Čo sa skrýva za vodoodpudivou úpravou moderných pracovných odevov

Moderné tkané pracovné odevy dosahujú svoju vodoodpudivú úpravu prostredníctvom špeciálnych chemických úprav. Tieto úpravy menia povrchové napätie, čo spôsobuje, že voda sa zráža a steká. Vytvára sa takvodeodolná textília, dôležité pre položky akopolyesterová spandexová tkanina na lekárske čistenie, TSP tkanina na lekárske oblečenieaTSP nemocničná uniformná látka, často akoTSP nenáročná tkaninaTento trh mal v roku 2023 hodnotu 2 572,84 milióna dolárov.

Kľúčové poznatky

• Špeciálne nátery vytvárajúlátky na pracovné odevyodpudzujú vodu. Tieto povrchové úpravy menia povrch látky. Voda sa potom zhromažďuje v guľôčkach a steká, čím vás udržiava v suchu.
• Staré vodoodpudivé chemikálie, nazývané PFC, škodia životnému prostrediu a zdraviu. Nové, bezpečnejšie možnosti teraz chránia tkaniny bez týchto rizík.
• Môžešpredĺžte životnosť svojho vodeodolného oblečeniaDôkladne ich vyčistite a na obnovenie povlaku použite teplo. To pomôže látke udržať vodu vonku.

Veda o vodoodpudivosti pracovných odevov

Pochopenie DWR (odolná vodoodpudivosť)

Keď sa pozriem namoderné pracovné oblečenieVidím veľa inovácií, najmä v tom, ako látky zvládajú vodu. Tajomstvo často spočíva v niečom, čo sa nazýva Trvanlivý vodoodpudivý materiál alebo DWR. DWR je špeciálny náter, ktorý výrobcovia nanášajú na látky. Tento náter robí látku vodeodolnou alebo hydrofóbnou. Historicky väčšina DWR úprav používala fluórpolyméry. Tieto nátery sú zvyčajne veľmi tenké. Výrobcovia ich nanášajú striekaním alebo namáčaním látky do chemického roztoku. Môžu tiež použiť chemické nanášanie z pár (CVD). CVD je skvelé, pretože používa menej škodlivých rozpúšťadiel a menej DWR materiálu. Vytvára tiež supertenkú vodeodolnú vrstvu, ktorá nemení vzhľad ani pocit látky.

DWR funguje tak, že znižuje povrchovú voľnú energiu materiálu. To znamená, že povrchová energia tkaniny je nižšia ako povrchové napätie vody. Keď voda dopadne na tkaninu, vytvorí guľôčky a steká sa. To zabraňuje vsakovaniu vody, čo vás udrží v pohodlí a suchu. Vodoodpudivosť textílií závisí od toho, do akej miery sa kvapalina prilepí na pevný povrch. Menej prilepenia znamená väčšiu odpudivosť. Schopnosť tkaniny odolávať vode závisí od niekoľkých vecí: chemického zloženia jej povrchu, jeho drsnosti, pórovitosti a ďalších molekúl, ktoré sa na ňom nachádzajú. Pomáhajú aj husto tkané tkaniny. Pridanie jemných mikročastíc môže zmenšiť pórovité kanáliky, čo ďalej blokuje tekutiny.

Vodoodpudivosť spočíva v zmene povrchového napätia. Molekuly vody sa radšej lepia na seba, než na ošetrenú látku. Toho dosahujeme aplikáciou špeciálnych chemikálií. Tieto chemikálie vytvárajú na textílii hydrofóbnu vrstvu. Táto vrstva zabraňuje vniknutiu kvapôčok vody. Namiesto toho sa kvapôčky zhromažďujú a odkotúľajú. Tieto úpravné činidlá fungujú niekoľkými spôsobmi. Po prvé, chemikálie ako fluórované uhľovodíky alebo silikóny znižujú povrchovú energiu vlákien. To sťažuje rozptyľovanie vody. Po druhé, pokročilé činidlá vytvárajú drsné, textúrované povrchy na veľmi malej úrovni. To znižuje kontaktnú plochu medzi kvapôčkami vody a látkou, čím sa voda ešte viac zhromažďuje.

