Cosa si nasconde dietro la finitura idrorepellente dei tessuti moderni per abbigliamento da lavoro

I moderni tessuti per abbigliamento da lavoro ottengono la loro finitura idrorepellente tramite trattamenti chimici specializzati. Questi alterano la tensione superficiale, facendo sì che l'acqua si depositi e scorra via. Questo crea untessuto resistente all'acqua, vitale per oggetti cometessuto in poliestere spandex per camice medico, Tessuto TSP per abbigliamento medico, ETessuto per uniformi ospedaliere TSP, spesso comeTessuto TSP di facile manutenzioneNel 2023 questo mercato valeva 2.572,84 milioni di dollari.

Punti chiave

• Rivestimenti speciali rendonotessuti per abiti da lavoroRespingono l'acqua. Questi rivestimenti modificano la superficie del tessuto. L'acqua si accumula e scivola via, mantenendoti asciutto.
• Le vecchie sostanze chimiche idrorepellenti, chiamate PFC, sono dannose per l'ambiente e la salute. Nuove e più sicure opzioni proteggono i tessuti senza questi rischi.
• Puoifai durare più a lungo i tuoi vestiti idrorepellentiPuliscili accuratamente e usa il calore per rinfrescare il rivestimento. Questo aiuta il tessuto a trattenere l'acqua.

La scienza dell'idrorepellenza negli abiti da lavoro

Informazioni sul DWR (idrorepellente durevole)

Quando guardoabbigliamento da lavoro modernoVedo molta innovazione, soprattutto nel modo in cui i tessuti reagiscono all'acqua. Il segreto spesso risiede in qualcosa chiamato Durable Water Repellent, o DWR. Il DWR è un rivestimento speciale che i produttori applicano ai tessuti. Questo rivestimento rende il tessuto resistente all'acqua, o idrofobico. Storicamente, la maggior parte dei trattamenti DWR utilizzava fluoropolimeri. Questi rivestimenti sono solitamente molto sottili. I produttori li applicano spruzzando o immergendo il tessuto in una soluzione chimica. Possono anche utilizzare la deposizione chimica da vapore (CVD). La CVD è ottima perché utilizza meno solventi nocivi e meno materiale DWR. Crea anche uno strato impermeabile super sottile che non altera molto l'aspetto o la sensazione al tatto del tessuto.

Il DWR agisce riducendo l'energia superficiale libera del materiale. Ciò significa che l'energia superficiale del tessuto diventa inferiore alla tensione superficiale dell'acqua. Quando l'acqua colpisce il tessuto, forma delle perle e rotola via. Questo impedisce all'acqua di penetrare, mantenendo il corpo comodo e asciutto. L'idrorepellenza nei tessuti dipende da quanto un liquido aderisce a una superficie solida. Meno aderenza significa maggiore repellenza. La capacità di un tessuto di resistere all'acqua dipende da diversi fattori: la composizione chimica della sua superficie, la sua ruvidità, la sua porosità e le altre molecole presenti su di essa. Anche i tessuti a trama fitta aiutano. L'aggiunta di microparticelle fini può ridurre i pori, bloccando ulteriormente i fluidi.

L'idrorepellenza si basa sulla modifica della tensione superficiale. Le molecole d'acqua preferiscono aderire tra loro piuttosto che a un tessuto trattato. Questo risultato si ottiene applicando sostanze chimiche speciali. Queste formano uno strato idrofobico sul tessuto. Questo strato impedisce alle gocce d'acqua di penetrare. Al contrario, le gocce si accumulano e rotolano via. Questi agenti di finitura agiscono in due modi. In primo luogo, sostanze chimiche come fluorocarburi o siliconi riducono l'energia superficiale delle fibre. Questo rende difficile la diffusione dell'acqua. In secondo luogo, agenti avanzati creano superfici ruvide e testurizzate a livello microscopico. Questo riduce l'area di contatto tra le gocce d'acqua e il tessuto, facendo sì che l'acqua si raccolga ancora di più.

