Водонепроницаемая и маслоотталкивающая ткань: как это работает

Водонепроницаемые и маслостойкие текстильные материалы находятся на стыке требований функциональной текстильной инженерии. По мере того, как текстиль используется в более суровых условиях — в одежде для активного отдыха, в интерьере коммерческих помещений, в медицинских учреждениях и защитной рабочей одежде — обычных водоотталкивающих покрытий уже недостаточно. Покупатели теперь ожидают от тканей устойчивости к пятнам на водной и масляной основе, при этом соответствующих огнестойким стандартам. Эти водонепроницаемые и маслостойкие текстильные материалы сочетают в себе водоотталкивающие свойства и сертифицированную пожарную безопасность. В этом руководстве объясняется, что это такое, как обеспечивается водоотталкивающая способность, как они производятся и как тестируются их характеристики.

Выделенный фрагмент: Водонепроницаемые и маслоотталкивающие текстильные материалы — это ткани, обработанные или изготовленные таким образом, чтобы их поверхность отталкивала жидкую воду и препятствовала смачиванию маслами. Водоотталкивающие свойства достигаются за счет снижения поверхностной энергии ткани (водонепроницаемость) и повышения угла контакта с маслом выше нуля (маслоотталкивающие свойства), что наиболее эффективно достигается с помощью фторированных «трехкомпонентных» покрытий, которые также обеспечивают защиту от пятен.

Что такое водонепроницаемые и маслостойкие текстильные изделия?

Водоотталкивающие и маслоотталкивающие текстильные материалы — это ткани, поверхность которых разработана таким образом, чтобы отталкивать капли воды и одновременно противостоять жирным пятнам на основе углеводородов. Водоотталкивающие свойства ткани показывают, насколько хорошо она отталкивает воду при контакте; добавьте к этому маслостойкость, и вы получите материал, подходящий для коммерческих кухонь, сидений в общественном транспорте и медицинских учреждений, где разливы происходят постоянно.

В последние несколько десятилетий в этой области доминировала фторированная химия. Компания DuPont первой запатентовала водо- и маслоотталкивающие покрытия на основе эмульсий, а позже компания 3M разработала перфторкарбоксилатные обработки, которые установили эталон маслоотталкивающих свойств. В современных водонепроницаемых и маслоотталкивающих текстильных изделиях используются два отработанных метода. Первый — это ультратонкая высокоплотная ткань, где расстояние между волокнами меньше, чем у капли воды, но больше, чем у молекулы водяного пара, что обеспечивает водонепроницаемость и воздухопроницаемость без какого-либо покрытия. Второй метод заимствован из природы: эффект лотоса позволяет воде скатываться каплями, а супергидрофобные поверхности (угол смачивания >150°) отталкивают как воду, так и масло.

Нанотехнологии теперь позволяют масштабировать эти принципы, применяя нанофункциональные агенты методом погружения, распыления или нанесения покрытия на летнюю и переходную одежду. Для более подробного обзора этой категории см. наш классификация водонепроницаемых тканей руководство, а что касается воздухопроницаемости, то наш обзор водонепроницаемые и дышащие ткани.

Как работают водоотталкивающие и маслоотталкивающие покрытия

Водоотталкивающие свойства водонепроницаемых и маслоотталкивающих текстильных материалов основаны на одном физическом принципе: поверхностной энергии. Ткань становится водоотталкивающей, когда вещество с низкой поверхностной энергией адсорбируется на ее поверхности с естественной высокой энергией; чем ниже поверхностная энергия, тем сильнее эффект. В зависимости от требуемых характеристик производители выбирают парафин, силоксан или фторсодержащие соединения.

Маслоотталкивающие свойства подчиняются той же логике, но с более строгими требованиями. После нанесения водоотталкивающей обработки ткань должна противостоять проникновению воды под давлением (угол смачивания >90°). Для маслоотталкивания достаточно, чтобы масло не растекалось по поверхности — угол смачивания должен быть больше нуля. Поскольку межфазная свободная энергия масла намного ниже, чем у воды, для достижения маслоотталкивающих свойств требуется еще более низкое межфазное натяжение твердое тело-газ, как правило, ниже собственного поверхностного натяжения масла.

К этому добавляются антизагрязняющие и легкоочищаемые свойства. Гидрофильная обработка против загрязнений снижает поверхностное натяжение волокон, благодаря чему грязь отслаивается во время стирки, а не прилипает к ткани. В настоящее время в отрасли наблюдается тенденция сочетания фторсодержащих агентов с другими функциональными покрытиями — устойчивостью к смятию, антибактериальными свойствами, защитой от УФ-излучения — что привело к появлению хорошо известных концепций «трехсторонней» (三防) и «четырехсторонней» (四防) защиты текстиля. Сертификация водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделий по этим комбинированным функциям требует последовательных, измеримых методов испытаний.

