Паропроницаемость и ret мембраны
Паропроницаемость – одна из двух главных характеристик мембранной ткани. Её значение говорит о том, как будет «дышать» мембрана во время интенсивной нагрузки. Ret – ещё один способ оценить это свойство мембраны. В статье мы расскажем вам о лабораторных методах измерения этих величин.
Паропроницаемость (г/м2, g/m2) – количество паров воды, которое способен пропустить квадратный метр мембраны. Это цифра, которая характеризует дышимость мембраны, способность выводить испарения от тела из под одежды или предмета снаряжения.
Сопротивление проникновению паров (ret – resistance evaporative thermique, moisture permeability resistance), m2pa/w. Фактически это сопротивление квадратного метра мембраны, оно является обратным понятием паропроницаемости.
Чтобы определить паропроницаемость материала, производители используют ряд методов. Они значительно отличаются друг от друга и описывают работу мембраны в разных условиях. Именно поэтому мы советуем вам не слепо ориентироваться на цифры паропроницаемости. Уточняйте, в каких экспериментах они получены.
JIS L 1099 a1 – вертикально стоящая чашка
Абсорбент (хлорид кальция) помещаем в сосуд в форме цилиндра с открытым верхом. Исследуемым образцом плотно закрываем ёмкость сверху – тканью к сосуду, мембраной наружу. Помещаем конструкцию в контролируемые условия – в камеру, где поддерживаем температуру 40°С, относительную влажность 90%.
Под действием разницы концентрации (давления) водяных паров снаружи и внутри сосуда происходит диффузия паров через мембрану внутрь сосуда, где пар абсорбирует хлорид кальция. Через некоторое время взвешиваем осушитель и, сравнивая его вес с весом в начале измерения, выясняем сколько водяных паров прошло через мембрану и соответственно поглощено абсорбентом. Результат экстраполируем до величины g/(m2 24h).
Данный метод ничего не говорит о конденсации. Он показывает поведение мембраны при низких физических нагрузках с низким потоотделением.
JIS L 1099 a2
Модифицированный вариант a1. В данном методе мы наливаем в сосуд воду температурой 40°С. Плотно закрываем сосуд исследуемым образцом – мембраной к сосуду. Помещаем конструкцию в контролируемые условия: температура – 40°С, относительная влажность – 50%. Под действием разницы концентрации (давления) водяных паров внутри сосуда и снаружи происходит диффузия паров через мембрану из сосуда в окружающее пространство. Через определённое время взвешиваем сосуд и, сравнивая его вес с весом в начале измерения, выясняем, сколько водяных паров прошло через мембрану.
Данный метод ничего не говорит о конденсации, и характеризует поведение мембраны при низких физических нагрузках с низким потоотделением.
JIS L 1099 b1 – перевернутая чашка
Абсорбент – раствор ацетата калия, помещаем в перевернутый сосуд, закрытый пленкой PTFE (политетрафторэтилен). PTFE настолько водонепроницаем и хорошо дышит, что не оказывает влияния на измерения. Исследуемым образцом плотно закрываем сосуд поверх PTFE – тканью к PTFE и мембраной наружу.
Конструкцию частично погружаем в большую ёмкость с водой. Под действием абсорбционных сил раствора ацетата калия, который непосредственно прилегает к PTFE, происходит диффузия воды через мембрану внутрь абсорбента для выравнивания концентраций в растворах внутри и снаружи. Через некоторое время осушитель взвешиваем и, сравнивая его вес с весом в начале измерения, выясняем, сколько водяных паров прошло через мембрану.
Измерения по данному методу коррелируют с конденсацией – чем больше водяных паров прошло, тем меньше конденсация на мембране, и показывают поведение мембраны в условиях высоких физических нагрузок с высоким потоотделением.
JIS L 1099 b2 – перевернутая чашка без непосредственного контакта с водой
В отличии от метода b1, исследуемый образец закрывается ещё одним слоем PTFE. Тем самым, исключается контакт мембраны с водой в которую она погружена.
ISO 11092:1993 – потеющая тёплая пластина
Этот метод считается наиболее реалистичным и отражающим условия комфорта в реальных условиях. В нём лабораторные данные сопоставляются с ощущением комфорта людей, выполняющих упражнения или бегущих по беговой дорожке.
Исследуемый образец – мембрану, размещаем на металлизированной пористой тарелке. Тарелка подогревается, а через мелкие отверстия в тарелке подается вода температурой 35°С – так мы имитируем процесс потоотделения. Снаружи конструкция обдувается потоком воздуха с контролируемыми параметрами. В процессе измерений температуру тарелки поддерживаем на постоянном уровне.
По мере того, как вода проходит через мембрану, она испаряется. На испарение воды тратится энергия тарелки, для поддержания постоянной температуры тарелки мы её снова и снова подогреваем. Ret рассчитывают исходя из количества энергии, которая затрачивается на поддержание постоянной температуры пластины. Чем больше энергии, тем интенсивнее испарение через мембрану, а значит ткань оказывает меньшее сопротивление парам воды. Меньше сопротивление – больше паропроницаемость, т.е. чем меньше ret, тем лучше.
Теперь вы можете оценить существенное несоответствие результатов, получаемых разными методами. Так показатели a1 и b1 никак не коррелируют – цифра по a1 ничего не говорит о том, что показывает b1. Методы b1 и ISO 11092 по сути близки, но о каких-то конкретных соотношениях говорить трудно – их не вычислить по какой-либо формуле. Производители же указывают одинаковые единицы: 10 000, 20 000 и т.д.
Также не стоит забывать о том, что со временем, и даже после первой носки, показатели мембраны падают. И только добросовестные производители учитывают этот факт в публикуемых характеристиках мембраны.
