Impregnacja tkanin PU, PE, Silikon

Impregnacja tkanin

Może w marcu i kwietniu 2020 nie bylibyście zainteresowani tym artykułem, bo z nieba nie spadła prawie kropla deszczu i trudno było sobie zobrazować przemakanie do suchej nitki. Dlatego czekaliśmy do dziś, żeby pokazać Wam wszystkie zawiłe twarze wodoodporności
i nieprzemakalności naszych materiałów oraz sposoby ich uzyskania.

Zacznijmy od podstaw.

WODOODPORNY czy  WODOSZCZELNY?

Co to znaczy wodoodporność? Wbrew pozorom, słowa stosowane zamiennie przez słownik języka polskiego, dla sportowców i turystów mają zupełnie inne znaczenie. Przemysł sprzętu
i ubrań outdoorowych, lub jak kto woli aktywności na świeżym powietrzu, podaje poniższy podział:

WODOODPORNY (water resistant)

Oznacza, że materiał nie przemaka od razu, ale owszem, przemaka, tylko po krótszej lub dłuższej ulewie. Materiał nie traci swoich właściwości przy kontakcie z wodą i jest odporny na jej działanie. Nie oznacza to jednak, że woda nie dostanie się do jego środka. Czyli słowo wodoodporność nie gwarantuje całkowitej ochrony przed przemoczeniem.

Na wodoodporność głównie wpływa gęstość tkaniny. Ta zwiększa się proporcjonalnie wraz
z gramaturą. Możemy przyjąć, że im cięższy materiał, tym będzie lepiej sobie dawał radę
z wilgocią. Wyobraź sobie, że podczas ulewy stoisz pod drzewem. Zmokniesz, ale zdecydowanie później, niż jakbyś stał bezpośrednio pod chmurą.

Dodajmy, że to właśnie nylon i poliester są dwoma najbardziej znanymi materiałami wodoodpornymi.

IMPREGNOWANY

Impregnowany oznacza, że odporność na wodę nie zależy od faktury samego materiału ani  od gęstości splotów. Wynika natomiast z dodatkowego zabiegu, jakim jest pokrycie materiału dodatkowym zabezpieczeniem. W tym zakresie nie ma jeszcze usystematyzowanej skali, która dawałaby nam przejrzystą informację, co jest mniej lub bardziej zaimpregnowane.

HYDROFOBOWY

Termin z rodziny zaimpregnowanych.

Hydrofobowość oznacza skłonność cząsteczek chemicznych do odpychania od siebie cząsteczek wody. Taki materiał dosłownie broni się przed wilgocią. 

Bez względu na to, czy materiał jest impregnowany czy hydrofobowy, z czasem jego powłoka się zużywa. Z biegiem czasu będzie wymagał odświeżenia i ponownego nałożenia substancji.

WODOSZCZELNY vs NIEPRZEPUSZCZALNY

Wodoszczelny nie oznacza nieprzepuszczalny. Wodoszczelność materiału jest względna
i zależy od odporności materiału  na ciśnienie słupa wody. 

Wartość podaje się w mm. Czym wyższa jest liczba, tym większą wytrzymałość ma materiał. Im wyższe wartości, tym po prostu większa szansa, że odzież nie przemoknie podczas ulewy.

Za wodoszczelny przyjmuje się taki materiał, który wytrzymuje nacisk słupa wody o minimalnej wysokości 1000 mm działający na 1 m² materiału. O pełnej wodoszczelności możemy mówić po przekroczeniu 10.000 mm H2O. Możemy sobie wyobrazić, że postawienie 10-metrowej tuby w warunkach laboratoryjnych jest nie lada wyzwaniem, dlatego takie pomiary robi się obecnie za pomocą urządzenia Suter Tester. 

Przepuszczalność odnosi się natomiast do elektroniki: zegarków, aparatów fotograficznych, smartfonów. Nie mierzymy nią odporności włókien na przeciekanie.

