Понимание водонепроницаемой и влагопроницаемой ткани

Абстрактный. В данной статье рассматривается развитие водонепроницаемых и влагопроницаемых технологий, а также методы обработки водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей. Подробно изложены технические принципы водонепроницаемых и воздухопроницаемых технологий, а также представлены тенденции развития водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей с трех точек зрения:tel, многофункциональность и экологичность производства. Кроме того, описаны различные процессы производства водонепроницаемых и воздухопроницаемых материалов и методы тестирования водонепроницаемых тканей. Компания BEGOODTEX производит высококачественные водонепроницаемые и огнестойкие ткани благодаря передовым технологиям, которые широко используются в повседневной жизни и промышленности.

1. Обзор

Водоотталкивающие и дышащие ткани — это материалы, сочетающие в себе водонепроницаемость, воздухопроницаемость и ветрозащитные свойства, а также теплоизоляционные характеристики. Эти текстильные материалы разработаны таким образом, чтобы отталкивать воду под давлением, но при этом позволять поту от тела проходить сквозь ткань, не скапливаясь и не конденсируясь между тканью и поверхностью кожи. Ткани, пропускающие влагу, полезны не только для людей, работающих в условиях сильного холода или дождя, но и удовлетворяют спрос на водонепроницаемую одежду, такую ​​как дождевики и высококачественную одежду в повседневной жизни. Это открывает широкий спектр возможностей для роста и продвижения по службе.

ЕСкорость испарения при различных состояниях активности
Статус активности	Интенсивность работы (Вт)	Скорость испарения (г/24ч)
спать	60	2280
сидеть	100	3800
ходить	200	7600
Торопиться	300	11500
Легкая нагрузка, быстрая ходьба	400	15200
Тяжелый груз, быстрая ходьба	500	19000
Перегруженная ходьба на высокой скорости	600~800	22800~38400
Сверхинтенсивные роды	1000~1200	38000~45600

Разработка водонепроницаемых и влагопроницаемых технологий

Развитие технологий водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей прошло три этапа: в первую очередь, это были ткани с покрытием и ламинированием, а во вторую очередь — материалы высокой плотности.

Начальный этап начался в 1940-х годах, когда водонепроницаемые и воздухопроницаемые ткани обрабатывались преимущественно полимерными веществами, такими как поливинилхлорид и полиуретан, для придания им водонепроницаемых и воздухопроницаемых свойств.

Следующий этап начался в 1970-х годах, когда люди стали использовать сверхтонкие гидрофобные полиэфирные или нейлоновые волокна для создания плотных тканей с улучшенными водонепроницаемыми и ветрозащитные характеристики по сравнению с обычными водонепроницаемыми и воздухопроницаемыми материалами.

С 1980-х годов по настоящее время наблюдается третий этап развития в этой области исследований. В 1976 году Соединенные Штаты добились значительного успеха, создав новаторскую водонепроницаемую и воздухопроницаемую ткань. Эта ткань была создана путем сочетания политетрафторэтиленовой (ПТФЭ) пленки.

Непрерывная эволюция волокон привела к появлению множества высокоплотных тканей, обладающих превосходными водонепроницаемыми и воздухопроницаемыми свойствами. Эти ткани в первую очередь характеризуются особенностями плетения и находят все более широкое применение благодаря постоянному прогрессу в технологии ультратонких волокон.

Методы обработки водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей

Технологии создания воздухопроницаемых тканей со временем эволюционировали и теперь включают следующие методы.

Ткань высокой плотности

Использование хлопчатобумажных нитей или ультратонких синтетических волокон для создания плотно сплетенных тканей с высокой плотностью, минимизирующих зазоры между нитями и препятствующих проникновению капель воды через поверхностный барьер материала, может быть эффективно достигнуто с помощью этого метода производства ткани. Хотя такая ткань может не обладать выдающимися свойствами из-за своих присущих ей характеристик, она демонстрирует замечательные качества с точки зрения влагопроницаемости, обеспечивает превосходную драпировку и приятные тактильные ощущения при прикосновении или ношении на коже.

