Kas slypi už šiuolaikinių darbo drabužių audinių vandeniui atsparios apdailos?

Šiuolaikiniai austiniai darbo drabužių audiniai savo vandeniui atsparų paviršių pasiekia specialiu cheminiu apdorojimu. Šie apdorojimai pakeičia paviršiaus įtempimą, todėl vanduo lašėja ir nurieda. Taip sukuriamasvandeniui atspari tekstilėgyvybiškai svarbus tokiems daiktams kaippoliesterio spandekso audinys medicininiam šveitimui, TSP audinys medicininiams drabužiamsirTSP ligoninės uniformos audinys, dažnai kaipTSP lengvai prižiūrimas audinysŠios rinkos vertė 2023 m. siekė 2 572,84 mln. USD.

Svarbiausios išvados

• Specialios dangos sudarodarbo drabužių audiniaiatstumia vandenį. Šios dangos pakeičia audinio paviršių. Vanduo susikaupia ir nurieda, todėl oda išlieka sausa.
• Senos vandeniui atsparios cheminės medžiagos, vadinamos PFC, kenkia aplinkai ir sveikatai. Naujos, saugesnės alternatyvos dabar apsaugo audinius be šios rizikos.
• Jūs galitepailginkite vandeniui atsparių drabužių tarnavimo laikąTinkamai juos išvalykite ir atnaujinkite dangą šiluma. Tai padeda audiniui nepraleisti vandens.

Darbo drabužių atsparumo vandeniui mokslas

DWR (patvarus vandeniui atsparus) supratimas

Kai žiūriumodernūs darbo drabužiaiMatau daug inovacijų, ypač audinių atsparumo vandeniui srityje. Paslaptis dažnai slypi vadinamojoje patvarioje vandenį atstumiančioje medžiagoje (angl. Patvarus vandenį atstumiantis sluoksnis, DWR). DWR yra speciali danga, kurią gamintojai tepa audiniams. Ši danga padaro audinį atsparų vandeniui arba hidrofobinį. Istoriškai daugumai DWR apdorojimo būdų buvo naudojami fluoropolimerai. Šios dangos paprastai būna labai plonos. Gamintojai jas tepa purškiant arba panardinant audinį į cheminį tirpalą. Jie taip pat gali naudoti cheminį garų nusodinimą (CVD). CVD yra puikus, nes jame naudojama mažiau kenksmingų tirpiklių ir mažiau DWR medžiagos. Jis taip pat sukuria itin ploną vandeniui atsparų sluoksnį, kuris per daug nekeičia audinio išvaizdos ar pojūčio.

DWR veikia sumažindamas medžiagos paviršiaus laisvąją energiją. Tai reiškia, kad audinio paviršiaus energija tampa mažesnė už vandens paviršiaus įtempimą. Kai vanduo susiduria su audiniu, jis suformuoja rutuliukus ir nurieda. Tai neleidžia vandeniui įsigerti, todėl jaučiatės patogiai ir sausai. Tekstilės gaminių atsparumas vandeniui priklauso nuo to, kiek skystis prilimpa prie kieto paviršiaus. Mažiau prilimpantis audinys reiškia didesnį atsparumą vandeniui. Audinio gebėjimas atsispirti vandeniui priklauso nuo kelių dalykų: jo paviršiaus cheminės sudėties, šiurkštumo, porėtumo ir kitų ant jo esančių molekulių. Tankiai austi audiniai taip pat padeda. Pridėjus smulkių mikrodalelių, galima sumažinti porų kanalus, o tai dar labiau blokuoja skysčius.

Vandens atsparumas priklauso nuo paviršiaus įtempimo keitimo. Vandens molekulės mieliau limpa viena prie kitos, o ne prie apdoroto audinio. Tai pasiekiama naudojant specialias chemines medžiagas. Šios cheminės medžiagos ant tekstilės paviršiaus sudaro hidrofobinį sluoksnį. Šis sluoksnis neleidžia vandens lašeliams patekti į vidų. Vietoj to, lašeliai sulimpa ir nurieda. Šios apdailos medžiagos veikia keliais būdais. Pirma, tokios cheminės medžiagos kaip fluorokarbonai ar silikonai sumažina pluoštų paviršiaus energiją. Dėl to vandeniui sunkiau pasklisti. Antra, pažangios medžiagos sukuria nedidelius šiurkščius, tekstūruotus paviršius. Tai sumažina vandens lašelių ir audinio sąlyčio plotą, todėl vanduo dar labiau sulimpa.

