Was steckt hinter der wasserabweisenden Ausrüstung moderner Arbeitskleidungsstoffe?

Moderne gewebte Arbeitskleidung erhält ihre wasserabweisende Ausrüstung durch spezielle chemische Behandlungen. Diese verändern die Oberflächenspannung, sodass Wasser abperlt. Dadurch entsteht einwasserabweisendes Textil, unerlässlich für Dinge wiePolyester-Spandex-Gewebe für medizinische OP-Kleidung, TSP-Gewebe für medizinische Bekleidung, UndTSP-Krankenhausuniformstoff, oft alsTSP-pflegeleichtes GewebeDieser Markt hatte im Jahr 2023 ein Volumen von 2572,84 Millionen US-Dollar.

Wichtigste Erkenntnisse

• Spezielle Beschichtungen machenStoffe für ArbeitskleidungSie weisen Wasser ab. Diese Beschichtungen verändern die Oberfläche des Stoffes. Wasser perlt dann ab und rollt ab, sodass Sie trocken bleiben.
• Herkömmliche wasserabweisende Chemikalien, sogenannte PFCs, schädigen Umwelt und Gesundheit. Neue, sicherere Alternativen schützen Textilien nun ohne diese Risiken.
• Du kannstSorgen Sie dafür, dass Ihre wasserabweisende Kleidung länger hältReinigen Sie sie gründlich und erhitzen Sie die Beschichtung, um sie aufzufrischen. Dadurch wird die Wasserabweisung des Gewebes verbessert.

Die Wissenschaft der Wasserabweisung bei Arbeitskleidung

DWR verstehen (Dauerhaft wasserabweisende Imprägnierung)

Wenn ich mir das ansehemoderne ArbeitskleidungIch sehe viele Innovationen, insbesondere im Bereich der Wasserabweisung von Textilien. Das Geheimnis liegt oft in einer sogenannten dauerhaft wasserabweisenden Imprägnierung (DWR). DWR ist eine spezielle Beschichtung, die Hersteller auf Textilien auftragen. Diese Beschichtung macht den Stoff wasserabweisend oder hydrophob. Früher wurden für DWR-Behandlungen meist Fluorpolymere verwendet. Diese Beschichtungen sind in der Regel sehr dünn. Hersteller tragen sie auf, indem sie den Stoff in eine chemische Lösung sprühen oder tauchen. Alternativ kann auch die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) eingesetzt werden. CVD ist vorteilhaft, da weniger schädliche Lösungsmittel und weniger DWR-Material benötigt werden. Außerdem entsteht eine hauchdünne, wasserdichte Schicht, die das Aussehen und die Haptik des Stoffes kaum verändert.

DWR (Dry Water Rejection) wirkt, indem es die Oberflächenenergie des Materials senkt. Dadurch wird die Oberflächenenergie des Gewebes geringer als die Oberflächenspannung von Wasser. Trifft Wasser auf den Stoff, perlt es ab. So kann es nicht eindringen und Sie bleiben angenehm trocken. Die Wasserabweisung von Textilien hängt davon ab, wie stark eine Flüssigkeit an einer festen Oberfläche haftet. Je weniger Haftung, desto besser die Abweisung. Die Wasserbeständigkeit eines Gewebes hängt von verschiedenen Faktoren ab: der chemischen Zusammensetzung seiner Oberfläche, ihrer Rauheit, ihrer Porosität und den darauf befindlichen Molekülen. Dicht gewebte Stoffe tragen ebenfalls dazu bei. Die Zugabe feiner Mikropartikel kann die Porenkanäle verkleinern und so das Eindringen von Flüssigkeiten zusätzlich verhindern.

Wasserabweisende Eigenschaften beruhen auf der Veränderung der Oberflächenspannung. Wassermoleküle haften lieber aneinander als an einem behandelten Gewebe. Dies erreichen wir durch die Anwendung spezieller Chemikalien. Diese Chemikalien bilden eine hydrophobe Schicht auf dem Textil. Diese Schicht verhindert das Eindringen von Wassertropfen. Stattdessen perlen die Tropfen ab und rollen ab. Diese Ausrüstungsmittel wirken auf zweierlei Weise. Erstens reduzieren Chemikalien wie Fluorkohlenwasserstoffe oder Silikone die Oberflächenenergie der Fasern. Dadurch wird es für Wasser schwieriger, sich auszubreiten. Zweitens erzeugen moderne Mittel mikroskopisch kleine, raue, strukturierte Oberflächen. Dies verringert die Kontaktfläche zwischen Wassertropfen und Gewebe, wodurch das Wasser noch stärker abperlt.

