- tenká vrstva polymerního materiálu
- tloušťka membrány se pohybuje řádově v jednotkách mikrometrů
- má za úkol nepropustit vodu zvenčí, ale umožnit prostup vodních par ven
- brání proniknutí větru dovnitř
Dělení podle provedení:
spojení membrány se svrchním či podšívkovým materiálem - membrána je nalaminována pouze na vnější tkaninu a zevnitř je zpravidla kryta volnou podšívkou, nejde vyjmout
membrána volně vložena mezi vnější materiál a podšívku - membrána je pouze volně vložena mezi podšívku a svrchní materiál, nepoužívá se laminace, můžeme ji vyjmout
Dělení podle technologií odvádění vlhkosti:
Mikroporézní membrány pracují na principu určitého poměru velikosti pórů k velikosti molekuly vody a vodní páry. Póry jsou tak prostupné pro samotné molekuly vodní páry, ale pro kapku vody jsou příliš malé např. Gore-Tex
Hydrofilní (neporézní) membrány nemají žádné póry. Kondenzující voda (pot) na vnitřní straně membrány je rozváděna do vlastního materiálu a chemicky transportována navenek např. Sympatex
Nepromokavost se měří vodním sloupcem – u moto oblečení od cca 5 tis. - 30 tis. mm
Prodyšnost je schopnost propouštět vodní páry, produkované lidským tělem, do okolního prostředí – u moto oblečení cca 2 tis. - 10 tis. g/m2/24 hod.
Membránové materiály nebo také membrány
Membránové materiály vznikají spojením membrány a nosné tkaniny. Membránou pak rozumíme tenkou vrstvu polymerního materiálu. Tloušťka membrány se pohybuje řádově v jednotkách mikrometrů. Membránové materiály se také často označují jako lamináty, a to díky skutečnosti, že ke spojení membrány a nosné tkaniny je použito laminace (až na dále uvedenou výjimku). Membrána má v membránovém materiálu za úkol nepropustit vodu zvenčí, ale umožnit prostup vodních par. Jako materiál pro membránu se nejčastěji používá polytetrafluoretylen (PTFE), polyester (PES) nebo polyuretan (PU). Membránové materiály se dále dělí podle provedení spojení membrány se svrchním či podšívkovým materiálem, případně může být membrána volně vložena mezi vnější materiál a podšívku. Dělení je následující:
a) Dvouvrstvé lamináty
Membrána je nalaminována pouze na vnější tkaninu a zevnitř je zpravidla kryta volnou podšívkou. Podšívka brání poškození membrány a zároveň kontaktu těla s membránou. Laminací se samozřejmě sníží parametry nepromokavosti a prodyšnosti původní samotné membrány, ale zlepší se odolnost vůči poškození, která je dána odolností svrchní tkaniny. Výsledkem je obvykle příjemný, komfortní a poddajný materiál.
Dvouvrstvý laminát Třívrstvý laminát
b) Provedení s volně vloženou membránou nebo také z-liner
Nepoužívá se vůbec laminace, tudíž nejde o laminát. Membrána je pouze volně vložena mezi podšívku a svrchní materiál. Jedná se o zajímavý způsob jak zachovat parametry membrány, zejména prodyšnost. Prodyšnost z prostoru za membránou směrem ven je pak omezena svrchním materiálem. Toto provedení umožňuje jakékoliv střihové řešení i u materiálů, na které by se spatně laminovalo nebo u kterých by byl problém s podlepením švů. Často se používá u módního oblečení, ale také u rukavic či bot. Membrány mohou být v materiálech realizovány na základě dvou principů nebo chcete-li technologií transportu vlhkosti. Principy se mohou navzájem i doplňovat.
Z-liner
Podle převažujícího principu pak dělíme membrány na mikroporézní nebo hydrofilní (neporézní):
Mikroporézní membrány pracují na principu určitého poměru velikosti pórů k velikosti molekuly vody a vodní páry. Nejčastěji se uvádí, že póry membrány nebo vrstvy zátěru jsou zhruba 20 000 x menší než kapka vody a přitom až 700 x vetší než molekuly vodní páry. Póry jsou tak prostupné pro samotné molekuly vodní páry, ale pro kapku vody jsou příliš malé. Velikost pórů se pohybuje v desetinách mikrometrů. Mikroporézní membrány dosahují vysokých hodnot paropropustnosti (přes 20 000 g/m2/24 hod) a vodního sloupce (i více než 30 m v. s.). Mikroporézní membrány mají však i některé nevýhody. Během používání u nich může docházet k zanášení pórů nečistotami, tukovými částicemi a solemi. Výrobci jednotlivých materiálů proti tomu používají různé úpravy. Důležitá je také vhodná údržba, kde je nutno používat vhodné prostředky nezanechávající v materiálu rezidua, která pak funkčnost poškozují. Mezi nejznámější mikroporézní membrány patří Gore–Tex.
