Coating en Veredelingplatform

Coating is een techniek waarbij een samengestelde pasta wordt aangebracht op een substraat door middel van een "mes". Coating wordt toegepast om textiel te functionaliseren (voorzien van bijkomende eigenschappen volgens de eindtoepassing) en om complexe en innovatieve materialen te creëren. De samengestelde pasta bestaat doorgaans uit een bindmiddel en functionele additieven.

• eenvoudig en wijdverspreid proces
• aanbrengen van barrière-eigenschappen en/of nieuwe functionaliteiten
• evaluatie van nieuwe bindmiddelsystemen

We beschikken o.a. over de volgende technieken om de coatinglaag aan te brengen

• rakel over rol, luchtrakel, transfercoating
• thermisch of IR drogen, UV uitharden
• A4-formaat coaten (Mathis labcoater): water- of solventgebaseerd, 100% (vaste stof) systemen
• roll-to-roll systeem (0.5 m width, Matex): watergebaseerd of 100% systemen

Tijdens het Hotmelt-coatingproces wordt een materiaal in gesmolten vorm in een laag op een substraat aangebracht en vervolgens afgekoeld, waardoor de laag stolt.

Hotmelts worden gesmolten en aangebracht op textiel en andere substraten. Er bestaan twee soorten hotmeltpolymeren: thermoplastische polymeren en reactieve polymeren die vooral verschillen qua uithardingsmethode: thermoplastische polymeren worden uitgehard door afkoeling, terwijl reactieve polymeren een reactie met vb. vocht nodig hebben om uit te harden.

• Thermoplastische polymeren worden vloeibaar (=smelten) in contact met hitte (temperatuur varieert volgens de chemische samenstelling van het polymeer) en worden hard (= vaste vorm) wanneer ze worden afgekoeld. Dit proces is omkeerbaar en kan herhaald worden.
  Voorbeelden: PE (polyethyleen) en PP (polypropyleen), EVA (ethyleenvinylacetaat), TPU (thermoplastisch polyurethaan)…
• Reactieve polymeren kunnen, eens ze zijn uitgehard, niet opnieuw worden gesmolten omdat de reactie met vb. vocht aanleiding heeft gegeven tot een permanente stolling
  Voorbeelden: vocht uithardende PU, vocht uithardende APAO’s (amorfe poly-α-olefines), UV-uithardende acrylaten...

Applicatietechniek voor thermoplastische hotmelt polymeren

Centexbel beschikt o.a. over een "slot-die" hotmelt coater, waarbij de gesmolten polymeer door een gleufopening op het substraat wordt aangebracht. Het toestel met een werkbreedte van 45 cm is geschikt voor zowel coating- als lamineerproeven.

In principe komen alle flexibele materialen in aanmerking als substraat indien ze van rol tot rol kunnen worden behandeld.

Thermoplastic (biobased) hotmelts 

• PO, PES, PA, EVA, PLA, PHBV, PHA  zijn plastimeren die opnieuw kunnen worden gesmolten (omkeerbaar proces)en gerecycleerd.

Toepassingen

• thermoplastische hotmelt-polymeren met een opbrengst tussen 2 en 300 g/m² (afhankelijk van de polymeerkarakteristieken).
• gesloten "continue" of open "discontinue" coatinglaag (cfr. behoud ademend karakter) aanbrengen.

Coaten en lamineren met geëxtrudeerde materialen

Om de bepertke viscositeit van maximum 100 Pas te compenseren die met de hotmelt techniek slechts kan worden verwerkt en om ook courant toegepaste materialen in textiel, zoals PP en PET te kunnen verwerken, hebben we een extrusie-coating pilootlijn geïnstalleerd. Met deze techniek kunnen we materialen met een viscositeit tot  400 Pas of MFI 25 verwerken aan relatief hoge temperaturen.

