Wat zit er achter de waterafstotende afwerking van moderne werkkledingstoffen?

Moderne geweven werkkledingstoffen verkrijgen hun waterafstotende afwerking door middel van speciale chemische behandelingen. Deze behandelingen veranderen de oppervlaktespanning, waardoor waterdruppels zich vormen en eraf rollen. Dit creëert eenwaterbestendig textiel, essentieel voor artikelen zoalsPolyester-spandexstof voor medische scrubs, TSP-stof voor medische kleding, EnTSP ziekenhuisuniformstof, vaak alsTSP onderhoudsvriendelijke stofDeze markt had in 2023 een waarde van 2572,84 miljoen dollar.

Belangrijkste conclusies

• Speciale coatings makenstoffen voor werkkledingWaterafstotend. Deze coatings veranderen het oppervlak van de stof. Waterdruppels vormen zich dan tot druppels en rollen eraf, waardoor je droog blijft.
• Oude waterafstotende chemicaliën, zogenaamde PFC's, zijn schadelijk voor het milieu en de gezondheid. Nieuwe, veiligere opties beschermen stoffen nu zonder deze risico's.
• Je kuntZorg ervoor dat je waterafstotende kleding langer meegaat.Maak ze goed schoon en gebruik warmte om de coating op te frissen. Dit helpt de stof waterdicht te maken.

De wetenschap achter waterafstotendheid in werkkleding

Wat is DWR (Durable Water Repellent)?

Als ik kijk naarmoderne werkkledingIk zie veel innovatie, vooral in hoe stoffen water afstoten. Het geheim zit hem vaak in iets dat 'Durable Water Repellent', ofwel DWR, heet. DWR is een speciale coating die fabrikanten op stoffen aanbrengen. Deze coating maakt de stof waterafstotend, ofwel hydrofoob. Van oudsher werden voor de meeste DWR-behandelingen fluorpolymeren gebruikt. Deze coatings zijn meestal erg dun. Fabrikanten brengen ze aan door de stof te besproeien of onder te dompelen in een chemische oplossing. Ze kunnen ook gebruikmaken van chemische dampafzetting (CVD). CVD is geweldig omdat het minder schadelijke oplosmiddelen en minder DWR-materiaal gebruikt. Het creëert ook een superdunne waterdichte laag die het uiterlijk en de textuur van de stof nauwelijks verandert.

DWR werkt door de oppervlakte-energie van het materiaal te verlagen. Dit betekent dat de oppervlakte-energie van de stof lager wordt dan de oppervlaktespanning van water. Wanneer water de stof raakt, vormt het druppels die eraf rollen. Dit voorkomt dat water intrekt, waardoor je comfortabel en droog blijft. De waterafstotendheid van textiel hangt af van hoeveel een vloeistof aan een vast oppervlak hecht. Minder hechting betekent een hogere waterafstotendheid. Het vermogen van een stof om water af te stoten hangt af van verschillende factoren: de chemische samenstelling van het oppervlak, hoe ruw het is, hoe poreus het is en welke andere moleculen erop aanwezig zijn. Dicht geweven stoffen dragen hier ook aan bij. Het toevoegen van fijne microdeeltjes kan de poriën verkleinen, waardoor vloeistoffen nog verder worden tegengehouden.

Waterafstotendheid draait om het veranderen van de oppervlaktespanning. Watermoleculen hechten zich liever aan elkaar dan aan een behandeld textiel. Dit bereiken we door speciale chemicaliën aan te brengen. Deze chemicaliën vormen een hydrofobe laag op het textiel. Deze laag voorkomt dat waterdruppels binnendringen. In plaats daarvan vormen de druppels zich tot parels en rollen ze weg. Deze afwerkingsmiddelen werken op een aantal manieren. Ten eerste verlagen chemicaliën zoals fluorkoolstoffen of siliconen de oppervlakte-energie van de vezels. Hierdoor kan water zich moeilijk verspreiden. Ten tweede creëren geavanceerde middelen ruwe, gestructureerde oppervlakken op microniveau. Dit vermindert het contactoppervlak tussen waterdruppels en het textiel, waardoor de waterdruppels zich nog beter tot parels vormen.

Het hydrofobe effect maakt gebruik van oppervlaktespanning. Waterafstotende coatings en dicht geweven vezels zijn niet-polair. Dit betekent dat watermoleculen er geen bindingen mee kunnen aangaan. Waterdruppels blijven dus op het oppervlak, bij elkaar gehouden door hun eigen krachten. Wanneer een druppel te zwaar wordt, trekt de zwaartekracht hem eraf. Deze hydrofobe chemische coatings worden aangebracht door middel van spuiten of dompelen. Stoffen worden geweekt in oplossingen met waterafstotende chemicaliën en vervolgens gedroogd. Tijdens het drogen hechten deze chemicaliën, zoals siliconen, was of bepaalde fluorkoolwaterstoffen, zich aan de afzonderlijke vezels. Dit verandert de oppervlaktespanning van de vezels. Hierdoor wordt het voor water en andere vloeistoffen moeilijk om in de stof te dringen of eraan te hechten.

De chemie van hydrofobiciteit: PFC's en alternatieven

Lange tijd waren per- en polyfluoralkylstoffen, ofwel PFC's, de meest gebruikte chemicaliën voor waterafstotende coatings. Met name langeketen C8-fluorkoolwaterstoffen waren de standaard. Deze chemicaliën waren zeer effectief in het afstoten van zowel water als olie. Ze hadden bovendien een hoge chemische en thermische stabiliteit. We kwamen echter te weten welke milieu- en gezondheidsrisico's aan deze stoffen verbonden waren. Nadat C8-fluorkoolwaterstoffen werden verboden, werden kortereketen C6-behandelingen een tijdelijke oplossing.

We weten nu dat fluorotelomeren, die deel uitmaken van PFC's, afbreken tot gevaarlijke PFC-zuren. Dit draagt ​​bij aan de PFC-vervuiling. Studies met forellen tonen aan dat deze afbraak kan plaatsvinden tijdens de spijsvertering. Dit geeft aanleiding tot bezorgdheid over voedselverontreiniging en directe opname door mensen. De fluorkoolwaterstofindustrie beweerde ooit dat de afbraak in de bodem langzaam verliep. Onderzoek van de EPA toonde echter een veel snellere afbraak aan. Zij concludeerden dat de afbraak van fluorotelomeerpolymeren een belangrijke bron is van PFOA en andere gefluoreerde verbindingen in het milieu. C6-gebaseerde fluorotelomeren breken ook af tot PFC-zuren, zoals PFHxA. Hoewel PFHxA mogelijk minder gevaarlijk is dan PFOA, blijft het een punt van zorg. Andere fluorotelomeerzuren die bij deze afbraak ontstaan, hebben toxiciteit voor waterorganismen aangetoond.

PFC's vormen een probleem omdat veel ervan zeer langzaam afbreken. Ze kunnen zich in de loop der tijd ophopen in mensen, dieren en het milieu. Onderzoek suggereert dat blootstelling aan bepaalde PFC's kan leiden tot negatieve gezondheidsgevolgen. Zo kan blootstelling aan PFC's de puberteit bij meisjes vertragen. Dit kan leiden tot een verhoogd risico op borstkanker, nierziekten en schildklieraandoeningen op latere leeftijd. Het is ook in verband gebracht met een lagere botdichtheid bij tieners, wat osteoporose kan veroorzaken. Studies tonen een verband aan tussen blootstelling aan PFC's en een verhoogd risico op diabetes type 2 bij vrouwen. Sommige PFC's kunnen ook het risico op schildklierkanker verhogen. Grote studies bij mensen en dieren tonen leverschade aan door blootstelling aan PFC's. PFC's hopen zich op in lichaamsweefsels zoals de lever en dragen mogelijk bij aan niet-alcoholische leververvetting.

Vanwege deze zorgen zie ik een sterke drang naar PFC-vrije alternatieven. Veel bedrijven bieden nu uitstekende opties. Rockgeist biedt bijvoorbeeld PFC-vrije stoffen aan, zoals de Cotton Duck-serie van XPac en de producten van EcoPak. Shell-Tech Free M325-SC1 en Shell-Tech Free 6053 zijn afwerkingen op waterbasis die gebruikmaken van hydrofobe reactieve polymeren. Ze bieden een hoge waterafstotendheid en zijn bestand tegen vele wasbeurten. Altopel F3® is een andere goede optie voor katoen en synthetische vezels. Schoeller Textil AG heeft Ecorepel® ontwikkeld, een PFC-vrije DWR-afwerking die de natuurlijke bescherming van planten nabootst. Het vormt een dunne film rond de vezels om water en vuil af te stoten.

