DWR (Durable Water Repellent) – расшифровывается как "durable water repellent" – "износостойкая (устойчивая,долговечная) водоотталкивающая пропитка" и используется для обработки тканей, которые применяются при пошиве одежды, рюкзаков, тентов и даже спальных мешков.

Ткань, обработанная пропиткой «Durable Water Repellent» ( DWR ) перестает впитывать воду вместо этого водные капли скатываются с наружной поверхности ткани. DWR пропиткой достигается не водонепроницаемость самого материала, а только несмачиваемость верхнего слоя. Прежде всего это нужно для того, чтобы сохранять условия для эффективного транспорта влаги через мембрану (или другого материала) наружу, по градиенту абсолютной влажности.

Изделие утратившее DWR существенно менее эффективно транспортирует влагу от тела при внешних осадках.

Задача DRW-пропитки – чтобы волокна ткани, из которых сделана одежда , как можно меньше смачивались водой. Этот эффект достигается при помощи нанесения тонких слоев веществ с низким коэффициентом поверхностного натяжения (КПН) на волокна ткани.

Как работает водоотталкивающая пропитка DWR

Durable Water Repellent ( DWR ) — долговременная защита от влаги. Чтобы понять принцип работы пропитки, необходимо вспомнить о некоторых физических свойствах жидкости, а именно об эффекте поверхностного натяжения и капиллярных явлениях, которые еще называют фитильным эффектом.

В физической химии есть такое понятие как поверхностное натяжение – это стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с другой фазой. Проще говоря, это сила, с которой молекулы вещества, находящиеся на границе с другим веществом, притягиваются друг к другу. Если взять, каплю воды, свободную от внешних сил (например, капля воды в невесомости), то молекулы, находящиеся на границе капли, будут притягиваться к молекулам, находящимся в центре. В конечном счете, это ведет к тому, что капля стремится сократить площадь своей поверхности до минимума при данном объеме – т.е. принять форму шара, который обладает наибольшим объемом при минимальной площади.

Что же происходит, когда капля воды вступает в контакт с волокнами ткани?

Помимо многих других факторов, все определяется соотношениями сил притяжения между молекулами этих двух веществ. Если сила притяжения между молекулами волокна и молекулами жидкости больше силы притяжения между молекулами самой жидкости, то поверхность волокна будет притягивать молекулы жидкости к себе – т.е. поверхность ткани будет смачиваться водой. Если же силы притяжения между молекулами волокна и воды будет недостаточно, чтобы преодолеть силу притяжения молекул жидкости, то капли воды не будут (или будут в меньшей степени) смачивать волокна ткани, а будет стремиться свернуться в шар.

О важных особенностях воды

Силы поверхностного натяжения возникают из-за того, что молекулы воды притягиваются друг к другу. Взаимное притяжение молекул заставляет воду собираться в капли. Влажный конденсат на охлажденной поверхности, мелкий водяной бисер или барабанящий по зонту дождь — все это водяные капли различных размеров. Силы взаимного притяжения молекул невелики, и крупную каплю можно легко разрушить. Однако законы физики нарушить сложнее: большая капля разобьется на сотни мелких, но принцип их формирования останется таким же.

Молекулы воды собираются в капли разных размеров

Какой бы маленькой ни была капля, «сито» климатической мембраны не может пропустить ее сквозь себя — даже самые крошечные из капель слишком велики, чтобы проникнуть сквозь мембранные поры. Чем больший объем воды вбирает в себя капля, тем большая площадь на поверхности материала освобождается от водяной пленки. Это значит, что площадь, через которую испарения выводятся от тела, увеличивается. Можно сказать, что «упитанная» и ясно очерченная капля — залог успешной работы мембраны.

Если притяжение между молекулами воды и молекулами твердого тела намного слабее, чем притяжение молекул воды друг к другу, то капля лежит на поверхности твердого тела и не смачивает его

Но может ли что-то разрушить каплю, размазать ее до бесформенной пленки на поверхности материала? К сожалению, да. Дело в том, что молекулы воды притягиваются не только друг к другу. Между молекулой воды и молекулой любого другого вещества, с которым вода соприкасается, тоже возникает притяжение. В некоторых случаях оно настолько сильно, что молекулы воды буквально тянутся к молекулам иного материала, и если это притяжение сравнимо с силами поверхностного натяжения, капля растягивается, растекается по материалу. В таких случаях обычно говорят, что материал хорошо смачивается.

Но если притяжение между молекулами твердого тела и молекулами воды слабое, то смачивания не произойдет.

Если притяжение между молекулами воды и молекулами твердого тела сильнее, чем притяжение молекул воды друг к другу, то капля растекается по поверхности твердого тела и впитывается в его поры — поверхность твердого тела смачивается

Большая часть текстильных материалов соткана из нитей, а нити скручены из волокон. В их переплетениях множество воздушных полостей-капилляров, и если материал хорошо смачивается, то он втягивает воду во все эти полости. Этот втягивающий эффект и называется фитильным иликапиллярным. Понятно, что пока материал пропитан водой, ни о какой транспортировке пара сквозь него не может идти и речи.

Сквозь пропитанный водой материал испарения наружу не транспортируются

Мы знаем, как ведет себя вода на поверхности, обработанной жиром, — она скатывается в капли, похожие на бисер, не растекается и легко стряхивается. Жир не притягивает воду. И мы помним, что происходит с футболкой, когда мы попали под дождь или вспотели, — молекулы воды притягиваются к молекулам материала, и по тончайшим капиллярам жидкость распределяется по ткани, смачивая ее волокна.

Как избежать капиллярного эффекта? Как ослабить притяжение между молекулами воды и молекулами вещества, из которых состоят волокна ткани? Как предотвратить смачивание и сохранить каплю воды «упитанной», самостоятельной и независимой?

Именно эту задачу и решает DWR .

DWR представляет из себя слой прочного гидрофобного полимера, который наносится на материал и образует специфическую структуру, уменьшающую коэффициент поверхностного натяжения. Это заставляет капли воды скатываться с обработанного материала, не смачивая его.

Вещество, практически не притягивающее молекулы воды, наносится на лицевую ткань и покрывает ее нити. Вода перестает впитываться в материал и собирается в капли на его поверхности. Ткань становится гидрофобной, то есть она не смачивается и при этом пропускает сквозь себя пар.

DWR-пропитка решает целый ряд важных задач. Благодаря DWR обработке:

• Ткань не намокает, то есть не вбирает в себя воду и, как следствие, не становится тяжелее и быстрее сохнет.
• Вместе с водой в структуру тканей не проникают различные загрязнения, которые действуют как абразив и снижают долговечность изделия. Также это позволяют реже прибегать к стирке.
• В случае с мембранными тканями или материалами, работающими по капиллярному принципу, DWR не позволяет впитавшейся воде нарушать их "дышащие" свойства.

Обычно используются пропитки на основе фторсодержащих средств или силиконов. Первые обеспечивают очень высокую степень защиты и наиболее износоустойчивы, вторые – более безопасны с точки зрения экологии.

Производителями снаряжения состав DWR , как правило, не указывается, и её свойства могут очень сильно разниться. Тип применяемой пропитки зависит от экологической политики компании-производителя, стоимости изделия и предполагаемой сферы его применения.

Так, DWR-обработка ткани у штормовой куртки для альпинизма будет намного надежнее, чем у лицевого материала кемпингового спального мешка.

Нужно понимать, что DWR-покрытие не наделяет ткань 100% водостойкостью. Очень тонкий слой полимера наносится довольно неравномерно и вода способна его преодолеть даже при относительно небольшом давлении. Поэтому в водозащитных тканях DWR используется исключительно как вспомогательное средство.

