تصنيف وظائف الأقمشة المقاومة للماء والفرق بينها وبين الأغشية المقاومة للماء

أولاً: التصنيف حسب الوظيفة

يمكن تصنيف الأقمشة المقاومة للماء إلى فئتين: أقمشة طاردة للماء تسمح بمرور الهواء، وأقمشة مقاومة للماء تسمح بمرور الهواء. لا تخترق قطرات الماء سطح القماش المطلي بسهولة، بل تتجمع على سطحه، لكنه ليس مقاومًا للماء تمامًا. حتى أقوى الأقمشة الطاردة للماء التي تسمح بمرور الهواء تفقد فعاليتها مع مرور الوقت نتيجة الغسيل والاستخدام المتكرر. أما الأقمشة المقاومة للماء التي تسمح بمرور الهواء، فتتميز بوجود طبقة مطاطية في أسفلها. ويمكن تقسيمها إلى نوعين: الأقمشة المطلية والأقمشة المصفحة. تستخدم معظم الأقمشة المقاومة للماء التي تسمح بمرور الهواء الأقمشة المصفحة، مما يوفر مقاومة حقيقية للماء. وبشكل عام، تتمتع الأقمشة المقاومة للماء التي تسمح بمرور الهواء والتي تتميز أيضًا بخاصية طاردة للماء بخصائص مقاومة للماء أفضل من الأقمشة التي تتميز فقط بخاصية طاردة الماء أو الأقمشة المقاومة للماء التي تسمح بمرور الهواء.

ثانياً: التصنيف حسب تقنيات المعالجة

2.1 عزل محكم للماء

يُعدّ القطن العازل المصنوع من الألياف الدقيقة من أوائل الأقمشة المقاومة للماء. أما قماش "فينتيل"، الذي صممه البريطانيون، فهو أول قماش مقاوم للماء يسمح بمرور الهواء. يُصنع هذا القماش من خيوط قطنية مصرية طويلة التيلة عالية الكثافة ومنخفضة الالتواء. في حالته الجافة، تبلغ المسافة بين خيوط السدى واللحمة حوالي 10 ميكرونات. وعندما يبتل القماش، تتمدد خيوط القطن، مما يقلل المسافة بين خيوط السدى واللحمة إلى 3-4 ميكرونات، ويجمع هذا النسيج بين آلية الخلايا المغلقة والتشطيب المقاوم للماء لتحقيق خاصية مقاومة الماء. حاليًا، تم استبدال هذا النوع من الأقمشة بأقمشة أخرى مقاومة للماء تسمح بمرور الهواء.

2.2 عزل الطلاء ضد الماء

تُطبَّق مواد مقاومة للماء على سطح النسيج عبر طرق مختلفة، منها الطلاء الجاف، والطلاء بالنقل، والطلاء الرغوي، وغيرها، وذلك لسدّ مسام سطح النسيج وتحقيق خاصية مقاومة الماء. وبحسب مادة الطلاء، يمكن تقسيمها إلى طلاء البولي يوريثان، وطلاء شبه البولي يوريثان، وطلاء PVC.

2.3 تشطيب العزل المائي

تُضاف مواد راتنجية إلى النسيج، مما يُغير التوتر السطحي له. تتشكل قطرات الماء على شكل خرزات على سطح النسيج دون أن تتغلغل فيه أو تنتشر، فتنزلق عنه، مُحققةً بذلك خاصية مقاومة الماء. يتميز نسيج أكسفورد المقاوم للماء، على سبيل المثال، بخصائص ممتازة في مقاومة الماء، ويُستخدم عادةً في صناعة الحقائب والخيام.

2.4 عزل الأغشية المقاومة للماء

تُربط الأغشية المقاومة للماء والأقمشة الأخرى معًا من خلال عملية التغليف. وبفضل حماية الغشاء المقاوم للماء، حتى في حال تبلل سطح النسيج المركب، تبقى الطبقة الداخلية جافة.

ثالثًا: تصنيف الأغشية المقاومة للماء

بناءً على وظائفها المختلفة، يمكن تصنيف الأغشية المقاومة للماء إلى ثلاث فئات: أغشية دقيقة المسام محبة للماء، وأغشية دقيقة المسام، وأغشية كثيفة محبة للماء. النوعان الأخيران هما الأكثر شيوعًا. في السنوات الأخيرة، شهدت الأغشية المقاومة للماء المطورة حديثًا تحسينات ملحوظة في التهوية والراحة عند ارتدائها.

3.1 الأغشية المحبة للماء ذات المسام الدقيقة

يُشكّل دمج الأغشية المحبة للماء والأغشية ذات المسام الدقيقة أغشيةً محبة للماء ذات مسام دقيقة. طوّرت شركة توراي اليابانية غشاءً محبًا للماء ذو ​​مسام دقيقة يُسمى Entrant GII، يجمع بين نوعين من مواد البولي يوريثان في نوع جديد منها. تتميز الطبقة الداخلية من البولي يوريثان، ذات المسام الدقيقة والمسام فائقة الدقة، بقدرتها على تخزين الحرارة، حيث تمتصها عند التسخين وتطلقها عند التبريد. وخلص الباحثان فيجو وفروست من مختبر أمريكي إلى أن الأقمشة المدمجة مع بولي إيثيلين جلايكول قادرة على تخزين الحرارة. بالنسبة للأقمشة المطلية بالبولي يوريثان والمحتوية على بولي إيثيلين جلايكول، يُمكن التحكم في درجة حرارة التحول الزجاجي من خلال ضبط درجة البلمرة ومحتوى بولي إيثيلين جلايكول، مما يُبقيها ضمن نطاق الراحة البشرية. عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة درجة الحرارة الحرجة للبوليمر، يخضع البوليمر لتحول طوري، حيث يمتص الحرارة ويتمدد حجمه، مما يُحسّن من نفاذية الهواء ويُوفر شعورًا بالبرودة والراحة. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة الحرارة الحرجة للبوليمر، تتبلور أجزاء البولي إيثيلين جلايكول، ويطلق البوليمر الحرارة، مما يقلل من التهوية ويوفر العزل.

3.2 الأغشية المسامية الدقيقة

يُعد غشاء البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) مثالًا نموذجيًا للأغشية المسامية الدقيقة. يتراوح حجم مسام هذا الغشاء بين حجم مسام مياه الأمطار وبخار الماء، مما يوفر عزلًا مائيًا ممتازًا. كان نسيج GORE-TEX، الذي أنتجته شركة GORE، أول نسيج مقاوم للماء مصنوع من خلال دمج غشاء PTFE مع نسيج آخر. كان نسيج GORE-TEX من الجيل الأول ضعيف المتانة. ولتحسين المتانة، خضعت أغشية أخرى محبة للماء لمعالجة خاصة، ثم تم دمجها مع النسيج. مع ذلك، عند دفن مواد PTFE أو حرقها، فإنها تُنتج مركبات فلورية، والتي قد تُلوث الغلاف الجوي والتربة. في السنوات الأخيرة، ازداد التدقيق في استخدام مواد PTFE في المجال البيئي، وبدأت بعض الدول بتقييد استخدامها.

3.3 الأغشية المحبة للماء الكثيفة

غشاء البولي يوريثان الحراري هو نوع من الأغشية الكثيفة المحبة للماء. يتميز بانعدام المسام، مما يوفر عزلًا ممتازًا للماء. كما أنه محب للماء ويتمتع بتهوية جيدة نظرًا لاختلاف ضغط البخار بين داخل الملابس وخارجها، مما يسمح للبخار بالانتقال من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض.