от дождя, становится водонепроницаемой и дышащей за счёт следующих технологий:
Внешняя поверхность одежды от дождя (лицевая ткань) обрабатывается специальной устойчивой водоотталкивающей финишной пропиткой (DWR, durable water repellent). Даже одежда, классифицируемая как защита от дождя (что включает в себя софтшелл) обрабатывается такой пропиткой. Приведем здесь несколько фактов о пропитке:
Ламинаты
Основной компонент ламината – мембрана. Мембраны производят из:
ePTFE
Gore-Tex и eVent, два широко известных производителя, используют мембраны из ePTFE. Мембрана ePTFE имеет микроскопическую удивительно тонкую паутинообразную структуру – около 10 микрон толщиной. Wilbert Lee Gore, создатель гортекса, оценивает количество пор в 1,4 млрд на квадратный сантиметр.
Из-за этих микроскопических пор ePTFE очень хорошо защищает от влаги (гидрофобен, выражаясь техническими терминами). Почему? Причина этого заключается в том, что поры ePTFE намного меньше, чем самая маленькая капля воды (в 20 тысяч раз меньше, по словам W.L. Gore), но всё ещё достаточно большие для того, чтобы молекулы воды из пара проходили через мембрану.
До сих пор наиболее убедительной с научной точки зрения причиной водоотталкивающих свойств ePTFE являлся тот факт, что эта мембрана – сплошная. Она обладает свойством, которое учёные называют «низкой поверхностной энергией» или «поверхностным натяжением». В этом состоянии она не может смачиваться до тех пор, пока не контактирует с жидкостью c соответствующей низкой поверхностной энергией (например, изопропиловый спирт).
Вода, однако, имеет высокую «поверхностную энергию». Это означает, что молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к другим поверхностям. Так, молекулы воды всегда стремятся собраться в форму, которая занимает минимальный объём пространства на других поверхностях, например, в каплю в форме эллипсоида. Если вода (высокая поверхностная энергия) контактирует с ePTFE (низкая поверхностная энергия), она быстро собирается в маленькие сверкающие бусинки, которые быстро скатываются с поверхности одежды.
Посмотрите на капельку воды на поверхности тефлоновой сковородки. Она не растечётся во все стороны из-за притяжения между молекулами, которое заставляет их собраться в единую объемную каплю. В то же время притяжение между водой и тефлоном (ePTFE) такое слабое, что почти никакая сила не притягивает их молекулы друг к другу.

Таким образом, вода может проникнуть в ePTFE двумя путями:
Водонепроницаемые дышащие мембраны под электронным микроскопом (увеличение 5000Х)
Слой PU (полиуретановой плёнки) – сплошной (выражаясь технически, единый, интегральный) и защищает ePTFE от жиров тела и остальных загрязнителей.
Но если мы наносим слой плёнки на мембрану, то как такая конструкция будет дышать? Или, говоря техническим языком, обеспечивать транспорт водяного пара через мембрану?
В Gore-Tex придумали решение: PU плёнка делается гидрофильной (водолюбивой). Обычно это происходит за счёт включения в состав функциональных химических групп наподобие воды или комбинированием PU с другими материалами, которые естественным образом являются гидрофильными (часто это оксид полиэтилена). Когда человек в такой одежде потеет, то молекулы водяного пара «хватаются» за внутренний слой, водолюбивую PU плёнку. Этот процесс называется адсорбцией. Молекулы пара постепенно проникают через твёрдую PU плёнку посредством процесса диффузии. Что же ими движет? Причина – в различной концентрации молекул водяного пара (также это можно назвать градиентом или перепадом давления) по обеим сторонам плёнки.
В природе всё стремится к равновесию. Горячий воздух «стремится» в более холодные области (примечание редактора: движение газов происходит под действием перепадов давления, а не температур. В невесомости, например, конвективные потоки отсутствуют), водяной пар стремится туда, где суше. Таким образом, пар с большей температурой или более насыщенный пар (например, от человека, который занимается интенсивными упражнениями) будет двигаться в область с меньшей концентрацией или более низкой температурой (снаружи куртки). (прим. редактора: корректнее говорить об осмотическом давлении, приведен перевод оригинальной статьи)
Различие в концентрациях движет положительно заряженными молекулами воды от одной гидрофильной полиуретановой молекулы к следующей. Такое поведение подобно ребенку, который прыгает на спортивной лесенке от одной перекладины к другой. Добравшись до другой стороны PU плёнки, молекулы испаряются и выходят через мембрану ePTFE уже в виде пара. Этот последний шаг называется десорбцией. Этот трёхстадийный процесс адсорбции-диффузии-десорбции и есть ключ к разгадке дышащих свойств мембранной одежды. Техническим языком этот процесс характеризуют термином «эффективность транспортировки водяного пара» ("water vapor transfer rate," WVTR) или «эффективность транспортировки влаги» ("moisture vapor transfer rate," MTVR).
