Wasserdichte und feuchtigkeitsdurchlässige Stoffe verstehen

Abstrakt. Dieser Artikel untersucht die Entwicklung wasserdichter und feuchtigkeitsdurchlässiger Technologien sowie die Herstellungsverfahren wasserdichter und atmungsaktiver Textilien. Er erläutert die technischen Grundlagen dieser Technologien und stellt die Entwicklungstrends wasserdichter und atmungsaktiver Textilien aus drei Perspektiven vor:tel, Multifunktionalität und umweltfreundliche Produktion. Darüber hinaus werden verschiedene Verfahren zur Herstellung wasserdichter und atmungsaktiver Textilien sowie Prüfmethoden für diese Textilien beschrieben. BEGOODTEX produziert hochwertige wasserdichte und flammhemmende Stoffe durch fortschrittliche Technologien, die in alltäglichen und industriellen Anwendungsbereichen weit verbreitet sind.

1. Überblick

Wasserabweisende und atmungsaktive Stoffe vereinen Wasserdichtigkeit mit Atmungsaktivität und Winddichtigkeit und bieten gleichzeitig Wärmedämmung. Diese Textilien sind so konzipiert, dass sie Wasser unter Druck abweisen, aber Schweiß durchlassen, ohne dass dieser sich zwischen Stoff und Hautoberfläche sammelt oder kondensiert. Feuchtigkeitsdurchlässige Stoffe sind nicht nur für Menschen, die unter extremen Bedingungen wie Kälte oder Regen arbeiten, nützlich, sondern decken auch den Bedarf an wasserdichter Kleidung wie Regenmänteln und hochwertiger Bekleidung im Alltag. Dies eröffnet vielfältige Möglichkeiten für Wachstum und Weiterentwicklung.

EVerdampfungsrate unter verschiedenen Aktivitätszuständen
Aktivitätsstatus	Arbeitsintensität (W)	Verdunstungsrate (g/24h)
schlafen	60	2280
sitzen	100	3800
gehen	200	7600
Beeil dich	300	11500
Leichte Last, schnelles Gehen	400	15200
Schwere Last, schnelles Gehen	500	19000
Überlastetes Gehen bei hoher Geschwindigkeit	600~800	22800~38400
Extrem intensive Arbeit	1000~1200	38000~45600

Entwicklung wasserdichter und feuchtigkeitsdurchlässiger Technologien

Die Entwicklung wasserdichter und atmungsaktiver Gewebetechnologie verlief in drei Phasen; der Schwerpunkt lag zunächst auf beschichteten und laminierten Geweben und in zweiter Linie auf hochdichten Materialien.

Die erste Phase begann in den 1940er Jahren, als wasserdichte und atmungsaktive Stoffe hauptsächlich mit Polymersubstanzen wie Polyvinylchlorid und Polyurethan behandelt wurden, um ihnen wasserdichte und atmungsaktive Eigenschaften zu verleihen.

Die nächste Phase begann in den 1970er Jahren, als man begann, ultradünne hydrophobe Polyester- oder Nylonfasern zu verwenden, um dichte Stoffe mit verbesserten wasser- und winddichten Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen wasserdichten und atmungsaktiven Materialien herzustellen.

Die 1980er Jahre bis heute markieren die dritte Entwicklungsphase auf diesem Forschungsgebiet. Im Jahr 1976 gelang den Vereinigten Staaten ein bedeutender Durchbruch mit der Entwicklung eines bahnbrechenden, wasserdichten und atmungsaktiven Gewebes. Dieses Gewebe wurde durch die Kombination von Polytetrafluorethylen (PTFE)-Folie hergestellt.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Fasern hat zur Entstehung einer Vielzahl hochdichter Gewebe geführt, die hervorragende wasserdichte und atmungsaktive Eigenschaften aufweisen. Diese Gewebe zeichnen sich vor allem durch ihre Webmuster aus und finden dank der stetigen Fortschritte in der Ultrafeinfasertechnologie immer vielfältige Anwendung.

