ภายในปลายปี 2025 ข้อจำกัด REACH ที่เสนอโดย European Chemicals Agency สำหรับสารต่อและโพลีฟลูออโรอัลคิลซึ่งมีสารประกอบมากกว่า 10,000 ชนิด ได้ผลักดันให้การตกแต่งสิ่งทอผ่านจุดที่ไม่อาจคืนกลับได้ การสั่งห้ามของรัฐในแคลิฟอร์เนียและความเสี่ยงในการจำกัดทั่วทั้งสหภาพยุโรปจะทำให้ DWR ที่มีฟลูออรีนออกจากตลาดหลักๆ บทความนี้จะอธิบายว่าความสามารถในการกันน้ำที่ทนทานโดยไม่ต้องใช้ PFAS ในการผลิตรายวันนั้นเป็นอย่างไร: กลุ่มสารเคมี สภาวะของกระบวนการที่ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนาน และระดับสเปรย์ที่ผู้เข้าเส้นชัยสามารถให้คำมั่นสัญญาได้อย่างแท้จริงหลังการฟอก 20 ครั้ง
เหตุใด DWR ที่ปราศจาก PFAS จึงกลายเป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องแต่งกายสำหรับกิจกรรมกลางแจ้ง
สารขับไล่น้ำที่ทนทานที่ใช้ PFAS กำลังถูกกำจัดเนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว (PFOA, PFOS และการเปลี่ยนสายโซ่สั้น) ยังคงมีอยู่ในน้ำใต้ดิน ดิน และเลือดมนุษย์ และหน่วยงานกำกับดูแลได้ย้ายจากการเลิกใช้โดยสมัครใจไปสู่ข้อจำกัดทางกฎหมายที่มีผลผูกพัน ก เคลือบกันน้ำได้ทนทาน หรือ DWR คือการบำบัดทางเคมีที่ใช้กับผ้าสำเร็จรูป ซึ่งทำให้หยดลูกปัดและม้วนออกโดยที่ยังคงความสามารถในการซึมผ่านของอากาศไว้
คำที่วิพากษ์วิจารณ์ในเชิงพาณิชย์คือ "ทนทาน": จำนวนรอบการซัก เหตุการณ์ฝนตก และการเสียดสีที่ผ่านพ้นการเคลือบก่อนที่เปลือกจะเปียก แจ็กเก็ตสกีและปลอกหุ้มเทรลถูกซักอย่างเข้มงวด สีทับหน้าฟลูออริเนตทนได้ 20 ถึง 30 รอบ ความแตกต่างระหว่าง กันน้ำกันน้ำและกันน้ำ สิ่งสำคัญที่นี่ เนื่องจาก DWR ปลอด PFAS เป็นสารเคลือบกันน้ำอย่างเคร่งครัดและไม่ใช่เมมเบรนกันน้ำ การเลือกผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับสภาพเส้นใยและเส้นของคุณถือเป็นการตัดสินใจเรื่องความทนทานเป็นอันดับแรก
ข้อจำกัดของ EU REACH PFAS: มีสารฟลูออริเนตมากกว่า 10,000 ชนิดที่เสนอให้มีการจำกัด โรงงานที่ไม่มีความเสี่ยงทางเลือกอื่นที่ได้รับการรับรองจะสูญเสียการเข้าถึงตลาดยุโรปสำหรับสิ่งทอกลางแจ้งและกีฬา
สิ่งที่มอบความสามารถในการกันน้ำที่ทนทานโดยไม่มี PFAS
เคมี DWR ที่ไม่มีฟลูออริเนตให้คุณสมบัติไม่ซับน้ำผ่านสี่กลุ่มผลิตภัณฑ์ โดยแต่ละกลุ่มมีความสมดุลที่แตกต่างกันของการขับไล่ ความทนทานในการซัก และสัมผัสของมือ: การกระจายตัวของพาราฟินและสบู่โลหะ ซิลิโคนดัดแปลง การกระจายตัวของโพลิโอเลฟินและอะคริเลต และระบบโพลียูรีเทนหรือไฮบริดที่ทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ที่ปราศจาก PFAS ที่น่าเชื่อถือที่สุดจะรวมเอาพอลิเมอร์ที่มีพลังงานพื้นผิวต่ำเข้ากับกลุ่มปฏิกิริยาที่เกาะติดกับเส้นใยหรือกับตัวเชื่อมขวางที่ใช้ร่วมกัน