L'effetto idrofobico sfrutta la tensione superficiale. I rivestimenti idrorepellenti e le fibre a trama fitta sono apolari. Ciò significa che le molecole d'acqua non possono formare legami con esse. Quindi, le goccioline d'acqua rimangono sulla superficie, tenute insieme dalle loro stesse forze. Quando una gocciolina diventa troppo pesante, la gravità la stacca. Questi rivestimenti chimici idrofobici si applicano tramite trattamenti a spruzzo o a immersione. I tessuti vengono immersi in soluzioni con sostanze chimiche idrorepellenti, quindi asciugano. Durante l'asciugatura, queste sostanze chimiche, come silicone, cera o alcuni fluorocarburi, si legano alle singole fibre. Questo modifica la tensione superficiale delle fibre. Rende difficile all'acqua e ad altri liquidi penetrare o aderire al tessuto.

Chimica dell'idrofobicità: PFC e alternative

Per lungo tempo, le sostanze chimiche di riferimento per il DWR sono state le sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche, o PFC. Nello specifico, i fluorocarburi C8 a catena lunga erano lo standard. Queste sostanze chimiche erano molto efficaci nel respingere sia l'acqua che l'olio. Avevano anche un'elevata stabilità chimica e termica. Tuttavia, abbiamo scoperto i problemi ambientali e sanitari legati a queste sostanze. Dopo il divieto dei fluorocarburi C8, i trattamenti C6 a catena più corta sono diventati una soluzione temporanea.

Ora sappiamo che i fluorotelomeri, che fanno parte dei PFC, si scompongono in pericolosi acidi PFC. Questo aumenta l'inquinamento da PFC. Studi sulle trote dimostrano che questa scomposizione può avvenire attraverso la digestione. Ciò solleva preoccupazioni sulla contaminazione alimentare e sull'assorbimento diretto negli esseri umani. L'industria dei fluorocarburi un tempo sosteneva che la scomposizione nel suolo fosse lenta. Tuttavia, una ricerca dell'EPA ha mostrato un tasso molto più rapido. Hanno concluso che la scomposizione dei polimeri fluorotelomerici è una grande fonte di PFOA e altri composti fluorurati nell'ambiente. Anche i fluorotelomeri a base di C6 si scompongono in acidi PFC, come il PFHxA. Sebbene il PFHxA possa essere meno pericoloso del PFOA, rappresenta comunque un problema. Altri acidi fluorotelomerici derivanti da questa scomposizione hanno mostrato tossicità per la vita acquatica.

I PFC rappresentano un problema perché molti si degradano molto lentamente. Possono accumularsi nelle persone, negli animali e nell'ambiente nel tempo. La ricerca suggerisce che l'esposizione ad alcuni PFC può avere effetti negativi sulla salute. Ad esempio, l'esposizione ai PFC può ritardare la pubertà nelle ragazze. Questo potrebbe portare a un rischio maggiore di cancro al seno, malattie renali e malattie della tiroide in età adulta. È stato anche collegato a una minore densità minerale ossea negli adolescenti, che può causare osteoporosi. Gli studi dimostrano un legame tra l'esposizione ai PFC e un aumento del rischio di diabete di tipo 2 nelle donne. Alcuni PFC possono anche aumentare il rischio di cancro alla tiroide. Ampi studi su esseri umani e animali mostrano danni al fegato dovuti all'esposizione ai PFC. I PFC si accumulano nei tessuti corporei come il fegato, contribuendo potenzialmente alla steatosi epatica non alcolica.

A causa di queste preoccupazioni, vedo una forte spinta verso alternative prive di PFC. Molte aziende ora offrono ottime opzioni. Ad esempio, Rockgeist offre tessuti privi di PFC come la serie Cotton Duck di XPac e le offerte di EcoPak. Shell-Tech Free M325-SC1 e Shell-Tech Free 6053 sono finiture a base d'acqua che utilizzano polimeri idrofobici-reattivi. Offrono un'elevata idrorepellenza e durano a lungo. Altopel F3® è un'altra buona opzione per cotone e fibre sintetiche. Schoeller Textil AG ha sviluppato Ecorepel®, una finitura DWR priva di PFC che imita il modo in cui le piante si proteggono naturalmente. Forma una sottile pellicola attorno alle fibre per respingere acqua e sporco.