Sprawa nie jest taka prosta, bo na pierwszy rzut oka nie jest łatwo określić czy materiał jest pokryty warstwą wodoszczelną, czy wodoodporną. Z pomocą przyjdą nam metki i opisy produktu. Każdy z popularnych impregnatów oprócz wodoodporności ma też pulę właściwości, na które trzeba zwrócić uwagę:

– wpływ na wytrzymałość materiału,

– trwałość impregnatu,

– odporność na działanie pleśni, wody i promieni UV,

– możliwość aplikacji z powłokami ogniochronnymi.

Materiały, które nie mają naniesionej warstwy wodoodpornej, są przeważnie laminatami, czyli wielowarstwowymi kombinacjami membran i tkanin o różnych właściwościach sklejanych na gorąco w jedną, zwartą całość. 

CZYM ZAIMPREGNOWAĆ NYLON I POLIESTER?

Wytrzymały nylon czy poliester niestety sam w sobie nie jest w stanie zapewnić idealnej dla nas wodoodporności. Kiedy materiał jest już uszyty i pofarbowany, nakładamy warstwę impregnacyjną. Wybieramy taką, która będzie najlepszym rozwiązaniem.

Do wyboru mamy:

Akryl

DWR

PU polyester urethane- poliester uretanowy

PE polyether urethane- poliuretan

Silikon

Miks wymienionych powyżej

My też pływaliśmy w oceanie możliwości impregnacji, więc wiemy, że można się w nim utopić nawet z bojką pływacką.

Cokolwiek by się działo, przygotuj się na kompromis. Albo będzie mokro, albo będzie ciężko, albo będzie drogo :).

Przedstawiamy rodzaje powłok:

Akryl

Akryl aplikuje się z jednej strony materiału. Gdy jest zupełnie nowy, to jego powłoka jest wodoodporna, świecąca. Niestety, z biegiem czasu szybko się ściera, głównie z powodu tarcia
o siebie warstw materiału.W przypadku namiotów, w których materiał „nie pracuje”, tarcie nie jest jeszcze problemem, ale
w przypadku trekkingowych spodni przeciwdeszczowych już tak. Podczas ruchu nogawki trą
o siebie. W wielu przypadkach cienką warstwę akrylu używa się do ustabilizowania splotu materiału, a nie do impregnacji samej w sobie. Akryl znajduje się raczej w kategorii impregnatów „mżawko odpornych” niż wodoodpornych.

DWR

Durable Water Repellency (DWR) jest trwałą impregnacją tkaniny bądź dzianiny, dodawaną już w procesie produkcji w fabryce. Technologia DWR zapobiega wchłanianiu wody przez tkaninę, sprawiając, że woda skrapla się na powierzchni i swobodnie spływa. Tego typu rozwiązanie znajduje zastosowanie w produkcji odzieży, butów, hamaków czy namiotów. Trwałe środki „odpychające” wodę są powszechnie używane w połączeniu z tkaninami wodoodpornymi
i oddychającymi, jednak stosowanie DWR może doprowadzić do zmniejszenia oddychalności.

Działanie DWR nie jest stałe, ogólne użytkowanie oraz kontakt z zanieczyszczeniami powodują skrócenie okresu przydatności powłoki. Objawy to zwiększona waga sprzętu oraz kondensacja. Odnosi się wtedy wrażenie, że tkanina przecieka. Dlatego warstwę DWR należy co jakiś czas odnowić.

Na rynku znajdziemy preparaty do odnowy impregnacji firm Grangers, Nikwax, McNett czy Trek7. Istnieją również chemiczne sposoby stosowania DWR, polegające na użyciu substancji chemicznych przez natryskiwanie lub zanurzania. Od niedawna korzysta się z chemicznych preparatów gazowych. W ten sposób eliminuje się szkodliwe rozpuszczalniki, zmniejsza się zużycie substancji chemicznej, co nadaje tkaninie bardziej naturalny wygląd.