Der hydrophobe Effekt beruht auf der Oberflächenspannung. Wasserabweisende Beschichtungen und dicht gewebte Fasern sind unpolar. Das bedeutet, dass Wassermoleküle keine Bindungen mit ihnen eingehen können. Wassertropfen bleiben daher auf der Oberfläche und werden durch ihre eigenen Kräfte zusammengehalten. Sobald ein Tropfen zu schwer wird, reißt ihn die Schwerkraft ab. Diese hydrophoben chemischen Beschichtungen werden durch Sprühen oder Tauchen aufgebracht. Die Textilien werden in Lösungen mit wasserabweisenden Chemikalien getränkt und anschließend getrocknet. Während des Trocknens verbinden sich diese Chemikalien, wie beispielsweise Silikon, Wachs oder bestimmte Fluorkohlenwasserstoffe, mit den einzelnen Fasern. Dadurch verändert sich die Oberflächenspannung der Fasern. Wasser und andere Flüssigkeiten können so nur schwer in den Stoff eindringen oder daran haften bleiben.

Chemie der Hydrophobie: PFCs und Alternativen

Lange Zeit waren per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFCs) die Standardchemikalien für die wasserabweisende Imprägnierung von Oberflächen. Insbesondere langkettige C8-Fluorkohlenwasserstoffe galten als Standard. Diese Chemikalien waren sehr wirksam bei der Abweisung von Wasser und Öl und wiesen zudem eine hohe chemische und thermische Stabilität auf. Allerdings wurden die mit diesen Substanzen verbundenen Umwelt- und Gesundheitsrisiken bekannt. Nach dem Verbot von C8-Fluorkohlenwasserstoffen stellten kurzkettige C6-Behandlungen eine vorübergehende Lösung dar.

Wir wissen inzwischen, dass Fluortelomere, die Bestandteile von PFCs sind, in gefährliche PFC-Säuren zerfallen. Dies trägt zur PFC-Belastung bei. Studien an Forellen zeigen, dass dieser Abbau während der Verdauung stattfinden kann. Dies gibt Anlass zur Sorge hinsichtlich Lebensmittelkontamination und direkter Aufnahme durch den Menschen. Die Fluorkohlenwasserstoffindustrie behauptete einst, der Abbau im Boden verlaufe langsam. Untersuchungen der EPA zeigten jedoch eine deutlich schnellere Abbaurate. Sie kamen zu dem Schluss, dass der Abbau von Fluortelomer-Polymeren eine bedeutende Quelle für PFOA und andere fluorierte Verbindungen in der Umwelt darstellt. C6-basierte Fluortelomere zerfallen ebenfalls in PFC-Säuren wie PFHxA. Obwohl PFHxA möglicherweise weniger gefährlich ist als PFOA, gibt es dennoch Anlass zur Sorge. Andere Fluortelomersäuren, die bei diesem Abbau entstehen, haben sich als toxisch für Wasserorganismen erwiesen.

PFCs sind problematisch, da viele von ihnen sehr langsam abgebaut werden. Sie können sich im Laufe der Zeit in Menschen, Tieren und der Umwelt anreichern. Studien deuten darauf hin, dass die Exposition gegenüber bestimmten PFCs negative gesundheitliche Folgen haben kann. Beispielsweise kann die PFC-Belastung die Pubertät bei Mädchen verzögern. Dies könnte später im Leben zu einem höheren Risiko für Brustkrebs, Nierenerkrankungen und Schilddrüsenerkrankungen führen. PFCs werden auch mit einer geringeren Knochendichte bei Jugendlichen in Verbindung gebracht, was Osteoporose verursachen kann. Studien zeigen einen Zusammenhang zwischen PFC-Belastung und einem erhöhten Risiko für Typ-2-Diabetes bei Frauen. Einige PFCs können auch das Risiko für Schilddrüsenkrebs erhöhen. Große Studien an Menschen und Tieren belegen Leberschäden durch PFC-Belastung. PFCs reichern sich in Körpergeweben wie der Leber an und tragen möglicherweise zu einer nichtalkoholischen Fettlebererkrankung bei.