Hydrofilní (neporézní) membrány pracují na odlišném principu. Hydrofilní membrána nemá žádné póry, jedná se o zcela bezporézní homogenní povlak. Přenos vlhkosti je založen na chemicko-fyzikálním principu, kdy se voda na určitou dobu stává součástí membrány (vazba molekul vody na materiál membrány). Jde o princip převodu par, podobný průběhu výměny látek přes buněčnou membránu živých organismů. Kondenzující voda (pot) na vnitřní straně membrány je rozváděna do vlastního materiálu a chemicky transportována navenek. Výhodou je minimální zanášení, lepší možnosti elasticity a přenos i kapalné fáze vody a vysoké hodnoty vodního sloupce (i více než 30 m v.s.). Nevýhodu představuje prakticky nulový přenos plynů. Hydrofilní membrány jsou často nazývány „chytrými“. Čím intenzivnější je pohyb a čím více se potíme, tím více roste i tělesná teplota. Vlivem vyšší teploty se molekuly v hydrofilní vrstvě membrány pohybují rychleji, vzdálenosti mezi nimi se zvětšují, a schopnost propouštět páru úměrně narůstá. Hydrofilní membrány jsou obvykle ukryty mezi vnější a vnitřní látkou. V případě membrány se tak jedná o klasický třívrstvý laminát. Údržba je jednoduchá a obvykle vystačíte s praním v běžných pracích prostředcích při teplotě 30 °C. Mezi nejznámější hydrofilní neporézní materiály patří Sympatex z modifikovaného PES.
Odolnost proti vodě
Nepromokavé materiály mají hodnotu vodního sloupce vyšší než 1,3 m v. s., ale v praxi se setkáváme s hodnotami mnohem vyššími. Celková nepromokavost je pak zajištěna podlepením švů speciální páskou nebo nověji technologií spojování materiálů (moderní bezešvé technologie).
Nepromokavost
Nepromokavostí se rozumí schopnost odolávat proniknutí vody zvenčí. Udává se jako výška vodního sloupce, při níž tkanina propustí první kapky vody. Čím vyšší vodní sloupec, tím je větší i nepromokavost. Nejčastěji se měří pomocí statického testu na vodní sloupec podle ISO 811 a udává se přepočtený hydrostatický tlak definovaný metry vodního sloupce (m v. s.). Důležité je pamatovat na to, že nepromokavost udává hodnoty vlastního materiálu, a nikoliv konkrétního výrobku. V praxi může být nepromokavost negativně ovlivněna konstrukčními aspekty konkrétního modelu oblečení jako je provedení švů, zipů, kapuce apod. Dále je nutno dodat, že se jedná o statický test, který nesimuluje dynamické namáhání, které je běžné při použití v praxi. Obecně lze za nepromokavý považovat materiál s vodním sloupcem už od 1,3 m v. s. ale v praxi u moto oblečení je to spíše mezi 5 m v. s. – 20 m v. s. V reálném použití jsou totiž tkaniny u oblečení namáhány mnohem vyššími tlaky.
Prodyšnost
Prodyšnost je schopnost propouštět vodní páry, produkované lidským tělem, do okolního prostředí. Občas se označuje prodyšnost jako schopnost materiálu „dýchat“, což je však velmi nepřesné, protože jen některé materiály, které umožňují transport vlhkosti, propouštějí v dostatečné míře i plyny (viz výše o hydrofilních membránách). Popis a měření prodyšnosti je asi nejproblematičtější oblastí, kde udaná hodnota slouží spíše ke srovnání mezi výrobky, a to ještě jednoho výrobce, než k popisu skutečného stavu. Prodyšnost je velmi závislá na okolních klimatických podmínkách a ve hře je mnoho faktorů.
Prodyšnost měřená metodou MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate) se udává v jednotkách g/m2/24 hod. Udává, kolik gramů páry se může odpařit přes metr čtvereční látky za 24 hodin. (MVTR). Pro představu uveďme, kolik produkuje lidské tělo vodních par při některých typických činnostech. Při chůzi tělo produkuje až 10 000 g/m2/24 hod. (tedy zhruba 10 litrů vody za 24 hodin), při běhu až 25 000 g/m2/24 hod. a při extrémní fyzické námaze i 35 000 g/m2/24 hod.
V praxi je nutno smířit se s tím, že vše limitují fyzikální zákony. Vlhkost může oblečení opouštěn jen pokud k tomu má podmínky. Pokud je vlhkost uvnitř i venku stejná, tak k žádnému odvodu vlhkosti nedojde a nepomůže tomu ani ten sebelepší materiál. Totéž je spojování pocení a prodyšností. Prodyšný materiál umožní vyprodukované vlhkosti lépe odejít mimo oblečení, ale samotnou produkci potu tělem neomezí. Prodyšnosti napomáhá výrazně odvětrávání, proto se například i sebelepší bundy pro lepší odvětrání vyrábějí s větracími otvory.