Coaten & Lamineren
Coating
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
Applicatietchnieken
- 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
K303 Multicoater
De K303 Multicoater van RK Instruments is een geavanceerd apparaat waarmee we hoogwaardige tests kunnen uitvoeren met flexografie- en rotogravure-inkten op uiteenlopende flexibele materialen, zoals textiel, papier en kunststoffolies. Dankzij de geïntegreerde barcoatingmodule kunnen we bovendien coatings aanbrengen in gewichten van 30 tot slechts 4 g/m².
Dit is mogelijk op zowel flexibele als stijve substraten, wat het apparaat bijzonder veelzijdig maakt.
Slot-die hotmelt coating
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 zijn100% polymeren die geen water noch organische solventen bevatten. Daarom is het een zeer economisch coating- en lamineerproces, omdat er geen droog- of curingstappen vereist zijn in tegenstelling tot de conventionele coatingpasta's gebaseerd op water of solventen.
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.
Principe
- 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.
Hotmelt coating applicatietechnieken
roll-to-roll slot-die coater (breedte 0,5 m)
- een eerste screening van de hotmeltlijm kan eenvoudig worden uitgevoerd met een lijmpistool
- Dubbelschroefs compounder om hotmelts te functionaliseren: vlamvertragend, antimicrobiële eigenschappen, enz.
Voordelen
- het systeem heeft geen water of oplosmiddelen nodig: minder emissie en geen verdamping
- recycling: thermoplastische hotmelts kunnen worden gesmolten en hergebruikt
- afwezigheid van restbaden vermindert afval
- geen extra droogoven nodig (ruimte- en energiebesparing)
Lamineren
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)
Lamineren via co-extrusie
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.
De vlakfilm- of co-extrusielijn van Centexbel (geïnstalleerd in Kortrijk) is geschikt voor vrijstaande folie-extrusie en laminering op diverse substraten.
- De lijn is uitgerust met drie doseereenheden gekoppeld aan drie enkelschroefsextruders.
- Deze individuele extruders kunnen worden aangesloten op één voedingsblok.
- Door de unieke combinatie van dit voedingsblok kan de polymeermassa van de drie extruders worden verwerkt tot één meerlaagse folie.
- De geëxtrudeerde film kan worden verwerkt als een enkele film of worden gelamineerd op een geselecteerd substraat.
- Het gelamineerde substraat of de geëxtrudeerde film wordt vervolgens gekalanderd met roestvrijstalen koelwalsen en gedroogd bij omgevingscondities voordat hij definitief wordt gewikkeld.
- Op verzoek kan het gelamineerde substraat of de folie op een specifieke maat worden gesneden.
Procesparameters
- Substraatbreedte: ≤ 500 mm
- Breedte van de coating: ≤ 500 mm
- Laagdikte: ≥ 100 µm (tot 10 µm)
- Temperatuur extruder en slot-die: ≤ 450 ºC
- Temperatuur roestvrijstalen rollen: ≤ 200 ºC
- Doseereenheden: tot 3 verschillende polymeren
- Smeltviscositeit: ≤ MFI 25
- Minimum hoeveelheid polymeer: 20 kg
- Minimale substraatgrootte: 200 m
Garencoaten
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
Garen voor energie-opslag
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.
Door een Cu draad te coaten met geleidende lagen is Centexbel erin geslaagd een draad te creëren die energie opslaat (batterijfunctie) die vervolgens gebreid of geweven kan worden tot weefsels voor gebruik in gebieden zonder toegang tot een energienetwerk.