Ce se ascunde în spatele finisajului hidrofug din țesăturile moderne pentru îmbrăcămintea de lucru

Materialul textil modern pentru îmbrăcămintea de lucru își obține finisajul hidrofug prin tratamente chimice specializate. Acestea modifică tensiunea superficială, provocând formarea de perle de apă și alunecarea acesteia. Acest lucru creează omaterial textil rezistent la apă, vital pentru articole precumțesătură din poliester spandex pentru scrub medical, Material TSP pentru îmbrăcăminte medicalășiMaterial uniformă spitalicească TSP, adesea caMaterial ușor de întreținut TSPAceastă piață a fost de 2.572,84 milioane de dolari în 2023.

Concluzii cheie

• Acoperirile speciale facțesături pentru îmbrăcăminte de lucruresping apa. Aceste acoperiri modifică suprafața țesăturii. Apa se acumulează apoi în picături și se scurge prin scurgeri, menținându-vă uscat.
• Vechile substanțe chimice hidrofuge, numite PFC-uri, dăunează mediului și sănătății. Opțiuni noi, mai sigure, protejează acum țesăturile fără aceste riscuri.
• Putețiface ca hainele tale hidrofuge să reziste mai multCurățați-le corespunzător și folosiți căldură pentru a reîmprospăta stratul de acoperire. Acest lucru ajută materialul să nu pătrundă apa.

Știința hidrorepellenței în îmbrăcămintea de lucru

Înțelegerea DWR (hidrofug durabil)

Când mă uit laîmbrăcăminte de lucru modernăVăd o mulțime de inovații, în special în modul în care țesăturile rezistă la apă. Secretul constă adesea în ceva numit hidrorepellent durabil sau DWR. DWR este un strat special pe care producătorii îl aplică țesăturilor. Acest strat face ca țesătura să fie rezistentă la apă sau hidrofobă. Din punct de vedere istoric, majoritatea tratamentelor DWR foloseau fluoropolimeri. Aceste straturi sunt de obicei foarte subțiri. Producătorii le aplică prin pulverizare sau scufundarea țesăturii într-o soluție chimică. De asemenea, pot utiliza depunerea chimică din vapori (CVD). CVD este excelent deoarece utilizează mai puțini solvenți nocivi și mai puțin material DWR. De asemenea, creează un strat impermeabil super-subțire care nu schimbă prea mult aspectul sau senzația materialului.

DWR funcționează prin reducerea energiei libere de suprafață a materialului. Aceasta înseamnă că energia de suprafață a țesăturii devine mai mică decât tensiunea superficială a apei. Când apa atinge țesătura, aceasta formează bile și se rostogolește. Acest lucru previne pătrunderea apei, ceea ce vă menține confortabil și uscat. Rezelevanța la apă a textilelor depinde de cât de mult aderă un lichid la o suprafață solidă. O aderență mai mică înseamnă o respingere mai mare. Capacitatea unei țesături de a rezista la apă depinde de mai mulți factori: compoziția chimică a suprafeței sale, cât de rugoasă este, cât de poroasă este și ce alte molecule se află pe ea. Țesăturile țesute dens ajută, de asemenea. Adăugarea de microparticule fine poate reduce canalele porilor, ceea ce blochează și mai mult fluidele.

Rezelența apei se referă la modificarea tensiunii superficiale. Moleculele de apă preferă să se lipească una de cealaltă, mai degrabă decât de un material textil tratat. Obținem acest lucru prin aplicarea de substanțe chimice speciale. Aceste substanțe chimice formează un strat hidrofob pe materialul textil. Acest strat împiedică pătrunderea picăturilor de apă. În schimb, picăturile se acumulează în formă de perle și se rostogolesc. Acești agenți de finisare funcționează în câteva moduri. În primul rând, substanțele chimice precum fluorocarburile sau siliconii reduc energia superficială a fibrelor. Acest lucru îngreunează răspândirea apei. În al doilea rând, agenții avansați creează suprafețe rugoase, texturate la un nivel foarte mic. Acest lucru reduce suprafața de contact dintre picăturile de apă și material, făcând ca apa să se acumuleze și mai mult.

Efectul hidrofob folosește tensiunea superficială. Acoperirile rezistente la apă și fibrele țesute dens sunt nepolare. Aceasta înseamnă că moleculele de apă nu pot forma legături cu ele. Prin urmare, picăturile de apă rămân la suprafață, ținute împreună de propriile forțe. Când o picătură devine prea grea, gravitația o trage. Aceste acoperiri chimice hidrofobe se aplică prin tratamente de pulverizare sau imersare. Țesăturile sunt înmuiate în soluții cu substanțe chimice hidrofuge, apoi se usucă. Pe măsură ce se usucă, aceste substanțe chimice, cum ar fi siliconul, ceara sau anumiți fluorocarburi, se leagă de fibrele individuale. Acest lucru modifică tensiunea superficială a fibrelor. Îngreunează pătrunderea apei și a altor lichide în țesătură sau lipirea acesteia.

Chimia hidrofobicității: PFC-uri și alternative

Multă vreme, substanțele chimice utilizate pentru DWR au fost substanțele per- și polifluoroalchilate, sau PFC-uri. Mai exact, fluorocarburile C8 cu lanț lung au fost standardul. Aceste substanțe chimice au fost foarte eficiente în respingerea atât a apei, cât și a uleiului. De asemenea, au avut o stabilitate chimică și termică ridicată. Cu toate acestea, am aflat despre preocupările legate de mediu și sănătate legate de aceste substanțe. După ce fluorocarburile C8 au fost interzise, ​​tratamentele cu fluorocarburi C6 cu lanț scurt au devenit o soluție temporară.

Acum știm că fluorotelomerii, care fac parte din PFC-uri, se descompun în acizi PFC periculoși. Acest lucru contribuie la poluarea cu PFC. Studiile efectuate pe păstrăvi arată că această descompunere poate avea loc prin digestie. Acest lucru ridică îngrijorări cu privire la contaminarea alimentelor și absorbția directă la oameni. Industria fluorocarburilor a susținut cândva că descompunerea este lentă în sol. Cu toate acestea, cercetările EPA au arătat o rată mult mai rapidă. Aceștia au concluzionat că descompunerea fluorotelomer-polimer este o sursă importantă de PFOA și alți compuși fluorurați din mediu. Fluorotelomerii pe bază de C6 se descompun, de asemenea, în acizi PFC, cum ar fi PFHxA. Deși PFHxA ar putea fi mai puțin periculos decât PFOA, este totuși o preocupare. Alți acizi fluorotelomerici proveniți din această descompunere au demonstrat toxicitate pentru viața acvatică.

PFC-urile reprezintă o problemă deoarece multe se descompun foarte lent. Se pot acumula la oameni, animale și în mediu în timp. Cercetările sugerează că expunerea la anumite PFC-uri poate duce la probleme de sănătate. De exemplu, expunerea la PFC-uri poate întârzia pubertatea la fete. Acest lucru ar putea duce la riscuri mai mari de cancer la sân, boli de rinichi și boli tiroidiene mai târziu în viață. De asemenea, a fost asociată cu o densitate minerală osoasă mai scăzută la adolescenți, ceea ce poate provoca osteoporoză. Studiile arată o legătură între expunerea la PFC-uri și un risc crescut de diabet zaharat de tip 2 la femei. Unele PFC-uri pot crește, de asemenea, riscul de cancer tiroidian. Studii ample efectuate pe oameni și animale arată leziuni hepatice cauzate de expunerea la PFC-uri. PFC-urile se acumulează în țesuturile corpului, cum ar fi ficatul, contribuind posibil la steatohepatită nonalcoolică.

Din cauza acestor preocupări, văd o mare presiune pentru alternative fără PFC. Multe companii oferă acum opțiuni excelente. De exemplu, Rockgeist oferă țesături fără PFC, cum ar fi seria Cotton Duck de la XPac și ofertele EcoPak. Shell-Tech Free M325-SC1 și Shell-Tech Free 6053 sunt finisaje pe bază de apă care utilizează polimeri hidrofobici reactivi. Acestea oferă o rezistență ridicată la apă și rezistă la numeroase spălări. Altopel F3® este o altă opțiune bună pentru bumbac și fibre sintetice. Schoeller Textil AG a dezvoltat Ecorepel®, un finisaj DWR fără PFC care imită modul în care plantele se protejează în mod natural. Formează o peliculă subțire în jurul fibrelor pentru a respinge apa și murdăria.

