Технологии мембранных тканей GORE-TEX®

_

Гортекс материал и технология, создан для активной жизни. GoreTex® отличается высокой водонепроницаемостью и при этом является дышащим материалом. Разработан фирмой W. L. Gore & Associates. В 1969 году Боб Гор  - в настоящее время президент компании - открыл, что политетрафтортилен может растягиваться и приобретать форму прочного микропористого материала.

_

_

Основные свойства материала обеспечивает мембрана Гортекс, очень тонкая политетрафторэтиленовая (PTFE) пленка (кстати, фторопласт, как впрочем и капрон, кевлар, лайкру и многое другое придумали на фирме DuPont). Этот совершенно новый растянутый PTFE (ePTFE) химически инертен, долговечен, имеет низкий коэффициент трения и стоек к изменениям погодных условий, микропорист, устойчив к нагрузкам. 

Сфера применения

Изделия фирмы Gore применяются практически везде.

Электроника фирмы Gore применяется в области телекоммуникаций, обработки данных, в авиации, космонавтике и медицинской технике.

Медицинская продукция Gore широко используется в частности в качестве имплантантов с сердечно сосудистой хирургии и ортопедии.

Продукцию промышленного назначения фирмы Gore используют в фильтрационных установках, для микрофильтрации, для герметизации, а так же в специальных тканях и волокнах.

Основные технические характеристики Gore-Tex®:

Структура мембраны

Мембрана Гортекс имеет огромное количество микроскопических отверстий на единицу площади (1,4 миллиарда пор на см2). В природных условиях, молекулы воды находятся в связанном состоянии, образуя конгломераты из нескольких молекул. Так, размер пор мембраны не превышает размера этого конгломерата молекул воды, что исключает просачивание воды внутрь, за счет того, что поры в 20 тысяч раз меньше капли и в 700 раз больше молекулы воды.

_

В виде пара  молекулы, не связанные поверхностным натяжением в газообразном состоянии, легко проходят сквозь мембрану.

Туннелеобразная структура пор разбивает поток воздуха на микрозавихрения и является преградой для ветра (приблизительно так, как густой кустарник), не препятствуя одиночным молекулам водяного пара (или газа, если угодно).

_

Размещенный со стороны тела второй слой мембраны за счёт встроенного ePTFE олефобного (маслоотталкивающего) вещества исполняет функцию экрана, отторгающего жиры, масла, остатки косметики и соленой воды, которые могут засорить микропоры верхней пленки.

Мы одеваемся, чтобы нам было комфортно. Когда мы употребляем термин микроклимат, речь идёт о тонком слое воздуха между кожей и одеждой. Нам комфортно, когда температура этого слоя воздуха не меньше 32 и не больше 35C, а относительная влажность составляет от 40 до 60 процентов. Самые незначительные отклонения ощутимы. Этот чуткий микроклимат откликается на множество внешних воздействий, таких как: погода, одежда и физическая активность.

Когда холодный воздух проникает сквозь одежду, он вытесняет тонкий тёплый слой воздуха вокруг кожи. Это эффект охлаждения ветром. Ткань Gore-Tex совершенно не пропускает ветер, и холодный воздух не может проникнуть сквозь нее. В ней можно дольше оставаться при холодной погоде на открытом ветрам месте.

В среднем, наше тело в состоянии покоя выделяет около 0,16 литра влаги в час. При легкой нагрузке, например прогулка пешком - около 0,5 литра в час, а ходьба с рюкзаком или бег трусцой приводят к выделению у среднестатистического человеческого организма до 1 л водяного пара в час, участник марафонского забега выделяет более 4 литров влаги в час. В состоянии покоя стопа ноги выделяет около четверти стакана пота, а при повышенной нагрузке до пол стакана пота. Для того чтобы избежать дискомфорта вызванного перегревом или потерей тепла из-за намокания, испарения должны выводится, не задерживаясь внутри одежды и обуви. При физических нагрузках человек генерирует тепло, излишек которого поступает в окружающий его воздух. При этом, становится ясно, как важна способность покрывающей вас ткани дышать.

Не стоит полагать, что дышащая одежда прекращает потоотделение. В жаркую погоду  или  при тяжелой физической работе, скажем, идя с рюкзаком в гору, вы обязательно вспотеете. Особенность хороших мембранных материалов состоит в том, что, остановившись отдохнуть, вы высохнете, не снимая куртки, при условии, что под курткой вы правильно одеты: микроволокно, термобелье, флис и никакого хлопка или шерсти, которые в отличии от специальных тканей не приспособлены для быстрого высыхания прямо на теле человека, ведь термобельё используя  естественное тепло тела мгновенно высыхает, а ощущение сухости приходит почти сразу за счёт системы быстрого отвода влаги от поверхности кожи.

