Silnylon - Silpoly - PU - PE - Våra tältvävar
En av de viktigaste funktionerna hos ett tält är att hålla dig torr.
Detta uppnås nästan alltid genom att använda vattentäta tyger. I ett traditionellt dubbelväggigt tält finns det en vattentät ytterlager som kallas för yttertält och en andningsbar innertältkropp med vattentät botten och sidoväggar. Yttertältet är vanligtvis tillverkat av ett vävt tyg. Vanligtvis är det nylon i högkvalitativa tält och polyester i mindre dyra tält, även om lätta polyestervävar har börjat få anhängare inom ultralätt på grund av att de absorberar mindre vatten än nylon.
Emellertid är vävda tyger i sig inte vattentäta. Det vanligaste sättet att producera ett vattentätt tyg är att applicera en vattentät beläggning på ett obehandlat tyg. Behandlingen innebär applicering av en vätska som fäster på tyget och sedan härdas, vilket gör tyget vattentätt.
För att uppnå vattentäthet börjar man med ett oblekt, obehandlat tyg. Efter att tyget har färgats, kommer det att behandlas genom att applicera ett eller flera lager av beläggning (ibland olika beläggningar på varje sida av tyget).
Olika beläggningar har olika egenskaper som gör dem idealiska för specifika användningsområden. Tygets vikt och sammansättning samt det avsedda användningsområdet är båda viktiga faktorer vid val av beläggning. I den här artikeln kommer vi göra en djupdykning bland de vanligaste vattentäta beläggningarna som används i tält: polyesteruretan (PU), polyeteruretan (PE) och silikon, samt kombinationer därav.
VATTENTÄTHET
Innan vi går vidare till de riktigt spännande sakerna, en snabb reflektion om hur outdoorbranschen definierar vattentäthet: vattentäthet mäts vanligtvis genom en process som kallas hydrostatiskt huvud (HH) -testning. Denna teknik avgör hur mycket vattentryck som måste till på ett tyg innan vatten börjar tränga igenom. Det uppnås genom att mäta hur hög en vattenpelare är innan vattnets vikt utövar tillräckligt med tryck för att börja pressa igenom tyget. Ett bra sätt att visualisera detta är att föreställa sig ett högt rör med ett tygstycke spänt över den nedre änden. Röret fylls med vatten tills det tränger igenom tyget. Höjden på vattnet (i millimeter) i röret precis när vattnet börjar tränga igenom tyget kallas hydrostatiskt huvudbetyg. Detta är varför enheten för vattentäthet är millimeter (mm) och också varför vattentätheten hos ett tyg också kallas en “vattenpelare”. Ett tyg betraktas vanligtvis som vattentätt om dess vattenpelare är runt 1 000 mm eller mer.
En liten parentes nu då, så att vi inte retar upp de tekniskt intresserade: det är opraktiskt att testa vattentäta tyger på detta sätt, eftersom du skulle behöva ett mycket långt rör (vissa belagda tyger kan överstiga 10 000 mm, vilket motsvarar en vattenpelare på 10 meter). Nu för tiden görs detta test vanligtvis med en enhet som kallas en Suter-testare, som använder en högtryckspump för att tvinga vatten genom tyget istället för tyngdkraften, och beräknar sedan motsvarande vattenpelare. Vi kommer att gå djupare in i Suter-testning i framtida artiklar.
Behandlingar har flera egenskaper som måste beaktas vid val av beläggning för ett specifikt användningsområde:
Vattentäthet:
Även om alla tre huvudbeläggningarna är vattentäta initialt kan vissa behandlingar inte uppnå särskilt höga hydrostatiska betyg, och vissa kan absorbera vatten eller bli våta när de utsätts för fukt under långa tidsperioder.
Hållbarhet:
Beläggningar påverkar tygets rivstyrka genom att förbättra eller minska tygets elasticitet.
Livslängd:
Beläggningar kan ha en begränsad livslängd. Faktorer som mögelbildning och hydrolys (nedbrytning av beläggningen) är mer benägna att påverka vissa beläggningar mer än andra.
Förmåga att acceptera brandskyddsmedel:
Om brandskyddsmedel används måste de blandas med beläggningen innan den appliceras på tyget. Brandskyddsmedel kan endast kombineras med PU- och PE-beläggningar, inte silikon.