Hidrofobinis efektas naudoja paviršiaus įtempimą. Vandeniui atsparios dangos ir sandariai supinti pluoštai yra nepoliniai. Tai reiškia, kad vandens molekulės negali su jais sudaryti jungčių. Taigi, vandens lašeliai lieka paviršiuje, laikomi kartu savo pačių jėgų. Kai lašelis tampa per sunkus, gravitacija jį pašalina. Šios hidrofobinės cheminės dangos užtepamos purškiant arba panardinant. Audiniai mirkomi tirpaluose su vandeniui atspariomis cheminėmis medžiagomis, o tada išdžiūsta. Džiūdamos šios cheminės medžiagos, tokios kaip silikonas, vaškas arba tam tikri fluorokarbonai, jungiasi prie atskirų pluoštų. Tai pakeičia pluoštų paviršiaus įtempimą. Dėl to vandeniui ir kitiems skysčiams sunkiau patekti į audinį arba prie jo prilipti.

Hidrofobiškumo chemija: PFC ir alternatyvos

Ilgą laiką DWR chemikalai buvo per- ir polifluoralkilinės medžiagos arba PFC. Tiksliau, standartas buvo ilgos grandinės C8 fluorangliavandeniliai. Šios cheminės medžiagos labai veiksmingai atstumė vandenį ir alyvą. Jos taip pat pasižymėjo dideliu cheminiu ir terminiu stabilumu. Tačiau sužinojome apie su šiomis medžiagomis susijusius aplinkos ir sveikatos pavojus. Uždraudus C8 fluorangliavandenilius, laikinu sprendimu tapo apdorojimas trumpesnės grandinės C6 chemikalais.

Dabar žinome, kad fluorotelomerai, kurie yra PFC dalis, skyla į pavojingas PFC rūgštis. Tai padidina PFC taršą. Upėtakių tyrimai rodo, kad šis skaidymasis gali vykti virškinant. Tai kelia susirūpinimą dėl maisto užterštumo ir tiesioginės absorbcijos žmonėms. Fluorokarboninių medžiagų pramonė kadaise teigė, kad dirvožemyje skaidymasis vyksta lėtai. Tačiau EPA tyrimai parodė daug greitesnį greitį. Jie padarė išvadą, kad fluorotelomerų-polimerų skaidymasis yra didelis PFOA ir kitų fluorintų junginių šaltinis aplinkoje. C6 pagrindo fluorotelomerai taip pat skyla į PFC rūgštis, tokias kaip PFHxA. Nors PFHxA gali būti mažiau pavojinga nei PFOA, ji vis tiek kelia susirūpinimą. Kitos šio skaidymo metu susidarančios fluorotelomerų rūgštys parodė toksiškumą vandens organizmams.

PFŽS yra problema, nes daugelis jų skyla labai lėtai. Laikui bėgant jie gali kauptis žmonių, gyvūnų organizme ir aplinkoje. Tyrimai rodo, kad tam tikrų PFŽS poveikis gali turėti neigiamos įtakos sveikatai. Pavyzdžiui, PFŽS poveikis gali atidėti mergaičių brendimą. Tai gali padidinti krūties vėžio, inkstų ligų ir skydliaukės ligų riziką vėlesniame gyvenime. Tai taip pat buvo siejama su mažesniu kaulų mineralų tankiu paaugliams, o tai gali sukelti osteoporozę. Tyrimai rodo ryšį tarp PFŽS poveikio ir padidėjusios 2 tipo diabeto rizikos moterims. Kai kurie PFŽS taip pat gali padidinti skydliaukės vėžio riziką. Dideli tyrimai su žmonėmis ir gyvūnais rodo kepenų pažeidimus dėl PFŽS poveikio. PFŽS kaupiasi kūno audiniuose, tokiuose kaip kepenys, ir gali prisidėti prie nealkoholinės riebalinės kepenų ligos.