Ткань с покрытием

При использовании методов влажного нанесения покрытий в текстильном производстве, покрывающее вещество частично герметизирует или уменьшает поры на поверхности ткани, что приводит к водонепроницаемым свойствам. Несмотря на доступность, этот подход не решает проблему баланса между влагопроницаемостью, водонепроницаемостью и возможностью стирки из-за присущих ему ограничений.

Ламинированная ткань

Благодаря применению клеевых составов и передовых технологий ламинирования слои микропористых или гидрофильных пленок соединяются с обычными тканями, создавая воздухопроницаемые и водонепроницаемые материалы, которые также сохраняют свои моющиеся свойства. Эти ламинированные ткани успешно решают задачу баланса между влагопроницаемостью, водонепроницаемостью и простотой в уходе.

2. Технический принцип водонепроницаемой и воздухопроницаемой ткани

Метод сверхвысокой плотности структурирования

Ткань из чистого хлопка BEGOODTEX имеет плотное плетение и мельчайшее скручивание волокон. Между нитями ткани расположены микропоры, обеспечивающие хорошую воздухопроницаемость. При намокании хлопковые волокна быстро сужают поры между нитями, предотвращаяtelпроникновение воды. Закрытая ячеистая структура ткани и уникальная водоотталкивающая обработка помогают предотвратить проникновение дождевой воды. Это делает ее подходящей, среди прочего, для хирургических халатов и верхней одежды. Японское оборонное ведомство приняло эту технологию еще в 1960 году для создания прочных и водонепроницаемых спасательных жилетов.

Метод микропористой технологии

Микропористые водонепроницаемые и воздухопроницаемые материалы создаются с учетом различий в размерах капель воды и молекул водяного пара в процессе проектирования. Размер микропор ткани подобран таким образом, чтобы вода с боков не проходила сквозь них, но влага могла выходить изнутри. В то же время пары пота с тела могут проходить через эти микропоры, обеспечивая одновременно водонепроницаемость и воздухопроницаемость.

Эта ткань известна своей способностью эффективно противостоять давлению воды, сохранять влагопроницаемость и теплоизоляцию, а также быть ветроустойчивой; однако, ее производство требует обработки и сопряжено с более высокими производственными затратами, что является недостатком, снижающим ее преимущества в долгосрочной перспективе. Важно помнить, что при длительном использовании микропоры в ткани имеют тенденцию забиваться, что в конечном итоге приводит к снижению ее влагопроницаемых свойств.

Метод плотной гидрофильной мембранной технологии

Вtelв области исследований наблюдается растущий интерес к гидрофильным мембранным тканям, которые одновременно являются водонепроницаемыми и воздухопроницаемыми. Эти ткани используют свойства полимерных мембран, обеспечивая достаточное количество гидрофильных групп, которые служат проводниками для молекул водяного пара. Когда температура и уровень влажности создают градиент между сторонами ткани с низкой влажностью, молекулы воды притягиваются к стороне с высокой влажностью за счет водородных связей и других сил, а затем перемещаются по ткани к стороне с низкой влажностью для испарения через гидрофильные группы полимерных цепей. Этот процесс включает в себя последовательность адсорбции на стороне с высокой влажностью и последующей десорбции на стороне с низкой влажностью, что приводит к воздухопроницаемости за счет механизма «адсорбция-диффузия-десорбция».

3. Тенденции развития водонепроницаемых и влагопроницаемых тканей

telлигентизация водонепроницаемых и дышащих тканей

Инновационный полиуретан с эффектом памяти формы призван стимулировать развитие водостойких и воздухопроницаемых покрытий для различных изделий. Водонепроницаемость ткани BEGOODTEX с полиуретановым покрытием составляет от 196 до 392 кПа (от 20000 до 40000 мм вод. ст.), а влагопроницаемость — от 8000 до 12000 грамм на квадратный метр в сутки, при этом она обладает эффективными антиконденсационными свойствами. Воздухопроницаемость этого материала регулируется в зависимости от температуры тела пользователя, что обеспечивает его пригодность для различных условий окружающей среды.

Многофункциональность водонепроницаемых и дышащих тканей

Создание водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей, адаптированных к их уникальным свойствам, является сегодня ключевым направлением в развитии таких тканей.

