تکمیل دفع آب
تکمیل های دفع کننده آب و چرکی های خشک و روغنی ٬ در تمام بخش های بازار نساجی از قبیل پوشاک ٬ منسوجات خانگی و منسوجات صنعتی دارای اهمیت میباشند . دفع آب Water Repellency با استفاده از مواد مختلف صورت میگیرد اما دفع روغن Oil Repellency تنها با پلیمر های فلوروکربن امکان پذیر است .
تکمیل دفع آب Water Repellent _ Water Proofing
بیشتر پارچه ها به ویژه پارچه های پنبه ایی آب را به خود جذب می کند و به اصطلاح خیس می شوند.البته با استفاده از الیاف ساختگی و بافت متراکم و محکم تا حدودی میتوان تا حدودی نفوذ آن تا حدودی نفوذ آن را به درون پارچه کم نموده ولی نتیجه صد در صد به دست نمی آید بنابراین از موادی استفاده میشود که تا اندازه ایی در امر کمک می نماید که به آن در اصطلاح Water repellent می نامند.
در این تکمیل با استفاده از ترکیبات شیمیایی و مواد مومی سطح الیاف اشباع می گردد به گونه ایی که آب به درون الیاف وارد نمی شود و قطرات آب به سطح پارچه نمی چسبد بلکه به گونه ای آب وارد الیاف نمی شود به گونه ایی گلوله هایی در آمده و در اثرتکان دادن از سطح پارچه جدا میشود در این تکمیل سوراخ های ریز پارچه گرفته نمی شود و بدین سان بدن میتواند تنفس نماید و بخار بدن از سوراخ های ریز پارچه گذر میکند به همین سبب پارچه Water repellent شده نه ضد آب.
Water proofing کامل باید به وسیله پلیمر های سسینتیک مانند پلی وینیل کلراید انجام شده و یک لایه بصورت فنیل در یک یا هردو سطح پارچه ایجاد شود . روشن است که در این روش رزین کاربردی همه منافذ پارچه را می گیرد و آن را پروف می کند بگونه ایی که حتی بخار بدن نمی تواند از آن گذر کند. منسوج ضد آب Water Proofing باید پیش از نفوذ اولین قطره آب به داخل پارچه ٬ در برابر فشار هیدرو استاتیکی ایجاد شده توسط ستون آب با ارتفاع حداقل 1 متر مقاومت کند.
در عمل این تکمیل با پوشش کاری انجام می شود که دارای معایبی از قبیل زیر دست خشن ٬ عدم نفوذ پذیری هوا و بخار و در نتیجه راحتی پوشش ضعیف میباشد البته امروزه با تکیه بر تکنولوژی هایی از جمله پلاسما و مواد شیمیایی جدید میتوان به خاصیت صد در صد ضد آب و صد در صد خاصیت تبادل رطوبتی دست یافت که در آخر این مقاله بدان خواهیم پرداخت.
مکانیزم دفع کنندگی
خصوصیات تکمیل دفع کننده با کاهش انرژی آزاد در سطوح لیف حاصل می شوند. اگر نیروهای چسبندگی میان لیف و قطره مایع روی آن ٬ بیشتر از بر هم کنش داخلی درون مایع باشد ٬ قطره پخش خواهد شد اما کمتر بودن چسبندگی بین لیف و مایع در مقایسه با برهم کنش بین مولکولهای آب ٬مانع از پخش قطره می گردد. سطوح کم انرژی که فعل و انفعالات اندکی با مایع دارند ٬ باید دارای انرژی یا تنش سطحی بحرانی کمتر از تنش سطحی (نیروی چسبندگی داخلی) مایع دفع شده باشند.
روشهای مختلفی برای استفاده از سطوح کم انرژی در منسوجات وجود دارد. روش اول شامل ترکیب مکانیکی مواد دفع کننده آب (نظیر امولسیون های پارافین) در سطح یا درون لیف و پارچه ٬ همچنین در منافذ لیف و فضای بین الیاف و نخ ها می باشد. در روش دوم ٬ از واکنش شیمیایی مواد دفع کننده (نظیر رزین های اسید چرب) با سطح لیف استفاده می شود. همچنین می توان یک فیلم دفع کننده (مواد سیلیکونی و فلوروکربن ) بر سطح لیف ایجاد نمود. روش آخر ٬ استفاده از ساختار های پارچه ای ویژه نظیر فیلم های پلی تترا فلورواتیلنی کشیده شده٬ فیلم های پلی استر آبدوست و پوشش های با منافذ ریز (پلی اورتان های آبدوست اصلاح شده) است.
