Мембранные технологии в спецодежде: как это работает?
В мире мембранные ткани уже давно завоевали огромную популярность и активно применяются во многих сферах
Источник: Пресс-служба Техноавиа
Москва, 26 мая — ИА Neftegaz.RU. Современные мембранные материалы – это высокотехнологичная продукция, полученная путем многолетних исследований и испытаний. Паропроницаемая ткань сегодня применяется во многих сферах, но особенно она полезна для производства высокотехнологичной спецодежды и обуви для разных отраслей промышленности. По своим защитным свойствам, комфорту и качеству материал не имеет аналогов. Давайте разбираться, почему.
Мембрана в спецодежде по своей сути – своеобразный тончайший барьер, созданный с целью защитить человека от внешних климатических факторов, таких как дождь, снег, ветер, низкие температуры, и при этом сохранить максимальный комфорт.
Благодаря особой структуре мембрана может пропускать водяные пары в одну сторону и задерживать проникновение жидкости в обратном направлении. При этом толщина мембраны Gore-Tex, например, составляет всего 0,01 мм.
Мембранный материал состоит из нескольких слоев: верхний слой – лицевая сторона, обеспечивающий внешний вид и выполняющий защитную функцию от осадков; средний – сама мембрана – тончайшая пленка из высокомолекулярного вещества; и внутренний – подкладка. Трехслойный мембранный материал для спецодежды отлично защищает от дождя, снега, ветра и других внешних, в том числе производственных, факторов, и при этом позволяет коже дышать.
По принципу работы мембраны могут быть разными. Их условно делят на поровые, беспоровые и комбинированные.
- Первые состоят из тонкой пленки гидрофобного (отталкивающего влагу) вещества с мельчайшими отверстиями.
- Вторые представляют собой сплошную пленку гидрофильного (впитывающего влагу) вещества без пор.
- А третьи – это комбинация первых двух типов.
Несмотря на разный принцип действия, главной характеристикой мембранного материала остается сочетание влагонепроницаемости и паропроницаемости.
В мире мембранные ткани уже давно завоевали огромную популярность и активно применяются во многих сферах. От профессионального спорта, где не представляется экипировка без дышащих и легких материалов, до огнестойкой одежды для спецподразделений и пожарных служб, где важным, помимо жизненно необходимых защитных свойств, также становятся показатели комфортности – легкость и паропроницаемость применяемых материалов.
Так защитная одежда и обувь, создаваемые на основе мембраны, не только обеспечивают потребителю максимальный комфорт, но и ограждают его от различных производственных рисков, в том числе от переохлаждения, воздействия химических веществ, накопления статического электричества и т. д. Например, для работника нефтегазовой отрасли важна защита от сырой нефти и нефтепродуктов, а также от статического электричества, высоких температур, опасностей, которые могут привести к возгоранию или взрыву. Качественная спецодежда из мембранных тканей способна удовлетворить всем перечисленным требованиям.
На рынке спецодежды единственной российской фирмой, обладающей официальной лицензией от компании W. L. Gore & Associates, основатель которой и придумал мембрану, является компания «Техноавиа». Производственные мощности именно этой компании в полной мере соответствуют требованиям (собственным стандартам) компании Gore, которые значительно превышают требования международных стандартов.
Сама мембрана Gore-Tex, используемая компанией «Техноавиа» для производства защитной одежды, в настоящее время имеет на рынке различные аналоги. Однако качественного готового продукта из этих материалов, которые отвечали бы таким заявленным требованиям, как защита от дождя и ветра при хороших показателях паропроницаемости, практически нет.
Для изготовления материала Gore-Tex нагретую заготовку из тефлона растягивают до состояния пленки толщиной всего 0,01 мм. Полимер распадается на отдельные волокна. Образуется огромное количество пор – около 1,4 млрд на 1 см 2 . Определяющим фактором становится то, что размер их в 700 раз превышает размер молекулы воды, но в 20 000 раз меньше самой маленькой капли воды. Поэтому полученный материал – пористая мембрана, а если быть точнее, растянутый политетрафторэтилен (ePTFE) – способен пропускать воду в газообразном состоянии, но оставаться непроницаемым для ее жидкой формы.
Читайте также: Ткани для спецодежды персонала
Собственная система стандартов W. L. Gore & Associates предусматривает на каждом этапе работы над новыми моделями проводить тестирование разрабатываемой продукции и испытания готового продукта в условиях, максимально приближенных к реальным.
- В первую очередь изделие всегда тестируется на влагостойкость после 15 промышленных стирок – оно помещается в специальную дождевую камеру, где проводит под вертикальным и горизонтальным дождем 1 час. Ни одна капля воды не должна проникнуть внутрь изделия.
- Следом проводится проверка в климатической камере. В этом тесте сравниваются результаты экспериментальных измерений с «живыми» отзывами сотрудников Gore, которые испытывают одежду на себе. Важно, чтобы в одежде было комфортно при выполнении работ разной степени интенсивности и при различных температурных режимах.