Altre soluzioni degne di nota senza PFC includono i prodotti zeroF ed ECOPERL di CHT, BIONIC-FINISH® ECO di Rudolf Group ed Ecoguard-SYN (Conc) di Sarex. Sciessent offre prodotti Curb Water Repellent, privi di fluoro e biodegradabili al 100%. Teflon EcoElite offre una tecnologia antimacchia priva di fluoro. Daikin offre Unidyne XF per un'idrorepellenza senza PFC. DownTek offre piumino idrorepellente senza PFC. Anche Nanomyte SR-200EC di NEI e la serie Neoseed di NICCA sono privi di PFC. Polartec ha eliminato i PFAS dai trattamenti DWR in tutti i suoi tessuti. I laminati Sympatex sono sempre stati privi di PFAS e PTFE. I prodotti OrganoClick sono privi di PFAS e biodegradabili. Anche Snickers Workwear offre impermeabilizzazione tessile lavabile senza fluorocarburi.

Un'alternativa interessante è Empel™. Presenta un'idrorepellenza superiore, assorbendo solo un terzo dell'acqua rispetto alle principali finiture C0 e C6. È privo di PFAS e atossico, con certificazione Oeko-Tex®. Empel utilizza un processo di applicazione senza acqua, che riduce l'inquinamento e il consumo di energia. Offre una lunga durata perché forma un legame molecolare con le fibre. Inoltre, mantiene il tessuto morbido e traspirante, caratteristica fondamentale per un tessuto da lavoro confortevole.

Applicazione di finiture idrorepellenti al tessuto per indumenti da lavoro

Processi di applicazione industriale

Trovo affascinante l'applicazione industriale delle finiture idrorepellenti. I produttori utilizzano principalmente un metodo chiamato "pad-dry-cure". Per prima cosa, immergono iltessuto per abbigliamento da lavoroin una soluzione. Questa soluzione contiene agenti DWR, leganti, ammorbidenti e catalizzatori. Successivamente, i rulli comprimono il tessuto per ottenere l'assorbimento di umidità desiderato. Quindi, asciugano il prodotto. Infine, lo polimerizzano a temperature e tempi specifici. Questa fase di polimerizzazione è fondamentale. Attiva il trattamento. Ad esempio, l'asciugatura avviene tra 100 °C e 120 °C. La polimerizzazione avviene quindi tra 150 °C e 180 °C. So anche che molti trattamenti DWR si attivano con il calore. Una rapida centrifuga in asciugatrice a bassa o media temperatura può aiutare a ringiovanire la finitura. Questo ripristina il trattamento sulla superficie del tessuto. Spesso ripristina l'effetto perlante senza dover ricorrere a un nuovo trattamento completo. Se l'idrorepellenza inizia a diminuire, valuto la possibilità di riattivare il DWR utilizzando un'impostazione di temperatura bassa nell'asciugatrice, se l'etichetta di manutenzione lo consente. Per i capi in Gore-Tex, potrei anche usare un ferro da stiro a vapore a temperatura elevata, posizionando un asciugamano tra il ferro e il capo.

Struttura e trama del tessuto per la repellenza

Oltre ai trattamenti chimici, anche la struttura fisica del tessuto contribuisce all'idrorepellenza. Ho notato che il modo in cui i produttori tessono il tessuto fa una grande differenza. I tessuti a trama fitta resistono naturalmente all'acqua meglio di quelli a trama larga. L'intreccio fitto dei fili crea una barriera più densa. Questo rende più difficile la penetrazione delle gocce d'acqua. Pensate a un tessuto molto fine,tessuto da lavoro a trama fittaL'acqua fatica a trovare spazi vuoti da attraversare. Questa resistenza fisica si combina con la finitura chimica DWR, creando un capo idrorepellente più efficace e durevole. Una trama semplice, ad esempio, con il suo semplice motivo sopra-sotto, può essere molto densa. Questa densità riduce le dimensioni dei pori del tessuto. Pori più piccoli significano meno spazio per il passaggio dell'acqua. Questa combinazione di trama fitta e un buon trattamento DWR ci offre la migliore protezione.

Prestazioni, durata e manutenzione

Misurazione dell'efficacia dell'idrorepellenza

Mi chiedo spesso come i produttori determinino se una finitura idrorepellente sia davvero efficace. Utilizzano diversi indicatori chiave di prestazione e test. Questi test ci aiutano a capire quanto un tessuto resiste all'acqua.

