Mitä nykyaikaisten työvaatteiden vettähylkivän pinnan takana on?

Nykyaikaiset kudotut työvaatekankaat saavuttavat vettähylkivän pintansa erityisillä kemiallisilla käsittelyillä. Nämä muuttavat pintajännitystä, jolloin vesi helmiytyy ja valuu pois. Tämä luovettähylkivä tekstiilielintärkeää esimerkiksi seuraaville asioille:polyesteri spandex-kangas lääketieteelliseen käyttöön, TSP-kangas lääketieteellisiin vaatteisiinjaTSP-sairaalan univormukangas, usein kutenTSP helppohoitoinen kangasTämä markkina-arvo oli 2 572,84 miljoonaa dollaria vuonna 2023.

Keskeiset tiedot

• Erikoispinnoitteet tekevättyövaatekankaathylkii vettä. Nämä pinnoitteet muuttavat kankaan pintaa. Vesi sitten helmiäistyy ja valuu pois pitäen sinut kuivana.
• Vanhat vettähylkivät kemikaalit, joita kutsutaan PFC-yhdisteiksi, vahingoittavat ympäristöä ja terveyttä. Uudet, turvallisemmat vaihtoehdot suojaavat nyt kankaita ilman näitä riskejä.
• Voitpidennä vedenkestävien vaatteiden käyttöikääPuhdista ne huolellisesti ja käytä lämpöä pinnoitteen virkistämiseen. Tämä auttaa kangasta pitämään veden ulkona.

Työvaatteiden vedenpitävyyden tiede

DWR:n (kestävä vettähylkivä) ymmärtäminen

Kun katsonmodernit työvaatteetNäen paljon innovaatioita, erityisesti kankaiden vedenpitävyydessä. Salaisuus piilee usein niin sanotussa kestävässä vettähylkivässä aineessa eli DWR:ssä. DWR on erityinen pinnoite, jonka valmistajat levittävät kankaisiin. Tämä pinnoite tekee kankaasta vedenkestävän eli hydrofobisen. Historiallisesti useimmissa DWR-käsittelyissä käytettiin fluoropolymeerejä. Nämä pinnoitteet ovat yleensä hyvin ohuita. Valmistajat levittävät ne suihkuttamalla tai kastamalla kangasta kemialliseen liuokseen. He voivat käyttää myös kemiallista höyrypinnoitusta (CVD). CVD on loistava menetelmä, koska siinä käytetään vähemmän haitallisia liuottimia ja vähemmän DWR-materiaalia. Se luo myös erittäin ohuen vedenpitävän kerroksen, joka ei muuta juurikaan kankaan ulkonäköä tai tuntua.

DWR toimii alentamalla materiaalin vapaata pintaenergiaa. Tämä tarkoittaa, että kankaan pintaenergia laskee veden pintajännitystä pienemmäksi. Kun vesi osuu kankaaseen, se muodostaa helmiä ja valuu pois. Tämä estää veden imeytymisen, mikä pitää olosi mukavana ja kuivana. Tekstiilien vedenhylkivyys riippuu siitä, kuinka paljon neste tarttuu kiinteään pintaan. Vähemmän tarttumista tarkoittaa parempaa hylkivyyttä. Kankaan kyky vastustaa vettä riippuu useista tekijöistä: sen pinnan kemiallisesta koostumuksesta, sen karheudesta, huokoisuudesta ja siitä, mitä muita molekyylejä sillä on. Tiiviisti kudotut kankaat auttavat myös. Hienojen mikrohiukkasten lisääminen voi pienentää huokoskanavia, mikä estää nesteiden pääsyn entisestään.

Vedenhylkivyys perustuu pintajännityksen muuttumiseen. Vesimolekyylit tarttuvat mieluummin toisiinsa kuin käsiteltyyn kankaaseen. Saavutamme tämän käyttämällä erityisiä kemikaaleja. Nämä kemikaalit muodostavat tekstiilin pinnalle hydrofobisen kerroksen. Tämä kerros estää vesipisaroiden pääsyn sisään. Sen sijaan pisarat helmikertyvät ja vierivät pois. Nämä viimeistelyaineet toimivat parilla tavalla. Ensinnäkin kemikaalit, kuten fluorihiilivedyt tai silikonit, vähentävät kuitujen pintaenergiaa. Tämä vaikeuttaa veden leviämistä. Toiseksi edistyneet aineet luovat karkeita, teksturoivia pintoja pienellä tasolla. Tämä vähentää vesipisaroiden ja kankaan välistä kosketuspinta-alaa, jolloin vesi helmikertyi entisestään.