Andere opmerkelijke PFC-vrije oplossingen zijn onder andere zeroF-producten en ECOPERL van CHT, BIONIC-FINISH® ECO van Rudolf Group en Ecoguard-SYN (Conc) van Sarex. Sciessent biedt Curb Water Repellent-producten aan, die 100% fluorvrij en biologisch afbreekbaar zijn. Teflon EcoElite biedt een vlekwerende technologie zonder fluor. Daikin heeft Unidyne XF voor PFC-vrije waterafstotendheid. DownTek biedt PFC-vrij waterafstotend dons. NEI's Nanomyte SR-200EC en NICCA's Neoseed-serie zijn ook PFC-vrij. Polartec heeft PFAS uit DWR-behandelingen in al zijn stoffen verwijderd. Sympatex-laminaten zijn altijd al PFAS- en PTFE-vrij geweest. De producten van OrganoClick zijn PFAS-vrij en biologisch afbreekbaar. Zelfs Snickers Workwear biedt wasbare textielwaterdichting zonder fluorkoolwaterstoffen.

Een indrukwekkend alternatief is Empel™. Het heeft een superieure waterafstotende werking en absorbeert slechts een derde van het water in vergelijking met toonaangevende C0- en C6-afwerkingen. Het is PFAS-vrij en niet-giftig, en beschikt over een Oeko-Tex®-certificering. Empel maakt gebruik van een watervrij applicatieproces, wat de vervuiling en het energieverbruik vermindert. Het biedt een lange levensduur doordat het een moleculaire binding met de vezels vormt. Bovendien houdt het de stof zacht en ademend, wat cruciaal is voor comfortabele geweven werkkleding.

Het aanbrengen van waterafstotende afwerkingen op geweven werkkledingstof

Industriële toepassingsprocessen

Ik vind de industriële toepassing van waterafstotende afwerkingen fascinerend. Fabrikanten gebruiken voornamelijk een methode die pad-dry-cure heet. Eerst weken ze het oppervlak in water.geweven werkkledingstofin een oplossing. Deze oplossing bevat DWR-middelen, bindmiddelen, weekmakers en katalysatoren. Vervolgens persen rollers de stof samen om de gewenste wateropname te bereiken. Daarna wordt het product gedroogd. Ten slotte wordt het uitgehard bij specifieke temperaturen en gedurende een bepaalde tijd. Deze uithardingsstap is cruciaal. Het activeert de behandeling. Zo vindt het drogen plaats tussen 100 °C en 120 °C. Het uitharden vindt vervolgens plaats bij 150 °C tot 180 °C. Ik weet ook dat veel DWR-behandelingen hittegeactiveerd zijn. Een korte droogbeurt in de droger op een lage of gemiddelde temperatuur kan de afwerking herstellen. Dit reset de behandeling op het oppervlak van de stof. Het herstelt vaak de waterafstotende werking zonder dat een volledige herbehandeling nodig is. Als de waterafstotendheid begint af te nemen, overweeg ik de DWR opnieuw te activeren met een lage temperatuur in de droger, indien het wasvoorschrift dit toestaat. Voor Gore-Tex-artikelen gebruik ik soms zelfs een stoomstrijkijzer op een warme stand, met een handdoek tussen het strijkijzer en het kledingstuk.

Structuur en weeftechniek van de stof voor waterafstotendheid

Naast chemische behandelingen draagt ​​ook de fysieke structuur van de stof bij aan de waterafstotendheid. Ik zie dat de manier waarop fabrikanten de stof weven een groot verschil maakt. Strak geweven stoffen zijn van nature beter bestand tegen water dan los geweven stoffen. De dichte verweving van de draden creëert een dichtere barrière. Hierdoor is het moeilijker voor waterdruppels om door te dringen. Denk aan een heel fijne,dicht geweven werkkledingstofWater vindt moeilijk een weg door de openingen. Deze fysieke weerstand werkt samen met de chemische DWR-afwerking. Het zorgt voor een effectiever en duurzamer waterafstotend kledingstuk. Een platbinding, bijvoorbeeld, met zijn eenvoudige over-onder patroon, kan zeer dicht geweven zijn. Deze dichtheid verkleint de poriën in de stof. Kleinere poriën betekenen minder ruimte voor water om door te dringen. Deze combinatie van een dichte weving en een goede DWR-behandeling biedt de beste bescherming.

Prestaties, duurzaamheid en onderhoud

Het meten van de effectiviteit van waterafstotendheid

Ik vraag me vaak af hoe fabrikanten bepalen of een waterafstotende afwerking echt werkt. Ze gebruiken verschillende belangrijke prestatie-indicatoren en tests. Deze tests helpen ons te begrijpen hoe goed een stof water afstoot.