Но насколько эффективен этот процесс по сравнению с незащищенной мембраной? К сожалению, он происходит медленнее. В некоторых случаях влага может собираться и конденсироваться на внутренней поверхности PU плёнки, создавая ощущение сырости внутри одежды, даже когда она и не протекает.
eVent
Созданная компанией BHA Technologies (в настоящее время ей владеет General Electric), мембрана eVent была изначально предназначена для использования в промышленных воздушных фильтрах, и только через некоторое время ей нашли применение в водостойких дышащих материалах. Хотя, подобно гортексу, мембрана eVent и создана из ePTFE, но она защищена от загрязнений без использования PU плёнки. На языке технологов, Gore-Tex использует гидрофильную единую мембрану (сплошную и притягивающую воду); eVent использует гидрофобную микропоровую мембрану (водооталкивающую, с мельчайшими порами).
Так каким же образом eVent защищает ePTFE от загрязнения? Этот процесс – коммерческая тайна. Один из учёных, специалистов по тканям, описал это как «олеофобное покрытие, нанесенное при критических параметрах в жидком состоянии». Стив Нагоде, член лаборатории проверки качества REI и большой фанат одежды с мембраной eVent от дождя, объясняет это более наглядно – разработчики eVent, по его словам, нашли способ каким-то чудесным образом «намазывать» отдельные волокна ePTFE специальным защитным «секретным соусом», причём без засорения крайне малого объёма вокруг наноразмерных нитей ePTFE.
Доктор Альфред Ло, инженер в команде разработчиков eVent, объясняет это другими словами: «Это происходит за счёт молекулярного покрытия поверхности индивидуальных фибрилл, которые представляют собой структуру с открытыми порами из ePTFE». Также он добавляет, что без использования PU плёнки водяной пар, образуемый внутри куртки, будет выветриваться напрямую наружу, без намокания внутренней поверхности.
eVent и Gore-Tex
Некоторые преимущества eVent:
Линейка продукции гортекса постоянно меняется. Оригинальный гортекс (с незащищенной мембраной) долгое время не появлялся в моделях. Версия, названная Gore-Tex XCR в настоящее время используется только в ботинках. Последние мембраны основной линейки гортекса используют комбинированные ламинаты на основе ePTFE самых различных типов, и все из них выпускаются под маркой с лозунгом «гарантировано оставляет вас сухими» ("Guaranteed to Keep You Dry"):
Gore-Tex Pro Shell: передовая линейка продукции компании Гортекс. Наилучший выбор для активного, интенсивного использования требовательным покупателем. Выпускается в 2 версиях: 3х- и 2х-слойная; трёхслойная версия немного легче и чуть лучше дышит.
Gore-Tex Paclite Shell: 2,5 слойная мембрана, нацеленная на покупателей-путешественников, требовательных к весу своей одежды. Мембрана ePTFE закрыта изнутри очень тонким слоем, который Gore-Tex описывает как «вещество, которое ненавидит жир».
Gore-Tex Performance Shell: используется в одежде, которая предназначена для более низкой активности, от обычного отдыха до путешествий. Доступна в 2- и 3-слойных версиях. Отличная защита от дождя, но уже не такие выдающиеся дышащие свойства.
Краткий наглядный итог: eVent и Gore-Tex
Полиуретановые плёнки
Множество ламинатов использует мембраны, сделанные из сверхтонкой полиуретановой плёнки. Это то же самый гидрофильный единый материал, использующийся в гортексе для формирования защитной «стенки», прикрепленной к ePTFE мембране в её ламинате. Сама по себе PU плёнка выполняет те же самые функции защиты от дождя и обеспечения дышащих свойств, такие же, как и при комбинировании с ePTFE – движение влаги по трёхстадийному процессу адсорбции-диффузии-десорбции (описанному ранее).
Если PU плёнка может сама по себе выполнять такие же функции, как и ePTFE (тефлон), то какая же роль отводится последнему в ламинатной мембране гортекса? ePTFE, из-за микроскопического строения нитей ткани, прилипает к PU плёнке таким образом, что она становится очень тонкой, намного тоньше, чем сама по себе, без подложки в ламинате.
Разница в толщине измеряется в микронах, но даже такие небольшие различия могут иметь существенное влияние на спецификации тканей и ощущения от ношения одежды.
Новейшие PU ламинаты всё сокращают разрыв в «производительности» с комбинированными ламинатами. Так, MemBrainStrata компании Мармот (представленная впервые на рынке в 2009 году), например, заявляет о себе как о продукте, полностью меняющем ситуацию в своей области, продвигая свой принцип «20/20» (защита от дождя/дышимость). Что означают эти цифры – будет описано далее в этой статье в разделе «Дышащие свойства».