Aufgrund dieser Bedenken beobachte ich einen starken Trend hin zu PFC-freien Alternativen. Viele Unternehmen bieten mittlerweile hervorragende Optionen an. So bietet beispielsweise Rockgeist PFC-freie Textilien wie die Cotton Duck-Serie von XPac und die Produkte von EcoPak an. Shell-Tech Free M325-SC1 und Shell-Tech Free 6053 sind wasserbasierte Ausrüstungen mit hydrophob-reaktiven Polymeren. Sie bieten eine hohe Wasserabweisung und sind waschbeständig. Altopel F3® ist eine weitere gute Option für Baumwoll- und Kunstfasern. Die Schoeller Textil AG hat Ecorepel® entwickelt, eine PFC-freie DWR-Ausrüstung, die den natürlichen Schutz von Pflanzen nachahmt. Sie bildet einen dünnen Film um die Fasern und weist so Wasser und Schmutz ab.

Zu den weiteren bemerkenswerten PFC-freien Lösungen gehören zeroF-Produkte und ECOPERL von CHT, BIONIC-FINISH® ECO von der Rudolf Group und Ecoguard-SYN (Conc) von Sarex. Sciessent bietet Curb Water Repellent-Produkte an, die zu 100 % fluorfrei und biologisch abbaubar sind. Teflon EcoElite bietet fluorfreie, schmutzabweisende Technologie. Daikin hat Unidyne XF für PFC-freie Wasserabweisung im Angebot. DownTek bietet PFC-freie, wasserabweisende Daunen. Auch NEIs Nanomyte SR-200EC und die Neoseed-Serie von NICCA sind PFC-frei. Polartec hat PFAS in den DWR-Ausrüstungen seiner Textilien eliminiert. Sympatex-Laminate sind seit jeher PFAS- und PTFE-frei. Die Produkte von OrganoClick sind PFAS-frei und biologisch abbaubar. Selbst Snickers Workwear bietet eine auswaschbare Textilimprägnierung ohne Fluorkohlenwasserstoffe an.

Eine beeindruckende Alternative ist Empel™. Es zeichnet sich durch hervorragende Wasserabweisung aus und absorbiert nur ein Drittel des Wassers im Vergleich zu führenden C0- und C6-Ausrüstungen. Es ist PFAS-frei und ungiftig und trägt das Oeko-Tex®-Zertifikat. Empel wird in einem wasserfreien Verfahren aufgebracht, was Umweltbelastung und Energieverbrauch reduziert. Es bietet langanhaltende Strapazierfähigkeit, da es eine molekulare Verbindung mit den Fasern eingeht. Zudem hält es den Stoff weich und atmungsaktiv, was für komfortable Arbeitskleidung unerlässlich ist.

Aufbringen wasserabweisender Ausrüstungen auf gewebte Arbeitskleidung

Industrielle Anwendungsprozesse

Die industrielle Anwendung wasserabweisender Beschichtungen fasziniert mich. Die Hersteller verwenden hauptsächlich ein Verfahren namens Pad-Dry-Cure. Zuerst tränken sie die Oberfläche.gewebter ArbeitskleidungsstoffDie Imprägnierung erfolgt in einer Lösung. Diese Lösung enthält DWR-Mittel, Bindemittel, Weichmacher und Katalysatoren. Anschließend wird der Stoff durch Walzen gepresst, um die gewünschte Wasseraufnahme zu erzielen. Danach wird das Produkt getrocknet. Abschließend erfolgt die Aushärtung bei bestimmten Temperaturen und über einen bestimmten Zeitraum. Dieser Aushärtungsschritt ist entscheidend, da er die Imprägnierung aktiviert. Die Trocknung findet beispielsweise zwischen 100 °C und 120 °C statt, die Aushärtung dann bei 150 °C bis 180 °C. Viele DWR-Imprägnierungen werden durch Wärme aktiviert. Ein kurzes Schleudern im Trockner bei niedriger oder mittlerer Temperatur kann die Imprägnierung auffrischen. Dadurch wird die Imprägnierung auf der Stoffoberfläche wiederhergestellt. Oftmals wird der Abperleffekt dadurch wiederhergestellt, ohne dass eine vollständige Nachbehandlung erforderlich ist. Sollte die Wasserabweisung nachlassen, reaktiviere ich die DWR-Imprägnierung gegebenenfalls mit einer niedrigen Temperatur im Trockner, sofern das Pflegeetikett dies zulässt. Bei Gore-Tex-Artikeln verwende ich unter Umständen sogar ein Dampfbügeleisen auf warmer Stufe und lege ein Handtuch zwischen Bügeleisen und Kleidungsstück.

Stoffstruktur und Webart für Wasserabweisung

Neben chemischen Behandlungen trägt auch die physikalische Struktur des Gewebes zur Wasserabweisung bei. Die Webart der Hersteller spielt dabei eine große Rolle. Dicht gewebte Stoffe sind von Natur aus wasserabweisender als locker gewebte. Die enge Verflechtung der Fäden bildet eine dichtere Barriere. Dadurch wird es Wassertropfen erschwert, einzudringen. Stellen Sie sich ein sehr feines,dicht gewebter ArbeitskleidungsstoffWasser sucht verzweifelt nach Lücken, durch die es dringen kann. Dieser physikalische Widerstand wirkt zusammen mit der chemischen DWR-Imprägnierung. Dadurch entsteht ein effektiveres und dauerhafteres wasserabweisendes Kleidungsstück. Ein Leinwandgewebe beispielsweise, mit seinem einfachen Über-Unter-Muster, kann sehr dicht sein. Diese Dichte verringert die Porengröße im Stoff. Kleinere Poren bedeuten weniger Platz für Wasser, um durchzukommen. Diese Kombination aus dichtem Gewebe und einer guten DWR-Behandlung bietet optimalen Schutz.

Leistung, Langlebigkeit und Wartung

Messung der Wirksamkeit der Wasserabweisung

Ich frage mich oft, wie Hersteller feststellen, ob eine wasserabweisende Ausrüstung tatsächlich funktioniert. Sie verwenden verschiedene Leistungskennzahlen und Tests. Diese Tests helfen uns zu verstehen, wie gut ein Stoff Wasser abweist.

Ein gängiger Test ist derHydrostatischer Drucktest (AATCC 127)Dieser Test misst, wie viel Wasserdruck ein Stoff aushält, bevor Wasser eindringt. Dazu wird der Stoff unter eine Wassersäule gelegt. Die Höhe der Wassersäule, gemessen in Millimetern (mm H₂O), gibt die Wasserbeständigkeit des Stoffes an. Beispielsweise gilt Kleidung mit mehr als 1000 mm als wasserdicht. Für extreme Bedingungen, wie Zelte oder militärische Ausrüstung, sind über 3000 mm erforderlich. Der AATCC-127-Test verwendet eine elektronisch gesteuerte Pumpe. Diese übt hydrostatischen Druck auf die Unterseite des Stoffes aus. Eine Beobachtungslampe hilft, Wassertropfen zu erkennen. Dieser Test wird häufig für Outdoor-Sportbekleidung und medizinische Schutzausrüstung verwendet.

Ein weiterer wichtiger Test ist derSprühleistungsprüfung (ISO 4920:2012 oder AATCC 22)Dieser Test beurteilt die Oberflächenbeständigkeit eines Stoffes gegenüber Nässe. Dabei wird unter kontrollierten Bedingungen Wasser auf eine straff gespannte Stoffprobe gesprüht. Anschließend wird das Nässemuster visuell bewertet. Die Bewertungsskala reicht von 0 (vollständig durchnässt) bis 100 (keine haftenden Tropfen). Internationale Käufer fordern für Outdoorjacken oft mehr als 90 Punkte. Dieser Test hilft, die Wasserbeständigkeit verschiedener Stoffausrüstungen zu beurteilen. Die Ergebnisse hängen von den Fasern, dem Garn, der Stoffkonstruktion und der Ausrüstung ab.