สำหรับการไม่ซับน้ำ เป้าหมายทางกายภาพคือมุมสัมผัสที่สูงกว่า 90 องศา; พื้นผิวที่ไม่มีฟลูออริเนตสูตรดีมีอุณหภูมิ 120 ถึง 130 องศาบนโพลีเอสเตอร์และไนลอน ทำให้เกิดเม็ดน้ำที่แข็งแกร่ง สิ่งที่พวกเขาไม่ได้ผลิตคือคุณสมบัติไม่ซับน้ำมัน ปัจจุบันไม่มีสารเคลือบผิวที่ปราศจาก PFAS ที่จะขับไล่น้ำมันสลัดหรือครีมกันแดดได้เหมือนกับที่ฟลูออโรคาร์บอน C8 ทำ และความแตกต่างเพียงประการเดียวนั้นต้องได้รับการจัดการในการกล่าวอ้างผลิตภัณฑ์และการติดฉลากการดูแล
| ครอบครัวเคมี | กันน้ำ | ความทนทานในการซัก | รู้สึกมือ |
| สบู่พาราฟิน/โลหะ | ปานกลาง | ซักต่ำ 5-10 ครั้ง | นุ่มขี้ผึ้ง |
| ซิลิโคนดัดแปลง | ดี | ปานกลาง, 10-20 washes | นุ่มมาก |
| โพลีโอเลฟิน / อะคริเลต | ดี | ปานกลาง to good | บริษัท |
| โพลียูรีเทนที่ทำปฏิกิริยา / ไฮบริด | สูง | สูง, 20 washes | แปรผันตามสูตร |
คำนิยามการทำงาน: คุณสมบัติไม่ซับน้ำที่ทนทานหมายถึงผ้าที่เสร็จแล้วสามารถคงระดับสเปรย์ไว้ได้อย่างน้อย 80 (ISO 4920) หลังจากการซักที่บ้านตามมาตรฐานตามจำนวนที่ระบุไว้ สำหรับเครื่องแต่งกายสำหรับกิจกรรมกลางแจ้ง การซัก 20 ครั้งถือเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยพฤตินัยในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์เปลือกหอยระดับพรีเมี่ยมมีเป้าหมายอยู่ที่ 30 ถึง 50
วิธีสร้างความทนทานให้เป็นพื้นผิวที่ไม่ฟลูออไรด์
ความทนทานที่ไม่มี PFAS ขึ้นอยู่กับกลไก 3 ประการ: การเชื่อมขวางของฟิล์มขับไล่เข้ากับตัวมันเอง การทำปฏิกิริยากับพื้นผิวเคลือบด้วยพื้นผิวของเส้นใย และจับคู่โพลีเมอร์กับเส้นใยและกระบวนการ ผลิตภัณฑ์โพลียูรีเทนหรือไฮบริดที่ทำปฏิกิริยาจะแข็งตัวเป็นโครงข่ายสามมิติที่ล็อครอบเส้นด้าย ในขณะที่การปรับเปลี่ยนซิลิโคนช่วยให้ฟิล์มมีความยืดหยุ่น จึงสามารถทนทานต่อการงอและการเสียดสีซ้ำๆ สำหรับโรงงานที่ต้องบันทึกเนื้อหาที่หมุนเวียนในห่วงโซ่อุปทานของตน สูตรวัตถุดิบที่หมุนเวียนจะรักษาความทนทานในการซักแบบเดียวกันในขณะเดียวกันก็สนับสนุนการรายงานความยั่งยืน
ZZ-529M สารขับไล่น้ำที่ทนทานและปราศจากฟลูออรีนจากแหล่งทดแทน อิมัลชันอัลคิลยูเรียเอสเทอร์นี้ใช้วัตถุดิบที่หมุนเวียนได้สำหรับวัสดุกันซึมที่ทนต่อการชะล้าง รองรับการรายงานด้านความยั่งยืน และเหมาะสมกับโรงงานที่บันทึกเนื้อหาที่หมุนเวียนได้ มีการระบุลักษณะประจุบวกที่อ่อนแอและโทนสีน้ำเงิน ดูผลิตภัณฑ์ → ผู้กำหนดสูตรพิเศษ เช่น Hubei Zezhuang Technology Industrial Development