Не весь полиуретан одинаков. «Полиуретаном» можно назвать очень широкую линейку продуктов, от пористой плёнки до покрытий для мебели.
Те «волшебники», которые создают полиуретановые покрытия, сконцентрированы географически в основном в Азии (преимущественно это Япония), и гонка за созданием совершенной PU-плёнки никогда не закончится.
Дополнительно от редактора: последняя новинка от компании Polartec произвела фурор в outdoor-индустрии. Ткань Neoshell имеет гидрофобную микропоровую PU мембрану со сложной структурой: она состоит из многих переплетенных друг с другом субмикронных волокон из полиуретана с тщательно контролируемым размером пор. Капли воды не проходят через микроскопические поры, но пар отлично проходит между волокнами. Такая конструкция по дышимости превосходит даже eVent. Так, Polartec рекламирует свою ткань как вершину эволюции в индустрии непромокаемой одежды:

Плёнки из полиэстера
Мембраны на основе полиэстера постепенно появляются на рынке мембранной ветро- и влаго - защищающей одежды, хотя до сих пор и не были широко распространены. Наиболее известный пример – Sympatex, который объединяет в себе полиэстер (гидрофобный) и полиэфер (гидрофильный), для создания беспоровой плёнки. Эта плёнка будет транспортировать пар по трёхстадийному процессу адсорбции-диффузии-десорбции, который используется в PU покрытиях.
Sympatex заявляет, что их плёнка особо тонкая, почти 5 микрон, и поэтому способна проводить водяной пар довольно быстро. Её создатель также утверждает, что она способна растягиваться сильнее обычного, что делает её сравнимой с PU плёнками. (Ламинаты, использующие ePTFE мембрану, почти не растягиваются)
В терминах «производительности», общепринятым в промышленном производстве тканей мнением является то, что полиэстровые плёнки слегка отстают от лучших PU ламинатов по дышащим свойствам. Однако, они имеют свои преимущества: такая одежда в конце срока эксплуатации может быть переработана в исходный полиэстер, т.е. проблем с утилизацией у таких плёнок меньше.
PU плёнки и ePTFE
Преимущества полиуретановых плёнок:
В одежде от дождя с покрытием используется слой полиуретана для внутренней части одежды, механически нанесенный, как краска на стену, или как масло на хлеб. Их главный лозунг – средние потребительские свойства по минимальной цене.
Покрытия могут быть использованы, чтобы полностью «закрыть» ткань, сделав её защищающей от дождя, но при этом не дышащей. Однако, в категории влаго- и ветро- защиты полиуретановые покрытия представлены в 2 видах:
Микропоровые покрытия: включают сеть очень малых по размеру каналов – слишком маленьких, чтобы вода смогла проникнуть сквозь них, но всё ещё довольно больших, через которые ещё может проходить водяной пар. Большая часть ветро - влагозащитной одежды использует монолитный, гидрофильный «подход». Каким образом покрытие, подобное краске, делают поровыми? При производстве может быть добавлен реагент, вспенивающий основное вещество. Пузырьки газа будут формироваться и расширяться внутри покрытия, создавая постоянные взаимосвязанные пустые области внутри покрытия во время его затвердевания.
Другой метод: твёрдые частицы в покрытии смешиваются в раствор покрытия, вызывая образование небольших трещин непосредственно около этих частиц по мере застывания покрытия. Таким образом и получаются сверхмалые каналы, позволяющие пару выйти наружу.
Монолитное покрытие: сплошной, гидрофильный (водолюбивый) слой, который транспортирует влагу посредством трёхстадийного процесса адсорбции-диффузии-десорбции, описанного ранее в этой статье.
Пока производитель не скажет, какое покрытие использовалось, покупатель визуально не сможет их отличить. Какое же из них работает лучше? Та же ситуация – различий почти нет. (А некоторая одежда, например, очень популярная куртка MarmotPreCip, объединяет в себе 2 различные технологии покрытий).
Одежда с покрытиями – наименее сложная и, следовательно, наименее дорогая в категории влагозащитной дышащей одежды.
Низкая цена делает её популярной среди:
Одежда с покрытиями вряд ли будет привлекательной для спортсменов, которые регулярно и интенсивно тренируются, и быстро изнашивают одежду. Но для обычных путешественников (для тех, кто выбирается из дому не так уж и часто) эта одежда с её низкой стоимостью вполне имеет смысл.
Преимущества одежды от дождя с покрытиями:
Цель достижения дышащих свойств мембраны, которые были бы сравнимы с открытой кожей, бросала вызов озадаченным потребителям и дизайнерам не одно десятилетие. Главным препятствием являлось то, что через мембранную одежду может проходить очень мало воздуха – выражаясь техническим языком, у ткани отсутствует воздухопроницаемость (попробуйте продуть воздух).
