Was wasserdichte und ölabweisende Textilien verstehen

Abstrakt. Dieser Artikel behandelt hauptsächlich die Forschung und die Prinzipien wasser- und ölabweisender Textilien und stellt den Produktionsprozess sowie die Prüfverfahren gängiger wasser- und ölabweisender Textilien vor. Die flammhemmenden Textilien von BEGOODTEX verfügen ebenfalls über wasser- und ölabweisende Eigenschaften und bieten so einen umfassenden Schutz.

Überblick über wasserdichte und ölabweisende Textilien

Aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Textilien in verschiedenen Anwendungsbereichen und Branchen genügen bestimmte Spezialgewebe nicht mehr allein mit einer einfachen wasserabweisenden Ausrüstung. Stoffe mit sowohl wasserdichten als auch ölabweisenden Eigenschaften stehen heute im Fokus der Weiterentwicklung, da sie Flecken abweisen. Die Wasserabweisung eines Gewebes gibt an, wie gut Wassertropfen abperlen, wenn sie mit seiner Oberfläche in Kontakt kommen.

Entwicklungsübersicht von wasser- und ölabweisenden Beschichtungsmitteln

In den letzten Jahren hat die Verwendung fluorierter Substanzen zur wasser-, öl- und schmutzabweisenden Ausrüstung von Textilien deutlich zugenommen. Das US-amerikanische Unternehmen DuPont patentierte als erstes die Verwendung von Lotion als Ausrüstungsmittel zur wasser- und ölabweisenden Behandlung von Textilien. In den 1950er Jahren entwickelte das US-amerikanische Unternehmen 3M eine Textilbehandlung auf Basis komplexer Chromperfluorcarboxylate.

Anwendung von ultrafeinen Fasern in wasser- und ölabweisenden Textilien

In den letzten Jahren hat die Produktion ultrafeiner Fasern rasante Fortschritte gemacht, woraus ultrahochdichte Gewebe entstanden sind. Diese Gewebe bestehen aus Fasern, deren Zwischenräume kleiner als Wassertropfen, aber größer als Wasserdampftröpfchen sind. Dadurch sind sie sowohl wasserdicht als auch atmungsaktiv. Das hochdichte Gewebe fühlt sich leicht an, hat eine weiche und glatte Textur und fällt dank seiner feinen Struktur schön. Selbst ohne Beschichtung oder Imprägnierung ist es äußerst wasserabweisend und somit ein wertvolles Textilprodukt. Es entfernt Schmutz schnell und rückstandsfrei und ist waschbar und wiederverwendbar! Dieses Reinigungstuch ist vielseitig einsetzbar, ob in Präzisionsmaschinenwerkstätten oder im Haushalt.

Anwendung des Lotusblatteffekts bei wasser- und ölabweisenden Textilien

Das Wasser, das auf Lotusblätter fällt, sickert nicht durch sie hindurch; stattdessen sammelt es sich zu Tropfen, die an der Blattoberfläche entlanggleiten – ein Phänomen, das als Lotuseffekt bekannt ist. Deutsche Wissenschaftler haben dieses Prinzip genutzt, um wasserabweisende und selbstreinigende Oberflächenbeschichtungen für Gebäude zu entwickeln. Sie haben den Lotuseffekt auch zur Entwicklung von Kleidung mit ähnlichen Eigenschaften angewendet.

Anwendung superhydrophober Materialien in wasser- und ölabweisenden Textilien

Organische Verbindungen und Polymere besitzen typischerweise Oberflächen mit hoher Oberflächenenergie, die eine leichte Benetzung verhindern, während Oxide, Sulfide und anorganische Salze hochenergetische Oberflächen aufweisen, die leichter benetzbar sind. Übersteigt der Kontaktwinkel von Wasser auf einer Oberfläche 90°, wird sie als hydrophob eingestuft. Übersteigt der Kontaktwinkel 150°, spricht man von einer superhydrophoben Oberfläche. Diese Art von Oberfläche weist nicht nur Wasser, sondern auch Öl effektiv ab und ist somit doppelt hydrophob.