Alte soluții notabile fără PFC includ produsele zeroF și ECOPERL de la CHT, BIONIC-FINISH® ECO de la Rudolf Group și Ecoguard-SYN (Conc) de la Sarex. Sciessent oferă produse Curb Water Repellent, care sunt 100% fără fluor și biodegradabile. Teflon EcoElite oferă tehnologie de respingere a petelor fără fluor. Daikin are Unidyne XF pentru o respingere a apei fără PFC. DownTek oferă puf hidrofug fără PFC. Nanomyte SR-200EC de la NEI și seria Neoseed de la NICCA sunt, de asemenea, fără PFC. Polartec a eliminat PFAS din tratamentele DWR din toate țesăturile sale. Laminatele Sympatex au fost întotdeauna fără PFAS și PTFE. Produsele OrganoClick sunt fără PFAS și biodegradabile. Chiar și Snickers Workwear oferă impermeabilizare textilă prin spălare, fără fluorocarburi.

O alternativă impresionantă este Empel™. Acesta prezintă o hidrofugare superioară, absorbind doar o treime din cantitatea de apă în comparație cu finisajele C0 și C6 de top. Nu conține PFAS și este netoxic, având certificare Oeko-Tex®. Empel folosește un proces de aplicare fără apă, care reduce poluarea și consumul de energie. Oferă durabilitate de lungă durată, deoarece formează o legătură moleculară cu fibrele. În plus, menține materialul moale și respirabil, ceea ce este esențial pentru o țesătură confortabilă pentru îmbrăcămintea de lucru.

Aplicarea finisajelor hidrofuge pe țesăturile țesute ale îmbrăcămintei de lucru

Procese de aplicare industrială

Găsesc fascinantă aplicarea industrială a finisajelor hidrofuge. Producătorii folosesc în principal o metodă numită întărire prin tamponare. Mai întâi, înmoaie...material textil pentru îmbrăcăminte de lucruîntr-o soluție. Această soluție conține agenți DWR, lianți, balsamuri și catalizatori. Apoi, rolele comprimă materialul pentru a obține absorbția dorită a apei. Apoi, usucă produsul. În cele din urmă, îl întăresc la temperaturi și durate specifice. Această etapă de întărire este crucială. Activează tratamentul. De exemplu, uscarea are loc între 100°C și 120°C. Întărirea are loc apoi la 150°C până la 180°C. De asemenea, știu că multe tratamente DWR sunt activate termic. O centrifugare rapidă într-un uscător la temperatură mică sau medie poate ajuta la întinerirea finisajului. Acest lucru resetează tratamentul pe suprafața țesăturii. Adesea, restabilește perlele de apă fără a fi nevoie de un retratament complet. Dacă respingerea apei începe să scadă, iau în considerare reactivarea DWR folosind o setare de temperatură mică în uscător, dacă eticheta de îngrijire permite. Pentru articolele Gore-Tex, aș putea folosi chiar și un fier de călcat cu abur la o setare caldă, plasând un prosop între fierul de călcat și haină.

Structura și țesătura țesăturii pentru rezistență

Dincolo de tratamentele chimice, structura fizică a țesăturii ajută și la hidrofugarea. Observ că modul în care producătorii țes materialul face o mare diferență. Țesăturile strâns rezistau în mod natural la apă mai bine decât țesăturile lejere. Împletitura strânsă a firelor creează o barieră mai densă. Acest lucru face mai dificilă pătrunderea picăturilor de apă. Gândiți-vă la o țesătură foarte fină,țesătură densă pentru îmbrăcăminte de lucruApa se chinuie să găsească spații prin care să treacă. Această rezistență fizică funcționează împreună cu finisajul chimic DWR. Creează un articol vestimentar hidrofug mai eficient și mai durabil. O țesătură simplă, de exemplu, cu modelul său simplu de tip „over-sub”, poate fi foarte densă. Această densitate reduce dimensiunea porilor din material. Porii mai mici înseamnă mai puțin spațiu pentru ca apa să treacă. Această combinație dintre o țesătură densă și un tratament DWR bun ne oferă cea mai bună protecție.

Performanță, Durabilitate și Întreținere

Măsurarea eficacității hidrorepellenței

Mă întreb adesea cum stabilesc producătorii dacă un finisaj hidrofug funcționează cu adevărat. Ei folosesc mai mulți indicatori cheie de performanță și teste. Aceste teste ne ajută să înțelegem cât de bine rezistă o țesătură la apă.