ساختار شیمیایی دفع کننده ها
دفع کننده های پارافینی
این مواد که معمولا امولسیون های حاوی نمک روی یا آلومینیوم اسید چرب (اغلب اسید استاریک) می باشند٬ یکی از اولین دفع کننده های آب به شمار می روند و با ایجاد اتصالات قطبی ـ غیر قطبی ٬ سبب افزایش چسبندگی تکمیل به سطح قطبی لیف می شوند. بخش پارافینی مخلوط دفع کننده ٬ به مناطق آبگریز و انتهای قطبی اسید چرب به نمکهای فلزی سطح لیف جذب میگردد.این تکمیل ها می توانند با هر دو روش رمق کشی و پد کردن بروی کالا بکار روند . همچنین با بسیاری از تکمیل های دیگر سازگارند ٬ اشتعال پذیری را افزایش می دهند ٬ اثرات دفع آب یکنواختی ایجاد می کنند و ارزان قیمت هستند اما عدم پایداری در برابر شستشو ٬ خشکشویی و قابلیت نفوذ ضعیف هوا و بخار ٬ کاربرد دفع کننده های پارافینی را محدود می سازد.
دفع کننده های ملامین – اسید استاریک
ترکیبات حاصل از واکنش اسید استاریک و فرمالدهید با ملامین ٬ گروه دیگری از مواد دفع کننده آب را تشکیل می دهند.بخش آبگریز گروه اسید استاریک دفع کننده آب است ٬ در حالی که گروه Nـ متیلول باقی مانده می تواند با سلولز یا مواد دیگر برای ایجاد اثرات پایدار ٬ اتصال عرضی ایجاد کند.
از مزایای دفع کننده آب ملامین ـ اسید استاریک میتوان به افزایش پایداری در برابر شستشو و تو پری زیر دست پارچه های عمل شده اشاره کرد . برخی از این مواد ممکن است به طور موثر در روش رمق کشی به کار روند . دفع کننده های ملامین ـ اسید استاریک مشابه تکمیل های اتوی پایدار ٬ دارای معایبی نظیر کاهش استحکام تا حد پارگی و مقاومت سایشی پارچه ٬ تغییر شید پارچه رنگ شده و آزاد سازی فرمالدهید می باشند.
مواد سیلیکونی دفع کننده آب
مواد پلی متیل سیلوکسان به دلیل داشتن ساختاری منحصر به فرد قادر به تشکیل پیوند های هیدروژنی با الیاف و ایجاد یک سطح خارجی آبگریز می باشند که این ویژگی در دفع آب سودمند است. معمولا سیلیکونهای دفع کننده آب برای کسب درجه ای از پایداری از سه جز سیلانول ٬ سیلان ٬ کاتالیزوری نظیر اکتات قلع Tin Octoate تشکیل می شوند.
کاتالیزور علاوه بر تعدیل شرایط تراکم ٬ جهت گیری فیلم سیلیکونی روی سطح لیف را نیز افزایش می دهد.گروه های متیل متمایل به سمت بیرون ٬ منجر به دفع آب می شوند. پس از به کارگیری پد در مرحله خشک کردن ٬ ترکیبات سیلانول و سیلان می توانند یک پوشش شبکه ای سه بعدی در اطراف لیف تشکیل دهند.
از جمله مزایای مواد سیلیکونی دفع کننده آب می توان به اثرات دفع کنندگی زیاد در غلظت نسبتا پایین نسبت به وزن پارچه (1ـ0.5 OWF%)٬ زیر دست بسیار نرم شبیه پارچه های مخملی ٬ بهبود قابلیت دوزندگی و حفظ شکل پارچه اشاره کرد . برخی از مواد دفع کننده سیلیکونی اصلاح شده را می توان به روش آغشته سازی بکار برد.