Co., Ltd. ออกแบบกลไกเหล่านี้ให้เป็นเกรดที่พร้อมสำหรับการผลิต ตัวเชื่อมโยงข้ามไอโซไซยาเนตที่ถูกบล็อกจะทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 140 องศาเซลเซียส และโดยทั่วไปจะเพิ่มรอบการล้างเพิ่มเติมสองถึงสี่รอบบนไนลอนและโพลีเอสเตอร์ ในขณะที่สารขยายเรซินทำให้ฟิล์มคงตัวบนส่วนผสมที่อุดมด้วยฝ้าย เมื่อด้ามจับชุดกีฬาที่นุ่มและเดรปเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก ผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากฟลูออรีนที่ดัดแปลงด้วยซิลิโคนจะมีความนุ่มนวล ในขณะที่โพลีเมอร์ที่ทำปฏิกิริยาจะมีความทนทาน
ZZ-510 ผลิตภัณฑ์กันน้ำมือแบบนุ่มปราศจากฟลูออรีนดัดแปลงด้วยซิลิโคน สารขับไล่ที่ทำจากซิลิโคนเรซินซึ่งช่วยรักษาด้ามจับชุดกีฬาที่นุ่มนวล ในขณะที่โพลีเมอร์ที่ทำปฏิกิริยาจะให้ความทนทานในการซัก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปรับสมดุลความรู้สึกของมือด้วยประสิทธิภาพที่ปราศจากฟลูออโรคาร์บอน ดูผลิตภัณฑ์ → โรงสีที่เสียสละความรู้สึกเพื่อไล่ล่าสารขับไล่มักจะจบลงด้วยการปรับปรุงทั้งการตกแต่งและเสื้อผ้า สูตรที่ถูกต้องจะรักษาสมดุลของเป้าหมายทั้งสามไว้ด้วยกัน โดยไม่เรียงตามลำดับ
150-170 องศาเซลเซียส ช่วงการบ่มสำหรับระบบที่ไม่มีปฏิกิริยาฟลูออริเนต
10 ค ความร้อนในการบ่มเพิ่มเติมสามารถซักได้สองเท่า
60-70% แนะนำให้ใช้การดูดแบบเปียกบนไนลอนหรือโพลีเอสเตอร์
กฎการปฏิบัติ: หากผ้าที่บ่มแล้วรู้สึกว่าแห้งและเป็นกระดาษ แสดงว่าอุณหภูมิในการอบถูกตั้งไว้สูงเกินไปสำหรับระบบสารยึดเกาะ หากหยดน้ำแต่ลูกปัดหายไปหลังการซักครั้งหนึ่ง แสดงว่าพื้นผิวยังไม่แห้งตัว: เพิ่มเวลาพักหรืออุณหภูมิเพิ่มทีละ 5-10 องศาเซลเซียส
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ DWR ที่ปราศจาก PFAS และฟลูออริเนต
ผิวเคลือบแบบไม่มีฟลูออริเนตเริ่มต้นด้วยข้อเสียที่วัดได้ในระดับสเปรย์เริ่มต้น แต่ช่องว่างจะปิดลงด้วยการซัก เนื่องจากฟิล์มที่มีฟลูออริเนทจะสูญเสียประสิทธิภาพเร็วขึ้น ในการทดสอบสเปรย์มาตรฐาน ISO 4920 ผ้าที่อบด้วย C8 เริ่มต้นที่ 100 และโดยปกติจะลดลงเหลือ 80 หลังจากการซัก 20 ครั้ง ลูกผสมที่ปราศจาก PFAS ที่สร้างมาอย่างดีเริ่มต้นที่ 85 ถึง 75 และโพลิโอเลฟินราคาประหยัดเหลือ 55
ระดับสเปรย์หลังจากการซักที่บ้าน 20 ครั้ง (ISO 4920, สเกล 0-100)
C8 ฟลูออโรคาร์บอน
C6 ฟลูออโรคาร์บอน
ลูกผสมปฏิกิริยาที่ปราศจาก PFAS
ดัดแปลงซิลิโคนโดยปราศจาก PFAS
โพลีโอเลฟินส์ปราศจาก PFAS
พิกัดเริ่มต้น: C8 = 100, C6 = 90, รีแอกทีฟไฮบริด = 85, ดัดแปลงซิลิโคน = 85, โพลีโอเลฟิน = 80
