Vad som finns bakom den vattenavvisande ytan i moderna arbetskläder

Moderna vävda arbetskläder uppnår sin vattenavvisande yta genom specialiserade kemiska behandlingar. Dessa förändrar ytspänningen, vilket gör att vatten pärlar sig och rullar av. Detta skapar envattenavvisande textil, avgörande för saker sompolyester spandextyg för medicinsk skrubb, TSP-tyg för medicinska kläderochTSP sjukhusuniformtyg, ofta somTSP lättskött tygDenna marknad var värd 2 572,84 miljoner dollar år 2023.

Viktiga slutsatser

• Speciella beläggningar görarbetskläderstöter bort vatten. Dessa beläggningar förändrar tygets yta. Vatten bildas sedan som pärlor och rullar av, vilket håller dig torr.
• Gamla vattenavstötande kemikalier, så kallade PFC, skadar miljön och hälsan. Nya, säkrare alternativ skyddar nu tyger utan dessa risker.
• Du kangör att dina vattenavvisande kläder håller längreRengör dem ordentligt och använd värme för att fräscha upp beläggningen. Detta hjälper tyget att hålla vatten ute.

Vetenskapen bakom vattenavvisande egenskaper i arbetskläder

Förstå DWR (hållbar vattenavvisande)

När jag tittar påmoderna arbetskläderJag ser mycket innovation, särskilt i hur tyger hanterar vatten. Hemligheten ligger ofta i något som kallas Durable Water Repellent, eller DWR. DWR är en speciell beläggning som tillverkare applicerar på tyger. Denna beläggning gör tyget vattenavvisande, eller hydrofobt. Historiskt sett användes fluorpolymerer i de flesta DWR-behandlingar. Dessa beläggningar är vanligtvis mycket tunna. Tillverkare applicerar dem genom att spraya eller doppa tyget i en kemisk lösning. De kan också använda kemisk ångdeponering (CVD). CVD är bra eftersom det använder färre skadliga lösningsmedel och mindre DWR-material. Det skapar också ett supertunt vattentätt lager som inte förändrar hur tyget ser ut eller känns särskilt mycket.

DWR fungerar genom att sänka materialets ytliga fria energi. Det innebär att tygets ytenergi blir lägre än vattnets ytspänning. När vatten träffar tyget bildar det pärlor och rullar av. Detta förhindrar att vatten sugs in, vilket håller dig bekväm och torr. Vattenavvisande egenskaper i textilier beror på hur mycket en vätska fastnar på en fast yta. Mindre klibbning innebär mer avvisande egenskaper. Ett tygs förmåga att motstå vatten beror på flera saker: den kemiska sammansättningen av dess yta, hur grov den är, hur porös den är och vilka andra molekyler som finns på den. Tätt vävda tyger hjälper också. Att tillsätta fina mikropartiklar kan minska porkanaler, vilket ytterligare blockerar vätskor.

Vattenavvisande egenskaper handlar om att förändra ytspänningen. Vattenmolekyler föredrar att fästa vid varandra snarare än vid ett behandlat tyg. Vi uppnår detta genom att applicera speciella kemikalier. Dessa kemikalier bildar ett hydrofobt lager på textilen. Detta lager hindrar vattendroppar från att tränga in. Istället pärlar sig dropparna och rullar bort. Dessa ytbehandlingsmedel fungerar på ett par sätt. För det första minskar kemikalier som fluorkolväten eller silikoner fibrernas ytenergi. Detta gör det svårt för vatten att sprida sig. För det andra skapar avancerade medel grova, texturerade ytor på en liten nivå. Detta minskar kontaktytan mellan vattendroppar och tyget, vilket gör att vattnet pärlar sig ännu mer.

Den hydrofoba effekten använder ytspänning. Vattenbeständiga beläggningar och tätt vävda fibrer är opolära. Det betyder att vattenmolekyler inte kan binda dem. Så vattendroppar stannar kvar på ytan och hålls samman av sina egna krafter. När en droppe blir för tung drar gravitationen bort den. Dessa hydrofoba kemiska beläggningar appliceras genom spray- eller doppbehandlingar. Tyger blötläggs i lösningar med vattenavvisande kemikalier och torkar sedan. När de torkar binder dessa kemikalier, som silikon, vax eller vissa fluorkolväten, till de enskilda fibrerna. Detta förändrar fibrernas ytspänning. Det gör det svårt för vatten och andra vätskor att komma in i eller fastna på tyget.

Hydrofobicitetens kemi: PFC och alternativ

Under lång tid var de vanligaste kemikalierna för avloppsrening per- och polyfluoralkylsubstanser, eller PFC. Mer specifikt var långkedjiga C8-fluorkolväten standarden. Dessa kemikalier var mycket effektiva för att stöta bort både vatten och olja. De hade också hög kemisk och termisk stabilitet. Vi lärde oss dock om de miljö- och hälsoproblem som är kopplade till dessa ämnen. Efter att C8-fluorkolväten förbjöds blev behandlingar med kortare kedjor av C6 en tillfällig lösning.

Vi vet nu att fluortelomerer, som ingår i PFC, bryts ner till farliga PFC-syror. Detta bidrar till PFC-föroreningar. Studier på öring visar att denna nedbrytning kan ske genom matsmältningen. Detta väcker oro för livsmedelskontaminering och direkt absorption hos människor. Fluorkolindustrin hävdade en gång i tiden att nedbrytningen i jord var långsam. EPA-forskning visade dock en mycket snabbare takt. De drog slutsatsen att nedbrytningen av fluortelomer-polymer är en stor källa till PFOA och andra fluorerade föreningar i miljön. C6-baserade fluortelomerer bryts också ner till PFC-syror, som PFHxA. Även om PFHxA kan vara mindre farligt än PFOA, är det fortfarande ett problem. Andra fluortelomersyror från denna nedbrytning har visat sig toxiska för vattenlevande organismer.

PFC är ett problem eftersom många bryts ner mycket långsamt. De kan ansamlas hos människor, djur och miljön med tiden. Forskning tyder på att exponering för vissa PFC kan leda till dåliga hälsoeffekter. Till exempel kan PFC-exponering fördröja puberteten hos flickor. Detta kan leda till högre risker för bröstcancer, njursjukdom och sköldkörtelsjukdom senare i livet. Det har också kopplats till lägre bentäthet hos tonåringar, vilket kan orsaka osteoporos. Studier visar ett samband mellan PFC-exponering och en ökad risk för typ 2-diabetes hos kvinnor. Vissa PFC kan också öka risken för sköldkörtelcancer. Stora studier på människor och djur visar leverskador från PFC-exponering. PFC ansamlas i kroppsvävnader som levern, vilket möjligen bidrar till alkoholfri fettleversjukdom.

På grund av dessa farhågor ser jag ett stort intresse för PFC-fria alternativ. Många företag erbjuder nu bra alternativ. Till exempel erbjuder Rockgeist PFC-fria tyger som XPacs Cotton Duck-serie och EcoPaks erbjudanden. Shell-Tech Free M325-SC1 och Shell-Tech Free 6053 är vattenbaserade ytbehandlingar som använder hydrofobt reaktiva polymerer. De ger hög vattenavvisande förmåga och håller många tvättar. Altopel F3® är ett annat bra alternativ för bomull och syntetfibrer. Schoeller Textil AG har utvecklat Ecorepel®, en PFC-fri DWR-yta som efterliknar hur växter naturligt skyddar sig. Den bildar en tunn film runt fibrerna för att stöta bort vatten och smuts.