UV-resistens:
Efter omfattande UV-testning av olika tälttyger med olika beläggningar har det konstaterats att sammansättningen av beläggningen förmodligen spelar en betydande roll för ett tygs livslängd.
POLYESTERURETAN (PU)
Polyuretaner är en bred klass av polymerer som omfattar två av de tre vanliga tygbeläggningarna: polyesteruretan (PU) och polyeteruretan (PE/PeU). Eftersom PU är mycket vanligare än PE, när outdoorbranschen säger “polyuretan” pratar de om polyesteruretan, och det är vad den här sektionen handlar om. Ja, vi vet att från en strikt organisk kemiperspektiv bör “PU” tekniskt sett omfatta både polyester- och polyeteruretaner, men det här är inte en lektion i organiskkemi. Vi kommer att använda det språk som outdoorbranschen har antagit som standard. Om du tycker att det blir stökigt så bör du sluta läsa nu och ta en kaffe istället.
PU erbjuder en bra balans av egenskaper, vilket är varför det är den mest populära vattentäta beläggningen för tälttyger. PU kan uppnå höga hydrostatiska värden, det kan acceptera brandskyddsmedel för att uppfylla vissa brandskyddsstandarder, det är billigt, och det minskar inte tygets rivstyrka så mycket som PE-beläggningar gör. För tält som kommer att utsättas för stora mängder fukt används ofta PU-beläggningar eftersom de kan uppnå hydrostatiska värden på över 10 000 mm (det är mycket). Detta gör PU idealiskt för tillämpningar när det kommer att utövas mycket tryck på ett tyg.
Även om PU är standarden och fungerar ganska bra under olika förhållanden finns det några nackdelar. Det första problemet vi har med PU är att det minskar tygets rivstyrka som det appliceras på. Detta beror på hur beläggningen påverkar glidningen av tyget.
Glidning är när de enskilda fibrerna som utgör ett tyg, eller garn, glider över varandra. När du försöker riva ett tyg möjliggör glidning att garnen buntar ihop sig, istället för att förbli fixerade i position.
För att kunna riva sönder tyget måste du riva igenom flera trådar samtidigt, istället för en tråd åt gången. Detta fördelar belastningen på tyget över en större yta, vilket minskar kraften och gör tyget mindre benäget att rivas sönder. I fallet med tyger med låg glidning rekryteras inte närliggande trådar för att motstå belastningen, som då bara appliceras på en tråd åt gången. Detta innebär att belastningen är mycket mer koncentrerad och tyget är mer benäget att rivas.
Som du kan förvänta dig är det svårare att riva igenom fem trådar samtidigt än att riva igenom en tråd, och ett tyg med mer glidning kommer att ha högre rivstyrka. PU-beläggningar kommer mellan garnen och låser dem på plats. Detta minskar glidningen och därmed minskar rivstyrkan, vilket gör PU-belagda tyger något svagare än tyget före beläggningen.
