Нажмите "Enter", чтобы перейти к содержанию

Ткань мембрана характеристики: состав, свойства, достоинства и недостатки

Содержание

состав, свойства, достоинства и недостатки

Мембранная ткань – это инновационный материал с избирательной проницаемостью. Обладает повышенными защитными свойствами. Используется для производства детской, спортивной одежды, экипировки приверженцев активного зимнего отдыха, представителей экстремальных профессий.

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.

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 см
    2
    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.


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.

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.

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.


Мембранная ткань: свойства водонепроницаемые, характеристики непромокаемости

Время чтения: 6 минут

Развитие технологий производства тканей позволило получить новое поколение многофункциональных материалов. Одним из них является мембрана — полупроницаемая плёнка с особой структурой. Мембранная ткань — это многослойные полотно, включающее такую плёнку. В готовых изделиях умные водоотталкивающие ткани не пропускают воду снаружи, но позволяют испаряться влаге, которая образуется внутри. Нижний слой мягкий, верхний — защитный, износостойкий. Средний — это защитный материал и мембрана.

Содержание

  • 1 История мембранных тканей
  • 2 Преимущества
  • 3 Виды
  • 4 Строение
  • 5 Применение мембранной ткани
    • 5.1 Польза
    • 5.2 Как носить
    • 5.3 Как ухаживать
    • 5.4 Обувь
    • 5.5 Уход за обувью
    • 5.6 Промышленность

История мембранных тканей

Первая мембрана была произведена в 1969 году Уилбертом Гором и его сыном Робертом (Wilbert L. Gore и Robert W. Gore). Она была предназначена для использования в космосе, название было запатентовано как Gore-Tex (гортэкс). Производится она из фторопласта (тефлона). После истечения срока действия патента появились другие похожие водонепроницаемые материалы для одежды, которые используются для производства спецодежды и обуви. Например, синтетическая ткань «алова», которая состоит из 100 % трикотажного полиэстера снаружи и мембраны с внутренней стороны.

Преимущества

Основными свойствами ткани являются:

  • водонепроницаемость. Выражается в числовом эквиваленте. Он обозначает давление воды, которое выдержит ткань. Существуют различные показатели, на которые следует обращать внимание при покупке таких изделий: цифра 3.000 значит, что ткань способна выдержать мелкий дождь и несильный снег, 10.000 — сильный дождь, 20.000 — ткань не промокнет в сильную непогоду и в штормовых условиях;
  • паровыводимость. Также выражается в числовом эквиваленте — количество пара в граммах на квадратный метр ткани, который она выводит за сутки. Чем выше показатель, тем ткань лучше;
  • защита от ветра.

Виды

 Читайте про: ткань сетка: обзор широкого спектра применения. 

Производится мембрана из органических и неорганических материалов. Существует несколько типов:
  • поровая (тефлоновая). Имеет микропоры на поверхности внешнего слоя, которые не пропускают воду, но позволяют свободно испаряться влаге (диффузия молекул), собирающейся внутри. Недостатком является то, что поры могут забиваться, и тогда система испарения нарушается;

  • беспоровая (полиуретановая). Не имеет пор на поверхности, не пропускает воду. Влага, которая образуется внутри изделия, сначала скапливается на внутренней поверхности внешнего слоя, затем постепенно испаряется. Недостатком можно считать то, что влага испаряется не сразу, и может появляться ощущение, что изделие мокрое;

                                                           полиуретановая мембрана

  • комбинированная. Внутри такого материала находится поровая мембрана, а сверху неё ещё один защитный слой, который защищает поры от забивания. Этот вид ткани сочетает в себе преимущества двух первых.

Строение

По структуре мембранные ткани делятся на:

  • двухслойные. В такой ткани соединены мембрана и внешняя поверхность, подкладка не закреплена. Она хорошо «дышит», гибкая и относительно недорогая;

  • трёхслойные. Верхний слой склеен с мембраной и подкладкой (сеткой). Такой материал получается более лёгким, меньше пропускает воздух, его называют ламинированной тканью. Цена на него самая высокая;

  • мембрана в 2,5 слоя. Вместо подкладки или сетки используется вспененное пупырчатое нанесение, защищающее мембрану.

Применение мембранной ткани

 Читайте про: ткань кирза: композит из хлопчатобумажной основы и каучука. 

Сейчас этот материал используют для производства одежды и обуви для людей, ведущих активных образ жизни. Из неё шьют куртки, брюки, комбинезоны, спортивные костюмы и обувь. Это незаменимый материал для альпинистов, спортсменов, туристов, людей, занимающихся экстремальными видами спорта. В последние годы из него шьют и детскую верхнюю одежду.

Так как сама мембрана не защищает от холода, одежда из неё бывает демисезонной и с утеплителем (флис).
Куртки и комбинезоны из мембранной ткани могут окрашиваться в самые разнообразные оттенки, большой популярностью пользуются и камуфляжные расцветки.

Польза

Помимо отличных гигиенических и защитных свойств, одежда с мембраной ценится за:

  • лёгкость;
  • прочность;
  • удобство;
  • яркие расцветки.
Недостатком такой одежды может быть высокая стоимость, а также недолговечность при несоблюдении правил по уходу.

Как носить

Основным правилом ношения одежды с мембраной является многослойность. Нужно надевать нижний слой (бельё), средний (свитер) и мембрану. При этом, лучше, если внутренняя одежда будет содержать определённый объём синтетики, чтобы пропускать через себя испарения.

Как ухаживать

Мембранную одежду нельзя стирать обычными порошками, так как они могут повредить структуру, забить поры.

  • Нужно использовать специальные средства для стирки, хозяйственное или жидкое мыло. Отжимать в стиральной машине запрещается. При ручной стирке нельзя сильно скручивать изделие. Если имеются сильные загрязнения, их можно удалить при помощи мягкой щётки.
  • После стирки воде нужно дать стечь, затем повесить вещь на открытом воздухе или в комнате вдали от отопительных приборов и не допускать попадания солнечных лучей.
  • При производстве одежды на её поверхность наносится специальное покрытие DWR (Durable Water Repellence), которое обеспечивает ей дополнительную защиту от влаги. После многократных стирок это покрытие исчезает, поэтому рекомендуется восстанавливать его каждый раз после стирки при помощи специального спрея. Распыляется такое покрытие именно на сухую чистую поверхность.
  • Гладить мембранную одежду нельзя, так при контакте с нагретым утюгом повредится её структура.

Обувь

Мембрана располагается в обуви в виде носка, обычно не доходит до самого верха. Её расположение также зависит и от самой конструкции обуви, наличия молнии или языка. В ботинке создаётся особый микроклимат, испарения от человеческого тела проходят через мембрану и выходят наружу благодаря разнице внутреннего и внешнего давления. Сверху обувь обычно защищена водонепроницаемой и износостойкой тканью.

На заметку

Так же как и с верхней одеждой, здесь работает принцип многослойности — под мембранную обувь необходимо надевать носки. Они должны быть не 100 % хлопковые или шерстяные, а содержать минимум 10% синтетики. Тогда пар будет отводиться.

Если вода попадёт через верхний слой, то мембрана его не пропустит, но вода останется в обуви. Поэтому очень важно хорошо её просушивать.

Уход за обувью

  • Нельзя допускать налипания грязи на поверхность, так как поры должны быть открытыми.
  • Чистить мембранную обувь нужно сухой щёткой или губкой, смоченной в мыльной воде.
  • Сушить вдали от батарей и других источников тепла, можно положить внутрь газету.
  • Каждый раз после чистки обуви желательно обрабатывать её водоотталкивающими спреями.

Промышленность

При производстве различных машинных приборов, насосов, карбюраторов и т.д. применяют прорезиненную мембрану. Это техническая ткань, вулканизированная с двух сторон.

Из синтетической аловы шьют защитные чехлы и обивку для мебели.

Высокотехнологичные мембраны для одежды  рушат все старые представления о тёплом непромокаемом изделии: оно не тяжелое, в нем комфортно и взрослым, и детям, обладает отличными эстетическими качествами. А при правильной эксплуатации и надлежащем уходе изделия из мембранной ткани прослужат очень долго.

   

© 2022 textiletrend.ru

пропитка, свойства, стирка мембранных тканей

25. 10.2013

Очень часто от наших оптовых клиентов и в отзывах/пожеланиях покупателей мы встречаем один и тот же вопрос: «Почему ТМ «G’n’K» не производит одежду из мембранной ткани?». Наш ответ очень простой: «Мы заботимся о здоровье и благополучии детей, которые носят наши костюмы зимние детские, весенние и зимние детские куртки, пальто и комбинезоны».

Не посвященному человеку может показаться это странным, ведь сейчас большинство компаний-производителей верхней детской одежды повседневного спроса выделяют одним из своих преимуществ использование мембранной ткани?!

Имея многолетний опыт работы с верхней одеждой, можем Вам со всей ответственностью заявить, что подобные декларации – это, либо маркетинговый ход и не более, чтобы обосновать высокую цену изделия, либо производитель пренебрег основным принципом «ЗДОРОВЬЕ — ПРЕВЫШЕ ВСЕГО»!!!

Объяснение этого факта кроется в НАЗНАЧЕНИИ этой ткани, а именно для ТУРИЗМА, АЛЬПИНИЗМА, ПУТЕШЕСТВИЙ и АКТИВНОГО ОТДЫХА на природе, сопровождающиеся ВЫСОКИМИ ФИЗИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ

Одежда из мембранной ткани НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНА для ПОВСЕДНЕВНОЙ носки, так как обладает рядом недостатков:

    1. Одежда под нее должна быть особенным образом подобрана – термобелье+флис или полартек.
    2. Требует особенного ухода и правильной стирки.
    3. Относительно недолговечна.
    4. Мембранная одежда достаточно дорогая.

Опишем подробнее каждый из пунктов. Начнем с понятий и определений.

Мембрана – это всего лишь очень тонкая (толщиной десятые, если не сотые доли миллиметра) полимерная пленка, имеющая микроскопические отверстия – поры. Форма пор такова, что они обеспечивает материалу одностороннюю водопроницаемость; то есть влага, находящаяся с одной стороны мембраны, проходит насквозь, в то время как другая сторона имеет проницаемость гораздо меньшую (но не нулевую).

Использовать «мембрану» для изготовления одежды, как самостоятельный продукт невозможно, ибо это всего лишь тончайшая пленка. Мембранная ткань – это, как правило, синтетический материал (например, 100% полиэстер), к которому изнутри припрессована или «приварена» мембранная пленка. В принципе, нанести мембрану можно практически на любую ткань, даже на обычный «деним», но чаще всего применяются именно современные синтетические материалы.

Структура мембранной ткани позволяет коже дышать и выводить пот наружу. Чем выше характеристики мембранной ткани, тем она прочнее и легче по весу.

По конструкциям мембранные ткани делятся на: двухслойные, трехслойные и 2,5-слойные.

Двухслойная ткань – это внешний слой ткани, к которой с изнаночной стороны нанесена (специальным образом) мембрана. Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.

Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. То есть к двухслойной ткани дополнительно ламинируется внутренний защитный слой из тонкого трикотажа.
Защитный слой обеспечивает защиту мембраны как от механических повреждений, так и от засорения. А что самое главное, в трехслойных изделиях использование подкладки не предусматривается.

2,5- слойная мембранная ткань – это материал, разработанный по новой технологии. Это 2-х слойная мембранная ткань, покрытая изнутри защитным слоем (вспененное защитное нанесение в виде пупырышек), которое осуществляет функции третьего слоя, т. е. защиту мембраны.

По строению мембранные ткани делятся на беспоровые, поровые и комбинированные (самые высокотехнологичные и дорогостоящие).

Стирка одежды из мембранных тканей

Одежду из мембранных тканей НЕЛЬЗЯ стирать обычными моющими средствами. Стиральный порошок засоряет пористую структуру мембраны, что приводит к потере ее специфических качеств. Мембрана, в этом случае, прекращает «дышать» — снижаются свойства воздухопроницаемости. То же самое происходит при использовании кондиционеров и отбеливателей.

Моющие средства, в состав которых входит хлор и его производные, оказывают действие обратное эффекту закупоривания пор мембранной ткани. Молекулы хлора оказывают на мембрану перфорирующее действие, за счет чего она начинает лучше «дышать», но, вследствие этого, промокать. Таким образом, снижаются водоотталкивающие защитные свойства мембранной ткани.

Мембранную ткани ни в коем случае НЕЛЬЗЯ стирать в СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЕ, НЕЛЬЗЯ ЗАМАЧИВАТЬ, НЕЛЬЗЯ ОТЖИМАТЬ (СКРУЧИВАНИЕ ЗАПРЕЩЕНЫ). Это также оказывает отрицательно действие на специфические свойства мембранной ткани.

Сушка изделия из мембранной ткани

Такая одежда должна сушиться в РАСПРАВЛЕННОМ виде в ГОРИЗОНТАЛЬНОМ положении при КОМНАТНОЙ температуре. Помещение, в котором производится сушка, должно быть проветриваемым. НЕЛЬЗЯ допускать попадания ПРЯМЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ во избежание выгорания верхнего слоя мембранной одежды.

Специальный уход

Мембранную одежду НЕЛЬЗЯ ГЛАДИТЬ, так как высокая температура может повредить структуру ткани.

Для восстановления водоотталкивающих свойств внешней ткани мембранной одежды используют специальный СПРЕЙ на основе фтора. Фтористые составы позволяют создать водоотталкивающую пленку, которая не будет препятствовать движению воздуха. Кроме того, пленка затруднит проникновение загрязнений и повысит стойкость ткани к воздействию ультрафиолета.

Пропитка мембранной ткани

Мембранные материалы необходимо время от времени ПРОПИТЫВАТЬ. Для этого используют различные специальные АЭРОЗОЛИ или жидкости для стирки. Необходимо помнить, что пропитывать нужно только чистые вещи, после стирки или очистки. Для разных тканей возможно применение ТОЛЬКО собственных средств. Использование аэрозолей и жидкостей для пропитки может привести к незначительному изменению цвета одежды.

Хранение одежды из мембранных тканей

Мембранную одежду хранят в расправленном виде в вертикальном положении. Во избежание попадания пыли в пористую структуру мембраны, одежду из мембранных тканей следуют помещать в защитную тканевую или полиэтиленовую оболочку.

При активном движении человек потеет, и эта влага не должна задерживаться под одеждой, т.е. одежда должна «дышать», выпуская испарения тела наружу. Это не только обеспечивает комфорт, но и предохраняет от перегрева при высокой активности и переохлаждения при ее прекращении. Все знают, что очень легко простудиться, оказавшись «мокрым» и распаренным на холоде. Поры мембраны обращены к телу, что позволяет отводить влажность из-под одежды в окружающую среду. Соответственно, наружный материал также «дышит», пропуская влагу через себя.

Однако, если ткань пропускает влагу изнутри наружу, то, по логике, возможен и обратный процесс – если вы попали под дождь или просто находитесь в условиях очень высокой влажности? Здесь-то и проявляет себя односторонняя проницаемость мембраны – влага снаружи не может попасть внутрь!

НО нужно помнить, что в одежде с мембраной Вы будете чувствовать себя комфортно ТОЛЬКО В ТОМ СЛУЧАЕ, если будете использовать ее С МАТЕРИАЛАМИ СО СХОДНЫМИ СВОЙСТВАМИ.

Если одеть трикотажную футболку, свитер из шерсти, а сверху куртку из мембранной ткани, то при усиленной нагрузке на организм тело все равно будет МОКРЫМ от плохо выводимой влаги. Правильное сочетание одежды – термобелье+джемпер из материалов Polartec, Windbloc, Outlast+мембранная куртка

Данная статья имеет своей целью уберечь Вас, наши дорогие покупатели, от ненужных финансовых затрат и показать, что каждая технологическая инновация имеет всю специфику

Понравилась статья?
Поставь лайк, поблагодари автора и поделись
полезной информацией с другими

Нравится:

125

что это такое, фото, описание, состав, свойства, достоинства и недостатки

Ткань мембрана заслуженно считается инновационным материалом. Повышенные защитные свойства, избирательная пропускная способность, благодаря этим весомым качествам из этой ткани шьют не только детскую, но и специализированную экипировку спортсменов, скалолазов, экипировку для любителей рыбалки, экстремального отдыха и зимних видов спорта.

Предлагаем вам более подробно узнать свойства мембраны, как она выглядит, что такое мембрана в одежде для детей и что это такое по строению.

Что такое мемебрана

Так что за ткань, мембрана? Это усовершенствованный, непромокаемый, синтетический многослойный материал.

Ее отличительная особенность-выведение паров влаги без пропуска внутрь дождя, ветра, снега.

Как выглядит мембрана вы можете увидеть в схеме, представленной в нашей статье.

Полотно состоит из: слоя защищающего мембрану от внешних повреждений, самой паровой объёмной мембраны, далее идет перфорированный защитный слой, наружная ткань и обязательный слой пропитки.

Мембранные ткани условно подразделяются на 2 категории:

  •  С порами.
    Это тонкие прослойки из полимера с микроскопическими отверстиями. В них попадают только молекулы испарений.
  •  Без пор. В их сложно-структурированной, напоминающей губку поверхности, впитывается влага, наполняя ее. Затем конденсат за счет разницы давления выводится наружу.

Встречаются изделия, сочетающие в себе оба вида мембранной ткани. Их отличают более высокие качественные показатели и,соответственно, более высокая цена, так как мембранные технологии достаточно затратны при производстве.

Состав материала

В состав мембранной ткани входят:

  •  Полиуретановая пленка, на которой накапливается и затем медленно испаряется влага.
  •  Полиэстер. Его часто используют из-за его прочности.
  •  Хлопок. Мягкий, гипоаллергенный материал. Добавляется при изготовлении детских вещей.
  •  Тефлон. Гидрофобный материал. Обладает максимумом стойкости к грязи. Минус этой ткани-возможна потеря качества из-за несоблюдения рекомендаций в стирке.
  •  Тенсела. Применяется благодаря своим свойствам увеличенной устойчивости к деформации и хорошей впитываемости влаги.

В вещах также используется комбинированная мембрана-она сочетает свойства мембраны и полиуретановой пленки.

Основные качества

Разберем подробнее чем отличается ткань мембрана, рассмотрев следующие характеристики.

Водостойкость

Представляет собой продолжительную защиту тела от влаги, поступающей из вне. Чем выше прописанное в составе значение, тем дольше вещь будет накапливать и не пропускать влагу внутрь. К сожалению, по прошествии определенного времени ткань все же начнет пропускать воду. Это качество отличает мембрану от полиэтилена и других материалов, с добавлением прорезиненных прослоек, так как они не могут обеспечить качественный воздухообмен.

Паропроницаемость

Уровень паропроницаемости также прописывается на бирке изделия. Это качество отвечает за то, насколько комфортным будет длительная носка одежды из этого материала при активных физических нагрузках.

Достоинства и недостатки

Плюсы

  •  Из этой ткани получаются качественные демисезонные и зимние вещи, так как мембрана отлично защищает человека от непогоды в виде снега, дождя, ветра.
  •  Ткань легкая и очень прочная.
  •  Пятна сухой грязи легко удаляются тряпкой или щеткой.
  •  Защита тела от перегрева и переохлаждения.
  •  Вещи из мембраны привлекательны.
  •  Благодаря защитным пропиткам и составу одежда обладает грязеотталкивающими свойствами.

Недостатки

  •  Достаточно высокая цена.
  •  Привередливость в уходе.
  •  Необходимость надевать под одежду с мембраной термобелье со схожими характеристиками-, например флис.
  •  К сожалению поры со временем теряют форму, снижая водооталкивающие свойства мембранной ткани.
  •  Категорически запрещена химическая чистка.
  •  Подвергать вещи машинной стирке разрешено лишь небольшому количеству видов мембран.

Рекомендации по уходу

  •  Запрещена чистка изделий из мембраны с добавлением порошкообразных средств. Гранулы порошка забивают поры, и ткань теряет свои свойства.
  •  Требуется аккуратный отжим без сжатия и скручивания вещей, так как пренебрежение рекомендациями нарушается структура.
  •  Запрещена глажка, от высокой температуры нарушается защитная пропитка вещей.
  •  Сушить вещи нужно только в горизонтальном положении, расправив ткань вдали от прямых источников тепла и света.
  •  Хранить одежду из такой ткани необходимо в чехлах.

Это помогает предотвратить попадание в поры мембраны частиц пыли, которые забьют ее и снизят свойства ткани.

Виды мембран

В магазинах вы встретите несколько разновидностей этого материала. Что такое мембрана в одежде, рассмотрим виды ткани:

  •  Двухслойная. Мембрана в таких вещах располагается на изнаночной стороне ткани. Высокий уровень воздухообмена. Вещи легкие. Рекомендуется носить при активных прогулках и занятиях спортом.
  •  Два с половиной слоя. К изнаночной стороне одежды крепится либо сетка, либо наносится защитное покрытие. Благодаря этому мембрана дольше сохраняет свои свойства, так как не соприкасается с телом.

Чаще всего такое количество слоев применяется при пошиве горнолыжной экипировки.

Правила выбора

Первостепенно важно определить как будет эксплуатироваться одежда-для спорта, рыбалки, какие погодные условия ожидаются. Определив эти немаловажные моменты вы сможете подобрать подходящие вещи из мембраны, ориентируясь на уровни водопроницаемости.

  •  Мембранная одежда с уровнем влагостойкости до 1000 мм даст защиту от мелкой грязи и защитит от капель мелкого дождя.

  •  От 3000 до 5000 мм. Такая мембранная ткань удобна для умеренных физических нагрузок, защитит от грязи, не пропустит внутрь дождевую влагу и грязь.

  •  От 5000 до 10000 мм. Подойдет для пеших прогулок по горной местности, пробежек и пеших прогулок. Очень мало пропускает влагу.

  •  Свыше 10000 мм. Водопроницаемость отсутствует полностью. Подходит для сильных физических нагрузок. Полная защита от грязи и влаги. Отличный вариант для детей.