Verarbeitungsverfahren für wasserdichte und atmungsaktive Stoffe

Die Techniken zur Herstellung atmungsaktiver Stoffe haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt und umfassen heute die folgenden Methoden.

Hochdichtes Gewebe

Durch die Verwendung von Baumwollfäden oder ultrafeinen Kunstfasern zur Herstellung dicht gewebter Stoffe mit hoher Dichte, die die Lücken zwischen den Fäden minimieren und das Eindringen von Wassertropfen durch die Materialoberfläche verhindern, lässt sich mit diesem Herstellungsverfahren effektiv erzielen. Obwohl solche Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften in ihren Funktionen möglicherweise nicht herausragend sind, weisen sie bemerkenswerte Eigenschaften hinsichtlich Feuchtigkeitsdurchlässigkeit auf, bieten einen exzellenten Fall und fühlen sich angenehm auf der Haut an.

Beschichtetes Gewebe

Durch den Einsatz von Nassbeschichtungsverfahren in der Textilproduktion werden die Poren der Gewebeoberfläche teilweise versiegelt oder verkleinert, wodurch wasserdichte Eigenschaften erzielt werden. Trotz seiner Kostengünstigkeit kann dieses Verfahren aufgrund systembedingter Einschränkungen die Herausforderung, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, Wasserdichtigkeit und Waschbarkeit in Einklang zu bringen, nicht vollständig bewältigen.

Laminiertes Gewebe

Durch den Einsatz von Klebstoffen und fortschrittlichen Laminiertechniken werden Schichten aus mikroporösen oder hydrophilen Folien mit herkömmlichen Stoffen kombiniert, um atmungsaktive und wasserdichte Textilien herzustellen, die zudem waschbar bleiben. Diese laminierten Textilien lösen erfolgreich die Herausforderung, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, Wasserdichtigkeit und einfache Pflege in Einklang zu bringen.

2. Technisches Prinzip von wasserdichtem und atmungsaktivem Gewebe

Strukturmethode mit ultrahoher Dichte

Das reine Baumwollgewebe von BEGOODTEX zeichnet sich durch eine dichte Webart und fein verzwirnte Fasern aus. Zwischen den Fäden befinden sich Mikroporen, die für eine gute Atmungsaktivität sorgen. Bei Nässe ziehen sich die Poren zwischen den Fasern schnell zusammen und verhindern so das sofortige Eindringen von Wasser. Die geschlossenzellige Struktur und die spezielle wasserabweisende Behandlung des Gewebes verhindern das Durchdringen von Regenwasser. Dadurch eignet es sichtelanderem für OP-Kittel und Outdoor-Bekleidung. Die japanische Verteidigungsbehörde nutzte diese Technologie bereits 1960 zur Herstellung widerstandsfähiger und wasserdichter Rettungswesten.

Mikroporöse Technologiemethode

Mikroporöse, wasserdichte und atmungsaktive Materialien entstehen durch die Berücksichtigung der Größenunterschiede zwischen Wassertropfen und Wasserdampfmolekülen im Designprozess. Die Mikroporen des Gewebes sind so dimensioniert, dass seitliches Wasser nicht eindringen kann, Feuchtigkeit aber nach innen entweichen kann. Gleichzeitig kann Schweißdampf vom Körper durch diese Mikroporen entweichen, wodurch das Material sowohl wasserdicht als auch atmungsaktiv ist.

Dieses Gewebe ist bekannt für seine effektive Wasserbeständigkeit und seine Fähigkeit, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und Wärmeleistung beizubehalten und gleichzeitig windabweisend zu sein. Allerdings erfordert es eine spezielle Verarbeitung und verursacht höhere Produktionskosten, was die Vorteile langfristig relativiert. Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Mikroporen des Gewebes bei längerem Gebrauch zusetzen können, was letztendlich zu einer Verringerung der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit führt.

