Hvad ligger der bag den vandafvisende finish i moderne arbejdstøjsstoffer

Moderne vævet arbejdstøj opnår sin vandafvisende finish via specialiserede kemiske behandlinger. Disse ændrer overfladespændingen, hvilket får vandet til at perle og rulle af. Dette skaber envandafvisende tekstil, afgørende for ting sompolyester spandex stof til medicinsk skrubning, TSP-stof til medicinsk tøj, ogTSP hospitalsuniformstof, ofte somTSP letplejet stofDette marked var 2572,84 millioner dollars i 2023.

Vigtige konklusioner

• Specielle belægninger gørarbejdstøjsstofferafviser vand. Disse belægninger ændrer stoffets overflade. Vandet perler sig derefter og ruller af, hvilket holder dig tør.
• Gamle vandafvisende kemikalier, kaldet PFC'er, skader miljøet og sundheden. Nye, sikrere muligheder beskytter nu tekstiler uden disse risici.
• Du kanFå dit vandafvisende tøj til at holde længereRengør dem grundigt, og brug varme til at opfriske belægningen. Dette hjælper stoffet med at holde vand ude.

Videnskaben om vandafvisning i arbejdstøj

Forståelse af DWR (holdbar vandafvisende)

Når jeg ser påmoderne arbejdstøjJeg ser en masse innovation, især i hvordan tekstiler håndterer vand. Hemmeligheden ligger ofte i noget, der kaldes Durable Water Repellent, eller DWR. DWR er en særlig belægning, som producenter påfører tekstiler. Denne belægning gør stoffet vandafvisende eller hydrofobt. Historisk set brugte de fleste DWR-behandlinger fluorpolymerer. Disse belægninger er normalt meget tynde. Producenter påfører dem ved at sprøjte eller dyppe stoffet i en kemisk opløsning. De kan også bruge kemisk dampaflejring (CVD). CVD er fantastisk, fordi det bruger færre skadelige opløsningsmidler og mindre DWR-materiale. Det skaber også et supertyndt vandtæt lag, der ikke ændrer stoffets udseende eller følelse ret meget.

DWR virker ved at sænke materialets overfladefri energi. Det betyder, at stoffets overfladeenergi bliver lavere end vandets overfladespænding. Når vand rammer stoffet, danner det perler og ruller af. Dette forhindrer vand i at trænge ind, hvilket holder dig komfortabel og tør. Vandafvisning i tekstiler afhænger af, hvor meget en væske klæber til en fast overflade. Mindre klæbning betyder mere afvisning. Et stofs evne til at modstå vand afhænger af flere ting: den kemiske sammensætning af dets overflade, hvor ru den er, hvor porøs den er, og hvilke andre molekyler der er på den. Tætvævede stoffer hjælper også. Tilføjelse af fine mikropartikler kan reducere porekanaler, hvilket yderligere blokerer væsker.

Vandafvisning handler om at ændre overfladespænding. Vandmolekyler foretrækker at klæbe til hinanden frem for til et behandlet stof. Vi opnår dette ved at påføre specielle kemikalier. Disse kemikalier danner et hydrofobt lag på tekstilet. Dette lag forhindrer vanddråber i at trænge ind. I stedet perler dråberne sammen og ruller væk. Disse efterbehandlingsmidler virker på et par måder. For det første reducerer kemikalier som fluorcarboner eller silikoner fibrenes overfladeenergi. Dette gør det svært for vand at sprede sig. For det andet skaber avancerede midler ru, teksturerede overflader på et minimalt niveau. Dette reducerer kontaktområdet mellem vanddråber og stoffet, hvilket får vandet til at perle endnu mere.

Den hydrofobe effekt bruger overfladespænding. Vandafvisende belægninger og tætvævede fibre er ikke-polære. Det betyder, at vandmolekyler ikke kan danne bindinger med dem. Så vanddråber forbliver på overfladen og holdes sammen af ​​deres egne kræfter. Når en dråbe bliver for tung, trækker tyngdekraften den af. Disse hydrofobe kemiske belægninger påføres ved spray-on eller dyppebehandlinger. Stoffer lægges i blød i opløsninger med vandafvisende kemikalier og tørrer derefter. Når de tørrer, binder disse kemikalier, såsom silikone, voks eller visse fluorcarboner, sig til de enkelte fibre. Dette ændrer fibrenes overfladespænding. Det gør det svært for vand og andre væsker at trænge ind i eller klæbe til stoffet.