Спецодежда из таких тканей становится отличным средством защиты для работников, находящихся на открытом воздухе при любых погодных условиях, а также работающих во вредных и/или опасных условиях труда, и особенно актуальна для персонала строительных и нефтегазовых компаний, коммунальных служб, аэропортов, железных дорог, а также специалистов, занимающихся ремонтом или проводкой трубопроводов и прокладкой электрических и газовых сетей.
Кроме того, из мембранных материалов «Техноавиа» изготавливает обувь. В 2017 г. компания подписала с W. L. Gore & Associates соглашение о производстве защитной обуви с использованием технологии Gore-Tex. Климатическая мембрана в этой обуви располагается между гидрофобным высокопрочным наружным материалом и подкладкой. Так обеспечивается надежная защита снаружи и сухость внутри. Важно помнить, что в намокших ботинках теплопотери происходят в 2 раза быстрее, в результате организм переохлаждается, что может привести к снижению иммунитета. Поэтому такая обувь востребована для специалистов, работающих на открытом воздухе в любую погоду. Кроме того, она защищает от химических факторов (нефти и нефтепродуктов), механических воздействий (ударов в носочной части, скольжения по зажиренным поверхностям, истирания), кратковременного (60 сек.) контакта с нагретыми до +300 °С поверхностями и от общих производственных загрязнений.
Так, современные мембранные технологии, нашедшие применение в изготовлении СИЗ, являются сегодня лучшим решением для защиты здоровья персонала на различных предприятиях. Применение качественной продукции на основе этих технологий помогает успешно справляться с главной задачей государственной политики в сфере охраны труда.
Применение качественной продукции на основе этих технологий помогает снизить количество профзаболеваний, особенно простудных, и повысить производительность труда за счет более высокого уровня комфорта во время работы.
Мембранные ткани для пошива спецодежды от компании OLDOS
Так сложилось, что многие современные концепции становятся популярными сначала на Западе, а уже позже, через несколько лет, находят своего потребителя в России.
Мы все представляем, что такое европейская спецодежда. Это стиль и вдумчивый дизайн, работающий в тандеме с функциональностью. Не удивительно, что при производстве такой спецодежды активно используются мембранные ткани различных фактур и характеристик, ткани со спандексом и т.д.
В России для костюмов, эксплуатируемых в сложных погодных условиях, для специализированных костюмов таких отраслей, как например, нефтегазовая, а также для демисезонной и зимней одежды ИТР и высшего руководства также с каждым годом все более активно используются мембранные ткани.
Читайте также: Как обшить нишу тканью
Но, как ни странно, даже производители одежды из мембраны зачастую не понимают, что это такое. В этой статье мы постараемся рассказать о мембранных тканях простыми словами.
Мембрана характеризуется двумя основными показателями:
паропроницаемостью (MVTR — Moisture Vapour Transfer Rate) — количеством водяных паров, которое способна пропустить через себя мембрана в течение временного промежутка, обычно измеряется в граммах на квадратный метр за 24 часа (g/m2/24h);
водонепроницаемостью (WaterProofness) — высотой водяного столба с основанием 1 кв.см., который удержит мембранная ткань, не пропуская воду на изнаночную сторону ткани, измеряется в мм. водяного столба на кв.см (mm/cm2).
Существует два принципиально разных типа мембран:
- беспоровая (она же гидрофильная). Именно эти мембраны наиболее популярны в мире и именно на них мы сегодня подробно остановимся.
- микропористая (PTFE). Это узкопрофильные мембраны для производства высокотехнологичной одежды, но почти не встречающиеся на российском рынке из-за их дороговизны.
Гидрофильные мембраны бывают либо бесцветными (PU), либо белыми (milky). Они наносятся на ткань двумя способами.
Сoating (мембрана breathable). Состав (в жидком виде) тонким слоем распределяется на изнаночной стороне ткани, где полимеризуется. Здесь используется та же технология, что и при нанесении обычных водоупорных пропиток. У мембраны breathable нельзя добиться высоких характеристик. Максимум — 5000/5000 по американскому стандарту ASTM E96-1995. Для обычной одежды (имеется ввиду одежда не для профессиональных спортсменов) этого показателя более чем достаточно.
Lamination (мембрана TPU) – термопластичный полиуретан. TPU (мембранная пленка) дублируется с тканью под воздействием температуры, TPU входит в класс полимеров. Это эластомер с признаками пластмассы и каучука, который растягивается, как резина. Верхний уровень характеристик для TPU-мембраны по американскому стандарту ASTM E96-1995 составляет 15000/15000.
Однако часто производители одежды заявляют показатели для гидрофильной мембраны на уровне 20K/20K, 25K/25K, 30K/30K. Почему? Тут играют роль два фактора.
• Характеристики тканей могут определяться по нескольким стандартам. Американский стандарт ASTM E96-1995, являясь самым признанным в мире, показывает наименьшие значения. Таким образом, показатели одной и той же ткани по американскому стандарту ASTM E96-1995 и, например, японскому стандарту JIS1099B1 будут сильно отличаться (верхний показатель мембраны по американскому стандарту – 15 000/15 000, а по японскому — 40 000/40 000).
