Functionele classificatie van waterdichte stoffen en het verschil met waterdichte membranen

I. Classificatie op basis van functie

Waterdichte stoffen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: waterafstotende ademende stoffen en waterdichte ademende stoffen. Waterdruppels dringen niet gemakkelijk door het oppervlak van de gecoate stof en vormen geen waterdruppels op het stofoppervlak, maar de stof is niet echt waterdicht. Zelfs de sterkste waterafstotende ademende stof verliest na verloop van tijd zijn effectiviteit door wassen en langdurig gebruik. Waterdichte ademende stoffen daarentegen hebben een rubberen onderlaag. Ze kunnen worden onderverdeeld in gecoate en gelamineerde varianten. De meeste waterdichte ademende stoffen maken gebruik van laminering, wat zorgt voor echte waterdichtheid. Over het algemeen hebben waterdichte ademende stoffen die ook waterafstotend zijn betere waterdichte eigenschappen dan stoffen die alleen waterafstotend of waterdicht ademend zijn.

II. Classificatie op basis van verwerkingstechnieken

2.1 Goede waterdichtheid

Microvezel isolatiekatoen is een vroeg voorbeeld van waterdichte stoffen. Ventile-stof, ontworpen door de Britten, is de eerste waterdichte, ademende stof. Deze stof is gemaakt van Egyptisch langvezelig katoen met een hoge draaddichtheid en een lage twist. In droge toestand heeft de stof een opening van ongeveer 10 micron tussen de schering- en inslagdraden. Wanneer de stof nat is, zet het katoen uit, waardoor de opening tussen de schering- en inslagdraden wordt verkleind tot 3-4 micron. Door dit gesloten celmechanisme te combineren met een waterafstotende afwerking wordt de stof waterdicht gemaakt. Tegenwoordig is dit type stof vervangen door andere waterdichte, ademende stoffen.

2.2 Waterdichting van de coating

Waterdichtingsmiddelen worden op het textieloppervlak aangebracht door middel van droge coating, transfercoating, schuimcoating en andere methoden om de poriën in het textiel af te dichten en waterdichtheid te bereiken. Afhankelijk van het coatingmateriaal kan onderscheid worden gemaakt tussen polyurethaancoating, semi-polyurethaancoating en PVC-coating.

2.3 Afwerking waterdichting

Aan het textiel worden harsachtige additieven toegevoegd, waardoor de oppervlaktespanning van de stof verandert. Waterdruppels vormen parels op het oppervlak van de stof zonder erin door te dringen of zich te verspreiden, en glijden eraf, waardoor de stof waterdicht wordt. Waterdichte Oxford-stof heeft bijvoorbeeld uitstekende waterdichte eigenschappen en wordt veel gebruikt voor het maken van tassen en tenten.

2.4 Filmverlijming Waterdichting

Waterdichte folies en andere materialen worden door middel van laminering aan elkaar gehecht. Dankzij de waterdichte folie blijft de binnenste laag droog, zelfs als het oppervlak van het composietmateriaal nat wordt.

III. Classificatie van waterdichte membranen

Op basis van hun verschillende functies kunnen waterdichte membranen in drie categorieën worden ingedeeld: microporeuze hydrofiele membranen, microporeuze membranen en dichte hydrofiele membranen. De laatste twee typen membranen komen het meest voor. De afgelopen jaren hebben nieuw ontwikkelde waterdichte membranen aanzienlijke verbeteringen gebracht op het gebied van ademend vermogen en draagcomfort.

3.1 Microporeuze hydrofiele membranen

De integratie van hydrofiele films en microporeuze films vormt microporeuze hydrofiele membranen. Het Japanse bedrijf Toray ontwikkelde een microporeus hydrofiel membraan genaamd Entrant GII, dat twee soorten polyurethaanmaterialen combineert tot een nieuw type polyurethaanmateriaal. De binnenste laag van polyurethaan met microporiën en ultramicroporiën heeft de functie om warmte op te slaan, warmte te absorberen bij verhitting en warmte af te geven bij afkoeling. Onderzoekers Vigo en Frost van een Amerikaans laboratorium concludeerden dat textiel met polyethyleenglycol warmte kan opslaan. Bij met polyurethaan gecoat textiel dat polyethyleenglycol bevat, kan de glasovergangstemperatuur worden geregeld door de polymerisatiegraad en het gehalte aan polyethyleenglycol aan te passen, zodat deze binnen het comfortbereik van de mens blijft. Wanneer de omgevingstemperatuur boven de kritische temperatuur van het polymeer ligt, ondergaat het polymeer een faseovergang, waarbij het warmte absorbeert en in volume uitzet, waardoor het ademend vermogen verbetert en een koel en comfortabel gevoel ontstaat. Wanneer de omgevingstemperatuur lager is dan de kritische temperatuur van het polymeer, kristalliseren de polyethyleenglycolsegmenten en geeft het polymeer warmte af, waardoor de adembaarheid afneemt en isolatie wordt geboden.

3.2 Microporeuze membranen

Polytetrafluorethyleen (PTFE)-folie is een typisch voorbeeld van een microporeus membraan. De poriegrootte van de folie ligt tussen die van regenwater en waterdamp, wat zorgt voor een uitstekende waterdichtheid. GORE-TEX, geproduceerd door GORE, was het eerste waterdichte textiel dat werd gemaakt door PTFE-folie en textiel te lamineren. De eerste generatie GORE-TEX-textiel had echter een lage duurzaamheid. Om de duurzaamheid te verbeteren, werden andere hydrofiele folies speciaal behandeld en met het textiel gelamineerd. Wanneer PTFE-materialen echter worden begraven of verbrand, produceren ze perfluorverbindingen die de atmosfeer en de bodem kunnen vervuilen. De laatste jaren is er steeds meer aandacht voor het gebruik van PTFE-materialen op milieugebied, en sommige landen zijn begonnen met het beperken van het gebruik ervan.

3.3 Dichte hydrofiele membranen

Thermoplastische polyurethaanfolie is een type dicht, hydrofiel membraan. Het heeft geen poriën en biedt uitstekende waterdichtheid. Het is hydrofiel en heeft een goed ademend vermogen dankzij het verschil in dampdruk tussen de binnen- en buitenkant van de kleding, waardoor damp van gebieden met hoge druk naar gebieden met lage druk kan bewegen.