Membránové textilie – technologie, srovnání, doporučení

Stálo mě to sice $25 si články z ameriky zakoupit, ale chtěl jsem konečně znát nějaká fakta a ne jenom marketingový bullshit. Při cenách bund z těchto tkanin, které začínají na několika tisících a končí na cenách čínského osobního auta je člověk vděčný za každou informaci, která vnese do výběru vhodného kousku vybavení trochu světla.

Pokud potřebujete jen bundu na cesty do práce a na venčení pejska, tak neztrácejte čas dalším čtením, protože všechny moderní membránové textilie (Gore-Tex, eVENT, Toray Entrant G2 XT, Sympatex, Conduit, Membrain od Marmot, Omni-Tech atd.) bohatě splní vaše nároky. Pokud ale trávíte v přírodě času hodně a často ještě za špatných klimatických podmínek, rázem se mezi těmito materiály objeví značné rozdíly, takže není od věci zjistit, na co se která membrána hodí nejlépe.

Nejdříve si musíme posvítit na technologie stojící na pozadí nepromokavých-prodyšných (zkráceně nepro-pro) membránových tkanin. Většina významných výrobců používá jednu, nebo obě z uvedených variant funkčních membrán:

•  hydrofobní, mikroporézní membrána
• hydrofilní monolitická (neporézní) membrána

Hydrofobní, mikroporézní membrána

Je to takřka bez výjimky membrána z expandovaného PTFE (teflonu) s obrovským množstvím pórů, které prochází membránou. Tyto póry umožňují molekulám vody v podobě vodní páry procházet skrz membránu a tím zajišťují její prodyšnost. Nepromokavost membrány je dána obrovským povrchovým napětím materiálu membrány, které nedovolí vniknout do pórů ani nejmenším kapičkám vody (takže to není tak, jak tvrdí firma Gore na všech svých výrobcích, že nepromokavost je výsledkem velikosti pórů). Membrána je skutečně nepromokavá, lehká, odolná a extrémně prodyšná, ale má pro praktické použití jednu obrovskou nevýhodu – praním a znečišťováním membrány v běžném provozu klesá její povrchové napětí a tím voděodpudivost. Největším viníkem jsou mastnoty a oleje, a to i ty běžně produkované lidským tělem, které nepromokavost membrány v krátkém čase téměř úplně zničí. O tom se bohužel přesvědčil nejeden uživatel první generace Gore-Texu. PTFE membrána  od firmy Gore v podstatě určila standard pro nepromokavost a prodyšnost funkčních membránových textilií.

Tuto technologii nyní využívá i materiál eVent, s tím, že chemicky zajistil její odolnost proti znečištění. Membránu pak stačí nalaminovat na vhodnou látku a máte 2-vrstvý, velmi lehký a dostatečně funkční a trvanlivý textilní materiál.

Hydrofilní, neporézní membrána

Jedná se o souvislou, vodu absorbující membránu bez průchozích pórů. Kde se tedy vezme prodyšnost? Voda se skrz membránu transportuje následujícím mechanizmem – molekuly vody se adsorbují na vnitřním povrchu membrány, na principu difůze v pevných látkách a rozdílu v koncentraci uvnitř a vně membrány jsou transportovány na vnější povrch membrány, kde se odpaří. Excelentní nepromakavost je stejně jako třeba u igelitu zajištěna tím, že souvislá membrána fyzicky brání průchodu kapalné vody.

Sem patří téměř všechny PU (polyuretanové) membrány a tedy valná většina známých membrán, takže i dnešní Gore-Tex, který využívá teflonovou membránu s PU vrstvou. PU vrstva zde chrání tu teflonovou proti znečištění a poškození.

Nevýhodou souvislé, neporézní PU membrány je fakt, že rychlost difůze je nepřímo úměrná tloušťce membrány. Abyste tedy zajistili dostatečně rychlý transport vlhkosti ven, musí být membrána velmi tenká, a velmi tenká membrána se i velmi snadno poškodí. Proto na ní musí být z obou stran nalaminovaná nějaká ochranná textilie – a máme tu vysvětlení pro 3-vrstvý laminát a pro vyšší hmotnost těchto textilií. U 2,5-vrstvého laminátu (Gore-Tex Pac-Lite) se podařilo snížit hmotnost tím, že eliminovali vnitřní ochrannou textilii a místo toho nanesli ochrannou uhlíkovou vrstvu.

