מה עומד מאחורי הגימור הדוחה מים בבדי עבודה מודרניים

בד מודרני ארוג לעבודה משיג את הגימור הדוחה מים שלו באמצעות טיפולים כימיים מיוחדים. אלה משנים את מתח הפנים, וגורמים למים להצטבר ולהתגלגל. זה יוצרטקסטיל עמיד במיםחיוני עבור פריטים כמובד פוליאסטר ספנדקס לשפשוף רפואי, בד TSP ללבוש רפואי, ובד אחיד לבית חולים TSP, לעתים קרובות כמובד TSP קל לטיפולשוק זה עמד על 2572.84 מיליון דולר בשנת 2023.

נקודות מפתח

• ציפויים מיוחדים יוצריםבדי בגדי עבודהדוחים מים. ציפויים אלה משנים את פני השטח של הבד. לאחר מכן, המים מצטברים ומתגלגלים, ושומרים עליכם יבשים.
• כימיקלים דוחי מים ישנים, הנקראים PFCs, פוגעים בסביבה ובבריאות. אפשרויות חדשות ובטוחות יותר מגנות כעת על בדים ללא סיכונים אלה.
• אתה יכולתנו לבגדים דוחי מים להחזיק מעמד זמן רב יותרנקו אותם כראוי והשתמשו בחום כדי לרענן את הציפוי. זה עוזר לבד למנוע חדירת מים.

מדע דחיית המים בבגדי עבודה

הבנת DWR (דוחה מים עמיד)

כשאני מסתכל עלבגדי עבודה מודרנייםאני רואה הרבה חדשנות, במיוחד באופן שבו בדים מתמודדים עם מים. הסוד טמון לעתים קרובות במשהו שנקרא דוחה מים עמיד, או DWR. DWR הוא ציפוי מיוחד שיצרנים מורחים על בדים. ציפוי זה הופך את הבד לעמיד במים, או הידרופובי. מבחינה היסטורית, רוב טיפולי ה-DWR השתמשו בפלואורופולימרים. ציפויים אלה בדרך כלל דקים מאוד. יצרנים מורחים אותם על ידי ריסוס או טבילה של הבד בתמיסה כימית. הם יכולים גם להשתמש בתמיסה כימית (CVD). CVD הוא נהדר מכיוון שהוא משתמש בפחות ממסים מזיקים ופחות חומר DWR. הוא גם יוצר שכבה דקה במיוחד ועמידה למים שלא משנה הרבה את מראה הבד או את התחושה שלו.

דחיית מים בבד (DWR) פועלת על ידי הורדת האנרגיה החופשית של פני השטח של החומר. משמעות הדבר היא שאנרגיית פני השטח של הבד נמוכה יותר ממתח פני השטח של המים. כאשר מים פוגעים בבד, הם יוצרים חרוזים ומתגלגלים. זה מונע ממים להיספג, מה ששומר על נוחות ויבשות. דחיית מים בטקסטיל תלויה בכמה נוזל נדבק למשטח מוצק. פחות הדבקה פירושה דחייה רבה יותר. יכולתו של בד לעמוד בפני מים תלויה בכמה דברים: ההרכב הכימי של פני השטח שלו, כמה הוא מחוספס, כמה הוא נקבובי, ואילו מולקולות אחרות נמצאות עליו. בדים ארוגים היטב גם הם עוזרים. הוספת מיקרו-חלקיקים עדינים יכולה להפחית את תעלות הנקבוביות, מה שחוסם עוד יותר נוזלים.

דחיית מים עוסקת כולה בשינוי מתח פני השטח. מולקולות מים מעדיפות להידבק זו לזו מאשר לבד שעבר טיפול. אנו משיגים זאת על ידי מריחת כימיקלים מיוחדים. כימיקלים אלה יוצרים שכבה הידרופובית על הטקסטיל. שכבה זו מונעת מטיפות מים להיכנס. במקום זאת, הטיפות מתגבשות ומתגלגלות. חומרי גימור אלה פועלים בכמה דרכים. ראשית, כימיקלים כמו פלואורופחמנים או סיליקונים מפחיתים את אנרגיית פני השטח של הסיבים. זה מקשה על המים להתפשט. שנית, חומרים מתקדמים יוצרים משטחים מחוספסים ומרקמיים ברמה זעירה. זה מפחית את שטח המגע בין טיפות המים לבד, מה שגורם למים להתגבשות עוד יותר.

האפקט ההידרופובי משתמש במתח פנים. ציפויים עמידים במים וסיבים ארוגים היטב אינם קוטביים. משמעות הדבר היא שמולקולות מים אינן יכולות ליצור איתם קשרים. לכן, טיפות מים נשארות על פני השטח, מוחזקות יחד על ידי כוחותיהן. כאשר טיפה נהיית כבדה מדי, כוח הכבידה מושך אותה החוצה. ציפויים כימיים הידרופוביים אלה עוברים ריסוס או טבילה. בדים נספגים בתמיסות עם כימיקלים דוחי מים, ואז מתייבשים. כשהם מתייבשים, כימיקלים אלה, כמו סיליקון, שעווה או פלואורופחמנים מסוימים, נקשרים לסיבים הבודדים. זה משנה את מתח הפנים של הסיבים. זה מקשה על מים ונוזלים אחרים להיכנס לבד או להידבק אליו.

כימיה של הידרופוביות: PFCs וחלופות

במשך זמן רב, הכימיקלים המועדפים לשימוש ב-DWR היו חומרים פר- ופוליפלואורואלקיל, או PFCs. באופן ספציפי, פלואורופחמנים ארוכי שרשרת C8 היו הסטנדרט. כימיקלים אלה היו יעילים מאוד בדחיית מים ושמן כאחד. הייתה להם גם יציבות כימית ותרמית גבוהה. עם זאת, למדנו על הדאגות הסביבתיות והבריאותיות הקשורות לחומרים אלה. לאחר ש-C8 פלואורופחמנים נאסרו, טיפולי C6 קצרי שרשרת הפכו לפתרון זמני.

כיום אנו יודעים שפלואורוטלומרים, שהם חלק מחומצות פלואורוטלומרים (PFC), מתפרקים לחומצות PFC מסוכנות. עובדה זו מוסיפה לזיהום ה-PFC. מחקרים על פורל מראים שפירוק זה יכול להתרחש באמצעות עיכול. עובדה זו מעלה חששות לגבי זיהום מזון וספיגה ישירה בבני אדם. תעשיית הפלואורו-פחמן טענה בעבר לפירוק איטי בקרקע. עם זאת, מחקר של ה-EPA הראה קצב מהיר בהרבה. הם הגיעו למסקנה שפירוק פלואורוטלומר-פולימר הוא מקור גדול ל-PFOA ותרכובות פלואוריות אחרות בסביבה. פלואורוטלומרים מבוססי C6 מתפרקים גם הם לחומצות PFC, כמו PFHxA. בעוד ש-PFHxA עשוי להיות פחות מסוכן מ-PFOA, הוא עדיין מהווה דאגה. חומצות פלואורוטלומר אחרות מפירוק זה הראו רעילות לחיים ימיים.

PFCs מהווים בעיה משום שרבים מהם מתפרקים לאט מאוד. הם יכולים להצטבר אצל אנשים, בעלי חיים והסביבה לאורך זמן. מחקרים מצביעים על כך שחשיפה ל-PFCs מסוימים עלולה להוביל לתוצאות בריאותיות שליליות. לדוגמה, חשיפה ל-PFC עלולה לעכב את גיל ההתבגרות אצל בנות. זה עלול להוביל לסיכונים גבוהים יותר לסרטן השד, מחלת כליות ומחלת בלוטת התריס בהמשך החיים. כמו כן, נקשרה צפיפות מינרלים נמוכה יותר בעצם בקרב בני נוער, מה שעלול לגרום לאוסטאופורוזיס. מחקרים מראים קשר בין חשיפה ל-PFC לבין סיכון מוגבר לסוכרת מסוג 2 אצל נשים. חלק מה-PFCs עשויים גם להגביר את הסיכון לסרטן בלוטת התריס. מחקרים גדולים על בני אדם ובעלי חיים מראים נזק לכבד כתוצאה מחשיפה ל-PFC. PFCs מצטברים ברקמות גוף כמו הכבד, דבר שעשוי לתרום למחלת כבד שומני לא אלכוהולית.

