Мембраны Gore-Tex: история, технологии, виды

Gore-Tex — это семейство мембранных материалов, которые делают вещь непромокаемой и одновременно дышащей, способной отводить испарения с поверхности тела. До появления данного материала использовали разные непромокаемые и непроницаемые для ветра ткани, которые не отводили наружу испарения тела. Вещи сырели изнутри.

Первые климатические мембраны появились благодаря экспериментам компании W. L. Gore. Во время опытов по изучению свойств материала тефлон была зафиксирована высокая пластичность (до на 800%), что произвело прорыв в области технологий и позволило раскатать данный материал в тончайшую пленку с миллионами микропор и показало, что он способен пропускать водяной пар, оставаясь при этом непроницаемым для жидкой воды и ветра.

Строение мембраны Gore-Tex

Уникальные свойства обусловлены строением материала: при нагревании заготовку растягивают до тончайшей пленки и структура его начинает распадаться на отдельные волокна, напоминающие узелки и сцепки между ними. В пространстве структуры образуется огромное количество пор размером в 700 раз больше молекулы воды, но в 20 тысяч раз меньше самой маленькой существующей в природе капли в жидкой форме. Таким образом, мембрана способна пропускать сквозь себя воду в газообразном состоянии, но оставаться непроницаемой для жидкости. Температура и влажность под одеждой намного выше, чем во внешней среде, давление водяного пара внутри выше, чем снаружи. Поэтому мембрана транспортирует влагу в правильном направлении.

Первые мембраны Gore-Tex состояли только из ПТФЭ с миллиардами пор, а потому получили название «поровых». Но в процессе использования первых штормовых костюмов выяснилось, что тефлоновые поры могут забиваться и разрушаться сальными выделениями с человеческой кожи или солями, что содержатся в морской воде. Поэтому в W. L. Gore решили создать комбинированную мембрану, закрыв поровый слой ПТФЭ тончайшей беспоровой полиуретановой мембраной, которой не страшны соли и жиры. И сегодня почти все непромокаемые ткани Gore-Tex, за редким исключением, основаны на комбинированных мембранах.

Первая одежда, оснащенная мембраной Gore-Tex, появилась в продаже в 1976 году. Небольшая американская компания Early Winters выпустила парку и анорак. По своему внешнему виду и крою они больше напоминали обычные куртки-дождевики, сшитые из непромокаемой ткани вроде ПВХ. Но, в отличие от курток-дождевиков, новые вещи могли дышать и не отсыревали изнутри. Первая одежда с мембраной Gore-Tex не была на 100% непромокаемой. Вода просачивалась сквозь швы, через отверстия, оставленные иглой. Проблема была решена в 1979 году, когда компанией W. L. Gore были разработаны станок и мембранная лента Gore Seam Tape для их проклейки.

Свойства одежды с мембраной Gore-Tex

Водостойкость

Водостойкие качества мембраны определяются с помощью простого теста. На образце создается давление, имитирующее определенную высоту водяного столба. Например, 2000, 5000 или 20 000 мм. Чем выше это значение, тем выше водостойкость ткани. Для мембранных материалов нижняя планка, которая позволяет называть их водонепроницаемыми или непромокаемыми, составляет 10 000 мм. Но материалы, которые могут гарантировать эти свойства при любом объёме осадков и в течение продолжительного времени, обычно обладают водостойкостью от 20 000 мм. К их числу относятся и все мембраны Gore-Tex, водостойкость которых в зависимости от класса составляет от 23 до 28 тысяч мм водяного столба.

Защита от ветра

Даже позиционируемые как непродуваемые материалы зачастую защищают от воздушного потока лишь до определенного предела. Но мембрана Gore-Tex гарантированно непроницаема для ветра любой силы, что многократно подтверждено лабораторными и полевыми испытаниями. Как мы уже отметили, по своей структуре она напоминает «живую изгородь» из волокон полимера. И проникнуть сквозь нее не способны даже порывы ураганного ветра.

Паропроницаемость — способность дышать

Способность одежды дышать означает ее минимальное сопротивление отводу испарений с поверхности кожи наружу и никак не связана с ее воздухопроницаемостью.

