Hva ligger bak den vannavvisende finishen i moderne arbeidstøystoffer

Moderne vevde arbeidsklær oppnår sin vannavvisende finish via spesialiserte kjemiske behandlinger. Disse endrer overflatespenningen, noe som får vann til å perle seg og rulle av. Dette skaper envannavstøtende tekstil, viktig for ting sompolyester spandex stoff for medisinsk skrubb, TSP-stoff for medisinsk tøy, ogTSP sykehusuniformstoff, ofte somTSP lettstelt stoffDette markedet var på 2572,84 millioner dollar i 2023.

Viktige konklusjoner

• Spesielle belegg gjørarbeidstøystofferavviser vann. Disse beleggene endrer stoffets overflate. Vann perler seg deretter og ruller av, slik at du holder deg tørr.
• Gamle vannavvisende kjemikalier, kalt PFC-er, skader miljøet og helsen. Nye, tryggere alternativer beskytter nå tekstiler uten disse risikoene.
• Du kanFå vannavvisende klær til å vare lengerRengjør dem skikkelig og bruk varme for å friske opp belegget. Dette hjelper stoffet med å holde vann ute.

Vitenskapen bak vannavstøting i arbeidsklær

Forstå DWR (slitesterk vannavstøtende)

Når jeg ser påmoderne arbeidsklærJeg ser mye innovasjon, spesielt i hvordan tekstiler håndterer vann. Hemmeligheten ligger ofte i noe som kalles Durable Water Repellent, eller DWR. DWR er et spesielt belegg som produsenter påfører tekstiler. Dette belegget gjør stoffet vannavstøtende, eller hydrofobt. Historisk sett brukte de fleste DWR-behandlinger fluorpolymerer. Disse beleggene er vanligvis veldig tynne. Produsenter påfører dem ved å spraye eller dyppe stoffet i en kjemisk løsning. De kan også bruke kjemisk dampavsetning (CVD). CVD er flott fordi det bruker færre skadelige løsemidler og mindre DWR-materiale. Det skaper også et supertynt vanntett lag som ikke endrer hvordan stoffet ser ut eller føles mye.

DWR fungerer ved å senke materialets overflatefrie energi. Dette betyr at stoffets overflateenergi blir lavere enn vannets overflatespenning. Når vann treffer stoffet, danner det perler og ruller av. Dette forhindrer at vann trekker inn, noe som holder deg komfortabel og tørr. Vannavstøting i tekstiler avhenger av hvor mye en væske fester seg til en solid overflate. Mindre klebing betyr mer avstøting. Et stoffs evne til å motstå vann avhenger av flere ting: den kjemiske sammensetningen av overflaten, hvor ru den er, hvor porøs den er og hvilke andre molekyler som er på den. Tettvevde stoffer hjelper også. Å tilsette fine mikropartikler kan redusere porekanaler, noe som ytterligere blokkerer væsker.

Vannavstøting handler om å endre overflatespenning. Vannmolekyler foretrekker å feste seg til hverandre i stedet for å feste seg til et behandlet stoff. Vi oppnår dette ved å påføre spesielle kjemikalier. Disse kjemikaliene danner et hydrofobt lag på tekstilet. Dette laget hindrer vanndråper i å komme inn. I stedet perler dråpene seg og ruller av. Disse etterbehandlingsmidlene fungerer på et par måter. For det første reduserer kjemikalier som fluorkarboner eller silikoner overflateenergien til fibrene. Dette gjør det vanskelig for vann å spre seg. For det andre skaper avanserte midler ru, teksturerte overflater på et lite nivå. Dette reduserer kontaktområdet mellom vanndråper og stoffet, noe som gjør at vannet perler seg enda mer.