• Маркетинг. Конечный потребитель испытывают счастье, приобретая ткань с высокими характеристиками. Поэтому часто производители, не задумываясь, указывают на бирках своих изделий высокие показатели, не уточняя наименование стандарта, а зачастую даже не используя мембрану.
TPU может дублироваться с любыми тканями, в том числе и с трикотажными, сохраняя их растяжимость. Для многослойных мембранных тканей (2,5 слоя, 3 слоя) используется только TPU.
Трехслойные ткани (3-layer, 3L) – это особенный тип конструкции, при котором мембрана вклеивается между внешним и внутренним слоями материалов (как правило, внешний слой – это курточная или плотная трикотажная ткань, а внутренний слой – это флис или трикотажная сетка различных фактур и плотностей). Таким образом, получается единый трёхслойный «сэндвич», в котором все слои объединены в один. Это наиболее прочная и долговечная конструкция из всех существующих на текущий момент видов мембранных тканей. Всем известный софт-шелл относится к трехслойным тканям.
Новый тренд, набирающий обороты в спецодежде, — это спортивные конструкции моделей. Благодаря современным технологиям, грани между спортивным и рабочим стилем больше не существует. Спецодежда может и должна быть удобной и красивой!
Специально под такие запросы компания OLDOS разработала новую линейку высотехнологичных материалов VORTEX, предназначенных для производства одежды из мембранных тканей с высокими показателями. VORTEX – это не только ткани, но и различные термоленты для проклейки швов и дублирующие пленки для использования бесшовных технологий.
Читайте также: Ткань с пленкой внутри
Трехслойная мембранная ткань «Торнадо» с показателями 10K/10K – это первая ткань в линейке VORTEX.
Комбинезоны для катания на SUP-board. Разработаны конструкторским бюро DOER по заказу компании ATLASWATERSPORT. Изготовлены из трехслойной мембранной ткани «Торнадо» серии VORTEX.
Следует обратить внимание, что нет смысла использовать мембраны с высокими показателями и отказываться от проклейки швов в готовом изделии. В одежде из трехслойной мембраны в обязательном порядке должны быть проклеены ВСЕ швы. Причем желательно, чтобы швов в изделии было как можно меньше. Чем больше швов, тем больше вес изделия и тем больше узлов для проклейки.
Принцип работы гидрофильной мембраны
Во время интенсивной работы или повышенной физической нагрузки повышается потоотделение, и влага конденсируется на внутренней стороне мембранной одежды. Мембрана начинает набухать, впитывая в себя молекулы воды, которые под действием температуры начинают двигаться быстрее. Полимер расширяется, пространство между цепочками увеличивается, и скорость прохождения молекул воды увеличивается. Движение происходит до тех пор, пока концентрация молекул воды в мембране не станет одинаковой по всей толщине мембраны. Молекулы, проходящие через свободные полости в мембране, достигают внешней поверхности и уходят в окружающую среду (то есть испаряются с поверхности мембранной ткани).
Основными движущими силами процессов в гидрофильной мембране являются разница концентрации молекул воды в ней и разница температур с двух сторон от мембраны. Движение направлено из области с высокой влажностью в область с низкой влажностью, а также из области с высокой температуры в область низкой температуры.
Особенности гидрофильных мембран
Гидрофильные мембраны имеют неоспоримое преимущество перед микропористыми мембранами: они не критичны к загрязнениям (то есть за ними не нужно по-особенному ухаживать). Однако, особенностью гидрофильных мембрана является то, что химические связи в них не однонаправленны. Соответственно, транспортировка молекул воды может происходить в обоих направлениях. В случаях, когда ткань имеет редкое плетение (то есть когда производители ткани, удешевляя ее, уменьшают количество нитей на единицу площади), отсутствия или повреждения водооталкивающих и грязеводоотталкивающих пропиток (WR, DWR (двойное WR), TEFLON) и когда абсолютная влажность снаружи мембраны выше, чем внутри, движение молекул воды будет идти снаружи внутрь ткани. Этого никогда не произойдет при использовании тканей с хорошей плотностью и водоотталкиванием не менее 4 класса (80-90 балов).
Для гидрофильных мембран особо рекомендуется применение грязеводоотталкивающей пропитки TEFLON. Такая отделка препятствует не только смачиванию водой, но и проникновению грязи внутрь волокон. Испачканную ткань достаточно протереть влажной губкой или промыть под струей воды, чтобы изделие было снова чистым. TEFLON также уменьшает поверхностное трение, тем самым увеличивая срок службы изделия.
Самое главное! Каждая стирка изделий из гидрофильных мембран ухудшает их характеристики: как паропроницаемость, так и водоупорность. Пропитка TEFLON позволяет сократить количество стирок изделия до минимума, а значит, максимально увеличить срок службы изделия и комфорт от его носки с полноценно функционирующей мембраной.
Следует помнить, что главное при выборе мембраны – это понимание, для чего она нужна, где и при каких условиях будет эксплуатироваться одежда. Только это поможет не разочаровать покупателя и одновременно не переплачивать лишних денег за ненужный функционал.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом