Näkymätön tekniikka: Miksi vaatteesi voivat hylkiä sadetta?
Kun kävelemme kadulla sateessa, luotamme usein takkeihin tai tuulitakkeihin, jotka voivat "hylkiä vettä", mutta harvoin ajattelemme niiden takana olevia tieteellisiä periaatteita. Tekstiilien vedenpitävyys ja vettä{1}}hylkivät ominaisuudet eivät perustu yhteen pinnoitteeseen tai erikoiskuituun, vaan ne ovat monimutkainen järjestelmä, joka yhdistää materiaalitieteen, nestemekaniikan ja pintafysiikan.
Kankaan vedenpitävä suorituskyky viittaa olennaisesti sen kykyyn vastustaa nestemäistä vettä puolelta toiselle. Tämän suorituskyvyn määrää pääasiassa kolme tekijää: kuidun pinnan kostuvuus, kankaan pinnoituskäsittely ja käyttöympäristön vaikutus.
Kuitupinnan kostuvuus on olennaista määritettäessä, onko kangas "hydrofiilinen" vai "hydrofobinen". Kun vesipisara putoaa kuidun pinnalle, jos kosketuskulma on alle 90 astetta, kuitu kastuu helposti ja kangas pyrkii imemään vettä. Kääntäen, jos kosketuskulma on suurempi kuin 90 astetta, kuidulla on vedenpitäviä ominaisuuksia. On tärkeää huomata, että vaikka kuitu itsessään olisi vedenpitävä, vesi voi silti tunkeutua kapillaaritoiminnan kautta, jos kankaan rakenne on löysä ja huokoset ovat suuria. Siksi todella tehokkaat vedenpitävät kankaat yhdistävät usein kuitujen hydrofobisuuden tiiviisti pakattuun rakenteeseen.
Pinnoitus on yleinen tapa parantaa kankaiden vedenpitävyyttä. Peitämällä kankaan pinnan jatkuvalla, veteen liukenemattomalla kalvolla{1}}veden tunkeutuminen voidaan estää tehokkaasti. Varhaiset pinnoitteet, vaikkakin erittäin vedenpitävät, heikensivät usein hengittävyyttä, mikä johti tukkeutumiseen käytettynä. Nykyään kehittyneemmät tekniikat käyttävät mikrohuokoisia vedenpitäviä pinnoitteita, jotka ylläpitävät vedenpitävyyttä ja päästävät kosteuden läpi, ja niitä käytetään laajalti toiminnallisissa ulkoiluvaatteissa.
Myös ympäristötekijät ovat tärkeitä. Kosteuden ja lämpötilan muutokset vaikuttavat erityisesti hydrofiilisten kankaiden veden{1}}imukykyyn. Korkean-kosteuden ympäristöissä kuidut imevät kosteutta ja turpoavat, mikä tehostaa kapillaaritoimintaa ja lisää näin kankaan veden{4}}imukykyä. Vedenpitäviin kankaisiin ympäristöolosuhteet vaikuttavat kuitenkin vähemmän, koska niiden kuidut eivät ime lainkaan kosteutta. Tämä selittää, miksi samalla vaatteella voi olla erilaisia vedenpitäviä vaikutuksia erilaisissa ilmasto-olosuhteissa.
Tekstiilien vedenpitävä{0}}vedenpitävyystekniikka ei ole vain materiaalitekniikan tulos, vaan myös ihmiskunnan fiksu reaktio luonnonympäristöön. Sadetakeista collegepaitoihin, lääketekstiileistä maatalouden päällysmateriaaleihin tämä näennäisesti vähäinen suoritusindikaattori vaikuttaa syvästi tuotteiden toimivuuteen ja kokemukseemme. Kun seuraavan kerran käytät tuota "vettä hylkivää"-takkia, saatat muistaa, että se ilmentää tieteen ja tekniikan täsmällistä yhteistyötä.
