- õhuke kiht polümeermaterjali
- membraani paksus on mikromeetrites
- selle eesmärk on mitte lasta vett sisse, vaid võimaldada veeauru väljapoole pääseda
- takistab tuule sisenemist
Jagamine vastavalt teostusele:
membrani ühendamine pealmise või voodrimaterjaliga - membraan on laminaat ainult väliskangale ja seestpoolt on see tavaliselt kaetud vabalt rippuva voodriga, seda ei saa eemaldada
membraan vabalt paigutatud välismaterjali ja voodri vahele - membraan on lihtsalt vabalt paigutatud voodri ja pealmise materjali vahele, laminaati ei kasutata, saame selle eemaldada
Jagamine vastavalt niiskuse juhtimise tehnoloogiatele:
Mikropoorne membraan töötab teatud suhetes pooride suuruse ja vee ning veeauru molekuli suuruse vahel. Poorid on nii läbilaskvad veeauru molekulide jaoks, kuid veetilga jaoks on need liiga väikesed, nt Gore-Tex
Hüdrofiilsed (poorsed) membraanid ei oma mingeid poore. Kondenseeruv vesi (higi) membraani sisepinnal jaotatakse oma materjali ja transporditakse keemiliselt väljapoole, nt Sympatex
Veetõke mõõdetakse veesambaga – mootorratta riietuses alates umbes 5 tuhandest - 30 tuhandest mm
Hingavus on võime lasta inimkeha toodetud veeauru ümbritsevasse keskkonda – mootorratta riietuses umbes 2 tuhandest - 10 tuhandest g/m2/24 h.
Membraanmaterjalid või ka membraanid
Membraanmaterjalid tekivad membraani ja kandekanga ühendamisel. Membraan tähendab õhukest polümeerimaterjali kihti. Membraani paksus on tavaliselt mikromeetrites. Membraanmaterjale nimetatakse sageli ka laminaatideks, kuna membraani ja kandekanga ühendamiseks kasutatakse laminaati (välja arvatud hiljem mainitud erand). Membraani ülesanne membraanmaterjalis on mitte lasta vett sisse, kuid võimaldada veeauru läbimist. Membraani materjalina kasutatakse kõige sagedamini polütetrafluoroetüleeni (PTFE), polüestrit (PES) või polüuretaani (PU). Membraanmaterjalid jagunevad ka vastavalt membraani ühendamise teostusele pealmise või voodrimaterjaliga, või võib membraan olla vabalt paigutatud välismaterjali ja voodri vahele. Jagamine on järgmine:
a) Kaksiklaminaadid
Membraan on laminaat ainult väliskangale ja seestpoolt on see tavaliselt kaetud vabalt rippuva voodriga. Vooder kaitseb membraani kahjustuste eest ja samal ajal keha kontakti membraaniga. Laminaadi kasutamine vähendab loomulikult algse membraani veetõkke ja hingavuse parameetreid, kuid parandab vastupidavust kahjustustele, mis tuleneb pealmise kanga vastupidavusest. Tulemuseks on tavaliselt meeldiv, mugav ja paindlik materjal.
Kaksiklaminaat Kolmekihiline laminaat
b) Teostus vabalt paigutatud membraaniga või ka z-liner
Laminaati ei kasutata üldse, seega ei ole tegemist laminaadiga. Membraan on lihtsalt vabalt paigutatud voodri ja pealmise materjali vahele. See on huvitav viis säilitada membraani parameetreid, eriti hingavust. Hingavus ruumist membraani taga väljapoole on seejärel piiratud pealmise materjaliga. See teostus võimaldab igasuguseid lõike lahendusi isegi materjalide puhul, mille puhul oleks laminaatimine keeruline või kus oleks probleeme õmbluste liimimisega. Seda kasutatakse sageli moerõivastes, aga ka kindlates või kingades. Membraane võib materjalides realiseerida kahe põhimõtte või tehnoloogia alusel niiskuse transportimiseks. Põhimõtted võivad üksteist täiendada.
Z-liner
Membraane jagatakse siis peamise põhimõtte alusel mikropoorseteks või hüdrofiilseteks (poorsed):
Mikropoorne membraan töötab teatud suhetes pooride suuruse ja vee ning veeauru molekuli suuruse vahel. Kõige sagedamini öeldakse, et membraani või katte kihi poorid on umbes 20 000 korda väiksemad kui veetilk ja samal ajal kuni 700 korda suuremad kui veeauru molekulid. Poorid on seega läbilaskvad veeauru molekulide jaoks, kuid veetilga jaoks on need liiga väikesed. Pooride suurus on kümnendikes mikromeetrites. Mikropoorne membraan saavutab kõrgeid auruläbilaskvuse väärtusi (üle 20 000 g/m2/24 h) ja veesamba väärtusi (üle 30 m v.s.). Mikropoorne membraanil on siiski ka mõned puudused. Kasutamise käigus võivad poorid ummistuda mustuse, rasvade ja sooladega. Erinevad materjalide tootjad kasutavad selle vastu erinevaid töötlemisi. Oluline on ka sobiv hooldus, kus tuleb kasutada sobivaid aineid, mis ei jäta materjali jääke, mis kahjustavad funktsionaalsust. Kõige tuntumad mikropoorne membraan on Gore-Tex.
