- tanka plast polimernega materiala
- debelina membrane se spreminja v enotah mikrometrov
- ima nalogo, da ne prepušča vode od zunaj, temveč prepušča vodno paro navzven
- preprečuje vdor vetra v notranjost
Delitev glede na izvedbo:
povezava membrane z zgornjim ali podložnim materialom - membrana je laminirana samo na zunanjo tkanino in je običajno prekrita z ohlapno podlogo z notranje strani, ki je ni mogoče odstraniti
membrana ohlapno vstavljena med zunanji material in podlogo - membrana je le ohlapno vstavljena med podlogo in zgornji material, ne uporablja se laminacije, lahko jo odstranimo
Delitev po tehnologijah odstranjevanja vlage:
Mikroporozne membrane delujejo na principu določenega razmerja med velikostjo por in velikostjo vodnih molekul in vodne pare. Pore so torej prepustne za same molekule vodne pare, vendar so premajhne za kapljico vode, npr. Gore-Tex.
Hidrofilne (neporozne) membrane nimajo por. Kondenzirana voda (znoj) na notranji strani membrane se porazdeli v lasten material in kemično transportira navzven, npr. Sympatex.
Vodoodpornost se meri z vodnim stolpcem - za motoristična oblačila od cca 5 tisoč. - 30 tis. mm
Zračnost je sposobnost prepuščanja vodne pare, ki jo proizvede človeško telo, v okolico – približno 2 tisoč v motorističnih oblačilih. - 10 tis. g/m2/24 ur
Membranski materiali ali tudi membrane
Membranski materiali nastanejo s spajanjem membrane in nosilne tkanine. Kot membrano razumemo tanko plast polimernega materiala. Debelina membrane se šteje v enotah mikrometrov. Membranski materiali se pogosto imenujejo tudi laminati zaradi dejstva, da se laminacija uporablja za spajanje membrane in nosilne tkanine (z izjemo, navedeno spodaj). Namen membrane v materialu membrane ni prepuščanje vode od zunaj, temveč prepuščanje vodne pare. Kot membranski material se najpogosteje uporablja politetrafluoroetilen (PTFE), poliester (PES) ali poliuretan (PU). Membranski materiali se nadalje delijo glede na način povezave membrane z zunanjim ali podložnim materialom, če se lahko membrana prosto vstavi med zunanji material in podlogo. Delitev je naslednja:
a) Dvoslojni laminati
Membrana je laminirana samo na zunanji strani in je običajno prekrita z ohlapno podlogo na notranji strani. Podloga preprečuje poškodbe membrane in hkrati stik telesa z membrano. Seveda laminacija zmanjša vodotesnost in zračnost same originalne membrane, izboljša pa odpornost proti poškodbam, ki je določena z odpornostjo zgornje tkanine. Rezultat je običajno prijeten, udoben in prožen material.
Dvoslojni laminat Troslojni laminat
b) Oblikovanje s prosto vstavljeno membrano ali z-linerjem
Laminacija sploh ni uporabljena, torej ni laminat. Membrana je le narahlo vstavljena med podlogo in zgornji material. To je zanimiv način za ohranjanje parametrov membrane, predvsem zračnosti. Zračnost iz prostora za membrano navzven je nato omejena z zgornjim materialom. Ta zasnova omogoča poljubno rešitev kroja tudi za materiale, ki bi bili slabo kaširani ali pri katerih bi bil problem z lepljenjem šivov. Pogosto se uporablja za modna oblačila, pa tudi za rokavice in čevlje. Membrane so lahko izdelane iz materialov, ki temeljijo na dveh principih oz. tehnologiji transporta vlage. Načela se lahko dopolnjujejo.
Z-liner
Po prevladujočem principu delimo nato membrane na mikroporozne ali hidrofilne (neporozne):
Mikroporozne membrane delujejo na principu določenega razmerja med velikostjo por in velikostjo vodnih molekul in vodne pare. Najpogosteje je navedeno, da so pore membrane ali prevleke približno 20.000-krat manjše od kapljice vode in hkrati do 700-krat večje od molekul vodne pare. Pore so torej prepustne za same molekule vodne pare, a premajhne za kapljico vode. Velikost por se spreminja v desetinkah mikrometrov. Mikroporozne membrane dosegajo visoke vrednosti paroprepustnosti (nad 20.000 g/m2/24 h) in vodnega stolpca (tudi več kot 30 m v. s.). Vendar imajo mikroporozne membrane tudi nekaj slabosti. Med uporabo lahko zamašijo pore z umazanijo, maščobnimi delci in solmi. Proizvajalci posameznih materialov proti temu uporabljajo različne modifikacije. Pomembno je tudi ustrezno vzdrževanje, kjer je treba uporabljati ustrezna sredstva, ki v materialu ne puščajo ostankov, ki potem škodujejo funkcionalnosti. Najbolj znane mikroporozne membrane vključujejo Gore-Tex.