Dėl šių abejonių matau didelį poreikį ieškoti alternatyvų be PFC. Dabar daugelis įmonių siūlo puikius variantus. Pavyzdžiui, „Rockgeist“ siūlo audinius be PFC, tokius kaip „Xpac“ „Cotton Duck“ serija ir „EcoPak“ gaminiai. „Shell-Tech Free M325-SC1“ ir „Shell-Tech Free 6053“ yra vandens pagrindo apdailos medžiagos, kuriose naudojami hidrofobiškai reaguojantys polimerai. Jos pasižymi dideliu atsparumu vandeniui ir atlaiko daug skalbimų. „Altopel F3®“ yra dar vienas geras pasirinkimas medvilnei ir sintetiniams pluoštams. „Schoeller Textil AG“ sukūrė „Ecorepel®“ – PFC neturinčią DWR apdailą, kuri imituoja natūralią augalų apsaugą. Ji suformuoja ploną plėvelę aplink pluoštus, kad atstumtų vandenį ir nešvarumus.

Kiti žymūs sprendimai be PFC yra „zeroF“ produktai ir „ECOPERL“ (CHT), „BIONIC-FINISH® ECO“ (Rudolf Group) ir „Ecoguard-SYN (Conc)“ (Sarex). „Sciessent“ siūlo „Curb Water Repellent“ produktus, kurie yra 100 % be fluoro ir biologiškai skaidūs. „Teflon EcoElite“ siūlo nefluoruotą dėmių atstūmimo technologiją. „Daikin“ siūlo „Unidyne XF“, skirtą vandeniui atspariam poveikiui be PFC. „DownTek“ siūlo vandenį atstumiančius pūkų pluoštus be PFC. NEI „Nanomyte SR-200EC“ ir NICCA „Neoseed“ serijos produktai taip pat yra be PFC. „Polartec“ savo audiniuose nenaudojo PFAS DWR apdorojime. „Sympatex“ laminatai visada buvo be PFAS ir PTFE. „OrganoClick“ produktai yra be PFAS ir biologiškai skaidūs. Net „Snickers Workwear“ siūlo skalbiamus tekstilės hidroizoliacinius gaminius be fluoro angliavandenilių.

Viena įspūdinga alternatyva yra „Empel™“. Ji pasižymi puikiomis vandens atsparumo savybėmis, sugerdama tik trečdalį vandens, palyginti su pirmaujančiomis C0 ir C6 apdailos medžiagomis. Ji yra be PFAS ir netoksiška, turi „Oeko-Tex®“ sertifikatą. „Empel“ naudoja bevandenį dengimo procesą, kuris sumažina taršą ir energijos sąnaudas. Ji yra ilgaamžė, nes sudaro molekulinį ryšį su pluoštais. Be to, ji išlaiko audinį minkštą ir laidų orui, o tai labai svarbu patogiam austų darbo drabužių audiniui.

Vandeniui atsparių apdailos medžiagų naudojimas austiniams darbo drabužiams

Pramoninio taikymo procesai

Mane žavi vandeniui atsparių apdailos medžiagų pramoninis pritaikymas. Gamintojai dažniausiai naudoja metodą, vadinamą sausuoju kietėjimu. Pirmiausia jie pamirkoaustas darbo drabužių audinystirpale. Šiame tirpale yra DWR medžiagų, rišiklių, minkštiklių ir katalizatorių. Tada voleliai suspaudžia audinį, kad pasiektų norimą drėgmės sugėrimą. Tada jie išdžiovina gaminį. Galiausiai jie jį kietina tam tikroje temperatūroje ir tam tikrą laiką. Šis kietėjimo etapas yra labai svarbus. Jis aktyvuoja apdorojimą. Pavyzdžiui, džiovinimas vyksta 100–120 °C temperatūroje. Vėliau kietėjimas vyksta 150–180 °C temperatūroje. Taip pat žinau, kad daugelis DWR apdorojimo būdų yra aktyvuojami karščiu. Greitas gręžimas džiovyklėje žemoje arba vidutinėje temperatūroje gali padėti atnaujinti apdailą. Tai atstato audinio paviršiaus apdorojimą. Dažnai tai atkuria vandens lašelių susidarymą be visiško pakartotinio apdorojimo. Jei pradeda mažėti vandens atsparumas, svarstau galimybę atnaujinti DWR, naudodama žemą džiovyklės temperatūrą, jei tai leidžia priežiūros etiketė. „Gore-Tex“ gaminiams galiu netgi naudoti garinį lygintuvą šiltu režimu, įdėdamas rankšluostį tarp lygintuvo ir drabužio.