Hüdrofiilsed (poorsed) membraanid töötavad erineval põhimõttel. Hüdrofiilne membraan ei oma mingeid poore, see on täiesti poorsed homogeenne kate. Niiskuse ülekandmine põhineb keemilis-füüsikalistel põhimõtetel, kus vesi muutub teatud ajaks membraani osaks (vee molekulide sidumine membraani materjaliga). See on aurude ülekande põhimõte, mis sarnaneb ainete vahetuse protsessiga elusorganismide rakumembraani kaudu. Kondenseeruv vesi (higi) membraani sisepinnal jaotatakse oma materjali ja keemiliselt transporditakse väljapoole. Eeliseks on minimaalne ummistumine, paremad elastsete võimalused ja vedeliku faasi vee ülekandmine ning kõrged veesamba väärtused (üle 30 m v.s.). Puuduseks on praktiliselt null gaaside ülekandmine. Hüdrofiilseid membraane nimetatakse sageli "nutikateks". Mida intensiivsem on liikumine ja mida rohkem me higistame, seda rohkem tõuseb ka kehatemperatuur. Kõrgema temperatuuri tõttu liiguvad molekulid hüdrofiilses membraanis kiiremini, nende vahemaa suureneb ja võime lasta auru vastavalt suureneb. Hüdrofiilsed membraanid on tavaliselt peidetud välise ja sisemise kanga vahele. Membraani puhul on tegemist klassikalise kolmekihilise laminaadiga. Hooldus on lihtne ja tavaliselt piisab pesemisest tavaliste pesuvahenditega temperatuuril 30 °C. Kõige tuntumad hüdrofiilsed poorsed materjalid on Sympatex modifitseeritud PES-st.
Veekindlus
Veekindlad materjalid omavad veesamba väärtust, mis on kõrgem kui 1,3 m v.s., kuid praktikas kohtame palju kõrgemaid väärtusi. Üldine veekindlus tagatakse õmbluste liimimisega spetsiaalse teibiga või uuemalt materjalide ühendamise tehnoloogiaga (kaasaegsed õmblusteta tehnoloogiad).
Veekindlus
Veekindlus tähendab võimet taluda vee tungimist väljastpoolt. Seda mõõdetakse veesamba kõrgusena, mille juures kangas laseb esimesed veetilgad läbi. Mida kõrgem on veesammas, seda suurem on ka veekindlus. Kõige sagedamini mõõdetakse seda ISO 811 järgi staatilise veesamba testiga ja see väljendatakse ümberarvutatud hüdrostaatilise rõhuna, mis on määratletud meetrites veesamba (m v.s.). Oluline on meeles pidada, et veekindlus näitab materjali enda väärtusi, mitte konkreetse toote väärtusi. Praktikas võib veekindlust negatiivselt mõjutada konkreetse riietuse mudeli konstruktsioonilised aspektid, nagu õmbluste, tõmblukkude, kapuutside jms teostus. Samuti tuleb märkida, et tegemist on staatilise testiga, mis ei simuleeri dünaamilist koormust, mis on praktikas tavaline. Üldiselt võib veekindlat materjali pidada materjaliks, mille veesammas on alates 1,3 m v.s., kuid mootorratta riietuses on see pigem vahemikus 5 m v.s. – 20 m v.s. Tegelikus kasutuses on kangad riietuses koormatud palju kõrgemate rõhkudega.
Hingavus
Hingavus on võime lasta inimkeha toodetud veeauru ümbritsevasse keskkonda. Mõnikord nimetatakse hingavust ka materjali "hingamiseks", mis on siiski väga ebatäpne, kuna ainult mõned materjalid, mis võimaldavad niiskuse transportimist, lasevad piisavalt ka gaase läbi (vt eespool hüdrofiilsete membraanide kohta). Hingavuse kirjeldamine ja mõõtmine on tõenäoliselt kõige probleemsem valdkond, kus antud väärtus teenib pigem võrdlemiseks toodete vahel, ja veel ühe tootja vahel, kui tõelise seisundi kirjeldamiseks. Hingavus sõltub väga palju ümbritsevatest kliimatingimustest ja mängus on palju tegureid.
Hingavus, mida mõõdetakse MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate) meetodil, väljendatakse ühikutes g/m2/24 h. See näitab, kui palju grammi auru võib aurustuda ruutmeetri kangast 24 tunni jooksul. (MVTR). Näiteks toome välja, kui palju veeauru inimkeha toodab teatud tüüpiliste tegevuste ajal. Jalutades toodab keha kuni 10 000 g/m2/24 h (ehk umbes 10 liitrit vett 24 tunni jooksul), joostes kuni 25 000 g/m2/24 h ja äärmise füüsilise koormuse korral isegi 35 000 g/m2/24 h.
Praktikas tuleb lepp