防水塗層在出廠時可能看起來完美無瑕,但經過幾次洗滌後卻可能令人失望。對於工廠、品牌和買家而言,實驗室性能與實際耐用性之間的差距正是投訴、退貨和重新訂購的根源。
本指南解釋了為什麼洗滌後防水性能會下降,導致性能下降的原因,如何進行測試,以及如何恢復和保護整個供應鏈的性能。
防水原理
拒水性與防水性
這兩個詞經常被混用,但它們描述的是不同的事物:
- 排斥性 這是一種表面效應。織物表面的表面能較低,因此水珠會凝結並滾落,而不是擴散和滲入。
- 防水 這是一種阻隔效應。薄膜或塗層能夠物理性地阻止水通過,而靜水壓頭額定值正是衡量這種阻隔效應的指標。
持久防水(DWR)塗層提供防水性能,但非完全阻隔水分。許多高性能面料兼具兩者:防水膜提供阻隔作用,而DWR塗層則防止外層面料被水浸濕,從而避免面料變得沉重。這種區別在實際應用中至關重要,因為人們抱怨夾克「漏水」通常是由於布料表面防水性能下降,而非防水膜失效。
DWR如何完成工作
防水整理劑能降低纖維的表面能,使水不易潤濕纖維。活性分子將其疏水尾部向外排列,形成微觀粗糙的低能層,從而促進水珠凝結。所選用的化學成分決定了布料的防水性能和耐洗性。有關其作用機制及其在生產條件下的表現,請參閱「紡織品防水性能的實現原理」。
最常見的驅蟲劑化學成分在防護範圍和耐洗滌性方面有所不同。
| 化學 | 拒水性 | 防油防污 | 耐洗性 | 典型用途 |
| 氟碳化合物(C6) | 高 | 高 | 高 | 高性能和技術服裝 |
| 無氟(C0) | 高 | 有限 | 中到高 | 符合環保標準的服裝和家用紡織品 |
| 矽膠 | 高 | 無 | 中度 | 柔軟手感的時尚雨傘 |
| 石蠟或蠟 | 中度 | 無 | 低 | 低成本、基本防護 |
為什麼洗滌後驅蚊效果會下降?
驅蟲效果失效很少是單一原因造成的。通常是多種機制共同作用,而洗滌會加速所有這些機制的協同作用。
表面污染
穿著過程中,人體油脂、保養品殘留物、灰塵和食物殘渣會沉積在織物表面。這些污染物具有親水性,因此會形成可潤濕點,將水吸入織物表面。即使織物表面的化學塗層仍然完好無損,但由於表面不再清潔,織物看起來仍然像失去了防水性能。
界面活性劑殘留
洗滌劑的作用是使水擴散,與防水整理劑的需求恰恰相反。如果沖洗不徹底,界面活性劑分子就會殘留在衣物纖維上,形成水分子與纖維之間的橋樑。強力洗滌劑和含有螢光增白劑的洗滌劑是造成這種情況的常見原因。
機械磨損
翻滾、織物間的摩擦和攪拌都會磨損纖維凸起處的塗層。超細纖維和拉絨或起絨織物尤其容易受到影響,因為它們暴露的表面積更大,更容易受到磨損。
分子重取向
這種機制令許多人感到驚訝。即使表面塗層仍然存在,低能量的分子尾部在織物潮濕或受壓時也會紊亂並向內翻轉,導致織物表面暫時失去疏水性。烘乾或熨燙產生的熱量會使分子重新排列,恢復大部分疏水性,這就是為什麼看似「失去疏水性」的織物在烘乾機中往往會恢復活力的原因。
清洗完畢
以浸軋法塗覆的整理劑最初主要依靠物理吸附固定,因此如果沒有交聯步驟,它們會在洗滌過程中因攪動和洗滌劑的作用而逐漸脫落。添加量少、固化不充分和固著力弱都會加劇這種情況,導致每次洗滌循環都會帶走一定量的整理劑。
下表列出了每種原因與織物上發生的情況以及最常見的糾正措施。
| 因素 | 織物上會發生什麼事? | 常見修復 |
| 表面污染 | 土壤形成可濕潤區域 | 用無殘留洗滌劑清洗或重新洗滌。 |
| 界面活性劑殘留 | 洗滌劑將水與纖維連接起來。 | 改善沖洗效果,更換洗衣劑 |
| 機械磨損 | 纖維峰磨損的末端 | 重新塗抹定型劑,使用較溫和的護理程序 |
| 分子重取向 | 疏水尾部向內翻轉 | 熱活化(滾筒、壓制、固化) |
| 沖洗完畢 | 去除鬆散吸附的表面塗層 | 正確添加和固化,添加交聯劑 |
降低耐用性的因素
洗滌失敗的種子往往在第一次洗滌之前很久就埋下了,在整理和預處理過程中就已經埋下了。
應用和糾正錯誤
固化溫度和停留時間決定了整理劑與纖維的結合程度。不同化學成分的整理劑所需的固化溫度也不同,C6級整理劑通常需要約150至160°C,而無氟整理劑通常需要160至180°C。固化不足會導致整理劑附著力差,這是造成織物初始耐洗性和洗滌後耐洗性差的最常見原因之一;而固化過度則會破壞整理劑的化學成分或織物本身。不均勻的軋輥、錯誤的添加方式以及生產線速度的不一致都會造成薄弱點,導致整理劑過早失效。
織物和纖維效應
纖維類型和結構決定了加工難度。棉和其他纖維素纖維以及超細纖維表面粗糙不平,難以均勻塗覆。光滑的合成纖維,例如滌綸,更容易進行後整理,且防水性能通常保持更長時間。緊密光滑的織物通常比疏鬆或起絨的結構性能更佳。
水的硬度和pH值
硬水中的鈣離子和鎂離子會破壞整理乳液的穩定性,並幹擾固色效果。如果洗液pH值超出建議範圍,則會降低整理劑的交聯和結合效果。即使配方其他部分都正確,這兩個問題都會降低耐洗性。
軟化器衝突
柔軟劑和拒水劑經常爭奪同一纖維表面。親水性柔軟劑會徹底破壞水珠效果,而某些陽離子或矽酮柔軟劑會阻止拒水劑的附著。當既需要柔軟的手感又需要高拒水性能時,必須選擇相容性良好的兩種整理劑,並仔細控制用量。
測試驅避劑
可靠的測試是確保出貨順利進行與盲目猜測之間的關鍵差異。三種方法可以滿足大多數B2B需求,每種方法都針對不同的問題來解答。
噴霧試驗 AATCC 22
噴灑測試是一種快速、低成本的表面疏水性篩選方法。將水噴灑到固定好的樣品上,然後根據標準圖表對潤濕區域進行評分,100 分錶示完全不潤濕。此方法非常適合快速品質控制,但它只能表明織物不合格,而無法說明原因。官方方法是AATCC TM22。
靜水壓頭測試
當要求是耐壓防水性能時,靜水壓測試會施加逐漸增加的壓力,直到水滲入。這項測試屬於防水性能範疇,廣泛用於戶外和工業用織物。歐洲的參考方法是ISO 811。
洗滌耐久性循環
衡量DWR(持久防水劑)真正性能的標準在於其洗滌後的表現。標準化的洗滌程序,例如ISO 6330,會對樣品進行一定次數的洗滌循環,之後重複噴灑測試。報告洗滌5次、10次或20次後的性能,可以反映防水性能的衰減情況,而不是未使用前的外觀。
| 測試 | 它衡量什麼 | 結果格式 | 最適合用於 |
| 噴霧試驗 | 表面排斥性 | 評分範圍:0 到 100 | 快速品質控制篩選 |
| 水頭 | 耐水壓 | 毫米水柱 | 屏障和戶外性能 |
| 耐洗性 | 洗滌後的驅蚊效果 | 每週期評級 | 驗證實際耐用性 |
恢復失去的驅避能力
防水性能的喪失並非總是永久性的。正確的恢復方法取決於織物上是否仍殘留有塗層。
熱活化
如果塗層完好無損但性能下降,加熱是最簡單的解決方法。烘乾、熨燙或短時間固化可以透過重新排列塗層來恢復水珠效果,而且通常能在正常穿著和洗滌後恢復性能,幾乎無需任何成本。在斷定塗層已損壞之前,值得一試。
重新申請
當塗層磨損或被水洗掉時,僅靠加熱無法修復,必須重新處理織物。為了獲得能夠經受反覆洗滌的保護,將防水劑與交聯劑結合使用是關鍵步驟,可以將物理吸附的塗層轉化為化學錨定的薄膜。
Sylic FU5355是一種乳白色弱陽離子乳液(固含量 31.0% 至 34.0%,pH 值 3.0 至 5.0) ,適用於化學纖維、棉及其混紡織織物,具有無氟、強效防水整理性能,具有優異的防虹吸和防水性能,並通過了 AATCC-35 雨水測試整理性能,具有優異的防虹吸和防水性能,並通過了 AATCC-35 雨水測試整理。
本產品不含PFOA和PFOS,建議用量為30至60克/公升。據報道,將其與陽離子交聯劑Sylic FU5235(1%水溶液中固含量23.0%至26.0%,pH值為4.0至6.0,建議用量5至20克/公升,約為防水劑用量的四分之一)配合使用,可將初始防水等級提高約半級,塗層可提高耐黃塗層的耐少度,同時也能提升到耐黃塗層。
SkyChem集團的防水防油整理劑將上述功能整合為一個統一的系統,結合了C6和無氟防水劑以及相容的交聯劑,在保持纖維素和合成纖維原有手感和透氣性的同時,確保了布料的耐洗性。無氟系列產品不含PFOA、PFOS和APEO,在滿足嚴格的環保要求的同時,也保證了卓越的防水防油性能。
何時重新處理
簡單的決策路徑能夠保持選擇的客觀性:
- 首先嘗試加熱活化。如果水珠現象恢復,則表示塗層完好無損,原因是塗層方向改變或輕微污漬。
- 如果水珠不再形成,表示塗層已經失效,應該重新塗抹防水劑,最好添加交聯劑以增強耐久性。
- 如果織物也出現清潔無法去除的磨損損傷或污染,則應計劃進行全面重新加工,而不是進行修補。
防止洗滌失敗
預防比補救更便宜,而且大多數耐用性問題都可以追溯到幾個可控的步驟。
過程控制
表面處理參數的微小偏差是導致實驗室合格的表面處理製程在大批量生產中失效的最常見原因。務必嚴格控制這些參數:
- 附加級別
- 固化溫度和停留時間
- 浴槽pH值
- 水質和硬度
- 整幅織物幅寬範圍內線速度保持一致。
布料準備
防水劑需要清潔、無殘留的基材。殘留的界面活性劑、施膠劑或清潔劑會影響塗層效果,阻礙防水劑的固色。徹底的預處理是影響耐洗性的關鍵因素,雖然看似不起眼,但至關重要。
運送前檢查
終端驗證可以同時保護供應商和客戶:
- 洗滌後要進行測試,而不僅僅是洗滌前。
- 保留一塊已知良好的對照樣品,以便及早發現偏差。
- 記錄在約定的洗滌週期內的性能。
SkyGuard 的防水防油系統專為這些真實的工廠條件而設計,支援浸漬、噴塗、泡沫和服裝應用,具有穩定的浴液性能、一致的吸收和可預測的固化,因此實驗室性能可以應用於大量生產,並能經受反覆洗滌。
為什麼選擇 SkyChem 集團的防水塗料
解決耐洗性問題很少能只靠單一產品就能解決。它取決於匹配的化學成分、正確的應用方法,以及能夠在實際生產條件下調試配方的供應商。而這正是 SkyChem Group 的優勢所在。
經驗豐富,一站式供應