Мембранная ткань

Мембранная ткань (в повседневной речи иногда называют просто мембрана ) — вид ткани, которая благодаря своей особой структуре обладает водоотталкивающимиили ветрозащитными свойствами и в то же время пропускает через себя водяной пар.

Мембранная ткань состоит из нескольких слоев: верхний износостойкий слой, нижний мягкий слой. А между ними несколько защитных слоев ткани и мембрана .

Первой промышленной мембранной тканью была Gore-Tex , разработанная для использования в космосе Rowena Taylor, Wilbert L. Gore и его сыном Robert W. Gore. Изначально Gore-Tex была защищена патентом, но после того как срок действия патента истёк, на рынке появились другие виды тканей с похожими свойствами.

Мембранная ткань нашла широкое применение в туристических изделиях: из неё шьют куртки , брюки , делают обувь . Причина успеха этого вида ткани заключается в том, что мембранная ткань позволяет оставаться сухим под дождем, при этом тело не преет из-за недостатка воздуха.

Что такое мембрана?

Мембрана — это либо тончайшая плёнка, которая ламинирована (приварена или приклеена по особой технологии) к верхней ткани, либо специальная пропитка, жёстко нанесённая на ткань горячим способом при производстве. С внутренней стороны плёнка или пропитка может быть защищена ещё одним слоем ткани.

Мембранная ткань — это ткань, обладающая ветрозащитными и/или водоизоляционными свойствами, в то время, как нормированный размер пор мембраны позволяет материалу эффективно пропускать испарения тела человека (дышать). Противоположность ей — т. н. «клеенка», то есть абсолютно не дышащая ткань с полиуретановым (ПУ) покрытием, обычно используемая при производстве палаток и тентов.

Мембранная ткань используется в одежде верхнего слоя, защищая нижние слои одежды от намокания. Структура мембранной ткани позволяет вашей коже дышать и выводить пот наружу. Чем выше технические характеристики мембранной ткани, тем она прочнее и легче по весу.
По конструкции мембранные ткани делятся на: двухслойные, трехслойные и так называемые «двух-с-половиной»-слойные.
Двухслойная ткань – это внешний слой ткани, к которому с изнаночной стороны нанесена специальным образом мембрана . Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.
Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. Это ткань верха + мембрана + трикотажная сетка, склеенные в одну структуру по специальной технологии ламинирования. Трикотажная сетка защищает мембрану от механических повреждений и засорения.
«Двух-с-половиной»- слойная мембранная ткань – это материал, разработанный по новой технологии. Это двухслойная мембранная ткань , покрытая изнутри защитным слоем (вспененное защитное нанесение в виде пупырышек), которое осуществляет функции третьего слоя, т. е. защиту мембраны. Одежда из такой ткани получается максимально легкой и ей не нужна подкладка, а вес защиты намного меньше, чем у трехслойных материалов.

В производстве современной высокотехнологичной одежды применяются мембранные материалы на основе экспандированного политетрафторэтилена. Путем физической деформации тефлона получается тонкая пористая пленка, которая наносится на ткани и используется при пошиве одежды.

Теоретически, такая ткань позволит остаться сухим под дождем, но при этом тело не будет преть из-за недостатка воздуха. Мембранные ткани широко применяются в активном отдыхе, поскольку они допускают высокую физическую активность, в отличие от обычных непромокаемых тканей (с ПУ покрытием).

В одежде из мембранной ткани в любую погоду, кроме самой жаркой влажной, можно идти, не испытывая дискомфорта. Технические характеристики мембранных тканей сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше дышит, какой прочнее и т. д. «Дыхание» зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/кв.м за 24 часа) — чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал «дышит». В чём заключается принцип работы мембран? Они имеют химическую структуру в виде плёнки с порами размером в несколько тысяч раз меньше капли воды, но больше молекулы Н2О. Поэтому капля просто не проходит сквозь них. Таким образом обеспечивается водонепроницаемость . А вот молекулы водяного пара проходят через поры свободно. При появлении пота (при тяжёлой работе) возникает разница в парциальном давлении водяных паров под курткой и снаружи. Это и является движущей силой для удаления пара, который выводится наружу. Такие мембраны называются микропорными (Microporous).

Технические характеристики мембранных тканей сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше дышит, какой прочнее и т.д. Водонепроницаемость определяется по давлению водяного столба, которое определённое время выдерживает ткань с нанесённой на её поверхность мембраной — чем больше выдерживает, тем лучше. В куртке, которая «держит» больше 6000 мм, можно гулять под дождём (8000 мм —можно спокойно работать под ливнем, 10000 мм — куртка непромокаема).

«Дыхание» зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/кв.м за 24 часа) — чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал «дышит». Вроде бы всё понятно, но часто при покупке происходит путаница из-за того, что разные мембраны были протестированы по-разному. Предположим, что две фирмы в рекламных материалах на свои ткани указывают проницаемость водяных паров 5000 г/кв.м. Но одну держали над колбой с кипящей водой, а другую при температуре воды в 36,6 грд. С — понятно, что результаты будут разными. И что ткани «дышат» неодинаково. В континентальной Европе считаются общепринятыми тесты ISO 811 (на водонепроницаемость ), ISO 9237 (на ветронепроницаемость) и ISO 11092 (на паропроницаемость ). Однако американские, английские (BS7209 WVP Index) и остальные европейские тесты сильно различаются между собой. Корректно сравнивать результаты, полученные при одинаковых тестах. А то сейчас порой можно встретить рекламу ткани, которая «дышит» с умопомрачительной способностью-10000 г/кв.м (читай: за сутки пропускает через каждый квадратный метр пары 10 выкипевших литров воды).

Чтобы микропорные мембраны дольше служили, надо стирать одежду специальными моющими средствами. В одежде, где используется этот тип мембран, верхний слой ткани сам по себе должен обладать хорошими водоотталкивающими свойствами. Это обусловлено тем, что если верхняя ткань сильно намокнет, мембрана будет пропускать воду (из-за того, что внутри волокон верхнего материала гораздо слабее силы поверхностного натяжения и капли воды как таковой не образуется). Поэтому необходимо восстанавливать водоотталкивающие свойства ткани. Кроме того, никакая мембрана не будет «дышать», если на поверхности ткани есть сплошная водяная плёнка или слой льда. Поэтому восстановление водоотталкивающих свойств верхнего материала важно для всех типов мембранных материалов.

СТРУКТУРА МЕМБРАНОЙ ТКАНИ:

Размер пор мембраны не превышает размера 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).

Классификация

Мировая классификация позволяет нам разделить все мембранные ткани на несколько классов:

Категории мембран по строению

По строению мембраны ткани делятся по принципу, какая мембрана используется: беспоровая, поровая и комбинированная.

Беспоровые мембраны работают по принципу осмоса. Система такая: испарения попадают на внутреннюю часть мембраны, осаживаются на ней и посредством активной диффузии быстро переходят на наружную сторону мембраны. (Опять же, только если есть движущая сила – разница в парциальных давлениях водяных паров). В чем преимущество беспоровых мембран? Они мега долговечны, не требуют бережного ухода, исправно работают в широком диапазоне температур. Такие мембраны обычно используются в топовых (дорогих и самых функциональных) изделиях. В чем недостатки? Поначалу может показаться, что изделия промокают, но это, как раз те самые испарения, которые скапливаются на внутренней части изделия. Т. е. они начинают дышать медленнее, но продвинутые беспоровые мембраны, «раскочегарясь», иногда по дышащим свойствам превосходят поровые.

Поровые мембраны – это, грубо говоря, мембраны, которые работают по следующему принципу: капли воды, которые попадают на мембранную ткань снаружи, пройти через поры мембраны внутрь не могут, так как эти поры слишком малы. Молекулы пара, образующиеся, когда Вы потеете, с внутренней части мембранной ткани свободно выводятся наружу через поры мембраны (так как молекула пара в тысячи раз меньше капли воды, то может свободно проникнуть через поры мембраны). В результате получаем водонепроницаемость мембранной ткани снаружи изделия и дышащие (пароотводящие) свойства изнутри изделия. В чем преимущество поровых мембран? Они «быстро» начинают дышать, т. е. выводят испарения, как только Вы начинаете потеть (при условии, что есть разница в парциальных давлениях водяного пара внутри и снаружи куртки . Т. е., когда есть движущая сила). В чем недостатки? Эта мембрана достаточно быстро «умирает», т. е. теряет свои свойства. Поры мембраны забиваются, что сильно снижает дышащие свойства. При неправильной стирке куртка может начать протекать. Особенно сильно этот недостаток может проявиться, если Вы не особый любитель ухаживать за своими вещами (использовать специальные DWR спреи, моющие средства для мембранных тканей и т. д.).

Комбинирование мембраны – ткань верха покрыта с внутренней стороны поровой мембраной, а поверх поровой мембраны имеется еще тонкое покрытие (т. е. беспоровая полиуретановая мембранная пленка). Эта волшебная ткань имеет все преимущества поровых и беспоровых мембран, избегая недостатков. Но за высокие технологии приходится дорого платить. Очень немногие фирмы используют данную мембрану в своих изделиях…

Категории мембран по конструкции

По конструкции мембранные ткани делятся на: двухслойные, трехслойные и так называемые «двух-с-половиной»-слойные.

Двухслойная ткань – это ткань верха, к которой с изнаночной стороны нанесена (специальным образом) мембрана (на рисунке – белая такая, но бывает и прозрачная или с каким-либо иным пигментом). Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.

Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. По сути дела – это ткань верха + мембрана + трикотажная сетка, склеенные в одну структуру по специальной технологии ламинирования. Зачем нужна трикотажная сетка с изнанки? Она обеспечивает защиту мембраны, как от механических повреждений, так и от засорения. А, что самое главное, в трехслойных изделиях, использование подкладки отпадает. В итоге имеем: мегалегкую ткань + мобильность + небольшой объем изделия и максимум функциональности. Но, это уже совсем не маленькие деньги… Впрочем, кому как, а некоторым людям, в первую очередь важен комфорт, и таких людей, в последнее время, становится все больше и больше. Умнеет сноубордист отечественный… И крепчает кошельком.

«Двух-с-половиной» слойная мембранная ткань – это новинка на рынке. Обычно, это обыкновенная двухслойная мембранная ткань , изнутри покрытая подобием защитного нанесения (вспененное защитное нанесение в виде пупырышков, или трикотажные пупырышки и т. д.), призванного осуществлять функцию третьего слоя, т. е. защиту мембраны. Зато такие куртки получаются максимально легкими – не нужна подкладка, а вес защиты намного меньше, чем у трёхслойных материалов.

Классификация мембран по предназначению:

Ветрозащитные мембраны

Обычно наносятся на тонкую флисовую ткань, обеспечивая сочетание теплоты, дышащих свойств и непродуваемости. В отличие от обычного флиса, такая ткань хорошо держит ветер и согревает даже в мокром виде, сохнет при активных нагрузках очень быстро. Ткань может иметь водоотталкивающую пропитку, позволяющую выдерживать легкий дождь. — наиболее широко используемая ветрозащитная мембрана. Мембрана не очень дорогая, выдерживает много стирок. Такая ткань — оптимальный вариант для демисезонной велоодежды: велоштаны, перчатки , полоска на уши.

Представители:

  • Windstopper
  • Windbloc
  • Windtec и другие.

Достоинства:

  • Не продуваются
  • Греют даже в мокром виде
  • Быстро сохнут
  • Допускают высокую физическую активность
  • Высокая долговечность
  • Невысокая цена

Недостатки:

  • Слабо защищают от дождя.

Ветро- и водозащитные мембраны

Используются в туристических куртках, брюках, обуви, других аксессуарах. Обеспечивают непромокаемость и непродуваемость ткани, одновременно сохраняя дышащие свойства. Для хорошей работы такая мембрана должна быть покрыта водоотталкивающей пропиткой, чтобы вода собиралась в капли и скатывалась, а не перекрывала поры.

Представители:

  • Gore-Tex
  • Sympatex
  • eVent
  • comforex

Достоинства:

  • Не продуваются
  • Не промокают
  • Допускают высокую физическую активность

Недостатки:

  • Высокая цена
  • Деградируют со временем
  • Не любят стирку
О проклейке швов

Проклеенные швы позволяют избежать проникновения влаги через швы, и, как результат, чувствовать себя сухо и комфортно.

Вначале поговорим о швах в трехслойных изделиях. В этих изделиях швы должны, повторяю, должны быть проклеены все! Это стандарт, признанный всеми производителями! Обычно, об этом Вы можете узнать, прочитав надпись на бирке изделия: «all seams are sealed», что в переводе с английского означает «все швы проклеены». Но, все равно, внимательно посмотрите и проверьте – все ли швы на трехслойном изделии проклеены лентой. Хочется заметить, что некоторые, особо расслабившиеся фирмы, грешат отсутствием проклейки некоторых швов в изделиях из трехслойной ткани, что является позором и огромным недочетом. Следующее условие, относительно трехслойной одежды – это минимальное количество швов. Чем больше швов, тем больше вес, тем больше узлов для проклейки, тем менее мобильное изделие. В трехслойных изделиях все эти параметры чрезвычайно важны, т.к. цена этих изделий достаточно высока и подразумевается, что изделия являются самыми высокотехнологичными.

В настоящее время, большинство фирм в трехслойных изделиях используют водонепроницаемые молнии dry zipp. Использование dry zipp позволяет отказаться от клапанов или защитных планок на карманах и вентиляции, что, опять же, экономит вес и улучшает мобильность изделия. В хороших изделиях вверху dry zipp молнии имеются так называемые, zipp garage (защита замка в молнии – «гараж» для замка). При отсутствии такой «фичи» вода будет поступать внутрь изделия через небольшое отверстие вверху молнии.

Одежда из двухслойной мембраны. По поводу швов: надпись «all seams are sealed» означает, что все швы в данном изделии проклеены. Если на этикетке написано «critical seam sealing», это означает, что в изделии проклеены только основные швы, что может обернуться подтеканием в некоторых местах, а может и не обернуться. Стоит заметить, что в изделиях, позиционируемых брендом как полу-катабельные или полу-городские, такой вариант очень даже приемлем (обычно это изделия с утеплителем). Тут уж, каждый покупатель волен выбирать то, что он хочет, и что подходит лично для него. Если Вы проводите много времени просто тусуясь с друзьями на склоне, то наверняка вещи с не полностью проклеенными швами и утеплителем Вам подойдут. Как выглядят проклеенные швы в двухслойной одежде можно посмотреть на фото.

О производителях мембранной ткани

Обычно в топовых, трехслойных или двухслойных вещах, достойные бренды используют мембранные ткани производства таких фирм как W. L.Gore and Associates, Inc. ( США ) (Gore-tex, Gore-tex XCR и т. д.), Toray ( Япония ) ( Dermizax , Entrant HB), Event ( США , производится в Японии), Unitika (Япония). Это – лидеры в области технологий производства мембранных тканей. Заметьте, страны с высоким уровнем технологий!

Примерные цифры

Водонепроницаемость тканей высокого класса обычно не менее 20.000мм водного столба, а дышащие свойства не менее 8.000г/м?/24 часа. Мембрана среднего уровня обычно имеют характеристики 8.000мм/5.000г/м?/24 часа или около того. Базовый уровень – это обычно 3.000мм/3000г/м?/24 часа, хотя в изделиях из такого вида ткани, недостаточно высокие характеристики мембраны могут хорошо сочетаться с наличием большого количества вентиляционных отверстий, позволяющих регулировать температуру внутри изделия.

Водоотталкивающее покрытие –
DWR

Посмотрите – капельки на ткани не впитываются, а лежат на ткани, скатываясь в шарики! Это DWR (Durable Water Reppelence) покрытие, не позволяющее воде проходить даже через верхний слой ткани (то есть впитываться в нее). На ткани с DWR покрытием вода, скатывается в шарики и легко скатывается. DWR , кстати, штука не долговечная, и со временем исчезает (смывается), а на ткани появляются мокрые пятна (при контакте с водой). Это вовсе не значит, что изделие промокает, так как мембрана все равно воду не пропустит, но некоторый дискомфорт присутствовать может. Образовавшийся слой воды сверху не даст работать мембране, какой бы крутой она не была. Кроме этого, в поровых мембранах, в этом случае, возможно прохождение воды через мембрану. Избежать умирания DWR Вам поможет специально разработанные средства с этим самым DWR покрытием ( NIKWAX , например), продающиеся в , торгующих экстремальной одеждой.

О фактуре ткани

Rip Stop – обычно используют для топовых, дорогих шмоток. Это название способа плетения ткани, которая по своему строению напоминает сетку или соты. То есть, в этой фактуре используются как тонкие, так и толстые нити, что позволяет изготавливать прочный и, в тоже время, легкий материал.

Twill плетение также часто используют в сноубордической одежде. Это приятный на ощупь гладкий материал (см. фото пред. раздела), имеющий отличные прочностные характеристики. В последние пару лет очень многие, особо продвинутые бренды, стали представлять в своих коллекциях шмотки из джинсы (Denim) с мембраной.

Виды мембранных тканей

НЕКОТОРЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ.

Omni-Tech Mini-Faille FD Ceramic
Технология, при которой на внутреннюю поверхность ткани (прочный, текстурный, с матовым оттенком 100% нейлон ) наносится слой микропористого полиуретана, в который внедрены частички керамики, придающие ткани прочность и являющиеся дополнительными микропорами, слишком маленькими, чтобы через них проникала влага снаружи, и достаточно большими, чтобы пропускать пары влаги от тела наружу. Водопроницаемость 11900 мм, свойство ткани «дышать» 8400 гр/кв.м./24ч.
Oмni-Tech Storm Dry Coating
Ткань, на основу которой нанесен слой из матового нейлона микропористого полиуретана, а на внутреннюю поверхность ткани — водонепроницаемое покрытие. Водонепроницаемость 5500мм, свойство ткани «дышать» 5700 гр/кв.м./24ч.
Scholler-Comfort-Temp
Эта технология обеспечивает специальные накладки на внутренней стороне курток, состоящие из восковых микроклеток и регулирующие температурный микроклимат для тела.
Sympatex Transactive
Эта технология предусматривает повышенный уровень комфорта для людей, занимающихся активными видами спорта. Совершенно новая система мембранных тканей, состоящая из мембраны Sympatex и водоотталкивающего слоя, избавляет от пота не только в виде испарений, но и в виде влаги. Благодаря своей структуре, лишенный пор Sympatex Transactive гарантирует, что дыхание кожи не будет затруднено загрязнениями, кристаллами соли, частицами моющих средств и прочими внешними факторами.
Sympatex Professional
Плотно соединенные швы обеспечивают 100% водонепроницаемость . Экстремальные климатические условия зимой требуют максимум функциональности и эффективности. Это достигается благодаря двух- и трехслойным материалам, плотно соединенным друг с другом так, что они обеспечивают 100% водонепроницаемость .
Pontetorto Dryfast
Технология против запаха и влаги. Исключительно легкая вязка, которая позволяет быстро выводить пот наружу, благодаря капиллярным свойствам материала. Сохраняет тело сухим. Антибактериальный материал, который также был обработан по специальной дезинфицирующей технологии и в результате постоянно нейтрализует бактерии, которые вызывают неприятный запах.
Schoeller Stretch, Schoeller WB400
Эластичность, защита от ветра и комфорт при носке. Эластичный трехслойный материал Schoeller WB400- это три ткани в одной. Наружный слой, выполненный из эластика и синтетических волокон, гарантирует полную свободу движения и защиту от загрязнений. Водонепроницаемый второй слой позволяет поту испаряться. А плотный объемный внутренний слой с начесом, который удерживает тепло, обеспечивает удобство в носке.
В одежде из мембранной ткани в любую погоду, кроме самой жаркой влажной, можно идти или бежать, лезть по скалам, кататься на лыжах и при этом не испытывать дискомфорта. В советские времена альпинистам и туристам приходилось носить брезентовые штормовки, которые быстро намокали и были достаточно тяжелыми, по сравнению с современными мембранными куртками. В 70-х годах, когда русские альпинисты приехали к американским коллегам, те подарили гостям палатку с нанесённой на тент мембраной Gore-Tex . Русские альпинисты потом долго не могли поверить: как может быть так, что в сильнейший дождь тент не промокает, а пар от кипящей на примусе кастрюли свободно испаряется через тент палатки?! Мембранные ткани сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше «дышит», какой прочнее и т.д. Водонепроницаемость определяется по давлению водяного столба, которое определённое время выдерживает ткань с мембраной: чем больше выдерживает, тем лучше. В куртке, которая «держит» больше 6000 мм, можно некоторое время находится под дождём, 8000 мм — можно спокойно работать под ливнем, 10000 мм — куртка непромокаема.
«Дыхание» зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/м2 за 24 часа) — чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал «дышит». Часто при покупке происходит ошибка в выборе из-за того, что разные мембраны были протестированы по-разному. Предположим, что две фирмы в рекламных материалах на свои ткани указывают проницаемость водяных паров 5000 г/м2. Но одну держали над колбой с кипящей водой, а другую при температуре воды 36,6°С. Понятно, что результаты будут разными, и что ткани «дышат» неодинаково. В Европе считаются общепринятыми тесты ISO 811 (на водонепроницаемость ), ISO 9237 (на ветронепроницаемость) и ISO 11092 (на паропроницаемость ). Однако американские, английские (BS7209 WVP Index) и остальные европейские тесты сильно различаются между собой.