Со временем DWR-пропитка изнашивается. Основной причиной для этого становятся воздействие разного рода абразивов, которые смещают, либо удаляют целые участки полимерного слоя. Одним из главных негативных последствий износа DWR-обработки, с которым часто сталкиваются пользователи – это снижение "дышащих" свойств мембранной одежды. Намокшая лицевая ткань не позволяет эффективно транспортировать влагу во внешнюю среду, что приводит к образованию конденсата на изнаночной стороне смоченного водой участка. Такая ситуация ошибочно воспринимается пользователем как протечка, несмотря на то, что мембрана не повреждена. При этом мокрая ткань быстрее отводит тепло от тела, что заметно снижает тепловой комфорт.

Восстановить DWR-покрытие можно двумя способами:

• "Термическая активация".
• Обработка пропиткой.

Так называемая "термическая активация" . Этот метод часто указывается производителями одежды в рекомендациях по стирке и уходу. После стирки изделие сушится в сушильном барабане или разглаживается через тонкое полотенце теплым утюгом. Такой процесс позволяет распределить оставшийся полимер по ткани более равномерно. Метод может использоваться только при наличии на одежде ярлыков, разрешающих сушку или глажку.

При сильном износе фабричного DWR "термическая активация" не дает желаемого результата. Поэтому чаще всего этот способ применяется в качестве дополнения к следующему методу.

Виды современных водоотталкивающих пропиток

По своему назначению водоотталкивающие пропитки DWR можно условно разделить на несколько групп:

• пропитки для водонепроницаемых дышащих тканей с мембраной;

• пропитки для водонепроницаемых дышащих тканей без мембраны;

• пропитки для изделий с утеплителем;

• пропитки для тканей, где паропроницаемость не важна;

• пропитки для обуви.

Пропитки для тканей с мембраной являются специализированными. Их разрабатывают таким образом, чтобы обеспечить гидрофобность лицевой ткани и в то же время не помешать работе мембраны.

Пропитки для дышащих тканей без мембраны не должны препятствовать транспортировке испарений изнутри.

Пропитки для изделий, где паропроницаемость не важна, подойдут для большинства изделий, не относящихся к одежде, например палаток или рюкзаков.

Средства обработки для обуви могут быть и универсальными, и предназначенными для конкретных видов материалов, например кожи или текстиля.

Поэтому при выборе пропитки следует всегда точно придерживаться назначения данной DWR и инструкции по ее применению.

Долговременное воздействие влаги и ультрафиолетовых лучей, перепады температуры, трение, грязь и стирка постепенно удаляют водоотталкивающее вещество с поверхности и из пор обработанной ткани, поэтому пропитку рекомендуют время от времени обновлять, чтобы восстановить защитные функции одежды и снаряжения.

Для чего нужна водоотталкивающая пропитка мембранным тканям?

Строго говоря, водоотталкивающая пропитка нужна не мембране, а лицевой стороне мембранного сэндвича. Именно наружный слой одежды или обуви в первую очередь подвергается воздействию влаги.

К чему приводит намокание внешнего слоя?

• Вода, впитанная волокнами, заполняет все воздушные промежутки в ткани и создает препятствия для свободного выхода испарений. Дышащая способность мембраны резко снижается — испарениям некуда деться и человек начинает потеть.

• В результате замещения воздуха водой повышается общая теплопроводность слоя одежды — в ней становится холоднее.

• Пропитанная водой наружная ткань тяжелеет.

Для того чтобы избавиться от этих проблем, как раз и применяется пропитка DWR .

В традиционной мембранной одежде сама мембранная пленка находится между двумя слоями ткани — там она лучше защищена от загрязнений и механических повреждений. Такая поровая мембрана не дает проникнуть каплям воды под одежду, но пропускает в обратном направлении отдельные молекулы водяного пара — испарения от тела. Лицевая ткань защищает мембрану от повреждений и загрязнений извне, подкладочная — изнутри. Слои скрепляются между собой при помощи клея. Чтобы лицевая ткань не впитывала воду, изделие следует время от времени обрабатывать водоотталкивающей пропиткой DWR (durable water repellent).

Чтобы многослойная конструкция работала так, как задумал производитель, DWR необходимо время от времени обновлять. Легкие потертости, грязь и даже жир, выделяемый кожей, разрушают действие пропитки, в результате чего лицевая ткань лишается дополнительной защиты и в непогоду набирает влагу. Пропитанная водой, лицевая ткань создает препятствие для отвода испарений изнутри, нарушая баланс влагозащитных и дышащих свойств всей системы.

Снижение эффективности мембраны при отсутствии пропитки DWR

Без защиты DWR дышащие способности трехслойного мембранного материала под дождем снижаются — на внутреннем слое куртки оседает конденсат испарений от тела, могут появиться неприятные ощущения липкости.

Вещества, снижающие смачиваемость

Жирование и обработка воском — традиционные способы придания материалу гидрофобных свойств. Жир и воск издревле применяют для защиты обуви от промокания, они являются классической водоотталкивающей пропиткой. После нанесения воска между кожей ботинок и внешней влагой образуется дополнительная прослойка из вещества, молекулы которого не притягивают или очень слабо притягивают молекулы воды. В результате такой обработки на какое-то время ботинки будут защищены от намокания.

Но для обработки высокотехнологичных мембранных материалов ни жир, ни воск не подходят. Относительно толстая пленка этих веществ создаст препятствие не только для атмосферной влаги, но и для пара, который мембрана должна выводить наружу.

Современные химические водоотталкивающие пропитки — это растворы или эмульсии, которые при нанесении на ткань или другой материал пропитывают ее волокна, после чего растворитель испаряется, а на поверхности ткани остается тонкий гидрофобный слой водоотталкивающего вещества. Вода, попадая на этот защитный слой, не проникает в ткань, скатывается в капли, стекает и легко стряхивается.

Вещества, которые обычно используют для создания растворов и эмульсий химических DRW пропиток - тефлон и силиконы:

Тефлон

Из всех известных органических соединений наименьшим КПН обладает политетрафторэтилен (хим. формула [-CF2CF2-]n), коммерческое название которого - тефлон. Это удивительный материал. Он самый инертный из всех известных органических соединений – не реагирует с кислотами, не растворим в органических растворителях, достаточно термоустойчив, обладает низким коэффициентом трения. КПН тефлона -18-20 мН/м. Т.е. его не смачивает практически ничего. У воды КПН -72 мН/м, у жиров-20-30 мН/м. Как вы уже догадались антипригарное покрытие в посуде – тефлон. Кто хоть раз держал в руках фторопласт, тот знает, что он жирный на ощупь - вода с него стекает как с гуся.

Силиконы

Это кремнийорганические полимеры, представляющие собой большую группу разнообразных жидкостей, каучуков и смол.
Все они содержат кремний, связанный с углеродом – отсюда и название (Si “силициум” - кремний). Они так же являются полимерами, термоустойчивы, химически довольно инертны, гидрофобны.

Некоторые жидкие силиконы используются для обработки ткани – аппретирования -
в частности, для придания ткани устойчивых водоотталкивающих свойств.
КПН силиконовых эластомеров – около 23 мН/м.

Состав пропиток

Всякая пропитка состоит из двух основных компонентов — действующего вещества и растворителя. Современные DWR могут быть на углеводородных растворителях или на водной основе.

Углеводородные DWR содержат фторкарбоновые смолы, где действующим веществом чаще всего является политетрафторэтилен (фторопласт, тефлон). Молекулы политетрафторэтилена примерно в четыре раза «слабее» молекул воды. По притягивающей способности политетрафторэтилен уступает многим веществам, поэтому поверхность, покрытая им, на ощупь кажется скользкой и даже жирной.

Однако такие пропитки считаются не только прочными, но и вредными. Они имеют сильный химический запах растворителя, их следует наносить только на сухие вещи, а обработка должна происходить на открытом воздухе. Однако наибольшие экологические проблемы возникают еще на стадии производства, когда использование вредных веществ осуществляется в промышленных масштабах. Недаром в последние годы в индустрии outdoor все чаще возникают дискуссии о негативном влиянии перфторированных соединений на экологию. Появился запрос на поиск решений, минимизирующих вредное воздействие DWR на человека и природу.