Ветер, холод и влажность усиливают потерю тепла. Наше одеяние должно сохранять равновесное состояние микроклимата, поддерживая баланс между производимым и отдаваемым теплом.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость верхней одежды и обуви очень важна во время пребывания на свежем воздухе и становится критичной, когда дождь не прекращается несколько дней и просушиться нет возможности.

Дождь в городских условиях создает давление 5-7 м водяного столба. Водонепроницаемыми считаются ткани с водостойкостью 2 000 мм по стандарту DIN. Для тентов палаток используется ткань с водостойкостью от 1000 до 5000 мм. Водостойкость Гортекса около 20 000 мм водяного столба, такая высокая водостойкость придаёт некоторый "запас прочности", который становится востребован по мере старения материала, при этом на одежду действуют различные силы и в некоторых местах давление может превысить 10 000 мм - это так называемое точечное давление, которое развивается на плечах при втирании воды лямками рюкзака, при ходьбе по мокрой траве или сидении на мокрой поверхности и т.д. Предельное точечное давление - это удар и втирание капли в точку на поверхности ткани.

Физика

Способность пропускать воздух это физическое явление, и подчиняется оно вполне определённым законам, которые в обуви и одежде проявляются следующим образом: существующий в нашей одежде и обуви микроклимат определяется температурой и влажностью. Как правило, в этом микроклимате концентрация молекул водяного пара выше, чем в окружающей среде. С ростом температуры и влажности концентрация молекул увеличивается. Перемещение пара через мембрану, происходит за счет разницы давлений паров воды. Природа пытается ликвидировать эту разницу за счёт диффузии, которая переносит водяной пар, то есть пот, изнутри наружу. Поскольку  разность концентраций водяного пара с обеих сторон зависит как от температуры, так и от влажности эффект пропускания пара при очень тёплой и сухой атмосфере снаружи, так же как при холоде и сырости. Особенно хорошо перемещение влаги происходит, когда на улице сухая прохладная погода, а у вас под курткой тепло и влажно. Если на улице тепло и влажно (идет несильный дождик +20 влажность 95%), то какое-то перемещение влаги будет, но незначительное. Что ж, это физика...

При низких минусовых температурах зимой появляется проблема обмерзания Гортекса. Мембрана Gore-Tex®,  беспрепятственно проводит пары воды, но, как известно, существует отличие паров воды от тумана. Пар - это молекулы воды, туман же - это взвесь в воздухе капель воды. Туман - это конденсировавшийся пар. Поэтому, чтобы пар проходил через мембрану, не конденсируясь в туман, температура на поверхности мембраны должна быть выше точки росы. Точка росы - это температура, при которой пар воздуха конденсируется в туман. Для нормальных условий - это градусов 5-10. Если на улице -20, а у вас под курткой +10, соответственно при таких условиях пары воды конденсируются на внутренней стороне мембраны и замерзают. Бороться с этим невозможно - просто отряхните намерзший лед перед тем, как переместитесь в более тёплое помещение, например палатку.

Ткани Гортекс бывают:

2-слойные материалы GORE-TEX® и GORE-TEX® XCR®

2-слойный материал GORE-TEX® состоит из высококачественной ткани, прочно соединённой с мембраной Гортекс. Этот лёгкий и пластичный материал служит хорошей защитой в любую пагоду и подходит для применения в самых разных областях. При изготовлении одежды из двухслойного материала GORE-TEX® необходима свободно висящая подкладка для защиты мембраны.

GORE-TEX® XCR® представляет собой новую технологию производства мембран в сочетании с исключительно прочными на разрыв и износ верхними материалами, способность дышать которых на 25 процентов выше, чем у классических  материалов GORE-TEX®. Это одежда легкая, мягкая, удобная и в то же время универсальная.

3-слойные материалы GORE-TEX® и GORE-TEX® XCR®

первый материал GORE-TEX® представлял собой трехслойный материал: высококачественная наружная ткань, прикреплённая к мембране Гортекс и подкладка, прикреплённая к мембране с другой стороны. Трехслойные материалы очень прочны и применяются при высоких нагрузках. Они могут использоваться как для изделий целиком так, так и для изготовления быстроизнашивающихся деталей.

Одежда из этого материала  для самых суровых условий, когда кроме способности дышать и постоянной защиты от дождя, особенно важна прочность одежды.

_

GORE-TEX® Pro Shell - оптимальное решение для профессионалов видов спорта на открытом воздухе и серьезных энтузиастов, которым приходится сталкиваться с экстремальными погодными и природными условиями. Изготавлена из самых износостойких, воздухопроницаемых, длительно непромокаемых и ветронепроницаемых тканей. Специально разработана для высоких требований энтузиастов и профессионалов спорта на свежем воздухе. Разработана для длительных экстремальных условий. Одежда очень ноская, прекрасно дышит, а так же защищает от воды и ветра.