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ТКАНЕЙ И ТКАНЕЙ НА ОСНОВЕ МЕМБРАН

Aerolite I: Ткань из микроволокна полиэстера, водоотталкивающая и «дышащая», мягкая на ощупь и не шуршащая.
ATX: «Дышащая» мембрана.
AWT OSMO-CERAMIC: Эта мембрана обладает высокими водонепроницаемыми и «дышащими» свойствами, сохраняющимися при любых температурах, характерных для горных условий. Кроме того, это покрытие обладает способностью активно удалять влагу, скапливающуюся на внутренней поверхности ткани, таким образом, значительно уменьшая опасную конденсацию при интенсивной работе лыжника и большом перепаде температур. Керамический компонент покрытия обладает способностью преобразовывать ультрафиолетовое излучение в инфракрасное тепло, тем самым повышая тепловые возможности изделия на +3 С .
Berber: Материал из 100% полиэстера. Быстро сохнет, обладает высокой функциональностью, при этом это легкий материал с высокой теплоизоляцией.
Bergundtal Cloth: Ткань образуется плетением нити нейлона-таслан в одном направлении и обычного нейлона в другом. Прочная основа ткани имеет внешнее водоотталкивающее покрытие, на внутреннюю поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты от суровых климатических условий.
Boucle Ricciolo: Ткань, состоящая из шерсти и полиамида.
Channel Ridge Faille: Ткань, изготовленная из нейлона-таслана, имеющая нерегулярную структуру плетения, которая придает прочность и износоустойчивость. Ткань имеет снаружи водоотталкивающее покрытие, а внутри на поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты.
Clarino Grip: Прочный, нескользящий материал, покрытый силиконом. Используется в производстве перчаток.
Climatec: Акриловое покрытие, обладающее водонепроницаемыми и «дышащими» свойствами.
Comfort Control: Синтетический материал, используемый для производства нательного белья. Капиллярные свойства которого обеспечивают отвод влаги с поверхности тела, покрытие Teflon обеспечивает максимум устойчивости к воздействию воды. Ткань защищена от ультрафиолетовых лучей. Материал имеет свойство ветронепроницаемости за счет плотного внутреннего переплетения волокон, при этом не снижена способность пропускать воздух. Ткань быстро сохнет, хорошо переносит стирку и сухую чистку.
Coolmax : Новое высокотехнологичное волокно. Поддерживает естественную температуру тела за счет улучшенной способности выводить влагу и тепло. Благодаря четырехканальной структуре этого волокна влага испаряется значительно быстрее. Изделия из него не требуют специального ухода, допустима машинная стирка и сушка.
Cordura : Высокотехнологичный материал, разработанный компанией DuPont, содержит 100% нейлон , обладающий повышенной прочностью и долговечностью. Материал имеет двойное сопротивление трению, обладает высокой стойкостью к различным видам механических нагрузок.
Dermizax : Совмещает полную водонепроницаемость и выведение влаги с увеличенной прочностью без ущерба для гладкости и мягкости материала. Водостойкость сохраняется на одном уровне, не зависимо от энергичности и напряженности движений. Свойство ткани «дышать» и выводить влагу обеспечивает уникальная беспоровая мембрана. При этом «дышащие» свойства мембраны способны усиливаться при повышении температуры тела человека. Это приводит к увеличению расстояния между длинными молекулярными цепочками полимера мембраны, что делает ее более проходимодоступной для молекул водяного пара. Сведение конденсации к минимуму предотвращает замерзание внутреннего слоя и эффективно дополняет свойство ткани «дышать». Мембрана не разрушается при многочисленных стирках, что делает ее легкой для ухода. Водонепроницаемость 2000мм, воздухопроницаемость 10000 гр./кв.м/24ч.
Diaplex: Водостойкий мембранный материал, выдерживающий от 20000 до 40000мм водяного столба, изменяет интенсивность выведения испарений через отдельные участки одежды в зависимости от температуры, поддерживая общий комфортный уровень тепла. Превосходно совмещает полную водоустойчивость и выведение влаги с увеличенной прочностью без ущерба для гладкости и мягкости материала. Свойство ткани «дышать» и выводить влагу обеспечивает уникальная непористая мембрана. Сведение конденсации к минимуму предотвращает замерзание внутреннего слоя и эффективно дополняет свойство ткани «дышать». Высокая эластичность для легкости движений и ветростойкость.
ZONE: В материале используется микропористая полиуретановая мембрана , снаружи она дополнительно обработана водоотталкивающей пропиткой, за счет чего ткань обладает высокой водоотталкивающей способностью. Влагонепроницаемость 5000мм, воздухопроницаемость 3000 гр./кв.м/24ч.
Dry W.E.B.: Эта технология использует многослойную структуру, которая впитывает пот, затем быстро перемещает его на внешнюю сторону ткани, применяя при этом капиллярный процесс. Полиэстер на внутренней стороне ткани убирает пот с кожи, и микрофибровое волокно полиэстера на поверхности рассеивает влагу для ее быстрого испарения. Обработанная антимикробным веществом, эта ткань защищает от бактерий.
Dynatec Schoeller: Высокопрочная ткань (более прочная, чем Cordura ), известная своей устойчивостью к трению и истиранию. Устойчива к быстрой смене температур.
Dynamonus: Армированное кевларовое волокно, прочное к носке и трению, разрывам и порезам. Благодаря основе из прочного кевлара и добавлению синтетических волокон, этот материал сохраняет все защитные свойства и при этом становится прочнее стальных нитей.
Dyneema: Материал отличает небольшой вес, водонепроницаемость , отражение УФ-лучей, стойкость к перепаду температур, прочность и гибкость.
DuraTech: Прочный нейлон с тесным переплетением волокон с перекрестным рисунком. Материал покрыт водонепроницаемой и дышащей мембраной ENTRANT, а снаружи водоотталкивающее покрытие DuroGuard.
Duratex: 100% полиэстер , с покрытием Climatec и отделкой DWR . Водонепроницаемость 3000мм, паропроницаемость 3000 гр/кв.м/24ч.
Entrant Dermizax — EV3: Трехслойный материал, в котором в качестве мембраны используется Dermizax — беспоровая тонкая мембрана , обладающая высоким коэффициентом водонепроницаемости и воздухопроницаемости. Материал обладает высокой устойчивостью к истиранию и трению, поэтому не растягивается в процессе носки . Мембрана не разрушается при стирках.
Entrant GII: Трехслойное мембранное покрытие, в структуру которого заложены два различных микропористых слоев. Ткань «дышит», за счет чего сохраняется оптимальный баланс между водонепроницаемостью и способностью пропускать воздух. Это делает материал комфортным при использовании. Водонепроницаемость 5000 мм, проходимость влаги 8000 гр/кв.м/24ч.
EPIC: Мембранный материал, располагающийся внутри волокон, обеспечивает »дышащие» свойства, защиту от воды и ветра.
Fieldsensor : Этот нелиняющий материал, который мгновенно сохнет и не мнется, позволяет испарениям постоянно впитываться и выводиться наружу, сохраняя при этом комфортное состояние тела.
GORE-TEX: Мембрана представляет собой биструктурный микропористый материал, прошедший процесс расширения. При этом мембрана, имеющая микропоры на несколько порядков больше, чем молекула воды, и на несколько порядков меньше, чем любая капля воды. Поэтому пропускает воду только в виде пара, что позволяет материалу дышать, но при этом не промокать и не надуваться. Все швы изделий с мембранной Gore-Tex проходят изотермическую обработку для обеспечения водоотталкивающих свойств. Водонепроницаемость 10000мм водяного столба, пропускная способность 1л водяного пара в час.
Hidra-neK: Ткань имеем водонепроницаемое покрытие (8000мм), обладая при этом хорошей вентиляцией. Ткань устойчива к трениям и носке.
High-Bulk-Acrylic: Микрофибра с объемными волокнами, которые позволяют достигнуть гофрированного эффекта на микроскопическом уровне, за счет этого повысив проницаемость для воздуха и его способность »дышать». Ткань обладает высокой износоустойчивостью, стойкостью к трению и истирания На ощупь материал мягкий и приятный, что повышает его комфортность.
Hollofil II: Четырехканальные волокна составляю структуру материала, наполняя его свойствами повышенной теплоизоляции. Материал приятен при носке и быстро сохнет.
Hydrаpel TF: Это двухслойный микропористый материал. В котором внешняя стороны обработана защитным слоем Teflon для увеличения водонепроницаемости. Водонепроницаемость 2000м, паропроницаемость 2000 гр/кв.м/24ч.
Hydro Tech: Прочная ударовязкая ткань. Водонепроницаемость 8000м, паропроницаемость 8000гр/кв.м/2ч
Hydro Tech 2000: Микроволоконный материал. Водонепроницаемость 2000мм.
Intriplex-Ceramic: В материале используется беспоровая керамическая мембрана. Здесь применен принцип размера воды. Т.е. расстояние между молекулами принципиально больше молекулы воды и меньше капли воды, а при увеличении температуры тела эти расстояния еще больше увеличиваются. В результате чего получается мембранный материал, который при активных движениях просто выпускает больше пара на поверхность одежды сохраняя при этом нормальный тепловой баланс тела. А следовательно и комфортность состояния. Водонепроницаемость 20000мм, паропроницаемость 15000гр/кв. м/24ч.
Isotex: Ткань на 100% не пропускает ветер, внешняя поверхность покрыта водоотталкивающим покрытием. Это гидрофильный материал, т.е. он состоит из цепочек молекул, которые проводят влагу и воду сквозь ткань. Когда молекулы воды попадают между этими цепочками, молекулы разбухают, и их способность проводить влагу и воду увеличивается.
Kevlar: Высокопрочный и долговечный материал. Обладая высокой устойчивостью к разрывам, Кевлар в 5 раз прочнее стали, если сравнивать из расчета вес на вес.
Koliv: Покрытие собирает влагу и выводит ее в атмосферу, генерирует тепло. Эта тепловая энергия позволяет быстро удалить влагу на поверхность. В результате чего, улучшаются «дышащие» свойства и влаги на внутренней стороне почти не остается. Паропроницаемость 20000 гр/кв.м/24ч.
Lemon Magic: Ткань с добавлением нейлона и полиэстера. Паропроницаемость 9000гр/кв.м/24ч., водонепроницаемость 3000мм.
Membra-Therm: Материал обладает высокой водонепроницаемостью и хорошими «дышащими» свойствами. Мембрана, используемая в производстве перчаток.
Meryl : Ткань с повышенными техническими характеристиками, обладает высокой водонепроницаемостью (8000мм водного столба). За счет специальной структуры ткани, полости внутри волокон, достигается необычайная легкость (на 25-30% легче полиамида). Эта »дышащая» является ветронепродуваемой. Ткань отличает повышенная прочность, хорошие изоляционные качества, которые позволяют телу удерживать естественное тепло. Ткань не требует специального ухода, быстро сохнет после, не требует глажения.
Micro Grid: Материал, образованный переплетением нити нейлона и нейлонового микроволокна.
Micro-Dry: Ткань из полиэстера, специально разработанная для моделей с пуховым утеплителем, обеспечивает защиту от ветра снаружи, выведение паров влаг от тепла, предотвращая намокание пуха.
Microsafe: Ацетатное волокно с антимикробным действием. Не допускает появление запаха, дольше сохраняет свежесть ткани. Дает ощущение комфорта.
MicroSuede: 100% полиэстера, микроволокно, созданное переплетением нитей, обеспечивает плотность ткани. Мягкий ворс, водонепроницаемое »дышащее» покрытие Obermeyer HydroBlock и внешний водоотталкивающий слой DuroGuard, обеспечивающий дополнительную защиту.
Microtachtel teflon: Материал тефлон обеспечивает максимальную грязестойкость и гидрофобность. Водоотталкивающее и маслоотталкивающее покрытия, поглощение УФ-лучей, простой уход.
Moraine Faille: Ткань из 100% текстурированного нейлона, имеющая внешнее водоотталкивающее покрытие, на внутреннюю поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты.
NYLON TAFETTA: Прочный износостойкий материал защищает от ветра и выводит конденсат тела наружу. Быстросохнущий материал, обладающий свойствами хорошего воздухообмена и имеющий водоотталкивающее покрытие.
Outlast: Микротермальный материал, внедренный в ткань, который состоит из миллионов микрокапсул, способных поглощает тепло, исходящее от тела при нагревании, распределять его равномерно и возвращать тепло при охлаждении. Если температура тела повышается, то Outlast принимает на себя определенное количество тепла, восстанавливая термальное равновесие, и, в то же время, меняя фазу на жидкую (растаивание). Когда при отсутствии движения температура тела понижается, и тело становится холоднее, чем ткань, тепло передается обратно к телу, восстанавливая тепловой баланс. А Outlast меняет фазу на твердую. Таким образом, Outlast не только сохраняет тепло, но и удаляет его избыток, поддерживая при этом температурный комфорт тела.
Pemax: Ткань, в составе которой полиэстер и полиамид . Хорошие водоотталкивающие свойства.
Pertex: Cемейство тканей, работающих по четырем разным направлениям: это пуходержащие ткани, ветрозащитные ткани, водоотталкивающие материалы и ткани, защищающие от солнца. Эти ткани гибки, прочны, эластичны, сохраняют первоначальную форму, легкие, комфортные и долговечные.
Polyamide: Искусственное волокно, обладающее функциональными характеристиками. Это легкая, »дышащая», быстросохнущая и износостойкая ткань, которая прекрасно сохраняет свою форму и не требует специального ухода. По своему составу она может быть гладкой, шероховатой, матовой или блестящей. РА — официальное сокращение полиамида.
Polyester: Полиэстер — это общее название полиэфирных волокон и материалов, получаемых из расплавов полиэтилентерефталата. Обладает при этом высокой прочностью и износостойкостью. Хорошо сохраняет форму, не мнется, устойчив к свету, малогигроскопичен.
Polyester Microfibre: Ткань, выполненная на основе полиэстерового микроволокна, обладающая высокими влагоотводящими свойствами за счет особого переплетения сверхтонких волокон.
Hyper-dX: Износоустойчивый материал, стойкий к механическим повреждениям, является отличным снего- и водоотталкивающим материалом, свойства которого сохраняются при частых стирках.
Pile: Долговечный материал, который обеспечивает особенно мягкое и приятное тепло, защищает от сырости и не поглощает влагу.
Q.B.TEX: Уникальный материал, имеющий покрытие с миллиардом крошечных пористых отверстий. Q.B.TEX имеет отличные характеристики водоотталкивания и водонепроницаемости, влагоиспаряемости и воздухообмена. Превосходный материал для горнолыжной одежды, обладающий превосходной гибкостью и обеспечивающий удобство и свободу движения. Влагоиспаряемость материала (г/кв.м/24ч)-5000, сопротивление давлению водяного столба (мм)-2000
Solar Alpha: Ткань с включением этих нитей поглощает видимые солнечные лучи, которые составляют более 90% энергии солнца, и превращает их в тепло. Кроме того, она отражает инфракрасные лучи, генерируемые с тела, и задерживает тепло внутри одежды. Эти две функции сгенерированы в одно, чтобы создать идеальную теплоудерживающую ткань. Композиты карбида циркония, используемые в нитях, — это хорошие поглотители тепла.
Strata HD II: Микропористая мембрана. Водонепроницаемость 10000мм, паропроницаемость 10000 гр/кв.м/24ч.
Stretch: Ткань, обладающая высокой водостойкостью (15000 мм) и воздухопроницаемостью (10000 гр/кв. м/24ч), при этом это износостойкий и тянущийся материал.
Sympa Tex: Водонепроницаемая и пароотводящая мембрана, используемая как один из слоев во многослойных материалах.
2-ply Sympa Tex: Двухслойный материал, состоящий из внешней ткани (часто используется Stretch) и паропроводящей водонепроницаемой мембраны SympaTex. Водонепроницаемость 15000мм, пароотводимость ГОСТ 7000-80 гр/кв.м/24ч.
3-ply Sympa Tex: Трехслойный материал, состоящий из плотной и легкой ткани снаружи, водонепроницаемой и пароотводящей мембраны SympaTex и гигроскопичной подкладки из микросетки. Мембрана собирает выделяемую влагу и отводит ее от тела, сохраняя при этом тепловой баланс организма. Водонепроницаемость 30000мм, пароотводимость 700 гр/кв.м/24ч.
mSM 2,5 SympaTex: Это микростатическая мембрана, при разработке которой были достигнуты следующие свойства — это легкость ткани, увеличенные свойства впитываемости на внутренней поверхности и более толстый слой внутренней воздушной прослойки. В результате образовалась воздушная прослойка, которая улучшила теплоизоляцию на 30%, образовалось много зон чистой мембраны, в которых может скапливаться конденсат, не имеющий точек соприкосновения с телом. Главным отличием этого материала от трехслойного 3-ply SympaTex является структура плетения волокон, они располагаются не параллельно, а перпендикулярно к поверхности мембраны, что создает воздушную прослойку, кроме того вертикальные волокна улучшают впитываемость влаги и отводимость ее к мембране для вывода наружу.
Super Microft: 100% полиэстер , водонепроницаемость 2000мм, паропроницаемость 9000 гр/кв.м/24ч.
Supplex : Ткань не выцветает, является «дышащей». Саплекс разработан компанией DuPont
Windbloc: Специальная мембрана делает эту ткань водонепроницаемой, ветронепроницаемой, но при этом «дышащей». Ткань при этом достаточно легкая и не ограничивает движения.
Windstopper : Водонепроницаемый мембранный материал, 100% политетрафторэтилен (тефлон). С помощью деформации тефлона получается тонкая пористая мембрана. Она сохраняет тепло, при этом выводит лишнюю влагу в атмосферу, поддерживая комфортность тела. Мембрана используется как дополнительный слой между подкладкой и верхним слоем трикотажной вязанной одежды, помеченной знаком Windstopper .
Windstopper Flees: Мягкий, тонкий материал, с добавлением дополнительного слоя мембраны, которая обеспечивают улучшение тепловых характеристик и высокие «дышащие» свойства. Мембрана хорошо удерживает тепло. Материал вдвойне более теплый, чем обычный флис , предотвращает потерю тепла и увеличивает чувство комфорта.
WindTech 2000: Это слой облегченной, эластичной, ветрозащитой WindhibitorTM ткани между двумя слоями MFS. Обладает хорошими влагоотводящими капиллярными свойствами и задерживает ветер.
XT: Сотовая структура с микропорами создает эффекты водонепроницаемости и воздухообмена.
XT 2000: Водонепроницаемость 2000мм, воздухопроницаемость 4000 гр/кв.м/24ч
XT 5000: Водонепроницаемость 5000мм, воздухопроницаемость 8000 гр/кв.м/24ч
XT 10000: Водонепроницаемость 10000мм, воздухопроницаемость 8000 гр/кв. м/24ч
XT 20000 3 Layer: Водонепроницаемость 20000мм, воздухопроницаемость 4000 гр/кв.м/24ч
XT: Это покрытие проникает в ткань таким образом, что структура ткани становится подобна сотам — со множеством микропор. Эти поры слишком малы, чтобы пропускать частицы воды (это делает ткань водонепроницаемой), но достаточно большие для того, чтобы пропускать влажные испарения, идущие от тела (это позволяет телу дышать).
XT.L: Слоистый материал XT.L Laminate — это ультратонкая мембрана, которая обеспечивает исключительную степень водонепроницаемости, позволяя при этом коже дышать. Также эта мембрана обеспечивает тканям высокий уровень растяжимости, который служит гарантией от повреждений мембраны даже после продолжительного интенсивного использования и частых стирок.

Долговечность и эффективность

Как правило, долговечность ветрозащитных мембран ограничена прочностью и износостойкостью основного материала. При аккуратной эксплуатации ткань может выдержать множество стирок в течение нескольких лет без потери свойств.

В случае с водозащитными мембранами ситуация хуже. Считается, что срок эксплуатации хорошей дорогой мембранной куртки — несколько (2-3) лет, причем при каждой стирке водозащитные свойства ухудшаются. После того, как водоотталкивающий слой смыт, ткань в сильный дождь покрывается пленкой воды и дышит не намного лучше обычного дождевика.

После нескольких лет активной эксплуатации даже Gore-Tex начинает промокать насквозь под сильным дождем. Впрочем, это справедливо и для обычных клеенчатых курток, при тех же условиях эксплуатации. Деградацию свойств можно затормозить, периодически обрабатывая старую куртку специальной пропиткой, однако это не является панацеей, такая куртка все равно будет отсыревать под дождем.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ МЕМБРАННОЙ ОДЕЖДЫ

Плюсы:

  • Она легкая и удобная;
  • Хорошо защищает от дождя и снега, прочная и легкая;
  • Она не продувается ветром и хорошо отводит испарения тела наружу;
  • Она подходит как для не очень холодной погоды, так и для морозной;
  • Грязь очень легко удаляется, можно забыть о стирке через день и выбирать яркие расцветки.


Минусы:

  • Мембранная одежда достаточно дорогая;
  • Требует особого ухода и правильной стирки;
  • Относительно недолговечна;
  • Одежда под нее должна быть особым образом подобрана – термобелье + флис или полартек;

СТИРКА ОДЕЖДЫ ИЗ МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ

Одежду из мембранных тканей нельзя стирать обычными моющими средствами. Стиральный порошок засоряет пористую структуру мембраны, что приводит к потере ее специфических качеств. Мембрана в этом случае прекращает «дышать» — снижаются свойства воздухопроницаемости. То же самое происходит при использовании кондиционеров и отбеливателей.
Моющие средства, в состав которых входит хлор и его производные, оказывают действие, обратное эффекту закупоривания пор мембранной ткани. Молекулы хлора оказывают на мембрану перфорирующее действие, за счет чего она начинает лучше «дышать», но, вследствие этого, промокать. Таким образом, снижаются водоотталкивающие защитные свойства мембранной ткани.
Рекомендуется стирка с использованием специальных DWR спреев, моющих средств для мембранных тканей и т. д.). В противном случае, возможна стирка с использованием жидкого мыла или детского шампуня.
Мембранную одежду ни в коем случае нельзя стирать в стиральной машине, нельзя замачивать, нельзя отжимать. Это также оказывает отрицательное действие на специфические свойства мембранной ткани.
Замачивание изделия не требуется. Как правило, загрязнения ткани легко удаляются при помощи ручной стирки. Во избежание повреждений мембраны стирка производится вручную при температуре 30-40 градусов. После стирки изделие отжимается вручную, но без скручивания. Для удаления лишней влаги можно использовать хорошо впитывающую хлопчатобумажную ткань.
Сушка изделия из мембранной ткани
Мембранная одежда сушится в расправленном виде в горизонтальном положении при комнатной температуре. Помещение, в котором производится сушка, должно быть проветриваемым. Не допускайте попадания прямых солнечных лучей во избежание выгорания верхнего слоя мембранной одежды.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ УХОД

Мембранную одежду ни в коем случае нельзя гладить, так как высокая температура может повредить структуру ткани.
Для восстановления водоотталкивающих свойств внешней ткани мембранной одежды, используют специальный спрей на основе фтора. Фтористые составы позволяют создать водоотталкивающую пленку, которая не будет препятствовать движению воздуха. Кроме того, пленка затруднит проникновение внешних загрязнений и повысит стойкость ткани к воздействию ультрафиолета.