Wszystkie materiały ripstop dostępne w naszym sklepie mają fabrycznie nałożoną warstwę ochronną DWR, która może się wypłukać po ok. dwóch latach.

PU poliester uretanowy

PU jest to najczęściej używany polimer, czyli tworzywo sztuczne. To taka gąbka izolacyjna tylko w płynie. Jest to obecny standard w produkcji sprzętu outdoorowego. PU jest  najpowszechniej używany, ponieważ spełnia wiele wymagań użytkowników  na przyzwoitym poziomie. Może osiągać wysoką wodoszczelność nawet do 10 000 mm, przy jednoczesnej odporności na ogień. Do tego jest niedrogi. 

Niestety aplikacja PU wpływa negatywnie na poślizg materiału. Im bardziej porowaty materiał, tym bardziej włókna trą o siebie. PU dostaje się w głąb splotów i „betonuje” je w jednym miejscu, redukując poślizg. Tym samym łatwiej go rozedrzeć. Różnica jest mniej więcej taka, jak przy cięciu nożem jednej postrzępionej nitki lub pięciu śliskich naraz. 

Powłoki z PU są hydrofilowe. Oznacza to, że lubią wodę, którą przy dłuższym kontakcie absorbują. Cały proces jest powolny i zależy, jak długo nasz namiot będzie wystawiony na złe warunki pogodowe. Jeśli planujesz backpacking w sezonie monsunowym na Sumatrze, logicznym wyjściem byłoby zastosować kilka warstw PU. Jednak tu pojawiają się schody. Im więcej warstw PU, tym cięższy namiot i większe osłabienie materiału.

Raz przesiąknięte PU potrzebuje też dużo czasu, żeby wyschnąć. Przemoknięty nylon rozciąga się i traci sprężystość. Poły namiotu zaczynają zwisać i przyklejać się do ścian. Milutko. Kolejną bitwę stoczymy z pleśnią i grzybami, które lubią takie wilgotne klimaty. Mikroorganizmy rozwijają się szybko na pożywce z PU i potrafią skonsumować jej ochronne właściwości. Związki chemiczne przy rozpadzie PU bardzo źle pachną. Jeśli zostawisz swój namiot przez kilka dni na deszczu,  możesz być pewien, że PU się rozpadnie i przestanie działać. Przed schowaniem namiotu na dno szafy upewnij się, że jest wysuszone na wiór.

Wilgoć nie tylko niszczy powłokę ochronną, ale też odkleja laminowane szwy.

PU ma najgorszą STABILNOŚĆ HYDROLITYCZNĄ. To oznacza, że PU z biegiem czasu wchodzi w reakcję z wodą, nawet z jej niewielką ilością pochodzącą z powietrza, a jego cząsteczki zaczynają się rozrywać. Proces rozpadu PU dodatkowo przyśpieszają wysokie temperatury.

Przechowując nasz namiot w suchym, zacienionym miejscu, możemy ten rozpad oddalić w czasie, ale przed nim nie uciekniemy. Raz rozpoczętej hydrolizy nie można zatrzymać, nawet pedantycznym czyszczeniem. Może pamiętacie nostalgiczny zapach starego plecaka ze stelażem, wyciągniętego z pawlacza ojca? To właśnie hydroliza.

Te fakty nie zniechęcają producentów namiotów. Dobrze utrzymany namiot z powłoką PU może spokojnie przeżyć dekadę (10 lat :)), a do tego czasu i tak zdążymy go pewnie wymienić na nowy.

PU jest impregnatem, który może stać się wodoszczelny. Wszystko zależy od tego, czy pokryjemy nim tylko część włókien, wybrany kawałek materiału czy też całą powierzchnię.Nowoczesne technologie pozwalają także na zwiększenie jego oddychalności dzięki mikroporom. Para ucieka przez dziurki na zewnątrz, a deszcz nie dostaje się z kolei do środka. Materiał oddycha, niestety nie na tyle,by pozostawić skórę suchą przy wejściu na Rysy
z pełnym plecakiem. Poziom oddychalności PU nigdy nie będzie wystarczający przy dużej aktywności fizycznej. W porównaniu z podstawowym WDR jest od niego cięższy, ale bardziej przyjazny środowisku.