Audinio struktūra ir pynimas atsparumui

Be cheminio apdorojimo, audinio fizinė struktūra taip pat padeda išlaikyti atsparumą vandeniui. Matau, kad didelį skirtumą daro tai, kaip gamintojai audžia audinį. Tankiai austi audiniai natūraliai geriau atsparūs vandeniui nei laisvai austi. Glaudus siūlų susipynimas sukuria tankesnį barjerą. Dėl to vandens lašeliams sunkiau prasiskverbti. Pagalvokite apie labai smulkų,tankus austas darbo drabužių audinysVandeniui sunku rasti plyšius, pro kuriuos galėtų prasiskverbti. Šis fizinis atsparumas veikia kartu su chemine DWR apdaila. Tai sukuria efektyvesnį ir patvaresnį vandenį atstumiantį drabužį. Pavyzdžiui, lygaus pynimo audinys su paprastu viršutiniu ir apatiniu raštu gali būti labai tankus. Šis tankis sumažina audinio porų dydį. Mažesnės poros reiškia mažiau vietos vandeniui prasiskverbti. Šis tankaus pynimo ir gero DWR apdorojimo derinys suteikia mums geriausią apsaugą.

Našumas, patvarumas ir priežiūra

Vandens atsparumo efektyvumo matavimas

Dažnai susimąstau, kaip gamintojai nustato, ar vandeniui atspari apdaila tikrai veiksminga. Jie naudoja kelis pagrindinius našumo rodiklius ir bandymus. Šie bandymai padeda suprasti, kaip gerai audinys yra atsparus vandeniui.

Vienas įprastas testas yraHidrostatinis slėgio bandymas (AATCC 127)Matau, kad šis bandymas matuoja, kokį vandens slėgį audinys gali atlaikyti, kol vanduo jį prasiskverbia. Jie deda audinį po vandens stulpeliu. Vandens stulpelio aukštis, matuojamas milimetrais (mm H₂O), rodo audinio atsparumą. Pavyzdžiui, žinau, kad drabužiai, kurių storis didesnis nei 1000 mm, laikomi atspariais vandeniui. Ekstremalioms sąlygoms, pavyzdžiui, palapinėms ar karinei įrangai, reikia daugiau nei 3000 mm. AATCC 127 bandyme naudojamas elektroniniu būdu valdomas siurblys. Jis veikia hidrostatinį slėgį audinio apatinėje pusėje. Stebėjimo lemputė padeda aptikti vandens lašelius. Šis bandymas dažnai atliekamas su lauko sporto drabužiais ir medicininėmis apsauginėmis medžiagomis.

Kitas svarbus testas yraPurškimo stiprumo bandymas (ISO 4920:2012 arba AATCC 22)Pastebėjau, kad šis bandymas įvertina audinio atsparumą paviršiaus drėkinimui. Jie purškia vandenį ant įtempto audinio bandinio kontroliuojamomis sąlygomis. Tada vizualiai įvertina sudrėkintą raštą. Įvertinimo skalė svyruoja nuo 0 (visiškai šlapias) iki 100 (nėra prilipusių lašų). Tarptautiniai pirkėjai dažnai reikalauja daugiau nei 90 balų lauko striukėms. Šis bandymas padeda įvertinti įvairių audinių apdailų atsparumą vandeniui. Rezultatai priklauso nuo pluoštų, siūlų, audinio struktūros ir apdailos.