ПРОПИТКА МЕМБРАННОЙ ОДЕЖДЫ

Мембранные материалы необходимо время от времени пропитывать. Для этого подойдут различные специальные аэрозоли или жидкости для стирки. Необходимо помнить, что пропитывать необходимо только ЧИСТЫЕ вещи, после стирки или очистки. Для разных тканей возможно применение только собственных средств. Использование аэрозолей и жидкостей для пропитки может привести к незначительному изменению цвета одежды. Регулярное использование пропиток повлечет за собой сохранение хороших водоотталкивающих свойств мембраны.

ХРАНЕНИЕ ОДЕЖДЫ ИЗ МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ

Мембранную одежду хранят в расправленном виде в вертикальном положении. Во избежание попадания пыли в пористую структуру мембраны, одежду из мембранных тканей следует помещать в защитную тканевую или полиэтиленовую оболочку. Перед хранением мембранная одежда должна быть выстирана в соответствии с рекомендациями.

Мембранная непромокаемая дышащая ткань — что это такое, описание, состав, виды и типы курточных мембран, свойства, плотность, характеристики

Для тех, кто занимается спортом, ведет активный образ жизни, или же часто сталкивается с воздействием сурового климата, необходима одежда с повышенным уровнем защиты, которая при этом позволяет свободно двигаться и чувствовать себя комфортно даже при длительном передвижении. Сейчас создание таких изделий стало возможным при помощи современных промышленных технологий. Одной из самых полезных инноваций в производстве спортивной и зимней одежды является мембранная ткань, состав, плотность и свойства которой обеспечивают надежную защиту от неблагоприятных погодных условий, свободу движений и поддержание комфортной температуры тела. Другие материалы не способны справиться с теми функциями, которыми обладает этот материал. Сегодня мы подробно поговорим об изделиях с мембранным слоем или пропиткой, расскажем об их производстве, характеристиках и преимуществах.

Общее описание 

Само слово «мембрана» означает защитный элемент, который является неотъемлемой составляющей клетки любого живого организма и предотвращает влияние внешних агрессивных воздействий. В современной ситуации назначение мембраны практически не изменилось. Ее используют в промышленности при производстве одежды, чтобы повысить протекционные свойства.

Такая экипировка имеет множество преимуществ перед технологиями старого поколения. Защитную одежду и обувь начали производить еще несколько веков назад, используя при этом такие материалы, как полиэтилен, резину. Самые качественные изделия действительно могли предотвратить влияние внешних факторов: снега, ветра, дождя. Но протекционные свойства были значительно слабее, к тому же долго находиться в таком облачении было сложно. Несмотря на то, что такие защитные костюмы не протекали, в них быстро становилось жарко, душно, одежда сковывала движения, так как не пропускала кислород. Непромокаемая, но при этом дышащая мембранная ткань, благодаря своей паропроницаемости, позволяет избежать подобных проблем. Главное – подобрать качественную модель, которая не только защитит в плохую погоду, но и позволит вовремя избавляться от лишней воды и пара. Именно такие изделия предлагает Stayer.


Как производят мембранную ткань

Отметим, что к самостоятельным материалам такая ткань не относится, это лишь технология, используемый в изготовлении и обработки ткани. При помощи этой технологии на поверхность одежды наносится особый пленочный слой, который делает изделие пригодным для использования в экстремальных погодных условиях. Современное производство таких моделей – довольно сложный процесс, требующий немалых затрат и определенного оборудования. Изготовление такой одежды может осуществляться двумя способами:

  • На внешнюю поверхность одежды крепят тонкую пленку при помощи клея или спайки, таким образом изделие оказывается заламинированным.
  • Ткань, из которой сделана модель, пропитывают особым составом, обладающим защитными свойствами.

Типы ткани

Материал, получаемый таким образом, также неодинаков. Он имеет различные конструкции и структуру. Мембранная ткань делится на виды, в зависимости от способа фиксации защитного материала.

  • В двухслойном материале протекционная пленка закреплена изнутри, сверху защищена подкладкой для предотвращения загрязнений и повреждений в результате механических воздействий.
  • В трехслойном материале подкладка отсутствует, так как мембрана склеена вместе с внутренним и наружным слоем. Такие изделия более удобны, практичны, но стоимость выше, чем у аналогов.
  • Существуют варианты, когда в двухслойных моделях защитное покрытие наносится при помощи напыления.
  • Можно встретить изделия с водоотталкивающей поверхностью DWR на внешней стороне изделия. Слой с течением времени может несколько истончиться, но его несложно восстановить при помощи особых средств.

Существует также классификация, основанная на по принципу нанесения и действия мембраны. По этому принципу можно выделить следующие разновидности материала:

  • Поровая. Помимо защиты от внешних воздействий (дождь, град, снег), способна обеспечивать движение кислорода, предотвращать образование большого количества испарений и своевременно выводить их из-под одежды. В таких покрытиях присутствуют небольшие отверстия, которые обеспечивают отвод молекул пара изнутри, при этом не допуская проникновения снаружи. Надежный и наименее дорогостоящий вариант, но требующий специального ухода. Например, такую куртку нельзя стирать в домашних условиях вместе с обычными вещами.
  • Беспоровая. Испарения в такой одежде выводятся иначе, при помощи диффузии. Защитные функции не хуже, чем у поровой мембраны, при этом даже после нескольких химчисток ее защитные свойства сохраняются.
  • Комбинированная. Самый качественный вариант, который позволяет обеспечить отличную защиту от влаги и прекрасно отводит испарения от тела. Она сочетает в себе преимущества порового и беспорового типа материала, но и стоит при этом гораздо дороже аналогов.

При выборе изделия обязательно ориентируйтесь на условия, в которых вы планируете использовать одежду. В каталоге интернет магазина Stayer вы сможете найти модели, которые подходят для различных погодных условий, а также выбрать подходящую вам ценовую категорию.

Основные характеристики мембранной ткани

На рынке сейчас можно приобрести множество разновидностей изделий, созданных по данной технологии. Однако, не каждая модель отвечает критериям качества, предъявляемым к этому виду материала. Чтобы выбрать теплое, надежное изделие, которое будет защищать вас и поддерживать комфортную температуру тела, ориентируйтесь на следующие показатели:

  • Водонепроницаемость. Если вам предстоит носить одежду в условиях, подразумевающих постоянное воздействие влаги, выбирайте модели, которые выдерживают максимальное давление от 20 000 мм водяного столба или более. Если воздействие водяного столба будет умеренным, достаточно 10 000 мм для средних дождливых погодных условий.
  • Паропроницаемость. Данный критерий основан на количестве пара, которое за сутки может вывести один квадратный метр материала. Показатели варьируются от 3 000 г/м2 до 20 000 г/м2.Также определяют степень сопротивления транспортировке пара. Нулевое значение – пар полностью пропускается, 30 – максимальная изоляция.

Стоит сказать, что дышащая мембранная ткань не выполняет согревающую функцию. Ее назначение – защита от снега, дождя и ветра, обеспечение дыхания телу и поддержание постоянной температуры под одеждой, при которой вам будет комфортно передвигаться без каких-либо неприятных ощущений и дискомфорта.

Применение материала

Мембрану используют не столько в обычной зимней одежде, сколько в специальной экипировке, например для спортсменов и охотников. Рассмотрим наиболее частые варианты применения такой ткани:

Курточная мембранная ткань

Из нее изготавливают спортивную одежду, предназначенную для различных видов физической активности. Здесь самым важным показателем является легкость материала в сочетании с воздухопроницаемостью. Поэтому в таких случаях предпочтительнее выбирать тонкие, немногослойные полотна.

Изделия отвечают всем требованиям защиты, которые спортсмены предъявляют к элементам экипировки, а также обеспечивают гигиену поверхности тела.

Ткань для охотников

Требования в этом случае иные, так как одежда эксплуатируется в экстремальных условиях. Изделия должны быть качественными, износостойкими и прочными.При изготовлении охотничьей одежды используют бесшовные технологии, многослойные материалы, на молнии наносят покрытие, защищающее от воды. Для поддержания оптимальной температуры тела и надежной защиты необходима хорошая вентилируемость и показатели водонепроницаемости должны не менее 5000-10000 см водного столба.

Технология Windstopper

Изделия, созданные с применением этой инновации, получили широкое применение в спорте и туризме. Из такого материала шьют одежду для тех, кто занимается лыжным спортом, сноубордингом, альпинизмом. Самое важное качество этой материи – защита от сильных порывов ветра. При этом костюм не должен сковывать движения и препятствовать выполнению маневров. Мембрана в таких изделиях наносится на поверхность ткани при помощи ламинирования.


Правила ухода за мембранными тканями

Покупка качественного изделия из такой ткани – отнюдь не дешевое удовольствие, поэтому владельцам хочется максимально продлить срок эксплуатации одежды. Этого можно достичь лишь при соблюдении правил ухода за изделиями. Они не слишком сложные, но при этом очень эффективны для увеличения срока службы изделия.

  • Материал устойчив к загрязнениям, поэтому слишком часто стирать его не нужно. Даже если одежда промокла, ее можно оставить сушиться, а после высыхания почистить щеткой.
  • Стирать в машинке не рекомендуется. Если возникает необходимость избавиться от загрязнений, сдайте изделие в химчистку.
  • При ручной стирке категорически запрещено пользоваться центрифугой для отжима.
  • После стирки обязательно дайте воде стечь с изделия, повесив его в вертикальном положении.
  • Модели из мембранной ткани нельзя гладить, так как при воздействии высоких температур нарушается структура защитного слоя.
  • При хранении не рекомендуется складывать. Изделие стоит повесить на вешалку. Если ткань с порами, на нее лучше надеть чехол, чтобы грязь, пыль и прочие инородные частички не проникли в структуру ткани. Сам чехол при этом должен быть вентилируемым.

Одежда из мембранны станет вашим надежным защитником в условиях непогоды, и позволит чувствовать себя комфортно, каким бы высоким ни был ваш уровень активности. Сделайте выбор в пользу качественных изделий, приобретая модели из каталога интернет-магазина Stayer.

Натяжные тканевые конструкции — свойства, типы и преимущества

Тканевые натяжные конструкции — это растянутый тканевый материал при поверхностном натяжении, сформированный до трехмерной поверхности, которую можно использовать для создания крыши, затенения или декоративного компонента путем натяжения его на кабели и . Он построен с использованием специальной ткани, находящейся под натяжением, чтобы выдерживать собственный вес и заботиться о временной нагрузке, обеспечивая очень экономичную работу и покрывая большие расстояния без промежуточных опор.

Натяжные структуры возникают, когда к поверхности мембраны прикладывается напряжение, чтобы обеспечить необходимую структурную поддержку, необходимую для создания трехмерных форм. Все виды натяжных конструкций основаны на этом принципе, и различные виды конструкций изготавливаются путем создания комбинаций направлений в сочетании с разнообразным использованием широкого спектра тканей для получения желаемой формы.

При разнообразном использовании ткани конструкция принимает форму одинарной, двойной или плоскопанельной конструкции с характерными изгибами благодаря использованию ткани. Ткань используется в соответствии с требованиями клиента, определяемыми с учетом климатических условий и прочности ткани.

История натяжных конструкций

Первая разработка русского инженера Владимира Шухова по практическим расчетам напряжений и деформаций натяжных конструкций, оболочек и оболочек. он спроектировал восемь натяжных конструкций и тонкостенных конструкций выставочных павильонов для Нижегородской ярмарки 1896 года площадью 27 000 квадратных метров.

В последнее время натяжные конструкции обрели большую популярность и нашли применение во многих местах. Некоторые из примечательных зданий — это мюнхенский Олимпийский парк, купол тысячелетия в Лондоне и дизайнерский аутлет Эшфорда в Соединенном Королевстве.

Тканевый материал состоит из трех основных компонентов: тканевой основы, покрытия и верхнего покрытия.

В этой статье мы изучим свойства, типы ткани, типы верхнего покрытия и преимущества структуры ткани на растяжение.

Свойства тканей для натяжных конструкций

различные свойства ткани, учитываемые при проектировании:

1. Прочность на растяжение

Это основной показатель относительной прочности. Это фундаментально для архитектурных тканей, которые функционируют в основном на растяжение.

2. Прочность на разрыв

Прочность на разрыв важна тем, что если ткань порвется на месте, то обычно это происходит путем разрыва.

3. Адгезионная прочность

Показатель прочности связи между основным материалом и покрытием или ламинатом, который его защищает. Он полезен для оценки прочности сварных соединений при соединении полос ткани в готовый узел.

4. Огнестойкость

Ткань с огнезащитным покрытием выдерживает воздействие даже очень горячего источника. Тем не менее, он все еще может гореть, если присутствует большой источник воспламенения.

5. Гибкость

Свободная форма Натяжная ткань позволяет использовать свободную форму в строительстве, поскольку это гибкий материал.

Типы тканевых материалов для натяжных конструкций

Тканевые конструкции состоят из настоящей ткани, а не из сетки или пленки. Как правило, ткань покрыта и ламинирована синтетическими материалами для повышения прочности, долговечности и устойчивости к воздействию окружающей среды. Различные типы тканей, используемых в натяжных конструкциях,

1. Хлопковая парусина

Это старейший и широко используемый тканевый материал для изготовления палаток и навесов в старые времена. Это может быть легкая хлопчатобумажная саржа, легкий холст или плотный непромокаемый холст.

2. Полиэфиры

Прочность, долговечность, стоимость и эластичность делают полиэфирный материал наиболее широко используемым в тканевых структурах. Полиэфиры, ламинированные или покрытые ПВХ-пленками, обычно являются наименее дорогим вариантом для изготовления изделий с более длительным сроком службы.

Полиэфирные ткани делятся на 2 типа:

A. Полиэфиры с виниловым ламинированием

Ламинированная ткань обычно состоит из армирующей полиэфирной сетки, зажатой между двумя слоями ПВХ-пленки без подложки. Однако для большинства применений структуры ткани это относится к двум или более слоям ткани или пленки, соединенным под воздействием тепла, давления и клея в один слой.

B. Полиэстер с виниловым покрытием

Полиэстер с виниловым покрытием состоит из полиэфирной сетки, связующего или клеящего вещества и внешних ПВХ-покрытий. Это наиболее часто используемый материал для гибких тканевых конструкций.

3. Стекловолокно

Плетеное стекловолокно с покрытием из ПТФЭ также является широко используемым основным материалом. Стеклянные волокна вытягиваются в непрерывные нити, которые затем связываются в нити. Нити сплетаются, образуя подложку. Стекловолокно обладает высоким пределом прочности при растяжении, ведет себя эластично и не подвержено значительной релаксации напряжения или ползучести.

Благодаря своей энергоэффективности, высокой температуре плавления и отсутствию ползучести ткани на основе стекловолокна стали предпочтительным материалом для изготовления куполов стадионов и других постоянных конструкций.

Ткани из стекловолокна подразделяются на:

1. Ткань из олефина/полиолефина

2. Ткань из поливинилиденфторида

3. Ткань из ePTFE

4. Ткань Blackout, состоящая из 2 материалов Blackout

9000 ламинат, в котором непрозрачный слой находится между двумя белыми внешними слоями. Отопление и освещение конструкции можно контролировать, потому что ткань не позволяет свету проникать через верх или стены. Непрозрачность также предотвращает появление пятен, грязи, ремонтных работ или слегка несоответствующих панелей на внешней стороне конструкции изнутри.

Типы верхнего покрытия для конструкций из эластичной ткани

Верхнее покрытие обеспечивает твердую поверхность снаружи материала, образуя барьер, который помогает предотвратить прилипание грязи к материалу, позволяя при этом очищать ткань водой. В зависимости от материала, используемого для верхнего покрытия ткани, они подразделяются на следующие:

1. Ламинирование пленки ПВФ

2. Верхнее покрытие ПВДФ

3. Верхнее покрытие ПВДФ/ПВХ

4. Верхнее покрытие Tio2 (диоксид титана).

Преимущества тканевой натяжной конструкции

1.   Более быстрая установка

При использовании надлежащих методологий строительства подрядчиками, занимающимися проектированием и строительством натяжной архитектуры, установка натяжных мембранных конструкций часто выполняется быстрее и обходится дороже. эффективным по сравнению с традиционными строительными проектами. Строительная конструкция из натяжной ткани, разработанная как от полупостоянной до постоянной, не идеальна для временных мероприятий, но является отличной альтернативой конструкциям из кирпича и раствора, на которые мы когда-то полагались.

2.   Яркое, естественное рассеянное дневное освещение

Благодаря полупрозрачности почти всех вариантов ткани строительные конструкции из натяжной ткани обеспечивают обилие дневного света снизу, что делает пространство внизу привлекательным и комфортным.

3.   Эстетика гибкого дизайна

Благодаря уникальным гибким характеристикам тканевой мембраны натяжные мембранные конструкции дают архитекторам, дизайнерам и инженерам возможность экспериментировать с формой и создавать визуально захватывающие и культовые конструкции.

4.   Низкие эксплуатационные расходы

Будь то использование покрытия PTFE на тканой стекловолоконной мембране или защитного акрилового или PVDF верхнего покрытия на ПВХ-мембранах, натяжные мембранные конструкции зарекомендовали себя как проекты с низким уровнем обслуживания для клиентов.

5.  Легкий натуральный

Если требуется покрыть большие площади, легкий вес мембраны является экономически эффективным решением для длинных пролетов, при этом позволяя освободить пространство от колонн. В результате натяжная мембрана требует меньше опор из конструкционной стали по сравнению с традиционными строительными материалами, что в конечном итоге снижает затраты на проект для владельцев зданий.

6.   Энергоэффективность

Еще одно удивительное преимущество установки натяжных мембранных конструкций заключается в том, что они требуют меньше опор для покрытия больших расстояний, чем здания, построенные из традиционных материалов. Натяжные мембранные конструкции создают прочную конструкцию крыши с ценным свободным пространством под ней. Когда дело доходит до покрытия больших игровых площадок, бассейнов или амфитеатров, растяжимая мембранная структура является ценным вариантом.

7. Растягивающие конструкции требуют меньшего количества материалов

8. Сборные сохранения времени, материалы и энергии

9. Широкий диапазон использования

Тенсирая высокофункциональная опция затенения, предлагающая дизайнерам, инженерам и архитекторам уникальные возможности для экспериментов и создания нестандартных дизайнов. Помимо создания новаторских дизайнерских решений, натяжные конструкции могут использоваться для самых разных целей. Универсальность и функциональность, обеспечиваемые натяжными тканевыми конструкциями, делают их идеальным вариантом затенения для различных открытых пространств, обеденных зон, пешеходных дорожек, бассейнов, выставок, спортивных залов и складов, и это лишь некоторые из них. При правильном проектировании и установке натяжные конструкции могут иметь множество преимуществ.

Демпфирующие характеристики ткани с архитектурным покрытием и их влияние на виброотклик мембранных конструкций

ScienceDirect

Корпоративный входВход/регистрация 1 апреля 2022 г., 115207

https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.115207Получить права и содержание

Влияние демпфирования материала игнорируется в текущей конструкции мембранной конструкции. На основе характеристик демпфирования ткани с покрытием, полученных с помощью динамического механического анализатора, применимости классической модели Максвелла, обобщенной модели Максвелла, трехпараметрической жидкостной модели, модели Максвелла с дробной производной и модели Кельвина с дробной производной для описания вязкоупругих свойств ткани с покрытием. были обсуждены. Проведены испытания плоской натянутой мембранной конструкции на возбуждающую вибрацию свободно падающего тела и изучена динамическая реакция плоской мембранной конструкции на ударную нагрузку. Приемлемая определяющая модель вязкоупругого демпфирования получается путем систематического сравнения существующих моделей, затем реализованных в программном обеспечении Abaqus и впоследствии подтвержденных данными, полученными в результате испытаний на вибрацию. Принимая в качестве целей исследования мембранные конструкции в форме седла и зонтика, обсуждается динамическая реакция мембранных конструкций на динамическую ветровую нагрузку с учетом характеристик демпфирования материала. Результаты показывают, что демпфирующие свойства ткани с покрытием существенно влияют на динамические характеристики мембранной конструкции. Из-за наличия материального демпфирования модальная частота всей конструкции больше, чем результат упругой модели. Коэффициент уменьшения максимального вертикального смещения может достигать 67,14%, а коэффициент уменьшения максимального главного напряжения может достигать 68,9. 3%, что делает коэффициент запаса прочности конструкции высоким.

