Hodnocení hydrostatické odolnosti a komfortních vlastností prodyšných laminovaných textilií

Abdur Razzaque, M.Sc.

Doctoral thesis

Evaluation of Hydrostatic Resistance and Comfort Properties of Breathable Laminated Fabrics

Abstract:

Nepromokavé prodyšné vrstvené textilie umožňují průchod vodní páry, ale zabraňují průchodu kapalné vody. Tato schopnost textilií chránit před dešťovou a sněhovou vodou a současně umožnit, aby se pára odpařovala zevnitř ven, vede k použití pro venkovní sportovní oblečení nebo ochranné oděvy. Cílem práce je rozšíření klasifikace tkanin se zvýšenou hydrostatickou odolností s vhodnou prodyšností a dalšími komfortními vlastnostmi. V první části práce byly připraveny nové vodotěsné prodyšné vrstvené tkaniny, které by mohly být použity na venkovní sportovní oděvy. Za tímto účelem bylo nejprve laminováno 20 mikroporézních polyurethanových (PU) membrán GSM (g/m2) se třemi různými typy polyesterových hladkých tkanin, jejichž hmotnost a krycí faktory byly odlišné. Byly připraveny tři různé typy dvouvrstvých tkanin, kde polyesterové tkaniny působily jako vnější vrstvy a membrány působily jako vnitřní vrstvy. A za druhé, polyurethanové membrány byly laminovány těmito třemi různými typy polyesterových hladkých tkanin a jedním typem zátažného jednolícního polyesterového pleteného materiálu pro výrobu třívrstvých tkanin. Byly připraveny tři různé typy třívrstvých tkanin, kde polyesterové tkaniny působily jako vnější vrstvy, membrány působily jako střední vrstvy a pletené látky působily jako vnitřní vrstvy. Byly charakterizovány všechny nově vyrobené vrstvené textilie. Tato práce zkoumala vliv různých parametrů těchto laminovaných textilií, tj. hmotnosti, tloušťky, plošné hmotnosti, krycího faktoru atd., na jejich různé vlastnosti, tj. hydrostatickou odolnost a jiné tepelné, mechanické a komfortní vlastnosti, tj. propustnost pro vodní páru, propustnost vzduchu, pevnost v tahu a tuhost. Z výsledků testů a statistických analýz bylo zjištěno, že existují významné vlivy různých parametrů tkaniny na některé vlastnosti a tyto nálezy jsou důležité pro navrhování a přípravu nepromokavých prodyšných laminovaných textilií určených k použití pro sportovní oděvy. V druhé části práce byl aplikován nový přístup s použitím potahovacího roztoku připraveného ekologicky optimalizovaným hydrofobním změkčovadlem na bázi fluoruhlovodíkové hydrofobní chemikálie a na bázi silikonu pro povlékání čtyř různých typů mikroporézních polytetrafluorethylenových (PTFE) vrstvených nepromokavých prodyšných sportovních tkanin pomocí metody suché vulkanizace, aby se zvýšila stávající hydrostatická odolnost a mechanická účinnost těchto tkanin při zachování jejich prodyšnosti a vzduchové propustnosti. Z různých výsledků testů a statistické analýzy bylo zjištěno, že hydrostatickou odolnost a pevnost v tahu se po povrstvení výrazně zvýšily, zatímco nedošlo k významným změnám ve výsledcích propustnosti vodní páry a propustnosti pro vzduch. Navíc všechny textilie vykazují správnou vodoodpudivou vlastnost, která je důležitá pro venkovní sportovní oblečení.

Abstract:

Waterproof breathable laminated fabrics allow water vapour passing through, but prevent liquid water to pass. This ability of the fabrics to protect rain and snow water while allowing sweat vapour to evaporate from inside to outside atmosphere, leads them to be used as outdoor sportswear or protective clothing. The challenge of enhanced hydrostatic resistance of these fabrics with proper breathability and other comfort properties has widened the research scope. In the first part of the thesis, waterproof breathable laminated fabrics were prepared which could be used as outdoor sports fabrics. For this purpose, firstly, 20 GSM (g/m2) microporous polyurethane (PU) membranes were laminated with three different types of polyester plain woven fabrics whose fabric weights and cover factors were different. Here, three different types of two-layered fabrics were prepared where polyester woven fabrics acted as outer layers and membranes acted as inner layers. And secondly, polyurethane membranes were laminated with those three different types of polyester plain woven fabrics and a one type of single jersey polyester knitted fabric to prepare three-layered fabrics. Here, three different types of three-layered fabrics were prepared where polyester woven fabrics acted as outer layers, membranes acted as middle layers and knitted fabrics acted as inner layers. All the newly produced six layered sample fabrics were characterized. Then this work investigated the influence of different parameters of these laminated fabrics, i.e., fabric weight, fabric thickness, fabric density, layered structures, warp and weft cover factors of outer woven layers on their different properties, i.e., hydrostatic resistance and other thermal and mechanical comfort properties, i.e., water vapour permeability, thermal resistance, air permeability, breaking strength and stiffness. It has been found from the test results and statistical analysis that there are significant influences of different fabric parameters on their different properties and these findings are important for designing and preparing waterproof breathable laminated fabrics for using as outdoor sports fabrics. In the second part of the research work, a novel approach was applied for coating four different types of microporous polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane laminated three-layered waterproof breathable fabrics. Here, eco-friendly C6-based fluorocarbon water-repellent chemical and silicone based polysiloxane hydrophobic softening agent were used to prepare the coating solution in order to enhance the existing hydrostatic resistance and mechanical performance of the fabrics while keeping their breathability and air permeability in mind. From different test results and statistical analysis, it has been found that hydrostatic resistance and breaking strength have been significantly increased after coating while there are no significant changes in the results of water vapour permeability and air permeability. Furthermore, all the coated fabrics show good water-repellent property which is important for outdoor sports fabrics.

Keywords

Voděodolné textilie, prodyšnost, hydrostatický odpor, propustnost vodních par, vodoodpudivost, teplotní odolnost, pevnost v tahu, tuhost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 3. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavla Těšinová, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Doctoral programme / field:
Textile Engineering / Textile Technics and Materials Engineering