Weitere Tests tragen ebenfalls zu einem vollständigen Bild bei.Stoffleistung:

• FalltestHierbei wird geprüft, wie Wasser von der Oberfläche abperlt und abrollt.
• Absorptionstest (Punkttest)Ich benutze das, um zu sehen, wie viel Wasser der Stoff aufnimmt.
• AATCC 42Diese Kennzahl misst die Wasserdurchlässigkeit in Gramm. Beispielsweise benötigen medizinische Kittel möglicherweise weniger als 1,0 g/m².
• Bundesmann-Test (DIN 53888)Dies bestimmt sowohl die Wasseraufnahme als auch die Abriebfestigkeit. Es eignet sich für Arbeitskleidung und strapazierfähige Textilien.

Neben der Wasserabweisung berücksichtige ich auch andere Aspekte.Stoffeigenschaften für die Gesamtleistung:

• GSM (Gramm pro Quadratmeter)Das sagt mir das Gewicht des Stoffes.
• BerststärkeIch prüfe die Reißfestigkeit.
• ZugfestigkeitDies misst, wie viel Kraft der Stoff aushalten kann, bevor er reißt.
• Abriebfestigkeit (ASTM D4966, Martindale-Abriebprüfgerät)Dies zeigt, wie gut der Stoff Abrieb widersteht.
• LuftdurchlässigkeitIch achte dabei auf die Atmungsaktivität.
• Farbechtheit beim Waschen (ISO 105 C03)Dadurch wird sichergestellt, dass die Farben nach dem Waschen nicht verblassen.
• Farbechtheit gegenüber Wasser (ISO 105 E01)Dies prüft die Farbstabilität im nassen Zustand.
• Farbechtheit gegenüber Schweiß (ISO 105-E04)Ich benutze das, um zu sehen, ob Schweiß die Farbe beeinflusst.
• Reibechtheit (ISO-105-X 12)Diese Kennzahl misst, wie viel Farbe beim Reiben abfärbt.

Bei Arbeitskleidung beziehe ich mich oft auf dieEN 343 Standard (UK)Diese Norm bewertet das gesamte Kleidungsstück. Sie berücksichtigt die Wasserbeständigkeit des Gewebes und der Nähte, die Verarbeitung, die Funktionalität und die Atmungsaktivität. Die Kleidungsstücke werden hinsichtlich Wasserbeständigkeit und Atmungsaktivität in vier Klassen (Klasse 1 bis Klasse 4) eingeteilt. Klasse 4:4 bietet den höchsten Schutz. Ich finde diese Norm sehr hilfreich bei der Auswahl zuverlässiger, wasserabweisender Arbeitskleidung.

Faktoren, die die Haltbarkeit der Oberflächenbehandlung beeinflussen

Ich habe gelernt, dass selbst die besten wasserabweisenden Imprägnierungen nicht ewig halten. Verschiedene Faktoren beeinflussen ihre Haltbarkeit. Dieses Wissen hilft mir, meine Arbeitskleidung besser zu pflegen.

Ein großes Problem istKontaminationDWR-Imprägnierungen, einschließlich Wachse und Silikone, werden leicht durch Schmutz und Öl verunreinigt. Diese Verunreinigung führt zu einem schnellen Wirkungsverlust. Mit der Zeit wird die Stoffoberfläche feucht und fühlt sich klamm und nass auf der Haut an, selbst wenn kein Wasser in das Kleidungsstück eindringt. Dieser Wirkungsverlust verkürzt die Lebensdauer des Kleidungsstücks.

AbriebAuch die natürliche Abnutzung und der wiederholte Gebrauch spielen eine wichtige Rolle. Dadurch wird wasserdichte Kleidung mit der Zeit abgenutzt. Starke Reibung, beispielsweise durch Steine, wiederholten Kontakt mit Hüft- und Schultergurten oder häufiges Waschen, verringert die Wirksamkeit der DWR-Imprägnierung. In diesem Fall muss die DWR-Imprägnierung erneuert werden.