Включение различных компонентов в полиуретановые покрытия не только улучшает воздухопроницаемость полиуретановых пленок, но и придает тканям особые свойства. Процесс интеграции таких элементов, как хитин и целлюлозный порошок, в полиуретановые покрытия может повысить влагопроницаемость полиуретановых пленок. Это позволяет наделить ткани свойствами отпугивания насекомых и стерилизующими свойствами, а также приятной текстурой. Кроме того, можно расширить функциональность мембран, вводя наночастицы, что приводит к созданию водонепроницаемых и воздухопроницаемых тканей с дополнительными свойствами, такими как антибактериальные свойства и устойчивость к УФ-излучению.

Экологически чистая обработка водонепроницаемых и воздухопроницаемых текстильных изделий

Большинство используемых полиуретановых растворов, независимо от способа их изготовления (сухим или влажным), являются растворителями и обычно содержат около 70% органических растворителей, таких как диметилформамид (ДМФ), толуол и метилэтилкетон. Эти растворители могут быть опасны для рабочих, поскольку они легковоспламеняемы и взрывоопасны, а также способствуют загрязнению окружающей среды.

Ткань BEGOODTEX создает воздухопроницаемый барьер на тканях. Благодаря инкапсуляции в материал и заполнению пространства между волокнами, образуется сверхтонкая пленка из силиконовой смолы, которая формирует прочный слой, способный пропускать воздух, блокируя при этом проникновение воды и ветра, не причиняя вреда окружающей среде.

4. Водоотталкивающее и влагопроницаемое финишное покрытие и процесс финишной обработки

Полиуретановое (ПУ) водоотталкивающее и воздухопроницаемое отделочное покрытие

Молекулы полиуретана содержат полярные группы и сильные взаимодействия между ними, что делает их отличными пленочными материалами для таких поверхностей, как ткани, обладающими прочными и износостойкими свойствами, а также водонепроницаемостью и воздухопроницаемостью. Это явление объясняется двумя причинами: во-первых, наличие гидрофильных групп в полиуретане облегчает перемещение молекул водяного пара из областей с высокой влажностью в области с более низкой влажностью благодаря лестничной структуре; во-вторых, полиуретан состоит как из жестких сегментов, образующих аморфные, так и кристаллические области в его составе. Аморфные области содержат сегменты молекулярных цепей и обладают высокой активностью, облегчая проникновение, миграцию и диффузию молекул воды, что приводит к повышению влагопроницаемости.

Полиакрилатный (ПА) водоотталкивающий и воздухопроницаемый отделочный материал

Начиная с 1980-х годов в Японии специалисты работают над улучшением воздухопроницаемости и влагопоглощения тканей, обработанных полиакриловыми эфирными покрытиями, используя сополимеры с гидрофильными свойствами, такими как карбоксильные и гидроксильные группы, растворенные в водорастворимых органических растворителях для создания клеевых покрытий. Растворители удаляются после нанесения покрытия, а сополимеры затвердевают в процессе обработки теплой водой, после чего высушиваются и обезвоживаются для образования микропористых пленок на ткани. Это клеевое покрытие наносится на ткани методом нанесения, обеспечивающим хорошую воздухо- и влагопроницаемость. Однако эффективность значительно снижается при использовании метода сухого нанесения покрытия.

Водонепроницаемая и влагопроницаемая отделка

Ткани, покрытые веществами, содержащими функциональные группы, обычно образуют плотный твердый барьерный слой, обеспечивающий водонепроницаемую защиту. Для повышения влагопроницаемости определенные функциональные группы, присутствующие в полимерном покрытии, способны поглощать, выделять и эффективно рассеивать водяной пар, тем самым способствуя повышению влагопроницаемости.

Полиуретановые покрытия обладают такими преимуществами, как температура стеклования и возможность легкой адаптации к конкретным потребностям, обеспечивая при этом превосходную прочность и гибкость при низких температурах; они широко используются в качестве водонепроницаемых и воздухопроницаемых покрытий в различных областях применения.

