Det finns en växande oro över textilproduktionens miljöpåverkan och många vattentäta produkter på marknaden är beredda med giftiga kemikalier. Detta ökar efterfrågan på nya hållbara materialalternativ, men gör giftfria, andningsbara och vattentäta textilier, hållbart och ekonomiskt har hittills visat sig vara en utmaning.

Nu, Aalto-forskare har utvecklat en ekologisk och vattenavvisande vaxpartikelbeläggning lämplig för träcellulosafibrer, som också behåller textilens andningsförmåga och naturliga känsla. Beläggningen använder karnaubavax, som också används i sådana saker som mediciner, livsmedel, samt ytbehandling av frukter och bilvaxer. Den nya beläggningen lämpar sig inte bara för textilier utan även för andra cellulosabaserade material.

Under bearbetningen, vaxet tinas och sönderdelas i vatten till vaxpartiklar som är anjoniska (d.v.s. negativt laddade) precis som cellulosa. För att vaxpartiklarna ska fästa bra på cellulosaytan, något katjoniskt (dvs positivt laddat) behövs som en buffert, eftersom de motsatt laddade partiklarna attraherar varandra. I tidigare studier, ett naturligt protein som heter polylysin användes för detta.

Dock, som Aalto University Ph.D. student Nina Forsman påpekar, "Polylysin är väldigt dyrt så i vår nuvarande studie, den har ersatts med en mycket billigare, katjonisk stärkelse som redan finns kommersiellt tillgänglig." Även om katjonisk stärkelse inte är lika effektiv som polylysin, två lager av stärkelsen blandat med två vaxpartiklar räcker för att göra textilen vattentät.

Forskarna jämförde andningsförmågan hos textilier behandlade med naturligt vax med textilier som hade behandlats med kommersiella produkter. Ekologiska vaxpartiklar gjorde textilierna vattentäta och behöll även sin andningsförmåga, medan textilier behandlade med kommersiella kontroller hade minskad andningsförmåga.

I det tvärvetenskapliga forskarteamet ingick även designern Matilda Tuure från Aalto University School of Arts, Design och arkitektur och som en del av hennes masteruppsats, hon designade och tillverkade tre lager för vilka vaxbeläggningarna sattes igenom sina steg.

Vaxning och färgning samtidigt

Vaxbeläggningen kan appliceras på textilen genom att doppa, spraya eller borsta på ytan av textilen, och alla tre metoderna testades. De fann att doppning är lämplig för mindre klädesplagg och att spraya eller borsta är bättre för större. Vid produktion i industriell skala, vaxbehandling kan vara en del av textilbehandlingsprocessen tillsammans med färgpigmenteringen av vaxet, vilket gör färgning och tätskikt möjlig på samma gång.

Forskargruppen fann att vaxbeläggningen inte är resistent mot tvättmedel, så produkten lämpar sig bäst för mer sällan tvättade ytterplagg som jackor. För enkelhetens skull, konsumenten skulle potentiellt kunna applicera beläggningen själv på textilen efter varje tvätt, och detta kräver dock mer forskning och utveckling.

Effekten av torkningstemperaturen efter vaxbehandling på vattentätningen observerades också, och man drog slutsatsen att den bästa vattenbeständigheten erhålls när torkningstemperaturen är lägre än vaxets smälttemperatur.

"Vi testade beläggningen på olika textilmaterial:viskos, tencel, bomull, hampa och bomullsstickor. Vi fann att ytråheten hos textilier påverkar hur väl den stöter bort vatten – ju strävare yta, desto bättre. Det här är för att, på en grov yta, vattendroppar kommer i kontakt med textilytan på ett mindre område, säger Forsman.