Andra anmärkningsvärda PFC-fria lösningar inkluderar zeroF-produkter och ECOPERL från CHT, BIONIC-FINISH® ECO från Rudolf Group och Ecoguard-SYN (Conc) från Sarex. Sciessent erbjuder Curb Water Repellent-produkter, som är 100 % fluorfria och biologiskt nedbrytbara. Teflon EcoElite erbjuder icke-fluorerad fläckavvisande teknik. Daikin har Unidyne XF för PFC-fri vattenavvisande förmåga. DownTek erbjuder PFC-fri vattenavvisande dun. NEI:s Nanomyte SR-200EC och NICCA:s Neoseed-serie är också PFC-fria. Polartec har eliminerat PFAS i DWR-behandlingar i alla sina tyger. Sympatex-laminat har alltid varit PFAS- och PTFE-fria. OrganoClicks produkter är PFAS-fria och biologiskt nedbrytbara. Även Snickers Workwear erbjuder tvättbar textilvattentätning fri från fluorkolväten.

Ett imponerande alternativ är Empel™. Det uppvisar överlägsen vattenavvisande förmåga och absorberar bara en tredjedel så mycket vatten jämfört med ledande C0- och C6-behandlingar. Det är PFAS-fritt och giftfritt, med Oeko-Tex®-certifiering. Empel använder en vattenfri appliceringsprocess, vilket minskar föroreningar och energianvändning. Det erbjuder långvarig hållbarhet eftersom det bildar en molekylär bindning med fibrerna. Dessutom håller det tyget mjukt och andningsbart, vilket är avgörande för bekväma vävda arbetskläder.

Applicera vattenavvisande ytbehandlingar på vävda arbetskläder

Industriella tillämpningsprocesser

Jag tycker att den industriella tillämpningen av vattenavvisande ytbehandlingar är fascinerande. Tillverkare använder främst en metod som kallas pad-dry-härdning. Först blötlägger de ytanvävt arbetsklädertygi en lösning. Denna lösning innehåller DWR-medel, bindemedel, mjukgörare och katalysatorer. Därefter pressar valsar tyget för att uppnå önskad våtupptagning. Sedan torkar de produkten. Slutligen härdar de den vid specifika temperaturer och varaktigheter. Detta härdningssteg är avgörande. Det aktiverar behandlingen. Till exempel sker torkning mellan 100 °C och 120 °C. Härdningen sker sedan vid 150 °C till 180 °C. Jag vet också att många DWR-behandlingar är värmeaktiverade. En snabb centrifugering i en torktumlare på låg eller medelvärme kan hjälpa till att föryngra finishen. Detta återställer behandlingen på tygets yta. Det återställer ofta vattenpärlor utan att behöva en fullständig ombehandling. Om vattenavvisandet börjar minska överväger jag att återaktivera DWR med en låg värmeinställning i torktumlaren, om skötselråden tillåter det. För Gore-Tex-plagg kan jag till och med använda ett ångstrykjärn på varm värme och placera en handduk mellan strykjärnet och plagget.

Tygstruktur och väv för avstötning

Utöver kemiska behandlingar bidrar även tygets fysiska struktur till vattenavvisande egenskaper. Jag ser att sättet som tillverkarna väver tyget på gör stor skillnad. Tätt vävda tyger motstår naturligt vatten bättre än lösa vävar. Den täta sammanflätningen av trådar skapar en tätare barriär. Detta gör det svårare för vattendroppar att tränga in. Tänk dig en mycket fin,tätt vävt arbetstygVatten kämpar för att hitta öppningar att passera igenom. Denna fysiska resistens samverkar med den kemiska DWR-behandlingen. Det skapar ett mer effektivt och hållbart vattenavvisande plagg. En tuskaftad väv, till exempel, med sitt enkla över-under-mönster, kan vara mycket tät. Denna densitet minskar porernas storlek i tyget. Mindre porer innebär mindre utrymme för vatten att tränga igenom. Denna kombination av en tät väv och en bra DWR-behandling ger oss det bästa skyddet.

Prestanda, hållbarhet och underhåll

Mätning av vattenavvisande effektivitet

Jag undrar ofta hur tillverkare avgör om en vattenavvisande ytbehandling verkligen fungerar. De använder flera viktiga prestandaindikatorer och tester. Dessa tester hjälper oss att förstå hur väl ett tyg motstår vatten.