В последние годы мембранная конструкция расширилась в некоторых новых областях применения из-за ее низкой стоимости, короткого времени строительства, легкого веса, большого пролета, съемных и многоразовых преимуществ [1], [2], [3], [4] , [5], [6]. Являясь основным компонентом конструкции мембранной конструкции, ткань с архитектурным покрытием играет ключевую роль во внутренних механических свойствах и внешней морфологии конструкции, как показано на рис. 1 [7]. В настоящее время архитектурные мембранные материалы можно разделить на две категории: ткань с покрытием и материалы из термопластичных компаундов в зависимости от их микроскопического состава [1]. Внутренняя структура ткани с покрытием в основном состоит из ткани-основы, поверхностного слоя и покрытия. Полотняное переплетение и переплетение панама являются наиболее часто используемыми формами переплетения основной ткани, но их различные методы переплетения также приводят к большим различиям в характеристиках ткани с покрытием. Волокнистая основа играет ведущую роль в механических свойствах ткани с покрытием. Покрытие и поверхностный слой прикреплены к обеим сторонам поверхности подложки, что влияет на физические свойства материала мембраны, такие как самоочищение, защита от обрастания и долговечность поверхности мембраны [8], [9].], [10].

Ткани с покрытием изготавливаются из полимерных материалов и имеют типичные чувствительные к скорости характеристики. Скоростная зависимость тканей с покрытием в основном отражается на ползучести, релаксации напряжений и т.д. Некоторые исследования также показывают, что механические свойства тканей с покрытием связаны со скоростью деформации [1]. Среди них характеристики релаксации напряжения и ползучести важны для схемы резания, структурного анализа и снижения жесткости мембранной конструкции в течение срока службы [11], [12]. Хотя вязкоупругость ткани с покрытием менее подвержена влиянию температуры, следует уделить внимание конструкции и анализу [13], [14], [15]. Архитектурная ткань с покрытием представляет собой гибкий материал, который может сопротивляться только растяжению, но не сжатию и изгибу. В качестве типичного двумерного плетеного композитного материала механические свойства тканей с покрытием демонстрируют значительно нелинейное поведение и зависят от уровня нагрузки, коэффициента напряжения и истории нагрузки [16], [17]. Чтобы отразить вышеуказанные механические свойства, большое количество ученых изучили конститутивную модель ткани с покрытием [12]. По масштабу модели ее можно разделить на две категории. Одна из них — макромодель, основанная на подгонке данных испытаний материала, а другая — микромодель, основанная на микроструктуре материала и характеристиках деформации. Макроскопическая модель рассматривает мембрану как анизотропный однородный континуум. Он в основном используется для подгонки тестовых данных к конкретным условиям и установления выражения математической функции [18], [19].]. Метод микромоделей основан на моделировании пряжи для создания конечно-элементной модели плетеной структуры. Он учитывает деформацию извитости волокна, удлинение волокна и покрытия, а также трение между волокном и покрытием. В основном это модель Пирса, модель Теста, модель фермы [15], [20], [21], [22], [23], [24] и т. д. Однако большинство текущих определяющих моделей в основном используются для описания механическое поведение ткани с покрытием при статической нагрузке, редко учитывая динамическую вязкоупругость ткани с покрытием. Когда к мембранной конструкции прикладывается внешняя нагрузка, поверхность мембраны вызывает вибрацию. Благодаря наличию демпфирования мембранная конструкция обладает способностью к самобалансировке. Как важную часть общего демпфирования, демпфирование следует учитывать при установлении определяющих отношений ткани с архитектурным покрытием.

Механические характеристики ткани с покрытием сложны, и существующая определяющая модель не может полностью описать законы их деформации [25], [26], [27]. Предположение о линейной эластичности в основном используется в текущем дизайне, который в основном используется для описания механического поведения ткани с покрытием при статической нагрузке и в диапазоне линейной эластичности. Динамические свойства ткани с покрытием редко учитываются, поэтому они не могут отражать фактическое поведение мембранной структуры. Отклонение от реальной ситуации снижает точность расчета конструкции мембраны. В настоящее время при изучении вязкоупругой определяющей зависимости композитных материалов для описания механического поведения вязкоупругих материалов предлагаются различные вязкоупругие определяющие модели, такие как классическая твердотельная модель Кельвина и классическая модель жидкости Максвелла [28], [29].], [30], [31]. Однако большинство этих моделей являются классическими реологическими моделями, и для их применения существуют некоторые применимые условия.

Как типичный вязкоупругий материал, ткань с покрытием обладает свойствами идеальной вязкой жидкости и эластичного твердого тела. С энергетической точки зрения, когда он подвергается динамической нагрузке, часть энергии запасается как потенциальная энергия, а другая часть энергии преобразуется в тепло и рассеивается. Он показывает характеристики демпфирования и играет роль в демпфировании отклика конструкции. По механическим свойствам, благодаря своей вязкоупругости, ткань покрытия демонстрирует отставание деформации от напряжения под действием знакопеременной силы. При отстающем фазовом угле образуется эллиптическая петля гистерезиса. Замкнутая площадь петли гистерезиса представляет собой энергию, рассеиваемую материалом в процессе воздействия переменного напряжения и деформации [14], [26]. Для вязкоупругих материалов большое значение имеют характеристики вибрации. Гюрген и др. систематически изучали вибрационные характеристики некоторых типичных композитных конструкций (например, пробковых композитов, полимерных труб, армированных углеродным волокном, многослойных конструкций) [32], [33], [34]. Соответствующие методы исследования и выводы имеют большое справочное значение.

Натянутые мембранные конструкции часто используются в конструкциях с большими пролетами, и мембранные поверхности неизбежно длительное время подвергаются воздействию различных сред. В период эксплуатации на нее вероятны различного рода динамические нагрузки, которые часто вызывают большие вибрации на поверхности мембраны. Однако вибрационный отклик поверхности мембраны тесно связан с изменением общего структурного демпфирования [35]. На протяжении всех текущих исследований статические механические свойства ткани с покрытием по-прежнему являются основным исследованием [1], [2]. Модель, рекомендованная стандартом, не учитывает влияние демпфирования, что также не учитывает влияние демпфирования на вибрационный отклик натянутой мембранной конструкции. Из-за совместной силы многокомпонентных материалов и сложного процесса плетения механические свойства ткани с покрытием значительно нелинейны [36], [37], [38], что накладывает большие ограничения на проектирование и применение мембранных структур. Лю и др. [39], [40], [41] теоретически исследована нелинейная вибрационная математическая модель ортотропной мембранной конструкции. Их работа заложила теоретическую основу для вибрационного анализа мембранных конструкций. Однако демпфирующие свойства тканей с покрытием игнорируются при анализе вибрации мембранных конструкций. Поэтому необходимо учитывать влияние демпфирования материала при проектировании и применении натяжных мембранных конструкций.

В этой статье обоснованная определяющая модель вязкоупругого демпфирования получена путем систематического сравнения существующих моделей. Проведены вибрационные испытания свободно падающего тела плоской натянутой мембранной конструкции и изучен динамический отклик. Затем определяющая модель вязкоупругого демпфирования реализуется в программном обеспечении Abaqus и впоследствии проверяется данными, полученными в результате вибрационных испытаний. Кроме того, обсуждается влияние демпфирующих свойств ткани с покрытием на динамический отклик седловидной мембранной структуры и мембранной структуры в форме зонтика. Результаты дают гарантию безопасности мембранной конструкции при динамической нагрузке.

Фрагменты разделов

Из-за сложности внутренней структуры вязкоупругих материалов трудно создать точную математическую модель для выражения их характеристик. Поэтому для описания демпфирующих характеристик ткани с покрытием обычно используют приближенный метод. В процессе долгосрочного исследования установленные модели демпфирования можно разделить на целочисленные и дробные. Ниже приводится введение в существующие классические модели.

В данном исследовании в качестве объекта исследования взята полиэфирная ткань с покрытием PVDF (Ferrari 1002T.). ПВДФ — это аббревиатура от поливинилидендифторида. Механические свойства ткани с покрытием в основном определяются лежащей в основе тканой структурой, особенно механическими свойствами пряжи. Этот вид ткани с покрытием ткут методом полотняного переплетения. В процессе вязания сначала натягиваются нити основы, а затем нити утка попеременно проходят вверх и вниз по нитям основы. это

Ferrari 1002 T по-прежнему является предпочтительным материалом. Исследуемый образец имеет крестообразную форму и симметричен в направлениях основы и утка с площадью сердцевины 300 мм × 300 мм, как показано на рис. 11б. Другое оборудование включает в себя шар возбуждения, бесконтактный лазерный датчик перемещения, систему сбора данных, нагрузочную раму мембранной конструкции, как показано на рис. 11а.

Во время испытания нагрузочная рама мембранной конструкции помещается на горизонтальную поверхность для обеспечения устойчивости четырех углов.

Мембранная структура в форме седла и мембранная структура в форме зонтика выбраны в качестве объектов исследования для изучения влияния демпфирующих характеристик ткани с покрытием на динамический отклик мембранной структуры. Геометрические размеры этих двух мембранных конструкций показаны на рис. 21. Для седловидной мембранной конструкции горизонтальный и вертикальный пролет составляет 2,5 м, а высота стрелки составляет 1 м. Комбинированные линии создаются между точками вокруг седловидной

Приемлемая определяющая модель вязкоупругого демпфирования получается путем систематического сравнения существующих моделей. Затем определяющая модель вязкоупругого демпфирования реализуется в программном обеспечении Abaqus и впоследствии проверяется данными, полученными в результате вибрационных испытаний. Кроме того, обсуждается влияние демпфирующих свойств ткани с покрытием на динамический отклик седловидной мембранной структуры и мембранной структуры в форме зонтика. Основные выводы как

Цзюньхао Сюй: Концептуализация, Методология, Написание – первоначальный проект, Программное обеспечение, Курирование данных. Yingying Zhang: Надзор, методология. Мэн Ву: Сбор данных. Сяочэн Ли: Программное обеспечение , проверка. Lanlan Zhang: Письмо – обзор и редактирование.

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Исследование, описанное в этой статье, было финансово поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51678563), Ключевой лабораторией развития производительности и управления инженерными сооружениями Министерства образования Китая (№ 2019KF-3), Сюйчжоу научно-технический проект (№ KC19013), «Выдающиеся молодые учителя проекта Jiangsu Blue Project» и Фонд естественных наук провинции Цзянсу (№ BK201).

Каталожные номера (52)

  • S.W. Парк

    Аналитическое моделирование вязкоупругих демпферов для контроля конструкции и вибрации

    Int J Solids Struct

    (2001)

  • D. Li et al.

    Случайная вибрация предварительно натянутых прямоугольных мембранных конструкций под воздействием сильного дождя

    Тонкостенные конструкции

    (2021)

  • CJ Liu et al.

    Нелинейная затухающая вибрация тканевой мембранной конструкции, вызванная ударом: теория, анализ, эксперимент и параметрическое исследование

    Compos Part B-Eng

    (2019)

  • C. Liu et al.

    Динамический отклик структуры седельной мембраны под воздействием поля

    ENG Struct

    (2020)

  • A.G. Davenport

    Как мы можем упростить и обобщать ветровые нагрузки

    J Wind Eng Aerod Aerod

    (1995

    J.

    Wind Eng Inder Aerod 9001

    (1995

    J.

  • С. Гюрген и др.

    Интеллектуальные полимерные пробковые композиты с улучшенными свойствами демпфирования вибрации

    Comp Struct

    (2021)

  • S. Gürgen и др.

    Гашение вибрации сэндвич-конструкций, заполненных жидкостями, загущающими сдвиг

    Compos Part B Eng

    (2020)

  • S. Gürgen et al.

    Экспериментальное исследование вибрационных характеристик углепластиковых труб, заполненных сгущающей жидкостью при сдвиге

    Comp Struct

    (2019)

  • J. Xu и др.

    Феноменологическая модель материала для тканей с покрытием из ПТФЭ

    Constr Build Mater

    (2020)

  • J. Xu et al.

    Экспериментальный анализ внеосевого механического поведения тканей с ПВХ покрытием при циклическом нагружении Чжан

    и др.

    Поведение ткани с покрытием из ПВХ при разрыве в центре с начальной надрезом

    Compos Struct

    (2019)

  • J.B. Pargana и др.

    Упрощенная модель напряжения-деформации для тканей полотняного переплетения с покрытием, используемых в натяжных тканевых конструкциях

    Усовершенствованная модель материала для тканей с покрытием, используемых в натяжных тканевых конструкциях Бригенс

    и др.

    Прямое представление напряжения-деформации для тканей с покрытием

    Comput Struct

    (2004)

  • C. Galliot et al.

    Простая модель, описывающая нелинейное двухосное поведение на растяжение полиэфирных тканей с покрытием из ПВХ, для использования в анализе методом конечных элементов

    Формулировка определяющих уравнений для тканевых мембран на основе концепции тканевой решетчатой ​​модели

    Eng Struct

    (1999)

  • L. Meng et al.

    Исследование релаксации напряжений в мембранных конструкциях в преднапряженном состоянии с учетом вязкоупругих свойств тканей с покрытием Чжан

    и др.

    Анизотропные механические свойства и определяющие отношения стекловолокон с покрытием из ПТФЭ

    Compos Struct

    (2017)

  • J. Cao et al.

    Характеристика механического поведения тканых материалов: экспериментальные методы и результаты тестов

    Compos Part A Appl Sci Manuf

    (2008)

  • J. Xu et al.

    Анализ и проектирование тканевых мембранных структур: систематический обзор характеристик материалов и конструкций

    Тонкостенные конструкции

    (2022)

  • J. Zhou и др.

    Численное исследование влияния формы отверстия на дефляцию мембранной конструкции на воздушной подушке

    Подход к поиску формы для концептуального проектирования конструкций на воздухе с использованием трехмерной графической статики

    Comput Struct

    (2021)

  • Y. Yang et al.

    Метод расчета точной формовки пневмоопорных конструкций с учетом сварных швов

    Тонкостенная конструкция

    (2019)

  • D. Veenendaal и др.

    Процесс проектирования прототипов бетонных оболочек с использованием гибридной тросовой сетки и тканевой опалубки

    Eng Struct

    (2014)

  • J. Hu et al.

    Тепловые характеристики долговременного строительства закрытых большепролетных плавательных стадионов с раздвижными мембранными потолками

    Energ Build

    (2020)

  • Дж.И. de Llorens

    Fabric Structures in Architecture

    (2015)

    • Research article

      Microstructure and properties of layered metal/rubber composites subjected to cyclic and impact loading

      Composite Structures, Volume 285, 2022, Article 115078

      Работа посвящена исследованию микроструктуры и механических свойств пятислойных композитов металл/резина. Композиты были получены путем горячего склеивания чередующихся слоев низкоуглеродистой стали и/или алюминиевого сплава и резины. Композиты металл/резина могут использоваться в качестве вибро- и звукопоглощающего материала в конструкциях высокоскоростных поездов. С целью изучения механических свойств пятислойных композитов металл/резина были проведены ударно-циклические и усталостные испытания полученных композитов различной структуры. Результаты испытаний на разрыв показали, что прочность сцепления соединения сталь/резина выше, чем у соединения алюминий/резина, по причине активирующего и пассивирующего действия оксидных пленок на границах раздела. Результаты испытаний на удар показали, что слоистая архитектура композита со стальным (60 об.%) и каучуковым (40 об.%) компонентами обеспечивает удержание ударной вязкости композита на уровне монолитной низкоуглеродистой стали при снижении массы стальных изделий на 30%. Установлено повышенное сопротивление металлокаучуковых композитов усталостному разрушению при температуре окружающей среды при 100000-цикловом изгибе. На наружных стальном и алюминиевом слоях композитов при циклическом нагружении реализовано измельчение зерен-субзерен, увеличение плотности дислокаций и дробление крупных включений. Трансформация микроструктуры привела к упрочнению композитов.

    • Научная статья

      Анализ чувствительности секционной жесткости анизотропных балок: прямые и сопряженные методы

      Композитные конструкции, том 285, 2022 г., статья 115215 анизотропные балки с начальной кривизной. Основные уравнения трехмерной балки формулируются в виде гамильтоновой системы, а редукция гамильтоновой матрицы приводит к набору сингулярных линейных уравнений матрицы поперечного коробления и податливости. В явном виде строятся левое и правое нуль-пространства сингулярной линейной системы, обосновывается существование и единственность матрицы секционной деформации и податливости. Разработаны прямой и сопряженный методы анализа чувствительности матрицы секционной жесткости. Формально доказано существование и единственность решений сингулярных уравнений, полученных прямым и сопряженным методами. Численные примеры представлены для проверки предлагаемых методов. Показано, что предсказания чувствительности прямым и сопряженным методами хорошо согласуются с результатами комплексно-ступенчатого метода.

    • Исследовательская статья

      Микромеханическое конечно-элементное моделирование и калибровка основных параметров кладочных панелей, усиленных листами углепластика

      Композитные конструкции, том 285, 2022 г., статья 115248

      В данной статье описывается разработка микромеханического конечного элемента модель, способная воспроизвести поведение каменных стен, армированных листами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP), монотонно нагруженных внеплоскостными воздействиями. Согласно результатам предыдущих экспериментальных программ, выполненных Авторами, в случае листов углепластика, приклеенных параллельно швам кровати, такие стены ведут себя как несвязанные участки кладки (аналогично усиленным кладочным балкам). По этой причине как в экспериментальной программе (уже опубликованной Авторами), так и в численном моделировании учитывалась только такая эффективная часть. В статье рассматривались как просто связанные, так и закрепленные на якоре углепластиковые арматуры.

      Особое внимание было уделено определению конститутивных параметров, откалиброванных на основе нескольких экспериментальных кампаний, ранее проведенных Авторами. Поскольку энергия разрушения сыпучих материалов и адгезионная тангенциальная прочность арматуры, как правило, считаются трудными для экспериментального определения и могут зависеть от неопределенностей, в статье описан анализ чувствительности в отношении таких параметров.

      Численные прогнозы были сопоставлены с экспериментальными результатами в отношении диаграмм смещения нагрузки, распределения напряжений и развития повреждений; предложенная численная модель, по-видимому, хорошо воспроизводит общее экспериментальное поведение.

    • Исследовательская статья

      Характеристики переменной жесткости гибридного базальтового тканого композита 3D SMA

      Composite Structures, Volume 285, 2022, Art. материалы — интеллектуальный композиционный материал с широкими перспективами применения. Трехмерные тканые композиты могут обеспечить более высокую устойчивость к расслаиванию, а использование SMA в качестве основы для производства SMAHC способствует уменьшению изгиба и полному использованию производительности SMA. В этом исследовании SMA был вплетен в трехмерное плетение в качестве основы для наполнителя, и был выполнен ортогональный экспериментальный план с использованием количества SMA, предварительной деформации SMA и структуры ткани в качестве трех независимых переменных, чтобы выяснить, как максимизировать эффект контроля жесткости. материал. Модель репрезентативного элемента объема (RVE) с конечными элементами была создана для прогнозирования местных реакций. Для исключения температурных нарушений и наблюдения за изменениями поля деформации в процессе натяжения применялись методы водной печати (WTP) и корреляции цифрового воображения (DIC). Результаты показывают, что SMA оказывает большее влияние на окружающую пряжу, чем ожидалось. Также подробно обсуждается влияние трех факторов на структуру композита и выдвигаются предложения по плетению для 3D SMAHC.

    • Исследовательская статья

      Повреждение при сжатии и тепловыделение композитного ламината с круговым сборным дефектом, часть II — численный метод

      Композитные конструкции, том 285, 2022 г., статья 115185

      С помощью численного метода исследовано тепловыделение композитных ламинатов из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) с предварительно изготовленными дефектами. Во-первых, устанавливается взаимосвязь между изменением температуры и повреждением ламината. Во-вторых, моделируются как развитие повреждения, так и соответствующее рассеяние энергии композитных ламинатов с предварительно изготовленным межслоевым дефектом. Численные результаты согласуются с экспериментальными результатами. Наконец, влияние размера круглого предварительно изготовленного дефекта обсуждается с помощью численных моделей. Эти результаты играют важную роль в анализе и оценке повреждений композитных ламинатов, что имеет большое значение для обнаружения повреждений и анализа термореакции на повреждения при инженерных применениях композитов.

    • Научная статья

      Численное моделирование изменчивости частот колебаний многослойных деревянных конструкций с использованием методики модальной устойчивости

      Композитные конструкции, том 285, 2022 г., статья 115226 ), в этой статье исследуется числовая изменчивость частот вибрации новых бесклеевых инженерных изделий из дерева (AFEWP), а именно бесклеевых клееных деревянных балок (AFLB) и бесклеевых перекрестно-клееных деревянных панелей (AFCLT), собранных с помощью термомеханически сжатых деревянных дюбелей. . Конструкции моделируются методом конечных элементов с двадцатиузловыми шестигранными твердотельными элементами. Было разработано несколько новых вариантов формулировки МСП для двадцатиузлового твердотельного элемента, и для исследования был выбран наиболее подходящий из них с использованием эффективной диагональной матрицы масс. Статистические характеристики частот, полученные из формулировки MSP, сравниваются со характеристиками, полученными из прямого моделирования методом Монте-Карло. Также представлено сравнение вычислительных затрат между формулировкой MSP и прямым моделированием Монте-Карло, показывающее эффективность формулировки MSP.

    Просмотр полного текста

    © 2022 Elsevier Ltd. Все права защищены.

    Таинственная мембрана | Бренд GORE-TEX

    Главная страница блога / Наука и технологии

    Mystery Membrane

    «Мембрана» — это термин, который используется, когда мы говорим о функциональной, защищающей от непогоды одежде, то есть одежде, которая защищает от дождя, ветра или холода, но при этом сохраняет воздухопроницаемость. Мембрана представляет собой тонкий слой ткани, который влияет на передачу тепла и массы. Термин «мембрана» происходит от латинского (лат. Membrāna) и в основном означает тонкую пленку, похожую на кожу. Мембраны встречаются в природе: полупроницаемая мембрана окружает каждую биологическую клетку. «Полупроницаемый» означает, что он пропускает одни вещества, но не пропускает другие. Мембраны имеют множество применений в технике: они используются в качестве разделительного слоя, в том числе с полупроницаемыми характеристиками.

    1969 год. ePTFE был создан Бобом Гором, когда он быстро растянул PTFE при определенных условиях. В результате получился невероятно прочный микропористый материал с удивительным списком характеристик

    Как работает мембрана?

