Jürgen Hanel, hoofd Technical Textiles Business bij Monforts, schetst de ontwikkeling van de textielcoatingindustrie

Mönchengladbach, Duitsland - 20 maart 2020 - Mensen zijn de enige primaten zonder vacht, kunnen zichzelf beschermen tegen de elementen en gebruiken eerst dierenhuid en -bont om zichzelf te beschermen tegen koude of ultraviolette straling. De impact hangt af van waar ze zich in de wereld bevinden.
Meer dan 5.000 jaar geleden ontwikkelden mensen stoffen geweven van plantaardige vezels en wol, die veel voordelen met zich meebrachten, zoals warmte, zachtheid en ademend vermogen, en UV-bescherming. De ontwikkeling van het verven leidde geleidelijk tot het concept van mode.
Er is echter nog steeds een probleem: het voorzien in regenwater voor mensen in vochtige klimaatgebieden en later voor zeevarenden. Tot voor kort werden bont en leer hiervoor veel gebruikt.
Tot de 19e eeuw ontwikkelde de Schotse textielfabrikant en uitvinder Charles Macintosh eindelijk een haalbare oplossing. Hoewel het gebruik van waterdichte rubberen kleding geen nieuw idee was, begonnen de Azteken deze methode al in het Columbus-tijdperk te gebruiken.
Later maakten Franse wetenschappers de ballon luchtdicht en ondoordringbaar door de stof te impregneren met rubber opgelost in terpentijn, maar dit oplosmiddel kon geen kledingstukken op bevredigende wijze maken.
Macintosh impregneerde ook eerst dikke wollen stoffen met natuurlijke rubberoplossingen. Het resultaat is waterdicht, maar ruikt vettig en plakkerig door wolvet.
Pas als er een methode wordt ontwikkeld om één zijde van het weefsel te coaten en zwavel aan de droger wordt toegevoegd om het rubber te verwarmen (vulkanisatieproces), kunnen met Macintosh gecoate weefsels op de markt worden gebracht.
Helaas is de coatingmethode van de stof en in welke droogoven onbekend, maar deze ontwikkeling legde de basis voor de stofcoating zoals we die nu kennen.
Er zijn twee fundamenteel verschillende basiscoatingprocessen: luchtmescoating en rolmescoating.
Bij luchtmescoating wordt de rakelstrip op het oppervlak van de stof geborsteld, waardoor de hoogviskeuze verf in de ruimte tussen de materialen wordt gedrukt.
Het is bij deze methode onmogelijk om chemicaliën met een lage viscositeit toe te passen, anders druppelt de pasta in de gaas/geweven opening.
Gebruik echter eerst een luchtmescoating waar de stof geseald moet worden, zoals een paraplu, om te voorkomen dat er opspattend water in het interieur terechtkomt. Andere voorbeelden zijn douchegordijnen, regenjassen, bagage- en rugzakstoffen, tenten, enz.
Luchtmescoating wordt ook gebruikt voor matrastijk en meubelstoffen. In dit geval wordt een achtercoating met dubbele functie aangebracht: het materiaal vloeistofondoorlatend maken en fixeren. Bij meubelstoffen kan dit de pool fixeren, maar het kan ook worden gebruikt om technische effecten te bereiken, zoals brandveiligheid.
In mode- en decoratieve goederen worden ook luchtmescoatings gebruikt voor eenzijdige kleuring, terwijl de textielmaterialen van schoenen worden gecoat om ze waterdicht te maken.
Luchtmescoatings voor technisch textiel kennen een breed scala aan toepassingen, van filterdoek tot textielafdichtingen tot koolstofvezelimpregnering.
Naast coating met verdikte pasta's is er ook luchtmesschuimcoating. In dit geval wordt het fysieke schuim geproduceerd in een speciale schuimmachine (vergelijkbaar met slagroom) en voor het coatingmes geplaatst. Gebruik een mes om het schuim in de stof te drukken en het schuim te vernietigen.