בגלל חששות אלה, אני רואה דחיפה גדולה לחלופות נטולות PFC. חברות רבות מציעות כיום אפשרויות נהדרות. לדוגמה, Rockgeist מציעה בדים נטולי PFC כמו סדרת Cotton Duck של XPac וההיצע של EcoPak. Shell-Tech Free M325-SC1 ו-Shell-Tech Free 6053 הם גימורים על בסיס מים המשתמשים בפולימרים הידרופוביים-ריאקטיביים. הם מספקים דחיית מים גבוהה ועמידים בפני כביסות רבות. Altopel F3® היא אפשרות טובה נוספת לכותנה וסיבים סינתטיים. Schoeller Textil AG פיתחה את Ecorepel®, גימור DWR נטול PFC המחקה את האופן שבו צמחים מגנים על עצמם באופן טבעי. הוא יוצר שכבה דקה סביב הסיבים כדי לדחות מים ולכלוך.

פתרונות בולטים נוספים ללא PFC כוללים את מוצרי zeroF ו-ECOPERL של CHT, BIONIC-FINISH® ECO של Rudolf Group, ו-Ecoguard-SYN (Conc) של Sarex. Sciessent מציעה מוצרי Curb Water Repellent, שהם 100% נטולי פלואור ומתכלים ביולוגית. Teflon EcoElite מספקת טכנולוגיית דוחה כתמים ללא פלואור. לדייקין יש את Unidyne XF לדחיית מים ללא PFC. DownTek מציעה פוך דוחה מים ללא PFC. Nanomyte SR-200EC של NEI וסדרת Neoseed של NICCA גם הן נטולות PFC. Polartec ביטלה את השימוש ב-PFAS מטיפולי DWR בכל הבדים שלה. למינציות של Sympatex תמיד היו נטולות PFAS ו-PTFE. מוצרי OrganoClick נטולי PFAS ומתכלים ביולוגית. אפילו Snickers Workwear מציעה איטום טקסטיל הניתן לכביסה ללא פלואורפחמנים.

אלטרנטיבה מרשימה אחת היא Empel™‎. היא מציגה יכולת דחיית מים מעולה, וסופגת רק שליש מכמות המים בהשוואה לגימורים מובילים ברמות C0 ו-C6. היא נטולת PFAS ואינה רעילה, עם הסמכת Oeko-Tex®‎. Empel משתמשת בתהליך יישום ללא מים, המפחית זיהום וצריכת אנרגיה. היא מציעה עמידות לאורך זמן משום שהיא יוצרת קשר מולקולרי עם הסיבים. בנוסף, היא שומרת על רכות ונושם הבד, דבר חיוני לבגדי עבודה ארוגים ונוחים.