    В начале 1990-х я работал в фирме спортивной одежды. К нам обратился представитель функциональных тканей и хотел подсунуть несколько водоотталкивающих/дышащих тканей. Честно говоря, я не мог поверить, что на самом деле существует ткань, которая пропускает водяной пар, но при этом остается водонепроницаемой. «Непроницаемый есть непроницаемый», по крайней мере, так я был убежден. Однако когда дело дошло до водонепроницаемости, меня легко было убедить: без повреждения ткани было бы невозможно заставить воду проходить через функциональные ткани.

    А как насчет воздухопроницаемости?

    Я решил сделать несколько образцов и протестировать их на открытом воздухе. Это действительно сработало! В куртке мне не было слишком жарко, особенно по сравнению с плащом. Действительно, мне стало удобнее. Но я также мог видеть влагу, просачивавшуюся сквозь куртку, когда она конденсировалась на холодном оконном стекле. Мембраны в функциональной одежде имеют простую цель: они должны защищать от дождя и снега, а влага, выделяемая потом, должна иметь возможность испаряться. Таким образом, они избирательно проницаемы. Вот что делает одежду с мембранами чем-то особенным. Они объединяют две характеристики, которые долгое время считались полными противоположностями. Водонепроницаемая одежда была всегда. Раньше люди защищались от непогоды мехом, промасленной шерстью или вощеным хлопком. Позже, с открытием синтетических материалов, появились плащи из каучука. В то время как некоторые материалы, безусловно, обеспечивали лучшую защиту, чем другие, все они в большей или меньшей степени справлялись с накоплением тепла и влаги внутри. Этот плащ может стать вашей личной сауной. Такие материалы все еще используются сегодня, например, для маленьких детей для чрезвычайно прочных верхних штанов или грязевых штанов. Они отлично защищают от непогоды и грязи, но дети в них сильно потеют. Такая одежда, как софтшеллы, флисовые пуловеры или утепляющие промежуточные слои — так называемые «пуховики» — может быть очень удобной. Но если становится ветрено, идет дождь в течение более длительного периода времени или идет снег, веселье окончено. Ты просто замерзнешь в куртке. Мембраны предотвращают проникновение ветра и воды в верхнюю одежду, но при этом обеспечивают влагообмен. И это означает немного больше комфорта, чем резиновый плащ. Вы можете оставаться на улице дольше, и у вас больше выносливости, и просто намного больше удовольствия.

    Значит, это мембрана, которая защищает меня от ветра и непогоды?

    «Волшебная» мембрана: водонепроницаемая и воздухопроницаемая

    Мембрана сама по себе была бы слишком хрупкой. Вот почему он связан как минимум с одним другим слоем ткани. Соединение мембраны и ткани называется «ламинированием», поэтому его называют «ламинат». По этой причине мембрана не видна. Скорее, он спрятан между видимой внешней тканью и подкладкой.

    Ладно, хорошо, а что со швами?

    При производстве одежды ламинат разрезают и сшивают. В процессе мембрана прокалывается иглой. В этих точках мембрана уже не является водонепроницаемой. Кроме того, через эти отверстия проходит нить, которая действует как фитиль для влаги. Сразу проходит вода. По этой причине после шитья шов должен быть заклеен шовной лентой, чтобы вода больше не могла проникнуть через отверстия, созданные при шитье. Швы, заделанные таким образом, называются «сварными» или просто запаянными или проклеенными, потому что лента наносится с использованием тепла и давления, чтобы «приварить» ее к ламинату. В итоге: все швы одежды, через которые может проникнуть вода, должны быть полностью проклеены. Мембрана в функциональной одежде предотвращает проникновение ветра и непогоды. Тем не менее, он также обеспечивает перенос влаги изнутри наружу, позволяя влаге от пота испаряться, не отказываясь от защиты от атмосферных воздействий.

    Крис Эйзенманн

    В компании Gore Крис разрабатывает швейную технологию завтрашнего дня. Выполняя свою работу, он любит глубоко погружаться за кулисы: как именно работает технология? Почему? Где пределы? Что можно улучшить? Крис предпочитает сам тестировать свои изобретения. Он делает это, катаясь на сноуборде зимой, катаясь на горном велосипеде летом и бегая круглый год.

    Подробнее у этого автора

    Вам также может понравиться

    Наука и технологии

    Эволюция обещания: гарантия сухости

    Наука и технологии

    Сделано на века: долговечность

    Наука и технологии

    Все, что вы хотели знать о перчатках GORE-TEX

    Водонепроницаемые дышащие ткани – типы, особенности, области применения и тенденции

    Водонепроницаемые дышащие ткани и материалы стали частью нашей жизни вот уже около 40 лет. Но что вы знаете о них на самом деле? Эта статья предназначена для того, чтобы позволить вам войти в мир водонепроницаемых дышащих тканей и одежды и ознакомиться с их свойствами и применением, а также с тенденциями на рынке WBF.

    В плохую погоду верхняя одежда должна быть ветрозащитной и водонепроницаемой, так как она должна обеспечивать защиту от ветра и осадков. Ожидается, что водонепроницаемый материал полностью защитит от дождя, снега и ветра и полностью предотвратит проникновение и поглощение жидкой воды. Обычно водонепроницаемые ткани действуют как барьер между вашим телом и влажностью окружающей среды. Действительно, водонепроницаемые ткани могут дать вам отличную защиту от непогоды, однако они не способны отводить пот через одежду наружу, в результате чего человек промокает изнутри одежды.

    Одним из возможных решений этой проблемы являются так называемые водонепроницаемые дышащие ткани (WBF) . Технология производства водонепроницаемого дышащего текстиля постоянно развивается и совершенствуется с момента появления Gore-Tex в 1970-х годах. Он также весьма разнообразен, и в нем представлено множество новых тканей благодаря постоянному сочетанию инноваций и эволюции. Одежда из водонепроницаемого дышащего текстиля используется любителями и профессионалами спорта и активного отдыха в любых условиях. Водонепроницаемая и дышащая ткань сочетает в себе две различные функции — 9.0273 водонепроницаемость и воздухопроницаемость . В основном он должен обеспечивать защиту от дождя, снега, ветра и холода, а также поддерживать комфорт чуть ниже слоя ткани, позволяя выходить внутреннему водяному пару.

    Содержание

    Типы водонепроницаемых дышащих тканей

    Классификация основана на двух критериях:

    • Структура водонепроницаемого дышащего слоя.
    • Техника, используемая для разработки WBF.

    В соответствии со своей структурой WBF в основном: плотно тканые изготовленные из длинноволокнистой хлопчатобумажной ткани, микропористые (ламинированные или с покрытием) с очень маленькими зазорами по всей поверхности, позволяющие водяному пару выходить наружу, но теперь позволяющие воде проникать внутрь ткань снаружи, и, наконец, третий вид состоит из непористой структуры и был разработан в виде гидрофильных пленок, в которых водяной пар поглощается на одной стороне пленки и повторно испаряется с другой стороны, предотвращая проникновение жидкой воды. . Любые другие типы являются просто различными комбинациями двух или более из них.

    Основной принцип микропористых мембран и покрытий заключается в следующем: капли воды не могут проникнуть, потому что поры меньше дождевой капли, а пот испаряется, потому что поры больше молекул пара. Диаметр молекулы водяного пара составляет 40×10⁻⁹мм, а диаметр различных типов капель намного больше, как вы можете видеть в Таблице 1 .

    Микропористые мембраны и покрытия хорошо функционируют, когда размер пор на внешней поверхности ткани не превышает 0,0002-0,0003 мм, что эквивалентно 2-3 мкм. В то же время средний размер пор в микропористых мембранах составляет от 0,0001 до 0,005 мм (1-50 мкм). Как правило, пропускание водяного пара зависит от размера и толщины пор, поскольку уменьшение размера и толщины пор увеличивает пропускание водяного пара.

    Таблица 1: Диаметры различных типов капель

    Источник: Водонепроницаемый и репаллентный текстиль для воды*, с. 373

    Рисунок 1: Основные типы водонепроницаемости и дыхания.

    Рисунок 1:

    (A) типичный вид плотной ткани, (B) ткани с покрытием и (C) ламинированной ткани

    Источник: Водонепроницаемые и водоотталкивающие ткани, стр. 47

    Плотная ткань

    Ткань плотная с минимальным количеством пор. Кроме того, он обработан прочным водоотталкивающим средством (DWR) для дополнительной водонепроницаемости. Причина вполне очевидна – пористая структура не должна позволять каплям воды проникать сквозь ткань снаружи. Между тем, тонкость волокна в сочетании с присущим ему поглощением влаги и способностью волокна набухать при увеличении содержания влаги являются некоторыми другими важными характеристиками плотных тканей.

    Самый первый тип такой конструкции называется Ventile. Он изготовлен из качественных длинноволокнистых хлопковых волокон (тонкий египетский хлопок) и был представлен в Англии во время Второй мировой войны. Как это работает? Главный принцип прост. Когда ткань сухая, она хорошо пропускает воздух, поскольку хлопковые волокна сохраняют открытую воздухопроницаемую структуру. В это время расстояние между основой и утком составляет около 10 мкм. Однако при контакте с водой волокна хлопка впитывают воду и расширяются. В результате зазоры сжимаются примерно до 3-4 мкм, что делает ткань практически непроницаемой для воды, за исключением случаев под очень высоким давлением воды. Для лучшего результата плотную ткань пропитывают DWR, чтобы гарантировать, что ткань не будет подвергаться дальнейшему проникновению.

    Нужна прочная уличная куртка, подходящая для переменчивой погоды? Тогда почему бы не поискать куртку из ткани Ventile.

    Легкая, прочная, почти бесшумная куртка Keela Falkland Country Ventile Jacket , предназначенная для активного отдыха на открытом воздухе, может быть адаптирована к погодным условиям. Крой этой красивой куртки сочетает в себе классический стиль кантри и современный дизайн. Эта куртка ни в коем случае не дешевая, но вы получаете большую отдачу — она полностью меняет правила игры для различных занятий за городом, таких как охота, рыбалка или пеший туризм в меняющихся погодных условиях.

    В настоящее время для производства плотных тканей предпочтительны искусственные ткани, такие как полиэстер, полиамид, акрил и вискоза. Поры этих герметичных конструкций слишком малы, чтобы через них могли проникнуть молекулы воды, но достаточно велики, чтобы пропускать водяной пар.

    Интересным примером является шведская компания Fjallraven. Они делают многие свои изделия (куртки, брюки, рюкзаки и т. д.) из плотной ткани под названием «».Г-1000 ’. Ткань, состоящая из 65:35% полиэстера и хлопка , обработана воском Greenland Wax для дополнительной водостойкости. Fjallraven производит экологически чистую одежду, не содержащую ПФУ (ПФУ означает перфторуглероды — химические вещества, используемые в качестве DWR). Ну, мы должны упомянуть, что они не полностью свободны от PFC из-за молний. Обратите внимание, что изделия из ткани G-1000 обладают воздухопроницаемостью и высокой водостойкостью, но не являются водонепроницаемыми. Тем не менее, Куртки Fjallraven 9Брюки 0010 и отлично подходят для различных климатических условий, включая ветер, небольшой дождь и снег.

    Твердый полимер

    Также используются материалы, имеющие твердую полимерную пленку или покрытие (с высокой устойчивостью к проникновению воды). Тонкие гидрофильные пленки используются потому, что показатели проницаемости водяного пара через такие пленки зависят от их толщины, так как более толстые гидрофильные пленки более проницаемы для жидкостей.

    Пропускание паров влаги достигается за счет молекулярной диффузии, когда влага поглощается гидрофильной мембраной или покрытием, диффундирует через пленку и высвобождается с другой стороны. Процесс проиллюстрирован на рисунке ниже. 9Мембрана Sympatex 0009 относится к числу представителей этого типа WBF. Мембрана экологически нейтральна, полностью пригодна для вторичной переработки и не содержит ПТФЭ и ПФУ. Немецкий бренд (Sympatex) завоевал популярность среди брендов спортивной и защитной спецодежды благодаря превосходным высокотехнологичным функциональным и экологически безопасным технологиям, которые он предлагает. Понятно, что Sympatex гораздо более популярен на европейском рынке водонепроницаемой дышащей одежды и обуви. Существует широкий ассортимент продукции премиум-класса для активного отдыха, оснащенной мембраной Sympatex. Среди них:

    • Походные ботинки
    • Рабочие ботинки
    • Снаряжение для лыж и сноуборда
    • Куртки
    • Велосипедное снаряжение
    • Перчатки
    • Водонепроницаемые гетры и бахилы

     

    Рисунок 2: Механизм передачи влаги в гидрофильных структурах

    Источник: Водонепроницаемые и водоотталкивающие ткани, стр. 55

    Микропористые мембраны

    Мембраны представляют собой тонкие пленки из полимеров. В основном существует два типа мембран — микропористые мембраны (они гидрофобны) и гидрофильные мембраны .

    Наиболее широко используемыми полимерами для микропористых тканей являются вспененный ПТФЭ (вПТФЭ) и полиуретаны (ПУ). Микропористые пленки имеют около 1,2-1,4 миллиарда крошечных отверстий на квадратный сантиметр. Эти поры намного меньше мельчайших дождевых капель и обычно имеют размер от 0,1 до 10 мкм (1 мм = 1000 мкм). В то же время они крупнее молекул водяного пара, поэтому могут проходить через поры мембраны. Процесс проиллюстрирован на рисунке ниже.

    Первый коммерческий микропористый слой в текстиле был представлен W.L. Гора в 70-х годах и состоял из микропористой структуры, состоящей примерно на 70% из воздуха. Эта мембрана имеет около 1,4 миллиарда пор на квадратный сантиметр, каждая из которых в 20 000 раз меньше капли воды, но в 700 раз больше молекулы пара. Мембрана приклеивается к обычной ткани, чтобы обеспечить достаточную механическую прочность (сама пленка механически слаба).

    Рис. 3: Принцип работы микропористой структуры при переносе водяного пара

    Источник: Водонепроницаемые и водоотталкивающие ткани, стр. 49

    Интересно, что воздухопроницаемость очень сильно зависит от атмосферных условий. Одежда, в которой используются водонепроницаемые дышащие мембраны, устойчива к ветру и осадкам, но в определенных условиях (например, после продолжительного сильного дождя) воздухопроницаемость может быть сильно ограничена даже полностью прекращена. Воздухопроницаемость ткани также снижается в сырую и ветреную погоду, а также во влажную и теплую погоду. Оказывается, ветер и дождь оказывают противоположное влияние на скорость паропроницаемости ткани: ветер увеличивает ее, а дождь уменьшает.

    В настоящее время Япония является пионером в производстве новых микропористых покрытий и ламинатов. За последние 10 лет японские компании разработали ряд новых микропористых покрытий и ламинатов. Среди основных причин этого – обширный внутренний рынок и экспортные возможности синтетической одежды. Европа также является крупным игроком и крупным рынком водонепроницаемых дышащих тканей на мембранной основе благодаря высокой популярности отдыха на природе и природного туризма.

    Двухкомпонентные конструкции

    Двухкомпонентные структуры представляют собой комбинацию микропористых и гидрофильных мембран и покрытий. Гидрофильные мембраны покрыты тонким гидрофильным слоем для повышения водонепроницаемости и герметизации пор поверхности, что снижает возможность загрязнения микропористого слоя частицами пыли, моющими средствами, пестицидами и т. д. Гидрофильное покрытие (часто химически модифицированный полиуретан или полиэстер с помощью включение поли(этиленоксида) в микропористую структуру используется для повышения водостойкости микропористых покрытий, что обеспечивает повышенную гидроизоляционную способность при одновременном прохождении молекул водяного пара.

    Биомиметические и интеллектуальные водонепроницаемые дышащие ткани

    Биомиметические ткани, вдохновленные природой, имитируют структуру и функции природных материалов и процессов. Появление многих открытий и изобретений связано с наблюдением и имитацией природных процессов и механизмов. Производители биомиметических тканей часто черпают вдохновение из биологии и пытаются найти практическое применение и/или разработать продукцию для активного отдыха в области высокоэффективного и функционального текстиля.

    Дышащая ткань с температурно-зависимой реакцией; адаптивная изоляция, имитирующая пингвинов в экстремально холодных условиях; водоотталкивающие ткани на основе супергидрофобность или реакция листа лотоса на воду (он сворачивается и скатывается, очищая при этом поверхность листа) — лишь малая часть всех биомиметических проектов, связанных с высокоэффективным и функциональным текстилем.

    Основные свойства водонепроницаемых и дышащих тканей

    Основной принцип функционирования водонепроницаемых дышащих тканей (независимо от конструкции ткани) зависит от уровня относительной влажности: если внутри куртки более влажно, чем снаружи, влага стремится выйти наружу установить равновесие и наоборот – если в окружающей среде более влажно, чем внутри верхней одежды, влага будет стремиться двигаться внутрь. Таким образом, внешняя лицевая ткань куртки имеет решающее значение для проникновения влаги, а это означает, что применяемый DWR должен сохранять лицевую ткань более сухой, чем внутренняя сторона, чтобы обеспечить выход внутренней влаги.

    Прочный водоотталкивающий материал

    На внешний слой ткани можно наносить различные покрытия, обеспечивающие эффективную защиту от воды, масла и сухой грязи. Прочное водоотталкивающее покрытие — это покрытие, способное отталкивать воду. Он используется для придания гидрофобности ткани или просто для придания ей водоотталкивающих свойств без отрицательного влияния на воздухопроницаемость.

    Почему водонепроницаемые дышащие ткани нуждаются в обработке DWR?

    Обработка

    DWR используется на водонепроницаемых тканях, чтобы капли образовывали капли на поверхности и легко стекали, вместо того, чтобы растекаться по ткани и смачивать ее. Это предотвращает попадание дождя и снега на поверхность одежды, сохраняя воздухопроницаемость ткани.

    Методы

    Наиболее популярны две техники. Первый заключается в использовании DWR, который уменьшает диаметр пор ткани. Другой метод заключается в покрытии поверхности дополнительным слоем непористого или микропористого материала, который может удерживать даже мельчайшие капли воды. Существуют различные способы нанесения гидрофобных покрытий. Это можно сделать с помощью спрея, воска и лизирующего валика, а также с помощью прокладки.

    Тип DWR
    Фторохимические покрытия (фторуглеродные покрытия)

    Используемые с 1960-х годов, они обеспечивают эффективную защиту от воды и веществ на масляной основе и легко очищаются (легко удаляются грязь и грязь). Идея использования фторуглеродных покрытий заключается в создании химического барьера против проникновения воды. Такие отделки долговечны и обычно без проблем переносят стирку и химчистку, однако после чистки может потребоваться глажка или сушка в барабане. Имейте в виду, что перед нанесением такой DWR ткань должна быть чистой (смыть грязь и масла) и не содержать остаточных веществ, таких как моющие средства и эмульгаторы. Химические вещества на основе фторсодержащих соединений обычно используются в водоотталкивающих покрытиях или верхней одежде из-за их эффективности и долговечности.

    Водоотталкивающие средства на силиконовой основе

    Силиконовые соединения используются в качестве гидрофобных покрытий в швейной промышленности из-за их водоотталкивающих свойств. Они относительно дешевы, просты в обработке и могут быть эффективными. DWR на основе силикона может улучшить водоотталкивающие свойства ткани, не влияя на ее проницаемость. Они также улучшают устойчивость тканей к разрывам и истиранию, уменьшают усадку и делают ткани более удобными. Силиконы часто используются вместо фторуглеродных гидрофобизаторов, потому что они более экологичны. Однако силиконовые соединения не так эффективны, как фторуглероды, поскольку они не так долговечны, как они, и не делают ткани маслоотталкивающими и грязеотталкивающими.

    Техническое обслуживание DWR

    Водоотталкивающие средства не являются постоянными растворами, поэтому регулярное техническое обслуживание и восстановление водоотталкивающего покрытия очень важны, и ими нельзя пренебрегать. Будьте осторожны и всегда следуйте инструкциям, чтобы избежать негативного влияния на другие желаемые свойства ткани.

    Водонепроницаемые воздухопроницаемые материалы выполняют две основные функции: водонепроницаемость и воздухопроницаемость . Первый относится к материалу, непроницаемому для воды, а второй термин относится к способности ткани пропускать через себя водяной пар. Поскольку полная гидроизоляция и полная воздухопроницаемость являются взаимоисключающими понятиями, концепция водонепроницаемых дышащих тканей предполагает некоторый компромисс между водонепроницаемостью и воздухопроницаемостью.

    Точный баланс зависит от различных факторов, таких как конечное использование ткани, свойства ткани, такие как влагопоглощение, и структура ткани, включая ее плотность и толщину. Водонепроницаемый материал для одежды может обеспечить полную защиту от непогоды только в том случае, если его швы, молнии, стыки и карманы также водонепроницаемы. Количество отверстий, через которые может проникнуть вода, также должно быть минимальным. Это гарантирует, что даже если вы будете подвергаться воздействию ветра, дождя или снега, ваша непромокаемая одежда не даст вам промокнуть. Гидроизоляция без воздухопроницаемости часто означает защиту снаружи и увлажнение изнутри, поскольку водяной пар не сможет выйти. Как правило, воздухопроницаемость или паропроницаемость обеспечивают улучшение микроклимата и теплового комфорта.

    Водонепроницаемость

    Наиболее популярным способом измерения водонепроницаемости ткани является применение гидростатического давления, измеряемого в миллиметрах. Разные производители используют разные номера для маркировки ткани как «водонепроницаемой», поэтому иногда может быть очень сложно понять, является ли материал действительно водонепроницаемым или нет. Теперь, если водяной столб составляет не менее 5000 мм, ткань обычно считается действительно водонепроницаемой, хотя, по мнению некоторых производителей, минимальный уровень может составлять всего 1000 мм.