Kiti testai taip pat padeda susidaryti išsamų vaizdąaudinio našumas:

• Kritimo bandymas: Tai tikrina, kaip vanduo lašeliais teka ir nurieda nuo paviršiaus.
• Sugeriamumo bandymas (taškinis bandymas)Aš tai naudoju norėdamas pamatyti, kiek vandens sugeria audinys.
• AATCC 42Vandens prasiskverbimas: Tai matuoja vandens prasiskverbimą gramais. Pavyzdžiui, medicininiams chalatams gali reikėti mažiau nei 1,0 g/m² vandens.
• Bundesmanno bandymas (DIN 53888): Tai lemia ir vandens sugerties procentą, ir atsparumą dilimui. Tinka darbo drabužiams ir sunkiems tekstilės gaminiams.

Be atsparumo vandeniui, taip pat atsižvelgiu į kitas savybesaudinio savybės, lemiančios bendrą našumą:

• GSM (gramai kvadratiniame metre): Tai man nurodo audinio svorį.
• Sprogimo stiprumasAš patikrinu atsparumą plyšimui.
• Tempimo stipris: Tai rodo, kiek jėgos audinys gali atlaikyti prieš plyšdamas.
• Atsparumas dilimui (ASTM D4966, Martindale dilimo bandymo metodas): Tai rodo, kaip gerai audinys atsparus trinčiai.
• Oro pralaidumasAš tai vertinu dėl laidumo orui.
• Spalvos atsparumas skalbimui (ISO 105 C03): Tai užtikrina, kad spalvos neišbluks po skalbimo.
• Spalvos atsparumas vandeniui (ISO 105 E01): Tai patikrina spalvos stabilumą, kai ji drėgna.
• Spalvos atsparumas prakaitui (ISO 105-E04)Aš tai naudoju norėdamas pamatyti, ar prakaitas veikia spalvą.
• Atsparumas trinčiai (ISO-105-X 12): Tai matuoja, kiek spalvos pernešama trinant.

Kalbant apie darbo drabužius, dažnai kreipiuosi įEN 343 standartas (JK)Šis standartas vertina visą drabužį. Jame atsižvelgiama į audinio ir siūlių atsparumą vandeniui, drabužio konstrukciją, eksploatacines savybes ir laidumą orui. Drabužiai suskirstyti į keturias klases (nuo 1 iki 4 klasės) pagal atsparumą vandeniui ir laidumą orui. 4:4 klasė siūlo aukščiausią apsaugą. Manau, kad šis standartas yra labai naudingas renkantis patikimą, vandeniui atsparų austą darbo drabužių audinį.

Apdailos patvarumą įtakojantys veiksniai

Supratau, kad net ir geriausi vandeniui atsparūs paviršiai nėra amžini. Jų patvarumui įtakos turi keli veiksniai. Jų supratimas padeda man geriau prižiūrėti savo darbo drabužius.

Viena svarbi problema yraužterštumasDWR apdailos medžiagos, įskaitant vašką ir silikoną, lengvai užsiteršia nešvarumais ir aliejumi. Dėl šios taršos šios apdailos greitai praranda savo efektyvumą. Kai DWR suyra, audinio paviršius tampa permirkęs. Dėl to prie odos atsiranda lipnus, drėgnas pojūtis, net jei vanduo neįsiskverbia į drabužį. Šis efektyvumo praradimas sutrumpina drabužio tarnavimo laiką.

Trintistaip pat vaidina svarbų vaidmenį. Natūralūs trinčiai ir pakartotinis naudojimas sukelia vandeniui atsparių drabužių nusidėvėjimą. Dėl šio nusidėvėjimo laikui bėgant susidaro vietos, kuriose DWR apdaila nusidėvi. Per didelis trinties poveikis tokiems veiksniams kaip akmenys, pakartotinis sąlytis su klubų diržais ir pečių diržais arba daugkartinis skalbimas sumažina DWR efektyvumą. Kai taip nutinka, DWR reikia naudoti pakartotinai.