מריחת גימורים דוחי מים על בד ארוג לבגדי עבודה

תהליכי יישום תעשייתיים

אני מוצא את היישום התעשייתי של גימורים דוחי מים מרתק. יצרנים משתמשים בעיקר בשיטה הנקראת ריפוי יבש באמצעות פד. ראשית, הם משרים את...בד ארוג לבגדי עבודהבתמיסה. תמיסה זו מכילה חומרי DWR, חומרים מקשרים, מרככים וזרזים. לאחר מכן, גלילים לוחצים על הבד כדי להשיג את רמת הרטיבות הרצויה. לאחר מכן, הם מייבשים את המוצר. לבסוף, הם מקשים אותו בטמפרטורות ובמשכי זמן ספציפיים. שלב הייבוש הזה הוא קריטי. הוא מפעיל את הטיפול. לדוגמה, ייבוש מתרחש בין 100°C ל-120°C. הייבוש מתרחש לאחר מכן בטמפרטורה של 150°C עד 180°C. אני גם יודעת שטיפולי DWR רבים מופעלים בחום. סיבוב מהיר במייבש בחום נמוך או בינוני יכול לעזור לחדש את הגימור. זה מאפס את הטיפול על פני הבד. לעתים קרובות זה משחזר את חריצי המים מבלי להזדקק לטיפול חוזר מלא. אם דחיית המים מתחילה לרדת, אני שוקלת להפעיל מחדש את ה-DWR באמצעות הגדרת חום נמוכה במייבש, אם תווית הטיפול מאפשרת זאת. עבור פריטי גורטקס, אני עשויה אפילו להשתמש במגהץ קיטור בחום חם, ולהניח מגבת בין המגהץ לבגד.

מבנה ואריגה של הבד לדחייה

מעבר לטיפולים כימיים, המבנה הפיזי של הבד מסייע גם בדחיית מים. אני רואה שהאופן שבו יצרנים אורגים את הבד עושה הבדל גדול. בדים ארוגים היטב עמידים למים באופן טבעי טוב יותר מאשר אריגים רופפים. שזירת החוטים ההדוקה יוצרת מחסום צפוף יותר. זה מקשה על טיפות מים לחדור. תחשבו על בד דק מאוד,בד ארוג צפוף לבגדי עבודהמים מתקשים למצוא פערים לעבור דרכם. עמידות פיזית זו פועלת יחד עם גימור DWR כימי. היא יוצרת בגד דוחה מים יעיל ועמיד יותר. אריגה רגילה, למשל, עם דוגמת מעל-מתחת פשוטה, יכולה להיות צפופה מאוד. צפיפות זו מקטינה את גודל הנקבוביות בבד. נקבוביות קטנות יותר פירושן פחות מקום למים לחדור דרכו. שילוב זה של אריגה צפופה וטיפול DWR טוב מעניק לנו את ההגנה הטובה ביותר.

ביצועים, עמידות ותחזוקה

מדידת יעילות דחיית מים

אני תוהה לעתים קרובות כיצד יצרנים קובעים אם גימור דוחה מים באמת עובד. הם משתמשים במספר מדדי ביצועים מרכזיים ובדיקות. בדיקות אלו עוזרות לנו להבין עד כמה בד עמיד למים.

בדיקה נפוצה אחת היאבדיקת ראש הידרוסטטי (AATCC 127)אני רואה שהבדיקה הזו מודדת כמה לחץ מים בד יכול לעמוד בו לפני שמים חודרים אליו. הם מניחים את הבד מתחת לעמודת מים. גובה עמודת המים, הנמדד במילימטרים (מ"מ H₂O), מציין את עמידות הבד. לדוגמה, אני יודע שבגדים עם עומק של יותר מ-1000 מ"מ נחשבים עמידים למים. בתנאים קיצוניים, כמו אוהלים או ציוד צבאי, הם דורשים מעל 3000 מ"מ. בדיקת AATCC 127 משתמשת במשאבה הנשלטת אלקטרונית. היא מפעילה לחץ הידרוסטטי על החלק התחתון של הבד. תאורת תצפית מסייעת בזיהוי טיפות מים. בדיקה זו נפוצה עבור בגדי ספורט חיצוניים וחומרי מגן רפואיים.

מבחן חשוב נוסף הוא ה-בדיקת דירוג ריסוס (ISO 4920:2012 או AATCC 22)אני מוצא שבדיקה זו מעריכה את עמידות הבד בפני הרטבה על פני השטח. הם מרססים מים על דגימת בד מתוחה בתנאים מבוקרים. לאחר מכן, הם מדרגים ויזואלית את הדוגמה הרטובה. סולם הדירוג נע בין 0 (רטוב לחלוטין) ל-100 (ללא טיפות נדבקות). קונים בינלאומיים דורשים לעתים קרובות יותר מ-90 ציונים עבור מעילי חוץ. בדיקה זו מסייעת בהערכת עמידות המים של גימורי בד שונים. התוצאות תלויות בסיבים, בחוט, במבנה הבד ובגימור.