Anwendung des Blütenblatteffekts bei wasser- und ölabweisenden Textilien

Man geht gemeinhin davon aus, dass Blütenblätter zu den Blattanhängseln zählen und auch in ihrer äußeren Schicht Haare vorkommen. Manche Blütenblätter weisen entweder Muster oder innere Leisten entlang der Außenwände ihrer Epidermiszellen auf. Darüber hinaus ist die Oberfläche eines Blütenblatts rau und wasserabweisend. Außerdem findet sich auf der Blütenblattoberfläche eine Anordnung winziger Ausstülpungen mit zahlreichen kleinen Falten an den Spitzen. Dieses Merkmal wird als „Effekt“ bezeichnet. Im Gegensatz zum Lotusblatt-Effekt gibt es einen anderen Effekt, der nicht nur ausgeprägte hydrophobe Eigenschaften, sondern auch hervorragende Haftfähigkeiten aufweist.

Anwendung der Nanotechnologie in wasser- und ölabweisenden Textilien

Ultrafeine Partikel, sogenannte Nanopartikel, weisen Abmessungen im Nanometerbereich auf und liegen damit zwischen der Größe von Atomen und herkömmlichen Partikeln. Textilien werden derzeit hinsichtlich ihrer wasser- und ölabweisenden Eigenschaften durch den Einsatz nanofunktionaler Materialien erforscht. Zu den Textilveredelungsverfahren, die für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, zählen das Saugverfahren, das Tauchwalzenverfahren und das Beschichtungsverfahren. Das Tauchverfahren wird vorwiegend zur Herstellung atmungsaktiver Bekleidungsstoffe verwendet, die sich für Sommer- und Herbstbekleidung eignen, wie beispielsweise Oberteile, Hemden und Freizeitkleidung für Damen und Herren.

wasser- und ölabweisende Oberflächenbehandlung

wasserabweisende Behandlungsmethode

Durch die Adsorption einer Substanzschicht auf der Oberfläche eines Gewebes lässt sich die ursprünglich hohe Oberflächenenergie in eine niedrige umwandeln, wodurch das Gewebe wasserabweisende Eigenschaften erhält. Je geringer die Oberflächenenergie, desto besser der Effekt. Je nach Oberflächenenergie können Paraffine, Siloxane, fluorhaltige Verbindungen usw. als wasserabweisende Ausrüstungsmittel für Textilien ausgewählt werden.

Ölabweisender Sortiermechanismus

Der Mechanismus der ölabweisenden Ausrüstung ähnelt dem der wasserabweisenden Ausrüstung, die Anforderungen unterscheiden sich jedoch. Nach einer wasserabweisenden Behandlung muss das Gewebe unter einem bestimmten Druck wasserundurchlässig sein, sodass es nicht benetzt wird und der Kontaktwinkel größer als 90° ist. Die ölabweisende Ausrüstung hingegen erfordert lediglich, dass das Gewebe bei Kontakt mit Öl kein Öl auf seiner Oberfläche verteilt und der Kontaktwinkel dabei größer als null ist. Die Grenzflächenenergie von Öl ist deutlich geringer als die von Wasser. Um eine Ölabweisung zu erreichen, ist daher eine niedrigere Gas-Feststoff-Grenzflächenspannung erforderlich, die im Allgemeinen unterhalb der Oberflächenspannung des Öls liegt.