_

_

Имеется в 2 и 3-слойных конструкциях: Разработано из самой прочной, стойкой к разрывам и износостойкой ткани на рынке. 2-слойная конструкция: специальная мембрана GORE-TEX® крепится к внутренней стороне наружного слоя ткани. Внутрення часть мембраны защищена отдельной подкладкой.
3-слойная конструкция: специальная высоко эффективная мембрана GORE-TEX® соединена с прочным внешним материалом и специально для этого разработанной стабильной подкладкой. Специальная ленточная технология GORE-SEAM® гарантирует 100% непромокаемость всех швов.

_

Материал GORE-TEX® Ppaclite

Новый многослойный материал GORE-TEX® PACLITE имеет специальный защитный слой из маслоотталкивающего вещества и углерода на мембране. Технология нанесения маслоотталкивающего вещества и интеграции углерода ведёт к повышению износостойкости мембраны, благодаря чему можно отказаться от дополнительного подкладочного материала, который раньше выполнял функцию защиты. Эта новация позволяет существенно уменьшить общий вес изделия, что не маловажно. Из - за защитного слоя на мембране одежда не нуждается в дополнительной подкладке. Долговременно непромокаемая и чрезвычайно воздухопроницаемая. Легкая, компактная и универсальная.

_

_

При производстве облегченных материалов GORE-TEX® Lightweight применяется также технология изготовления мембраны, как при производстве материала GORE-TEX® PACLITE, но при этом верхний слой изготавливается из мягких полиэфирных и нейлоновых материалов, что позволяет выпускать лёгкую удобную, универсальную и красивую одежду.

Эластичные материалы GORE-TEX® XCR Stretch

Ни один другой материал не может сравнится с высококачественным материалом GORE-TEX® XCR Stretch даже после длительного срока эксплуатации, по сохранению водонепроницаемости и более высокой способности дышать (на 25 процентов). Благодаря применению "стрейчтехнологии" одежда обеспечивает большую свободу движений, повторяя при этом форму тела. В категории GORE-TEX® XCR Stretch фирма Gore разработала два вида материалов 2-х и 3-х слойные. Одежда из этого материала идеально подойдёт для тех случаев, когда одежда должна: максимально дышать, повторять форму тела и обеспечивать полную свободу движений. Такая одежда идеальна для скалолазания, альпинизма, горных лыж и сноуборда.

Подкладочные материалы GORE-TEX®  LTD

GORE-TEX® LTD - это двухслойный материал, используемый для подкладки, очень мягкий и бесшумный. Наружный слой LTD может иметь сложный дизайн не препятствующий водоотталкивающей функции одежды. Поскольку наружный материал не соединен с мембраной, важно поддерживать его водоотталкивающие свойства.

GORE-TEX® Z-Liner - представляет собой материал, где мембрана Gore-Tex свободно размещается между наружным слоем и внутренней подкладкой. Такая конструкция позволяет производителям верхней одежды выбирать любые материалы из широкого ассортимента подкладочных и трикотажных тканей и предлагает большую свободу в конструировании. Этот вариант был самым дешевым в изготовлении и ныне он мало применяется, так как очень сложно сохранить мембрану надолго при активной эксплуатации.

GORE-TEX® Light - мембрана накатана на подкладку - это позволяет производить изделия сложного кроя с минимальным количеством проклеенных швов.

GORE-TEX® 2-Layer laminates - мембрана накатана на внешнюю ткань, а для подкладки используется либо сетка, либо специальный термотрикотаж, либо капроновая подкладка. Эта ткань обладает лучшими характеристикам паропроницаемости, а цена зависит от структуры подкладки и технологии изготовления одежды.

GORE-TEX® 3-Layer laminates - в один сэндвич склеены внешняя ткань, мембрана и подкладка, причем подкладка - это очень редкая капроновая сетка, практически вплавленная в мембрану. Это самый легкий вариант Гортекса, так как вещи производятся однослойными, также, следовательно, они очень легко сохнут. Это самый дорогой вариант ткани.

Одно из перспективных направлений в разработке новых материалов - сочетание разных материалов с суммированием их свойств. Так появился Windstopper® (Виндстопер), представляющий из себя, например, Polartec®-200(Полартек), внутри которого находится мембрана Gore-Tex®. Это - 100% дышащий и абсолютно ветронепроницаемый материал. Тепло и комфорт при меньшем количестве слоев и веса одежды. При производстве многочисленных материалов Windstopper® мембрана из растянутого политетрафторэтилена ePTFE прочно соединяется (ламинируется) с различными текстильными материалами. Сейчас технология Windstopper® позволяет практически любой текстильный материал сделать ветронепроницаемым и при этом дышащим, Например шерсть и трикотаж, расширяет возможности обычной одежды, например пуловеров. Ведь иногда так приятно окунуться в мир вязанных и мягких трикотажных вещей, при этом, зная, что в ткань вплетены новейшие технологии, стоящие на защите нашего комфорта. Ветер является решающим фактором, когда речь идёт о комфорте. Продувая одежду, он нарушает состояния микроклимата, человек начинает остывать, а температура воспринимается как более низкая, чем на самом деле. 