Een veelvoorkomende test is deHydrostatische druktest (AATCC 127)Ik zie dat deze test meet hoeveel waterdruk een stof kan weerstaan ​​voordat er water doorheen dringt. De stof wordt onder een waterkolom geplaatst. De hoogte van de waterkolom, gemeten in millimeters (mm H₂O), geeft de waterdichtheid van de stof aan. Kleding met een waterdichtheid van meer dan 1000 mm wordt bijvoorbeeld als waterdicht beschouwd. Voor extreme omstandigheden, zoals tenten of militaire uitrusting, is een waterdichtheid van meer dan 3000 mm vereist. De AATCC 127-test maakt gebruik van een elektronisch gestuurde pomp. Deze oefent hydrostatische druk uit op de onderkant van de stof. Een observatielampje helpt bij het detecteren van waterdruppels. Deze test wordt vaak gebruikt voor outdoor sportkleding en medische beschermingsmaterialen.

Een andere belangrijke test is deSpuitproef (ISO 4920:2012 of AATCC 22)Ik heb ontdekt dat deze test de weerstand van een stof tegen bevochtiging beoordeelt. Onder gecontroleerde omstandigheden wordt water op een strak gespannen stofmonster gespoten. Vervolgens wordt het bevochtigde patroon visueel beoordeeld. De beoordelingsschaal loopt van 0 (volledig nat) tot 100 (geen druppels blijven plakken). Internationale kopers eisen vaak een score van meer dan 90 voor outdoorjassen. Deze test helpt bij het beoordelen van de waterbestendigheid van verschillende stofafwerkingen. De resultaten zijn afhankelijk van de vezels, het garen, de stofconstructie en de afwerking.

Andere tests dragen ook bij aan een volledig beeld vanstofprestaties:

• ValtestDit meet hoe waterdruppels zich vormen en van het oppervlak afrollen.
• Absorptietest (vlektest)Ik gebruik dit om te zien hoeveel water de stof absorbeert.
• AATCC 42Dit meet de waterdoorlaatbaarheid in grammen. Medische jassen hebben bijvoorbeeld mogelijk minder dan 1,0 g/m nodig.
• Bundesmann-test (DIN 53888)Dit bepaalt zowel het waterabsorptiepercentage als de slijtvastheid. Het is geschikt voor werkkleding en zwaarbelaste textielsoorten.

Naast waterafstotendheid houd ik ook rekening met andere factoren.Stofeigenschappen voor algehele prestaties:

• GSM (gram per vierkante meter)Dit geeft me het gewicht van de stof aan.
• Barstende krachtIk controleer dit op scheurvastheid.
• TreksterkteDit meet hoeveel kracht de stof kan weerstaan ​​voordat deze breekt.
• Slijtvastheid (ASTM D4966, Martindale-slijtagetester)Dit geeft aan hoe goed de stof bestand is tegen slijtage door wrijving.
• LuchtdoorlaatbaarheidIk kijk hier naar met het oog op ademend vermogen.
• Kleurechtheid bij het wassen (ISO 105 C03)Dit zorgt ervoor dat de kleuren na het wassen niet vervagen.
• Kleurechtheid in water (ISO 105 E01)Dit controleert de kleurstabiliteit in natte toestand.
• Kleurvastheid bij transpiratie (ISO 105-E04)Ik gebruik dit om te zien of zweet de kleur beïnvloedt.
• Wrijfechtheid (ISO-105-X 12)Dit meet hoeveel kleur er vrijkomt bij het wrijven.

Voor werkkleding verwijs ik vaak naar deEN 343-norm (VK)Deze norm beoordeelt het gehele kledingstuk. Er wordt gekeken naar de waterbestendigheid van de stof en de naden, de constructie van het kledingstuk, de prestaties en het ademend vermogen. Kledingstukken worden ingedeeld in vier klassen (klasse 1 tot en met klasse 4) voor zowel waterbestendigheid als ademend vermogen. Klasse 4:4 biedt de hoogste bescherming. Ik vind deze norm erg nuttig bij het kiezen van betrouwbare waterafstotende geweven werkkledingstof.

Factoren die de duurzaamheid van de afwerking beïnvloeden

Ik heb geleerd dat zelfs de beste waterafstotende afwerkingen niet eeuwig meegaan. Verschillende factoren beïnvloeden hun duurzaamheid. Door deze factoren te begrijpen, kan ik mijn werkkleding beter onderhouden.

Een belangrijk probleem isbesmettingDWR-afwerkingen, waaronder wassen en siliconen, raken gemakkelijk vervuild door vuil en olie. Door deze vervuiling verliezen deze afwerkingen snel hun effectiviteit. Wanneer de DWR-laag afbreekt, wordt het oppervlak van de stof vochtig. Dit zorgt voor een klam, nat gevoel op de huid, zelfs als er geen water in het kledingstuk doordringt. Dit verlies aan effectiviteit verkort de levensduur van het kledingstuk.

