Capire i tessuti impermeabili e permeabili all'umidità

Astratto. Questo articolo esplora lo sviluppo della tecnologia impermeabile e traspirante e i metodi di lavorazione dei tessuti impermeabili e traspiranti. Approfondisce i principi tecnici della tecnologia impermeabile e traspirante e introduce le tendenze di sviluppo dei tessuti impermeabili e traspiranti da tre prospettive: tecnologiatel, multifunzionalità e produzione ecologica. Inoltre, sono stati descritti diversi processi impermeabili e traspiranti e metodi di prova dei tessuti impermeabili. BEGOODTEX produce tessuti impermeabili e ignifughi di alta qualità attraverso tecnologie avanzate, ampiamente utilizzate negli scenari quotidiani e industriali.

1. Panoramica

I tessuti impermeabili e traspiranti sono materiali che combinano impermeabilità, traspirabilità e antivento, offrendo al contempo proprietà di isolamento termico. Questi tessuti sono progettati per respingere l'acqua sotto pressione, ma consentono al sudore corporeo di attraversarli senza accumularsi o condensarsi tra il tessuto e la superficie della pelle. I tessuti che consentono il passaggio dell'umidità non sono solo utili per chi lavora in condizioni come freddo estremo o pioggia, ma soddisfano anche la domanda di abbigliamento impermeabile come impermeabili e materiali di alta qualità nella vita di tutti i giorni. Ciò offre una serie di opportunità di crescita e avanzamento.

Etasso di evaporazione in diversi stati di attività
Stato dell'attività	Intensità di lavoro (W)	Tasso di evaporazione (g/24h)
sonno	60	2280
sedersi	100	3800
camminare	200	7600
Affrettarsi	300	11500
Camminata veloce con carico leggero	400	15200
Camminata veloce con carico pesante	500	19000
Camminata sovraccarica ad alta velocità	600~800	22800~38400
Lavoro ad alta intensità	1000~1200	38000~45600

Sviluppo di tecnologie impermeabili e permeabili all'umidità

L'evoluzione della tecnologia dei tessuti impermeabili e traspiranti ha attraversato tre fasi: principalmente incentrata sui tessuti rivestiti e laminati e secondariamente sui materiali ad alta densità.

La fase iniziale ebbe inizio negli anni '40, quando i tessuti impermeabili e traspiranti vennero trattati principalmente con sostanze polimeriche, come il cloruro di polivinile e il poliuretano, per garantire proprietà impermeabili e traspiranti.

La fase successiva ebbe inizio negli anni '70, quando si cominciò a utilizzare fibre di poliestere o nylon idrofobiche ultrasottili per creare tessuti densi, con caratteristiche di impermeabilità e antivento migliorate rispetto ai materiali impermeabili e traspiranti convenzionali.

Gli anni '80 segnano la terza fase di sviluppo in questo campo di studi. Nel 1976, gli Stati Uniti riuscirono a creare un tessuto impermeabile e traspirante rivoluzionario, ottenuto combinando una pellicola di politetrafluoroetilene (PTFE).

La continua evoluzione delle fibre ha portato alla nascita di una varietà di tessuti ad alta densità che offrono eccellenti proprietà impermeabili e traspiranti. Questi tessuti sono caratterizzati principalmente dalla loro trama e hanno trovato continue applicazioni grazie ai continui progressi nella tecnologia delle fibre ultrafini.

Metodi di lavorazione per tessuti impermeabili e traspiranti

Le tecniche per creare tessuti traspiranti si sono evolute nel tempo fino a comprendere i seguenti metodi.

Tessuto ad alta densità

Questo metodo di produzione tessile consente di utilizzare efficacemente fili di cotone o fibre sintetiche ultrasottili per creare tessuti a trama fitta con livelli di densità elevati, che riducono al minimo gli spazi tra i filati e ostacolano la penetrazione delle gocce d'acqua attraverso la barriera superficiale del materiale. Sebbene questo tessuto non eccella in termini di capacità grazie alle sue caratteristiche intrinseche, presenta caratteristiche notevoli in termini di permeabilità all'umidità e offre un'eccellente qualità di drappeggio, con una piacevole sensazione tattile al tatto o indossato a contatto con la pelle.

Tessuto rivestito

Utilizzando metodi di rivestimento a umido nella produzione tessile, l'agente di rivestimento serve a sigillare parzialmente o ridurre i pori presenti sulla superficie del tessuto, conferendogli proprietà impermeabili. Nonostante la sua economicità, questo approccio non riesce ad affrontare la sfida di bilanciare la permeabilità all'umidità con l'impermeabilità e la lavabilità a causa di limitazioni intrinseche.