Den hydrofobe effekten bruker overflatespenning. Vannavstøtende belegg og tettvevde fibre er ikke-polare. Dette betyr at vannmolekyler ikke kan danne bindinger med dem. Så vanndråper forblir på overflaten, holdt sammen av sine egne krefter. Når en dråpe blir for tung, trekker tyngdekraften den av. Disse hydrofobe kjemiske beleggene påføres ved spray-på- eller dyppebehandlinger. Stoffer bløtlegges i løsninger med vannavvisende kjemikalier, og tørker deretter. Når de tørker, binder disse kjemikaliene, som silikon, voks eller visse fluorkarboner, seg til de enkelte fibrene. Dette endrer overflatespenningen til fibrene. Det gjør det vanskelig for vann og andre væsker å komme inn i eller feste seg til stoffet.

Hydrofobisitetskjemi: PFC-er og alternativer

I lang tid var de vanligste kjemikaliene for DWR per- og polyfluoralkylstoffer, eller PFC-er. Mer spesifikt var langkjedede C8-fluorkarboner standarden. Disse kjemikaliene var svært effektive til å avvise både vann og olje. De hadde også høy kjemisk og termisk stabilitet. Vi lærte imidlertid om miljø- og helseproblemene knyttet til disse stoffene. Etter at C8-fluorkarboner ble forbudt, ble kortkjedede C6-behandlinger en midlertidig løsning.

Vi vet nå at fluortelomerer, som er en del av PFC-er, brytes ned til farlige PFC-syrer. Dette bidrar til PFC-forurensning. Studier på ørret viser at denne nedbrytningen kan skje gjennom fordøyelsen. Dette reiser bekymring for matforurensning og direkte absorpsjon hos mennesker. Fluorkarbonindustrien hevdet en gang langsom nedbrytning i jord. EPA-forskning viste imidlertid en mye raskere hastighet. De konkluderte med at nedbrytning av fluortelomer-polymer er en stor kilde til PFOA og andre fluorerte forbindelser i miljøet. C6-baserte fluortelomerer brytes også ned til PFC-syrer, som PFHxA. Selv om PFHxA kan være mindre farlig enn PFOA, er det fortsatt en bekymring. Andre fluortelomersyrer fra denne nedbrytningen har vist seg giftige for vannlevende organismer.

PFC-er er et problem fordi mange brytes ned veldig sakte. De kan bygge seg opp i mennesker, dyr og miljøet over tid. Forskning tyder på at eksponering for visse PFC-er kan føre til dårlige helseutfall. For eksempel kan PFC-eksponering forsinke puberteten hos jenter. Dette kan føre til høyere risiko for brystkreft, nyresykdom og skjoldbruskkjertelsykdom senere i livet. Det har også vært knyttet til lavere bentetthet hos tenåringer, noe som kan forårsake osteoporose. Studier viser en sammenheng mellom PFC-eksponering og økt risiko for type 2-diabetes hos kvinner. Noen PFC-er kan også øke risikoen for skjoldbruskkreft. Store studier på mennesker og dyr viser leverskade fra PFC-eksponering. PFC-er bygger seg opp i kroppsvev som leveren, noe som muligens bidrar til ikke-alkoholisk fettleversykdom.

På grunn av disse bekymringene ser jeg et stort press for PFC-frie alternativer. Mange selskaper tilbyr nå gode alternativer. For eksempel tilbyr Rockgeist PFC-frie stoffer som XPacs Cotton Duck-serie og EcoPaks tilbud. Shell-Tech Free M325-SC1 og Shell-Tech Free 6053 er vannbaserte overflater som bruker hydrofobreaktive polymerer. De gir høy vannavstøting og varer gjennom mange vask. Altopel F3® er et annet godt alternativ for bomull og syntetiske fibre. Schoeller Textil AG har utviklet Ecorepel®, en PFC-fri DWR-overflate som etterligner hvordan planter naturlig beskytter seg selv. Den danner en tynn film rundt fibrene for å avvise vann og smuss.