Långsiktig vattentäthet är ett annat område där PU-beläggningar har vissa nackdelar. Även om det är ganska motståndskraftigt, är PU-beläggningar faktiskt hydrofila, vilket innebär att de långsamt absorberar vatten om de förblir i långvarig kontakt med det. Vatten tar lång tid på sig att tränga in i PU, vilket är varför PU fungerar som en vattentät beläggning. Men om det finns tillräckligt med fukt i miljön kommer vattnet så småningom att mätta PU-beläggningen och gå in i och genom tyget, vilket får det belagda tyget att läcka. Detta är sällan ett problem när det gäller att vattnet faktiskt tränger in i ett tält, eftersom processen är ganska långsam. Det kan emellertid vara problematiskt om du campar under en lång tid i speciellt våta områden eller på en plats där vatten samlas under ditt tält. Det här problemet kan lösas genom att applicera mycket tjocka lager av PU, vilket innebär att vattnet tar längre tid på sig att tränga igenom tyget. Men detta har nackdelen att lägga till betydande vikt (beläggningar, speciellt PU-beläggningar, är förvånansvärt tunga) och ytterligare minska rivstyrkan. PUs vattenabsorption medför några ytterligare problem. För det första tar vattenmättade PU-beläggningar längre tid att torka ut. För det andra, som vi diskuterade i vår tygartikel, kommer nylon att sjunka när det blir blött, så PU-belagd tältvävar tenderar att sjunka. Detta gör det svårt att bibehålla en snygg pitch i fuktiga och våta förhållanden. Dessutom blir tältet tungt av bara helevete när det är blött och du ska vidare på din vandring. Det sista problemet, och det största hotet mot ditt tälts välmående, är ökad mottaglighet för mögel och mögel. Precis som alla levande varelser behöver de vatten för att överleva, och när de har en fuktig miljö som en vattenmättad PU-belagd duk kan möglet förstöra beläggningen, vilket leder till ett illaluktande tält med försämrad vattentäthet. Av den anledningen innebär det att lagra ett PU-belagt tält långsiktigt när det fortfarande är vått nästan säkert att ditt tält möglar. Extra försiktighet måste tas för att se till att det är helt, absolut torrt innan du lägger bort det i mer än en eller två dagar. Att lagra ditt tält i en torr miljö kommer också att förlänga livslängden på ditt tält. Fuktighet ensam kan förstöra belagda tyger och fabriksförseglade sömmar. Detta innebär inte att icke-PU-belagda tält ska förvaras våta. Det är tjänstefel.
PU- (och sällan PE-) beläggningar används ofta i tält i kombination med silikonbeläggning. Denna kombination kallas vanligtvis sil/PU. Det innebär att ena sidan av tyget (vanligtvis insidan) är belagd med PU och den andra sidan är belagd med silikon. Denna kombination ger vissa fördelar med silikon (mer hydrofobisk, bättre långsiktig vattentäthet, osv.) och tillåter fortfarande att de nödvändiga brandskyddsmedlen blandas in i PU-sidan för att uppnå CPAI-84-standarden. Det finns dock några nackdelar med detta. För det första är rivstyrkan hos sil/PU-tyg fortfarande lägre än rivstyrkan hos tyget innan beläggningen på grund av PU. Dessutom, eftersom de två beläggningarna inte appliceras samtidigt, är det en knepig balansakt att uppnå den idealiska tjockleken på varje sida av tyget. Silikonet får inte tillåtas att tränga igenom hela tyget. Om det tränger in för långt under appliceringen kan det leda till att beläggningsadhesionen misslyckas när PU appliceras. Nästan ingenting fäster vid silikon (vilket är varför det är materialet som föredras för många industriella smörjmedel), inklusive PU-beläggningar. Om PU appliceras på silikonmättat tyg kan det lossna, vilket leder till försämrad vattentäthet. Dessutom är PU-komponenten i denna beläggningsteknik fortfarande inte immun mot hydrolys (diskuterat nedan), och kommer så småningom att brytas ned.
HYDROLYS: PUs ACHILLESHÄL
Många av er har kanske märkt en märklig doft som kommer från gamla tält. En doft ligger någonstans på spektrumet runt kräkningar, illaluktande gymkläder och gamla russin. Trots sin nostalgi innebär “Gammal tältlukt™” att ditt älskade tält har nått bäst-före-datum. Lukten är en biprodukt av en reaktion som kallas hydrolys. Benägenheten hos ett beläggning att undergå hydrolys, eller hydrolysera, kallas hydrolytisk stabilitet. Av de tre beläggningarna som diskuteras här (PU, PE och silikon) har PU den sämsta hydrolytiska stabiliteten. Över tid reagerar PU-beläggningen med fukt i luften (den här processen accelereras av värme) och delar upp polyuretanmolekylen. Produkterna av denna reaktion är illaluktande, klibbiga och är inte vattentäta. Reaktionen kan fördröjas genom att lagra ditt tält på en sval, torr, mörk plats, men förr eller senare kommer det att falla offer för verkligheten av organisk kemi. Även om du kan bli av med lukten sjunger din beläggning på sista versen och kommer inte att förbli vattentät mycket längre. Detta spelar inte så stor roll för de flesta outdoor-företags beslut att belägga sina tyger med PU, eftersom det antas att något annat på tältet kommer att gå sönder eller att du kommer att uppgradera innan hydrolysen blir ett problem. Men om du hoppas kunna använda ditt tält om ett decennium, då skulle det vara en bra idé att leta efter tält utan PU-beläggningar.