Hydrofóbny efekt využíva povrchové napätie. Vodoodolné nátery a husto tkané vlákna sú nepolárne. To znamená, že molekuly vody s nimi nemôžu vytvárať väzby. Kvapôčky vody teda zostávajú na povrchu a držia ich pohromade vlastné sily. Keď je kvapôčka príliš ťažká, gravitácia ju strhne. Tieto hydrofóbne chemické nátery sa nanášajú striekaním alebo namáčaním. Tkaniny sa namáčajú v roztokoch s vodoodpudivými chemikáliami a potom schnú. Počas schnutia sa tieto chemikálie, ako napríklad silikón, vosk alebo určité fluórované uhľovodíky, viažu na jednotlivé vlákna. To mení povrchové napätie vlákien. Sťažuje sa vode a iným tekutinám vniknutie do tkaniny alebo prilepenie na ňu.

Chémia hydrofóbnosti: PFC a alternatívy

Dlho boli pre DWR používané perfluóralkylové a polyfluóralkylové látky alebo PFC. Konkrétne štandardom boli fluórované uhľovodíky s dlhým reťazcom C8. Tieto chemikálie boli veľmi účinné pri odpudzovaní vody aj oleja. Mali tiež vysokú chemickú a tepelnú stabilitu. Dozvedeli sme sa však o environmentálnych a zdravotných problémoch spojených s týmito látkami. Po zákaze fluórovaných uhľovodíkov C8 sa dočasným riešením stala úprava s kratším reťazcom C6.

Teraz vieme, že fluórteloméry, ktoré sú súčasťou PFC, sa rozkladajú na nebezpečné kyseliny PFC. To prispieva k znečisteniu PFC. Štúdie na pstruhoch ukazujú, že k tomuto rozkladu môže dôjsť trávením. To vyvoláva obavy z kontaminácie potravín a priamej absorpcie u ľudí. Priemysel fluórovaných uhľovodíkov kedysi tvrdil, že rozklad v pôde je pomalý. Výskum EPA však ukázal oveľa rýchlejšie tempo. Dospeli k záveru, že rozklad fluórtelomérov a polymérov je veľkým zdrojom PFOA a iných fluórovaných zlúčenín v životnom prostredí. Fluórteloméry na báze C6 sa tiež rozkladajú na kyseliny PFC, ako je PFHxA. Hoci PFHxA môže byť menej nebezpečná ako PFOA, stále je to problém. Iné fluórteloméry z tohto rozkladu preukázali toxicitu pre vodné organizmy.

PFC predstavujú problém, pretože mnohé sa rozkladajú veľmi pomaly. Postupom času sa môžu hromadiť v ľuďoch, zvieratách a v životnom prostredí. Výskum naznačuje, že vystavenie určitým PFC môže viesť k zlým zdravotným následkom. Napríklad vystavenie PFC môže u dievčat oddialiť pubertu. To by mohlo viesť k vyššiemu riziku rakoviny prsníka, ochorení obličiek a štítnej žľazy v neskoršom veku. Bolo tiež spojené s nižšou hustotou kostných minerálov u dospievajúcich, čo môže spôsobiť osteoporózu. Štúdie ukazujú súvislosť medzi vystavením PFC a zvýšeným rizikom cukrovky 2. typu u žien. Niektoré PFC môžu tiež zvýšiť riziko rakoviny štítnej žľazy. Rozsiahle štúdie na ľuďoch a zvieratách ukazujú poškodenie pečene v dôsledku vystavenia PFC. PFC sa hromadia v telesných tkanivách, ako je pečeň, čo môže prispievať k nealkoholickému stukovateniu pečene.

Kvôli týmto obavám vidím veľký tlak na alternatívy bez obsahu PFC. Mnoho spoločností teraz ponúka skvelé možnosti. Napríklad Rockgeist ponúka látky bez obsahu PFC, ako je séria Cotton Duck od spoločnosti XPac a ponuky od spoločnosti EcoPak. Shell-Tech Free M325-SC1 a Shell-Tech Free 6053 sú povrchové úpravy na vodnej báze, ktoré používajú hydrofóbne reagujúce polyméry. Poskytujú vysokú vodoodpudivosť a vydržia mnoho praní. Altopel F3® je ďalšou dobrou voľbou pre bavlnu a syntetické vlákna. Spoločnosť Schoeller Textil AG vyvinula Ecorepel®, DWR úpravu bez obsahu PFC, ktorá napodobňuje, ako sa rastliny prirodzene chránia. Vytvára tenký film okolo vlákien, ktorý odpudzuje vodu a nečistoty.

