Comprendre les tissus imperméables et perméables à l'humidité

Abstrait. Cet article explore le développement des technologies d'imperméabilité et de respirabilité, ainsi que les procédés de fabrication des tissus imperméables et respirants. Il détaille les principes techniques de ces technologies et présente les tendances d'évolution des tissus imperméables et respirants selon trois axes : l'tel, la multifonctionnalité et la production écologique. De plus, différents procédés d'imperméabilité et de respirabilité, ainsi que des méthodes de test des tissus imperméables, sont décrits. BEGOODTEX produit tissus imperméables et ignifuges de haute qualité grâce à des technologies de pointe, largement utilisées dans la vie quotidienne et dans l'industrie.

1. Aperçu

Les tissus imperméables et respirants sont des matériaux qui allient imperméabilité, respirabilité et protection contre le vent, tout en offrant des propriétés d'isolation thermique. Ces textiles sont conçus pour repousser l'eau sous pression, tout en laissant passer la transpiration sans qu'elle ne s'accumule ni ne se condense au contact de la peau. Les tissus qui laissent passer l'humidité sont non seulement utiles aux personnes travaillant dans des conditions climatiques extrêmes comme le froid ou la pluie, mais répondent également à la demande de vêtements imperméables tels que les imperméables et de vêtements haut de gamme au quotidien. Ceci ouvre de nombreuses perspectives de croissance et de développement.

Etaux de vaporisation sous différents états d'activité
État de l'activité	Intensité de travail (W)	Taux d'évaporation (g/24h)
dormir	60	2280
s'asseoir	100	3800
marcher	200	7600
Dépêche-toi	300	11500
Marche rapide avec charge légère	400	15200
Marche rapide avec charge lourde	500	19000
Marche à grande vitesse en surcharge	600~800	22800~38400
Travail d'une intensité extrême	1000~1200	38000~45600

Développement de technologies imperméables et perméables à l'humidité

L'évolution de la technologie des tissus imperméables et respirants s'est déroulée en trois phases : principalement axée sur les tissus enduits et laminés, et secondairement sur les matériaux à haute densité.

La phase initiale a débuté dans les années 1940, lorsque les tissus imperméables et respirants ont été principalement traités avec des substances polymères, comme le polychlorure de vinyle et le polyuréthane, pour leur conférer des propriétés imperméables et respirantes.

La phase suivante a débuté dans les années 1970 lorsque des particuliers ont commencé à utiliser des fibres de polyester ou de nylon hydrophobes ultra-minces pour créer des tissus denses, avec des caractéristiques imperméables et coupe-vent améliorées par rapport aux matériaux imperméables et respirants conventionnels.

Les années 1980 à nos jours marquent la troisième étape du développement dans ce domaine d'étude. En 1976, les États-Unis ont réalisé une avancée majeure en créant un tissu imperméable et respirant révolutionnaire. Ce tissu était obtenu par l'assemblage d'un film de polytétrafluoroéthylène (PTFE).

L'évolution constante des fibres a permis l'émergence de divers tissus haute densité offrant des propriétés d'imperméabilité et de respirabilité supérieures. Ces tissus se caractérisent principalement par leurs motifs de tissage et trouvent des applications toujours plus nombreuses grâce aux progrès continus réalisés dans le domaine des fibres ultrafines.

Procédés de traitement des tissus imperméables et respirants

Les techniques de création de tissus respirants ont évolué au fil du temps pour inclure les méthodes suivantes.

Tissu haute densité

L'utilisation de fils de coton ou de fibres synthétiques ultrafines permet de créer des tissus à tissage serré et haute densité, minimisant ainsi les espaces entre les fils et empêchant la pénétration des gouttelettes d'eau à travers la surface du matériau. Ce procédé de fabrication est efficace. Bien que ces tissus ne présentent pas des performances exceptionnelles du fait de leurs caractéristiques intrinsèques, ils offrent une perméabilité à l'humidité remarquable, un drapé impeccable et un toucher agréable à même la peau.