Как работают водонепроницаемые дышащие ткани
Водонепроницаемые дышащие (ВД) ткани заняли главенствующее положение в outdoor-индустрии в 1978 году, когда публике была представлена одежда из мембраны Gore-Tex®. С тех пор успело появиться множество новых мембран (eVent® , Sympatex®, MemBrainStrata® и т.п.), но даже до сих пор в умах некоторых людей мембранная одежда связана исключительно со словом «Гортекс». Большинство людей, конечно, понимают, что не вся мембранная одежда – это «Гортекс», также как и не все модели ксероксов выпускаются фирмой «Xerox». Gore-Tex® из-за своего огромного влияния на рынок одежды стал просто-напросто очень влиятельным брендом.
ВД ткани проектируются для выполнения 2-х целей:
- Препятствовать проникновению внешней влаги на внутреннюю поверхность (для поддержания вас и вашей одежды сухими);
- Обеспечивать выход влажного воздуха наружу куртки (для поддержания комфортных условий).
Внутри
Внутренняя поверхность одежды, защищающей от дождя, становится водонепроницаемой и дышащей за счёт следующих технологий:
- Ламинаты (ламинатные мембраны, которые включают Gore-Tex® и eVent®) формируются, когда мембрана прикрепляется к изнаночной поверхности ткани. Похожим образом обои клеятся на стены – другими словами, мембрана (обои) + ткань (стена) = ламинатное покрытие.
- Покрытия – жидкие растворы, которые обеспечивают водонепроницаемые и дышащие свойства при нанесении на внутреннюю поверхность ткани. Это всё равно что нанести сверхтонкое покрытие краской на стену.
Внешняя поверхность одежды от дождя (лицевая ткань) обрабатывается специальной устойчивой водоотталкивающей финишной пропиткой (DWR, durable water repellent). Даже одежда, классифицируемая как защита от дождя (что включает в себя софтшелл) обрабатывается такой пропиткой. Приведем здесь несколько фактов о пропитке:
- Пропитка влияет только на внешнюю поверхность одежды и никак не связана с ламинатами или покрытиями.
- Её задачей является защита лицевой поверхности ткани от насыщения водой и, как следствие, провисание ткани и ощущение сырости.
- За счёт пропитки вода собирается в капли на поверхности одежды и быстро скатывается с неё.
- Пропитка не влияет на дышащие свойства ткани.
- Грязь, жир и, в меньшей степени, стирка снижают эффективность пропитки.
- Для того, чтобы пропитка не теряла свои свойства, одежду необходимо чистить, а проритку - периодически обновлять. Для этого используются специальные спреи и чистящие средства.
Ламинаты
Основной компонент ламината – мембрана. Мембраны производят из:
- Расширенного (т.е. растянутого) политетрафторэтилена, или ePTFE (иногда также называемого просто как PTFE). Многие знают этот материал под его маркой, производимой компанией DuPont: тефлон.
- Полиуретановые плёнки (ПУ).
- Плёнки из полиэстера.
ePTFE
Gore-Tex и eVent, два широко известных производителя, используют мембраны из ePTFE. Мембрана ePTFE имеет микроскопическую удивительно тонкую паутинообразную структуру – около 10 микрон толщиной. Wilbert Lee Gore, создатель гортекса, оценивает количество пор в 1,4 млрд на квадратный сантиметр.
Из-за этих микроскопических пор ePTFE очень хорошо защищает от влаги (гидрофобен, выражаясь техническими терминами). Почему? Причина этого заключается в том, что поры ePTFE намного меньше, чем самая маленькая капля воды (в 20 тысяч раз меньше, по словам W.L. Gore), но всё ещё достаточно большие для того, чтобы молекулы воды из пара проходили через мембрану.
До сих пор наиболее убедительной с научной точки зрения причиной водоотталкивающих свойств ePTFE являлся тот факт, что эта мембрана – сплошная. Она обладает свойством, которое учёные называют «низкой поверхностной энергией» или «поверхностным натяжением». В этом состоянии она не может смачиваться до тех пор, пока не контактирует с жидкостью c соответствующей низкой поверхностной энергией (например, изопропиловый спирт).
Вода, однако, имеет высокую «поверхностную энергию». Это означает, что молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к другим поверхностям. Так, молекулы воды всегда стремятся собраться в форму, которая занимает минимальный объём пространства на других поверхностях, например, в каплю в форме эллипсоида. Если вода (высокая поверхностная энергия) контактирует с ePTFE (низкая поверхностная энергия), она быстро собирается в маленькие сверкающие бусинки, которые быстро скатываются с поверхности одежды.