Medzi ďalšie významné riešenia bez obsahu PFC patria produkty zeroF a ECOPERL od spoločnosti CHT, BIONIC-FINISH® ECO od spoločnosti Rudolf Group a Ecoguard-SYN (Conc) od spoločnosti Sarex. Spoločnosť Sciessent ponúka produkty Curb Water Repellent, ktoré sú 100 % bez fluóru a biologicky odbúrateľné. Teflon EcoElite poskytuje technológiu odpudzovania škvŕn bez fluóru. Daikin má Unidyne XF pre vodoodpudivosť bez obsahu PFC. DownTek ponúka páperie odpudzujúce vodu bez obsahu PFC. Nanomyte SR-200EC od spoločnosti NEI a séria Neoseed od spoločnosti NICCA tiež neobsahujú PFC. Spoločnosť Polartec eliminovala PFAS v úpravách DWR vo svojich tkaninách. Lamináty Sympatex vždy neobsahovali PFAS ani PTFE. Produkty spoločnosti OrganoClick neobsahujú PFAS a sú biologicky odbúrateľné. Dokonca aj Snickers Workwear ponúka prateľnú textilnú hydroizoláciu bez fluórovaných uhľovodíkov.

Jednou pôsobivou alternatívou je Empel™. Vykazuje vynikajúcu vodeodolnosť, absorbuje iba tretinu vody v porovnaní s poprednými povrchovými úpravami C0 a C6. Neobsahuje PFAS a je netoxický, s certifikáciou Oeko-Tex®. Empel používa bezvodý aplikačný proces, ktorý znižuje znečistenie a spotrebu energie. Ponúka dlhotrvajúcu odolnosť, pretože vytvára molekulárnu väzbu s vláknami. Navyše udržiava látku mäkkú a priedušnú, čo je kľúčové pre pohodlnú tkanú pracovnú látku.

Aplikácia vodoodpudivých povrchových úprav na tkané pracovné odevy

Procesy priemyselných aplikácií

Priemyselné využitie vodoodpudivých povrchových úprav ma fascinuje. Výrobcovia používajú predovšetkým metódu nazývanú vytvrdzovanie pad-dry-cure. Najprv namočiatkaná látka na pracovné odevyv roztoku. Tento roztok obsahuje látky DWR, spojivá, zmäkčovadlá a katalyzátory. Následne valce stlačia látku, aby dosiahli požadovaný stupeň zamokrenia. Potom výrobok vysušia. Nakoniec ho vytvrdzujú pri špecifických teplotách a trvaní. Tento krok vytvrdzovania je kľúčový. Aktivuje úpravu. Napríklad sušenie prebieha medzi 100 °C a 120 °C. Vytvrdzovanie potom prebieha pri 150 °C až 180 °C. Viem tiež, že mnohé úpravy DWR sú aktivované teplom. Rýchle odstreďovanie v sušičke na nízkej alebo strednej teplote môže pomôcť obnoviť povrchovú úpravu. Tým sa resetuje úprava na povrchu látky. Často sa obnoví tvorba vodných guľôčok bez nutnosti úplnej opätovnej úpravy. Ak sa vodoodpudivosť začne znižovať, zvážim reaktiváciu DWR pomocou nízkeho nastavenia teploty v sušičke, ak to štítok s pokynmi na ošetrovanie dovoľuje. Pri odevoch Gore-Tex môžem dokonca použiť naparovaciu žehličku na teplom stupni a medzi žehličku a odev vložiť uterák.

Štruktúra a väzba látky pre odolnosť

Okrem chemického ošetrenia pomáha s vodoodpudivosťou aj fyzikálna štruktúra látky. Vidím, že veľký rozdiel má spôsob, akým výrobcovia látku tkájú. Husto tkané látky prirodzene odolávajú vode lepšie ako voľné väzby. Husté prepletenie nití vytvára hustejšiu bariéru. To sťažuje prenikanie kvapôčok vody. Predstavte si veľmi jemnú,hustá tkaná pracovná látkaVoda má problém nájsť si medzery, ktorými by mohla prejsť. Táto fyzická odolnosť spolupracuje s chemickou úpravou DWR. Vytvára účinnejší a odolnejší vodoodpudivý odev. Napríklad hladká väzba s jednoduchým vzorom obloženia a podkladu môže byť veľmi hustá. Táto hustota zmenšuje veľkosť pórov v látke. Menšie póry znamenajú menej priestoru na prenikanie vody. Táto kombinácia hustej väzby a dobrej úpravy DWR nám poskytuje najlepšiu ochranu.

Výkon, odolnosť a údržba

Meranie účinnosti vodoodpudivosti

Často sa čudujem, ako výrobcovia určujú, či vodoodpudivá úprava skutočne funguje. Používajú niekoľko kľúčových ukazovateľov výkonnosti a testov. Tieto testy nám pomáhajú pochopiť, ako dobre látka odoláva vode.