Un test comune è ilProva di carico idrostatico (AATCC 127)Ho visto che questo test misura la pressione dell'acqua che un tessuto può sopportare prima che l'acqua penetri. Il tessuto viene posto sotto una colonna d'acqua. L'altezza della colonna d'acqua, misurata in millimetri (mm H₂O), indica la resistenza del tessuto. Ad esempio, so che gli indumenti con più di 1000 mm sono considerati impermeabili. Per condizioni estreme, come tende o equipaggiamento militare, richiedono più di 3000 mm. Il test AATCC 127 utilizza una pompa a controllo elettronico. Applica una pressione idrostatica alla parte inferiore del tessuto. Una luce di osservazione aiuta a rilevare le gocce d'acqua. Questo test è comune per l'abbigliamento sportivo outdoor e i materiali di protezione medica.

Un altro test importante è ilProva di valutazione dello spruzzo (ISO 4920:2012 o AATCC 22)Ho scoperto che questo test valuta la resistenza di un tessuto alla bagnatura superficiale. Spruzzano acqua su un campione di tessuto teso in condizioni controllate. Quindi, valutano visivamente il modello bagnato. La scala di valutazione va da 0 (completamente bagnato) a 100 (nessuna goccia appiccicosa). Gli acquirenti internazionali spesso richiedono più di 90 gradi per le giacche outdoor. Questo test aiuta a valutare la resistenza all'acqua di varie finiture di tessuto. I risultati dipendono dalle fibre, dal filato, dalla costruzione del tessuto e dalla finitura.

Anche altri test contribuiscono a dare un quadro completo dellaprestazioni del tessuto:

• Prova di caduta: Questo controlla come l'acqua si forma e rotola via dalla superficie.
• Test di assorbenza (test spot): Lo uso per vedere quanta acqua assorbe il tessuto.
• AATCC 42: Misura la penetrazione dell'acqua in grammi. Ad esempio, i camici medici potrebbero necessitare di meno di 1,0 g/m.
• Prova Bundesmann (DIN 53888): Determina sia la percentuale di assorbimento d'acqua che la resistenza all'abrasione. È adatto per indumenti da lavoro e tessuti pesanti.

Oltre all'idrorepellenza, considero anche altriproprietà del tessuto per prestazioni complessive:

• GSM (grammi per metro quadrato): Questo mi dice il peso del tessuto.
• Resistenza allo scoppio: Controllo la resistenza allo strappo.
• Resistenza alla trazione: Misura quanta forza può sopportare il tessuto prima di rompersi.
• Resistenza all'abrasione (ASTM D4966, tester di abrasione Martindale): Questo dimostra quanto bene il tessuto resiste all'usura dovuta allo sfregamento.
• Permeabilità all'aria: Lo considero per la traspirabilità.
• Solidità del colore al lavaggio (ISO 105 C03): Questo garantisce che i colori non sbiadiscano dopo il lavaggio.
• Solidità del colore all'acqua (ISO 105 E01): Questo controlla la stabilità del colore quando è bagnato.
• Solidità del colore al sudore (ISO 105-E04): Lo uso per vedere se il sudore influisce sul colore.
• Resistenza allo sfregamento (ISO-105-X 12): Misura la quantità di colore trasferita quando viene strofinata.

Per quanto riguarda l'abbigliamento da lavoro, mi riferisco spesso alNorma EN 343 (Regno Unito)Questo standard valuta l'intero capo. Considera l'impermeabilità del tessuto e delle cuciture, la costruzione del capo, le prestazioni e la traspirabilità. Classifica i capi in quattro classi (dalla Classe 1 alla Classe 4) sia per l'impermeabilità che per la traspirabilità. La Classe 4:4 offre la massima protezione. Trovo questo standard molto utile per scegliere tessuti idrorepellenti affidabili per indumenti da lavoro.

Fattori che influenzano la durata della finitura

Ho imparato che anche le migliori finiture idrorepellenti non durano per sempre. Diversi fattori ne influenzano la durata. Capire questi fattori mi aiuta a mantenere meglio i miei indumenti da lavoro.