Ett vanligt test ärHydrostatiskt tryckprov (AATCC 127)Jag ser att det här testet mäter hur mycket vattentryck ett tyg tål innan vatten tränger igenom det. De placerar tyget under en vattenpelare. Vattenpelarens höjd, mätt i millimeter (mm H₂O), indikerar tygets motståndskraft. Till exempel vet jag att kläder med mer än 1000 mm anses vara vattentäta. För extrema förhållanden, som tält eller militärutrustning, kräver de över 3000 mm. AATCC 127-testet använder en elektroniskt styrd pump. Den applicerar hydrostatiskt tryck på tygets undersida. En observationslampa hjälper till att upptäcka vattendroppar. Detta test är vanligt för utomhussportkläder och medicinska skyddsmaterial.

Ett annat viktigt test ärSprutklassificeringstest (ISO 4920:2012 eller AATCC 22)Jag tycker att det här testet utvärderar ett tygs motståndskraft mot ytvätning. De sprayar vatten på ett spänt tygprov under kontrollerade förhållanden. Sedan bedömer de det fuktade mönstret visuellt. Betygsskalan går från 0 (helt vått) till 100 (inga droppar som fastnar). Internationella köpare kräver ofta mer än 90 grader för friluftsjackor. Det här testet hjälper till att bedöma vattenbeständigheten hos olika tygbehandlingar. Resultaten beror på fibrer, garn, tygkonstruktion och finish.

Andra tester bidrar också till en fullständig bild avtygets prestanda:

• FalltestDetta kontrollerar hur vatten pärlar sig och rullar av ytan.
• Absorptionstest (punkttest)Jag använder detta för att se hur mycket vatten tyget absorberar.
• AATCC 42Detta mäter vattenpenetration i gram. Till exempel kan medicinska rockar behöva mindre än 1,0 g/m².
• Bundesmann-test (DIN 53888)Detta avgör både vattenabsorptionsprocent och nötningsbeständighet. Den är lämplig för arbetskläder och kraftiga textilier.

Utöver vattenavvisande egenskaper överväger jag även andratygegenskaper för övergripande prestanda:

• GSM (gram per kvadratmeter)Detta anger tygets vikt.
• SprängstyrkaJag kontrollerar detta för motståndskraft mot rivningar.
• DraghållfasthetDetta mäter hur mycket kraft tyget tål innan det går sönder.
• Slitstyrka (ASTM D4966, Martindale-slittestare)Detta visar hur väl tyget motstår slitage från gnidning.
• LuftgenomsläpplighetJag tittar på detta för andningsförmåga.
• Färgbeständighet vid tvätt (ISO 105 C03)Detta säkerställer att färgerna inte bleknar efter tvätt.
• Färgbeständighet mot vatten (ISO 105 E01)Detta kontrollerar färgstabiliteten när den är våt.
• Färgbeständighet mot svett (ISO 105-E04)Jag använder detta för att se om svett påverkar färgen.
• Friktionsbeständighet (ISO-105-X 12): Detta mäter hur mycket färg överförs när man gnids.

När det gäller arbetskläder hänvisar jag ofta tillEN 343-standard (Storbritannien)Denna standard bedömer hela plagget. Den beaktar tygets och sömmarnas vattentålighet, plaggets konstruktion, prestanda och andningsförmåga. Den kategoriserar plagg i fyra klasser (klass 1 till klass 4) för både vattentålighet och andningsförmåga. Klass 4:4 erbjuder det högsta skyddet. Jag tycker att denna standard är mycket hjälpsam för att välja pålitligt vattenavvisande vävt arbetstyg.

Faktorer som påverkar ytbehandlingens hållbarhet

Jag har lärt mig att inte ens de bästa vattenavvisande ytbehandlingarna håller för evigt. Flera faktorer påverkar deras hållbarhet. Att förstå dessa hjälper mig att underhålla mina arbetskläder bättre.