Hydrofobinen vaikutus hyödyntää pintajännitystä. Vedenkestävät pinnoitteet ja tiiviisti kudotut kuidut ovat poolittomia. Tämä tarkoittaa, että vesimolekyylit eivät voi muodostaa niihin sidoksia. Niinpä vesipisarat pysyvät pinnalla omien voimiensa ansiosta. Kun pisarasta tulee liian raskas, painovoima vetää sen pois. Nämä hydrofobiset kemialliset pinnoitteet kiinnitetään suihkuttamalla tai kastamalla. Kankaat liotetaan vettä hylkiviä kemikaaleja sisältävissä liuoksissa ja kuivuvat. Kuivuessaan nämä kemikaalit, kuten silikoni, vaha tai tietyt fluorihiilivedyt, sitoutuvat yksittäisiin kuituihin. Tämä muuttaa kuitujen pintajännitystä. Se vaikeuttaa veden ja muiden nesteiden pääsyä kankaaseen tai tarttumista siihen.

Hydrofobisuuden kemia: PFC-yhdisteet ja vaihtoehdot

Pitkään DWR:n pääkemikaaleja olivat per- ja polyfluorialkyyliyhdisteet eli PFC:t. Tarkemmin sanottuna pitkäketjuiset C8-fluorihiilivedyt olivat standardi. Nämä kemikaalit hylkivät erittäin tehokkaasti sekä vettä että öljyä. Niillä oli myös korkea kemiallinen ja terminen stabiilius. Opimme kuitenkin näihin aineisiin liittyvistä ympäristö- ja terveysongelmista. Kun C8-fluorihiilivedyt kiellettiin, lyhytketjuisista C6-käsittelyistä tuli väliaikainen ratkaisu.

Tiedämme nyt, että PFC-yhdisteisiin kuuluvat fluorotelomeerit hajoavat vaarallisiksi PFC-hapoiksi. Tämä lisää PFC-saastetta. Taimenella tehdyt tutkimukset osoittavat, että tämä hajoaminen voi tapahtua ruoansulatuksen kautta. Tämä herättää huolta elintarvikkeiden saastumisesta ja suorasta imeytymisestä ihmisiin. Fluorihiilivetyteollisuus väitti aikoinaan hajoamisen olevan hidasta maaperässä. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) tutkimus osoitti kuitenkin paljon nopeamman nopeuden. He päättelivät, että fluorotelomeeri-polymeerin hajoaminen on merkittävä PFOA:n ja muiden fluorattujen yhdisteiden lähde ympäristössä. Myös C6-pohjaiset fluorotelomeerit hajoavat PFC-hapoiksi, kuten PFHxA:ksi. Vaikka PFHxA saattaa olla vähemmän vaarallinen kuin PFOA, se on silti huolenaihe. Muut tästä hajoamisesta syntyvät fluorotelomeerihapot ovat osoittaneet myrkyllisyyttä vesieliöille.

PFC-yhdisteet ovat ongelma, koska monet niistä hajoavat hyvin hitaasti. Ne voivat kertyä ihmisiin, eläimiin ja ympäristöön ajan myötä. Tutkimukset viittaavat siihen, että altistuminen tietyille PFC-yhdisteille voi johtaa huonoihin terveysvaikutuksiin. Esimerkiksi PFC-altistus voi viivästyttää murrosikää tytöillä. Tämä voi johtaa suurempaan rintasyövän, munuaissairauden ja kilpirauhassairauden riskiin myöhemmin elämässä. Se on myös yhdistetty teini-ikäisten alhaisempaan luuntiheyteen, mikä voi aiheuttaa osteoporoosia. Tutkimukset osoittavat yhteyden PFC-altistuksen ja lisääntyneen tyypin 2 diabeteksen riskin välillä naisilla. Jotkut PFC-yhdisteet voivat myös lisätä kilpirauhassyövän riskiä. Laajat ihmisillä ja eläimillä tehdyt tutkimukset osoittavat PFC-altistuksen aiheuttavan maksavaurioita. PFC-yhdisteet kertyvät kehon kudoksiin, kuten maksaan, mikä saattaa edistää alkoholittoman rasvamaksan syntymistä.

Näiden huolenaiheiden vuoksi näen suurta kysyntää PFC-vapaille vaihtoehdoille. Monet yritykset tarjoavat nyt erinomaisia ​​vaihtoehtoja. Esimerkiksi Rockgeist tarjoaa PFC-vapaita kankaita, kuten XPacin Cotton Duck -sarjan ja EcoPakin tuotteita. Shell-Tech Free M325-SC1 ja Shell-Tech Free 6053 ovat vesipohjaisia ​​​​pinnoitteita, joissa käytetään hydrofobisia reaktiivisia polymeerejä. Ne tarjoavat korkean vedenhylkivyyden ja kestävät useita pesuja. Altopel F3® on toinen hyvä vaihtoehto puuvillalle ja synteettisille kuiduille. Schoeller Textil AG on kehittänyt Ecorepel®-pinnoitteen, PFC-vapaan DWR-pinnoitteen, joka jäljittelee kasvien luonnollista suojautumista. Se muodostaa kuitujen ympärille ohuen kalvon, joka hylkii vettä ja likaa.

Muita merkittäviä PFC-vapaita ratkaisuja ovat CHT:n zeroF-tuotteet ja ECOPERL, Rudolf Groupin BIONIC-FINISH® ECO sekä Sarexin Ecoguard-SYN (Conc). Sciessent tarjoaa Curb Water Repellent -tuotteita, jotka ovat 100 % fluorivapaita ja biohajoavia. Teflon EcoElite tarjoaa fluorittoman tahranpoistoteknologian. Daikinilla on Unidyne XF PFC-vapaata vedenhylkivyyttä varten. DownTek tarjoaa PFC-vapaata vedenhylkivyyttä. NEI:n Nanomyte SR-200EC ja NICCA:n Neoseed-sarja ovat myös PFC-vapaita. Polartec on poistanut PFAS-yhdisteet DWR-käsittelyistään kaikissa kankaissaan. Sympatex-laminaatit ovat aina olleet PFAS- ja PTFE-vapaita. OrganoClickin tuotteet ovat PFAS-vapaita ja biohajoavia. Jopa Snickers Workwear tarjoaa pestäviä tekstiilien vedeneristystuotteita, jotka eivät sisällä fluorihiilivetyjä.

Yksi vaikuttava vaihtoehto on Empel™. Se on erittäin vedenpitävä, imee vain kolmanneksen vedestä verrattuna johtaviin C0- ja C6-viimeistelyihin. Se on PFAS-vapaa ja myrkytön, ja sillä on Oeko-Tex®-sertifikaatti. Empel käyttää vedetöntä levitysprosessia, joka vähentää saasteita ja energiankulutusta. Se tarjoaa pitkäkestoista kestävyyttä, koska se muodostaa molekyylisidoksen kuitujen kanssa. Lisäksi se pitää kankaan pehmeänä ja hengittävänä, mikä on ratkaisevan tärkeää mukavan kudotun työvaatekankaan kannalta.