בדיקות אחרות תורמות גם לתמונה מלאה שלביצועי הבד:

• מבחן נפילה: פעולה זו בודקת כיצד מים מתגלגלים ומתגלגלים מהשטח.
• בדיקת ספיגה (בדיקה נקודתית)אני משתמש בזה כדי לראות כמה מים הבד סופג.
• AATCC 42: זה מודד חדירת מים בגרמים. לדוגמה, חלוקים רפואיים עשויים להזדקק לפחות מ-1.0 גרם/מ"ר.
• מבחן בונדסמן (DIN 53888): זה קובע הן את אחוז ספיגת המים והן את עמידות השחיקה. מתאים לבגדי עבודה ולטקסטיל כבד.

מעבר לדחיית מים, אני שוקל גם דברים אחריםתכונות בד לביצועים כוללים:

• GSM (גרם למטר מרובע)זה אומר לי את משקל הבד.
• כוח מתפרץאני בודק את עמידות הבד בפני קריעה.
• חוזק מתיחה: זה מודד את כמות הכוח שהבד יכול לעמוד בה לפני שהוא נקרע.
• עמידות בפני שחיקה (ASTM D4966, בודק שחיקה של Martindale)זה מראה עד כמה הבד עמיד בפני שחיקה.
• חדירות אוויראני מסתכל על זה מבחינת יכולת נשימה.
• עמידות צבע בכביסה (ISO 105 C03)זה מבטיח שהצבעים לא ידהו לאחר הכביסה.
• עמידות צבע למים (ISO 105 E01): זה בודק את יציבות הצבע כשהוא רטוב.
• עמידות צבע לזיעה (ISO 105-E04)אני משתמש בזה כדי לראות אם זיעה משפיעה על הצבע.
• עמידות שפשוף (ISO-105-X 12): זה מודד כמה צבע עובר בעת שפשוף.

לגבי בגדי עבודה, אני מתייחס לעתים קרובות ל-תקן EN 343 (בריטניה)תקן זה מעריך את כל הבגד. הוא מתחשב בעמידות הבד והתפרים למים, במבנה הבגד, בביצועיו וביכולת הנשימה. הוא מסווג בגדים לארבע קטגוריות (מקטגוריה 1 עד קטגוריה 4) הן מבחינת עמידות למים והן מבחינת יכולת נשימה. קטגוריה 4:4 מציעה את ההגנה הגבוהה ביותר. אני מוצא שתקן זה מועיל מאוד לבחירת בד ארוג דוחה מים אמין לבגדי עבודה.

גורמים המשפיעים על עמידות הגימור

למדתי שאפילו הגימורים הדוחים מים הטובים ביותר לא מחזיקים מעמד לנצח. מספר גורמים משפיעים על עמידותם. הבנתם עוזרת לי לתחזק את בגדי העבודה שלי טוב יותר.

סוגיה מרכזית אחת היאנְגִיעוּתגימורי DWR, כולל שעווה וסיליקון, מזוהמים בקלות על ידי לכלוך ושמן. זיהום זה גורם לגימורים אלה לאבד במהירות את יעילותם. כאשר ה-DWR מתכלה, פני הבד נרטבים. זה יוצר תחושה דביקה ורטובה ליד העור, גם אם מים אינם חודרים לבגד. אובדן יעילות זה מקטין את אורך חיי הבגד.

שְׁחִיקָהגם משחק תפקיד משמעותי. שפשופים טבעיים ושימוש חוזר גורמים לבלאי של בגדים עמידים למים. בלאי זה מוביל לאזורים שבהם גימור ה-DWR נשחק עם הזמן. שחיקה מוגזמת ממקורות כמו סלעים, מגע חוזר עם חגורות ירך ורצועות כתף, או כביסות רבות פוגעת בביצועי ה-DWR. כאשר זה קורה, יש צורך ביישום חוזר של DWR.

