EN
Усны эсрэг даавуу амьсгалуураар бүрхсэн гадаа ажиллах хувцасны комплект
Усны эсэргүүцэл бүхий амьсгалангүй мембран технологийн ажиллагаа
Усны эсэргүүцэл бүхий амьсгалангүй эдлэлийн технологийн шинжлэх ухаан
Усныг нь цацрагаар нь тусгаарлах боловч амьсгалах чадвартай даавуу нь биеийн хөлсийг гадагшлуулах боломжийг олгодог. Үйлдвэрлэгчид энэ асуудлыг шийдэхийн тулд хоёр үндсэн аргаар ажилладаг онцгой мембран ашигладаг: бага хэмжээтэй нүхнүүд эсвэл чийгийг дурласан полимерууд. Жишээлбэл, ePTFE-ээр хийсэн микропорын мембраныг авч үзье. Эдгээр нь квадрат инч тутамд жинхэнэ хэдэн тэрбумын хэмжээний бага хэмжээтэй нүхнүүдтэй байдаг. Эдгээр нүхнүүд нь усны дусал нэвтрэхэд хэт жижиг боловч хөлсний уурын молекулууд чөлөөтэй нэвтрэх боломжийг олгодог. Нөгөө талаар гидрофил мембран нь ямар ч нүхгүй байдаг. Үүний оронд тодорхой төрлийн полимеруудыг ашиглан чийгийг шингээж, уурын молекулуудыг түлхэн нүүлгэдэг. Эдгээр хандлагууд нь хувцасны дотор болон гаднах нөхцөл байдалд харшилттай чийгшилтийн зөрүү байх үед хамгийн сайн ажилладаг. Энэ ухаалаг систем нь судлаачид түүнийг анх зохион бүтээсэн 1970-аад оны эхээр хойш энэ технологи нь одоогийн байдлаар гадаа явдаг хувцас, төхөөрөмж болон спортын хувцасны стандарт тоноглол болон хөгжсөн.
Микропорын ба гидрофил мембран: Чийгийг хэрхэн зөөвөрлөхийг удирдах вэ?
- Микропорын мембран (Жишээ нь ePTFE) нь дэд микрон хэмжээтэй нүхнүүдийн сүлжээг ашиглан шингэн усыг физикийн замаар саатуулж, уурын диффузыг хөнгөвчилдөг. Эдгээр нь чийглэг орчинд сайн ажилладаг боловч гадаргын идэвхит бодис эсвэл тосоор бохирдож болох ба зөв байлгахгүй бол бохирдоно.
- Дотор байвалт мембран тасралтгүй полимерийн гинжин дүүрэн чийгийг молекулын хоолойгоор шингээж зөөвөрлөдөг. Эдгээр мембран нь бохирдсон нөхцөлд тогтвортой амьсгалалтанд сайн байдаг боловч үйл ажиллагаагаа оновчтойгоор явуулахын тулд тодорхой температурын ба чийглэгийн градиент шаарддаг.
Тус тусын систем нь онцлог давуу талуудыг санал болгодог: микропорын загвар нь хөдөлгөөнт нөхцөлд амьсгалалтанд сайн байдаг бол гидрофил хувилбар нь бат бөх чанар, орчны бохирдлын эсэргүүцэлд давуу байдаг.
Уурын шилжилт ба шингэний эсэргүүцэлд ламинат ба нүхний хэмжээний үүрэг
Давхаргын үйлдвэрлэлийн явцад мембраныг гадны болон доторх даавууны давхаргатай холбосон боловч бүтцийн бат бөх чанарыг нь суллахгүй. Микротойролттой мембраны хувьд нүхний хэмжээг зөв тохируулах нь маш чухал. 0.2-оос 5 мкм хүртэлх нүхний хэмжээ нь агаарыг нэвтрүүлэх, шингэнийг нь тусгаарлах хоёр хооронд тэнцвэрийг сайн барьж чаддаг. Хэрэв нүхний хэмжээ 0.5 мкм-с их байвал хүчилтөрөгчийн уурыг илүү их нэвтрүүлдэг бөгөөд өдөрт квадрат метр тутамд 30,000 грамм хүрч болдог. Нөгөө талаар, 2 мкм-с бага нүхнүүд нь усны даралтанд илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай байдаг бөгөөд 25,000 мм усны баганы даралтанд тэсвэрлэж чаддаг. Эдгээр давхаргын олон давхаргыг нэмэх нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулж, 50 удаа угаасны дараа ч амьсгалалтын чанарыг хадгалж чаддаг. Ийм тэсвэрт чанар нь энгийн материалууд ажиллахаа больж болох хатуу нөхцөлд бүтээгдэхүүн бүрэн ажиллагаа явуулах боломжийг олгодог.
