Jotta toiminnalliset vaatteet kestäisivät kaikkia säitä, tarvitaan kemiallista kyllästystä. Sadetakit, uimahousut ym. PFAS-päällysteellä varustettuna lisäävät ympäristökuormitusta fluoria sisältävien iankaikkisuuskemikaalien myötä. Substanssiryhmän korvaaminen ei ole helppoa, sillä niillä on erinomaiset ominaisuudet: PFAS-hylkii vettä, likaa ja rasvaa. Siksi Empan tutkijat yhdessä teollisuuden kumppaneiden kanssa kehittävät teknologioita ja materiaaleja, joiden avulla voidaan valmistaa PFAS- vapaita tekstiilejä halutuin ominaisuuksin kestävästi ja taloudellisesti.
Innovatiivinen hanke syntyi Subitex-verkostosta, joka on pitkäaikainen yhteistyö Swiss Textiles -Sveitsin tekstiililiiton yritysten ja Empan St. Gallessa välillä. Innosuisse rahoittaman "EC0Tex"-projektin tavoitteena on tuottaa vedenkestäviä päällysteitä tekstiiligarnoille käyttämällä erikseen kehitettyä plasmapäällystyslaitetta myös ilman fluoria.
Projektin "EC0Tex" ytimessä on "Safe and Sustainable by Design"-periaate, lyhyesti SSbD. "Etsittäessä PFAS:lle vaihtoehtoja, ei pidä missään tapauksessa tuottaa ns. valitettavaksi katumista aiheuttavia korvikkeita, eli korvaavia aineita, jotka osoittautuvat myöhemmin yhtä haitallisiksi kuin alkuperäinen kemikaali", sanoo Empan tutkija Dirk Hegemann "Advanced Fibers"-laboratoriosta St. Gallenissa.
Yhdessä toteutuskumppaneiden kanssa Sveitsin tekstiiliteollisuudesta Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG ja Seilfabrik Ullmann AG syntyy uusi teollisuuteen soveltuva kyllästysmenetelmä plasman avulla. PFAS-vapaita aineita tulisi muuten käyttää liikaa perinteisillä menetelmillä, jotta PFAS- päällysteisten tekstiilien materiaalin ominaisuudet saataisiin aikaan.
Uusi plasmalaite, joka kehitettiin yhdessä Empan tutkijoiden kanssa, mahdollistaa erittäin ohuiden päällysteiden levittämisen yksittäisiin kuituihin lankassa. "Näin voimme huomattavasti vähentää käytettävien kemikaalien määrää ja samalla saavuttaa kattava kyllästäminen langoissa", sanoo Hegemann. Näin tuotettuja lankoja voitaisiin käyttää suoraan ulkoilu- ja urheiluvaatteiden mutta myös köysien tuotannossa.
Plasman induktoitu päällystystekniikka syntyy sähköisen kaasupurkauksen avulla kammiossa. Koska tämä tarjoaa paljon energiaa alhaisessa lämpötilassa, kemikaalit haihtuvat kammiossa muodostaen reaktiivisia lajeja, jotka kiinnittyvät langan yksittäisiin kuituihin. "Olemme seuranneet uutta lähestymistapaa: uusi plasmapäällystyslaite tuottaa erilaisia reaktiivisia lajeja, jotka voivat tunkeutua syvälle langan rakenteeseen", selittää Empan tutkija Dirk Hegemann. Näin saadaan aikaan kestävä ja läpäisevä päällystys.
PFAS:n vaihtoehtoina tutkijat selvittävät, miten piiorgaanisia yhdisteitä voidaan käyttää kyllästykseen. Turvallisuus myös ympäristölle altistettaessa esimerkiksi kulutuksen tai pesun kautta on tarkasti analysoitava. Ensimmäiset analyysit osoittavat, että piiorgaaniset yhdisteet muodostavat erittäin verkottuneita kerroksia, joilla on erinomaiset ominaisuudet vedenhylkynnässä ja nopeassa kuivumisessa ja jotka jopa ylittävät PFAS-kalvojen kestävyyden. Haasteena on tällä hetkellä rasvan ja lian hylkivyysominaisuudet, jotka PFAS-tekstiilit tarjoavat.
Täällä tarvitaan lisää työtä PFAS:n korvaamiseksi tekstiileissä kuten suojavaatteissa, kertoo Hegemann. Piiorgaanisten yhdisteiden suuri ryhmä avaa täällä paljon mahdollisuuksia. Plasmateknologian ansiosta on nyt myös mahdollista löytää lisää uusia ratkaisuja mukauttamalla alkuaineita ja päällystysolosuhteita ja räätälöidä tekstiilien toivottuja ominaisuuksia - samalla pitäen "Safe and Sustainable by Design"-periaatteet mielessä.