Jedným z bežných testov jeHydrostatický tlakový test (AATCC 127)Vidím, že tento test meria, aký tlak vody látka znesie, kým do nej voda prenikne. Látku umiestnia pod stĺpec vody. Výška vodného stĺpca, meraná v milimetroch (mm H₂O), udáva odolnosť látky. Napríklad viem, že oblečenie s viac ako 1000 mm vodného stĺpca sa považuje za vodotesné. Pre extrémne podmienky, ako sú stany alebo vojenské vybavenie, je potrebných viac ako 3000 mm. Test AATCC 127 používa elektronicky riadené čerpadlo. Aplikuje hydrostatický tlak na spodnú stranu látky. Pozorovacie svetlo pomáha detekovať kvapky vody. Tento test je bežný pre outdoorové športové oblečenie a ochranné zdravotnícke materiály.

Ďalším dôležitým testom jeSkúška rozprašovania (ISO 4920:2012 alebo AATCC 22)Zistil som, že tento test hodnotí odolnosť látky voči povrchovému namočeniu. Na napnutú vzorku látky za kontrolovaných podmienok nastriekajú vodu. Potom vizuálne ohodnotia namočený vzor. Hodnotiaca stupnica sa pohybuje od 0 (úplne mokré) do 100 (žiadne lepkavé kvapky). Medzinárodní kupujúci často požadujú pre outdoorové bundy viac ako 90 stupňov. Tento test pomáha posúdiť vodeodolnosť rôznych povrchových úprav látok. Výsledky závisia od vlákien, priadze, konštrukcie látky a povrchovej úpravy.

Aj ďalšie testy prispievajú k úplnému obrazuvýkon tkaniny:

• Pádový test: Týmto sa kontroluje, ako voda kvapká a steká z povrchu.
• Test nasiakavosti (bodový test)Používam to na zistenie, koľko vody látka absorbuje.
• AATCC 42: Toto meranie prenikania vody v gramoch. Napríklad lekárske plášte môžu potrebovať menej ako 1,0 g/m².
• Bundesmannov test (DIN 53888)Toto určuje percento absorpcie vody aj odolnosť voči oderu. Je vhodné pre pracovné odevy a odolné textílie.

Okrem vodoodpudivosti zvažujem aj inévlastnosti tkaniny pre celkový výkon:

• GSM (gramy na štvorcový meter)Toto mi hovorí o hmotnosti látky.
• Pevnosť v ťahuSkontrolujem to na odolnosť voči roztrhnutiu.
• Pevnosť v ťahu: Toto meria, akú silu látka znesie pred pretrhnutím.
• Odolnosť proti oderu (ASTM D4966, tester oderu Martindale): Toto ukazuje, ako dobre látka odoláva opotrebovaniu spôsobenému trením.
• Priepustnosť vzduchuPozerám sa na to kvôli priedušnosti.
• Stálofarebnosť pri praní (ISO 105 C03): Vďaka tomu farby po vypraní nevyblednú.
• Stálofarebnosť vo vode (ISO 105 E01): Toto kontroluje stálosť farieb za mokra.
• Stálofarebnosť v potení (ISO 105-E04)Používam to na zistenie, či pot ovplyvňuje farbu.
• Stáloodolnosť v odieraní (ISO-105-X 12): Toto meria, koľko farby sa prenesie pri trení.

V prípade pracovného oblečenia často hovorím oNorma EN 343 (Spojené kráľovstvo)Táto norma posudzuje celý odev. Zohľadňuje vodeodolnosť látky a švov, konštrukciu odevu, výkon a priedušnosť. Odevy sa kategorizujú do štyroch tried (trieda 1 až trieda 4) z hľadiska vodeodolnosti aj priedušnosti. Trieda 4:4 ponúka najvyššiu ochranu. Túto normu považujem za veľmi užitočnú pri výbere spoľahlivej vodeodolnej tkanej pracovnej látky.

Faktory ovplyvňujúce trvanlivosť povrchovej úpravy

Zistil som, že ani tie najlepšie vodoodpudivé povrchové úpravy nevydržia večne. Ich trvanlivosť ovplyvňuje niekoľko faktorov. Pochopenie týchto faktorov mi pomáha lepšie udržiavať moje pracovné oblečenie.

Jedným z hlavných problémov jekontamináciaPovrchové úpravy DWR, vrátane voskov a silikónov, sa ľahko kontaminujú nečistotami a olejom. Táto kontaminácia spôsobuje, že tieto povrchové úpravy rýchlo strácajú svoju účinnosť. Keď sa DWR degraduje, povrch látky sa stáva vlhkým. To vytvára lepkavý, mokrý pocit na pokožke, aj keď voda nepreniká do odevu. Táto strata účinnosti skracuje funkčnú životnosť odevu.