Technologieverfahren für dichte hydrophile Membranen

In der Forschung besteht intelZeit ein wachsendes Interesse an hydrophilen Membrangeweben, die sowohl wasserdicht als auch atmungsaktiv sind. Diese Gewebe nutzen die Eigenschaften von Polymermembranen, indem sie ausreichend hydrophile Gruppen bereitstellen, die als Leitwege für Wasserdampfmoleküle dienen. Entsteht ein Temperatur- und Feuchtigkeitsgradient zwischen den feuchteren Seiten des Gewebes, werden Wassermoleküle aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen und anderen Kräften zur feuchteren Seite gezogen und diffundieren dann durch das Gewebe zur feuchteren Seite, wo sie über die hydrophilen Gruppen der Polymerketten verdunsten. Dieser Prozess umfasst eine Abfolge von Adsorption auf der feuchteren Seite und anschließender Desorption auf der feuchteren Seite. Die Atmungsaktivität wird durch einen Adsorptions-Diffusions-Desorptions-Mechanismus erreicht.

3. Entwicklungstrends wasserdichter und feuchtigkeitsdurchlässiger Textilien

DietelEntwicklung wasserdichter und atmungsaktiver Stoffe

Die Innovation von Formgedächtnis-Polyurethan wird die Entwicklung wasserabweisender und atmungsaktiver Beschichtungen für diverse Produkte maßgeblich vorantreiben. Die wasserdichten Eigenschaften des mit Polyurethan beschichteten Gewebes von BEGOODTEX liegen zwischen 196 und 392 kPa (20.000 bis 40.000 mmH₂O), die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zwischen 8.000 und 12.000 Gramm pro Quadratmeter und Tag. Zudem bietet es effektive Antikondensationseigenschaften. Die Atmungsaktivität des Materials passt sich der Körpertemperatur des Trägers an und macht es somit für unterschiedliche Umgebungen und Bedingungen geeignet.

Multifunktionalität wasserdichter und atmungsaktiver Stoffe

Die Entwicklung wasserdichter und atmungsaktiver Stoffe, die auf ihre jeweiligen Eigenschaften zugeschnitten sind, steht heute im Mittelpunkt der Weiterentwicklung solcher Stoffe.

Die Einarbeitung von Inhaltsstoffen in Polyurethan-Beschichtungslösungen verbessert nicht nur die Atmungsaktivität von PU-Folien, sondern verleiht Textilien auch spezielle Eigenschaften. Durch die Integration von Elementen wie Chitin- und Cellulosepulver in Polyurethan-Beschichtungen lässt sich die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von PU-Folien erhöhen. Textilien erhalten dadurch insektenabweisende und sterilisierende Eigenschaften sowie eine angenehme Haptik. Darüber hinaus kann die Funktionalität von Membranen durch die Zugabe von funktionellen Nanopartikeln erweitert werden. So entstehen wasserdichte und atmungsaktive Textilien mit zusätzlichen Eigenschaften wie antibakteriellen Wirkungen und UV-Beständigkeit.

Umweltfreundliche Verarbeitung von wasserdichten und atmungsaktiven Textilien

Die meisten PU-Lösungen basieren auf Lösungsmitteln, unabhängig davon, ob sie trocken oder nass hergestellt werden, und enthalten typischerweise etwa 70 % organische Lösungsmittel wie Dimethylformamid (DMF), Toluol und Methylethylketon. Diese Lösungsmittel können für Arbeiter gefährlich sein, da sie brennbar und explosiv sind und zudem zur Umweltverschmutzung beitragen.

BEGOODTEX-Gewebe bildet eine atmungsaktive Barriere auf Textilien. Durch die Einbettung in das Material und das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern mit einem ultradünnen Silikonharzfilm entsteht eine robuste Schicht, die Luftzirkulation ermöglicht und gleichzeitig das Eindringen von Wasser und Wind verhindert, ohne die Umwelt zu belasten.