Посмотрите на капельку воды на поверхности тефлоновой сковородки. Она не растечётся во все стороны из-за притяжения между молекулами, которое заставляет их собраться в единую объемную каплю. В то же время притяжение между водой и тефлоном (ePTFE) такое слабое, что почти никакая сила не притягивает их молекулы друг к другу.

Таким образом, вода может проникнуть в ePTFE двумя путями:
- Если вода давит на поверхность с огромной силой. Дождь с порывами ветра давит с силой порядка 15 кПа – этого явно недостаточно для того, чтобы тефлон прохудился.
- Если низкая поверхностная энергия ePTFE меняется из-за загрязнения.
Водонепроницаемые дышащие мембраны под электронным микроскопом (увеличение 5000Х)
- Полиуретановая плёнка (внутренняя поверхность, отделка мембраны гортекс)
- ePTFE (внешняя поверхность мембраны гортекс)
- ePTFE с олеофобным покрытием
Gore-Tex
Гортекс использует «чистую» (незащищенную) мембрану ePTFE и прикрепляет её к сверхтонкой защитной полиуретановой плёнке, создавая то, что называют в производстве непромокаемой одежды двухкомпонентным ламинатом.Слой PU (полиуретановой плёнки) – сплошной (выражаясь технически, единый, интегральный) и защищает ePTFE от жиров тела и остальных загрязнителей.
Но если мы наносим слой плёнки на мембрану, то как такая конструкция будет дышать? Или, говоря техническим языком, обеспечивать транспорт водяного пара через мембрану?
В Gore-Tex придумали решение: PU плёнка делается гидрофильной (водолюбивой). Обычно это происходит за счёт включения в состав функциональных химических групп наподобие воды или комбинированием PU с другими материалами, которые естественным образом являются гидрофильными (часто это оксид полиэтилена). Когда человек в такой одежде потеет, то молекулы водяного пара «хватаются» за внутренний слой, водолюбивую PU плёнку. Этот процесс называется адсорбцией. Молекулы пара постепенно проникают через твёрдую PU плёнку посредством процесса диффузии. Что же ими движет? Причина – в различной концентрации молекул водяного пара (также это можно назвать градиентом или перепадом давления) по обеим сторонам плёнки.
В природе всё стремится к равновесию. Горячий воздух «стремится» в более холодные области (примечание редактора: движение газов происходит под действием перепадов давления, а не температур. В невесомости, например, конвективные потоки отсутствуют), водяной пар стремится туда, где суше. Таким образом, пар с большей температурой или более насыщенный пар (например, от человека, который занимается интенсивными упражнениями) будет двигаться в область с меньшей концентрацией или более низкой температурой (снаружи куртки). (прим. редактора: корректнее говорить об осмотическом давлении, приведен перевод оригинальной статьи)
Различие в концентрациях движет положительно заряженными молекулами воды от одной гидрофильной полиуретановой молекулы к следующей. Такое поведение подобно ребенку, который прыгает на спортивной лесенке от одной перекладины к другой. Добравшись до другой стороны PU плёнки, молекулы испаряются и выходят через мембрану ePTFE уже в виде пара. Этот последний шаг называется десорбцией. Этот трёхстадийный процесс адсорбции-диффузии-десорбции и есть ключ к разгадке дышащих свойств мембранной одежды. Техническим языком этот процесс характеризуют термином «эффективность транспортировки водяного пара» ("water vapor transfer rate," WVTR) или «эффективность транспортировки влаги» ("moisture vapor transfer rate," MTVR).
Но насколько эффективен этот процесс по сравнению с незащищенной мембраной? К сожалению, он происходит медленнее. В некоторых случаях влага может собираться и конденсироваться на внутренней поверхности PU плёнки, создавая ощущение сырости внутри одежды, даже когда она и не протекает.
eVent
Созданная компанией BHA Technologies (в настоящее время ей владеет General Electric), мембрана eVent была изначально предназначена для использования в промышленных воздушных фильтрах, и только через некоторое время ей нашли применение в водостойких дышащих материалах. Хотя, подобно гортексу, мембрана eVent и создана из ePTFE, но она защищена от загрязнений без использования PU плёнки. На языке технологов, Gore-Tex использует гидрофильную единую мембрану (сплошную и притягивающую воду); eVent использует гидрофобную микропоровую мембрану (водооталкивающую, с мельчайшими порами).
Так каким же образом eVent защищает ePTFE от загрязнения? Этот процесс – коммерческая тайна. Один из учёных, специалистов по тканям, описал это как «олеофобное покрытие, нанесенное при критических параметрах в жидком состоянии». Стив Нагоде, член лаборатории проверки качества REI и большой фанат одежды с мембраной eVent от дождя, объясняет это более наглядно – разработчики eVent, по его словам, нашли способ каким-то чудесным образом «намазывать» отдельные волокна ePTFE специальным защитным «секретным соусом», причём без засорения крайне малого объёма вокруг наноразмерных нитей ePTFE.