Deze zogenaamde onstabiele schuimcoating wordt bijvoorbeeld gebruikt voor overgeverfde jeans. Bij de gekleurde/ongekleurde variant wordt het vlies op deze manier ook gefixeerd en bedekt.
De term ‘onstabiel’ betekent niet dat dit een slechte zeepbel is. Het onstabiele schuim is bij kamertemperatuur minimaal vijf minuten stabiel en ontleedt niet, maar de belletjes barsten vervolgens los onder een mes, of uiterlijk wanneer het schuim vervolgens in een droger wordt verwarmd.
Luchtmesschuimcoating heeft veel voordelen: door de coatingchemicaliën met lucht te verdunnen, is er minder droogkracht nodig en is de penetratiediepte lager, terwijl het ademend vermogen van de stof behouden blijft.
Bij rolmescoating (ook wel nipcoating genoemd) gebeurt het aanbrengen met het mes feitelijk in de vlucht zonder de bovenzijde van de stof te raken.
Dit heeft verschillende effecten op het eindproduct. Door het aanbrengen in de kneep wordt bijvoorbeeld het oppervlak van het textiel bedekt met een coatingcompound, zodat deze zijde van het weefsel een plasticachtig oppervlak krijgt, wat wordt bepaald door de gebruikte chemische methode.
Bekende voorbeelden van met een rolmes gecoate stoffen zijn dekzeilen, reddingsvesten, tapijtruggen, bekledingsstoffen, kofferdeksels, afdichtingsmaterialen, etc.
Vergeleken met luchtmescoating stelt rolmescoating hoge eisen aan de nauwkeurigheid van de machine. Tegenwoordig wordt echter vooral een combinatie van deze twee coatingtypen aangeboden.
Om deze reden is de coatingbalk zo ontworpen dat deze waterpas verstelbaar is en is de bereikte nauwkeurigheid afhankelijk van de leverancier van de coatingmachine.
De kookplaat kan gebruikt worden met een luchtmes of met een pasta, bijvoorbeeld bij het coaten van PVC dekzeilen, noodglijbanen, opblaasboten en pakkingen.
Bij het coaten van rolmessen wordt onstabiel en stabiel schuim gebruikt. Als er een laag onstabiel schuim wordt aangebracht, zal dit in de eerste zone van de droger uiteenvallen.
Zo wordt bij de productie van jeans de kookplaatcoating van onstabiel schuim (ook wel ‘vluchtig schuim’ genoemd) gebruikt om het denimmateriaal aan één kant te verven. Door gekleurd schuim op het oppervlak aan te brengen, kan een goed verfeffect worden bereikt en kan het gemakkelijk worden afgewassen in een industriële wasstraat om het gewenste ‘stone wash’-effect te bereiken.
Het stabiele schuim bestaat tijdens het droogproces in de droger (onder zeer milde droogomstandigheden) nog steeds en blijft als schuimlaag in de droger achter.
Een mooi voorbeeld van het aanbrengen van verf met een stabiele schuimroller is bij de productie van zonweringstoffen voor zonwering of gordijnen. Deze producten vereisen een speciale behandeling om de zachtheid van de stof te behouden en ervoor te zorgen dat het gordijn nog steeds op en neer kan worden opgerold.
Om dit doel te bereiken is een speciale coating genaamd Black-Out ontwikkeld, die een drietraps stabiele schuimcoatingserie omvat met behulp van een kookplaat.
De eerste verflaag is meestal wit, daarna de zwarte laag en vervolgens de witte laag. Droog deze drie lagen en kalandeer ze na elke laag met een kalander. Vervolgens hardt het vierde droogkanaal alle drie de lagen uit en kan eventueel een laatste toplaag worden aangebracht om de grip te verbeteren.