Un test comun esteTestul hidrostatic al coloanei de presiune (AATCC 127)Văd că acest test măsoară câtă presiune a apei poate suporta un material textil înainte ca apa să pătrundă în el. Materialul textil este plasat sub o coloană de apă. Înălțimea coloanei de apă, măsurată în milimetri (mm H₂O), indică rezistența materialului textil. De exemplu, știu că îmbrăcămintea cu o grosime mai mare de 1000 mm este considerată impermeabilă. Pentru condiții extreme, cum ar fi corturile sau echipamentul militar, este nevoie de peste 3000 mm. Testul AATCC 127 utilizează o pompă controlată electronic. Aceasta aplică presiune hidrostatică pe partea inferioară a materialului textil. O lumină de observare ajută la detectarea picăturilor de apă. Acest test este comun pentru îmbrăcămintea sport în aer liber și materialele de protecție medicală.

Un alt test important esteTest de rezistență la pulverizare (ISO 4920:2012 sau AATCC 22)Am constatat că acest test evaluează rezistența unui material textil la umezirea suprafeței. Aceștia pulverizează apă pe o mostră de material textil întinsă în condiții controlate. Apoi, evaluează vizual modelul udat. Scara de evaluare variază de la 0 (complet ud) la 100 (fără picături lipite). Cumpărătorii internaționali solicită adesea peste 90 de grade pentru jachetele outdoor. Acest test ajută la evaluarea rezistenței la apă a diferitelor finisaje ale țesăturilor. Rezultatele depind de fibre, fir, construcția țesăturii și finisaj.

Alte teste contribuie, de asemenea, la o imagine completă aperformanța țesăturii:

• Testul de cădereAceasta verificare verifică modul în care apa perlează și se rostogolește de pe suprafață.
• Test de absorbție (test punctual)Folosesc asta pentru a vedea câtă apă absoarbe materialul.
• AATCC 42Aceasta măsurătoare măsoară penetrarea apei în grame. De exemplu, halatele medicale ar putea necesita mai puțin de 1,0 g/m².
• Testul Bundesmann (DIN 53888)Aceasta determină atât procentul de absorbție a apei, cât și rezistența la abraziune. Este potrivit pentru îmbrăcămintea de lucru și textilele rezistente.

Pe lângă respingerea apei, iau în considerare și alte aspecteproprietățile țesăturii pentru performanța generală:

• GSM (grame pe metru pătrat)Asta îmi spune greutatea materialului.
• Rezistență la spargereVerific rezistența la rupere.
• Rezistență la tracțiuneAceasta măsurătoare măsoară câtă forță poate suporta materialul înainte de rupere.
• Rezistență la abraziune (ASTM D4966, tester de abraziune Martindale)Aceasta arată cât de bine rezistă materialul la uzura cauzată de frecare.
• Permeabilitatea la aerMă uit la asta pentru respirabilitate.
• Rezistența culorii la spălare (ISO 105 C03)Acest lucru asigură că culorile nu se decolorează după spălare.
• Rezistența culorii la apă (ISO 105 E01)Aceasta verifică stabilitatea culorii atunci când este udă.
• Rezistența culorii la transpirație (ISO 105-E04)Folosesc asta ca să văd dacă transpirația afectează culoarea.
• Rezistență la frecare (ISO-105-X 12)Aceasta măsurătoare măsoară cât de mult se transferă culoarea la frecare.

Pentru îmbrăcămintea de lucru, mă refer adesea laStandardul EN 343 (Regatul Unit)Acest standard evaluează întregul articol vestimentar. Acesta ia în considerare rezistența la apă a țesăturii și a cusăturilor, construcția articolului vestimentar, performanța și respirabilitatea. Clasifică articolele vestimentare în patru clase (Clasa 1 până la Clasa 4) atât pentru rezistența la apă, cât și pentru respirabilitate. Clasa 4:4 oferă cea mai înaltă protecție. Consider că acest standard este foarte util pentru alegerea unui material textil fiabil, hidrofug, pentru îmbrăcămintea de lucru.

Factorii care afectează durabilitatea finisajului

Am învățat că nici cele mai bune finisaje hidrofuge nu durează la nesfârșit. Mai mulți factori le afectează durabilitatea. Înțelegerea acestora mă ajută să-mi întrețin mai bine echipamentul de lucru.