Hydrofobicitetskemi: PFC'er og alternativer

I lang tid var de foretrukne kemikalier til DWR per- og polyfluoralkylstoffer, eller PFC'er. Specifikt var langkædede C8-fluorcarboner standarden. Disse kemikalier var meget effektive til at afvise både vand og olie. De havde også høj kemisk og termisk stabilitet. Vi lærte dog om de miljømæssige og sundhedsmæssige bekymringer forbundet med disse stoffer. Efter at C8-fluorcarboner blev forbudt, blev behandlinger med kortere C6-kæder en midlertidig løsning.

Vi ved nu, at fluortelomerer, som er en del af PFC'er, nedbrydes til farlige PFC-syrer. Dette forværrer PFC-forureningen. Undersøgelser af ørreder viser, at denne nedbrydning kan ske gennem fordøjelsen. Dette giver anledning til bekymring om fødevarekontaminering og direkte absorption hos mennesker. Fluorcarbonindustrien hævdede engang langsom nedbrydning i jorden. EPA-forskning viste dog en meget hurtigere hastighed. De konkluderede, at nedbrydning af fluortelomer-polymer er en stor kilde til PFOA og andre fluorerede forbindelser i miljøet. C6-baserede fluortelomerer nedbrydes også til PFC-syrer, såsom PFHxA. Selvom PFHxA kan være mindre farlig end PFOA, er det stadig en bekymring. Andre fluortelomersyrer fra denne nedbrydning har vist toksicitet for vandlevende organismer.

PFC'er er et problem, fordi mange nedbrydes meget langsomt. De kan ophobes i mennesker, dyr og miljøet over tid. Forskning tyder på, at eksponering for visse PFC'er kan føre til dårlige helbredsresultater. For eksempel kan PFC-eksponering forsinke puberteten hos piger. Dette kan føre til højere risiko for brystkræft, nyresygdom og skjoldbruskkirtelsygdom senere i livet. Det er også blevet forbundet med lavere knoglemineraltæthed hos teenagere, hvilket kan forårsage osteoporose. Undersøgelser viser en sammenhæng mellem PFC-eksponering og en øget risiko for type 2-diabetes hos kvinder. Nogle PFC'er kan også øge risikoen for skjoldbruskkirtelkræft. Store undersøgelser af mennesker og dyr viser leverskader fra PFC-eksponering. PFC'er ophobes i kropsvæv som leveren, hvilket muligvis bidrager til ikke-alkoholisk fedtleversygdom.

På grund af disse bekymringer ser jeg et stort pres for PFC-fri alternativer. Mange virksomheder tilbyder nu gode muligheder. For eksempel tilbyder Rockgeist PFC-fri stoffer som XPacs Cotton Duck-serie og EcoPaks tilbud. Shell-Tech Free M325-SC1 og Shell-Tech Free 6053 er vandbaserede finish, der bruger hydrofobt-reaktive polymerer. De giver høj vandafvisning og holder til mange vaske. Altopel F3® er en anden god mulighed for bomuld og syntetiske fibre. Schoeller Textil AG har udviklet Ecorepel®, en PFC-fri DWR-finish, der efterligner, hvordan planter naturligt beskytter sig selv. Den danner en tynd film omkring fibrene for at afvise vand og snavs.