Потоотделение — важнейший механизм терморегуляции человека, и даже в состоянии покоя потовые железы на поверхности кожи выделяют около 600 мл влаги в сутки. А при активной физической работе этот показатель может возрасти в 2-2,5 раза! Поэтому так важно, чтобы испаряющийся с поверхности кожи пот как можно быстрее проходил через мембранную ткань наружу, а не конденсировался на ее внутренней поверхности. В противном случае владелец одежды сначала будет страдать от перегрева, а затем — от переохлаждения, ведь внутри все отсыреет.

Обычно паропроницаемость материала измеряют в г/м²/24 ч, то есть определяют, сколько водяного пара пройдет через квадратный метр образца за сутки. Но ткани с мембранами Gore-Tex тестируются по методике RET (Resistance of Evaporation of a Textile), которая определяет, насколько материал сопротивляется транспорту водяного пара. А потому чем ниже значение RET, тем выше дышащие способности мембраны.

Результаты делятся на 4 группы со значениями от 0 до 20. За 0 принимается голая кожа, а за 30 единиц — полиэтиленовый пакет, абсолютно непаропроницаемый материал:

• RET 0-6 — экстремально дышащие ткани;
• RET 6-13 — хорошо дышащие ткани;
• RET 13-20 — дышащие ткани;
• RET <20 — недышащие ткани.

Все мембранные ткани Gore-Tex обладают показателем RET менее 13 единиц, то есть оцениваются как хорошо или экстремально дышащие.

Конструкции мембранных тканей Gore-Tex

Мембрана Gore-Tex очень тонкая — всего 0,01 мм. Она достаточно прочна для своей толщины, но этой стойкости недостаточно, чтобы использовать ее в одежде и обуви без дополнительной защиты. Поэтому пленка мембраны Gore-Tex всегда склеивается воедино с тканевым слоем, который придает ей надлежащую долговечность и стойкость к внешним воздействиям. Комбинация ткани и мембраны называется мембранным ламинатом. Мембрана соединяется с тканью посредством точечной склейки. Клеящий состав наносится небольшими каплями через равные промежутки, чтобы не нарушать высокую паропроницаемость материала.

Чтобы вода не пропитывала лицевую ткань, нарушая тем самым ее паропроницаемость и создавая риск образования протечек, ее покрывают полимерным составом. Он заставляет попадающую на ткань воду собираться в шарики и скатываться с поверхности. Стойкие к износу и стирке пропитки называются DWR — Durable Water Repellent. Чтобы ткань сохраняла свои первоначальные свойства, данные пропитки нужно периодически обновлять. В Gore стараются использовать исключительно стойкие к износу DWR-пропитки, чтобы обеспечить своим изделиям максимально возможный срок службы.

Различают три конструктивные разновидности ламинатов, которые справедливы не только для продукции Gore-Tex, но и для всей индустрии мембранных тканей: 2-слойные (обозначаются как 2L); 2,5-слойные (2,5L); 3-слойные (3L). Также в Gore-Tex дополнительно используют еще два вида конструкций мембранных материалов, которые крайне редко встречаются у других производителей: Z-Liner; LTD.

2-слойные ламинаты

В такой конструкции мембрана приклеивается к лицевой ткани, а с внутренней стороны защищается свободно закрепленной тканевой подкладкой — сплошной или из сетки. Между лицевой мембранной тканью и подкладкой может быть дополнительно размещен слой утеплителя. Как правило, 2-слойные ламинаты Gore-Tex используются в повседневной и утепленной горнолыжной одежде, а также в куртках и брюках, рассчитанных на непродолжительные походы и однодневные прогулки. Такое ограничение связано с недостатками 2-слойных ламинатов:

• Не приклеенная к мембране тканевая подкладка может цепляться за внутренние слои одежды, мешая в движении и при переодевании.
• Штормовая одежда получается более громоздкой и менее компактной в упаковке.
• Подкладка трется о мембрану, постепенно изнашивая ее.
• Тканевая подкладка не позволяет стряхнуть с внутренней поверхности куртки или брюк изморозь, которая может образоваться при активном использовании мембранного комплекта в морозную погоду.

2,5-слойные ламинаты

Конструкция повторяет 2-слойный ламинат, за одним важным исключением: вместо свободно закрепленной подкладки в качестве защиты на мембрану нанесено очень тонкое полимерное покрытие, которое часто представлено в формате графического принта. Одежда из такого материала очень легка и компактна в упаковке, но обладает меньшей износостойкостью, а в некоторых случаях и паропроницаемостью, в сравнении с 3-слойными ламинатами. В ассортименте Gore-Tex 2,5-слойными ламинатами является часть материалов из семейства Paclite.