Tissu enduit

L'utilisation de procédés d'enduction humide dans la production textile permet de sceller partiellement ou de réduire les pores présents à la surface du tissu, conférant ainsi des propriétés imperméables. Malgré son faible coût, cette approche ne permet pas de concilier perméabilité à l'humidité, imperméabilité et lavabilité, en raison de limitations intrinsèques.

Tissu laminé

L'application d'adhésifs et de techniques de lamination avancées permet d'associer des couches de films microporeux ou hydrophiles à des tissus classiques afin de créer des textiles respirants et imperméables, tout en conservant leur lavabilité. Ces textiles laminés répondent efficacement au défi de concilier perméabilité à l'humidité, imperméabilité et facilité d'entretien.

2. Principe technique du tissu imperméable et respirant

Méthode structurale à ultra-haute densité

Le tissu en pur coton BEGOODTEX présente un tissage serré et un léger retordage des fibres. Les micropores entre les fils assurent une excellente respirabilité. Lorsque le tissu est mouillé, les fibres de coton resserrent rapidement ces pores, empêchant ainsi l'eau de pénétrertel. La structure à cellules fermées et le traitement déperlant unique du tissu empêchent l'eau de pluie de s'infiltrer. Ce tissu est donc particulièrement adapté à la confection de blouses chirurgicales et de vêtements d'extérieur. L'Agence japonaise de défense a adopté cette technologie dès 1960 pour la création de gilets de sauvetage résistants et imperméables.

méthode de technologie microporeuse

Les matériaux microporeux imperméables et respirants sont conçus en tenant compte de la différence de taille entre les gouttelettes d'eau et les molécules de vapeur d'eau. La taille des micropores du tissu est étudiée pour empêcher l'eau de pénétrer latéralement tout en permettant à l'humidité de s'évacuer. La transpiration corporelle, quant à elle, peut traverser ces micropores, ce qui rend le tissu à la fois imperméable et respirant.

Ce tissu est réputé pour sa résistance efficace à la pression de l'eau, sa capacité à maintenir l'humidité et la chaleur tout en étant coupe-vent. Cependant, sa fabrication nécessite un traitement particulier et son coût de production est plus élevé, ce qui représente un inconvénient par rapport à ses avantages sur le long terme. Il est important de noter qu'avec une utilisation prolongée, les micropores du tissu ont tendance à s'obstruer, ce qui finit par réduire sa perméabilité à l'humidité.

Méthode technologique de membrane hydrophile dense

Cestel, la recherche sur les textiles à membranes hydrophiles, à la fois imperméables et respirants, suscite un intérêt croissant. Ces textiles exploitent les propriétés des membranes polymères en fournissant suffisamment de groupements hydrophiles pour permettre le passage des molécules de vapeur d'eau. Lorsque la température et l'humidité créent un gradient entre les faces du textile à faible humidité, les molécules d'eau sont attirées par la face à forte humidité grâce aux liaisons hydrogène et à d'autres forces, puis migrent vers la face à faible humidité pour s'évaporer à travers les groupements hydrophiles des chaînes polymères. Ce processus implique une séquence d'adsorption sur la face humide et de désorption sur la face à faible humidité, assurant ainsi la respirabilité grâce à un mécanisme d'« adsorption-diffusion-désorption ».

3. Tendances de développement des tissus imperméables et perméables à l'humidité

L'intelligenceteldes tissus imperméables et respirants

L'innovation du polyuréthane à mémoire de forme devrait révolutionner les revêtements imperméables et respirants pour divers produits. Le tissu enduit de polyuréthane BEGOODTEX offre une imperméabilité de 196 à 392 kPa (20 000 à 40 000 mmH₂O) et une perméabilité à l'humidité de 8 000 à 12 000 grammes par mètre carré et par jour, tout en assurant une excellente protection contre la condensation. La respirabilité de ce matériau s'adapte à la température corporelle, ce qui le rend idéal pour différents environnements et conditions.

Multifonctionnalité des tissus imperméables et respirants

La création de types de tissus imperméables et respirants adaptés à leurs caractéristiques uniques est un axe de recherche essentiel pour faire progresser le développement de ces tissus aujourd'hui.