Tak a teď konečně k výsledkům skutečných testů. Jak jsem se dočetl, existuje minimálně 5 normami stanovených testů pro měření prodyšnosti membránových textilií a každý vždy nějak zvýhodňuje některou z textilií. Kvůli autorským právům bohužel nemůžu reprodukovat všechny výsledky, ale o to nejzásadnější vás nepřipravím. V následujícím grafu uvádím výsledky testů americké armády metodou DMPC. A to z několika důvodů:

• americká armáda si zakládá na tom, aby její vybavení bylo světovou špičkou a do výzkumu investuje obrovské peníze
• armáda nemá důvod protěžovat nějakou obchodní značku (výjimkou jsou země jako ČR, které jsou na prvních místech světového žebříčku ohledně korupce)
• jako téměř jediný, tento test měřil prodyšnost v závislosti na vlhkosti prostředí!!! To je pro praktického uživatele zásadní informace.

Zdroj: Test results from US Army’s Soldier Systems Center, Natick, MA using a Dynamic Moisture Permeation Cell (DMPC), ASTM F2298. Courtesy of Phillip W. Gibson.Shrnutí:

• je třeba si uvědomit, že při velké námaze se kompletně propotíte i v nesrovnatelně prodyšnějším bavlněném tričku, takže i membránové oblečení je potřeba používat inteligentně.
• laboratorní výsledky testů poskytované jednotlivými výrobci je dobré brát s nadhledem, protože o tom, jak se v jejich výrobku budete cítit v náročných podmínkách vám toho příliš moc neřeknou. Výrobci většinou volí metodu a podmínky pro test takové, aby to jejich výrobek co nejvíce zvýhodnilo.
• membránové textilie s PU membránou, nebo kombinovanou membránou PTFE + PU (jako třeba Gore-Tex) mají skvělou a zaručenou nepromokavost a jejich prodyšnost je výborná při vysoké úrovni vlhkosti. Při nízké vlhkosti ale jejich prodyšnost rapidně klesá. To nemusí spoustě uživatelů vyhovovat, protože se musíte v bundě nejdřív trochu zapařit, než začne fungovat a když pak večer třeba zastavíte v kempu, tak pod bundou nikdy nedoschnete úplně kvůli poklesu prodyšnosti.
• Naproti tomu nová třída membránových textilií s hydrofobní, porézní membránou (eVent, Entrant G2 XT, Propore) je skvěle prodyšná bez ohledu na okolní vzdušnou vlhkost a zejména při nízkých úrovních vlhkosti je výrazně prodyšnější než nejlepší Gore-Tex. Nejnovější bundy z eVentu jsou také o dost lehčí než podobné třeba z Gore-Texu Pac-Lite. Nevýhodou těchto materiálů je, že za sebou nemají tak silný marketing a je těžší dobře propracovanou bundu sehnat.

Závěrečné doporučení pro výběr vhodného materiálu pro nepromokavou a prodyšnou bundu:

• máte-li peníze a zásadní je pro vás nepromokavost a propracovanost bundy, zkuste Gore-Tex.
• máte-li peníze a potřebujete kromě nepromokavosti také vysokou prodyšnost za všech okolností a k tomu nízkou hmotnost, zkuste eVent.
• nemáte-li peníze, volte levnější membrány, vybírejte propracovaný design a o to víc s rozumem je používejte.

Reference:

• McCullough, Elizabeth A., Kwon, Myoungsook, and Shim, Huensup. “A Comparison of Standard Methods for Measuring Water Vapor Permeability of Fabrics,” Measurement Science and Technology, Vol. 14, No. 8, 2003, pp. 1402-1408.
• Gibson, P., “Temperature-Dependent Water Vapor Diffusion Through Shape-Memory Polymer Laminates: Comparison with Other Waterproof-Breathable Laminates,” Proceedings of 23rd Army Science Conference, Orlando, Florida, 2-5 December 2002. http://www.asc2002.com/summaries/g/GP-21.pdf.
• Gibson, P.W. “‘Breathability’ Comparison of Commercial Outerwear Shell Layers,” Summary of DPMC tests performed by the U.S. Army Soldier Systems Center Natick, MA.
• Gibson, P.W. “Summary – Water Vapor Diffusion Properties of Fabric from Rainshield,” Summary of DPMC tests performed by the U.S. Army Soldier Systems Center Natick, MA.
• Gibson, P.W. “Water Vapor Transport Properties of Textiles, Membranes, and Laminates using the Dynamic Moisture Permeation Cell,” U.S. Army Soldier Systems Center Natick, MA.
• ASTM F 2298, “Standard Test Methods for Water Vapor Diffusion Resistance and Air Flow Resistance of Clothing Materials Using the Dynamic Moisture Permeation Cell,” American Society for Testing and Materials (ASTM) 2003.
• ASTM F 1868, “Standard Test Method for Thermal and Evaporative Resistance of Clothing Materials Using a Sweating Hot Plate,” American Society for Testing and Materials (ASTM) 1998.