3-слойные ламинаты

Мембрана склеивается воедино с лицевой и подкладочной тканями, образуя ламинат, который при прочих равных параметрах прочнее и долговечнее аналогов. Поэтому такая конструкция оптимальна для большинства мембранных вещей, использующихся в рамках активного отдыха. Такие ламинаты сочетают в себе высокую износостойкость, сравнительно малый вес, отличную паропроницаемость и компактные размеры в упаковке. Поэтому сегодня большинство мембранных тканей W. L. Gore трехслойные.

Z-Liner

В этом случае мембрана приклеивается к очень тонкой ткани, а затем свободно закрепляется швами в нескольких местах, но не склеивается с лицевым материалом и подкладкой. Это позволяет производителю использовать ткани, на которые сложно или невозможно ламинировать мембранную пленку, например, фетр или войлок. Также такая конструкция предоставляет дизайнерам бо́льшую свободу в выборе выкройки. Поэтому мембранная подкладка Gore-Tex Z-Liner часто применяется в модной повседневной или традиционной охотничьей одежде.

LTD

Полная противоположность классическим 2-слойным ламинатам. В отличие от них, здесь мембрана приклеивается не к лицевой ткани, а к подкладке. Это позволяет максимально сократить количество швов на внешней стороне изделия, что открывает дизайнерам новые возможности для проектировании стильной непромокаемой одежды.

Семейства материалов Gore-Tex

Чтобы не потеряться в разнообразии обработок ткани и насыщения ее определенными свойствами был разработан понятный классификатор, взяв за основу характеристики мембранных ламинатов, которые определяют их назначение. Ключевые среди них: паропроницаемость; защита от влаги; защита от ветра; стойкость к износу. Исходя из них, среди тканей Gore-Tex выделим четыре обширных категории:

1. Gore-Tex Pro — износостойкие непромокаемые материалы для агрессивного использования в экстремальных условиях.

2. Gore-Tex Active — максимально дышащие непромокаемые ткани для интенсивных физических нагрузок.

3. Gore-Tex Products — наиболее универсальные непромокаемые ткани для широкого спектра активностей.

4. Gore-Tex Infinium — ветрозащитные водостойкие ткани с увеличенной паропроницаемостью, выделенные в отдельную линейку в 2018 году.

С выделением семейства материалов Infinium все ткани Gore-Tex можно поделить на непромокаемые и водостойкие ветрозащитные. Распознать свойства материала можно уже в магазине посмотрев на фирменный ярлык компании. Если ромб Gore-Tex черный — перед вами непромокаемая одежда, если же белый — преимущественно ветрозащитная.

Серия Gore-Tex Pro

Эта группа непромокаемых тканей Gore-Tex разработана специально для экстремальных условий использования. Серия выпускается с 2013 года и пришла на смену группе материалов Gore-Tex ProShell. Все ткани в этой линейке являются 3-слойными ламинатами и отличаются наибольшей водо- и износостойкостью среди всех материалов Gore-Tex при сохранении впечатляющей паропроницаемости. Мембрана склеивается воедино только с очень износостойкими лицевыми тканями плотностью плотностью до 200D, а также с тонкой, но прочной фирменной тканой подкладкой Gore Micro Grid Backer. Она устойчива к образованию зацепок и хорошо скользит по внутренним слоям одежды, не мешая в движении и при переодевании. Сама мембрана отличается наибольшей среди ламинатов Gore толщиной и единственная, что состоит целиком из порового ePTFE, не защищенного слоем беспоровой PU-мембраны. Толщина делает ее наиболее водостойкой среди прочих тканей Gore-Tex, а чисто поровая конструкция позволила сохранить достаточную для активных нагрузок паропроницаемость.

Благодаря перечисленным решениям штормовая одежда Gore-Tex Pro может подолгу агрессивно использоваться в непосредственном контакте со снегом, льдом и абразивными поверхностями вроде скал.

С 2020 года внутри семейства Gore-Tex Pro выделяется три класса материалов, которые могут использоваться в различных комбинациях в одном изделии разом:

1. Gore-Tex Pro Most Rugged. Самые прочные и долговечные мембранные материалы в линейке Gore. Ради большей защиты от загрязнений и кожных выделений мембрана сделана комбинированной — с изнанки на нее нанесен тончайший слой беспорового полиуретана. Это слегка снизило паропроницаемость ( RET<9 ), но заметно повысило долговечность мембран Gore-Tex Pro Most Rugged. С лицевой стороны на них ламинируются только самые износостойкие ткани — плотностью от 70 до 200D. Таким материалам не страшны колючие ветки, острые каменные кромки, а также меньше риск порвать их зубьями кошек и ледобуров.