POLYETER URETHANE (PE)
Polyeteruretan är det andra medlemmen i polyuretanfamiljen som används i utomhusapplikationer. Det är betydligt mindre vanligt än PU, förmodligen för att det är dyrare och helt enkelt för att det inte är lika välkänt. PE har liknande egenskaper som PU i att det kan kombineras med brandskyddsmedel och appliceras på ett liknande sätt, men med några stora skillnader som gör det bättre för vissa applikationer och sämre för andra. Generellt sett används PE i robustare tält i tuffare miljöer. Det är ett ganska populärt val för golvmaterial i expeditionstält, där vikten spelar mindre roll och långsiktig hållbarhet värderas högre.
Vattentäthet och hållbarhet är synonymt med PE-behandlingar, så det är svårt att adressera varje egenskap separat. Det är lättast att börja med PE:s största nackdel och arbeta utifrån det. PE-beläggningar flexar ännu mindre än PU-behandlingar. Resultatet är att PE-behandlingarr ofta minskar tygets rivstyrka. Vi använder PE-behandlade tyger till vår golv med 70D, eftersom dessa tyger har en extremt hög rivstyrka, vilket kompenserar för minskad i rivstyrka genom PE-beläggningen.
Så varför skulle du vilja använda en PE-behandling om den minskar tygets rivstyrka? PE har flera fördelar som gör det till ett utmärkt val för golvmaterial. För det första absorberar det inte vatten som PU-behandlingar. Det är hydrofobiskt och även när det lämnas i långvarig kontakt med vatten, även jämfört med ett PU-tyg med en bättre vattenpelare. Den främsta fördelen med detta ur hållbarhetssynpunkt är att PE-behandlade tyger är extremt resistenta mot mögel. Eftersom behandlingen håller tyget torrt på insidan finns det ingen fukt för att stödja mögeltillväxt.
Den andra stora fördelen med PE-behandlingar är deras stora hydrolytiska stabilitet. De är mycket mindre benägna att hydrolyseras än PU-beläggningar. Om lång hållbarhet är viktigt för dig, men där högre vikt är acceptabelt, bör du överväga ett tält med PE-behandlade material. PE-behandlingar är inte lika vanliga, eftersom de ännu inte har accepterats fullt ut av branschen. Vi använder PE-behandlingen på golven, som är tejpade i sömmarna och inte påverkas lika mycket av UV-strålning.
SILIKON
Spatlar, smörjmedel, tätningsmedel, fett, implantat och tält? De kemiska egenskaperna som gör silikon till en så mångsidigt använd klass av föreningar (halkfri, kemiskt inert, hydrofobisk) gör det också till ett utmärkt material för att vattentäta tälttyger. För att skilja ren silikonbeläggning från sil/PU-beläggningar kallas de vanligen sil/sil-tyger, vilket indikerar att silikon applicerades på båda sidor av tyget. Några namn för specifika tyger med silikonbeläggningar är silnylon (som hänvisar till nylon som har belagts med silikon) och silpoly (silikonbelagd polyester, vilket är mindre vanligt på grund av polyesterns lägre rivstyrka men används ibland i billiga tarpar och tält). Ibland ser du vilseledande saker som “yttertält och golv är behandlade med silikon”, “belagda med ett hållbart silikonavvisande medel” eller “silikonbehandlat ripstop-nylon”, när företag faktiskt använder sig av sil/PU- eller sil/PE-tyger, så se till att gräva djupt i tekniska specifikationer för att vara säker på vad du faktiskt får.
Till skillnad från polyuretaner (både PU och PE) är silikon en oorganisk polymer. Molekylerna som utgör organiska polymerer har kolstrukturer, medan kiseloner är uppbyggda kring en mycket stabil Si-O-bindning. Detta är grunden för silikons kemiska inerthet. Silikon är mycket mer inert än polyuretaner, vilket innebär att det är mindre benäget att reagera med andra föreningar (till exempel hydrolys). Detta är anledningen till att det är möjligt att göra silikon som är säkert att använda i köksredskap eller interna tillämpningar som implantat. Men vad gör silikon så bra för tält?
