防水・撥油性生地：その仕組み

防水・防油性繊維は、機能性繊維工学の最先端を行く高度な技術です。繊維製品がアウトドア用品、商業施設の内装、医療施設、作業用保護服など、より過酷な環境で使用されるようになるにつれ、基本的な撥水コーティングだけではもはや十分ではありません。現在、購入者は、水性および油性の汚れをはじきながら、難燃性（FR）基準も満たす生地を求めています。これらの防水・防油性繊維は、撥水性と防火性能を兼ね備えており、本ガイドでは、その概要、撥水性の仕組み、製造方法、性能試験方法について解説します。.

注目の抜粋: 防水・防油加工を施した繊維は、表面が液体の水をはじき、油分による濡れを防ぐように加工または製造された生地です。撥水性は、生地の表面エネルギーを低下させること（防水性）と、油の接触角をゼロ以上にすること（撥油性）によって実現され、フッ素系「三方防水」加工を施すことで、防汚性も兼ね備えた、最も耐久性の高い仕上がりとなります。.

防水・防油繊維とは？

防水・防油性繊維とは、表面が水滴をはじき、同時に油性や炭化水素系の汚れにも強いように設計された生地のことです。生地の撥水性は、接触した水をどれだけ効果的に弾くかを示します。これに耐油性を加えることで、業務用厨房、公共交通機関の座席、医療現場など、液体がこぼれることが頻繁にある場所に適した素材となります。.

過去数十年間、フッ素系化学がこの分野を席巻してきた。デュポン社が最初にエマルジョンベースの撥水・撥油加工の特許を取得し、その後3M社がパーフルオロカルボキシレート処理を開発し、撥油性の基準を確立した。現代の防水・撥油繊維は、2つの成熟した素材ルートを採用している。1つ目は、超極細繊維の高密度生地で、繊維間隔が水滴よりも小さく、水蒸気分子よりも大きいため、コーティングなしで防水性と通気性を実現している。2つ目は、自然界からヒントを得たもので、蓮の葉効果により水が玉状になって転がり落ちる一方、超疎水性表面（接触角150°以上）は水と油の両方をはじく。.

ナノテクノロジーは現在、これらの原理を応用し、ナノ機能性物質を浸漬、スプレー、またはコーティングによって夏物や季節の変わり目の衣料に適用しています。このカテゴリーの体系的な概要については、こちらをご覧ください。 防水生地の分類 ガイド、そして同じコインの通気性のある側面については、 防水性と透湿性を兼ね備えた生地.

撥水・撥油仕上げの仕組み

防水・防油性繊維の撥水性は、表面エネルギーという一つの物理的原理に基づいています。生地は、本来表面エネルギーが高い表面に低エネルギー物質が吸着することで撥水性を発揮します。表面エネルギーが低いほど、撥水性は強くなります。配合者は、求める性能に応じて、パラフィン、シロキサン、またはフッ素含有化合物を選択します。.

撥油性も同様の原理に基づきますが、より厳しい基準が求められます。撥水加工後、生地は加圧下で水の浸透に耐えなければなりません（接触角 > 90°）。一方、撥油性は表面に油が広がらないことのみを要求し、接触角が0°より大きいことが必要です。油の界面自由エネルギーは水よりもはるかに低いため、撥油性を実現するには、さらに低い固体-気体界面張力が必要となり、一般的には油自身の表面張力よりも低くなければなりません。.

防汚性とイージークリーニング効果は、この効果をさらに高めます。親水性防汚処理は繊維の表面張力を低下させるため、洗濯時に汚れが生地に付着するのではなく、剥がれ落ちます。現在、業界のトレンドはフッ素系薬剤と他の機能性仕上げ（防シワ性、抗菌性、UVカットなど）を融合させることであり、繊維仕上げにおける「三防」および「四防」という概念が広く知られています。これらの複合機能を備えた防水・防油繊維を認証するには、一貫性のある測定可能な試験方法が必要です。.

仕上げ剤	撥水性	撥油性	耐久性	典型的な使用例
パラフィン／ワックス	良い	貧しい	一時的	工業用繊維
リアクティブクラス	良い	公平	耐久性	作業服、室内装飾品
シリコーン	とても良い	公平	耐久性	ソフトな肌触りのアパレル
有機フッ化物	素晴らしい	素晴らしい	耐久性	3つの防水機能を備えた機能性生地

防水・耐油性繊維の製造方法

防水性・防油性繊維の製造は、仕上げ化学から始まります。一般的な防水剤には、パラフィンアルミニウム石鹸エマルジョン、第四級アンモニウム化合物およびステアリン酸クロム錯体、メラミン誘導体、シリコーン、有機フッ素化合物などがあり、特に有機フッ素化合物は、耐水性、耐油性、防汚性を一つの仕上げで兼ね備えていることから重宝されています。.