ข้อเสียเปรียบที่แท้จริงคือการไม่ซับน้ำมัน ฝนตกยังคงเป็นเม็ดบนเปลือกที่ปราศจาก PFAS แต่ปลายนิ้วมัน ยาไล่แมลง และครีมกันแดดสามารถแพร่กระจายและทิ้งรอยไว้ได้ แบรนด์จึงควรสื่อสารถึงสิ่งที่การตกแต่งไม่สามารถทำได้อย่างชัดเจนเท่าที่สามารถทำได้
| คุณสมบัติ | C8 แบบดั้งเดิม | C6 สายสั้น | ลูกผสมที่ปราศจาก PFAS |
| ระดับสเปรย์เริ่มต้น | 100 | 90 | 85 |
| ระดับสเปรย์หลังจากล้าง 20 ครั้ง | 80 | 70 | 75 |
| กันน้ำมัน | สูง | ปานกลาง | ไม่มี |
| ผลกระทบต่อการระบายอากาศ | ลดลงด้วยฟิล์มหนาแน่น | ไมเนอร์ | เก็บรักษาไว้ |
| ต้นทุนเคมีสัมพัทธ์ | สูง | ปานกลาง-สูง | ปานกลาง |
เมื่อล้าง 20 ครั้ง ลูกผสมรีแอกทีฟที่ปราศจาก PFAS จะไล่ตามระบบ C8 ด้วยจุดสเปรย์เพียง 5 จุด (75 ต่อ 80) ในขณะที่ระบบ C6 ตกลงไปที่ 70 วิศวกรรมด้านความทนทานเปลี่ยนการไม่มีฟลูออรีนจากการประนีประนอมให้กลายเป็นผลงานการแข่งขัน
พารามิเตอร์กระบวนการที่ตัดสินใจประสิทธิภาพของสนาม
การควบคุมกระบวนการจะตัดสินว่าผลิตภัณฑ์ที่ปราศจาก PFAS ทำงานในระดับพิกัดหรือไม่ เนื่องจากฟิล์มที่ไม่มีฟลูออริเนตมีความไวต่อสภาวะการใช้งานมากกว่าการหลอมฟลูออโรคาร์บอนมาก โรงงานสองแห่งสามารถใช้สารเคมีที่เหมือนกันได้ ผืนหนึ่งจัดส่งผ้าที่บรรจุสเปรย์ได้ 80 สเปรย์หลังจากการซัก 20 ครั้ง ส่วนอีกผืนจัดส่งผ้าที่จะเปียกหลังจากห้าโมงเย็น พารามิเตอร์ห้าตัวเป็นสาเหตุของความล้มเหลวของฟิลด์ส่วนใหญ่:
- กระบะเปียก: บุนวมต่อไปที่ 60-70% สำหรับผ้าใยสังเคราะห์ การเปียกมากเกินไปจะทำให้ฟิล์มเจือจาง ลดสิ่งกีดขวาง และทำให้สารขับไล่เคลื่อนตัวไปยังเครื่องอบผ้า
- อุณหภูมิและเวลาในการบ่ม: ระบบปฏิกิริยาต้องใช้อุณหภูมิ 150-170 C เป็นเวลา 60-120 วินาทีในการเชื่อมขวาง การบ่มน้อยเกินไปจะทำให้ฟิล์มเปราะหลุดออกไป
- pH อาบน้ำ: ปรับเป็น 4.5-6.0 ด้วยกรดอะซิติก สภาวะที่เป็นด่างจะไฮโดรไลซ์หมู่ปฏิกิริยาก่อนที่จะไปถึงเส้นใย
- ความกระด้างของน้ำ: รักษาความกระด้างของแผ่นสุราให้ต่ำกว่า 50 ppm แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนจะทำให้อิมัลซิไฟเออร์ประจุลบเป็นกลางและทำให้อ่างไม่เสถียร
- รูปแบบการอบแห้ง: แห้งที่ 100-120 C ก่อนบ่มเพื่อหยุดการโยกย้าย โดยเฉพาะบนผ้าถักที่ระบายอากาศได้
สำหรับเส้นที่อบร้อนหรือสำหรับผ้าที่ตั้งค่าความร้อนหลังการตกแต่งขั้นสุดท้าย ผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีฟลูออริเนตที่ทนทานต่ออุณหภูมิ 180 C ขึ้นไปจะช่วยป้องกันฟิล์มเหลืองและการเสื่อมสภาพ