Пропитки на водной основе считаются более экологичными, они не содержат ядовитых растворителей и не имеют такого сильного запаха. Их можно наносить и на сухие, и на мокрые вещи. В составе таких DWR содержится силикон, притягивающий молекулы воды не намного сильнее, чем политетрафторэтилен.

По способу нанесения DWR бывают в виде жидкостей в небольших емкостях или в виде спреев. Жидкие DWR применяются или сразу после стирки — изделие опускают на время в воду с раствором, — или наносят поролоновой губкой, выдавливая раствор из тубы. Спреями удобно пользоваться в походных условиях.

Основное правило обработки любой пропиткой — вещь не должна быть грязной.

Доступные в продаже DRW-пропитки

Наиболее известными производителями современных водоотталкивающих пропиток на российском рынке являются Granger`s , Nikwax , McNett , Toko , Storm Waterproofing , Woly Sport , Holmenkol , Salamander , Kongur , Collonil , Atsko , Revivex .

Пропитки, доступные в продаже, можно разделить на две группы – пропитки на водной основе и на углеводородных растворителях.

Пропитки на углеводородных растворителях

На упаковке часто можно увидеть такой состав: растворители, фторкарбоновые смолы. Фторкарбоновые смолы – это соединения углерода с фтором, чаще всего это именно политетрафторэтилен (тефлон).
Растворителем в таких пропитках, чаще всего, служит трихлорэтан.

Недостатком этих пропиток является то, что они вредны (агрессивный растворитель воняет и вредит нам и природе), их нельзя наносить на мокрую ткань/кожу – только на сухую. Обработку надо проводить на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении – иначе надышитесь растворителя. Зато они быстро сохнут.

Подобные пропитки есть у “ Granger's ”, “ Storm Waterproofing ”, “ Woly Sport ”.

Пропитки на водной основе

Вода используется вместо растворителей с тем, чтобы активные ингридиенты проникали в материал или кожу (другие аналогичные продукты только лишь покрывают верхний слой материала). Пропитки на водной основе не раствор, а эмульсия - коллоидная взвесь микрочастиц одной жидкости в другой, не смешивающихся между собой. Например, это водная эмульсия полимера TX.10i (силиконовый эластомер) в пропитках компании “ Nikwax ”.

Аналогичные пропитки есть у “ Nikwax ”, “ Granger's ”, “Storm Waterproofing ”.

Утверждается, что пропитки на водной основе содержат в 5 раз больше активных водоотталкивающих веществ на единицу объема, по сравнению с пропитками на углеводородных растворителях. Кроме того, из-за более прочных связей между молекулами в силиконах, по сравнению с фторуглеродами, такие пропитки, потенциально более устойчивы.

Плюсы подобных (на водной основе) пропиток в том, что они не пахнут, более безопасны для человека и природы (в них нет ядовитых растворителей), их можно наносить как на мокрые, так и на сухие ткани/кожу.

Так как компоненты эмульсии содержат в себе воду, применение средств на водной основе позволяет смачивать материал и соответственно глубоко проникать в него активным ингредиентам. Активные ингридиенты отводятся по тем же самым канальчикам, как и вода, достигая мест протечки воды, и тем самым оказывая более сильное воздействие на волокна ткани и кожи, чем просто покрытие верхнего слоя материала.

Помните, что такие пропитки не обладают той же долговечностью, что и нанесенные в фабричных условиях и изнашиваются значительно быстрее. К счастью, частота использования таких средств никак не регламентируется поэтому их можно спокойно применять по необходимости.

Пропитки могут добавляться при стирке текстильных изделий ( Nikwax TX Direct Wash-In ) или применяться в виде спреев/аэрозолей ( Nikwax TX Direct Spray-On ). Единственное ограничение в этом случае – инструкция и рекомендации производителя средства, т.к. некоторые пропитки не подходят для мембранной одежды и могут использоваться только для тканей тентов и рюкзаков ( Grangers Fabsil Gold Liquid или Nikwax Tent & Gear Solar Proof ) или кожаных изделий ( Grangers Fabsil Footwear proofer ). Если средство подходит для обработки одежды с Gore-Tex , то его можно использовать на абсолютно любой мембранной одежде.