Het extrusie-coating proces start bij de planetaire rol extruder (ENTEX), waarin de polymeer pellets opgesmolten en ontlucht worden.  Dit systeem resulteert in een uitstekende menging, homogene verwarming en lage wrijving. De smelt wordt met behulp van een pomp gelijkmatig naar de slot-die geleid, waar de coating wordt aangebracht op het substraat. Naast coating kan ook gelamineerd worden. Voor hoog viskeuze materialen kunnen we de coating tijdelijk in gesmolten toestand te houden voor een betere doordringing dankzij het infrarood veld tussen de slot-die en lamineereenheid. Daarnaast verhinderen verschillende koelrollen dat de hitte schade zou toebrengen aan het textielsubstraat.

Tijdens het co-extrusieproces worden twee of meer materialen door één matrijs geëxtrudeerd, zodat de materialen vóór het afkoelen samensmelten of aan elkaar lassen tot één structuur.

Een gelamineerd textiel bestaat uit twee of meer lagen, waarvan minstens één laag een textiel is. De lagen zijn aan elkaar verlijmd door middel van kleefmiddelen of dankzij de kleefkracht van één of meer lagen waaruit het geheel is samengesteld.

• eenvoudig en wijdverspreid proces
• toepasbaar op verschillende soorten substraat: textiel, films, membraan, folies...

Applicatietechnieken

• productie van A4 proefstukken op Mathis labcoater
• rakel-over-rol toepassingen op Matex semi-industriële lijn (0.5 m)

Het Centexbel platform is uitgerust met verschillende modules voor het coaten van garens en multifilamenten, die op een dynamische manier kunnen worden gecombineerd:

• garenspoel
• corona behandeling unit
• UV curing
• IR oven
• conventionele ovens
• dip coating
• dynamische spuitmondsystemen

Om garens optimaal te coaten, hebben de Centexbel onderzoekers toegang tot een uitgebreide reeks van in-house testmethodes om de morfologische, fysische en chemische kenmerken en de parameters van garens en coating formulaties te bepalen.

Gekleurd textiel is het resultaat van een zeer specifiek en accuraat verfproces. Het verven van textiel bestaat uit verschillende - vaak energie en water verbruikende - stappen.  Wegens de mileu-impact vereist het verven van textiel een aangepast afvalwaterbeheer.

Hoewel zeefdruk een algemeen toegepaste techniek is om decoratieve en functionele patronen aan te brengen op textiel, zet Centexbel de flatbed auto-magnetische zeefdruktechniek in voor het creëren van slim textiel en andere high-end producten op basis van geleidende inkten en/of speciale formulaties.

UV curing is een snel en milieuvriendelijk proces, dat gebruik maakt van ultraviolet licht om een fotochemische reactie te creëren dat inkten, lijmen en coatings onmiddellijk uithardt.

Toepassingen:

• harde en flexibele substraten
• geschikte techniek voor het aanmaken van prepregs en glasvezelversterkte polymeren

UV-LED curing is een gelijkaardige technologie op basis van monochromatisch in plaats van breedspectrum UV-licht.

Het platform is uitgerust met een PlasmaLine van Molecular Plasma Group die een atmosferisch drukplasma genereert in 2 lijnen met een breedte van 30cm.

Dit toestel laat ons toe om het oppervlak van elk materiaal te behandelen en om coatings te deponeren met diktes van enkele 100nm voor een brede waaier van chemische producten/precursoren. De machine is ontworpen voor inline gebruik.

Tijdens een plasmabehandeling wordt een substraat door een plasmazone getransporteerd, die door middel van een krachtbron wordt opgewekt. Deze plasmazone bestaat uit een gasvormig mengsel van energetische en actieve deeltjes (elektronen, ionen, radicalen, fotonen). De plasmabehandeling van een substraat kan worden uitgevoerd zoals het is (plasma-activatie) of door toevoeging van een precursor (plasmapolymerisatie). Het doel van de behandeling is om de oppervlaktechemie van het substraat te veranderen.