Ажиллагааны үзүүлэлтүүд: Техникийн эдлэлийн амьсгал гаргах чадвар ба усны эсэргүүцлийн түвшний харьцуулалт
| Тооноор | Шалгах стандарт | Өндөр ажиллагааны муж |
|---|---|---|
| Амьсгал гаргах чадвар (MVTR) | ISO 11092 | 15,000–30,000 г/м²/24ц |
| Усны эсэргүүцэл | ISO 811 | 20,000–40,000 мм |
| Агаарын дамжин өнгөрөх чадвар | ASTM D737 | <0.5 cfm |
MVTR 20,000 г/м²/24цаг ба түүнээс дээш, усны даралт 28,000 мм ба түүнээс дээш бүхий эд хувцас нь урт хугацааны гадаа ашиглахад тохиромжтой бөгөөд амьсгал авах боломжийг нь алдалгүйгээр дээд зэрэг хамгаалалт үзүүлдэг.
Гор-Текс болон Амьсгалдагч мембран эд хувцас Outdoor PPE
Гор-Тексийн хөгжил болон Хамгаалалттай гадаа хэрэгсэл дээрх нөлөөлөл
Гор-Текс анх 1969 онд гарч ирсэн үедээ техникийн хувцасны салбарт ихээхэн өөрчлөлт оруулсан юм. Материал нь тэлэгдсэн политетрафторэтилен (эсвэл богинооор ePTFE) гэж нэрлэгдэх зүйл ашиглан онцгой мембран үүсгэдэг. Эдгээр жижиг нүхнүүд нь жинхэнэ усны дусалтай харьцуулахад 20,000 дахин бага боловч уур нэвтрэн гарах боломжийг олгодог. Энэ нь юу гэсэн үг вэ? Гадна тал нь хуурай байхад хөлс нь доторх талаас гарч болдог гэсэн үг юм. Үнэхээр гайхалтай зүйл байна! Өнөөдөр хүртэл бүх чанарын гадаа амьдарч буй хамгаалалтын тоног төхөөрөмжийн ойролцоогоор гуравны хоёр нь ямар нэгэн мембран технологийг агуулж байна. Тэгээд юу байгаа гэвэл? Гор-Текс нь хэр удаан үлдэх, тогтвортой ажиллах талаар ярилцаж байгаа үед хүмүүс харж буй гол стандартын нэг болоод л үлдэж байна. Яг одоо 2024 оны Шинжлэх Ухааны Докладын Шинэлэг Бүтээлүүдийн Тайлангийн хэлж буй ёсоор л энэ юм.
Гор-Тексын экстрем хурдны агаар, өндөр намгийн орчинд үзүүлэх ажиллагаа
Гор-Тексийн усны даралтын тэсвэр нь ойролцоогоор 28,000 мм бөгөөд энэ нь усны даралт 28 литр/квадрат метр байх үед л нэвтэрдэг гэсэн үг юм. Амьсгалалтын чанарын хувьд энэ даавуу 24 цагт квадрат метр тутамд ойролцоогоор 15,000 грамм чийгийг нэвтрүүлдэг. Өндөр уулзварууд дээр хийсэн талбайн шалгалтаар энэ материал нь температур -40 хэм хүртэл буурч, салхины хурд 120 км/цаг байхад ч маш сайн байдлыг хадгалж чаддагийг харуулжээ. Материал нь биеийн хөдөлгөөнтэй нийцэж хүчтэй ажилладаг харин Арктикт эсвэл ууланд ажилладаг хүмүүст шаардлагатай салхины эсрэг хамгаалалтыг хадгалж өгдөг. Салхины туннелийн судалгаагаар Гор-Тексийг ашигласан хувцас нь мембрангүй хувцаснаас дулаан алдалтыг ойролцоогоор гуравны хоёроор багасгадог бөгөөд хүн амь хүйтэн цаг агаард амьдарч байгаа хугацаанд дулааныг хадгалахад ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.