    Таблица 2. Водонепроницаемость ткани

    Источник: evo.com Хотя этот термин часто ассоциируется с воздухопроницаемостью и вентиляцией, он не имеет ничего общего с этими двумя понятиями. Наоборот, это способность ткани пропускать через себя пары влаги. Короче говоря, воздухопроницаемость = паропроницаемость . Ткань должна пропускать пот от кожи к внешней стороне одежды, обеспечивая комфорт пользователю. Таким образом, предотвращается скопление влаги на внутренней стороне одежды. Это важное требование для поддержания приемлемой температуры и комфорта при различных уровнях и условиях нагрузки.

    Существуют различные методы измерения воздухопроницаемости WBF. Одним из них является измерение влагопроницаемости – MVTR (коэффициент пропускания паров влаги). Значение представляет собой скорость, с которой влага проходит через квадратный метр ткани за 24 часа. Измеряется в г/м2 в сутки. Как и в случае с рейтингами водонепроницаемости, большинство производителей применяют различные методологии и тесты для определения воздухопроницаемости ткани, поэтому не стоит слепо принимать то, что вам говорят производители о рейтингах их товаров для активного отдыха. Их главная цель — увеличить продажи, чтобы у них была серьезная причина завышать рейтинги своих продуктов.

    Таблица 3: Показатели воздухопроницаемости тканей

    Применение

    WBF в основном используются в швейной промышленности , в частности, в спортивной, рабочей одежде и одежде для отдыха. Функциональность становится главным приоритетом, однако она должна сочетаться с субъективными и объективными характеристиками, такими как стиль, качество, удобство, вес и цена. В зависимости от конкретной деятельности на свежем воздухе важность одного или нескольких из вышеупомянутых признаков может варьироваться от самого важного до совершенно неуместного. Цвета также могут играть важную роль, поскольку для лесного хозяйства, рыбалки и охоты пользователи часто предпочитают камуфляжные узоры или приглушенные цвета, в то время как профессионалы, такие как полицейские, пожарные, строители, предпочитают одежду ярких цветов, таких как желтый, оранжевый и красный. Водонепроницаемые дышащие куртки , парки, дождевики , шапки, перчатки , носки и обувь являются одними из самых популярных товаров на рынке WBF. Некоторые из лучших дизайнов пончо также изготовлены из водонепроницаемого дышащего текстиля. Кроме того, экипажи всех видов судов, в том числе военных и пассажирских, используют снаряжение с ВБФ. Основная функция одежды заключается в том, чтобы в случае чрезвычайной ситуации отсрочить наступление гипотермии, тем самым продлевая время выживания и увеличивая шансы на побег или спасение.

    WBF незаменимы в экспедициях в холодную погоду. Особенно полезны для арктических, антарктических или  высотных экспедиций , они обеспечивают больший комфорт и лучшую защиту от непогоды. В холодную погоду вам понадобится водонепроницаемая утепленная куртка и штаны, чтобы вам было тепло и сухо, а также водонепроницаемые ботинки . Они особенно удобны для троп и легких снежных маршрутов, а вместе с парой гетр помогут сохранить ноги сухими в сырую погоду. Имейте в виду, однако, что никакая мембрана не может сохранить ваши ноги сухими в длительных влажных условиях, поэтому вы не можете слишком полагаться на свои водонепроницаемые ботинки. Кроме того, мембрана может легко забиваться грязью и потом, и в таких случаях она перестает обеспечивать достаточную защиту. А 9Водонепроницаемый рюкзак 0009 также может быть очень полезен, потому что он сохранит ваше снаряжение в целости и сохранности. Военные и правоохранительные органы также используют водонепроницаемые и дышащие материалы для холодных и экстремальных условий, поскольку они обеспечивают отличную защиту не только от осадков, но и от ветра. А, как вы, наверное, знаете, холодная и ветреная погода приводит к переохлаждению гораздо быстрее, чем холодная и безветренная погода. Работники морской нефтяной и рыбной промышленности регулярно подвергаются суровым условиям, включая низкие температуры, ветер и дождь. Это определяет необходимость использования полностью герметичная водонепроницаемая дышащая защитная одежда и обувь, которая также достаточно гибкая, чтобы позволить им работать на палубе и передвигаться.

    Хотите легкую куртку, которая защитит вас от непогоды во время активного образа жизни? Затем поищите универсальную непромокаемую куртку с привлекательными характеристиками.

    Куртка Helly Hansen Seven J Jacket , разработанная для обеспечения сухости и комфорта на открытом воздухе, представляет собой отличную универсальную непромокаемую куртку, которая обеспечивает полную защиту от воды и ветра на трассе и вне ее. Она стильная и отлично выглядит, а главное — качественно сделана, легко упаковывается, ее можно использовать и как дождевик, и как ветровку во время походов, рыбалки и других видов активного отдыха. Он лучше всего работает в более теплую погоду, но его покрой хорошо подходит даже при ношении дополнительных слоев под ним для большего тепла зимой.

    См. мужскую куртку Seven J на ​​Amazon. См. женскую куртку Seven J на ​​Amazon.

  • Наружное снаряжение – палатки , зонты, головные уборы , перчатки, лыжная одежда, сухие костюмы , чехлы для спальных мешков, ремонтные листы , застежки и уплотнения.
  • Медицинские – простыни, 9 шт.0009 защитные подушки , носилки, средства гигиены, ортопедические ортезы, современные перевязочные материалы , подушки для инвалидных колясок, хирургические простыни.
  • Construction — используется в крышах из-за их меньшего веса, водостойкости, звукоизоляционных свойств, устойчивости к ультрафиолетовому излучению и контролируемой прозрачности.

Таблица 4: Типичные области применения водонепроницаемых дышащих тканей

Источник: Водонепроницаемые и водоотталкивающие ткани, стр. 35

Тенденции в производстве водонепроницаемых и дышащих текстильных изделий

Это бизнес с оборотом в миллиард долларов (1,43 миллиарда долларов в 2014 году, так как мембранные продукты составляют 71%) и компании, занимающиеся исследованиями рынка и управленческим консалтингом, такие как Grand View Research Inc. и Global Market Insights. Inc. прогнозирует, что в ближайшие несколько лет он будет расти в среднем на 5-6%. Этому есть множество причин, среди основных из них: растущий рынок одежды для активного спорта и растущий спрос на непромокаемую дышащую одежду и снаряжение (почти 80% доли рынка WBF приходится на производство одежды для активного спорта), повышение осведомленности о необходимости устойчивые и экологически чистые продукты со стороны потребителя, а также повышенный спрос на военные и медицинские приложения.

В настоящее время Европа имеет самую большую долю рынка (около 30% рынка), однако ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет иметь самые высокие темпы роста благодаря быстро расширяющемуся рынку водонепроницаемой дышащей одежды и обуви в Китае. Основные игроки в индустрии водонепроницаемых и дышащих текстильных изделий происходят из США, Европы и Азии, поскольку за последние два десятилетия отрасль сильно изменилась. В то время как производство WBF было почти полностью сосредоточено в США, Европе и Японии, в настоящее время крупнейшие игроки производят преимущественно в азиатских странах, таких как Китай, Тайвань, Южная Корея и Таиланд. Особенно в Китае наблюдается бум производства технической одежды, что привело к глобальному снижению цен на ткани и готовую одежду из-за снижения затрат и роста конкуренции.

Лидерами рынка являются такие компании, как Toray Industries Inc. (Япония), Teijin Limited (Япония), W.L. Gore & Associates Inc. (США), Polartec, LLC (США), Finetex EnE (Южная Корея), Stotz & Co. AG (Швейцария), Schoeller Textil AG (Швейцария), AkzoNobel N.V. (Нидерланды), Sympatex Technologies GmbH (Германия).

Наконец, вы можете увидеть прогнозируемую стоимость рынка WBF в США в период с 2014 по 2024 год. На рисунке ниже показано, что общая стоимость рынка, как ожидается, вырастет с 277,4 млн долларов США до более чем 460 млн (66,7%) в виде ePTFE, Полиуретан и полиэстер являются наиболее часто используемыми материалами.

Рисунок 4: Рынок водонепроницаемых дышащих материалов в США (в млн долларов США)

Источник: statista.com Одежда из водонепроницаемых дышащих тканей защищает от дождя, снега, ветра и холода, но пропускает водяной пар из внутренней среды во внешнюю, чтобы вам было тепло и сухо.

Высококачественные композитные ткани преобладают, так как микропористые мембраны во главе с Gore-Tex сегодня доминируют на рынке водонепроницаемых дышащих тканей. Микропористая пленка создает барьер между вашим телом и каплями воды, защищая вас от осадков.

Водонепроницаемые воздухопроницаемые материалы могут использоваться во многих других областях помимо их традиционного использования в спортивной одежде для защиты от непогоды. Они используются в армии, больницах, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте и во многих других отраслях.

Имейте в виду, что водонепроницаемые ткани не идеальны и подходят не для всех условий. Например, в холодную и сырую погоду пары влаги быстро превращаются в жидкую воду. Эта влага скапливается в одежде и ухудшает воздухопроницаемость и теплоизоляционные свойства вашей одежды.0009 многослойная система одежды . У WBF есть некоторые ограничения, которые в некоторых случаях приводят к неудовлетворенности клиентов, однако они являются неотъемлемой частью снаряжения любого любителя или профессионального туриста.

 

* В J. Williams (Ed.), Waterproof and Water Repellent Textiles and Clothing, 2018, Elsevier Ltd. Для натяжных мембранных целей используются ткани и фольга. Тканые ткани состоят из двух наборов нитей (основы и утка), сплетенных вместе на ткацком станке. Фольга же изготавливается из тонкокатаного или экструдированного однородного материала. Наиболее распространенными тканями, подходящими для архитектурного применения, являются стекловолокно, арамиды, олефины, нейлон, акрил, хлопок и полиэстер.

Ткани для архитектурных применений

СТЕКЛОВОЛОКНО
Стекловолокно обычно используется в качестве основной ткани для архитектурных мембран. Как следует из названия, стекловолокно — это стекло, которое нагревают и скручивают в волокна. Стеклопластик сам по себе инертен, хорошо стареет и не выделяет токсичных газов. Он стабилен (имеет очень небольшую усадку и растяжение), имеет высокую прочность на растяжение (фунт за фунтом он такой же прочный, как сталь) и негорючий. Несмотря на то, что кремнезема, используемого для производства стекловолоконного волокна, достаточно много, для производства стекловолокна требуется огромное количество энергии. Его недостатками являются низкая прочность на разрыв, низкая упругая деформация, присущая ему хрупкость (может быть повреждена при сгибании) и внезапный выход из строя при достижении его пределов. По этим причинам в приложениях на растяжение обычно используются только очень тяжелые ткани из стекловолокна, которые требуют большой осторожности при установке и изготовлении.

АРАМИДЫ
Арамидные волокна, такие как кевлар, чрезвычайно прочны (в три раза прочнее стали). Они обладают хорошей стойкостью к истиранию и малой химической и термической деструкцией. Однако они подвержены быстрому разрушению под воздействием УФ-излучения. Хотя они чрезвычайно дороги, они нашли несколько редких высокопрочных архитектурных применений.

ОЛЕФИНЫ
Олефины представляют собой семейство полимеров, состоящих в основном из полиэтилена, полипропилена или их комбинации. Наряду с Тефлон (ПТФЭ см. ниже) их называют «антипригарными» полимерами. Это связано с тем, что их неактивная молекулярная структура описывается как «низкоэнергетическое» состояние. Это антипригарное качество делает олефины такими распространенными и полезными пластиками. Впечатляющие архитектурные мембранные материалы начинают разрабатываться с использованием олефинов как для основной ткани, так и для покрытия. Высокая прочность на растяжение и разрыв наряду с огнестойкостью может быть достигнута в материалах, которые имеют срок службы, равный полиэфиру с ПВХ-покрытием, с частью воплощенной энергии. Еще одним преимуществом является то, что олефины могут быть сотканы и покрыты на ткани шириной до 160 дюймов.

НЕЙЛОН, АКРИЛОВЫЙ, ХЛОПОК И ПОЛИЭСТЕР
Другими распространенными базовыми тканями для промышленности являются нейлон, хлопок и полиэстер. Поскольку нейлон (полимид 6.6) и акрил значительно растягиваются, набухают в длину при намокании и разрушаются под воздействием УФ-излучения, они редко используются за пределами тентов и кемпинговых палаток. Хлопок, с другой стороны, очень устойчив к ультрафиолетовому излучению. Однако хлопок имеет относительно низкую прочность и гораздо более восприимчив к плесени, чем синтетика. Полиэстер обладает лучшей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и термостойкости, чем другие синтетические материалы, хорошей прочностью на растяжение и разрыв, а также устойчив к плесени. Эти преимущества в сочетании с разумной стоимостью полиэстера делают его наиболее часто используемой базовой тканью. Часто сочетают хлопок и полиэстер, причем хлопок обеспечивает термостойкость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, а полиэстер обеспечивает прочность и устойчивость к плесени.

НАТУРАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА
В отличие от хлопка, который является одной из наиболее интенсивно опрыскиваемых культур в сельском хозяйстве, существуют и другие растения, производящие натуральные волокна, для которых мало пестицидов или они вообще не требуются. Некоторые из этих альтернатив включают коноплю и лен (лен), крапиву и кудзу. Они дают огромное количество волокна на акр, и их производство очень устойчиво, что приводит к меньшему загрязнению и нефтехимическим затратам. Они прочнее хлопка и обладают почти такой же устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Эти волокна не следует игнорировать, когда речь идет о легких архитектурных приложениях.

Покрытия для архитектурных тканей
Чтобы тканая ткань подходила для использования в архитектурных целях, она должна быть покрыта или ламинирована для защиты самой ткани от УФ-излучения и влаги, для защиты от элементов и, в некоторых случаях, для добавления повышенная прочность.

ПВХ
ПВХ (винил) на сегодняшний день является наиболее часто используемым покрытием в архитектурных целях, обычно наносимым или ламинирующимся на полиэстер. Одна из причин, по которой ПВХ повсеместно используется для изготовления палаток и архитектурных тканей, заключается в том, что он недорогой и его можно легко сделать гибким и огнестойким при нанесении покрытия на полиэстер путем добавления химических соединений. Однако, в отличие от других полимеров, ПВХ химически не связывается с этими добавками, в результате чего добавки обычно вымываются. Кроме того, ПВХ имеет ограниченный срок службы. Добавляя верхнее покрытие, можно увеличить срок службы ПВХ и уменьшить его способность притягивать грязь. Типичными верхними покрытиями ПВХ являются акриловые лаки, покрытия PVDF и ламинаты PVF. Тем не менее, ПВХ является очень вредным веществом и действительно не должен быть таким дешевым, поскольку истинная стоимость его воздействия на окружающую среду не отражается на его цене.

УРЕТАНОВОЕ И АКРИЛОВОЕ
Уретановые и акриловые покрытия могут быть сделаны огнестойкими и почти не оказывают вредного воздействия на окружающую среду, как ПВХ. К сожалению, они имеют довольно ограниченную степень устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Разрабатывается новое поколение алифатического уретана, которое обещает преодолеть этот недостаток; однако стоимость будет высокой.

ОЛЕФИНЫ
Полиолефины уникальны тем, что один и тот же полимер может использоваться как для основной ткани, так и для покрытия. Это, в сочетании с тем фактом, что олефины легко и часто перерабатываются, делает олефиновую ткань с олефиновым покрытием одним из немногих действительно перерабатываемых архитектурных материалов (наряду с Tenera ниже). УФ-стабилизаторы (в том числе немного сажи в пигменте) добавляются для получения материала, который выдержит воздействие солнечных лучей, но также можно добиться огнестойкости. Кроме того, олефины могут быть нанесены на ткань-основу из полиэстера. Поскольку полиэстер более термостойкий, чем олефиновая ткань, можно наносить большее количество олефинового покрытия (которое отверждается при нагревании). Это дает ткань, которая, хотя и не подлежит вторичной переработке и огнестойкая, дольше прослужит на солнце из-за более тяжелого покрытия.

ПТФЭ И СИЛИКОН
ПТФЭ представляет собой фторполимер, широко известный как Тефлон . Он имеет чрезвычайно долгий срок службы. Существуют тканевые конструкции с покрытием из ПТФЭ, которым более 25 лет, и которые до сих пор выглядят как новые. Хорошо известно, что к Teflon ничто не прилипает, что позволяет ему оставаться чистым на протяжении всего срока службы. Но ПТФЭ как тканевое покрытие имеет свои недостатки. Для одного это очень дорого. Во-вторых, его трудно изготовить, с ним трудно обращаться, и он довольно хрупок. Хотя для сжигания ПТФЭ требуются очень высокие температуры, после воспламенения ПТФЭ выделяет высокотоксичный газ. В течение последних нескольких десятилетий стекловолокно с покрытием из ПТФЭ было единственным выбором для высокотехнологичных архитектурных приложений, где требовался длительный срок службы. К счастью, начинают появляться несколько альтернативных материалов..

Силикон в качестве покрытия ткани имеет большие перспективы. Он дешевле, чем ПТФЭ, но все же дороже, чем ПВХ. Как и ПТФЭ, он устойчив к огню и ультрафиолетовому излучению и имеет длительный срок службы. Кроме того, силикон блокирует коротковолновую часть УФ-В и УФ-С ультрафиолетового спектра, лучи, ответственные за повреждение волокон и нанесение вреда людям и растениям, при этом пропуская УФ-А свет, необходимый для растений. рост. Будучи разновидностью резины, силикон очень гибок и при нанесении на стекловолокно может уменьшить повреждения от складывания. Силикон при сгорании (при высокой температуре, учитывая его высокую термостойкость) оставляет лишь пепел двуокиси кремния. При всех этих преимуществах остается загадкой, почему его не использует небольшая, но растущая индустрия архитектурных тканей.

Фольга

ФОЛЬГА ЭТФЭ
ЭТФЭ является первичным полимером фольги, подходящим в качестве эластичной мембраны. Будучи фторполимером, похожим на ПТФЭ, он очень устойчив к ультрафиолетовому излучению, обладает отличной огнестойкостью и не притягивает грязь. Кроме того, его можно сделать очень прозрачным, пропуская на 5% больше света, чем стекло. Поскольку он имеет значительно меньшую прочность на разрыв, чем тканые материалы, и совсем другое поведение под нагрузкой, он обычно используется для подушек с воздушной опорой и архитектурных приложений с короткими пролетами.

Последние разработки
TENARA
Одним из самых интересных последних предложений архитектурных мембран является продукт из вспененного ПТФЭ производства Gore Inc под названием Tenara . После нескольких лет разработки компания Gore разработала материал, который устраняет большинство недостатков других вариантов мембран. Сначала они начинают с фольги из ePTFE и разрезают ее на волокна. Эти волокна специально вплетаются в ткань, а затем с обеих сторон покрываются вспененным политетрафторэтиленом. В результате получается очень долговечный материал с отличной огнестойкостью, высокой прочностью и гибкостью. В отличие от более ранних продуктов из ePTFE, этот материал является водонепроницаемым и может подвергаться термосварке с помощью специальной клейкой ленты, разработанной Gore. Его прозрачность равна полупрозрачности материалов с силиконовым покрытием, что позволяет проникать до 40% света. Кроме того, как и в случае с олефинами, основная ткань и покрытие состоят из одного и того же полимера и, следовательно, могут быть переработаны. Единственная загвоздка — цена. Хотя Tenara конкурентоспособен со стекловолокном с покрытием из ПТФЭ, но при этом в несколько раз дороже большинства других мембранных материалов.

VECTRAN

Это промышленное волокно, формованное из жидкокристаллического полимера (LCP) и используемое в высокопрочных материалах. Химически это ароматический полиэфир. Это волокно обладает устойчивостью к влаге и ультрафиолетовому излучению. Часто пряжа изготавливается путем намотки полиэстера на сердечник Vectron.

ФОТОЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
PowerFilm Inc. разработала сверхтонкие гибкие кремниевые фотоэлектрические модули, которые приклеиваются к полимерной подложке. Обе стороны этого материала солнечного элемента затем ламинируются на фольгу ETFE. По мере развития этой технологии PowerFilm вполне может найти применение в качестве архитектурной мембраны, которая может обеспечить как укрытие, так и электроэнергию.

Konarka Technologies изобрела фотогальваническую нанотехнологию, позволяющую сделать материал типа чернил в 1000 раз меньше человеческого волоса. Этот материал может очень эффективно преобразовывать свет в электричество, потому что крошечный размер частиц может открывать большую площадь поверхности для сбора солнечного света и использования более широкого диапазона солнечного спектра. Этот материал может быть напечатан в любом цвете или узоре на различных тканях. Кроме того, Konarka разрабатывает «Power Fiber», метод, при котором фотоактивный материал и его прозрачный электрод изготавливаются из трубчатых нитей волокна, которые можно вплетать непосредственно в ткань.

Обе эти фотогальванические технологии основаны на альтернативах поликремнию. Кремний извлекается из газа силана, а не из культивированных кристаллических кремниевых пластин. Поликремний является основным компонентом обычных фотоэлектрических панелей; однако он также является ключевым компонентом компьютерной индустрии, и текущий спрос на него превышает предложение.

Существует множество источников ПВХ-тканей, подходящих для архитектурных целей; Альтернативы ПВХ найти труднее. Ниже приведен список источников и контактная информация для различных огнестойких тканей, не содержащих ПВХ. Имейте в виду, что по мере роста знаний об опасностях ПВХ производители материалов склонны пренебрегать указанием ПВХ в качестве одного из ингредиентов своей ткани.

PTFE с покрытием из стекловолокна
-Sheerfill от Saint -Gobain Performance Plastics Corp.

-Solus от Taconic International Ltd.

-Duraskin от Verseidag US Inc.