Tessuto laminato

Applicando adesivi e tecniche di laminazione avanzate, strati di film microporosi o idrofili vengono combinati con tessuti tradizionali per creare tessuti traspiranti e impermeabili che mantengono anche le loro proprietà lavabili. Questi tessuti laminati affrontano con successo la sfida di bilanciare la permeabilità all'umidità con l'impermeabilità e la facilità di manutenzione.

2. Principio tecnico del tessuto impermeabile e traspirante

Metodo strutturale ad altissima densità

Il tessuto in puro cotone BEGOODTEX ha una tessitura fitta e una torsione delle fibre molto fine. Il tessuto presenta micropori tra i fili che consentono una buona traspirabilità. Quando il tessuto si bagna, le fibre di cotone si restringono rapidamente, impedendo all'acqua di penetraretel. La struttura a celle chiuse del tessuto e l'esclusivo trattamento idrorepellente impediscono all'acqua piovana di penetrare. Questo lo rende adatto, tra le altre cose, alla produzione di camici chirurgici e abbigliamento outdoor. L'Agenzia per la Difesa Giapponese ha adottato questa tecnologia già nel 1960 per creare giubbotti di salvataggio resistenti e impermeabili.

Metodo di tecnologia microporosa

I materiali microporosi impermeabili e traspiranti vengono creati tenendo conto delle variazioni dimensionali tra le gocce d'acqua e le molecole di vapore acqueo durante il processo di progettazione. I micropori del tessuto sono dimensionati in modo che l'acqua laterale non passi attraverso, ma consenta all'umidità di fuoriuscire dall'interno. Nel frattempo, il vapore acqueo del sudore corporeo può passare attraverso questi micropori, rendendoli impermeabili e traspiranti.

Questo tessuto è noto per la sua capacità di resistere efficacemente alla pressione dell'acqua e di mantenere la permeabilità all'umidità e il calore, pur essendo antivento; tuttavia, richiede una lavorazione e comporta costi di produzione più elevati, il che rappresenta uno svantaggio rispetto ai suoi benefici nel tempo. È importante tenere presente che durante l'uso prolungato i micropori del tessuto tendono a ostruirsi, con conseguente riduzione delle sue proprietà di permeabilità all'umidità.

Metodo tecnologico della membrana idrofila densa

tel, nel campo della ricerca, si è registrato un crescente interesse per i tessuti a membrana idrofila, che siano sia impermeabili che traspiranti. Questi tessuti sfruttano le proprietà delle membrane polimeriche fornendo un numero sufficiente di gruppi idrofili da fungere da canali di passaggio per le molecole di vapore acqueo. Quando i livelli di temperatura e umidità creano un gradiente tra i lati a bassa umidità del tessuto, le molecole d'acqua vengono attratte verso il lato ad alta umidità a causa dei legami a idrogeno e di altre forze, per poi spostarsi attraverso il tessuto verso il lato a bassa umidità per evaporazione attraverso i gruppi idrofili delle catene polimeriche. Questo processo prevede una sequenza di adsorbimento sul lato a umidità e successivo desorbimento sul lato a bassa umidità, ottenendo così la traspirabilità attraverso un meccanismo di "adsorbimento, diffusione e desorbimento".

3. Tendenze di sviluppo dei tessuti impermeabili e permeabili all'umidità

L'teldei tessuti impermeabili e traspiranti

L'innovazione del poliuretano a memoria di forma è destinata a guidare i progressi nelle finiture di rivestimento impermeabili e traspiranti per vari prodotti. Le capacità impermeabili del tessuto rivestito in poliuretano BEGOODTEX vanno da 196 a 392 kPa (da 20.000 a 40.000 mmH2O) e la permeabilità all'umidità da 8.000 a 12.000 grammi per metro quadrato al giorno, con efficaci proprietà anticondensa. La traspirabilità di questo materiale si adatta alla temperatura corporea di chi lo indossa, rendendolo adatto a diversi ambienti e condizioni.

Multifunzionalità dei tessuti impermeabili e traspiranti

Creare tipologie di tessuti impermeabili e traspiranti, adattati alle loro caratteristiche uniche, è un obiettivo fondamentale per promuovere lo sviluppo di tali tessuti oggi.