ZZ-527 กันน้ำไม่ฟลูออรีนทนความร้อนสำหรับโพลีเอสเตอร์ อิมัลชันโพลียูรีเทนอะคริเลตกราฟต์มีความเสถียรสูงกว่า 180 C ป้องกันการเหลืองและการเสื่อมสภาพในระหว่างการบ่มด้วยความร้อนหรือการตั้งค่าความร้อน ให้ความรู้สึกนุ่มนวล ป้องกันการดูดน้ำ และเม็ดบีดน้ำเด้งกลับสำหรับโพลีเอสเตอร์ ดูผลิตภัณฑ์ → การบ่มที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10 C สามารถลดความทนทานในการซักลงครึ่งหนึ่ง บนเส้นคงที่ 60 วินาที การเพิ่มอุณหภูมิการบ่มจาก 150 C เป็น 160 C มักจะเพิ่มการกักเก็บสเปรย์ห้ารอบขึ้นไป
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับคุณสมบัติไม่ซับน้ำที่ทนทานโดยปราศจาก PFAS
DWR ที่ปราศจาก PFAS สามารถกันน้ำได้เหมือนกับ DWR ที่มีฟลูออไรด์หรือไม่
ในการให้คะแนนสเปรย์เริ่มต้น ไม่: ระบบไฮบริดที่ปราศจาก PFAS โดยทั่วไปจะเริ่มต้นที่ประมาณ 85 ต่อ 90 ถึง 100 สำหรับระบบ C6 และ C8 หลังจากการซักที่บ้าน 20 ครั้ง ไฮบริดมักจะอยู่ในระดับเดียวกับหรือนำหน้าเคมี C6 เนื่องจากระบบการเชื่อมขวางสมัยใหม่จะสูญเสียประสิทธิภาพในการซักช้ากว่า
พื้นผิวที่ปราศจาก PFAS สามารถทนต่อการซักได้กี่ครั้ง
ระบบโพลียูรีเทนหรือไฮบริดที่ทำปฏิกิริยาซึ่งบ่มอย่างถูกต้องที่อุณหภูมิ 150-170 C คงระดับสเปรย์ไว้ที่ 80 หรือสูงกว่าสำหรับการซักมาตรฐาน 20 ถึง 30 ครั้งบนไนลอนและโพลีเอสเตอร์ ผลิตภัณฑ์ดัดแปลงซิลิโคนและโพลิโอเลฟินส์สามารถซักได้ 10 ถึง 20 ครั้ง และเหมาะกับการใช้งานแบบนิ่มหรือซับใน
พื้นผิวที่ปราศจาก PFAS ส่งผลต่อการระบายอากาศหรือสัมผัสของมือหรือไม่
โดยทั่วไปฟิล์มที่ปราศจาก PFAS จะบางกว่าการหลอมของฟลูออโรคาร์บอน ดังนั้นการส่งผ่านไอความชื้นจึงยังคงอยู่ ความรู้สึกสัมผัสมือขึ้นอยู่กับฐานโพลีเมอร์: ผลิตภัณฑ์ดัดแปลงด้วยซิลิโคนจะเพิ่มความนุ่มนวล ในขณะที่ระบบไฮบริดบางระบบจำเป็นต้องใช้สารปรับผ้านุ่มร่วมเพื่อให้เข้าถึงเป้าหมายที่สวมชุดกีฬา
สูตรปลอด PFAS หนึ่งสูตรสามารถครอบคลุมโพลีเอสเตอร์ ไนลอน และผ้าฝ้ายผสมได้หรือไม่
ไม่มีสูตรใดเหมาะสมที่สุดในทั้งสามสูตร ไนลอนใช้ตัวเชื่อมขวางได้ดี แต่ต้องมีการควบคุมความร้อน โพลีเอสเตอร์ต้องการอุณหภูมิการบ่มที่สูงขึ้น ผ้าฝ้ายผสมที่อุดมด้วยผ้าฝ้ายจำเป็นต้องมีสารต่อขยายหรือผลิตภัณฑ์เฉพาะผ้าฝ้ายโพลีเอสเตอร์เพื่อป้องกันไม่ให้เส้นใยที่ชอบน้ำซึมซาบ
สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับผู้เข้าเส้นชัย: ระบุเส้นใยเป้าหมาย เป้าหมายความทนทานในการซัก อุณหภูมิการแห้งตัวบนสายการผลิตของคุณ และข้อกำหนดด้านความรู้สึกสัมผัสมือในประโยคเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ปลอด PFAS ที่เลือกเทียบกับพารามิเตอร์ทั้งสี่นี้จะทำงานได้ หนึ่งรายการที่เลือกตามราคาเพียงอย่างเดียวจะไม่