En viktig fråga ärföroreningDWR-behandlingar, inklusive vaxer och silikoner, kontamineras lätt av smuts och olja. Denna kontaminering gör att dessa behandlingar snabbt förlorar sin effektivitet. När DWR-behandlingen bryts ner blir tygets yta fuktig. Detta skapar en fuktig och klam känsla mot huden, även om vatten inte tränger in i plagget. Denna förlust av effektivitet minskar plaggets livslängd.

Abrasionspelar också en betydande roll. Naturliga nötningar och upprepad användning orsakar slitage på vattentäta plagg. Detta slitage leder till områden där DWR-ytan slits av med tiden. Överdriven nötning från källor som stenar, upprepad kontakt med höftbälten och axelremmar, eller många tvättar, minskar DWR-prestanda. När detta händer blir återapplicerad DWR nödvändig.

Felaktigtvättpraxiskan allvarligt skada impregneringsytor (DWR). Jag har upptäckt att vanliga tvättmedel förstör impregneringsegenskaperna. De avsätter kemiska rester. Dessa rester, som kan ackumuleras upp till 2 % av tygets vikt, består av parfym, UV-vitgörande färgämnen, salter, tensider, processhjälpmedel, tvättmaskinssmörjmedel, oljor, fetter och polymerer. Dessa rester stelnar tyget, binder fibrer och täcker fluorpolymeren i impregneringsmaterialet. Det förhindrar att vatten pärlar sig och gör att det suger in i tyget. Sköljmedel förvärrar ytterligare problemet genom att tillföra mer rester.

Jag rekommenderar alltid att använda pH-neutrala tvättmedel avsedda för tekniska ytterkläder. Dessa är ofta vattenbaserade, biologiskt nedbrytbara och fria från färgämnen, vitmedel, ljusmedel eller doftämnen. Tvättmedel som är lämpliga för känslig hud är ofta säkra för utrustning. Jag undviker konventionella tvättmedel, blekmedel, sköljmedel och kemtvätt. Dessa kan täppa till porer, skada DWR-beläggningar och minska vattentätheten/andningsförmågan.

För att förlänga livslängden på vattenavvisande arbetskläder följer jag specifika underhållsrutiner:

• ÅteraktiveringDenna process återställer den ursprungliga vattenavvisande finishen. Den kräver värme och tid. Jag kan uppnå detta genom att torktumla plagget vid låg temperatur i cirka 30 minuter, om skötselråden tillåter. En fuktig handduk kan hjälpa om torktumlaren stängs av i förtid. Om vattenpärlor lossnar från tyget lyckades återaktiveringen. Jag kan också stryka det torra plagget vid låg temperatur utan ånga genom att placera en handduk mellan strykjärnet och plagget.
• ImpregneringDetta förnyar det vatten- och smutsavvisande lagret. Det minskar med tiden på grund av slitage. Återimpregnering behövs när vatten inte längre pärlar av sig efter tvätt och torkning. Jag kan använda speciella tvättmedel i tvättmaskinen på skonsamt program. Alternativt applicerar jag impregneringsspray på plagget eller använder specialmedel vid handtvätt.
• Allmän vårdJag tvättar alltid arbetskläder utan sköljmedel innan impregnering. Jag följer skötselråden för både textilen och impregneringsmedlet.

Jag följer utvecklingen av vattenavvisande teknologi. Den balanserar nu hög prestanda med miljöansvar. Kontinuerlig innovation levererar konsekvent effektiva och säkrare lösningar för arbetare. Att förstå dessa ytbehandlingar hjälper mig att välja och underhålla optimala arbetskläder, vilket säkerställer lång livslängd och komfort.

Vanliga frågor

Vad är vattenavrinning?

Jag definierar DWR somHållbar vattenavvisandeDet är en speciell beläggning. Denna beläggning gör tyger vattenavvisande.

Varför är PFC ett problem?

Jag vet att perfluorerade kolväten är ett problem. De ansamlas i miljön. De är också kopplade till hälsoproblem.

Hur återaktiverar jag DWR?

Jag återaktiverar DWR med värme. Jag använder torktumlare på låg värme. Jag kan också använda strykjärn.