4. Wasserfestes und feuchtigkeitsdurchlässiges Ausrüstungsmittel und Ausrüstungsverfahren

Polyurethan (PU) wasserdichtes und atmungsaktives Ausrüstungsmittel

Polyurethanmoleküle besitzen polare Gruppen und starke Wechselwirkungen, die sie ideal für die Bildung von Filmen auf Oberflächen wie Textilien machen. Diese Filme sind langlebig, robust, wasserdicht und atmungsaktiv. Die Ursache hierfür ist zweifach: Erstens ermöglichen hydrophile Gruppen im Polyurethan den Transport von Wasserdampfmolekülen von Bereichen hoher zu Bereichen niedriger Luftfeuchtigkeit durch eine leiterartige Struktur. Zweitens besteht Polyurethan aus harten Segmenten, die amorphe und kristalline Bereiche innerhalb seiner Zusammensetzung bilden. Die amorphen Bereiche weisen Molekülkettensegmente auf und besitzen eine hohe Aktivität, die das Eindringen, die Migration und die Diffusion von Wassermolekülen erleichtert und somit die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit erhöht.

Polyacrylat (PA) wasserdichtes und atmungsaktives Ausrüstungsmittel

Seit den 1980er Jahren arbeiten japanische Experten daran, die Luftzirkulation und Feuchtigkeitsaufnahme von mit Polyacrylester beschichteten Textilien zu verbessern. Dazu verwenden sie Copolymere mit hydrophilen Eigenschaften, wie Carboxyl- und Hydroxylgruppen, die in wasserkompatiblen organischen Lösungsmitteln gelöst werden, um Beschichtungsklebstoffe herzustellen. Die Lösungsmittel werden nach der Beschichtung entfernt, und die Copolymere härten durch ein Warmwasserverfahren aus, bevor sie getrocknet und dehydriert werden, um mikroporöse Filme auf den Textilien zu erzeugen. Diese Klebebeschichtung wird mit einem Beschichtungsverfahren auf die Textilien aufgebracht, das eine gute Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit gewährleistet. Die Wirksamkeit ist jedoch bei der Trockenbeschichtung deutlich geringer.

wasserdichte und feuchtigkeitsdurchlässige Oberflächenbehandlung

Mit funktionellen Gruppen beschichtete Textilien bilden typischerweise eine dichte, feste Barriereschicht, die wasserdichten Schutz bietet. Um die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zu verbessern, können bestimmte funktionelle Gruppen im Beschichtungspolymer Wasserdampf effektiv absorbieren, abgeben und verteilen.

Polyurethanbeschichtungen bieten Vorteile wie eine Glasübergangstemperatur und die Möglichkeit, diese leicht an spezifische Bedürfnisse anzupassen, während sie gleichzeitig eine ausgezeichnete Festigkeit und Flexibilität bei niedrigen Temperaturen bieten; sie werden in verschiedenen Anwendungen häufig als wasserdichte und atmungsaktive Beschichtungen eingesetzt.

5. Leistungsprüfung von wasserdichten und feuchtigkeitsdurchlässigen Textilien

Feuchtigkeitsdurchlässigkeitstest

Zur Beurteilung der Durchlässigkeit von Stoffen für Feuchtigkeit werden drei Hauptverfahren eingesetzt: die Nassabsorptionsmethode, die Verdunstungsmethode und die Simulationsmethode.

Feuchtigkeitsabsorptionsmethode

Zu den Methoden zur Feuchtigkeitsaufnahme gehören die Inversionsmethode und die Aufrechtstellmethode.

Verdampfungsmethode

Die Verdunstungstechnik umfasst die positive und die negative Becherphasenmethode zur Messung der Menge an Wasserdampf, die unter bestimmten Bedingungen wie Temperatur und Windgeschwindigkeit über einen festgelegten Zeitraum durch eine Stofffläche diffundiert.

Simulationsmethode

Um zu beurteilen, wie gut Fasern Feuchtigkeit beim Schwitzen des Menschen unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen in einem bestimmten Raum aufnehmen, wird ein Simulationsansatz verwendet, der die Feuchtigkeitsdurchlässigkeitseigenschaften von Textilientelabbildet. In Simulationsstudien, die heute als unerlässlich für die Nachbildung von Wetterbedingungen und menschlichen Aktivitätsniveaus zur effektiven Bewertung von Komfortstandards gelten, werden Klimakammern mit präziser Klimaregelung eingesetzt.