Vettähylkivien viimeistelyjen levittäminen kudottuun työvaatekankaaseen

Teolliset sovellusprosessit

Pidän vedenhylkivien pinnoitteiden teollista käyttöä kiehtovana. Valmistajat käyttävät pääasiassa menetelmää nimeltä pad-dry-cope. Ensin he liottavatkudottu työvaatekangasliuoksessa. Tämä liuos sisältää DWR-aineita, sideaineita, pehmentimiä ja katalyyttejä. Seuraavaksi rullat puristavat kangasta halutun kosteudenpitävyyden saavuttamiseksi. Sitten ne kuivaavat tuotteen. Lopuksi ne kovettavat sitä tietyissä lämpötiloissa ja tietyin aikoina. Tämä kovetusvaihe on ratkaisevan tärkeä. Se aktivoi käsittelyn. Esimerkiksi kuivaus tapahtuu 100–120 °C:ssa. Kovetus tapahtuu sitten 150–180 °C:ssa. Tiedän myös, että monet DWR-käsittelyt aktivoituvat lämmöllä. Nopea linkous kuivausrummussa alhaisella tai keskilämmöllä voi auttaa elvyttämään pinnan. Tämä nollaa käsittelyn kankaan pinnalla. Se usein palauttaa vedenpitävyyden ilman täydellistä uudelleenkäsittelyä. Jos vedenpitävyys alkaa heikentyä, harkitsen DWR:n uudelleenaktivointia käyttämällä kuivausrummun matalaa lämpötilaa, jos hoito-ohje sen sallii. Gore-Tex-tuotteiden kohdalla voisin jopa käyttää höyrysilitysrautaa lämpimällä asetuksella asettamalla pyyhkeen raudan ja vaatteen väliin.

Kankaan rakenne ja kudos hylkivyyden takaamiseksi

Kemiallisten käsittelyjen lisäksi kankaan fyysinen rakenne auttaa myös vedenhylkivyydessä. Näen, että valmistajien kutomalla tavalla on suuri merkitys. Tiheästi kudotut kankaat hylkivät vettä luonnostaan ​​paremmin kuin löyhät kudokset. Lankojen tiivis lomitus luo tiheämmän esteen. Tämä vaikeuttaa vesipisaroiden tunkeutumista. Ajattele erittäin hienoa,tiheästi kudottu työvaatekangasVesi ei löydä aukkoja, joista ne läpäisevät. Tämä fyysinen vastus toimii yhdessä kemiallisen DWR-käsittelyn kanssa. Se luo tehokkaamman ja kestävämmän vettähylkivän vaatteen. Esimerkiksi palttina, jossa on yksinkertainen päällekkäiskuvio, voi olla hyvin tiheä. Tämä tiheys pienentää kankaan huokosten kokoa. Pienemmät huokoset tarkoittavat vähemmän tilaa vedelle päästä läpi. Tämä tiiviin kudoksen ja hyvän DWR-käsittelyn yhdistelmä antaa meille parhaan suojan.

Suorituskyky, kestävyys ja huolto

Vedenhylkivyyden tehokkuuden mittaaminen

Mietin usein, miten valmistajat määrittävät, toimiiko vettähylkivä pinnoite todella. He käyttävät useita keskeisiä suorituskykyindikaattoreita ja testejä. Nämä testit auttavat meitä ymmärtämään, kuinka hyvin kangas kestää vettä.

Yksi yleinen testi onHydrostaattinen painekoe (AATCC 127)Näen tämän testin mittaavan, kuinka paljon vedenpainetta kangas kestää ennen kuin vesi tunkeutuu siihen. Kangas asetetaan vesipatsaan alle. Vesipatsaan korkeus, mitattuna millimetreinä (mm H₂O), osoittaa kankaan kestävyyden. Tiedän esimerkiksi, että yli 1000 mm:n vaatteet katsotaan vedenpitäviksi. Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten teltoissa tai sotilasvarusteissa, vaaditaan yli 3000 mm. AATCC 127 -testissä käytetään elektronisesti ohjattua pumppua. Se kohdistaa hydrostaattista painetta kankaan alapintaan. Tarkkailuvalo auttaa havaitsemaan vesipisaroita. Tätä testiä käytetään yleisesti ulkoiluvaatteiden ja lääketieteellisten suojamateriaalien kanssa.

Toinen tärkeä testi onRuiskutuskestävyystesti (ISO 4920:2012 tai AATCC 22)Mielestäni tämä testi arvioi kankaan vastustuskykyä pinnan kostuttamiselle. He suihkuttavat vettä kireälle kangasnäytteelle kontrolloiduissa olosuhteissa. Sitten he arvioivat visuaalisesti kastuneen kuvion. Arviointiasteikko ulottuu 0:sta (täysin märkä) 100:aan (ei tarttuvia pisaroita). Kansainväliset ostajat vaativat usein yli 90 luokkaa ulkoilutakkeilta. Tämä testi auttaa arvioimaan erilaisten kangasviimeistelyjen vedenkestävyyttä. Tulokset riippuvat kuiduista, langasta, kankaan rakenteesta ja viimeistelystä.