5. Испытания эксплуатационных характеристик водонепроницаемых и влагопроницаемых тканей

Тест на влагопроницаемость

Для оценки способности тканей пропускать влагу используются три основных метода: метод влажного впитывания, метод испарения и метод моделирования.

метод поглощения влаги

К методам поглощения влаги относятся метод переворачивания и метод вертикального положения.

Метод испарения

Метод испарения включает в себя метод положительной фазы чашки и метод отрицательной фазы чашки для измерения количества водяного пара, проходящего через участок ткани в течение заданного времени при определенных условиях, таких как температура и скорость ветра.

Метод моделирования

Для оценки того, насколько хорошо волокна справляются с влагой во время потоотделения человека при различных температурах и влажности в заданном пространстве,telиспользуется метод моделирования, применяемый для тестирования характеристик влагопроницаемости текстильных материалов. В современных сценариях моделирования, которые считаются необходимыми для воссоздания погодных условий и уровня активности человека с целью эффективной оценки стандартов комфорта, используются климатические камеры, предназначенные для точного контроля климата.

Тест на водонепроницаемость

Оценка водоотталкивающих свойств тканей после обработки водоотталкивающими и воздухопроницаемыми составами может быть разделена на три группы.

Один из методов — испытание на водостойкость, при котором давление воды непрерывно увеличивается с одной стороны ткани, и измеряется статическое давление воды, которое ткань может выдержать, до тех пор, пока на другой стороне ткани не появится заданное количество капель воды. Для оценки свойств тканей используется водомер YG312.

Следующий метод — это испытание распылением, при котором вода непрерывно капает или распыляется на тестируемую ткань с определенной высоты и под определенным углом. Это помогает определить, сколько времени требуется воде, чтобы пройти сквозь ткань, количество воды, впитавшейся в образец с течением времени, и как образуются пятна от воды на поверхности. Этот метод испытаний используется для оценки эксплуатационных характеристик в соответствии со стандартом ISO 4920:2012

Третья категория включает в себя проведение теста на водопоглощение для оценки того, насколько увеличивается вес ткани после обработки, обеспечивающей влагопроницаемость, путем замачивания в воде в течение определенного времени; этот подход прост и удобен в использовании.

6. Водонепроницаемая огнестойкая ткань BEGOODTEX

Водонепроницаемый огнестойкий материал BEGOODTEX технологии Предлагает сочетание безопасности и функциональности, что делает ткани весьма выгодными для различных применений. Эти ткани обработаны специальными составами, обеспечивающими огнестойкость и водостойкость.

К преимуществам водонепроницаемых огнестойких тканей BEGOODTEX относятся:

• Двойная защита:Эти ткани разработаны таким образом, чтобы предотвращать распространение пламени и одновременно отталкивать воду, обеспечивая двойной слой защиты, повышающий безопасность в опасных условиях.
• Долговечность:Водоотталкивающие и огнезащитные свойства разработаны таким образом, чтобы выдерживать многократную стирку, сохраняя свои защитные качества с течением времени и при использовании.
• Комфорт: Несмотря на высокий уровень защиты, обеспечиваемый этими тканями, они также разработаны таким образом, чтобы быть удобными для пользователя, что особенно важно для защитной одежды.
• Экологическая безопасность:Компания BEGOODTEX гарантирует, что наша продукция соответствует экологическим стандартам и стандартам защиты окружающей среды, что делает ее безопасной и нетоксичной как для пользователя, так и для окружающей среды.

Области применения водонепроницаемых огнестойких тканей BEGOODTEX разнообразны и включают в себя:

• Защитная одежда: Идеально подходит для таких отраслей, как металлургия, лесное хозяйство, химическая промышленность, нефтедобыча и противопожарная защита, где работники подвергаются воздействию как пожарной опасности, так и влаги.
• Оформление интерьера:Используется дома и вtel шторыгде защитные свойства ткани могут способствовать общей безопасности здания.

Благодаря сочетанию огнестойких и водонепроницаемых свойств, ткани BEGOODTEX обеспечивают универсальныйогнезащитный раствор отвечает потребностям различных отраслей, обеспечивая безопасность, долговечность и комфорт.