Важно! Имеющиеся в продаже средства для пропитки текстиля в домашних условиях рассчитаны на взаимодействие с промышленно нанесенным DWR . Поэтому не стоит затягивать с обработкой – большая часть фабричного покрытия просто сотрется и его восстановление станет невозможным.

Своевременная стирка и обработка водоотталкивающим средством позволяет длительно поддерживать исходные свойства используемых вами вещей, существенно увеличивая их долговечность.

Как пользоваться DRW пропитками

Пропитки, доступные в продаже, обычно разделяются на три категории: для обуви, для одежды, для тентов, рюкзаков и т.п. Но бывают и универсальные – все зависит от производителя.

Соответственно и пропитки надо приобретать исходя из того, что вы собираетесь обрабатывать.
Новые одежда , обувь и снаряжение чаще всего имеют заводскую DWR-обработку.
Но почти все производители обуви рекомендуют сразу после покупки, перед началом эксплуатации, обработать новую обувь водоотталкивающими пропитками – что я и рекомендую сделать.

Любые пропитки надо наносить на чистую (вымытую, выстиранную или просто не грязную) вещь!

По способу применения пропитки можно разделить на две группы:

• В первую, входят пропитки, которые надо добавить в воду, а затем полностью погрузить обрабатываемую вещь в получившийся раствор и возможно прополоскать ее в нём.

Естественно так нельзя обрабатывать обувь . Такие пропитки продаются в обычных емкостях с крышками. Достоинства – более полная пропитка, без пропусков, недостатки – нужен тазик, вода, время на сушку. Если вы планируете стирать вещь, то лучше процесс стирки и пропитки совместить – сначала постирать и прополоскать и тут же, не давая вещи высохнуть – обработать в такой пропитке.

• Во вторую, входят пропитки, которые наносятся на поверхность обрабатываемой вещи при помощи распыления или губок. Пропитки на углеводородных растворителях обычно идут в аэрозольной упаковке, на водной – в бутылках с механическими распылителями или с поролоновыми губками. Применяется просто – распыляется на поверхность, которую надо обработать в случае с аэрозолем или распылителем, либо выдавливается на губку и губкой наносится на поверхность в случае тубы с губкой.

Пропитки на углеводородном растворителе можно наносить только на сухие поверхности и очень желательно на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, иначе есть риск отравиться парами растворителя.
Пропитки на водной основе можно наносить на мокрые или сухие поверхности, но эффективнее - на мокрые. Подобными пропитками можно пользоваться непосредственно в походе, на маршруте.

Кроме того, пропитки часто делятся по роду обрабатываемых материалов: для гладкой кожи, для нубука/замши, для синтетических тканей и универсальные.

Как часто это надо делать? По мере необходимости. Если вы видите что ваша обувь или одежда стала впитывать воду только в некоторых местах, то можно ограничиться локальной обработкой с помощью пропитки в аэрозольной упаковке или с распылителем. Если бОльшая часть одежды потеряла водоотталкивающие свойства, то её всю можно обработать распылителем или аэрозолем или применить пропитки расчитанные на полное погружение в них вещи.

Конечно, перед походом, лучше провести превентивную обработку обуви и снаряжения.

Резюме

• Водоотталкивающая пропитка Durable Water Repellent ( DWR ) — это средство обработки внешней стороны одежды, обуви или снаряжения для придания им гидрофобных свойств.

• Пропитки DWR обеспечивают эффективную работу мембраны во время дождя или в условиях высокой влажности.

• Трение, длительное воздействие влаги, ультрафиолетовых лучей, загрязнение и частые стирки разрушают водоотталкивающее покрытие, поэтому пропитку следует время от времени обновлять.

• Пропитки DWR различаются по своему назначению. Они используются как для мембранной, так и любой другой водоотталкивающей воздухопроницаемой одежды, а также для одежды с утеплителем и обуви.

• При выборе DWR следует всегда придерживаться назначения данной пропитки и точно следовать инструкции по ее применению.