Myös muut testit auttavat saamaan kokonaiskuvankankaan suorituskyky:

• PudotuskoeTämä tarkistaa, miten vesi helmeilee ja valuu pinnalta.
• Imukykytesti (pistetesti)Käytän tätä nähdäkseni, kuinka paljon vettä kangas imee.
• AATCC 42Tämä mittaa vedenläpäisyn grammoina. Esimerkiksi lääketieteelliset suojatakit saattavat tarvita alle 1,0 g/m².
• Bundesmannin testi (DIN 53888)Tämä määrittää sekä vedenimeytymisprosentin että hankauksenkestävyyden. Sopii työvaatteille ja raskaaseen käyttöön tarkoitetuille tekstiileille.

Vedenhylkivyyden lisäksi harkitsen myös muitakankaan ominaisuudet kokonaissuorituskyvyn kannalta:

• GSM (grammaa neliömetriä kohti)Tämä kertoo minulle kankaan painon.
• MurtumislujuusTarkistan tämän repäisynkestävyyden.
• Vetolujuus: Tämä mittaa, kuinka paljon voimaa kangas kestää ennen kuin se katkeaa.
• Kulutuskestävyys (ASTM D4966, Martindale-kulutustesti)Tämä osoittaa, kuinka hyvin kangas kestää hankausta.
• IlmanläpäisevyysKatson tätä hengittävyyden kannalta.
• Värinkesto pesua vastaan ​​(ISO 105 C03)Tämä varmistaa, että värit eivät haalistu pesun jälkeen.
• Värin vedenkesto (ISO 105 E01)Tämä tarkistaa värin pysyvyyden märkänä.
• Värin hienkesto (ISO 105-E04)Käytän tätä nähdäkseni, vaikuttaako hiki väriin.
• Hankauskestävyys (ISO-105-X 12): Tämä mittaa, kuinka paljon väriä siirtyy hierottaessa.

Työvaatteiden kohdalla viittaan usein ns.EN 343 -standardi (UK)Tämä standardi arvioi koko vaatetta. Se ottaa huomioon kankaan ja saumojen vedenpitävyyden, vaatteen rakenteen, suorituskyvyn ja hengittävyyden. Se luokittelee vaatteet neljään luokkaan (luokat 1–4) sekä vedenpitävyyden että hengittävyyden osalta. Luokka 4:4 tarjoaa parhaan suojan. Mielestäni tämä standardi on erittäin hyödyllinen luotettavan vettähylkivän kudotun työvaatekankaan valinnassa.

Viimeistelyn kestävyyteen vaikuttavat tekijät

Olen oppinut, että edes parhaat vettähylkivät pinnoitteet eivät kestä ikuisesti. Useat tekijät vaikuttavat niiden kestävyyteen. Näiden ymmärtäminen auttaa minua pitämään työvaatteistani huolta paremmin.

Yksi merkittävä ongelma onsaastuminenDWR-pinnoitteet, mukaan lukien vahat ja silikonit, likaantuvat helposti liasta ja öljystä. Tämä kontaminaatio saa nämä pinnoitteet menettämään nopeasti tehokkuutensa. Kun DWR hajoaa, kankaan pinta muuttuu vetiseksi. Tämä luo nihkeän ja märän tunteen ihoa vasten, vaikka vesi ei imeytyisikään vaatteeseen. Tämä tehokkuuden menetys lyhentää vaatteen käyttöikää.

Kuluminenmyös merkittävässä roolissa. Luonnolliset hankaumat ja toistuva käyttö aiheuttavat vedenpitävien vaatteiden kulumista. Tämä kuluminen johtaa alueisiin, joissa DWR-pinnoite kuluu ajan myötä. Liiallinen hankaus esimerkiksi kivien, toistuvan lantiovyön ja olkahihnojen kosketuksen tai lukuisten pesukertojen vuoksi heikentää DWR-pinnoitteen suorituskykyä. Kun näin tapahtuu, DWR-pinnoitteen uudelleenkäyttö on tarpeen.