L'incorporation d'ingrédients dans les solutions de revêtement en polyuréthane améliore non seulement la respirabilité des films PU, mais confère également des propriétés spécifiques aux textiles. L'intégration d'éléments tels que la chitine et la poudre de cellulose dans les revêtements en polyuréthane peut accroître la perméabilité à l'humidité des films PU. On obtient ainsi des textiles aux propriétés insectifuges et stérilisantes, tout en conservant un toucher agréable. De plus, l'introduction de nanoparticules fonctionnelles permet d'optimiser la fonctionnalité des membranes, créant ainsi des textiles imperméables et respirants dotés de propriétés supplémentaires telles que des propriétés antibactériennes et une résistance aux UV.

Procédés écologiques pour les textiles imperméables et respirants

La plupart des solutions de polyuréthane utilisées sont à base de solvants, qu'elles soient préparées par voie sèche ou humide, et contiennent généralement environ 70 % de solvants organiques tels que le diméthylformamide (DMF), le toluène et la méthyléthylcétone. Ces solvants peuvent être dangereux pour les travailleurs car ils sont inflammables et explosifs, et contribuent également à la pollution.

Le tissu BEGOODTEX crée une barrière respirante sur les textiles. En l'encapsulant au sein du matériau et en remplissant les espaces entre les fibres, un film de résine de silicone ultra-mince forme une couche résistante qui laisse passer l'air tout en bloquant la pénétration de l'eau et du vent, sans aucun impact négatif sur l'environnement.

4. Agent de finition imperméable et perméable à l'humidité et procédé de finition

Agent de finition imperméable et respirant en polyuréthane (PU)

Les molécules de polyuréthane possèdent des groupements polaires et de fortes interactions qui leur confèrent d'excellentes propriétés de formation de films sur des surfaces comme les textiles. Ces films sont à la fois durables, résistants, imperméables et respirants. Ce phénomène s'explique par deux mécanismes : d'une part, la présence de groupements hydrophiles dans le polyuréthane facilite le passage des molécules de vapeur d'eau des zones à forte humidité vers les zones à faible humidité, grâce à une structure en forme d'échelle ; d'autre part, le polyuréthane est composé de segments rigides qui donnent naissance à des régions amorphes et cristallines. Les régions amorphes, constituées de chaînes moléculaires, présentent une forte réactivité, facilitant la pénétration, la migration et la diffusion des molécules d'eau et, par conséquent, une perméabilité à l'humidité accrue.

Agent de finition imperméable et respirant en polyacrylate (PA)

Depuis les années 1980 au Japon, des experts s'efforcent d'améliorer la circulation de l'air et l'absorption d'humidité des textiles traités avec des revêtements en ester polyacrylique. Pour ce faire, ils utilisent des copolymères hydrophiles, tels que des groupes carboxyle et hydroxyle dissous dans des solvants organiques compatibles avec l'eau, afin de créer des adhésifs pour revêtements. Les solvants sont éliminés après l'application du revêtement, et les copolymères sont durcis par un procédé à l'eau chaude avant d'être séchés et déshydratés pour former des films microporeux sur les textiles. Ce revêtement adhésif est appliqué sur les textiles selon une méthode qui assure une bonne perméabilité à l'air et à l'humidité. Cependant, son efficacité est considérablement réduite par application à sec.

procédé de finition imperméable et perméable à l'humidité

Les tissus enduits de substances contenant des groupes fonctionnels forment généralement une couche barrière dense et solide qui assure une protection imperméable. Pour améliorer la perméabilité à l'humidité, certains groupes fonctionnels présents dans le polymère d'enduction ont la capacité d'absorber, de libérer et de diffuser efficacement la vapeur d'eau, favorisant ainsi l'évacuation de l'humidité.

Les revêtements en polyuréthane offrent des avantages tels qu'une température de transition vitreuse et la possibilité de les ajuster facilement à des besoins spécifiques, tout en offrant une excellente résistance et flexibilité à basse température ; ils sont largement utilisés comme revêtements imperméables et respirants dans diverses applications.

5. Tests de performance des tissus imperméables et perméables à l'humidité

test de perméabilité à l'humidité

Trois techniques principales sont utilisées pour évaluer la capacité des tissus à laisser passer l'humidité : la méthode d'absorption humide, la méthode d'évaporation et la méthode de simulation.

méthode d'absorption d'humidité

Les méthodes d'absorption de l'humidité comprennent la méthode d'inversion et la méthode verticale.