Andre bemerkelsesverdige PFC-frie løsninger inkluderer zeroF-produkter og ECOPERL fra CHT, BIONIC-FINISH® ECO fra Rudolf Group og Ecoguard-SYN (Conc) fra Sarex. Sciessent tilbyr Curb Water Repellent-produkter, som er 100 % fluorfrie og biologisk nedbrytbare. Teflon EcoElite tilbyr ikke-fluorert flekkavvisende teknologi. Daikin har Unidyne XF for PFC-fri vannavstøting. DownTek tilbyr PFC-fri vannavvisende dun. NEIs Nanomyte SR-200EC og NICCAs Neoseed-serie er også PFC-frie. Polartec eliminerte PFAS i DWR-behandlinger på tvers av stoffene sine. Sympatex-laminater har alltid vært PFAS- og PTFE-frie. OrganoClicks produkter er PFAS-frie og biologisk nedbrytbare. Selv Snickers Workwear tilbyr tekstilimpregnering som kan vaskes i, fri for fluorkarboner.

Et imponerende alternativ er Empel™. Det viser overlegen vannavstøting, og absorberer bare en tredjedel så mye vann sammenlignet med ledende C0- og C6-overflater. Det er PFAS-fritt og giftfritt, med Oeko-Tex®-sertifisering. Empel bruker en vannfri påføringsprosess, noe som reduserer forurensning og energiforbruk. Det gir langvarig holdbarhet fordi det danner en molekylær binding med fibrene. I tillegg holder det stoffet mykt og pustende, noe som er avgjørende for komfortable vevde arbeidsklær.

Påføring av vannavvisende overflatebehandling på vevd arbeidstøystoff

Industrielle applikasjonsprosesser

Jeg synes den industrielle bruken av vannavvisende overflater er fascinerende. Produsenter bruker primært en metode som kalles pad-dry-herding. Først bløtlegger devevd arbeidstøystoffi en løsning. Denne løsningen inneholder DWR-midler, bindemidler, myknere og katalysatorer. Deretter klemmer valser stoffet for å oppnå ønsket våtopptak. Deretter tørker de produktet. Til slutt herder de det ved bestemte temperaturer og varigheter. Dette herdingstrinnet er avgjørende. Det aktiverer behandlingen. For eksempel skjer tørking mellom 100 °C og 120 °C. Herding skjer deretter ved 150 °C til 180 °C. Jeg vet også at mange DWR-behandlinger er varmeaktiverte. En rask sentrifugering i en tørketrommel på lav eller middels varme kan bidra til å forynge finishen. Dette tilbakestiller behandlingen på stoffets overflate. Det gjenoppretter ofte vannperler uten behov for en fullstendig ny behandling. Hvis vannavstøtingen begynner å avta, vurderer jeg å reaktivere DWR-en ved å bruke en lav varmeinnstilling i tørketrommelen, hvis vaskeanvisningen tillater det. For Gore-Tex-plagg kan jeg til og med bruke et dampstrykejern på en varm innstilling, og plassere et håndkle mellom strykejernet og plagget.

Stoffstruktur og veving for avstøting

Utover kjemiske behandlinger, bidrar også stoffets fysiske struktur til vannavstøting. Jeg ser at måten produsentene vever stoffet på utgjør en stor forskjell. Tettvevde stoffer motstår naturlig vann bedre enn løse vevinger. Den tette sammenflettede tråden skaper en tettere barriere. Dette gjør det vanskeligere for vanndråper å trenge inn. Tenk på en veldig fin,tettvevd arbeidstøystoffVann sliter med å finne hull å passere gjennom. Denne fysiske motstanden fungerer sammen med den kjemiske DWR-behandlingen. Den skaper et mer effektivt og slitesterkt vannavvisende plagg. En enkel vevd stoff, for eksempel, med sitt enkle over-under-mønster, kan være veldig tett. Denne tettheten reduserer størrelsen på porene i stoffet. Mindre porer betyr mindre plass for vann å komme gjennom. Denne kombinasjonen av en tett vevd stofftype og en god DWR-behandling gir oss den beste beskyttelsen.

Ytelse, holdbarhet og vedlikehold

Måling av vannavstøtende effektivitet

Jeg lurer ofte på hvordan produsenter avgjør om en vannavvisende overflate egentlig fungerer. De bruker flere viktige ytelsesindikatorer og tester. Disse testene hjelper oss å forstå hvor godt et stoff motstår vann.

