C'è una crescente preoccupazione per l'impatto ambientale della produzione tessile e molti prodotti impermeabili sul mercato sono preparati con sostanze chimiche tossiche. Questa è la crescente domanda di nuove alternative materiali sostenibili, ma rendendo non tossico, tessuti traspiranti e impermeabili, in modo sostenibile ed economico si è finora dimostrato una sfida.

Ora, I ricercatori Aalto hanno sviluppato un rivestimento in particelle di cera ecologico e idrorepellente adatto a fibre di cellulosa di legno, che mantiene anche la traspirabilità e la sensazione naturale del tessuto. Il rivestimento utilizza cera carnauba, che è anche usato in cose come medicine, prodotti alimentari, così come il trattamento superficiale di frutta e cere per auto. Il nuovo rivestimento è adatto non solo per i tessuti ma anche per altri materiali a base di cellulosa.

Durante la lavorazione, la cera viene scongelata e decomposta in acqua in particelle di cera che sono anioniche (cioè caricate negativamente) proprio come la cellulosa. Affinché le particelle di cera aderiscano bene alla superficie della cellulosa, è necessario qualcosa di cationico (cioè carico positivamente) come tampone, poiché le particelle di carica opposta si attraggono. Negli studi precedenti, per questo è stata utilizzata una proteina naturale chiamata polilisina.

Però, come Aalto University Ph.D. la studentessa Nina Forsman sottolinea, "La polilisina è molto costosa, quindi nel nostro studio attuale, è stato sostituito con uno molto più economico, amido cationico che è già disponibile in commercio." Sebbene l'amido cationico non sia efficace quanto la polilisina, due strati di amido mescolati a due particelle di cera sono sufficienti per rendere impermeabile il tessuto.

I ricercatori hanno confrontato la traspirabilità dei tessuti trattati con cera naturale con i tessuti che erano stati trattati con prodotti commerciali. Le particelle di cera ecologica hanno reso i tessuti impermeabili e hanno anche mantenuto la loro traspirabilità, mentre i tessuti trattati con controlli commerciali avevano una traspirabilità ridotta.

Il team di ricerca multidisciplinare comprendeva anche la designer Matilda Tuure della Aalto University School of Arts, Design e Architettura e nell'ambito della sua tesi di laurea magistrale, ha progettato e realizzato tre strati per i quali i rivestimenti in cera sono stati messi alla prova.

Ceretta e tintura allo stesso tempo

Il rivestimento in cera può essere applicato al tessuto per immersione, spruzzando o spazzolando sulla superficie del tessuto, e tutti e tre i metodi sono stati testati. Hanno scoperto che l'immersione è adatta per i capi di abbigliamento più piccoli e la spruzzatura o la spazzolatura è migliore per quelli più grandi. Nella produzione su scala industriale, il trattamento della cera potrebbe far parte del processo di finitura tessile insieme alla pigmentazione del colore della cera, che rende possibile la tintura e l'impermeabilizzazione allo stesso tempo.

Il team di ricerca ha scoperto che il rivestimento in cera non è resistente al lavaggio con detersivo, quindi il prodotto è più adatto per capi esterni lavati meno frequentemente come le giacche. Per semplicità di utilizzo, il consumatore potrebbe potenzialmente applicare il rivestimento stesso al tessuto dopo ogni lavaggio, e questo richiede però più ricerca e sviluppo.

È stato inoltre osservato l'effetto della temperatura di essiccazione dopo il trattamento con cera sull'impermeabilizzazione, e si è concluso che la migliore resistenza all'acqua si ottiene quando la temperatura di essiccazione è inferiore alla temperatura di fusione della cera.

"Abbiamo testato il rivestimento su diversi materiali tessili:viscosa, tencel, cotone, maglieria di canapa e cotone. Abbiamo scoperto che la rugosità superficiale dei tessuti influisce sulla capacità di respingere l'acqua:più ruvida è la superficie, meglio è. Questo è perché, su una superficie ruvida, le gocce d'acqua entrano in contatto con la superficie tessile in un'area più piccola, "dice Forsman.