معایب مواد دفع کننده سیلیکونی افزایش پرز دهی منسوج ٬ کاهش خاصیت دفع کنندگی در صورت بکارگیری مقادیر بیش از حد ماده دفع کننده ٬ پایداری متوسط در برابر شستشوی خانگی و خشکشویی و عدم دفع روغن و چرک میباشد.تکمیل سیلیکونی ممکن است موجب جذب بیشتر چرکی های روغن گردد ضمن اینکه پساب آن برای ماهی ها بسیار سمی است.
خبر تکمیلی در رابطه با مواد ضد آب :
- تکمیل دافع آب توسط شرکت STORM DENIM™
معمولا تکمیل های دافع آب بروی تبادل رطوبتی الیاف تاثیر منفی میگذارد . اما مواد تکمیلی ارایه شده توسط شرکت STORM DENIM™ نه تنها بروی خواص طبیعی پنبه تاثیر منفی نداشته بله به آن انعطاف پذیری بیشتری داده و باعث میشود پارچه بطور کامل دافع آب گردد.همچنین پیش ازین تکمیل های دافع آب با چندین بار شستشو خاصیت خود را از دست میدادند که این مورد در مواد تکمیلی این شرکت برطرف شده و باعث گردید خاصیت دفع آب محصولات تولید شده از عمر طولانی تری برخوردار شوند. این تکمیل نوین را میتوان بصورت اسپری و یا رمق کشی انجام داد.
- شرکت EUROPLASMA که یکی از شرکت های پیشرو در فن آوری پلاسمای کم فشار است از ارایه خط جدید از ماشین آلات پلاسما ؛ تحت نام پلاسمای سه بعدی پرده برداری کرد .
یکی از موفقیت های شرکت یورو پلاسما اثر ضد آب و دافع روغن است که تحت نام های Nanofics 110 و 120 Nanofics عرضه شده است. یکی از عمده مصارف پلاسما ٬ فیلتراسیون های هواست و از جهتی دیگر در مصارف پزشکی در ساخت فیلترهای خون است که امروزه در صنعت پزشکی بطور فزاینده ایی افزایش پیدا کرده است.بر طبق مطالعات انجام شده در کالاهای ورزشی اثر داده شده با پلاسما نتایج زیر حاصل شده است:
استفاده از یک کیلوگرم پلاسما جهت آبدوست کردن کالا ٬ برابر است با مصرف 5 کیلو از مواد تر کننده شیمیایی ٬ کم شدن بیش از 115 کیلوگرم پساب و جلوگیری از 80 کیلوگرم آزاد سازی CO2.
فن آوری پلاسما با استفاده از مواد کراس لینک موجب کنار گذاشته شدن مواد سمی از جمله کلرید و فرمالدهید شده است.
- شرکت HeiQ از آخرین فن آوری پارچه های ضد آب خود پرده برداری کرد.
شرکت HeiQ که در ارایه فن آوری های نوین کالای مصرفی نساجی پیشروست : ؛ تکنولوژی دفع آب بدون استفاده از فلوورکربن fluorine-free را معرفی کرد.
این شرکت با الهام گرفتن از طبیعت پر اردک در شرایط خشک ٬ مرطوب و شرایط سخت اقلیمی موفق به ساخت پارچه های ضد آب بدون استفاده از فلوروکربن و مواد ناسازگار با محیط زیست شده است. کالای فرآوری شده توسط شرکت HeiQ با زیر دست نرم و حفظ تنفس پارچه (تبادل هوا) برای تولیداتی چون شلوار ٬ کفش و حتی البسه ایی از جنس پشم مناسب است.
منابع و اطلاعات بیشتر :
Encyclopedia of Textile Finishing
Authors: Prof. Dr. Hans-Karl Rouette
Publisher: Springer
Publication Year: 2001
The Finishing of Textile Fabrics
Authors: Roberts Beaumont
Publisher: Scot Greenwood & Son
Publication Year: 1909
Dyeing and Chemical Technology of Textile FibersAuthors: Dr. E. R. Trotman
Publisher: John Wiley & Sons Inc
Publication Year: 1985