En vanlig test erHydrostatisk trykktest (AATCC 127)Jeg ser at denne testen måler hvor mye vanntrykk et stoff tåler før vann trenger inn i det. De plasserer stoffet under en vannsøyle. Høyden på vannsøylen, målt i millimeter (mm H₂O), indikerer stoffets motstand. For eksempel vet jeg at klær med mer enn 1000 mm regnes som vanntette. For ekstreme forhold, som telt eller militærutstyr, krever de over 3000 mm. AATCC 127-testen bruker en elektronisk styrt pumpe. Den påfører hydrostatisk trykk på stoffets underside. Et observasjonslys hjelper til med å oppdage vanndråper. Denne testen er vanlig for utendørs sportsklær og medisinsk beskyttelsesmateriale.

En annen viktig test erSprøyteklassifiseringstest (ISO 4920:2012 eller AATCC 22)Jeg synes denne testen evaluerer et stoffs motstand mot overflatefukting. De sprayer vann på et stramt stoffprøvestykke under kontrollerte forhold. Deretter vurderer de visuelt det fuktede mønsteret. Vurderingsskalaen går fra 0 (helt vått) til 100 (ingen festende dråper). Internasjonale kjøpere krever ofte mer enn 90 karakterer for utendørsjakker. Denne testen bidrar til å vurdere vannmotstanden til ulike stoffoverflater. Resultatene avhenger av fibrene, garnet, stoffkonstruksjonen og finishen.

Andre tester bidrar også til et fullstendig bilde avstoffets ytelse:

• FalltestDette sjekker hvordan vann perler seg og ruller av overflaten.
• Absorberingstest (punkttest)Jeg bruker dette for å se hvor mye vann stoffet absorberer.
• AATCC 42Dette måler vanninntrengning i gram. For eksempel kan medisinske klær trenge mindre enn 1,0 g/m².
• Bundesmann-test (DIN 53888)Dette bestemmer både vannabsorpsjonsprosent og slitestyrke. Den er egnet for arbeidstøy og kraftige tekstiler.

Utover vannavstøting vurderer jeg også andrestoffegenskaper for total ytelse:

• GSM (gram per kvadratmeter)Dette forteller meg stoffets vekt.
• SprengstyrkeJeg sjekker dette for motstand mot riving.
• StrekkfasthetDette måler hvor mye kraft stoffet tåler før det ryker.
• Slitasjemotstand (ASTM D4966, Martindale slitasjetester)Dette viser hvor godt stoffet motstår slitasje fra gnissing.
• LuftgjennomtrengelighetJeg ser på dette for pusteevne.
• Fargefasthet i vask (ISO 105 C03)Dette sikrer at fargene ikke falmer etter vask.
• Fargefasthet mot vann (ISO 105 E01)Dette kontrollerer fargestabiliteten når den er våt.
• Fargefasthet mot svette (ISO 105-E04)Jeg bruker dette for å se om svette påvirker fargen.
• Gnidefasthet (ISO-105-X 12): Dette måler hvor mye farge som overføres når man gnisser.

Når det gjelder arbeidsklær, refererer jeg ofte tilEN 343-standard (Storbritannia)Denne standarden vurderer hele plagget. Den vurderer vannmotstanden til stoffet og sømmene, plaggets konstruksjon, ytelse og pusteevne. Den kategoriserer plagg i fire klasser (klasse 1 til klasse 4) for både vannmotstand og pusteevne. Klasse 4:4 gir den høyeste beskyttelsen. Jeg synes denne standarden er veldig nyttig for å velge pålitelig vannavvisende vevd arbeidstøystoff.

Faktorer som påvirker overflatens holdbarhet

Jeg har lært at selv de beste vannavvisende overflatene ikke varer evig. Flere faktorer påvirker holdbarheten deres. Å forstå disse hjelper meg med å vedlikeholde arbeidsklærne mine bedre.

Et hovedproblem erforurensningDWR-overflater, inkludert voks og silikon, blir lett forurenset av smuss og olje. Denne forurensningen fører til at disse overflatene raskt mister effektiviteten sin. Når DWR-en brytes ned, blir stoffoverflaten fuktig. Dette skaper en klam, våt følelse mot huden, selv om vann ikke trenger inn i plagget. Dette tapet av effektivitet reduserer plaggets levetid.