Mängden silikon som kan appliceras på ett tyg begränsas av tygets tjocklek. Med PU-beläggningar kan du fortsätta att lägga på beläggning efter beläggning på utsidan av den senaste beläggningen, vilket är hur du kan få så höga HH-resultat. Det är inte lika enkelt med silikon, så huvudnackdelen med silikonbeläggningar är att det är svårt att få vattenpelare mycket högre än 2000 mm när du använder lätta tyger. Det här har inte varit ett problem enligt vår erfarenhet. Under normala förhållanden är silikon så hydrofobiskt att vätning inte är ett bekymmer. Sil/sil-tyger absorberar lite eller inget vatten alls. Eftersom silikon förhindrar att din nylon suger upp vatten minskas tygets töjning på grund av fukt markant och väven (eller tarpen) håller sig mycket stramare när det är blött. Du kan få ditt tält nästan helt torrt bara genom att skaka det ordentligt. Det här innebär också att silikon ger en oöverträffad nivå av motstånd mot mögel. Det bästa av allt är att silikonbeläggningar inte hydrolyseras. Vi har aldrig sett ett sil/sil-tyg bli dåligt. Dina sil/sil-tält kommer att överleva alla andra behandlingar.
En annan enorm fördel med silikon är att till skillnad från PU och PE ökar faktiskt silikonbeläggningar rivstyrkan på tyget som de appliceras på. Som vi nämnde ovan används silikon ofta som smörjmedel. När silikon belägger garnen i ett tyg och härdas, som det gör när det appliceras som en beläggning, gör det det lättare för garnen att glida över varandra. Detta ökar glidningen av fibrerna och därmed rivstyrkan. Sil/sil-tyger har ofta betydligt högre hållfasthet än samma tyg med en PU eller PE. Av den anledningen appliceras ofta silikon i små mängder för att förbättra rivstyrkan hos icke-vattentäta tyger.
UV-MOTSTÅND
Alla tyger skadas av UV-strålning, som finns i solljuset. PU- och PE-behandlingar är organiska polymerer, medan silikon är en oorganisk polymer. Det finns mycket kemi vi inte kommer att gå in på nu, men i grund och botten är organiska polymerer mer mottagliga för UV-nedbrytning än oorganiska polymerer. Det innebär att PU- och PE-behandlingar bryts ner mycket snabbare när de är exponerade för solen. När beläggningarna blir UV-skadade minskar deras vattentäthet, tyget blir sprött och dess styrka minskar snabbt. Även om silikonbehandlade tyger inte är immuna mot UV-skador behåller de sin vattentäthet och styrka under längre tid än PU- och PE-behandlade tyger.
SLUTSATSER
Du kanske har förstått från detta att vi på REKYL föredrar att använda sil/sil-tyger så mycket som möjligt. Så varför är de inte överallt? Det finns några hinder mellan silikonets nuvarande användningsnivå och den totala marknadsdominans det förtjänar. Det första är priset, vilket tyvärr alltid är en faktor vid val av material. Sil/sil-tyger kostar betydligt mer i genomsnitt än sina sil/PU-motsvarigheter. Enligt våra erfarenheter kostar samma basmaterial med en sil/sil-beläggning 10-30% mer än vad det skulle göra med en sil/PU-beläggning. En annan fråga är att PU helt enkelt är det sätt allt har gjorts på i många år, och det kan vara förvånande hur ovilliga många företag är att tänka nytt.
Det finns några mindre problem med silikon ur ett funktionellt perspektiv. Ett är att det inte kan tejpas effektivt. Tejpad söm är det som håller sil/PU- eller sil/PE-tyger från att läcka genom nålhålen som skapas när tältet sys. Dessutom finns det en sömstil som ökar vattentäthet och kan minska eller eliminera behovet av att försegla eller tejpa sömmen när du använder sil/sil-tyger. På lätta tyger, som det 15D vi använder i våra prylar, rekommenderar vi att använda en silikonbaserad sömförsegling för att stoppa vatten från att sugas genom sömmarna. Detta kan inte göras på fabriken på grund av långa härdningstider.