Kritische Oberflächenspannung verschiedener Polymere
Polymer	Oberflächenspannung (MN/mittlere Größe)	Polymer	Oberflächenspannung (MN/mittlere Größe)
Paraffin-wasserabweisende Ausrüstungsprodukte	29	Fettsäure	22
Polytetrafluorethylen	18	Polydichlorethylen	40
Polytrifluorethylen	22	Polyethylenterephthalat	43
Polydifluorethylen	25	Polyethylenglykolester	46
Polyfluorethylen	28	Zellulosefaser	72
Polyethylen	31	Polyamidfaser	46
Polychlorethylen	31	Schafwolle	45
Polystyrol	33	Polyvinylalkohol	Siebenunddreißig
Polyvinylchlorid	39	Polyvinylchloridfaser	Siebenunddreißig
Polymethylmethacrylat	39	Silikon-Wasserabweisendes Ausrüstungsmittel	26
Fluorhaltige wasserabweisende Ausrüstungsprodukte	Zehn	Perfluorierte Fettsäuren (-CF3.)	6

Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit
Flüssig	Oberflächenspannung (MN/mittlere Größe)	Flüssig	Oberflächenspannung (MN/mittlere Größe)
Wasser	72.8	Benzin	22
80 Grad Wasser	62	Baumwollsamenöl	32.4
Regenwasser	53	Olivenöl	32
Elektromotoröl	30.5	Weißes Mineralöl	26.0
Erdnussöl	40	Rotwein	45
fluorhaltige Tensidlösung	18	Benzol	26
Orthoheptan	20	Kohlenwasserstofffluorid	12
Milch, Kakao	43	Paraffinöl	33

Antifouling- und leicht zu reinigender Reinigungsmechanismus

Antifouling-Mechanismus.

Ölverschmutzung ist ein Begriff, der unter anderem öllösliche und wasserlösliche Schadstoffe umfasst. Im Wesentlichen gibt es zwei Quellen dieser Verschmutzung: Hautsekrete des Menschen und äußere Einflüsse. Textilien lassen sich typischerweise auf drei Arten schmutzabweisend machen: durch Schlichteverfahren, Beschichtungen und chemische Modifizierung der Fasern.

Leicht zu reinigender und aufzuräumender Mechanismus.

Die hydrophile Antifouling-Behandlung ist eine Methode, die darauf abzielt, die Reinigung zu erleichtern, indem die Oberflächenspannung der Fasern auf Textilien reduziert und verhindert wird, dass Schmutz während des Waschens an ihnen haften bleibt.

Mechanismus der „Drei-Verteidigungs“- und „Vier-Verteidigungs“-Organisation

Die Forschung im Bereich der wasser- und ölabweisenden Ausrüstung von Textilien entwickelt sich hin zu einer Methode, die fluorbasierte Ausrüstungsmittel mit anderen funktionellen Mitteln wie knitter- und flammhemmenden Ausrüstungen kombiniert, um vielseitige Endprodukte mit Eigenschaften wie UV-Schutz und antibakteriellen Wirkungen zu schaffen. Dieser Trend hat das Konzept der „drei Maßnahmen“ und „vier Präventivmaßnahmen“ in der Textilveredelung hervorgebracht.

Herstellung von wasser- und ölabweisenden Textilien

Die in Oberflächenbehandlungsverfahren üblicherweise verwendeten wasserabweisenden Mittel bestehen hauptsächlich aus Paraffin-Aluminium-Seifenlotion, Cholin-Quartär-Ammoniumsalz und Chromstearat-Komplexverbindungen, Hypomethylmelamin-Derivaten, Silikonverbindungen und organischen Fluorverbindungen. Organische Fluorverbindungen sind besonders für ihre wasserabweisenden, ölabweisenden und schmutzabweisenden Eigenschaften bekannt.

Allgemeine wasserabweisende Behandlung

(1) Temporäres wasserfestes Beschichtungsmittel

• Aluminiumseife und Zirkonseife.

Nachdem der Stoff in einer Seifenlösung eingeweicht wurde, wird er anschließend mit Aluminiumacetat behandelt. Dabei entstehen alkalische Aluminiumacetate und Hydroxide unbekannter Zusammensetzung, die sich an die Stoffoberfläche anlagern. Dieses Verfahren ist als Zweistufenverfahren bekannt.

• Wachse und wachsartige Stoffe

Wachsartige Substanzen können auf Textilien entweder in fester Form durch Erhitzen bis zum Schmelzen oder als Lösungen in organischen Lösungsmitteln und Lotionen zu Behandlungszwecken aufgetragen werden.