Slitasjespiller også en betydelig rolle. Naturlig slitasje og gjentatt bruk forårsaker slitasje på vanntette plagg. Denne slitasjen fører til områder der DWR-overflaten slites av over tid. Overdreven slitasje fra kilder som steiner, gjentatt kontakt med hoftebelter og skulderstropper, eller gjentatte vask reduserer DWR-ytelsen. Når dette skjer, blir det nødvendig med ny påføring av DWR.

Upassendevaskeripraksiskan skade DWR-overflater alvorlig. Jeg har erfart at vanlige vaskemidler ødelegger DWR-egenskapene. De avgir kjemiske rester. Disse restene, som kan akkumuleres opptil 2 % av stoffets vekt, består av parfyme, UV-vitgjørende fargestoffer, salter, overflateaktive stoffer, prosesseringshjelpemidler, smøremidler for vaskemaskiner, oljer, fett og polymerer. Disse restene stiver stoffet, binder fibrene og dekker fluorpolymeren i DWR-en. Det forhindrer at vann perler seg og får det til å trekke inn i stoffet. Tøymyknere forverrer dette problemet ytterligere ved å tilsette flere rester.

Jeg anbefaler alltid å bruke pH-nøytrale vaskemidler beregnet for teknisk yttertøy. Disse er ofte vannbaserte, biologisk nedbrytbare og fri for fargestoffer, hvitemidler, lysnemidler eller duft. Vaskemidler som er egnet for sensitiv hud er ofte trygge for utstyr. Jeg unngår konvensjonelle vaskemidler, blekemiddel, tøymykner og renseri. Disse kan tette porene, skade DWR-belegg og redusere vanntetthets-/pusteevnen.

For å forlenge levetiden til vannavvisende arbeidsklær følger jeg spesifikke vedlikeholdspraksiser:

• ReaktiveringDenne prosessen gjenoppretter den opprinnelige vannavvisende finishen. Den krever varme og tid. Jeg kan oppnå dette ved å tørke plagget i tørketrommel på lav temperatur i omtrent 30 minutter, hvis vaskeanvisningen tillater det. Et fuktig håndkle kan hjelpe hvis tørketrommelen slår seg av tidlig. Hvis vann perler seg av stoffet, var reaktiveringen vellykket. Jeg kan også stryke det tørre plagget på lav temperatur uten damp, ved å plassere et håndkle mellom strykejernet og plagget.
• ImpregneringDette fornyer det vann- og smussavvisende laget. Det avtar over tid på grunn av slitasje. Ny impregnering er nødvendig når vannet ikke lenger perler av etter vask og tørking. Jeg kan bruke spesielle vaskemidler i vaskemaskinen på skånsom syklus. Alternativt påfører jeg en impregneringsspray på plagget eller bruker spesielle midler under håndvask.
• Generell pleieJeg vasker alltid arbeidstøy uten tøymykner før impregnering. Jeg følger vaskeanvisningen for både tekstilen og impregneringsmiddelet.

Jeg følger utviklingen av vannavvisende teknologi. Nå balanserer den høy ytelse med miljøansvar. Kontinuerlig innovasjon leverer konsekvent effektive og tryggere løsninger for arbeidere. Å forstå disse overflatebehandlingene hjelper meg med å velge og vedlikeholde optimale arbeidsklær, noe som sikrer lang levetid og komfort.

Vanlige spørsmål

Hva er vannavstøtende vann (DWR)?

Jeg definerer DWR somSlitesterk vannavstøtendeDet er et spesielt belegg. Dette belegget gjør tekstiler vannavstøtende.

Hvorfor er PFC-er en bekymring?

Jeg vet at PFK-er er et problem. De bygger seg opp i miljøet. De er også knyttet til helseproblemer.

Hvordan aktiverer jeg DWR på nytt?

Jeg reaktiverer DWR med varme. Jeg bruker tørketrommel på lav varme. Jeg kan også bruke strykejern.