L'integrazione di ingredienti nelle soluzioni di rivestimento in poliuretano non solo migliora la traspirabilità delle pellicole in PU, ma conferisce anche caratteristiche specifiche ai tessuti. Il processo di integrazione di elementi come chitina e polvere di cellulosa nei rivestimenti in poliuretano può migliorare la permeabilità all'umidità delle pellicole in PU. Conferisce ai tessuti proprietà insettorepellenti e capacità sterilizzanti, oltre a una consistenza gradevole. Inoltre, è possibile aumentare la funzionalità delle membrane introducendo particelle funzionali su scala nanometrica, ottenendo tessuti impermeabili e traspiranti che possiedono attributi aggiuntivi come proprietà antibatteriche e resistenza ai raggi UV.

Lavorazione ecologica di tessuti impermeabili e traspiranti

La maggior parte delle soluzioni PU utilizzate sono a base di solventi, indipendentemente dal fatto che siano prodotte con metodi a secco o a umido, e in genere contengono circa il 70% di solventi organici come dimetilformammide (DMF), toluene e metiletilchetone. Questi solventi possono essere pericolosi per i lavoratori in quanto sono infiammabili ed esplosivi e contribuiscono anche all'inquinamento.

Il tessuto BEGOODTEX crea una barriera traspirante sui tessuti. Incapsulandolo nel materiale e riempiendo gli spazi tra le fibre, un film ultrasottile di resina siliconica forma uno strato resistente in grado di consentire il passaggio dell'aria e bloccare la penetrazione di acqua e vento, senza causare alcun danno ambientale.

4. Agente di finitura impermeabile e permeabile all'umidità e processo di finitura

Agente di finitura impermeabile e traspirante in poliuretano (PU)

Le molecole di poliuretano presentano gruppi polari e forti forze tra loro che le rendono particolarmente adatte a formare film su superfici come i tessuti, con proprietà durevoli e resistenti, ma anche impermeabili e traspiranti. La logica alla base di questo fenomeno è duplice: in primo luogo, la presenza di gruppi idrofili nel poliuretano facilita il movimento delle molecole di vapore acqueo dalle aree ad alta umidità a quelle a bassa umidità attraverso una struttura a scala. In secondo luogo, il poliuretano è costituito sia da segmenti duri che danno origine a regioni amorfe che cristalline all'interno della sua composizione. Le regioni amorfe presentano segmenti di catena molecolare e possiedono elevati livelli di attività che facilitano l'ingresso, la migrazione e la diffusione delle molecole d'acqua, con conseguente maggiore permeabilità all'umidità.

Agente di finitura impermeabile e traspirante in poliacrilato (PA)

In Giappone, fin dagli anni '80, gli esperti hanno lavorato per migliorare il flusso d'aria e l'assorbimento dell'umidità nei tessuti trattati con rivestimenti in estere poliacrilico, utilizzando copolimeri con proprietà idrofile, come gruppi carbossilici e idrossilici, disciolti in solventi organici compatibili con l'acqua, per creare adesivi di rivestimento. I solventi vengono eliminati dopo il rivestimento e i copolimeri vengono induriti attraverso un processo ad acqua calda prima di essere essiccati e disidratati per sviluppare pellicole microporose sui tessuti. Questo rivestimento adesivo viene applicato ai tessuti utilizzando un metodo di rivestimento che consente una buona permeabilità all'aria e all'umidità. Tuttavia, l'efficacia è significativamente ridotta quando si utilizza il metodo di rivestimento a secco.

Processo di finitura impermeabile e permeabile all'umidità

I tessuti rivestiti con sostanze contenenti gruppi funzionali formano in genere uno strato barriera solido e denso che fornisce protezione impermeabile. Per migliorare la permeabilità all'umidità, alcuni gruppi funzionali presenti nel polimero di rivestimento hanno la capacità di assorbire il rilascio e diffondere efficacemente il vapore acqueo, contribuendo così a promuovere la permeabilità all'umidità.

I rivestimenti in poliuretano offrono vantaggi quali una temperatura di transizione vetrosa e la possibilità di adattarli facilmente a esigenze specifiche, garantendo al contempo un'eccellente resistenza e flessibilità alle basse temperature; sono ampiamente utilizzati come rivestimenti impermeabili e traspiranti in varie applicazioni.

5. Test delle prestazioni dei tessuti impermeabili e permeabili all'umidità

Test di permeabilità all'umidità

Per valutare la capacità dei tessuti di lasciar passare l'umidità vengono utilizzate tre tecniche principali: il metodo dell'assorbimento umido, il metodo dell'evaporazione e il metodo della simulazione.