UnangemessenWäschepraktikenHerkömmliche Waschmittel können DWR-Imprägnierungen stark beschädigen. Sie hinterlassen chemische Rückstände, die bis zu 2 % des Textilgewichts ausmachen können. Diese Rückstände bestehen aus Duftstoffen, UV-Aufhellern, Salzen, Tensiden, Verarbeitungshilfsstoffen, Schmierstoffen für Waschmaschinen, Ölen, Fetten und Polymeren. Sie versteifen den Stoff, verkleben die Fasern und bedecken das Fluorpolymer der DWR-Imprägnierung. Dadurch perlt Wasser nicht mehr ab und dringt in den Stoff ein. Weichspüler verschlimmern dieses Problem zusätzlich durch weitere Rückstände.

Ich empfehle stets die Verwendung von pH-neutralen Waschmitteln, die speziell für Funktionsbekleidung entwickelt wurden. Diese sind oft wasserbasiert, biologisch abbaubar und frei von Farbstoffen, Aufhellern und Duftstoffen. Waschmittel, die für empfindliche Haut geeignet sind, eignen sich häufig auch für Funktionsbekleidung. Ich verzichte auf herkömmliche Waschmittel, Bleichmittel, Weichspüler und chemische Reinigung. Diese können die Poren verstopfen, wasserabweisende Beschichtungen beschädigen und die Wasserdichtigkeit und Atmungsaktivität beeinträchtigen.

Um die Lebensdauer wasserabweisender Arbeitskleidung zu verlängern, befolge ich bestimmte Pflegepraktiken:

• ReaktivierungDieser Vorgang stellt die ursprüngliche wasserabweisende Ausrüstung wieder her. Er erfordert Hitze und Zeit. Ich kann dies erreichen, indem ich das Kleidungsstück bei niedriger Temperatur etwa 30 Minuten im Wäschetrockner trockne, sofern das Pflegeetikett dies zulässt. Ein feuchtes Handtuch kann helfen, falls der Trockner vorzeitig abschaltet. Perlt das Wasser vom Stoff ab, war die Reaktivierung erfolgreich. Ich könnte das trockene Kleidungsstück auch bei niedriger Temperatur ohne Dampf bügeln und dabei ein Handtuch zwischen Bügeleisen und Kleidungsstück legen.
• ImprägnierungDadurch wird die wasser- und schmutzabweisende Schicht erneuert. Diese lässt mit der Zeit durch Abnutzung nach. Eine erneute Imprägnierung ist nötig, wenn das Wasser nach dem Waschen und Trocknen nicht mehr abperlt. Ich kann dafür spezielle Waschmittel in der Waschmaschine im Schonwaschgang verwenden. Alternativ sprühe ich das Kleidungsstück mit einem Imprägnierspray ein oder verwende spezielle Mittel beim Waschen von Hand.
• Allgemeine PflegeIch wasche Arbeitskleidung vor dem Imprägnieren immer ohne Weichspüler. Ich beachte die Pflegehinweise auf dem Etikett sowohl des Textils als auch des Imprägniermittels.

Ich verfolge die Entwicklung wasserabweisender Technologien. Sie vereinen heute hohe Leistungsfähigkeit mit Umweltverträglichkeit. Kontinuierliche Innovationen liefern immer wieder effektivere und sicherere Lösungen für Arbeiter. Das Verständnis dieser Ausrüstungen hilft mir, optimale Arbeitskleidung auszuwählen und zu pflegen, um Langlebigkeit und Tragekomfort zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen

Was ist DWR?

Ich definiere DWR alsDauerhaft wasserabweisendEs handelt sich um eine spezielle Beschichtung. Diese Beschichtung macht Stoffe wasserabweisend.

Warum geben PFCs Anlass zur Sorge?

Ich weiß, dass PFCs besorgniserregend sind. Sie reichern sich in der Umwelt an und stehen in Zusammenhang mit Gesundheitsproblemen.

Wie reaktiviere ich DWR?

Ich reaktiviere die DWR-Imprägnierung mit Hitze. Ich benutze dafür einen Wäschetrockner bei niedriger Temperatur. Alternativ kann ich auch ein Bügeleisen verwenden.