Paraffin-Aluminium-Seife ist einfach anzuwenden und kostengünstig. Sie zählt zu den umweltfreundlichen wasserabweisenden Substanzen, die sich besonders gut zur Behandlung von Industrietextilien gegen Wassereintritt eignen, jedoch wiederholtes Waschen möglicherweise nicht effektiv überstehen.

• wasserabweisendes Ausrüstungsmittel auf Polymerharzbasis

Der Vorteil besteht darin, dass es sich auf Textilien ablagert und ihnen dadurch stark wasserabweisende Eigenschaften verleiht. Der Nachteil ist, dass die Behandlungslösung sauer ist, was beim Trocknen und der Wärmebehandlung, insbesondere bei direkt gefärbten Textilien, leicht zu Versprödung und Verfärbung von Zellulosefasergeweben führen kann.

(2) Dauerhaft wasserabweisende Ausrüstung

Um sicherzustellen, dass die Stoffe dauerhaft wasserabweisende Eigenschaften besitzen, wie z. B. Waschbarkeit und Beständigkeit gegenüber chemischen Reinigungsverfahren.

(3) Organische Silikonöl-Lotion

Organische Siliziumverbindungen weisen ähnliche Eigenschaften wie typische Polymerverbindungen auf. Sie können die wasserabweisenden Eigenschaften eines Gewebes verbessern, ohne dessen Atmungsaktivität zu beeinträchtigen, und erhöhen zudem die Reißfestigkeit sowie die Beständigkeit gegen Korrosion und Flecken.

Organische Fluor-Ausrüstung, wasserabweisend, ölabweisend und schmutzabweisend

Fluorierte Substanzen weisen nicht nur Wasserabweisung auf, sondern sind aufgrund ihrer niedrigen Oberflächenspannung auch beständig gegenüber verschiedenen Ölen.

Vergleich mehrerer Veredelungsmittel
Wasserabweisend	Wasserbeständigkeit	Öl aussortieren	Haltbarkeit	Kosten	Anwendungsbereich	Sortieren Sie den Produktstil
Paraffine	Dasselbe	Anders	Anders	Niedrig	Zellulosefasern und andere	Metallisches Seifengefühl, Zunahme der Bedeutung
Reaktive Klassen wie Triazin	Gut	Anders	Dasselbe	Center	Zellulosefaser	Fettig und dick
Wasserabweisend	Wasserbeständigkeit	Öl aussortieren	Haltbarkeit	Kosten	Anwendungsbereich	Sortieren Sie den Produktstil
Silikone	Gut	Anders	Dasselbe	Center	Alle Arten von Fasern	Zu rutschig
Organische Fluoride	Gut	Gut	Gut	Mittlere bis hohe	Alle Arten von Fasern	Weich und an die Berührung anpassbar

Antifouling, leicht zu reinigen und sauber zu halten

Die Antifouling-Beschichtung ist in der Regel recht unkompliziert. Man muss lediglich die Additive während des Harzbeschichtungsprozesses hinzufügen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Diese speziellen Additive werden als Antifouling-Mittel bezeichnet.

Die Textilveredelung umfasst im Wesentlichen das Aufbringen von dauerhaften oderteldauerhaften Antifouling-Mitteln auf Stoffoberflächen. Sie lässt sich auch danach kategorisieren, wie die Mittel an den Fasern oder Stoffen fixiert werden.

1. Vernetzte und fixierte Antifouling-Mittel

Vernetzte und langlebige Antifouling-Mittel haften nicht direkt an Fasern oder Textilien. Sie können mit Harz-Ausrüstungsmitteln oder Vernetzern kombiniert werden, um sich durch Vernetzungsprozesse mit den Fasern zu verbinden und so die Langlebigkeit der Antifouling-Eigenschaften effektiv zu verbessern.