Тохиолдолын судалгаа: Гор-Тексийг уулын аврах болон судалгааны аялалд ашигладаг хувцас, тоног төхөөрөмжинд нэвтрүүлэх
Альпийн аюулгүй байдал хангах багууд одоо 72 цагийн ажилд зориулсан хувийн хамгаалалтын хэрэгслээрээ Gore-Tex Pro-г гурван давхар хэрэглэж эхэлсэн юм. 120 аюулгүй байдал хангах ажиллагааны 2023 оны судалгаа нь энэ багаж хэрэгсэл стандарт багажтай харьцуулахад ахиц дэвшрэлт гарсныг харуулжээ:
| Тооноор | Стандарт хувийн хамгаалалтын хэрэгсэл | Gore-Tex хувийн хамгаалалтын хэрэгсэл |
|---|---|---|
| Чийг шингээж байгаа байдал | 34% | 8% |
| Даалгавар гүйцэтгэх хугацаа | 4.2 цаг | 3.1 цаг |
| Ажилд оролцсны дараах хатуулах хугацаа | 90 минут | 40 минут |
Аюулгүй байдал хангагч багууд нь мөн чийгтэй цасан дунд өмнөх үеийн давхарласан бэлдмэлтэй харьцуулахад 40%-иар хурдан хатаж байгааг тэмдэглэсэн бөгөөд чийгийг удирдах болон ажиллагаанд бэлэн байдалд энэ материал амжилттай ажиллаж байгааг илтгэнэ.
Хөнгөн, уян хатан бүтээгдэхүүн дээрх давхарласан бэлдмэлтэй даавууны шинэчлэлтүүд нь хөдөлгөөнтэй, дөлгөн байдалд чиглэсэн байна.
Одоогийн үед үйлдвэрлэгчид квадрат метр нь зөвхөн 12 грамм жинтэй мембран үйлдвэрлэж чаддаг бөгөөд энэ нь ердийн принтерийн цааснаас ч хөнгөн байдаг. Эдгээр материалын найрлаганд температурыг зохицуулахад тусалдаг графенээр тунадасжсан давхаргууд болон налуу чиглэлд хөдөлгөөн бүхий 270 градусын хүрээнд хөдөлгөөн хийх боломжийг олгодог чигжээс зэрэг хэрэглэгддэг. Энэ хослол нь гал унтраагчийн хувцас, цэргийн тоног төхөөрөмж шиг чөлөөтэй хөдөлгөөн хийх нь маш чухал байдаг үед тэдгээрийн нийлмэл давхаргуудыг маш ашигтай болгодог. Материал нь EN 530:2019 стандартын дагуу 500-гаас илүү уулзвар туршилтанд тэсвэрлэж чаддаг бөгөөд усны эсэргүүцэл нь 99.8%-иар хэвээр хадгалагдаж байгаа нь давтан ашиглах шаардлагатай хамгаалах хувцас сонгох боломжийг олгодог. 2023 оны Индустрийн аюулгүй байдлын хяналтын тайлан энэ ололттой тэргүүлэх хамгаалалтын хувцасны технологийн сүүлийн үеийн бусад дэвшилтүүдийг онцолсон.
Гадаа болон цэргийн хамгаалалтын хувцасны бодит ашиглалт
Уул уурын аялал, экспедицийн тоног төхөөрөмжинд усанд тэсвэртэй, амьсгалдаг даавуу хэрэглэх нь
Хөлөгт эрэгтэй нөхцөл байдал дэхь -40 хэмийн температур, 28,000 фут өндөрт явагдаж буй хөлөгтэй хүмүүсийн хувьд модон амьсгалагч усны эсэргүүцэх материал нь 24 цагийн дотор квадрат метр тутамд 15 литр хөдөлгөөнт хөлдөө хүртэлх хөдөлгөөнгүй байлгах чадвартай байдаг. Гэсэн хэдий ч тийм өндөрт агаарын даралт асар их буурдаг тул эдгээр материалын чийгийн уурын дамжуулалт нь далайн түвшинд байх үедээсээ 30 хувь бага байдаг. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэгчид чийгийг үр дүнтэй гадагшлуулах мембраны технологийг хөгжүүлснээр ууланд гарсан удаан өдрийн турнирт оролцогчид амьсгалын бат бөх байдлыг хадгалж чаддаг. Үүнийг мөн 2023 оны сүүлийн Alpine Gear Report-ын шинэ дугаарт төстэй харш нөхцөлд турьж баталсан юм.