Andre bemærkelsesværdige PFC-fri løsninger inkluderer zeroF-produkter og ECOPERL fra CHT, BIONIC-FINISH® ECO fra Rudolf Group og Ecoguard-SYN (Conc) fra Sarex. Sciessent tilbyder Curb Water Repellent-produkter, som er 100 % fluorfri og bionedbrydelige. Teflon EcoElite leverer ikke-fluoreret pletafvisende teknologi. Daikin har Unidyne XF for PFC-fri vandafvisning. DownTek tilbyder PFC-fri vandafvisende dun. NEI's Nanomyte SR-200EC og NICCA's Neoseed-serie er også PFC-fri. Polartec har fjernet PFAS i DWR-behandlinger på tværs af sine tekstiler. Sympatex-laminater har altid været PFAS- og PTFE-fri. OrganoClicks produkter er PFAS-fri og bionedbrydelige. Selv Snickers Workwear tilbyder tekstilimprægnering, der kan vaskes i, fri for fluorcarboner.

Et imponerende alternativ er Empel™. Det udviser overlegen vandafvisning og absorberer kun en tredjedel så meget vand sammenlignet med førende C0- og C6-behandlinger. Det er PFAS-frit og giftfrit med Oeko-Tex®-certificering. Empel bruger en vandfri påføringsproces, hvilket reducerer forurening og energiforbrug. Det tilbyder langvarig holdbarhed, fordi det danner en molekylær binding med fibrene. Derudover holder det stoffet blødt og åndbart, hvilket er afgørende for behageligt vævet arbejdstøj.

Påføring af vandafvisende overfladebehandlinger på vævet arbejdstøj

Industrielle anvendelsesprocesser

Jeg finder den industrielle anvendelse af vandafvisende overfladebehandlinger fascinerende. Producenter bruger primært en metode kaldet pad-dry-hærdning. Først lægger de overfladen i blødvævet arbejdstøjsstofi en opløsning. Denne opløsning indeholder DWR-midler, bindemidler, blødgørere og katalysatorer. Derefter klemmer valser stoffet for at opnå den ønskede vådoptagelse. Derefter tørrer de produktet. Til sidst hærder de det ved bestemte temperaturer og varigheder. Dette hærdningstrin er afgørende. Det aktiverer behandlingen. For eksempel sker tørring mellem 100 °C og 120 °C. Hærdningen finder derefter sted ved 150 °C til 180 °C. Jeg ved også, at mange DWR-behandlinger er varmeaktiverede. En hurtig centrifugering i en tørretumbler ved lav eller medium varme kan hjælpe med at forynge finishen. Dette nulstiller behandlingen på stoffets overflade. Det genopretter ofte vandperler uden behov for en fuldstændig genbehandling. Hvis vandafvisende egenskaber begynder at aftage, overvejer jeg at genaktivere DWR ved hjælp af en lav varmeindstilling i tørretumbleren, hvis vaskeanvisningen tillader det. Til Gore-Tex-varer kan jeg endda bruge et dampstrygejern på en varm indstilling og placere et håndklæde mellem strygejernet og tøjet.

Stoffstruktur og vævning for afvisning

Ud over kemiske behandlinger hjælper stoffets fysiske struktur også med vandafvisning. Jeg ser, at den måde, producenterne væver stoffet på, gør en stor forskel. Tætvævede stoffer modstår naturligt vand bedre end løse vævninger. Den tætte sammenfletning af tråde skaber en tættere barriere. Dette gør det sværere for vanddråber at trænge ind. Tænk på en meget fin,tæt vævet arbejdstøjsstofVand kæmper for at finde huller at trænge igennem. Denne fysiske modstand virker sammen med den kemiske DWR-behandling. Det skaber et mere effektivt og holdbart vandafvisende beklædningsgenstand. En almindelig vævning kan for eksempel med sit enkle over-under-mønster være meget tæt. Denne tæthed reducerer porernes størrelse i stoffet. Mindre porer betyder mindre plads til, at vand kan trænge igennem. Denne kombination af en tæt vævning og en god DWR-behandling giver os den bedste beskyttelse.

Ydeevne, holdbarhed og vedligeholdelse

Måling af vandafvisningseffektivitet

Jeg undrer mig ofte over, hvordan producenter afgør, om en vandafvisende finish virkelig virker. De bruger adskillige nøgleindikatorer og tests. Disse tests hjælper os med at forstå, hvor godt et stof modstår vand.