Odertiež zohráva významnú úlohu. Prirodzené odery a opakované používanie spôsobujú opotrebovanie nepremokavého oblečenia. Toto opotrebovanie vedie k oblastiam, kde sa úprava DWR časom opotrebuje. Nadmerné oder od zdrojov, ako sú kamene, opakovaný kontakt s bedrovými pásmi a ramennými popruhmi alebo časté pranie, znižuje účinnosť DWR. Keď sa to stane, je nevyhnutná opätovná aplikácia DWR.

Nesprávnepracie postupymôže vážne poškodiť DWR povrchovú úpravu. Zistila som, že bežné pracie prostriedky ničia DWR vlastnosti. Usadzujú chemické zvyšky. Tieto zvyšky, ktoré sa môžu hromadiť až do 2 % hmotnosti látky, pozostávajú z parfumov, UV zjasňujúcich farbív, solí, povrchovo aktívnych látok, pomocných látok pri spracovaní, mazív do práčok, olejov, tukov a polymérov. Tieto zvyšky spevňujú látku, viažu vlákna a pokrývajú fluórpolymér v DWR. Zabraňujú tvorbe guľôčok vody a spôsobujú jej vsakovanie do látky. Aviváže tento problém ešte zhoršujú pridávaním ďalších zvyškov.

Vždy odporúčam používať čistiace prostriedky s neutrálnym pH určené na technické vrchné oblečenie. Tieto sú často na vodnej báze, biologicky odbúrateľné a bez farbív, bielidiel, zjasňovačov ani vôní. Čistiace prostriedky vhodné pre citlivú pokožku sú často bezpečné pre oblečenie. Vyhýbam sa bežným čistiacim prostriedkom, bielidlám, avivážam a chemickému čisteniu. Tie môžu upchávať póry, poškodiť DWR nátery a znížiť hodnotenie vodeodolnosti/priedušnosti.

Aby som predĺžil životnosť vodoodpudivého pracovného oblečenia, dodržiavam špecifické postupy údržby:

• ReaktiváciaTento proces obnovuje pôvodnú vodoodpudivú úpravu. Vyžaduje si teplo a čas. Toho sa dá dosiahnuť sušením odevu v sušičke pri nízkej teplote približne 30 minút, ak to umožňuje štítok s pokynmi na ošetrovanie. Vlhký uterák môže pomôcť, ak sa sušička predčasne vypne. Ak z látky steká voda v podobe kvapiek, reaktivácia bola úspešná. Suchý odev môžem tiež vyžehliť pri nízkej teplote bez pary, pričom medzi žehličku a odev umiestnim uterák.
• ImpregnáciaTým sa obnovuje vrstva odpudzujúca vodu a nečistoty. Časom sa v dôsledku opotrebovania zmenšuje. Opätovná impregnácia je potrebná, keď po vypraní a vysušení už voda nekvapká. Môžem použiť špeciálne pracie prostriedky v práčke na šetrný cyklus. Prípadne môžem na odev naniesť impregnačný sprej alebo použiť špeciálne prostriedky pri ručnom praní.
• Všeobecná starostlivosťPracovné odevy pred impregnáciou vždy periem bez aviváže. Riadim sa pokynmi na ošetrovanie textílie aj impregnačného prostriedku.

Sledujem vývoj technológie odpudzujúcej vodu. Teraz vyvažuje vysoký výkon s environmentálnou zodpovednosťou. Neustále inovácie neustále prinášajú efektívne a bezpečnejšie riešenia pre pracovníkov. Pochopenie týchto povrchových úprav mi pomáha vybrať a udržiavať optimálne pracovné oblečenie, čím zabezpečuje dlhú životnosť a pohodlie.

Často kladené otázky

Čo je DWR (Dermatologická reflexná vrstva)?

Definujem DWR akoOdolný vodoodpudivý materiálJe to špeciálny náter. Vďaka tomuto náteru sú tkaniny vodeodolné.

Prečo sú PFC problémom?

Viem, že perfluorované chlórne uhľovodíky (PFC) sú problémom. Hromadia sa v životnom prostredí. Súvisia aj so zdravotnými problémami.

Ako môžem znova aktivovať DWR?

DWR reaktivujem teplom. Používam sušičku na nízkej teplote. Môžem použiť aj žehličku.