Цэргийн стандартын хамгаалалтын хувцасны үр дүнтэй байдал экстремал нөхцөлд
Ойн бүсэд ажиллаж буй цэргүүд нь чийгшил 95% хүрэх үед ч ажилладаг хувцас хэрэгтэй бөгөөд химийн бодисуудаас ч хамгаалдаг байх ёстой. Талбайн шалгалтаар эдгээр онцгой даавуу сунгах бөгөөд тасралтгүй гурван өдөр өмсөхөд чийгшил нь 1%-иас бага байна гэдгийг харуулжээ. Энэ нь маш чухал ялангуяа биеийн температур хэвийнхээсээ зөвхөн 4°C буухад л хүн хөлдөж, дайсныг ялах эсвэл амьдарч үлдэх чадвар нь мууддаг. Эдгээр материалуудаар санал болгож буй хамгаалалт нь хүнд нөхцөл байдал, цаг агаарын хүчтэй өөрчлөлттэй үед амжилттай ажиллагаа явуулахад маш чухал байдаг. 2024 оны Дэфенс материалын судалгааны сүүлийн тайлангийн дүгнэлт энэ талаарх мэдээллийг баталгаажуулж байгаа бөгөөд цэргийн бэлэн байдалд ийм төрлийн ажиллагааны шаардлагатай хандаж буйг харуулж байна.
Температурын зохицуулалт, дотуур байдал, урт хугацаанд өмсөх ажиллагааны талбайн мэдээлэл
- Температур тохируулах : Арктикт 8 цагийн турш патруль үүрэг гүйцэтгэх үед биеийн гол температурыг 32–35°C хооронд байлгана
- Амар аюулгүй байдал : 2024 оны талбайн ажиллагааны тайлангийн үзүүлэлтээр уртдаа будсан даавуунаас хөлдөө 40% илүү хурдан арилгаж чаддаг
- Илүү цагдаагүй : 50+ удаагийн бөмбөлгийн шалгалтанд дасан 98% усны эсэргүүцэл үлдээдэг (ISO 12947)
Эдгээр үзүүлэлтүүд нь орчин үеийн мембран технологи нь олон орчинд 120 цаг непрерывно хэрэглэх боломжийг олгодог бөгөөд шуургатай цаг агаарын эсэргүүцэлд шаардагдах 10,000 мм гидростатик толгойн утгыг хангаж байгааг баталж байна.
Хам захын мембраны бат бөх чанар, үргэлжлэх хугацаа, орчинд тэсвэртэй байдал
Бөмбөлгийн эсэргүүцлийн шалгалт, цэвэр хүч, усанд тэсвэртэй чанарын стандартыг шалгах
Хамгийн сайн мембранууд нь олон улсын стандартын шалгалтанд заавал хамрагддаг. ISO 4914 стандарт нь эдгээр мембранууд хэр зэрэг элэгдэлд тэсвэх чадвартайг шалгадаг, ASTM D751 нь усны даралтыг хэр их хүртэл амжилттай тэсвэх чадвартайг тодорхойлдог бол EN 14360 нь оёдлын холболт хэр бат бөгөөд тэсвэх чадвартайг шалгадаг. Хамгийн чанартай хувийн хамгаалалтын тоног төхөөрөмжүүд нь Martindale зэврэлтийн туршилтын машины 15 мянган циклд тэсвэх чадвартай байдаг. Мөн эдгээр мембранууд нь тэдгээрийг 40 метр усны баганы даралт нь дарж байгаа мэт усыг бүрэн тусгаарлаж чаддаг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор квадрат инч дээр 28 фунт даралттай эквиваленттэй. Панелүүдийн хоорондох оёдлыг онцгой байдлаар эмхэтгэдэг. Эдгээр оёдлыг таслахын тулд ойролцоогоор 1.8 килоньютон хүч хэрэгтэй байдаг. Ийм бат бөх чанар нь ажилчид хүнд нөхцөлд хөдөлгөөн хийх, нугалах үед тэдний тоног төхөөрөмж цохролдох асуудалд орохгүй гэсэн үг юм.
Хэт ягаан туяаны нөлөө, химийн бодис, давтагдсан ашиглалт мембраны ажиллагаанд хэрхэн нөлөөлөх
Сүүлийн 2024 оны судалгаагаар урт хугацаанд материал хадгалагдах чанарын талаар судалсны дагуу полиуретаны давхаргаар бүрхсэн эд нь ASTM G154 стандартын дагуу 1200 цагийн турш цацрагт өртсний дараа ч цусны эсэргүүцлийн 92% -ийг хадгалж байгаа нь илэрсэн. Энэ нь PTFE мембрантай харьцуулахад төдийлөн муутай биш юм. Учир нь төсөөтэй нөхцөлд тэдгээрийн барьж чадах чадвар нь 74% орчим байжээ. Фторполимерийн эмчилгээний хувьд эдгээр материалын эсэргүүцэл нь хүчтэй байдалтай байх бөгөөд нүх сүвний эвдрэл 7%-иас доош байх нь тогтоогдсон. Гэсэн хэдий ч энд тэмдэглэх ёстой нэгэн онцлог байдаг. Хэрэв хэн нэгэн эдгээр материалыг туйлын уусгагчаар дахин дахин угааж байвал зөвхөн 75 удаа угаасны дараа чийг нэвтрүүлэх чадвар 22% -иар буурдаг. Энэ нь материалыг удаан хугацаанд ашиглах явцад үйлдвэрлэгчийн зөвлөж буй цэвэрлэх аргыг дагаж мөрдөх чухлыг тодорхой харуулж байна.