Netinkamasskalbimo praktikosgali smarkiai pažeisti DWR apdailą. Pastebėjau, kad įprasti skalbinių plovikliai naikina DWR savybes. Jie nusėda cheminių medžiagų likučiuose. Šios likučiai, kurie gali susikaupti iki 2 % audinio svorio, susideda iš kvepalų, UV balinimo dažų, druskų, paviršinio aktyvumo medžiagų, pagalbinių apdorojimo priemonių, skalbimo mašinų tepalų, aliejų, riebalų ir polimerų. Šios likučiai standina audinį, suriša pluoštus ir padengia DWR fluoropolimerą. Jos neleidžia vandeniui kauptis lašeliuose ir sukelia jam įsigerti į audinį. Audinių minkštikliai dar labiau pablogina šią problemą, pridėdami daugiau likučių.

Visada rekomenduoju naudoti pH neutralius skalbiklius, skirtus techniniams viršutiniams drabužiams. Jie dažnai būna vandens pagrindu, biologiškai skaidūs ir be dažiklių, baliklių, šviesiklių ar kvapiklių. Jautriai odai tinkami skalbikliai dažnai yra saugūs įrangai. Vengiu įprastų skalbinių, baliklio, audinių minkštiklio ir cheminio valymo. Jie gali užkimšti poras, pažeisti DWR dangas ir sumažinti atsparumą vandeniui / kvėpavimą.

Norėdamas prailginti vandeniui atsparių darbo drabužių tarnavimo laiką, laikausi specialių priežiūros praktikų:

• Pakartotinis aktyvavimasŠis procesas atkuria pirminę vandeniui atsparią apdailą. Tam reikia šilumos ir laiko. Tai galiu pasiekti džiovindamas drabužį džiovyklėje žemoje temperatūroje apie 30 minučių, jei tai leidžia priežiūros etiketė. Drėgnas rankšluostis gali padėti, jei džiovyklė išsijungia anksčiau laiko. Jei nuo audinio nubyra vanduo, atkūrimas sėkmingas. Taip pat galiu išlyginti sausą drabužį žemoje temperatūroje be garų, įdėdamas rankšluostį tarp lygintuvo ir drabužio.
• ImpregnavimasTai atnaujina vandenį ir purvą atstumiantį sluoksnį. Laikui bėgant jis nyksta dėl dėvėjimosi. Pakartotinis impregnavimas reikalingas, kai po skalbimo ir džiovinimo vanduo nebesiskiria lašeliais. Skalbimo mašinoje, pasirinkus švelnų skalbimo ciklą, galiu naudoti specialias skalbimo priemones. Arba drabužį purškiu impregnavimo priemone arba naudoju specialias priemones skalbdamas rankomis.
• Bendroji priežiūraDarbo drabužius prieš impregnavimą visada skalbiu be minkštiklio. Vadovaujuosi tiek tekstilės, tiek impregnavimo priemonės priežiūros etiketėje pateiktomis instrukcijomis.

Stebiu vandeniui atsparių technologijų evoliuciją. Dabar jos suderina aukštą našumą su atsakingumu už aplinką. Nuolatinės inovacijos nuolat teikia veiksmingus ir saugesnius sprendimus darbuotojams. Šių apdailos medžiagų supratimas padeda man pasirinkti ir prižiūrėti optimalius darbo drabužius, užtikrinant ilgaamžiškumą ir komfortą.

DUK

Kas yra DWR (drėgna drėgmė)?

Aš apibrėžiu DWR kaipPatvarus vandeniui atsparusTai speciali danga. Ši danga padaro audinius atsparius vandeniui.

Kodėl PFC kelia susirūpinimą?

Žinau, kad PFC kelia susirūpinimą. Jie kaupiasi aplinkoje. Jie taip pat yra susiję su sveikatos problemomis.

Kaip vėl aktyvuoti DWR?

Aš vėl aktyvuoju DWR šiluma. Džiovyklę naudoju žemoje temperatūroje. Taip pat galiu naudoti lygintuvą.