2. Polymerfilmbildendes Material

Polyacrylsäure wird als Ausrüstungsmittel eingesetzt, um Verschmutzungen vorzubeugen und die Reinigung von Textilien zu erleichtern, indem sie einen flexiblen Film auf den Fasern bildet. Dadurch entsteht eine glatte Oberfläche mit guter Waschbeständigkeit aufgrund ihrer Affinität zu den Fasermaterialien.

Behandlung von „Drei Verteidigungen“ und „Vier Verteidigungen“

Durch die Anwendung von Ausrüstungsverfahren auf Textilien mit organischen Fluorpolymeren entsteht eine Schutzschicht, die den Textilien eine dreifache Schutzwirkung verleiht. Die herkömmliche vierfache Ausrüstung erfordert üblicherweise zwei Bäder mit den dreifach schützenden und nicht verbrühenden Mitteln, was zeitaufwändig, komplex und ressourcenintensiv ist. Fortschritte bei neuen dreifach schützenden Mitteln und Verfahren haben jedoch dazu geführt, dass Produkte mit außergewöhnlicher vierfacher Schutzwirkung entwickelt wurden.

Prüfung der wasser- und ölabweisenden Eigenschaften von Textilien

Wasserabweisender Leistungstest

1. Wasserabweisender Test

Die Wasserbeständigkeit von Textilien wird typischerweise durch eine Testmethode beurteilt, die ihre Fähigkeit zur effektiven Wasserabweisung bewertet, oft basierend auf dem AATCC 22:2014-Protokoll.

2. Leistungsprüfung der Wasserdruckbeständigkeit

Prüfen Sie die Wasserdruckbeständigkeit der Probe, indem Sie ein Schlauchmanometer anschließen. Stellen Sie vor Versuchsbeginn sicher, dass der Wassertank und die Wassersäule des Messgeräts mit der Ebene des Probenhalters ausgerichtet sind.

3. Prüfung der Waschbarkeit von Stoffen

Kleidung sollte regelmäßig gewaschen werden, um ihre Frische und Sauberkeit zu erhalten. Mit fluorhaltigen Chemikalien behandelte Textilien verlieren mit der Zeit durch häufiges Waschen ihre Wasser- und Ölbeständigkeit, da sich ihre Oberflächenenergie erhöht. Dieser Aspekt der Waschbarkeit ist entscheidend für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit wasser- und ölabweisender Materialien.

4. Atmungsaktivitätsprüfung von Textilien

Die Luftdurchlässigkeit von Materialien hängt primär von den Öffnungen an der Materialoberfläche ab, deren Form wiederum von der Webdichte des Materials bestimmt wird. Die Atmungsaktivität von Textilien lässt sich mithilfe eines Atmungsaktivitätsmessgeräts prüfen.

Ölabweisender Leistungstest

Verwenden Sie gängige Testlösungen aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen auf der Beschichtungsoberfläche und beobachten Sie, wie das beschichtete Gewebe auf Benetzung reagiert. Bestimmen Sie den Ölabweisungsgrad anhand der nummerierten Standardlösung, die die Gewebeoberfläche nicht benetzt.

Leistungstest für einfache Reinigung

Typische Vorbereitungsmethoden umfassen die Aufbereitung und Reinigung von Abwasser sowie von synthetischem Abwasser. Gängige Methoden für Experimente sind die Tropfenfärbung und die Reibungsfärbung.

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BEGOODTEX wasserdichtes Gewebe Es entsteht durch die Behandlung eines flammhemmenden Gewebes mit einem Verfahren, das einen dauerhaften Schutzfilm auf der Oberfläche bildet und es wasserdicht sowie öl- und fleckenabweisend macht. Dieses Gewebe wird gemeinhin als „dreifach wasserdicht“ bezeichnet. Die wasserabweisende Wirkung wird durch das Aufbringen eines Films auf die Gewebeoberfläche erreicht, ohne die Poren zu verstopfen. Dadurch ist das Gewebe gleichzeitig wasserdicht und atmungsaktiv und eignet sich für … Outdoor-Zelte, Vorhänge, Und Schutzkleidung für die Feuerwehr.