Hidrofilne (neporozne) membrane delujejo po drugačnem principu. Hidrofilna membrana je brez por, je popolnoma neporozen homogeni premaz. Prenos vlage temelji na kemijsko-fizikalnem principu, ko voda za določen čas postane del membrane (vezava vodnih molekul na material membrane). Gre za princip prenosa pare, podoben izmenjavi snovi skozi celično membrano živih organizmov. Kondenzirajoča se voda (znoj) na notranji strani membrane se porazdeli v lasten material in kemično transportira navzven. Prednost je minimalno zamašitev, boljše možnosti elastičnosti in prehoda vode tudi v tekočem stanju ter visoke vrednosti vodnega stolpca (tudi več kot 30 m v.s.). Pomanjkljivost je praktično nič prenosa plina. Hidrofilne membrane se pogosto imenujejo »pametne«. Intenzivnejše ko je gibanje in bolj ko se potimo, bolj se dviguje telesna temperatura. Zaradi višje temperature se molekule v hidrofilni plasti membrane hitreje gibljejo, razdalje med njimi se povečajo, sorazmerno pa se poveča tudi sposobnost prepuščanja pare. Hidrofilne membrane so običajno skrite med zunanjo in notranjo tkanino. Pri membrani gre za klasični troslojni laminat. Vzdrževanje je preprosto in običajno ga lahko perete v običajnih detergentih pri temperaturi 30 °C. Sympatex iz modificiranega PES je med najbolj znanimi hidrofilnimi neporoznimi materiali.
Vodoodpornost
Vodoodporni materiali imajo vrednost vodnega stolpca višjo od 1,3 m v.s., v praksi pa se srečujemo z veliko višjimi vrednostmi. Celotno vodotesnost nato zagotovimo z lepljenjem šivov s posebnim trakom ali v zadnjem času s spajanjem materialov (moderna brezšivna tehnologija).
Nepremočljivost
Nepremočljivost pomeni sposobnost odpornosti proti prodiranju vode od zunaj. Podana je kot višina vodnega stolpca, pri katerem tkanina prepusti prve kapljice vode. Višji kot je vodni stolpec, večja je nepremočljivost. Najpogosteje se meri s statičnim preizkusom za vodni stolpec po ISO 811, podan pa je izračunani hidrostatični tlak, definiran z metri vodnega stolpca (m v.s.). Pomembno je vedeti, da vodoodpornost označuje vrednosti samega materiala in ne določenega izdelka. V praksi lahko na vodoodpornost negativno vplivajo oblikovni vidiki posameznega modela oblačila, kot je oblika šivov, zadrg, kapuce itd. Dodati je treba tudi, da gre za statični test, ki ne simulira dinamične obremenitve, kar je običajno v praktični uporabi. Na splošno se material z vodnim stolpcem 1,3 m nadmorske višine lahko šteje za vodoodporen, vendar je v praksi za motoristična oblačila verjetneje med 5 m in 20 m nadmorske višine. V dejanski uporabi so tkanine oblačil obremenjene z veliko višjimi pritiski.
Zračnost
Zračnost je sposobnost prepuščanja vodne pare, ki jo proizvaja človeško telo, v okolico. Zračnost včasih imenujemo sposobnost materiala, da »diha«, vendar je to zelo netočno, saj le nekateri materiali, ki omogočajo prenos vlage, v zadostni meri prepuščajo tudi pline (glej zgoraj o hidrofilnih membranah). Opis in merjenje zračnosti je verjetno najbolj problematično področje, kjer podana vrednost služi bolj za primerjavo izdelkov, tudi še enega proizvajalca, kot za opis dejanskega stanja. Zračnost je zelo odvisna od klimatskih okoliščin in v igri je veliko dejavnikov.
Zračnost, merjena z metodo MVTR (stopnja prepustnosti vlage) je podana v enotah g/m2/24 ur. Prikazuje, koliko gramov pare lahko izhlapi na kvadratni meter blaga v 24 urah. (MVTR). Da bi dobili predstavo, povejmo, koliko vodne pare proizvede človeško telo med nekaterimi tipičnimi dejavnostmi. Pri hoji telo proizvede do 10.000 g/m2/24 ur. (tj. okvirno 10 litrov vode na 24 ur), do 25.000 g/m2/24 ur pri teku in 35.000 g/m2/24 ur pri ekstremnih fizičnih naporih.
V praksi je treba sprejeti, da je vse omejeno z zakoni fizike. Vlaga lahko zapusti oblačila le, če ima za to pogoje. Če sta vlaga znotraj in zunaj enaki, potem odvajanja vlage ne bo in tudi najboljši material pri tem ne bo pomagal. Enaka je povezava med potenjem in zračnostjo. Material, ki diha, bo omogočil, da proizvedena vlaga bolje zapusti oblačila, vendar ne bo omejil dejanskega izločanja potu v telesu. Prezračevanje močno pripomore k zračnosti, zato so na primer tudi najboljše jakne izdelane z luknjami za boljše prezračevanje.