Un problema importante ècontaminazioneLe finiture DWR, tra cui cere e siliconi, sono facilmente contaminate da sporco e olio. Questa contaminazione fa sì che queste finiture perdano rapidamente la loro efficacia. Quando il DWR si degrada, la superficie del tessuto diventa umida. Questo crea una sensazione di umidità e sudore a contatto con la pelle, anche se l'acqua non penetra nel capo. Questa perdita di efficacia riduce la durata funzionale del capo.

AbrasioneAnche l'abrasione naturale gioca un ruolo significativo. Le abrasioni naturali e l'uso ripetuto causano usura sui capi impermeabili. Questa usura porta alla perdita della finitura DWR nel tempo. L'abrasione eccessiva dovuta a fonti come rocce, il contatto ripetuto con cinture e spallacci o numerosi lavaggi riducono le prestazioni del DWR. Quando ciò accade, diventa necessario riapplicare il DWR.

Impropriopratiche di lavanderiaPossono danneggiare gravemente le finiture DWR. Ho scoperto che i normali detersivi per bucato distruggono le proprietà DWR. Depositano residui chimici. Questi residui, che possono accumularsi fino al 2% del peso del tessuto, sono costituiti da profumo, coloranti sbiancanti UV, sali, tensioattivi, coadiuvanti tecnologici, lubrificanti per lavatrici, oli, grassi e polimeri. Questi residui irrigidiscono il tessuto, legano le fibre e ricoprono il fluoropolimero nel DWR. Impediscono all'acqua di formare gocce e la fanno penetrare nel tessuto. Gli ammorbidenti peggiorano ulteriormente questo problema aggiungendo ulteriori residui.

Consiglio sempre di utilizzare detergenti a pH neutro, pensati per l'abbigliamento tecnico. Sono spesso a base d'acqua, biodegradabili e privi di coloranti, sbiancanti, sbiancanti o profumi. I detergenti adatti alle pelli sensibili sono spesso sicuri per l'abbigliamento. Evito i detergenti convenzionali, la candeggina, l'ammorbidente e il lavaggio a secco. Questi possono ostruire i pori, danneggiare i rivestimenti DWR e ridurre i livelli di impermeabilità/traspirabilità.

Per prolungare la durata degli indumenti da lavoro idrorepellenti, seguo specifiche pratiche di manutenzione:

• Riattivazione: Questo processo ripristina la finitura idrorepellente originale. Richiede calore e tempo. Posso ottenere questo risultato asciugando il capo in asciugatrice a bassa temperatura per circa 30 minuti, se l'etichetta di manutenzione lo consente. Un asciugamano umido può aiutare se l'asciugatrice si spegne prima del previsto. Se l'acqua si stacca dal tessuto, la riattivazione è avvenuta con successo. Potrei anche stirare il capo asciutto a bassa temperatura senza vapore, posizionando un asciugamano tra il ferro e il capo.
• Impregnazione: Questo rinnova lo strato idrorepellente e antisporco. Questo strato si riduce nel tempo a causa dell'usura. La reimpregnazione è necessaria quando l'acqua non cola più dopo il lavaggio e l'asciugatura. Posso usare detersivi speciali in lavatrice con un ciclo delicato. In alternativa, applico uno spray impregnante sul capo o utilizzo prodotti speciali durante il lavaggio a mano.
• Assistenza generale: Lavo sempre gli abiti da lavoro senza ammorbidente prima dell'impregnazione. Seguo le istruzioni riportate sull'etichetta sia per il tessuto che per l'impregnante.

Osservo l'evoluzione della tecnologia idrorepellente. Oggi coniuga elevate prestazioni con la responsabilità ambientale. L'innovazione continua offre costantemente soluzioni efficaci e più sicure per i lavoratori. La conoscenza di queste finiture mi aiuta a scegliere e mantenere indumenti da lavoro ottimali, garantendo longevità e comfort.

Domande frequenti

Che cosa è il DWR?

Definisco DWR comeIdrorepellente durevoleSi tratta di un rivestimento speciale che rende i tessuti resistenti all'acqua.

Perché i PFC sono un problema?

So che i PFC sono un problema. Si accumulano nell'ambiente. Sono anche collegati a problemi di salute.

Come posso riattivare il DWR?

Riattivo il DWR con il calore. Uso l'asciugatrice a bassa temperatura. Posso anche usare il ferro da stiro.