Пример: при наружной температуре +100 C и скоростью ветра 50 км/час (например, при спуске на велосипеде с горы) ощущение температуры составляет - 20 C, при скорости ветра 30 км/час - +10 C.

Гортекс и другие мембранные ткани.

У W. L. Gore & Associates существует масса конкурентов - от малоизвестных корейских производителей до крупных фирм с известными торговыми марками. Одни из самых известных названий - европейский Sympatex® и Dermizax® японской фирмы Toray. Они отличатся от Гортекса в своей основе: пленка не имеет пор. В ней имеются свободные химические связи, за счет которых пары воды передаются как по конвейеру от внутренней стороне пленки к внешней. Фирмы обещают высокую водонепроницаемость, соизмеримую с Гортексом. Есть еще один тип мембран, который производят множество фирм: полиуретановая мембрана (Гортекс - фторопластовая). Ultrex®, Entrant и др. Существует огромное множество тканей с приставкой "текс" - это, как правило, ткани разных корейских фабрик, известные в России под общим названием хайпора или просто "ткань мембранная".

Качество

Все выпускаемые фирмой W. L. Gore & Associates изделия соответствуют заявленным стандартам качества. Для достижения таких высоких стандартов материалы и готовая одежда постоянно проверяются в рамках программы гарантии качества, как и в независимых институтах, так и в многочисленных лабораториях и полевых испытаниях. Сначала тестируются сами материалы, затем готовые изделия. Проводятся следующие тесты:

• тест на водопроницаемость после изгибания в мокром виде и истирания;
• тест на водонепроницаемость при изгибании при отрицательных температурах;
• тест MVTR определяет какое количество водяного пара в граммах может пройти сквозь квадратный метр ткани в течении 24 часов;
• тест RET измеряет сопротивление материала проницаемости пара из зоны высокой концентрации в зону более низкой. Чем ниже RET тем выше MVTR;
• спрей-тест оценивает водоотталкивающее действие материала;
• дождевая камера Gore, которую проходит каждая новая модель перед запуском в производство, моделирует различные виды дождя от легкой мороси до тропического ливня.

Специально продумывается конструкция одежды, дизайн и системы застёжек, предотвращающий проникновение воды через швы. Все имеющиеся швы тщательно запечатываются. W. L. Gore & Associates использует собственную программу обработки швов. Она включает изготовление клея и ленты GORE-SEAM, технологию обработки швов, контрольное оборудование и большую группу высококвалифицированных специалистов по всему миру, задача которых следить за соблюдением технологий соответственно стандартам W. L. Gore & Associates, что делает продукцию компании и партнеров достаточно не дешёвой. Впрочем, в отличии от фешен индустрии, здесь мы платим не просто за бренд, а прежде всего за функциональность, без которой в некоторых ситуациях просто не обойтись.

Уход за изделиями из Гортекса

Срок службы зависит от соблюдения правил ухода. Всегда  следуйте инструкциям на вшитой этикетке. Как правило они таковы: можно стирать при 40 C, сушить при средних температурах и подвергать химической чистке без проблем.

Вообще то, часто стирать изделия из Гортекс не рекомендуется. От этого ткань теряет многие свойства. При чем, это не столько мембрана, сколько ткань, на которую накатана мембрана. Частые стирки могут привести и к механическому повреждению мембраны - отслоения, разрывы и др.

Проблемы стирки изделий из Гортекс состоят не в том, что стиральным порошком можно повредить дышащим свойствам мембраны (это довольно сложно по причине малой величины отверстий), а в том, что обычный стиральный порошок смывает с ткани защитный слой и она начинает впитывать воду. Как только внешняя ткань напиталась водой, она начинает создавать проблемы для свободного перемещения паров воды и ткань элементарно перестает дышать. Поэтому за внешней тканью надо постоянно ухаживать, стирать только специальным составом и после стирки проводить дополнительную обработку. Рекомендуем использовать водоотталкивающие спреи и пропитки фирмы NIKWAX (www.nikwax.com).

Не стоит использовать для восстановления водоотталкивающих свойств одежды и обуви из Гортекса аэрозоль для зонтиков или для палаток. Пример хорошо обработанной ткани - на ней капли воды не растекаются по волокнам, а остаются в виде капель.

Соленая вода.