2. Gore-Tex Pro Most Breathable. Напротив, самые легкие и дышащие материалы в линейке Pro. Полностью поровая мембрана в них соединяется с легкой лицевой тканью плотностью от 30D. Ранее допустимый для Gore-Tex Pro минимум составлял 40D. Паропроницаемость ламината Gore-Tex Pro Most Breathable зависит от его конфигурации и может колебаться в пределах RET 3-6.

3. Gore-Tex Pro Stretch. Эластичная версия Gore-Tex Pro. Долгое время нетянущуюся мембрану Gore-Tex не удавалось прочно и надежно соединить с эластичными тканями — всегда был высок риск, что она просто отклеится от лицевого материала. Как утверждают в W. L. Gore, на этот раз проблема решена за счет специфического плетения ткани и ее соединения с мембраной. Ламинаты Gore-Tex Pro Stretch могут растягиваться на 12-20% своей длины без потери в прочности и водостойкости. Пострадали только паропроницаемость — RET<13 и внешний вид — материал обладает рифленой ячеистой фактурой.

Все перечисленные материалы каждый производитель может свободно комбинировать в одном изделии, чтобы максимально раскрыть их преимущества и нивелировать недостатки.

Серия Gore-Tex Active

Мембранные ламинаты, которые созданы для высокоинтенсивных физических нагрузок в плохую погоду. Отличаются максимальной среди продуктов Gore-Tex паропроницаемостью, низким весом и высокой компактностью в упаковке. Все они являются 3-слойными ламинатами, которые состоят из тонкой мембранной пленки, легкой лицевой ткани плотностью менее 40D и максимально паропроницаемой подкладки, соединенной непосредственно с мембраной по специальной технологии ламинирования. Подкладка буквально вкатывается в защитный слой беспоровой PU-мембраны, которая одновременно выполняет функцию клея.

Все эти решения позволяют создать максимально дышащую, очень компактную и легкую штормовую одежду. Обычно вес курток из Gore-Tex Active не превышает 450 граммов, а среднее значение для них — около 300 граммов.

Но применение тонких тканей и мембраны предопределило меньшую водо- и износостойкость изделий из Gore-Tex Active, особенно на фоне материалов группы Gore-Tex Pro. Тем не менее показатели водостойкости у них все же выше, чем в целом по индустрии мембранной одежды.

Среди тканей серии Gore-Tex Active с 2017 года особняком стоит материал Gore-Tex Shake Dry, который представляет собой мембранный ламинат принципиально новой для Gore конструкции. Он состоит всего из двух склеенных слоев, при этом мембрана находится на лицевой стороне, а в качестве подкладки выступает тончайшая высокопаропроницаемая ткань.

Для большей защиты мембрана покрыта тонким слоем полимера, который не препятствует отводу испарений от тела. Минимум слоев и практически прямой контакт с кожей предопределили исключительно высокую паропроницаемость Gore-Tex Shake Dry. При этом отсутствие лицевой ткани позволяет отказаться от постоянного обновления DWR-покрытия: вода будет собираться в шарики на поверхности самой мембраны. Главный недостаток Shake Dry — низкая износостойкость, которая определяет довольно узкую сферу применения: интенсивные аэробные нагрузки, такие как бег и велоспорт.

Мембранные ламинаты Gore-Tex Active применяются в одежде для интенсивных физических нагрузок: ски-альпинизма, бега, велоспорта, беговых лыж и скитура. Благодаря низкому весу и высокой компактности штормовая одежда из Gore-Tex Active популярна в среде легкоходов.

Серия Gore-Tex Products

Фактически сюда попадают все мембранные ткани Gore-Tex, не вошедшие в состав серий Pro и Active. Потому эта категория отличается наибольшим разнообразием ламинатов и возможных сфер их применения. Материалы Gore-Tex Products, в зависимости от комбинаций материалов и конструкции ламината, могут использоваться в одежде для зимних видов спорта, альпинизма и горного туризма, а также в стильных вещах для повседневного ношения.