Расширение PTFE

-tenara

PTFE

-TENARA -inc. Доц. Гора Inc. и Sefar Archetectural

СТЕКЛОВОЛОКНО С СИЛИКОНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

-Atex от PD Interglas

ПОЛИЭФИР, ОКРАШЕННЫЙ В РАСТВОРЕ

-Weathermax FR от Safety Components0003

-Fireset HUV by Glen Raven Custom Fabrics LLC

OLEFINS

-Nova-Sheild by Engineered Coated Products

-Monotec by Value Vinyls

OLEFIN OPEN WEAVE MESH

-SaFRshade by GALE Pacific Fabrics

— Comtex и Polytex от Polyfab

ПОЛИЭСТЕР С АКРИЛОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

— Main Street от TriVantage

— Top Gun FR (Holiday) от Marlen Textiles

— Firemaster Plus от Sattler

LCP волоконная мембрана

-Vectron By Kurarary Co. Ltd

ETFE FOIL

-TEFZEL от Chemours

Photo -Voltaic Membrane Technology

-POWER -POWER -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FIL -FILM. -Power-Plastics и Power-Fiber от Konarka Technologies

-Wave Sol от Ascent Solar

-Solar Cloth от The Solar Cloth Company

 

5.1: Компоненты и структура — Biology LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    1845
    • OpenStax
    • OpenStax

    Навыки развития

    • Понимание жидкостно-мозаичной модели клеточных мембран
    • Опишите функции фосфолипидов, белков и углеводов в мембранах
    • Обсудить текучесть мембран

    Плазматическая мембрана клетки определяет клетку, очерчивает ее границы и определяет характер ее взаимодействия с окружающей средой (см. сводку в таблице \(\PageIndex{1}\)). Клетки исключают одни вещества, поглощают другие и выделяют третьи, и все это в контролируемых количествах. Плазматическая мембрана должна быть очень гибкой, чтобы определенные клетки, такие как эритроциты и лейкоциты, могли изменять форму при прохождении через узкие капилляры. Это наиболее очевидные функции плазматической мембраны. Кроме того, поверхность плазматической мембраны несет маркеры, которые позволяют клеткам распознавать друг друга, что жизненно важно для формирования тканей и органов на раннем этапе развития, а позже играет роль в различении «своих» и «чужих» клеток. иммунный ответ.

    Одной из самых сложных функций плазматической мембраны является способность передавать сигналы с помощью сложных интегральных белков, известных как рецепторы. Эти белки действуют как приемники внеклеточных входов и как активаторы внутриклеточных процессов. Эти мембранные рецепторы обеспечивают внеклеточные места прикрепления эффекторов, таких как гормоны и факторы роста, и они активируют каскады внутриклеточных ответов, когда их эффекторы связаны. Иногда рецепторы захватываются вирусами (одним из примеров является ВИЧ, вирус иммунодефицита человека), которые используют их для проникновения в клетки, а иногда гены, кодирующие рецепторы, мутируют, вызывая нарушение процесса передачи сигнала с катастрофическими последствиями.

    Жидкостная мозаичная модель

    Существование плазматической мембраны было установлено в 1890-х годах, а ее химические компоненты — в 1915 году. Основными идентифицированными в то время компонентами были липиды и белки. Первая общепринятая модель строения плазматической мембраны была предложена в 1935 г. Хью Дэвсоном и Джеймсом Даниэлли; он был основан на внешнем виде плазматической мембраны в виде «железнодорожного пути» на ранних электронных микрофотографиях. Они предположили, что структура плазматической мембраны напоминает бутерброд, где белок аналогичен хлебу, а липиды аналогичны начинке. В 19В 50-х годах достижения в области микроскопии, особенно просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), позволили исследователям увидеть, что ядро ​​плазматической мембраны состоит из двойного, а не одного слоя. Новая модель, которая лучше объясняет как микроскопические наблюдения, так и функцию этой плазматической мембраны, была предложена С.Дж. Сингер и Гарт Л. Николсон в 1972 году.

    Объяснение, предложенное Сингером и Николсоном, называется жидкостно-мозаичной моделью. Модель несколько эволюционировала с течением времени, но она по-прежнему лучше всего описывает структуру и функции плазматической мембраны в том виде, в каком мы их сейчас понимаем. Модель жидкостной мозаики описывает структуру плазматической мембраны как мозаику компонентов, включая фосфолипиды, холестерин, белки и углеводы, что придает мембране жидкий характер. Плазматические мембраны имеют толщину от 5 до 10 нм. Для сравнения, эритроциты человека, видимые с помощью световой микроскопии, имеют ширину примерно 8 мкм, или примерно в 1000 раз шире плазматической мембраны. Мембрана немного похожа на бутерброд (рис. \(\PageIndex{1}\)).

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): жидкостно-мозаичная модель плазматической мембраны описывает плазматическую мембрану как жидкую комбинацию фосфолипидов, холестерина и белков. Углеводы, присоединенные к липидам (гликолипидам) и белкам (гликопротеины), отходят от обращенной наружу поверхности мембраны.

    Основными компонентами плазматической мембраны являются липиды (фосфолипиды и холестерин), белки и углеводы, присоединенные к некоторым липидам и некоторым белкам. Фосфолипид представляет собой молекулу, состоящую из глицерина, двух жирных кислот и головной группы, связанной с фосфатом. Холестерин, еще один липид, состоящий из четырех слитых углеродных колец, обнаружен наряду с фосфолипидами в ядре мембраны. Соотношение белков, липидов и углеводов в плазматической мембране зависит от типа клеток, но для типичной клетки человека белок составляет около 50 процентов состава по массе, липиды (всех типов) составляют около 40 процентов состава. композиции по массе, причем остальные 10 процентов композиции по массе составляют углеводы. Однако концентрация белков и липидов различна для разных клеточных мембран. Например, миелин — отросток мембраны специализированных клеток, изолирующих аксоны периферических нервов, — содержит только 18 % белка и 76 % липидов. Внутренняя мембрана митохондрий содержит 76 процентов белка и только 24 процента липидов. Плазматическая мембрана эритроцитов человека на 30 процентов состоит из липидов. Углеводы присутствуют только на внешней поверхности плазматической мембраны и присоединяются к белкам, образуя гликопротеины, или присоединяются к липидам, образуя гликолипиды.

    Фосфолипиды

    Основная ткань мембраны состоит из амфифильных молекул фосфолипидов. Гидрофильные или «водолюбивые» участки этих молекул (выглядящие как набор шариков в художественном исполнении модели) (рис. \(\PageIndex{1}\)) контактируют с водной жидкостью как внутри, так и внутри. вне клетки. Гидрофобные или ненавидящие воду молекулы, как правило, неполярны. Они взаимодействуют с другими неполярными молекулами в химических реакциях, но обычно не взаимодействуют с полярными молекулами. Помещенные в воду, гидрофобные молекулы имеют тенденцию образовывать шар или кластер. Гидрофильные области фосфолипидов склонны образовывать водородные связи с водой и другими полярными молекулами как снаружи, так и внутри клетки. Таким образом, поверхности мембраны, обращенные внутрь и наружу клетки, гидрофильны. Напротив, внутренняя часть клеточной мембраны гидрофобна и не взаимодействует с водой. Следовательно, фосфолипиды образуют превосходную двухслойную клеточную мембрану, которая отделяет жидкость внутри клетки от жидкости вне клетки.

    Молекула фосфолипида (рис. \(\PageIndex{2}\)) состоит из трехуглеродного глицеринового остова с двумя молекулами жирных кислот, присоединенными к атомам углерода 1 и 2, и фосфатсодержащей группой, присоединенной к третьему атому углерода. Такое расположение дает молекуле в целом область, называемую головкой (фосфатсодержащая группа), которая имеет полярный характер или отрицательный заряд, и область, называемую хвостом (жирные кислоты), которая не имеет заряда. Голова может образовывать водородные связи, а хвост нет. Молекула с таким расположением положительно или отрицательно заряженной области и незаряженной или неполярной области называется амфифильной или «двойной любовью».

    Рисунок \(\PageIndex{2}\): Эта молекула фосфолипида состоит из гидрофильной головки и двух гидрофобных хвостов. Гидрофильная головная группа состоит из фосфатсодержащей группы, присоединенной к молекуле глицерина. Гидрофобные хвосты, содержащие либо насыщенную, либо ненасыщенную жирную кислоту, представляют собой длинные углеводородные цепи.

    Эта характеристика жизненно важна для структуры плазматической мембраны, поскольку в воде фосфолипиды имеют тенденцию располагаться так, что их гидрофобные хвосты обращены друг к другу, а гидрофильные головки обращены наружу. Таким образом, они образуют липидный бислой — барьер, состоящий из двойного слоя фосфолипидов, который отделяет воду и другие материалы на одной стороне барьера от воды и других материалов на другой стороне. Фактически, фосфолипиды, нагреваемые в водном растворе, имеют тенденцию спонтанно образовывать маленькие сферы или капли (называемые мицеллами или липосомами), при этом их гидрофильные головки образуют внешнюю часть, а гидрофобные хвосты — внутри (рис. \(\PageIndex{3}\)) .

    Рисунок \(\PageIndex{3}\): В водном растворе фосфолипиды имеют тенденцию располагаться полярными головками наружу, а гидрофобными хвостами внутрь. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

    Белки

    Белки составляют второй основной компонент плазматических мембран. Интегральные белки (некоторые специализированные типы называются интегринами), как следует из их названия, полностью интегрированы в структуру мембраны, а их гидрофобные пронизывающие мембрану области взаимодействуют с гидрофобной областью фосфолипидного бислоя (рис. \(\PageIndex{1} \)). Однопроходные интегральные мембранные белки обычно имеют гидрофобный трансмембранный сегмент, состоящий из 20–25 аминокислот. Некоторые охватывают только часть мембраны, объединяясь с одним слоем, в то время как другие простираются от одной стороны мембраны к другой и обнажаются с обеих сторон. Некоторые сложные белки состоят из до 12 сегментов одного белка, которые сильно свернуты и встроены в мембрану (рис. \(\PageIndex{4}\)). Этот тип белка имеет гидрофильный участок или участки и один или несколько умеренно гидрофобных участков. Такое расположение областей белка имеет тенденцию ориентировать белок рядом с фосфолипидами, при этом гидрофобная область белка примыкает к хвостам фосфолипидов, а гидрофильная область или области белка выступают из мембраны и контактируют с цитозолем или внеклеточной жидкости.

    Рисунок \(\PageIndex{4}\): Интегральные мембранные белки могут иметь одну или несколько альфа-спиралей, пронизывающих мембрану (примеры 1 и 2), или они могут иметь бета-листы, проходящие через мембрану (пример 3). (кредит: «Foobar»/Wikimedia Commons)

    Периферические белки находятся на внешней и внутренней поверхностях мембран, прикрепленные либо к интегральным белкам, либо к фосфолипидам. Периферические белки, наряду с интегральными белками, могут служить ферментами, структурными прикреплениями волокон цитоскелета или частью клеточных сайтов узнавания. Их иногда называют «клеточно-специфическими» белками. Организм распознает собственные белки и атакует чужеродные белки, связанные с инвазивными патогенами.

    Углеводы

    Углеводы являются третьим основным компонентом плазматических мембран. Они всегда находятся на внешней поверхности клеток и связаны либо с белками (образуя гликопротеины), либо с липидами (образуя гликолипиды) (рис. \(\PageIndex{1}\)). Эти углеводные цепи могут состоять из 2–60 моносахаридных звеньев и могут быть как прямыми, так и разветвленными. Наряду с периферическими белками углеводы образуют на клеточной поверхности специализированные участки, позволяющие клеткам узнавать друг друга. Эти участки имеют уникальные паттерны, которые позволяют распознать клетку, подобно тому, как черты лица, уникальные для каждого человека, позволяют распознать его или ее. Эта функция распознавания очень важна для клеток, поскольку она позволяет иммунной системе различать клетки тела (называемые «своими») и чужеродные клетки или ткани (называемые «чужими»). Подобные типы гликопротеинов и гликолипидов обнаруживаются на поверхности вирусов и могут часто изменяться, не позволяя иммунным клеткам распознавать их и атаковать.

    Эти углеводы на внешней поверхности клетки — углеводные компоненты как гликопротеинов, так и гликолипидов — в совокупности называются гликокаликсом (что означает «сахарное покрытие»). Гликокаликс обладает высокой гидрофильностью и притягивает большое количество воды к поверхности клетки. Это способствует взаимодействию клетки с водной средой и способности клетки получать вещества, растворенные в воде. Как обсуждалось выше, гликокаликс также важен для идентификации клеток, само-/не-самоопределения и эмбрионального развития, и используется в межклеточных прикреплениях для формирования тканей.

    Связь с эволюцией: как вирусы заражают определенные органы

    Образцы гликопротеинов и гликолипидов на поверхности клеток дают многим вирусам возможность заражения. Вирусы ВИЧ и гепатита заражают только определенные органы или клетки в организме человека. ВИЧ способен проникать через плазматические мембраны подтипа лимфоцитов, называемых Т-хелперными клетками, а также через некоторые моноциты и клетки центральной нервной системы. Вирус гепатита атакует клетки печени.

    Эти вирусы способны внедряться в эти клетки, потому что клетки имеют сайты связывания на своей поверхности, специфичные для определенных вирусов и совместимые с ними (Рисунок \(\PageIndex{5}\)). Другие участки распознавания на поверхности вируса взаимодействуют с иммунной системой человека, побуждая организм вырабатывать антитела. Антитела вырабатываются в ответ на антигены или белки, связанные с инвазивными патогенами, или в ответ на чужеродные клетки, например, при трансплантации органов. Эти же участки служат местами для прикрепления антител и либо уничтожения, либо ингибирования активности вируса. К сожалению, эти сайты распознавания ВИЧ меняются с большой скоростью из-за мутаций, что очень затрудняет производство эффективной вакцины против вируса, поскольку вирус развивается и адаптируется. У человека, инфицированного ВИЧ, быстро разовьются разные популяции или варианты вируса, отличающиеся различиями в этих сайтах распознавания. Такое быстрое изменение поверхностных маркеров снижает эффективность иммунной системы человека в борьбе с вирусом, поскольку антитела не распознают новые вариации поверхностных паттернов. В случае с ВИЧ проблема усугубляется тем фактом, что вирус специфически заражает и разрушает клетки, участвующие в иммунном ответе, еще больше выводя хозяина из строя.

    Рисунок \(\PageIndex{5}\): ВИЧ связывается с рецептором CD4, гликопротеином на поверхности Т-клеток. (кредит: модификация работы NIH, NIAID) 

    ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ По текучести мембраны

    Мозаичная характеристика мембраны, описанная в жидкостно-мозаичной модели, помогает проиллюстрировать ее природу. Интегральные белки и липиды существуют в мембране в виде отдельных, но слабо связанных молекул. Они напоминают отдельные разноцветные плитки мозаичной картины и плавают, несколько двигаясь друг относительно друга. Однако мембрана не похожа на воздушный шар, который может расширяться и сжиматься; скорее, он довольно жесткий и может лопнуть при проникновении внутрь или при попадании в клетку слишком большого количества воды. Однако из-за своей мозаичной природы очень тонкая игла может легко проникнуть в плазматическую мембрану, не вызывая ее разрыва, и мембрана будет течь и самоуплотняться при извлечении иглы.

    Мозаичные характеристики мембраны частично, но не полностью объясняют ее текучесть. Есть два других фактора, которые помогают поддерживать эту характеристику жидкости. Одним из факторов является природа самих фосфолипидов. В насыщенной форме жирные кислоты в хвостах фосфолипидов насыщены связанными атомами водорода. Между соседними атомами углерода нет двойных связей. Это приводит к относительно прямым хвостам. Напротив, ненасыщенные жирные кислоты не содержат максимального числа атомов водорода, но содержат некоторые двойные связи между соседними атомами углерода; двойная связь приводит к изгибу цепочки атомов углерода примерно на 30 градусов (рис. \(\PageIndex{2}\)).

    Таким образом, если насыщенные жирные кислоты с их прямыми хвостами сжимаются при понижении температуры, они давят друг на друга, образуя плотную и довольно жесткую мембрану. Если ненасыщенные жирные кислоты сжимаются, «перегибы» в их хвостах отталкивают соседние молекулы фосфолипидов, сохраняя некоторое пространство между молекулами фосфолипидов. Эта «локтевая комната» помогает поддерживать текучесть мембраны при температурах, при которых мембраны с хвостами насыщенных жирных кислот в их фосфолипидах «замерзают» или затвердевают. Относительная текучесть мембраны особенно важна в холодных условиях. Холодная среда имеет тенденцию сжимать мембраны, состоящие в основном из насыщенных жирных кислот, делая их менее текучими и более восприимчивыми к разрыву. Многие организмы (одним из примеров являются рыбы) способны адаптироваться к холодным условиям, изменяя долю ненасыщенных жирных кислот в своих мембранах в ответ на понижение температуры.

    Ссылка на обучение

    Посетите этот сайт, чтобы увидеть анимацию текучести и мозаичности мембран.

    Животные имеют дополнительный мембранный компонент, который способствует поддержанию текучести. Холестерин, который находится рядом с фосфолипидами в мембране, имеет тенденцию ослаблять воздействие температуры на мембрану. Таким образом, этот липид действует как буфер, предотвращая снижение текучести при более низких температурах и слишком сильное увеличение текучести при повышенных температурах. Таким образом, холестерин расширяет в обоих направлениях диапазон температур, при которых мембрана является достаточно текучей и, следовательно, функциональной. Холестерин также выполняет другие функции, такие как организация кластеров трансмембранных белков в липидные рафты.

    Таблица \(\PageIndex{1}\): Компоненты и функции плазматической мембраны.
    Компонент Местоположение
    Фосфолипид Основная ткань мембраны
    Холестерин Прикрепляется между фосфолипидами и между двумя слоями фосфолипидов
    Интегральные белки (например, интегрины) Встроен в слой(и) фосфолипидов. Может проникать или не проникать через оба слоя
    Периферические белки На внутренней или внешней поверхности двойного слоя фосфолипидов; не встроен в фосфолипиды
    Углеводы (компоненты гликопротеинов и гликолипидов) Обычно прикрепляется к белкам на внешнем слое мембраны

    Связи с профессией: Иммунолог

    Изменения в периферических белках и углеводах, которые влияют на сайты узнавания клетки, представляют главный интерес в иммунологии. Эти изменения учитываются при разработке вакцин. Многие инфекционные заболевания, такие как оспа, полиомиелит, дифтерия и столбняк, были побеждены с помощью вакцин.

    Иммунологи — это врачи и ученые, которые исследуют и разрабатывают вакцины, а также лечат и изучают аллергии или другие иммунные проблемы. Некоторые иммунологи изучают и лечат аутоиммунные проблемы (заболевания, при которых иммунная система человека атакует его или ее собственные клетки или ткани, такие как волчанка) и иммунодефициты, как приобретенные (например, синдром приобретенного иммунодефицита или СПИД), так и наследственные (например, тяжелые комбинированные иммунодефицит или SCID). Иммунологов вызывают для помощи в лечении пациентов с трансплантацией органов, иммунная система которых должна быть подавлена, чтобы их тела не отторгали пересаженный орган. Некоторые иммунологи работают над тем, чтобы понять естественный иммунитет и влияние на него окружающей среды человека. Другие работают над вопросами о том, как иммунная система влияет на такие заболевания, как рак. В прошлом важность наличия здоровой иммунной системы для предотвращения рака вообще не понималась.

    Для работы иммунологом требуется степень доктора или доктора медицинских наук. Кроме того, иммунологи проходят не менее 2–3 лет обучения по аккредитованной программе и должны сдать экзамен Американского совета по аллергии и иммунологии. Иммунологи должны обладать знаниями о функциях человеческого тела, поскольку они касаются вопросов, выходящих за рамки иммунизации, а также знаниями в области фармакологии и медицинских технологий, таких как лекарства, методы лечения, тестовые материалы и хирургические процедуры.

    Резюме

    Современное понимание плазматической мембраны называется жидкостно-мозаичной моделью. Плазматическая мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов, гидрофобные жирнокислотные хвосты которых контактируют друг с другом. Ландшафт мембраны усеян белками, некоторые из которых пересекают мембрану. Некоторые из этих белков служат для транспортировки материалов в клетку или из нее. Углеводы присоединяются к некоторым белкам и липидам на обращенной наружу поверхности мембраны, образуя комплексы, которые служат для идентификации клетки с другими клетками. Жидкая природа мембраны обусловлена ​​температурой, конфигурацией хвостов жирных кислот (некоторые из них перекручены двойными связями), наличием встроенного в мембрану холестерина и мозаичной природой белков и белково-углеводных комбинаций, которые не прочно фиксируется на месте. Плазматические мембраны охватывают и определяют границы клеток, но они не являются статичным мешком, они динамичны и постоянно находятся в движении.

    Глоссарий

    амфифильный
    молекула, имеющая полярный или заряженный участок и неполярный или незаряженный участок, способная взаимодействовать как с гидрофильным, так и с гидрофобным окружением
    модель жидкой мозаики
    описывает структуру плазматической мембраны как мозаику компонентов, включая фосфолипиды, холестерин, белки, гликопротеины и гликолипиды (цепочки сахаров, присоединенные к белкам или липидам, соответственно), что приводит к текучему характеру (текучести)
    гликолипиды
    комбинация углеводов и липидов
    гликопротеин
    сочетание углеводов и белков
    гидрофильный
    молекула
    , способная связываться с водой; «водолюбивый»
    гидрофобный
    молекула
    , не имеющая способности связываться с водой; «ненавидящий воду»
    интегральный белок
    9белок 1284, интегрированный в структуру мембраны, экстенсивно взаимодействующий с углеводородными цепями мембранных липидов и часто пронизывающий мембрану; эти белки могут быть удалены только путем разрушения мембран детергентами
    периферический белок
    белок
    , обнаруженный на поверхности плазматической мембраны либо на ее внешней, либо на внутренней стороне; эти белки можно удалить (смыть с мембраны) промывкой с высоким содержанием соли

    Эта страница под названием 5.

    Ваш комментарий будет первым

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.