Отделочный агент	Водоотталкивающие свойства	маслоотталкивающие свойства	Долговечность	Типичное использование
Парафин / воск	Хороший	Бедный	Временный	Промышленный текстиль
Реактивные классы	Хороший	Справедливый	Прочный	Рабочая одежда, обивка мебели
Силиконы	Очень хороший	Справедливый	Прочный	Одежда с мягкими тактильными свойствами
Органические фториды	Отличный	Отличный	Прочный	Функциональные ткани с трехслойной структурой, обеспечивающие высокую прочность

Как изготавливаются водонепроницаемые и маслостойкие текстильные изделия

Производство водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделий начинается с химической обработки. К распространенным водоотталкивающим агентам относятся парафиновые эмульсии на основе алюминиевого мыла, комплексы четвертичных аммониевых соединений и стеарата хрома, производные меламина, силиконы и органические фторсодержащие соединения — последние ценятся за сочетание водо-, масло- и грязеотталкивающих свойств в одном покрытии.

Отделка разделена на три практические группы:

• Временные водоотталкивающие средства — Алюминиевые или циркониевые мыла, наносимые в два этапа замачивания; дешевые и экологичные для промышленного использования, но смываются.
• Прочные водоотталкивающие средства — Создан для того, чтобы выдерживать стирку и химчистку.
• Органические силиконовые эмульсии — Повышает водостойкость без ущерба для воздухопроницаемости, улучшая при этом прочность на разрыв и устойчивость к пятнам.

Для создания прочных водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделий используется фторированная «трехкомпонентная» обработка, которая образует защитную пленку, одновременно повышающую водо-, масло- и грязеотталкивающие свойства. Традиционная «четырехкомпонентная» обработка использовала две ванны, была медленной и ресурсоемкой; современные однокомпонентные средства позволяют добиться того же результата более эффективно. Чтобы узнать, как огнестойкая химия сочетается с этими методами, прочитайте наше пояснение как изготавливаются огнестойкие ткани.

Как тестируются водонепроницаемые и маслостойкие текстильные изделия

Водонепроницаемые и маслостойкие текстильные материалы должны продемонстрировать свои характеристики в лабораторных условиях, прежде чем покупатели смогут им доверять. Наиболее важны три группы тестов:

• Водоотталкивающие свойства — обычно оценивается по тесту AATCC 22 на распыление, который определяет, насколько хорошо ткань отталкивает стандартный поток воды во время душа.
• Гидростатическое давление — Трубчатый манометр прижимает воду к образцу, чтобы определить давление, при котором вода просачивается насквозь.
• стойкость к стирке — Фторированные покрытия постепенно теряют свои водоотталкивающие свойства по мере увеличения поверхностной энергии при каждой стирке, поэтому стойкость к стирке является ключевым показателем.
• маслоотталкивающие свойства — Оценка производится с использованием углеводородных тестовых жидкостей с известным поверхностным натяжением; наивысший номер стандартной жидкости, которая не смачивает ткань, определяет рейтинг.
• Легко чистится — Оценка проводилась методами капельного и механического нанесения пятен на обработанной и синтетической почве.

Воздухопроницаемость проверяетсяtelс помощью прибора для измерения воздухопроницаемости. В качестве эталонных шкал используются стандарты таких организаций, как.. AATCCДля более полной картины, наш стандарты испытаний огнестойкости текстиля В руководстве рассматривается процедура сертификации защитных тканей в разных регионах.

Водонепроницаемые и маслостойкие огнестойкие текстильные материалы BEGOODTEX

Инженеры компании BEGOODTEX Трехслойные функциональные огнестойкие ткани Благодаря нанесению прочной защитной пленки на огнестойкую основу, пленка отталкивает воду, не закупоривая поры, поэтому ткань остается одновременно водонепроницаемой и воздухопроницаемой — тот же принцип «трехсторонней защиты», описанный выше, в сочетании с сертифицированной пожарной безопасностью. Наша водонепроницаемая и маслостойкая линейка огнестойких материалов предназначена для сложных условий эксплуатации, где пересекаются погодные условия, воздействие жира и риск возгорания.

Типичные области применения включают:

• Огнестойкие ткани для палаток для лагерей, мероприятий и временного размещения.
• Водонепроницаемые огнестойкие шторы для интерьеров медицинских учреждений, гостиничного бизнеса и транспортных узлов.
• Арамидная защитная одежда для использования в условиях дикой природы, промышленности и при реагировании на чрезвычайные ситуации.

Поскольку водо- и маслоотталкивающая пленка нанесена на основу, обладающую изначально или на протяжении длительного времени огнестойкостью, покупатели получают многоуровневую защиту от различных опасностей благодаря одному материалу.

Часто задаваемые вопросы

Заключение

Водонепроницаемые и маслостойкие текстильные материалы перестали быть узкоспециализированной областью — они стали базовым требованием везде, где ткань подвергается воздействию погоды, жира и нормативных требований. Технология основана на простом принципе (более низкая поверхностная энергия), реализуемом с помощью проверенных методов: высокоплотная конструкция, биомиметические покрытия и фторированные трехслойные покрытия.

Основные выводы для покупателей:

• Подберите покрытие в зависимости от степени риска: временное для промышленного использования, прочное фторированное для коммерческого применения и средств индивидуальной защиты.
• Проверьте работоспособность с помощью испытаний AATCC 22 на распыление, гидростатическое давление и маслоотталкивающие свойства, а также подтвердите устойчивость к стирке.
• Выбирать трехслойные огнестойкие ткани когда пожарная безопасность и водоотталкивающие свойства должны сосуществовать.

Выберите водонепроницаемые и маслоотталкивающие текстильные материалы, которые одновременно защищают от воды, масла и огня, изучив ассортимент BEGOODTEX многофункциональные огнестойкие ткани.