Функциональная классификация водонепроницаемых тканей и их отличие от водонепроницаемой мембраны

I. Классификация по функциям

Водонепроницаемые ткани можно разделить на две категории: водоотталкивающие дышащие ткани и водонепроницаемые дышащие ткани. Капли воды нелегко проникают через поверхность ткани с покрытием и не образуют капель на поверхности, но она не является по-настоящему водонепроницаемой. Даже самая прочная водоотталкивающая дышащая ткань со временем теряет свою эффективность из-за стирки и длительного использования. Водонепроницаемые дышащие ткани, с другой стороны, имеют резиновое основание с обратной стороны. Их можно разделить на ткани с покрытием и ламинированием. В большинстве водонепроницаемых дышащих тканей используется ламинирование, обеспечивающее настоящую водонепроницаемость. В целом, водонепроницаемые дышащие ткани, которые также являются водоотталкивающими, обладают лучшими водонепроницаемыми свойствами, чем ткани, которые являются только водоотталкивающими или только водонепроницаемыми дышащими.

II. Классификация по методам обработки

2.1 Герметичная гидроизоляция

Микрофибровый утеплитель из хлопка является одним из первых представителей водонепроницаемых тканей. Ткань Ventile, разработанная британцами, — это самая ранняя водонепроницаемая дышащая ткань. Она изготавливается из длинноволокнистой египетской хлопчатобумажной пряжи высокой плотности и низкой крутки. В сухом состоянии зазор между нитями основы и утка составляет около 10 микрон. При намокании хлопчатобумажная пряжа расширяется, уменьшая зазор между нитями основы и утка до 3-4 микрон, сочетая этот механизм закрытых ячеек с водоотталкивающей отделкой для достижения водонепроницаемости. В настоящее время этот тип ткани заменен другими водонепроницаемыми дышащими тканями.

2.2 Гидроизоляция покрытия

Водоотталкивающие средства наносятся на поверхность текстиля с помощью сухого покрытия, трансферного покрытия, пенного покрытия и других методов для герметизации пор на поверхности ткани и достижения водонепроницаемости. В зависимости от материала покрытия, его можно разделить на полиуретановое покрытие, полуполиуретановое покрытие и ПВХ-покрытие.

2.3 Завершающая гидроизоляция

В текстиль наносятся смолистые добавки, изменяющие поверхностное натяжение ткани. Капли воды образуют на поверхности ткани капли, не проникая в нее и не растекаясь, соскальзывая с поверхности, тем самым обеспечивая водонепроницаемость. Например, водонепроницаемая ткань Оксфорд обладает превосходными водоотталкивающими свойствами и широко используется для изготовления сумок и палаток.

2.4 Гидроизоляция методом склеивания пленок

Водонепроницаемые пленки и другие тканевые материалы склеиваются между собой методом ламинирования. Благодаря защите водонепроницаемой пленки, даже если поверхность композитной ткани намокнет, внутренний слой останется сухим.

III. Классификация водонепроницаемых мембран

В зависимости от выполняемых функций водонепроницаемые мембраны можно разделить на три категории: микропористые гидрофильные мембраны, микропористые мембраны и плотные гидрофильные мембраны. Последние два типа мембран встречаются чаще. В последние годы в разработке новых водонепроницаемых мембран были достигнуты значительные улучшения в плане воздухопроницаемости и комфорта при ношении.

3.1 Микропористые гидрофильные мембраны

Интеграция гидрофильных и микропористых пленок образует микропористые гидрофильные мембраны. Японская компания Toray разработала микропористую гидрофильную мембрану под названием Entrant GII, которая объединяет два типа полиуретановых материалов в новый тип полиуретанового материала. Внутренний слой полиуретана с микропорами и ультрамикропорами обладает функцией накопления тепла, поглощая тепло при нагревании и выделяя его при охлаждении. Исследователи Виго и Фрост из американской лаборатории пришли к выводу, что ткань, содержащая полиэтиленгликоль, может накапливать тепло. Для полиуретановых тканей с полиэтиленгликолем регулирование степени полимеризации и содержания полиэтиленгликоля позволяет контролировать температуру стеклования, поддерживая ее в диапазоне, комфортном для человека. Когда температура окружающей среды превышает критическую температуру полимера, полимер претерпевает фазовый переход, поглощая тепло и расширяясь в объеме, тем самым улучшая воздухопроницаемость и обеспечивая ощущение прохлады и комфорта. Когда температура окружающей среды ниже критической температуры полимера, сегменты полиэтиленгликоля кристаллизуются, и полимер выделяет тепло, снижая воздухопроницаемость и обеспечивая теплоизоляцию.

3.2 Микропористые мембраны

Пленка из политетрафторэтилена (ПТФЭ) является типичным представителем микропористых мембран. Размер пор пленки находится между размером пор дождевой воды и водяного пара, обеспечивая превосходную водонепроницаемость. GORE-TEX, производимая компанией GORE, стала первой водонепроницаемой тканью, созданной путем ламинирования пленки и ткани из ПТФЭ. Ткань GORE-TEX первого поколения обладала низкой износостойкостью. Для повышения износостойкости были разработаны и ламинированы с тканью другие гидрофильные пленки. Однако при захоронении или сжигании материалов из ПТФЭ образуются перфторированные соединения, которые могут загрязнять атмосферу и почву. В последние годы использование материалов из ПТФЭ в природоохранной сфере подвергается все более пристальному вниманию, и некоторые страны начали ограничивать их использование.

3.3 Плотные гидрофильные мембраны

Термопластичная полиуретановая пленка представляет собой плотную гидрофильную мембрану. Она не имеет пор и обеспечивает превосходную водонепроницаемость. Благодаря разнице в давлении пара между внутренней и внешней сторонами одежды, пленка обладает гидрофильными свойствами и хорошей воздухопроницаемостью, позволяя пару перемещаться из зон высокого давления в зоны низкого давления.