SkyChem集團自1999年起涉足紡織化學品領域,並於2009年開始向全球市場供貨。如今,集團旗下擁有六個專業品牌,涵蓋紡織染料和添加劑。由於同一集團同時供應染料和助劑,因此可以從一開始就選擇兼容性強的拒水劑、交聯劑、柔軟劑和預處理劑,從而消除許多悄然影響耐洗性的衝突。
一套完整的驅蟲工具包
SkyGuard系列產品採用C6和無氟防水劑與Sylic交聯劑協同作用,構成一個工程化系統,例如無氟防水劑Sylic FU5355與交聯劑Sylic FU5235的組合。此組合配方旨在提供強大的防水防油性能,即使在纖維素和合成纖維上反覆洗滌也能保持其防水防油效果,同時保持織物原有的手感和透氣性。無氟系列產品不含PFOA、PFOS和APEO,部分產品經過雨淋測試驗證,適用於戶外裝備、運動服、工作服、家紡和牛仔布。
技術和合規支持
除了供貨之外,SkyChem集團還提供配方開發、端到端應用解決方案、本地市場支援和售後技術支持,並為受監管市場的買家提供出口和合規支援。可根據要求提供免費樣品和配方指導,以便在產品投入大量生產之前,請先驗證其是否符合既定的洗滌週期目標。
綜上所述
洗滌後防水性能下降的原因通常不難解釋。表面污染、界面活性劑殘留、磨損、分子重排以及塗層鬆散等因素都會影響防水性能,大多數影響是在塗層處理過程中而非使用過程中發生的。
嚴格的製程控制、潔淨的織物預處理以及洗滌循環測試的驗證,共同造就了持久防水防污的整理效果。當防水性能下降時,可透過加熱活化處理暫時性失效,而使用交聯劑重新塗覆則可重建持久的防水保護。
常見問題
一種塗料可以承受幾次洗滌?
這取決於化學成分和最終用途。在功能性布料上塗抹得當的C6整理劑,即使經過20次或更多次的家庭洗滌,也能保持良好的防水性能,而普通的石蠟整理劑可能幾次洗滌後就會失效。品質協議中應明確規定洗滌次數和最低可接受的防水等級。
失去的驅避能力可以完全恢復嗎?
通常情況下可以,如果表面塗層還在的話。加熱活化可以恢復大部分原有的珠光效果。如果塗層已被磨損或洗掉,則需要重新塗覆塗層才能完全修復,而不能僅依靠加熱。
不含氟的塗料耐用性是否較差?
不一定取決於耐洗性。現代無氟塗料,尤其是在與交聯劑配合使用時,即使經過多次洗滌也能保持防水性能。例如, Sylic FU5355本身就能透過 AATCC-35 雨淋測試,而與交聯劑 Sylic FU5235 結合使用時,其耐洗性和防水性能會進一步提升。
真正的權衡之處在於耐油性和耐污性,因為不含氟的化學物質具有更高的表面能,能排斥水,但通常不能排斥油。隨著監管壓力在諸如歐洲化學品管理局 (ECHA) 的 PFAS 限制工作等措施下不斷增加,許多買家接受了這種權衡。
柔順劑會損害防水性能嗎?
確實如此。親水性軟化劑會使水珠擴散,直接破壞水珠的形成。當需要柔和觸感時,應將軟化劑和防水劑作為相容系統使用,並在批量使用前先在實驗室樣品上確認水珠形成情況,而不是事後才添加軟化劑。
為什麼捲筒紙的驅避性能不均勻?
防水性能不均勻通常表示塗覆或固化過程不一致,例如襯墊不均勻、溫度波動或添加劑用量不一。水的硬度和織物預處理不均勻也會導致局部防水性能低於其他部分。
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