SlijtageOok de waterafstotende werking speelt een belangrijke rol. Natuurlijke slijtage en herhaald gebruik veroorzaken beschadigingen aan waterdichte kleding. Deze slijtage leidt ertoe dat de DWR-laag op sommige plekken na verloop van tijd slijt. Overmatige wrijving door bijvoorbeeld stenen, herhaald contact met heupriemen en schouderbanden, of veelvuldig wassen vermindert de DWR-prestaties. In dat geval is het noodzakelijk om de DWR-laag opnieuw aan te brengen.

OngepastwaspraktijkenKan DWR-afwerkingen ernstig beschadigen. Ik heb ontdekt dat gewone wasmiddelen de DWR-eigenschappen aantasten. Ze laten chemische resten achter. Deze resten, die tot wel 2% van het gewicht van de stof kunnen uitmaken, bestaan ​​uit parfum, UV-wittermakende kleurstoffen, zouten, oppervlakteactieve stoffen, verwerkingshulpmiddelen, smeermiddelen voor de wasmachine, oliën, vetten en polymeren. Deze resten maken de stof stijf, binden vezels aan elkaar en bedekken het fluorpolymeer in de DWR-laag. Hierdoor parelt het water niet meer af en trekt het in de stof. Wasverzachter verergert dit probleem nog door extra resten toe te voegen.

Ik raad altijd aan om pH-neutrale wasmiddelen te gebruiken die speciaal zijn ontwikkeld voor technische bovenkleding. Deze zijn vaak op waterbasis, biologisch afbreekbaar en vrij van kleurstoffen, witmakers, optische witmakers of parfum. Wasmiddelen die geschikt zijn voor de gevoelige huid zijn vaak ook veilig voor deze kleding. Ik vermijd conventionele wasmiddelen, bleekmiddel, wasverzachter en stomerijen. Deze kunnen de poriën verstoppen, de waterafstotende coating beschadigen en de waterdichtheid/ademhalingswaarde verminderen.

Om de levensduur van waterafstotende werkkleding te verlengen, volg ik specifieke onderhoudsprocedures:

• ReactiveringDit proces herstelt de oorspronkelijke waterafstotende afwerking. Het vereist warmte en tijd. Ik kan dit bereiken door het kledingstuk ongeveer 30 minuten op een lage temperatuur in de droger te drogen, als het wasvoorschrift dit toestaat. Een vochtige handdoek kan helpen als de droger te vroeg uitschakelt. Als het water van de stof afparelt, is de reactivering geslaagd. Ik kan het droge kledingstuk ook op een lage temperatuur strijken zonder stoom, met een handdoek tussen het strijkijzer en het kledingstuk.
• BevruchtingDit vernieuwt de water- en vuilafstotende laag. Deze laag slijt na verloop van tijd. Opnieuw impregneren is nodig wanneer water na het wassen en drogen niet meer van het kledingstuk afparelt. Ik kan speciale wasmiddelen in de wasmachine gebruiken op een fijnwasprogramma. Als alternatief kan ik een impregneerspray op het kledingstuk aanbrengen of speciale middelen gebruiken tijdens het handwassen.
• Algemene zorgIk was mijn werkkleding altijd zonder wasverzachter voordat ik deze impregneer. Ik volg de wasvoorschriften op het etiket van zowel het textiel als het impregneermiddel.

Ik volg de evolutie van waterafstotende technologie. Deze combineert nu hoge prestaties met milieuvriendelijkheid. Voortdurende innovatie levert consistent effectieve en veiligere oplossingen voor werknemers. Inzicht in deze afwerkingen helpt me bij het kiezen en onderhouden van optimale werkkleding, waardoor een lange levensduur en comfort worden gegarandeerd.

Veelgestelde vragen

Wat is DWR?

Ik definieer DWR alsDuurzaam waterafstotendHet is een speciale coating. Deze coating maakt stoffen waterafstotend.

Waarom zijn PFC's een probleem?

Ik weet dat PFC's een punt van zorg zijn. Ze hopen zich op in het milieu. Ze worden ook in verband gebracht met gezondheidsproblemen.

Hoe kan ik DWR opnieuw activeren?

Ik activeer de waterafstotende werking opnieuw met warmte. Ik gebruik een wasdroger op een lage stand. Ik kan ook een strijkijzer gebruiken.