PE poliuretan

PE jest impregnatem mniej znanym, rzadziej produkowanym i co za tym idzie – droższym.

Ma podobne właściwości do PE, nakłada się go w ten sam sposób i również może być łączony z powłokami ogniochronnymi.

PE najczęściej używa się do podłóg namiotów wyprawowych, stosowanych w cięższych warunkach pogodowych. W trakcie długich ekspedycji w dzicz znaczenia nie ma tak waga, co raczej wytrzymałość i przepuszczalność materiału.

PE jest jeszcze mniej rozciągliwy niż PU i jeszcze bardziej zmniejsza odporność na przetarcia włókien. Można go właściwie stosować tylko w materiałach, których fabryczna, początkowa wytrzymałość jest bardzo wysoka, a jej osłabienie nie wpłynie na skuteczność użytkowania.

PE ma właściwości hydrofobowe, czyli praktycznie całkowicie zatrzymuje wodę.
W przeciwieństwie do PU PE jest odporne na pleśń i grzyby.

Impregnację przeważnie nakłada się od suchego środka, więc pleśń nie ma pożywki. Co istotne dla egzotycznych wypraw, PE jest odporne na hydrolizę, nawet w wilgotnym, ciepłym klimacie. Co nie oznacza, że o tarp nie trzeba dbać!

SILIKON

Silikon jest nieorganicznym polimerem – związkiem chemicznym o dużej masie cząsteczkowej. Jeśli silikon kojarzy Ci się głównie z łazienką i brodzikiem od prysznica to bardzo dobrze.

Silikon jest nie klejący, hydrofobowy oraz bardzo słabo reaktywny – nie daje się innym substancjom „podpuścić”, nie wchodząc z nimi w reakcje chemiczne. Nie łączy się z niczym, nawet z wodą. Wszystko spływa po nim jak po kaczce. 

Bardzo dobrze nadaje się do impregnacji cienkich materiałów, których włókna wzmacnia.

Ilość silikonu, którego można użyć do impregnacji, jest ograniczona. Nie można nakładać kilku jego warstw, stąd wodoszczelność przy użyciu cienkich tkanin może osiągnąć zaledwie 1500 mm. Nie ma to dużego znaczenia, skoro silikon sam w sobie jest hydrofobowy. Łatwo wysuszyć namiot czy kurtkę, wystarczy nimi dobrze wstrząsnąć.

Silikon nie poddaje się hydrolizie ani pleśni i grzybom. Zostawiony mokry, zwinięty namiot czy kurtka mogą jednak się zniszczyć, ale nie będą się kleić.

Jako jedyny z całej trójki silikon wzmacnia materiał (nawet dwukrotnie), działając na włókna jak smar. Daje im dodatkowy poślizg i tym samym odporność na zerwanie. Z tego właśnie powodu w małych ilościach jest często dodawany do zwykłych materiałów.

Same achy i ochy.

Przejdźmy do wad. Przy impregnacji silikonem nie można dobrze zalaminować nici taśmą (np. przy zamkach). Można za to je przeszyć systemem podwójnego oczka. Silikonu nie można też łączyć z powłokami ognioodpornymi. Największe minusy to wyższa cena i brak oddychalności. 

ROZWIĄZANIA MIESZANE

To, co się kojarzy z outdoorem, przygodą i naturą, często wiąże się też z błotem, deszczem i wodą.  Noszenie mokrych ubrań i namiotu jest najmniej przyjemnym skojarzeniem. Dlatego producenci ubrań i sprzętu outdoorowego tak kombinują, by łączyć to, co z pozoru jest nie do połączenia: oddychalność, wagę, wytrzymałość i często najważniejszą dla użytkownika wodoodporność. Skoro nie można mieć wszystkiego w jednym impregnacie, technologia daje pole do popisu w ich łączeniu.