Méthode d'évaporation

La technique d'évaporation comprend la méthode de la phase positive et la méthode de la phase négative pour mesurer la quantité de vapeur d'eau qui traverse une zone de tissu pendant une durée déterminée dans des conditions particulières, comme la température et la vitesse du vent.

Méthode de simulation

Pour évaluer la capacité des fibres à gérer l'humidité lors de la transpiration humaine, dans différentes conditions de température et d'humidité au sein d'un espace donné,telutilise une approche de simulation qui reproduit fidèlement les caractéristiques de perméabilité à l'humidité des textiles. Dans les scénarios de recherche par simulation, désormais considérés comme essentiels pour recréer les conditions météorologiques et les niveaux d'activité humaine afin d'évaluer efficacement les normes de confort, on utilise des chambres environnementales conçues pour un contrôle précis du climat.

test d'étanchéité

L'évaluation de la capacité des tissus à repousser l'eau, après avoir subi des traitements imperméables et respirants, peut être classée en trois groupes.

Une méthode consiste à effectuer un test de pression d'eau. Ce test consiste à augmenter progressivement la pression d'eau sur une face du tissu et à mesurer la pression statique que celui-ci peut supporter jusqu'à l'apparition d'un nombre déterminé de gouttelettes d'eau sur l'autre face. Le manomètre YG312 est utilisé pour évaluer les propriétés des tissus.

La méthode suivante est le test de pulvérisation, qui consiste à projeter de l'eau en continu sur le tissu testé, à partir d'une certaine hauteur et d'un certain angle. Ce test permet de déterminer le temps de pénétration de l'eau à travers le tissu, la quantité d'eau absorbée par l'échantillon au fil du temps et la formation des taches d'eau en surface. Cette méthode d'essai est utilisée pour évaluer les performances conformément à la norme ISO 4920:2012

La troisième catégorie consiste à effectuer un test d'absorption d'eau pour évaluer le gain de poids des tissus après avoir subi des traitements de perméabilité à l'humidité en les trempant dans l'eau pendant une durée déterminée ; cette approche est simple et conviviale.

6. Tissu imperméable et ignifugé BEGOODTEX

BEGOODTEX imperméable et ignifuge technologie Ces tissus offrent une combinaison de sécurité et de fonctionnalité qui les rend particulièrement avantageux pour diverses applications. Ils bénéficient de traitements spéciaux qui leur confèrent des propriétés ignifuges et hydrofuges.

Les avantages des tissus imperméables et ignifuges BEGOODTEX sont les suivants :

• Double protection :Ces tissus sont conçus pour empêcher la propagation des flammes tout en repoussant l'eau, offrant ainsi une double protection qui renforce la sécurité dans des conditions dangereuses.
• Durabilité:Les propriétés imperméables et ignifuges sont conçues pour résister à de multiples lavages, conservant ainsi leurs qualités protectrices au fil du temps et de l'utilisation.
• Confort: Malgré le haut niveau de protection qu'offrent ces tissus, ils sont également conçus pour être confortables pour celui qui les porte, ce qui est particulièrement important pour les vêtements de protection.
• Sécurité écologique :BEGOODTEX garantit que ses produits répondent aux normes écologiques et de protection de l'environnement, les rendant sûrs et non toxiques pour l'utilisateur et l'environnement.

Les applications des tissus imperméables et ignifuges BEGOODTEX sont diverses et comprennent :

• Vêtements de protection : Idéal pour des secteurs tels que la métallurgie, la foresterie, la chimie, le pétrole et la protection contre les incendies, où les travailleurs sont exposés à la fois aux risques d'incendie et à des conditions humides.
• Décoration intérieure :Utilisé à la maison et à l'tel rideaux, où les qualités protectrices du tissu peuvent contribuer à la sécurité globale du bâtiment.

En combinant des propriétés ignifuges et imperméables, les tissus BEGOODTEX offrent une polyvalentsolution ignifuge qui répond aux besoins de divers secteurs, en garantissant sécurité, durabilité et confort.