Доктор Альфред Ло, инженер в команде разработчиков eVent, объясняет это другими словами: «Это происходит за счёт молекулярного покрытия поверхности индивидуальных фибрилл, которые представляют собой структуру с открытыми порами из ePTFE». Также он добавляет, что без использования PU плёнки водяной пар, образуемый внутри куртки, будет выветриваться напрямую наружу, без намокания внутренней поверхности.
eVent и Gore-Tex
Некоторые преимущества eVent:
- Мембрана eVent имитирует работу «чистой», непокрытой мембраны ePTFE. Такой одностадийный процесс переноса пара происходит быстрее, чем 3х стадийный процесс адсорбции-диффузии-десорбции, требуемый для комбинации PU-ePTFE. В то время как не существует общепринятых лабораторных тестов для измерения «дышимости» ткани (этот вопрос будет обсуждаться далее в статье), по заверениям СМИ, а также судя по отзывам потребителей на REI.com, eVent обладает превосходными дышащими свойствами.
- eVent работает с одинаковой эффективностью, как с низкими, так и с высокими уровнями влажности; гортекс же предпочитает влажную окружающую среду и работает лучше после того, как его PU плёнка набрала немного влаги. Во время полевых испытаний REI в холодную сухую погоду некоторые спортсмены в куртке eVent обнаруживали себя в облаке пара из-за количества испаряемой через ткань влаги.
- Стив Нагоде из лаборатории качества REI даёт совет для любителей носить мембрану eVent в холодную погоду: «Из-за того, что ламинат eVent транспортирует пар быстрее, чем другие мембраны, активные люди, использующие eVent, обнаружили, что их мембрана испаряет пот быстрее. Таким образом, в такой одежде человек может в первое время замерзнуть с непривычки. Решение – носите под слоем одежды eVent дополнительный слой одежды или более плотный слой с мембраной eVent.»
- Ни одна дышащая водостойкая ткань не способна поддерживать полностью сухим её владельца, активно занимающегося спортом, однако высокая эффективность транспорта пара означает то, что с мембраной eVent менее вероятно собрать воду внутри одежды, чем с использованием других технологий мембранной одежды.
- Двухкомпонентное сочетание ePTFE-PU (гидрофобное-гидрофильное) использовалось и дорабатывалось в течение 30 с лишним лет. Её свойство противостоять загрязнениям и надежность в использовании хорошо доказано годами. Тем временем, надежность мембраны eVent в долгосрочной перспективе всё ещё изучается.
- Доктор Ло, член команды разработчиков eVent, заявляет, что свойства мембраны не будут портиться, если её будут регулярно чистить. Доктор Ло рекомендует чистить одежду с мембраной eVent с «разумной частотой» для предотвращаения попадания грязи и жира в поровую структуру тефлона eVent’а. Время от времени грязь может забивать поры, влияя таким образом на дышащие свойства мембраны.
- Производители гортекса также рекомендуют регулярно чистить одежду из их ламинатных мембран.
- DEET, ингредиент, использующийся во многих репелленах, - это раствор, который может понизить поверхностную энергию ePTFE. Избегайте попадания репелленов на любую защищающую от дождя одежду.
- Gore-TexProShell, последняя новинка от компании Gore-Tex (и обычно встречающаяся в куртках Arc'teryx), также собирает бесчисленные похвалы в свой адрес со стороны потребителей в отзывах на REI.com.
- Gore-Tex широко представлен в самых различных вариантах дизайна от широкого ряда производителей, eVent же остаётся относительно новым игроком на рынке с умеренным ассортиментом одежды.
Линейка продукции гортекса постоянно меняется. Оригинальный гортекс (с незащищенной мембраной) долгое время не появлялся в моделях. Версия, названная Gore-Tex XCR в настоящее время используется только в ботинках. Последние мембраны основной линейки гортекса используют комбинированные ламинаты на основе ePTFE самых различных типов, и все из них выпускаются под маркой с лозунгом «гарантировано оставляет вас сухими» ("Guaranteed to Keep You Dry"):
Gore-Tex Pro Shell: передовая линейка продукции компании Гортекс. Наилучший выбор для активного, интенсивного использования требовательным покупателем. Выпускается в 2 версиях: 3х- и 2х-слойная; трёхслойная версия немного легче и чуть лучше дышит.
Gore-Tex Paclite Shell: 2,5 слойная мембрана, нацеленная на покупателей-путешественников, требовательных к весу своей одежды. Мембрана ePTFE закрыта изнутри очень тонким слоем, который Gore-Tex описывает как «вещество, которое ненавидит жир».
Gore-Tex Performance Shell: используется в одежде, которая предназначена для более низкой активности, от обычного отдыха до путешествий. Доступна в 2- и 3-слойных версиях. Отличная защита от дождя, но уже не такие выдающиеся дышащие свойства.