O problemă majoră estecontaminareFinisajele DWR, inclusiv ceara și siliconii, se contaminează ușor cu murdărie și ulei. Această contaminare face ca aceste finisaje să își piardă rapid eficacitatea. Când DWR se degradează, suprafața țesăturii devine umedă. Acest lucru creează o senzație de umezeală și lipicioasă în contact cu pielea, chiar dacă apa nu pătrunde în îmbrăcăminte. Această pierdere a eficacității reduce durata de viață funcțională a îmbrăcămintei.

AbraziuneAbraziunile naturale și utilizarea repetată provoacă uzură a articolelor de îmbrăcăminte impermeabile. Această uzură duce la zone în care finisajul DWR se deteriorează în timp. Abraziunea excesivă din surse precum pietre, contactul repetat cu centurile de șold și bretelele de umăr sau spălările numeroase diminuează performanța DWR. Când se întâmplă acest lucru, devine necesară reaplicarea DWR.

Impropriupractici de spălătoriepot deteriora grav finisajele DWR. Am constatat că detergenții de rufe obișnuiți distrug proprietățile DWR. Aceștia depun reziduuri chimice. Aceste reziduuri, care se pot acumula până la 2% din greutatea țesăturii, constă din parfum, coloranți UV strălucitori, săruri, surfactanți, adjuvanți de procesare, lubrifianți pentru mașinile de spălat, uleiuri, grăsimi și polimeri. Aceste reziduuri rigidizează țesătura, leagă fibrele și acoperă fluoropolimerul din DWR. Împiedică acumularea de particule de apă și pătrunderea acesteia în țesătură. Balsamul de rufe agravează și mai mult această problemă prin adăugarea de mai multe reziduuri.

Recomand întotdeauna utilizarea detergenților cu pH neutru, concepuți pentru îmbrăcămintea tehnică de exterior. Aceștia sunt adesea pe bază de apă, biodegradabili și fără coloranți, agenți de albire, agenți de strălucire sau parfum. Detergenții potriviți pentru pielea sensibilă sunt adesea siguri pentru echipament. Evit detergenții convenționali, înălbitorul, balsamul de rufe și curățarea chimică. Acestea pot bloca porii, pot deteriora straturile DWR și pot reduce gradul de impermeabilitate/respirabilitate.

Pentru a prelungi durata de viață a echipamentului de lucru hidrofug, urmez anumite practici de întreținere:

• ReactivareAcest proces restabilește finisajul original hidrofug. Necesită căldură și timp. Pot realiza acest lucru prin uscarea hainei în uscătorul de rufe la temperatură scăzută timp de aproximativ 30 de minute, dacă eticheta de întreținere permite acest lucru. Un prosop umed poate ajuta dacă uscătorul se oprește mai devreme. Dacă apa se scurge de pe material, reactivarea a reușit. De asemenea, aș putea călca haina uscată la temperatură scăzută fără abur, plasând un prosop între fierul de călcat și haină.
• ImpregnareAcesta reînnoiește stratul hidrofug și antimurdar. Acesta se diminuează în timp din cauza uzurii. Reimpregnarea este necesară atunci când apa nu mai picură după spălare și uscare. Pot folosi agenți speciali de spălare în mașina de spălat, la un ciclu delicat. Alternativ, aplic un spray de impregnare pe haină sau folosesc agenți speciali în timpul spălării manuale.
• Îngrijire generalăÎntotdeauna spăl hainele de lucru fără balsam de rufe înainte de impregnare. Urmez instrucțiunile de îngrijire de pe etichetă atât pentru materialul textil, cât și pentru agentul de impregnare.

Observ evoluția tehnologiei hidrofuge. Aceasta echilibrează acum performanța ridicată cu responsabilitatea față de mediu. Inovația continuă oferă în mod constant soluții eficiente și mai sigure pentru lucrători. Înțelegerea acestor finisaje mă ajută să aleg și să mențin îmbrăcămintea de lucru optimă, asigurând longevitatea și confortul.

FAQ

Ce este DWR?

Definesc DWR ca fiindRezistent la apă durabilEste un strat special de acoperire. Acest strat face ca țesăturile să fie rezistente la apă.

De ce sunt PFC-urile o preocupare?

Știu că PFC-urile sunt o preocupare. Se acumulează în mediu. De asemenea, sunt legate de probleme de sănătate.

Cum reactivez DWR?

Reactivez DWR cu căldură. Folosesc un uscător de rufe la temperatură scăzută. Pot folosi și un fier de călcat.