Wasserdichtigkeitsprüfung

Die Bewertung der Wasserabweisung von Stoffen nach einer wasserdichten und atmungsaktiven Behandlung kann in drei Gruppen eingeteilt werden.

Eine Methode ist der Wasserdrucktest, bei dem der Wasserdruck auf einer Seite des Gewebes kontinuierlich erhöht und der statische Wasserdruck gemessen wird, dem das Gewebe standhält, bis eine bestimmte Anzahl von Wassertropfen auf der anderen Seite erscheint. Zur Beurteilung der Eigenschaften von Geweben wird das Wasserdruckmessgerät YG312 verwendet.

Die nächste Methode ist der Sprühtest, bei dem Wasser aus einer bestimmten Höhe und einem bestimmten Winkel kontinuierlich auf den zu prüfenden Stoff getropft oder gesprüht wird. Er hilft zu bestimmen, wie lange das Wasser zum Durchdringen des Stoffes benötigt, wie viel Wasser die Probe im Laufe der Zeit aufnimmt und wie sich Wasserflecken auf der Oberfläche bilden. Dieses Prüfverfahren dient der Leistungsbewertung gemäß ISO 4920:2012

Die dritte Kategorie beinhaltet die Durchführung eines Wasseraufnahmetests, um zu ermitteln, wie viel Gewicht Stoffe nach einer feuchtigkeitsdurchlässigen Behandlung durch Einweichen in Wasser für eine bestimmte Zeit zunehmen; dieser Ansatz ist unkompliziert und benutzerfreundlich.

6. BEGOODTEX wasserdichtes, flammhemmendes Gewebe

BEGOODTEX wasserdicht flammhemmend Technologie Sie bieten eine Kombination aus Sicherheit und Funktionalität, die diese Stoffe für verschiedene Anwendungen äußerst vorteilhaft macht. Diese Stoffe sind mit speziellen Ausrüstungen versehen, die sowohl flammhemmend als auch wasserabweisend sind.

Zu den Vorteilen der wasserdichten und flammhemmenden Stoffe von BEGOODTEX gehören:

• Doppelter Schutz:Die Stoffe sind so konzipiert, dass sie die Ausbreitung von Flammen verhindern und gleichzeitig wasserabweisend sind. Dadurch entsteht eine doppelte Schutzschicht, die die Sicherheit unter Gefahrenbedingungen erhöht.
• Haltbarkeit:Die wasserabweisenden und flammhemmenden Eigenschaften sind so konzipiert, dass sie auch nach mehrmaligem Waschen erhalten bleiben und ihre Schutzwirkung über die Zeit und bei häufigem Gebrauch bewahren.
• Komfort: Trotz des hohen Schutzniveaus, das diese Stoffe bieten, sind sie auch so konzipiert, dass sie für den Träger angenehm zu tragen sind, was bei Schutzkleidung besonders wichtig ist.
• Ökologische Sicherheit:BEGOODTEX stellt sicher, dass unsere Produkte ökologische und umweltbezogene Standards erfüllen und somit sowohl für den Anwender als auch für die Umwelt sicher und ungiftig sind.

Die Einsatzmöglichkeiten der wasserdichten und flammhemmenden Gewebe von BEGOODTEX sind vielfältig und umfassen unter anderem:

• Schutzkleidung: Ideal für Branchen wie Metallurgie, Forstwirtschaft, Chemie, Erdöl und Brandschutz, in denen die Arbeiter sowohl Brandgefahren als auch Nässe ausgesetzt sind.
• Innenausstattung:Wird zu Hause und imtel verwendet Vorhänge, wo die Schutzeigenschaften des Gewebes zur allgemeinen Gebäudesicherheit beitragen können.

Durch die Kombination von flammhemmenden und wasserdichten Eigenschaften bieten BEGOODTEX-Gewebe eine vielseitigFlammschutzmittellösung das den Bedürfnissen verschiedener Branchen gerecht wird und Sicherheit, Langlebigkeit und Komfort gewährleistet.