Краткий наглядный итог: eVent и Gore-Tex
ламинат Gore-Tex | ламинат eVent | |
Мембранный материал | ePTFE плюс защитный PU слой | Покрытые волокна ePTFE |
Техническое название | Гидрофильный монолитный | Гидрофобный микропоровый |
Пояснение: | Водолюбивый и сплошнойтвёрдый | Водоотталкивающий с небольшими отверстиями |
Субъективные параметры | Ламинат Gore-Tex | Ламинат eVent |
Защита от воды | Отлично | Отлично |
Дышимость | Очень хорошо | Отлично |
Долговечность | Отлично | Полагают, что очень хорошо |
Вес | Зависит от одежды | Зависит от одежды |
Цена | Высокая | Высокая |
Полиуретановые плёнки
Множество ламинатов использует мембраны, сделанные из сверхтонкой полиуретановой плёнки. Это то же самый гидрофильный единый материал, использующийся в гортексе для формирования защитной «стенки», прикрепленной к ePTFE мембране в её ламинате. Сама по себе PU плёнка выполняет те же самые функции защиты от дождя и обеспечения дышащих свойств, такие же, как и при комбинировании с ePTFE – движение влаги по трёхстадийному процессу адсорбции-диффузии-десорбции (описанному ранее).
Если PU плёнка может сама по себе выполнять такие же функции, как и ePTFE (тефлон), то какая же роль отводится последнему в ламинатной мембране гортекса? ePTFE, из-за микроскопического строения нитей ткани, прилипает к PU плёнке таким образом, что она становится очень тонкой, намного тоньше, чем сама по себе, без подложки в ламинате.
Разница в толщине измеряется в микронах, но даже такие небольшие различия могут иметь существенное влияние на спецификации тканей и ощущения от ношения одежды.
Новейшие PU ламинаты всё сокращают разрыв в «производительности» с комбинированными ламинатами. Так, MemBrainStrata компании Мармот (представленная впервые на рынке в 2009 году), например, заявляет о себе как о продукте, полностью меняющем ситуацию в своей области, продвигая свой принцип «20/20» (защита от дождя/дышимость). Что означают эти цифры – будет описано далее в этой статье в разделе «Дышащие свойства».
Не весь полиуретан одинаков. «Полиуретаном» можно назвать очень широкую линейку продуктов, от пористой плёнки до покрытий для мебели.
Те «волшебники», которые создают полиуретановые покрытия, сконцентрированы географически в основном в Азии (преимущественно это Япония), и гонка за созданием совершенной PU-плёнки никогда не закончится.
Дополнительно от редактора: последняя новинка от компании Polartec произвела фурор в outdoor-индустрии. Ткань Neoshell имеет гидрофобную микропоровую PU мембрану со сложной структурой: она состоит из многих переплетенных друг с другом субмикронных волокон из полиуретана с тщательно контролируемым размером пор. Капли воды не проходят через микроскопические поры, но пар отлично проходит между волокнами. Такая конструкция по дышимости превосходит даже eVent. Так, Polartec рекламирует свою ткань как вершину эволюции в индустрии непромокаемой одежды:

Плёнки из полиэстера
Мембраны на основе полиэстера постепенно появляются на рынке мембранной ветро- и влаго - защищающей одежды, хотя до сих пор и не были широко распространены. Наиболее известный пример – Sympatex, который объединяет в себе полиэстер (гидрофобный) и полиэфер (гидрофильный), для создания беспоровой плёнки. Эта плёнка будет транспортировать пар по трёхстадийному процессу адсорбции-диффузии-десорбции, который используется в PU покрытиях.
Sympatex заявляет, что их плёнка особо тонкая, почти 5 микрон, и поэтому способна проводить водяной пар довольно быстро. Её создатель также утверждает, что она способна растягиваться сильнее обычного, что делает её сравнимой с PU плёнками. (Ламинаты, использующие ePTFE мембрану, почти не растягиваются)
В терминах «производительности», общепринятым в промышленном производстве тканей мнением является то, что полиэстровые плёнки слегка отстают от лучших PU ламинатов по дышащим свойствам. Однако, они имеют свои преимущества: такая одежда в конце срока эксплуатации может быть переработана в исходный полиэстер, т.е. проблем с утилизацией у таких плёнок меньше.
PU плёнки и ePTFE
Преимущества полиуретановых плёнок:
- Одежда из них получается обычно легче и занимает меньше места.
- Могут «терпеть» растяжения в конструкции одежды; ePTFE ламинаты растяжение переносят плохо. Неотъемлемые свойства растягиваться у полиуретановой плёнки могут помочь им лучше справляться со «стрессовыми ситуациями» (такие как падение на скалу или лёд).