Dit proces is ingewikkeld en duur, en fouten kunnen resulteren in het afkeuren van de gehele productierun, dus er is ervaren en goed opgeleid personeel nodig.
Een soortgelijk proces wordt gebruikt bij de productie van reclamebanners, dat ‘blokkeren’ wordt genoemd. Dit is een meerlaagse schuimverf die voorkomt dat de afbeelding/tekst van de banner uit de achterkant van het materiaal lekt.
Laten we teruggaan naar de Macintosh en de rubberen coating aanbrengen, wat een geweldige toepassing is voor de rollercoater.
De aangebrachte rubberlaag is zo waterdicht en ondoordringbaar dat dit soort materiaal ook gebruikt kan worden voor lichte boten, reddingsvlotten, reddingsvesten en noodglijbanen in vliegtuigen.
Deze fundamentele waterdichte stof heeft echter een probleem met kleding, dat wil zeggen dat het niet toestaat dat het door de drager gegenereerde vocht ontsnapt.
Daarom staat de textielindustrie voor de uitdaging om een ​​materiaal te ontwikkelen dat regen kan voorkomen, maar de drager ook laat ademen.
Misschien wel het eerste product dat deze uitdaging kan aangaan, wordt (en wordt nog steeds) verkocht in de vorm van Gore-Tex® voor outdoorkleding. Gore-Tex® is echter geen gecoate stof, maar een gelamineerd waterdicht en ademend membraan.
De beschikbaarheid van waterdampdoorlatende polyurethaandispersies maakt ook directe coating op de binnenkant van het weefsel mogelijk. Hier wordt de kookplaatcoating aangebracht. Afhankelijk van de vereiste belasting worden stabiele schuimcoatings en pastacoatings gebruikt.
Onder lamineren wordt doorgaans verstaan ​​het samenvoegen van twee of meer lagen textiel, films, membranen of lagen van wol, en om de twee lagen bij elkaar te houden is een lijm nodig. De lijm kan worden aangebracht door middel van coating of zeefdruk.
Bij nat lamineren wordt de lijm eerst op de eerste laag aangebracht en vervolgens wordt de tweede laag nat aangebracht voordat de twee materialen worden gedroogd en aan elkaar worden bevestigd.
Bij droog lamineren wordt een lijm op een eerste materiaal aangebracht en gedroogd, en vervolgens wordt er onder hoge druk een tweede laag op aangebracht, meestal met een kalander.
Tijdens dit proces met een rakelrol een schuimlaag aanbrengen en zorgvuldig drogen. De tweede laag wordt vervolgens via een kalander in het droge schuim geplaatst. Daarna moet het laminaat echter nog steeds door hitte worden gefixeerd. Schuimlaminering voelt het zachtst aan. In het geval van polyurethaanschuim heeft lamineren ook hittebestendigheid omdat de lijm na bevestiging niet thermoplastisch is.
In dit artikel heb ik geprobeerd een overzicht te geven van de textielcoatingtechnologie en ik hoop een conclusie te trekken door slechts enkele van de coatingmaterialen op te sommen die je in het dagelijks gebruik tegenkomt.
We kunnen beginnen met matrashoezen, pantoffels, douchegordijnen en badkamermatten, dan op een tafel zetten met een gecoat tafelkleed en dan naar de gang gaan om een ​​regenjas en paraplu te halen. In auto's, van stoelhoezen tot koffers, worden talloze soorten gecoate stoffen aangetroffen. Forensen zullen veel gecoate materialen tegenkomen tijdens het rijden in treinen of bussen.
Textielcoating is nog steeds een winstgevende toekomstige technologie. Met de toename van lichtgewicht constructies zijn vezelversterkte materialen bijvoorbeeld steeds belangrijker geworden. Hier worden textiel of vezelgaas alleen gebruikt om de plastic matrix te versterken, maar het productieproces is vergelijkbaar en vertegenwoordigt daarom een ​​ander groeigebied voor textielcoatings.