仕上げは実用的な3つのグループに分けられます。

• 一時的な撥水剤 ― アルミニウムまたはジルコニウム石鹸を2段階の浸漬処理で塗布する。工業用途では安価で環境に優しいが、洗い流されてしまう。.
• 耐久性のある撥水剤 洗濯やドライクリーニングに耐えられるように設計されています。.
• 有機シリコーンエマルジョン 通気性を損なうことなく防水性を高め、同時に引き裂き強度と防汚性も向上させる。.

耐久性のある防水・防油繊維は、フッ素化された「三重防水」加工に依存しており、これにより保護膜が形成され、水、油、汚れに対する耐性が同時に付与されます。従来の「四重防水」加工は2つの浴を使用し、時間がかかり、資源も大量に消費していましたが、現代の単浴薬剤はより効率的に同じ結果を達成します。FR化学がこれらの方法とどのように組み合わされているかについては、解説記事をご覧ください。 難燃性生地の製造方法.

防水・耐油性繊維の試験方法

防水・防油性繊維製品は、購入者が信頼する前に、研究所でその性能を証明しなければなりません。特に重要な3つの試験項目は以下のとおりです。

• 撥水性 ―通常はAATCC 22スプレーテストによって評価され、生地が標準的なシャワー水をどれだけうまく弾くかを評価する。.
• 静水圧 ―管式圧力計は、試料に水を押し付けて、試料が水に浸み込む圧力を測定する。.
• 洗濯耐久性 フッ素系塗料は、洗濯を繰り返すたびに表面エネルギーが上昇するため、撥水性が徐々に低下します。そのため、洗濯堅牢度は重要な評価指標となります。.
• 撥油性 ―表面張力が既知の炭化水素系試験液を用いて等級付けを行う。生地を濡らさない最高番号の標準液が等級を決定する。.
• お手入れ簡単 ―処理済み土壌と合成土壌について、滴下法と擦り跡法を用いて評価した。.

通気性は、空気透過性測定器でtelチェックされます。基準スケールは、次のような標準化団体から提供されています。 AATCCより広い視野で見ると、 繊維難燃性試験規格 このガイドでは、保護用生地が地域ごとにどのように認定されているかを解説しています。.

BEGOODTEX 防水・耐油性難燃性繊維

BEGOODTEXのエンジニア 3つのプルーフ機能を持つ難燃性生地 難燃性基布に耐久性のある保護フィルムを施すことで、この難燃性素材を実現しました。フィルムは毛穴を塞ぐことなく水をはじくため、生地は防水性と通気性を両立します。これは、前述の「三拍子揃った」原理に、認証済みの防火性能を組み合わせたものです。当社の防水・耐油性難燃性素材は、天候、油脂、火災リスクが重なる過酷な環境に最適です。.

代表的な用途としては以下のようなものがあります。

• 難燃性テント生地 キャンプ、イベント、緊急避難所向け。.
• 防水・難燃性カーテン 医療施設、ホテル、交通機関の内装向け。.
• アラミド製防護服 山火事、産業、および緊急対応用途向け。.

撥水・撥油フィルムが、本来的に難燃性または耐久性のある難燃性基材の上に配置されているため、購入者は1枚の生地で複数の危険に対する保護を得ることができます。.

よくある質問

結論

防水・防油性繊維はもはや特殊なものではなく、天候、油分、そして規制といった様々な要素が絡むあらゆる場面において、当然求められる基本性能となっています。この技術は、高密度構造、生体模倣コーティング、フッ素系三元防水加工といった確立された手法によって実現される、シンプルな原理（表面エネルギーの低減）に基づいています。.

購入者にとっての重要なポイント：

• 仕上げはリスクに合わせて選択してください。工業用途には一時的な仕上げ、契約用途や個人用保護具（PPE）用途には耐久性のあるフッ素仕上げが適しています。.
• AATCC 22のスプレー試験、耐水圧試験、撥油試験で性能を確認し、洗濯耐久性も確認してください。.
• 選ぶ 3つの難燃性生地 防火性能と撥水性が両立しなければならない場合。.

BEGOODTEXの製品をご覧いただくと、水、油、炎をはじく防水・防油性繊維を1つの生地でご指定いただけます。 多機能難燃性生地.