В состав Gore-Tex Products попала и пара эксклюзивных технологий, которые не применяются в других линейках мембранных тканей Gore.

Gore-Tex Paclite

Пример 2,5-слойного ламината Gore-Tex, который позволяет создавать легкую и очень компактную штормовую одежду с высокой водостойкостью и отличной паропроницаемостью. Мембрана лишена тканевой подкладки, в ее качестве выступает довольно износостойкое сплошное полимерное покрытие характерного темно-серого цвета. Вещи из материала Gore-Tex Paclite занимают мало места в рюкзаке, а потому отлично подходят для защиты от случайной непогоды. Технология Paclite была создана ещё в 1998 году, а потому является одной из наиболее обкатанных в активе Gore. Gore-Tex Paclite Plus не уступает по водостойкости обычному Paclite, но отличается большей износостойкостью благодаря более прочному покрытию на мембране с изнаночной стороны. Также покрытие Plus мягче, более приятно на ощупь и не липнет к коже. Однако паропроницаемость версии Plus уступает обычному Paclite — RET<9.

Подкладка Gore С-Knit

Более легкая, мягкая и компактная альтернатива Micro Grid Backer. С-Knit представляет собой тонкую, но прочную сетку циркулярной вязки, которая ламинируется на внутреннюю сторону некоторых 3-слойных ламинатов группы Gore-Tex Products. Сетка С-Knit на 10% легче и на 15% лучше «дышит» в сравнении со своими трикотажными аналогами. Она отлично скользит по внутренним слоям одежды, обеспечивая необходимый комфорт в движении и не мешая переодеванию. Подкладка Gore С-Knit уступает ламинированному трикотажному слою в Gore-Tex Active, но при этом отличается большей износостойкостью.

Gore-Tex Infinium Windstopper

С осени 2018 года в магазинах можно найти одежду, обувь и аксессуары из материалов семейства Gore Infinium. Новые ткани и концепты создаются специально для современных горожан, которые предпочитают практичную, стильную и функциональную одежду. Она создается на базе ветрозащитных тканей и отмечена белым ромбом, в противовес фирменному ярлыку Gore-Tex — черному ромбу.

На заре появления концепции softshell в конструировании одежды для активного отдыха компания W. L. Gore представила серию мембран Windstopper. Они и были взяты за основу при создании семейства тканей Gore-Tex Infium. В чём отличие Windstopper от прочих мембран Gore-Tex? При их производстве, в отличие от традиционной технологии, слой тефлона раскатывается еще сильнее. За счет этого его поры крупнее, отчего выше паропроницаемость. При этом радикально снижается водостойкость, но полностью сохраняются ветрозащитные свойства. Это позволяет создавать на базе мембран Windstopper комфортную одежду для интенсивных нагрузок в условиях холодной и ветреной погоды, а также делать из них стильную ветрозащитную одежду для повседневной носки.

Какая из мембран Gore-Tex лучше

На вопрос, куртку с какой мембраной Gore-Tex лучше купить, ответ прост. Выбирайте ту, которая подходит по назначению! Производители одежды тщательно продумывают каждое изделие и выбирают мембранную ткань, наилучшим образом отвечающую условиям эксплуатации. Например, изделия из Gore-Tex Active лёгкие и прекрасно дышат, но для суровых условий они не годятся: вы рискуете «убить» вашу куртку в очень короткие сроки. Напротив, если вы не планируете заниматься технически сложным альпинизмом или жестким фрирайдом, вам нет смысла переплачивать за Gore-Tex Pro: можно ограничиться 2L или 3L тканями из категории Gore-Tex Products.

Недостатки Gore-Tex

По опыту экспертов в качестве недостатков мембранных тканей Gore-Tex удалось выявить лишь их реакцию на холод. При низких температурах они в некоторой степени дубеют и начинают неприятно шуршать. Но это особенность внешней ткани, а не мембраны, которая, напротив, сохраняет пластичность в широком диапазоне температур. Дело в том, что для производства износостойкой одежды, рассчитанной на экстремальные условия, используются наиболее прочные материалы плотностью более 40 денье. А их сложно назвать мягкими и нежными. Поэтому, если вас напрягает шуршание одежды, выбирайте куртку или брюки с лицевой тканью, которая меньше дубеет на морозе.

По материалам статьи сайта sport-marafon.ru
Авторы оригинальной статьи: Александр Денисов и Мария Веремьева