En almindelig test erHydrostatisk trykprøve (AATCC 127)Jeg ser, at denne test måler, hvor meget vandtryk et stof kan modstå, før vand trænger ind i det. De placerer stoffet under en vandsøjle. Vandsøjlens højde, målt i millimeter (mm H₂O), angiver stoffets modstandsdygtighed. For eksempel ved jeg, at tøj med en dybde på mere end 1000 mm betragtes som vandtæt. Til ekstreme forhold, som telte eller militærudstyr, kræver de over 3000 mm. AATCC 127-testen bruger en elektronisk styret pumpe. Den påfører hydrostatisk tryk på stoffets underside. En observationslampe hjælper med at detektere vanddråber. Denne test er almindelig for udendørs sportstøj og medicinske beskyttelsesmaterialer.

En anden vigtig test erSprøjteklassificeringstest (ISO 4920:2012 eller AATCC 22)Jeg synes, at denne test evaluerer et stofs modstandsdygtighed over for overfladefugtning. De sprøjter vand på en stram stofprøve under kontrollerede forhold. Derefter vurderer de visuelt det befugtede mønster. Vurderingsskalaen går fra 0 (helt våd) til 100 (ingen klæbende dråber). Internationale købere kræver ofte mere end 90 karakterer for udendørsjakker. Denne test hjælper med at vurdere vandafvisendeheden af ​​forskellige stofbehandlinger. Resultaterne afhænger af fibrene, garnet, stofkonstruktionen og finishen.

Andre tests bidrager også til et fuldstændigt billede afstoffets ydeevne:

• FaldtestDette kontrollerer, hvordan vand perler og ruller af overfladen.
• Absorberingstest (punkttest)Jeg bruger dette til at se, hvor meget vand stoffet absorberer.
• AATCC 42Dette måler vandindtrængning i gram. For eksempel kan medicinske kitler have brug for mindre end 1,0 g/m².
• Bundesmann-test (DIN 53888)Dette bestemmer både vandabsorptionsprocenten og slidstyrken. Det er velegnet til arbejdstøj og kraftige tekstiler.

Ud over vandafvisning overvejer jeg også andrestofegenskaber for samlet ydeevne:

• GSM (gram pr. kvadratmeter)Dette fortæller mig stoffets vægt.
• SprængstyrkeJeg tjekker dette for modstandsdygtighed over for rivning.
• TrækstyrkeDette måler, hvor meget kraft stoffet kan modstå, før det knækker.
• Slidstyrke (ASTM D4966, Martindale slidtester)Dette viser, hvor godt stoffet modstår slid fra gnidning.
• LuftgennemtrængelighedJeg ser på dette for åndbarhed.
• Farveægthed ved vask (ISO 105 C03)Dette sikrer, at farverne ikke falmer efter vask.
• Farveægthed overfor vand (ISO 105 E01)Dette kontrollerer farvestabiliteten, når den er våd.
• Farveægthed overfor sved (ISO 105-E04)Jeg bruger dette til at se om sved påvirker farven.
• Gnidningsægthed (ISO-105-X 12)Dette måler, hvor meget farve der overføres, når man gnider det.

Med hensyn til arbejdstøj refererer jeg ofte tilEN 343 Standard (Storbritannien)Denne standard vurderer hele beklædningsgenstanden. Den tager højde for stoffets og sømmenes vandafvisende egenskaber, beklædningsgenstandens konstruktion, ydeevne og åndbarhed. Den kategoriserer beklædningsgenstande i fire klasser (klasse 1 til klasse 4) for både vandafvisende egenskaber og åndbarhed. Klasse 4:4 tilbyder den højeste beskyttelse. Jeg finder denne standard meget nyttig til at vælge pålideligt vandafvisende vævet arbejdstøjsstof.

Faktorer der påvirker finishens holdbarhed

Jeg har lært, at selv de bedste vandafvisende overfladebehandlinger ikke holder evigt. Flere faktorer påvirker deres holdbarhed. At forstå disse faktorer hjælper mig med at vedligeholde mit arbejdstøj bedre.