- Более низкая цена, в то время как самые новые версии сравнимы по «дышимости» с 2х- и даже 3х-слойными ламинатами ePTFE.
- Мембрана сама по себе лучше подходит к более грубому использованию.
- Лучшие дышащие свойства, чем у других ламинатов или покрытий (хотя всё-таки по дышимости разрыв между ePTFE и PU плёнками становится всё меньше).
- Меньше риск конденсации влаги на внутренней части одежды (особенно для тефлона в мембране eVent, в которой отсутствует PU слой, используемый в ламинатах гортекса).
В одежде от дождя с покрытием используется слой полиуретана для внутренней части одежды, механически нанесенный, как краска на стену, или как масло на хлеб. Их главный лозунг – средние потребительские свойства по минимальной цене.
Покрытия могут быть использованы, чтобы полностью «закрыть» ткань, сделав её защищающей от дождя, но при этом не дышащей. Однако, в категории влаго- и ветро- защиты полиуретановые покрытия представлены в 2 видах:
Микропоровые покрытия: включают сеть очень малых по размеру каналов – слишком маленьких, чтобы вода смогла проникнуть сквозь них, но всё ещё довольно больших, через которые ещё может проходить водяной пар. Большая часть ветро - влагозащитной одежды использует монолитный, гидрофильный «подход». Каким образом покрытие, подобное краске, делают поровыми? При производстве может быть добавлен реагент, вспенивающий основное вещество. Пузырьки газа будут формироваться и расширяться внутри покрытия, создавая постоянные взаимосвязанные пустые области внутри покрытия во время его затвердевания.
Другой метод: твёрдые частицы в покрытии смешиваются в раствор покрытия, вызывая образование небольших трещин непосредственно около этих частиц по мере застывания покрытия. Таким образом и получаются сверхмалые каналы, позволяющие пару выйти наружу.
Монолитное покрытие: сплошной, гидрофильный (водолюбивый) слой, который транспортирует влагу посредством трёхстадийного процесса адсорбции-диффузии-десорбции, описанного ранее в этой статье.
Пока производитель не скажет, какое покрытие использовалось, покупатель визуально не сможет их отличить. Какое же из них работает лучше? Та же ситуация – различий почти нет. (А некоторая одежда, например, очень популярная куртка MarmotPreCip, объединяет в себе 2 различные технологии покрытий).
Одежда с покрытиями – наименее сложная и, следовательно, наименее дорогая в категории влагозащитной дышащей одежды.
Низкая цена делает её популярной среди:
- Путешественников, которые любят неспешные прогулки.
- Людей, которые довольно редко выбираются за город в дождливую погоду.
- Для всех, кто хочет минимизировать вес своего снаряжения либо сэкономить на нём.
Одежда с покрытиями вряд ли будет привлекательной для спортсменов, которые регулярно и интенсивно тренируются, и быстро изнашивают одежду. Но для обычных путешественников (для тех, кто выбирается из дому не так уж и часто) эта одежда с её низкой стоимостью вполне имеет смысл.
Преимущества одежды от дождя с покрытиями:
- В категории 2,5-слойной одежды от дождя её вес получается меньше, чем у 2- и 3- слойных ламинатов, да и пакуется она в меньший объём, т.к. подобно 2,5-слойным ламинатам они не облицовываются (не наносится подкладка), а только покрываются защитным слоем, обычно текстурированным линиями или точками для сохранения некоего барьера между кожей человека и тканью, т.е. чтобы прикосновение кожей к ткани было сухим.
- Менее дорогая, чем одежда, в которой используются ламинаты, иногда разница составляет четырехзначные цифры.
- Хуже дышит.
- Часто немного тяжелее, чем одежда с ламинатным покрытием. При нанесении на ткань полиуретан должен заполнить неровности ткани, делая её довольно толстой в некоторых точках (хотя и всего лишь на несколько микрон). В итоге одежда с покрытием может иногда ощущаться жесткой.
- Немного хуже выдерживают усилие на разрыв.
- При стирке с помощью обычных чистящих средств микропоровые покрытия стремятся собрать некоторые поверхностно-активные вещества (добавки в очиститель), которые могут уменьшить поверхностное натяжение покрытия, что подвергает его риску прохудиться. Существует 2 способа решения этой проблемы: используйте по крайней мере 2 цикла промывки при стирке одежды (для удаления остатков очистителя); используйте специальные чистящие средства именно для данного покрытия.
Цель достижения дышащих свойств мембраны, которые были бы сравнимы с открытой кожей, бросала вызов озадаченным потребителям и дизайнерам не одно десятилетие. Главным препятствием являлось то, что через мембранную одежду может проходить очень мало воздуха – выражаясь техническим языком, у ткани отсутствует воздухопроницаемость (попробуйте продуть воздух).
- Комментарии
Загрузка комментариев...