SIL/PU

Mieszankę silikonu z PU stosuje się z jednej, wewnętrznej strony materiału. W ten sposób PU  chronimy od promieni UV, ścierania i nadmiernej wilgotności. Deszcz może wsiąknąć w materiał i będzie potrzebował więcej czasu na wyschnięcie. Kilka chwil w słońcu, wietrze i silikon kompletnie wyschnie.

W przypadku pochmurnej pogody proces suszenia bardzo się wydłuży. PU przepuszcza parę wodną – oddycha, pozwala na użycie warstwy ognioodpornej i na przyklejenie taśmy uszczelniającej na szwy.

Dzięki obecności silikonu materiał dłużej pozostanie suchy niż przy zastosowaniu PU
w pojedynkę. Na cienkich materiałach taki mix pozwala zwiększyć wodoszczelność do 2000 mm H2O.

Wytrzymałość pozostaje na neutralnym poziomie, bo silikon wzmacnia, a PU osłabia włókna.

Można też, teoretycznie, używać każdego z impregnatów z innej strony. Jest to balansowanie na krawędzi i wymaga dużego doświadczenia. Pamiętamy, że do silikonu praktycznie nic nie przylega. Jeśli silikon przeniknie za głęboko we włókna z jednej strony, PU nie będzie chciało się do niego przykleić z drugiej strony i będzie można łatwo zdrapać jego warstwę. W takim układzie strona z PU może mieć laminowane taśmy, a strona silikonowa uszczelnienie klejem. Nakładając w ten sposób impregnaty nie zapobiegniemy jednak hydrolizacji PU.

W obu przypadkach silikon wpływając na poślizg materiału, ułatwi jego pakowanie.

SIL/SIL

SIL/SIL oznacza, że silikon, był zaaplikowany z dwóch stron materiału. Z tego wzięły się miłe naszemu sercu zlepki wyrazowe SILNYLON – nylon pokryty silikonem oraz SILPOLY – polyester pokryty silikonem. SIL/SIL działa bardzo dobrze z lekkimi, delikatnymi materiałami. Wzmacnia je i zapobiega przetarciom. Ma też cudowną właściwość samo uzdrowienia. Małe dziurki mogą się same „zrosnąć”.

Grubość materiału determinuje ilość nałożonego silikonu, więc cienkie materiały będą miały ograniczone możliwości impregnacji. W efekcie będą chroniły przed deszczem, ale nie będą wodoszczelne. Rozwiązanie SIL/SIL sprawdza się w sprzęcie i ubraniach, które mają być bardzo lekkie i wytrzymałe, ale nie koniecznie wodoszczelne i oddychające.

Najgorsze jest ustawienie priorytetów. Czy wolę być zlany potem i budzić się z opuchniętymi oczami  z braku tlenu w namiocie? Czy wolę, żeby soczysta zieleń mojego tarpa zaczęła po dwóch letnich sezonach przypominać rozpuszczone lody miętowe? Wolę nosić ciężki i gnijący plecak czy suchutki, ale łatwopalny? Trudny wybór? Za pomocą tabelki ustalisz swoje priorytety.

Właściwości tkanin po impregnacji PU, PE i silikon

Zamiast PU, PE, silikonu i DWR możesz oczywiście skorzystać z opcji DIY- Zrób to sam – jechać żelazkiem po wosku pszczelim lub wcierać zajadle świeczkę w kurteczkę. Możesz też pędzić do Castoramy po biały spirytus, wcisnąć do niego tubkę silikonu i chlapnąć tą mieszaniną plecak. Po czym spędzisz noc, zaciskając kciuki, żeby zadziałało. Możesz też wybrać chemiczną, gotową impregnację :).

Facebook Comments