Per tal que la roba funcional resisteixi tots els temps, és necessària una impregnació química. Jaquetes impermeables, banyadors i d'altres amb un recobriment que conté PFAS contribueixen així a la càrrega ambiental amb els productes químics eterns que contenen fluor. Substituir aquest grup de substàncies no és trivial, ja que posseeixen excel·lents propietats: els PFAS són repel·lents a l'aigua, a la brutícia i a la greix. Per això, investigadors de l'Empa treballen conjuntament amb socis de la indústria per desenvolupar tecnologies i materials amb els quals es puguin fabricar tèxtils lliures de PFAS amb les propietats desitjades de manera sostenible i econòmica. Aquest projecte innovador va sorgir de la xarxa Subitex, una col·laboració de llarga durada entre empreses de l'associació tèxtil suïssa Swiss Textiles i l'Empa a St. Gallen. El projecte «EC0Tex» finançat per Innosuisse té com a objectiu produir recobriments repel·lents a l'aigua per a fils tèxtils, utilitzant substàncies sense fluor en una instal·lació de recobriment de plasma especialment desenvolupada. Recentment, el projecte va ser reconegut amb el «Premi a la Innovació» per sostenibilitat i innovació a la fira internacional «Techtextil» a Frankfurt am Main.
Substitució sense remordiments
El principi central del projecte «EC0Tex» és el de «Disseny Segur i Sostenible», abreujat SSbD. «En la recerca d'alternatives als PFAS, l'objectiu és de cap manera crear els anomenats substituts lamentables, és a dir, substituts que després resultin ser igual de perjudicials com els químics utilitzats originalment», diu el investigador de l'Empa Dirk Hegemann del laboratori «Fibres Avançades» a St. Gallen. Així, l'equip format per Dirk Hegemann, Martin Amberg i Patrick Rupper equilibra les necessitats de la indústria, del medi ambient i de la societat mitjançant anàlisis de risc en una etapa primerenca del procés de desenvolupament, filtrant els materials i tecnologies que no satisfan les propietats desitjades, la sostenibilitat o l'economicitat.
Cobert fins a la profunditat
Junt amb els socis d'aplicació de la indústria tèxtil suïssa Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG i Seilfabrik Ullmann AG, s'està desenvolupant un nou procés d'impregnació industrial viable mitjançant tecnologia de plasma. Les substàncies lliures de PFAS haurien de ser utilitzades en quantitats massa grans amb les tècniques convencionals per generar les propietats materials dels tèxtils recoberts amb PFAS. El resultat: pèrdua de punts en economicitat i sostenibilitat, cosa que fa que la recerca d'alternatives viables segons els estàndards SSbD sigui un desafiament.
La nova instal·lació de plasma que es va concebre conjuntament amb els investigadors de l'Empa permet aplicar recobriments molt fins a les fibres individuals en un fil. «Així, podem reduir significativament la quantitat de productes químics utilitzats i alhora aconseguir una impregnació completa dels fils», diu Hegemann. Els fils produïts d'aquesta manera podrien ser utilitzats directament per a la producció de roba outdoor i esportiva, però també per a cordes, segons el investigador.
En la tècnica de recobriment induït per plasma, el plasma es genera mitjançant descàrrega elèctrica de gas en una cambra. Ja que es posa a disposició una alta energia a baixa temperatura, els productes químics es vaporitzen en la cambra i formen espècies reactives que s'adhereixen a les fibres individuals d'un fil. Normalment, només es poden impregnar les fibres més externes d'un tèxtil. «Hem seguit un nou enfocament: la nova instal·lació de recobriment de plasma genera espècies reactives diferents que poden penetrar profundament en l'estructura del fil», explica Dirk Hegemann, investigador de l'Empa. Així, es crea un recobriment durador i penetrant.
Desafiament: greix i brutícia
Com a alternativa als PFAS, els investigadors estan investigant com es poden utilitzar compostos organosilícics per a la impregnació. S'ha d'analitzar amb detall la seguretat també en exposició ambiental, com per exemple per fricció o rentada. Les primeres anàlisis mostren que els compostos organosilícics formen capes altament enllaçades amb excel·lents propietats en termes de repel·lència a l'aigua i assecat ràpid, que fins i tot superen la durabilitat de les impregnacions amb PFAS.
Un desafiament actual és encara la repel·lència a la greix i a la brutícia, que les teles amb PFAS poden realitzar. Encara és necessari més treball per poder substituir els PFAS en tèxtils com la roba de protecció laboral, diu Hegemann. El gran grup de compostos organosilícics ofereix una multitud de possibilitats aquí. Gràcies a la tecnologia de plasma, ara també hi ha la possibilitat de trobar noves solucions mitjançant ajustos de substàncies de partida i condicions de recobriment, i adaptar-les a les propietats desitjades dels tèxtils, tot mantenint alhora els principis de «Disseny Segur i Sostenible».
Contacte:
Dr. Dirk Hegemann
Advanced Fibers
Tel. +41 58 765 72 68
dirk.hegemann@empa.ch