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Mouillage et revêtement de textiles

Angle de contact et tension superficielle pour optimiser le revêtement de textiles fonctionnels

Les fibres et tissus synthétiques ou naturels sont revêtus afin de fabriquer des textiles fonctionnels pour des tâches particulières, comme l'imperméabilité ou la résistance au feu. En plus de l'effet de revêtement obtenu, l'uniformité, l'adhésion et la stabilité à long terme du revêtement sont importantes pour la qualité du tissu. Nos tensiomètres et instruments de mesure d'angle de contact analysent ces propriétés et sont donc souvent utilisés dans le contrôle qualité et le développement des produits.

Applications typiques des fibres avec un revêtement fonctionnel

  • Vêtements de sport et de loisirs hydrophobes et respirants
  • Vêtements de protection
  • Tissus pharmaceutiques comme les pansements ou revêtements lavables
  • Imperméabilisation de tentes, de chapiteaux et de bâches
  • Textiles autonettoyants

Mouillage des fibres et des tissus par le matériau de revêtement

Un revêtement uniforme avec un matériau liquide nécessite un bon mouillage. Les tensioactifs servent d'agents mouillants et réduisent la tension superficielle du revêtement Nos tensiomètres semi-automatiques ou entièrement automatiques sont utilisés pour la mesure précise de la tension superficielle.

Nos tensiomètres mesurent l'efficacité du tensioactif utilisé en se basant sur la concentration micellaire critique (CMC). on obtient la concentration au-delà de laquelle la tension superficielle ne diminue plus, le surdosage coûteux peut alors être évité. Notre Force Tensiometer – K100 mesure la CMC de manière entièrement automatique, sur une large plage de dilution, garantissant ainsi une haute précision.

Les tensioactifs avec une mobilité élevée réduisent rapidement la tension superficielle, ils sont nécessaires dans des processus de production généralement très rapides. Nos tensiomètres à pression de bulle stationnaires et mobiles mesurent la tension superficielle aux âges de surface très courts, jusqu'à quelques millisecondes. Les mesures indiquent le moment où la valeur de la tension superficielle requise est atteinte. Cela permet de sélectionner et de doser les tensioactifs pour correspondre à la vitesse du processus.

Mouillabilité du tissu ou des fibres uniques

La mouillabilité des fibres ou d'un tissu se reflète dans l'angle de contact. Le mouillage doit être aussi bon que possible avant le revêtement pour garantir une affinité optimale entre le matériau de revêtement et les fibres. L'angle de contact caractérise également le revêtement fini et, par exemple, décrit l'efficacité d'un revêtement hydrophobe des fibres. Il peut donc être utilisé pour garantir la qualité du processus de revêtement.

Nos tensiomètres mesurent l'angle de contact en se basant sur la force de mouillage des tissus ou des mèches de fibres qui entrent en contact avec le liquide. Avec son capteur de force à haute sensibilité, notre Force Tensiometer – K100SF d'analyse de fibres uniques, mesure les forces de mouillage minuscules sur une seule fibre.

Nos instruments d'analyse de profil de goutte déterminent l'angle de contact en déposant des gouttes. Ici aussi, les fibres uniques peuvent être mesurées à l'aide du micro-dosage en picolitres et d'un objectif de microscope.

Les liquides qui sont utilisés lors de la mesure de l'angle de contact sont souvent absorbés par le tissu. L'angle de contact sur le tissu est donc généralement mesuré avec un dispositif inverse en se basant sur une bulle d'air, dosée sous l'échantillon mouillé au préalable (bulle captive). La méthode de bulle captive est une fonction standard de nos instruments de mesure d'angle de contact de laboratoire.

Adhésion et stabilité à long terme du revêtement

Le lavage à la machine, le séchage des textiles et autres contraintes mécaniques et thermiques impliquent des exigences élevées de stabilité du revêtement. Si les mesures de la tension superficielle du matériau de revêtement sont combinées avec des mesures de l'énergie de surface des fibres ou du tissu, le travail d'adhésion et la tension interfaciale peuvent être calculés. Le travail d'adhésion est une mesure de l'adhésion. La tension interfaciale décrit l'instabilité inhérente et la tendance à se détacher en raison du remouillage, par exemple lorsque l'eau pénètre dans les petites fissures. Une mauvaise adhésion peut être évitée spécifiquement et la stabilité du revêtement optimisée si ces propriétés sont connues.

Caractérisation des textiles auto-nettoyants

Les gouttes d'eau coulent sur les tissus revêtues de substances super-hydrophobes en emmenant les particules de saleté avec elles. Ces revêtements sont par exemple utilisés pour des textiles auto-nettoyants comme les chapiteaux. Nous avons développé des tables d'inclinaison spéciales pour nos instruments de mesure d'angle de contact, permettant d'analyser les propriétés de décrochement d'une goutte. L'angle de décrochement décrit l'angle d'inclinaison avec lequel la goutte posée commence à se déplacer.

Optimisation du laminage d'un tissu

Les laminages sont des revêtements de fusion et adhésifs, à partir de matériau de revêtement solides. L'adhésion et le mouillage à chaud sont déterminants dans la qualité de ces revêtements. Nos accessoires de mesure à haute température permettent de mesurer la tension superficielle et l'angle de contact aux températures de revêtement appropriées. Cela permet donc de simuler et d'optimiser le processus en tenant compte des conditions de processus réelles.

Analyse du papier de protection dans le revêtement de transfert

Dans le revêtement de transfert, le revêtement est d'abord appliqué sur un papier de protection où il sèche.Ensuite, le revêtement est détaché du papier de protection et appliqué sur le tissu. Pour la qualité du processus, le revêtement doit davantage adhérer au tissu qu'au papier. La qualité des surfaces concernées peut être évaluée et optimisée en mesurant l'adhésion respective avec nos instruments de mesure d'angle de contact.

Rapports d'application KRÜSS

AR251 : Upside down: Surface energy measurement of textiles by captive bubble method

Le tissu en pur coton et le coton contenant des polymères sont analysés à l'aide de la méthode de la bulle captive. Les mesures montrent une énergie de surface plus faible et, en particulier, une plus petite fraction polaire dans le tissu mélangé.

AR240 : Wettability of swellable nonwovens – Determination of Contact angle against swellable non-woven Material

La mesure de l'angle de contact à l'aide de la méthode de Washburn est gênée par le gonflement des textiles. Dans ce cas, le comportement de mouillage avec d'autres liquides non absorbants peut être caractérisé.

AR231 : Assessing the cleaning ability of aqueous surfactant solutions on soiled hydrophobic textile fabrics by using contact angle and surface tension measurements

Un système de modèle est utilisé pour montrer l'effet nettoyant des mélanges des solutions de tensioactifs et une action du mouillage peut être déterminée. La composition affecte l'angle de contact sur une fibre et la tension interfaciale concernant la contamination du modèle.

AR228 : Characterization of wettability and surface properties of textile fabrics and fibers

Différentes manières de caractériser de manière visuelle et tensiométrique la surface des fibres sont présentées et classées en fonction de leur application sur différents problèmes.