לֹא מַתְאִיםנוהלי כביסהעלולים לפגוע קשות בגימורי ה-DWR. גיליתי שחומרי ניקוי כביסה רגילים הורסים את תכונות ה-DWR. הם משאירים שאריות כימיות. שאריות אלו, שיכולות להצטבר עד 2% ממשקל הבד, מורכבות מבושם, צבעי הבהרה UV, מלחים, חומרים פעילי שטח, עזרי עיבוד, חומרי סיכה למכונות כביסה, שמנים, שומנים ופולימרים. שאריות אלו מקשיחות את הבד, קושרות סיבים ומכסות את הפלואורופולימר ב-DWR. הן מונעות מהמים להצטבר וגורמות להם להיספג בבד. מרככי כביסה מחמירים עוד יותר את הבעיה הזו על ידי הוספת שאריות נוספות.

אני תמיד ממליצה להשתמש בחומרי ניקוי ניטרליים ל-pH המיועדים לבגדי חוץ טכניים. אלה לרוב על בסיס מים, מתכלים ביולוגית, וללא צבעים, מלבינים, מבהירים או בישום. חומרי ניקוי המתאימים לעור רגיש לרוב בטוחים לציוד. אני נמנעת מחומרי ניקוי קונבנציונליים, אקונומיקה, מרכך כביסה וניקוי יבש. אלה עלולים לסתום נקבוביות, לפגוע בציפויי DWR ולהפחית את דירוגי העמידות למים/נשימה.

כדי להאריך את תוחלת החיים של בגדי עבודה דוחי מים, אני מקפיד על נהלי תחזוקה ספציפיים:

• הפעלה מחדשתהליך זה משחזר את הגימור המקורי הדוחה מים. הוא דורש חום וזמן. ניתן להשיג זאת על ידי ייבוש במייבש כביסה בטמפרטורה נמוכה למשך כ-30 דקות, אם תווית הטיפול מאפשרת זאת. מגבת לחה יכולה לעזור אם המייבש נכבה מוקדם מהצפוי. אם מים מתרוממים מהבד, ההפעלה מחדש בוצעה בהצלחה. ייתכן שאגהץ את הבגד היבש בטמפרטורה נמוכה ללא קיטור, תוך הנחת מגבת בין המגהץ לבגד.
• הַספָּגָהזה מחדש את השכבה הדוחה מים ולכלוך. היא פוחתת עם הזמן עקב בלאי. יש צורך בהספגה חוזרת כאשר המים כבר לא נופלים לאחר כביסה וייבוש. אני יכול להשתמש בחומרי כביסה מיוחדים במכונת הכביסה במחזור עדין. לחלופין, אני מורח תרסיס הספגה על הבגד או משתמש בחומרים מיוחדים במהלך כביסה ביד.
• טיפול כלליאני תמיד מכבסת בגדי עבודה ללא מרכך כביסה לפני הספגה. אני פועלת לפי הוראות תווית הטיפול הן עבור הטקסטיל והן עבור חומר ההספגה.

אני עוקב אחר האבולוציה של טכנולוגיית דוחה מים. כיום היא מאזנת ביצועים גבוהים עם אחריות סביבתית. חדשנות מתמשכת מספקת באופן עקבי פתרונות יעילים ובטוחים יותר לעובדים. הבנת הגימורים הללו עוזרת לי לבחור ולתחזק בגדי עבודה אופטימליים, תוך הבטחת אורך חיים ונוחות.

שאלות נפוצות

מה זה DWR?

אני מגדיר DWR כ-דוחה מים עמידזהו ציפוי מיוחד. ציפוי זה הופך בדים לעמידים במים.

מדוע PFCs מהווים דאגה?

אני יודע ש-PFCs הם דאגה. הם מצטברים בסביבה. הם גם קשורים לבעיות בריאות.

איך אני מפעיל מחדש את ה-DWR?

אני מפעיל מחדש את ה-DWR בעזרת חום. אני משתמש במייבש כביסה על אש נמוכה. אני יכול גם להשתמש במגהץ.