Metodo di assorbimento dell'umidità

I metodi per assorbire l'umidità includono il metodo dell'inversione e il metodo verticale.

Metodo di evaporazione

La tecnica di evaporazione prevede il metodo della fase di tazza positiva e il metodo della fase di tazza negativa per misurare la quantità di vapore acqueo che si sposta attraverso un'area di tessuto per un periodo di tempo stabilito in condizioni particolari, come temperatura e velocità del vento.

Metodo di simulazione

Valutare contell'efficacia delle fibre nel gestire l'umidità durante la sudorazione umana, in diverse condizioni di temperatura e umidità all'interno di un dato spazio, rappresenta l'approccio di simulazione utilizzato per testare le caratteristiche di permeabilità all'umidità dei tessuti. Negli scenari di ricerca simulata, ora ritenuti essenziali per ricreare le condizioni meteorologiche e i livelli di attività umana al fine di valutare efficacemente gli standard di comfort, sono le camere climatiche progettate per controlli climatici precisi.

Test di prestazione impermeabile

La valutazione della capacità dei tessuti di respingere l'acqua dopo essere stati sottoposti a trattamenti impermeabili e traspiranti può essere suddivisa in tre gruppi.

Un metodo è il test di pressione dell'acqua, che aumenta costantemente la pressione dell'acqua su un lato del tessuto e misura la pressione statica che il tessuto può sopportare fino a quando un numero specificato di gocce d'acqua non appare sull'altro lato. Il manometro YG312 viene utilizzato per valutare le capacità dei tessuti.

Il metodo successivo è il test di spruzzatura, in cui l'acqua viene spruzzata o fatta cadere in modo continuo sul tessuto da una determinata altezza e angolazione. Questo metodo aiuta a determinare il tempo impiegato dall'acqua per attraversare il tessuto, la quantità d'acqua assorbita dal campione nel tempo e il modo in cui si formano le macchie d'acqua sulla superficie. Questo metodo di prova viene utilizzato per valutare le prestazioni secondo la norma ISO 4920:2012

La terza categoria prevede l'esecuzione di un test di assorbimento dell'acqua per valutare quanto peso acquisiscono i tessuti dopo averli sottoposti a trattamenti permeabili all'umidità immergendoli in acqua per un periodo di tempo specificato; questo approccio è semplice e intuitivo.

6. Tessuto ignifugo impermeabile BEGOODTEX

BEGOODTEX ignifugo impermeabile tecnologia Offre una combinazione di sicurezza e funzionalità che rende i tessuti altamente vantaggiosi per diverse applicazioni. Questi tessuti sono trattati con finiture specializzate che garantiscono sia proprietà ignifughe che idrorepellenti.

I vantaggi dei tessuti ignifughi impermeabili BEGOODTEX includono:

• Doppia protezione:I tessuti sono progettati per impedire la propagazione delle fiamme e allo stesso tempo respingere l'acqua, offrendo un doppio strato di protezione che aumenta la sicurezza in condizioni pericolose.
• Durata:Le proprietà impermeabili e ignifughe sono progettate per resistere a numerosi lavaggi, mantenendo le loro qualità protettive nel tempo e con l'uso.
• Comfort: Nonostante l'elevato livello di protezione offerto da questi tessuti, sono anche progettati per essere comodi per chi li indossa, il che è particolarmente importante per gli indumenti protettivi.
• Sicurezza ecologica:BEGOODTEX garantisce che i nostri prodotti rispettino gli standard ecologici e di tutela ambientale, rendendoli sicuri e non tossici sia per l'utente che per l'ambiente.

Le applicazioni dei tessuti ignifughi impermeabili BEGOODTEX sono molteplici e includono:

• Indumenti protettivi: Ideale per settori quali metallurgia, silvicoltura, chimica, petrolio e protezione antincendio, in cui i lavoratori sono esposti sia al rischio di incendio sia a condizioni di umidità.
• Decorazione d'interni:Utilizzato in casa e intel tende, dove le qualità protettive del tessuto possono contribuire alla sicurezza complessiva dell'edificio.

Combinando capacità ignifughe e impermeabili, i tessuti BEGOODTEX forniscono un versatilesoluzione ritardante di fiamma che soddisfa le esigenze di diversi settori, garantendo sicurezza, durata e comfort.