Väärinpyykinpesukäytännötvoi vahingoittaa vakavasti DWR-pinnoitteita. Olen havainnut, että tavalliset pyykinpesuaineet tuhoavat DWR-ominaisuudet. Ne kerryttävät kemikaalijäämiä. Nämä jäämät, joita voi kertyä jopa 2 % kankaan painosta, koostuvat hajusteista, UV-kirkastusväreistä, suoloista, pinta-aktiivisista aineista, apuaineista, pesukoneiden voiteluaineista, öljyistä, rasvoista ja polymeereistä. Nämä jäämät jäykistävät kangasta, sitovat kuituja ja peittävät DWR-pinnoitteen fluoropolymeerin. Ne estävät veden kerääntymisen ja saavat sen imeytymään kankaaseen. Huuhteluaineet pahentavat tätä ongelmaa entisestään lisäämällä jäämiä.

Suosittelen aina teknisille päällysvaatteille tarkoitettuja pH-neutraaleja pesuaineita. Nämä ovat usein vesipohjaisia, biohajoavia eivätkä sisällä väriaineita, valkaisuaineita, kirkasteita tai hajusteita. Herkälle iholle sopivat pesuaineet ovat usein turvallisia varusteille. Vältän perinteisiä pesuaineita, valkaisuainetta, huuhteluainetta ja kuivapesua. Nämä voivat tukkia ihohuokosia, vahingoittaa vedenpitäviä pinnoitteita ja heikentää vedenpitävyys-/hengittävyysluokituksia.

Pidentääkseni vettähylkivien työvaatteiden käyttöikää noudatan tiettyjä huoltokäytäntöjä:

• UudelleenaktivointiTämä prosessi palauttaa alkuperäisen vettähylkivän pinnan. Se vaatii lämpöä ja aikaa. Voin saavuttaa tämän rumpukuivaamalla vaatteen alhaisessa lämpötilassa noin 30 minuuttia, jos hoito-ohje sen sallii. Kostea pyyhe voi auttaa, jos kuivausrumpu sammuu liian aikaisin. Jos vesi helmiäilee pois kankaasta, elvytys onnistui. Voin myös silittää kuivan vaatteen alhaisessa lämpötilassa ilman höyryä asettamalla pyyhkeen raudan ja vaatteen väliin.
• KyllästäminenTämä uudistaa vettä ja likaa hylkivän kerroksen. Se heikkenee ajan myötä kulumisen vuoksi. Uudelleenkyllästys on tarpeen, kun vesi ei enää irtoa pesun ja kuivauksen jälkeen. Voin käyttää pesukoneessa erityisiä pesuaineita hellävaraisella pesuohjelmalla. Vaihtoehtoisesti levitän vaatteeseen kyllästyssuihketta tai käytän erityisiä aineita käsinpesun aikana.
• Yleinen hoitoPesen työvaatteet aina ilman huuhteluainetta ennen kyllästämistä. Noudatan sekä tekstiilin että kyllästysaineen hoito-ohjeita.

Seuraan vedenpitävän teknologian kehitystä. Se tasapainottaa nyt korkean suorituskyvyn ja ympäristövastuun. Jatkuva innovaatio tuottaa johdonmukaisesti tehokkaita ja turvallisempia ratkaisuja työntekijöille. Näiden viimeistelyjen ymmärtäminen auttaa minua valitsemaan ja ylläpitämään optimaalisia työvaatteita, mikä varmistaa pitkäikäisyyden ja mukavuuden.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on DWR?

Määrittelen DWR:n seuraavastiKestävä vettähylkiväSe on erikoispinnoite. Tämä pinnoite tekee kankaista vedenkestäviä.

Miksi PFC-yhdisteet ovat huolenaihe?

Tiedän, että PFC-yhdisteet ovat huolenaihe. Ne kertyvät ympäristöön. Ne ovat myös yhteydessä terveysongelmiin.

Miten aktivoin DWR:n uudelleen?

Aktivoin DWR:n uudelleen lämmöllä. Käytän kuivausrumpua alhaisella lämmöllä. Voin käyttää myös silitysrautaa.