Et vigtigt problem erforureningDWR-behandlinger, herunder voks og silikone, forurenes let af snavs og olie. Denne forurening får disse behandlinger til hurtigt at miste deres effektivitet. Når DWR nedbrydes, bliver stoffets overflade blød. Dette skaber en klam, våd fornemmelse mod huden, selvom vand ikke trænger ind i tøjet. Dette tab af effektivitet reducerer tøjets funktionelle levetid.

Slidspiller også en betydelig rolle. Naturlig slid og gentagen brug forårsager slitage på vandtæt beklædning. Denne slitage fører til områder, hvor DWR-finishen slides af over tid. Overdreven slid fra kilder som sten, gentagen kontakt med hoftebælter og skulderstropper eller adskillige vaske forringer DWR-ydeevnen. Når dette sker, bliver genpåføring af DWR nødvendig.

Upassendevaskeripraksiskan beskadige DWR-overflader alvorligt. Jeg har fundet ud af, at almindelige vaskemidler ødelægger DWR-egenskaberne. De aflejrer kemiske rester. Disse rester, som kan akkumuleres op til 2 % af stoffets vægt, består af parfume, UV-blegningsfarvestoffer, salte, overfladeaktive stoffer, proceshjælpemidler, smøremidler til vaskemaskiner, olier, fedtstoffer og polymerer. Disse rester gør stoffet stivt, binder fibre og dækker fluorpolymeren i DWR-en. Det forhindrer vand i at perle sig og får det til at trænge ind i stoffet. Skyllemidler forværrer yderligere dette problem ved at tilføje flere rester.

Jeg anbefaler altid at bruge pH-neutrale vaskemidler beregnet til teknisk overtøj. Disse er ofte vandbaserede, bionedbrydelige og fri for farvestoffer, hvidtemidler, lysnemidler eller duftstoffer. Vaskemidler, der er egnede til følsom hud, er ofte sikre til udstyr. Jeg undgår konventionelle vaskemidler, blegemiddel, skyllemiddel og renseri. Disse kan tilstoppe porer, beskadige DWR-belægninger og reducere vandtætheden/åndbarheden.

For at forlænge levetiden på vandafvisende arbejdstøj følger jeg specifikke vedligeholdelsespraksisser:

• ReaktiveringDenne proces gendanner den oprindelige vandafvisende finish. Det kræver varme og tid. Jeg kan opnå dette ved at tørretumble tøjet ved lav temperatur i cirka 30 minutter, hvis vaskeanvisningen tillader det. Et fugtigt håndklæde kan hjælpe, hvis tørretumbleren slukker tidligt. Hvis vandet perler af stoffet, var reaktiveringen vellykket. Jeg kan også stryge det tørre tøj ved lav temperatur uden damp ved at placere et håndklæde mellem strygejernet og tøjet.
• ImprægneringDette fornyer det vand- og smudsafvisende lag. Det aftager med tiden på grund af slid. Genimprægnering er nødvendig, når vandet ikke længere perler af efter vask og tørring. Jeg kan bruge specielle vaskemidler i vaskemaskinen på et skåneprogram. Alternativt påfører jeg en imprægneringsspray på tøjet eller bruger specielle midler under håndvask.
• Generel plejeJeg vasker altid arbejdstøj uden skyllemiddel inden imprægnering. Jeg følger vaskeanvisningerne på både tekstilet og imprægneringsmidlet.

Jeg observerer udviklingen inden for vandafvisende teknologi. Den balancerer nu høj ydeevne med miljøansvar. Løbende innovation leverer konsekvent effektive og sikrere løsninger for arbejdstagere. Forståelse af disse overfladebehandlinger hjælper mig med at vælge og vedligeholde optimalt arbejdstøj, hvilket sikrer lang levetid og komfort.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er DWR?

Jeg definerer DWR somHoldbar vandafvisendeDet er en speciel belægning. Denne belægning gør tekstiler vandafvisende.

Hvorfor er PFC'er en bekymring?

Jeg ved, at perfluorerede stoffer (PFC'er) er en bekymring. De ophobes i miljøet. De er også forbundet med sundhedsproblemer.

Hvordan genaktiverer jeg DWR?

Jeg genaktiverer DWR med varme. Jeg bruger en tørretumbler ved lav varme. Jeg kan også bruge et strygejern.