Давтан ашиглах боломжтой хамгаалалтын хувцасны урт хугацааны амьсгал өгөх чадвар, усны эсэргүүцлийг тэнцвэрт байлгах
Дэвшилтэт давхаргат мембранууд нь инновацийн шийдлүүдийн тусламжтайгаар 50-аас илүү удаа ашигласаны дараа ч 95% MVTR (≥15,000 г/м²/24ц) хадгалж байна:
- Эрэмбэлэгдсэн нүхтэй бүтэц (гадаад давхарга 20–50 мкм, дотоод давхарга 0.2–5 мкм)
- <1% хавагнах индекс бүхий сэргийлэх матрицын бат бөх байдал
- Микроскопит заслыг өөрөө засдаг нимгэн давхаргат технологи
Альпинизмийн аврах багуудаас цуглуулсан өгөгдлүүд нь гурван давхаргат ePTFE мембранууд нь 200 хоногийн туршид 28 кПа усны даралтанд тэсвэрлэж, мөн 18,000 г/м²/24ц амьсгалалтын чадварыг тогтвортой байлгаж байгааг харуулжээ—энэ нь урт хугацаат ажлуудын үед дулааны стрессыг сэргийлэх, бат бөх байдал бий болгоход маш чухал юм.
Түгээмэл асуулт
Зууван боловч амьсгалалтанд тохиромжтой эдлэлийг юу хийдэг вэ?
Усанд тэсвэртэй боловч амьсгалалтанд тохиромжтой эдлэлүүд нь жижиг нүхтэй эсвэл чийг шингээдэг полимеруудыг агуулсан мембрануудыг ашигладаг. ePTFE шиг микронүхтэй мембранууд нь усны нэгэнд нь саад болох ч амьсгалын уурыг нэвтрүүлдэг олон тэрбумын жижиг нүхтэй байдаг. Харин гидрофиль мембранууд нүхгүй боловч чийгийг шингээж, полимеруудын тусламжтайгаар зөөвөрлөдөг.
Нүхний хэмжээ цаадахгүй ба амьсгалшуулалтанд яаж нөлөөлдөг вэ?
Уурын нэвтрүүлэлт ба шингэний эсэргүүцэл нь тэнцвэртэй байхын тулд нүхний хэмжээ маш чухал байдаг. 0.2-5 мкм хүртэлх нүхтэй микронүхтэй мембранууд нь шингэнийг саатуулж, агаарыг нэвтрүүлдэг. Тохиромжтой нүхний хэмжээ нь амьсгалшуулах чадварыг хадгалж байгаа нөхцөлд бат бөх чанар, усны даралтанд тэсвэртэй байдлыг хангана.
Гор-Тексийг гадаа хамгаалах тоног төхөөрөмжийн стандарт гэж яагаад үздэг вэ?
Гор-Текс нь цаадахгүй ба амьсгалшуулалтанд маш үр дүнтэй байдаг өргөтгөсөн политетрафторэтилен (ePTFE) мембраныг ашигладаг. Эрчимтэй нөхцөл байдалд чанартай ажиллагаа, амжилттай чийгийг удирдах, итгэл үнэмшилтэй байдлын улмаас энэ нь стандарт байсаар байна. Энэ нь талбайн шалгалтын дүнгээс харагдаж байна.
Дэвшилтэт мембранууд хугацааны явцад бат бөх чанар, ажиллагаагаа яаж хадгалж байдаг вэ?
Дэвшилтэт давхаргалагдсан мембранууд нь эрдэмтэй нүхтэй бүтцийн, гидрофоб матрицын батжуулалтын болон шимэгдэх бүрхүүлийн технологиудын тусламжтайгаар өөрийн ажиллагааг хадгалж байдаг. Эдгээр онцлогууд нь өөрийгөө засах чанар, орчны нөхцөлд тэсвэртэй байдал, амьсгал авах болон усанд тэсвэртэй чанарыг олон удаа ашиглах үеийн турш хадгалж өгдөг.