Jürgen Hanel, dyrektor działu tekstyliów technicznych w Monforts, przedstawia rozwój branży powłok tekstylnych

Monchengladbach, Niemcy – 20 marca 2020 r. – Ludzie jako jedyne naczelne nie mają futra, potrafią chronić się przed żywiołami i najpierw używają zwierzęcej skóry i futra, aby chronić się przed zimnem lub promieniowaniem ultrafioletowym. Wpływ zależy od tego, gdzie na świecie się znajdują.
Ponad 5000 lat temu ludzie opracowali tkaniny tkane z włókien roślinnych i wełny, które przyniosły wiele korzyści, takich jak ciepło, miękkość i oddychalność oraz ochrona przed promieniowaniem UV. Rozwój farbowania stopniowo doprowadził do powstania koncepcji mody.
Jednak nadal istnieje problem – zapewnienie wody deszczowej ludziom zamieszkującym obszary o wilgotnym klimacie, a później marynarzom. Do niedawna szeroko wykorzystywano do tego celu futra i skórę.
Aż do XIX wieku szkocki producent i wynalazca tekstyliów Charles Macintosh w końcu opracował realne rozwiązanie. Chociaż stosowanie gumowej odzieży wodoodpornej nie było nowym pomysłem, już w czasach Kolumba ludność Azteków zaczęła stosować tę metodę.
Później francuscy naukowcy sprawili, że balon stał się szczelny i nieprzepuszczalny, impregnując tkaninę gumą rozpuszczoną w terpentynie, ale ten rozpuszczalnik nie był w stanie w zadowalający sposób wyprodukować odzieży.
Macintosh jako pierwszy impregnował także grube tkaniny wełniane roztworami naturalnego kauczuku. Rezultatem jest wodoodporny, ale pachnie tłusto i lepko z powodu tłuszczu wełnianego.
Dopiero po opracowaniu metody powlekania jednej strony tkaniny i dodaniu siarki do suszarki w celu podgrzania gumy (proces wulkanizacji) tkaniny powlekane Macintosh będą mogły zostać wprowadzone na rynek.
Niestety nie jest znana metoda powlekania tkaniny ani piec do suszenia, ale rozwój ten położył podwaliny pod powlekanie tkanin, jakie znamy dzisiaj.
Istnieją dwa zasadniczo różne podstawowe procesy powlekania – powlekanie nożem powietrznym i powlekanie nożem rolkowym.
W przypadku powlekania nożem powietrznym listwa raklowa jest szczotkowana po powierzchni tkaniny, wciskając farbę o dużej lepkości w przestrzeń pomiędzy materiałami.
Tą metodą nie można nakładać środków chemicznych o niskiej lepkości, w przeciwnym razie pasta będzie kapać w szczelinę siatki/tkaniny.
Najpierw jednak użyj powłoki noża powietrznego w miejscach, które wymagają uszczelnienia, np. w przypadku parasola, aby zapobiec przedostawaniu się sprayu do wnętrza. Inne przykłady obejmują zasłony prysznicowe, płaszcze przeciwdeszczowe, tkaniny na bagaże i plecaki, namioty itp.
Powłokę noża powietrznego stosuje się także do tkanin materacowych i obiciowych. W tym przypadku zostanie zastosowana powłoka spodnia dwufunkcyjna, która sprawi, że materiał będzie nieprzepuszczalny dla cieczy i go utrwali. W przypadku tkanin obiciowych może to służyć do utrwalania włosia, ale można go również wykorzystać do uzyskania efektów technicznych, takich jak ochrona przeciwpożarowa.
W wyrobach modowych i dekoracyjnych powłoki noża powietrznego stosuje się również do jednostronnego kolorowania, natomiast materiały tekstylne obuwia powleka się w celu nadania im wodoodporności.
Powłoki noża powietrznego do tekstyliów technicznych mają szeroki zakres zastosowań, od tkanin filtracyjnych, przez uszczelki tekstylne, po impregnację włókna węglowego.
Oprócz powlekania zagęszczonymi pastami istnieje również powlekanie pianką nożową powietrzną. W tym przypadku pianka fizyczna wytwarzana jest w specjalnej maszynie do spieniania (podobnej do bitej śmietany) i umieszczana przed nożem powlekającym. Za pomocą noża wciśnij piankę w tkaninę i zniszcz ją.
Tak zwaną niestabilną powłokę piankową stosuje się na przykład do przebarwionych dżinsów. W wersji kolorowej/bezbarwionej w ten sposób również utrwala się i pokrywa włókninę.
Określenie „niestabilna” nie oznacza, że ​​jest to zła bańka. Niestabilna pianka jest stabilna przez co najmniej pięć minut w temperaturze pokojowej i nie ulega rozkładowi, ale pęcherzyki pękają następnie pod nożem lub najpóźniej podczas późniejszego podgrzewania pianki w suszarce.
Powłoka piankowa z nożem powietrznym ma wiele zalet - poprzez rozcieńczenie substancji chemicznych do powlekania powietrzem, wymagana jest mniejsza siła suszenia i mniejsza głębokość penetracji, przy jednoczesnym zachowaniu oddychalności tkaniny.
W przypadku powlekania nożem rolkowym (zwanego także powlekaniem dociskowym) nakładanie za pomocą noża odbywa się w rzeczywistości bez dotykania górnej strony tkaniny.
Ma to różny wpływ na produkt końcowy. Na przykład aplikacja w docisku pokrywa powierzchnię tkaniny masą powłokową, dzięki czemu ta strona tkaniny ma powierzchnię przypominającą tworzywo sztuczne, co określa zastosowana metoda chemiczna.
Dobrze znanymi przykładami tkanin powlekanych nożycami rolkowymi są plandeki, kamizelki ratunkowe, podkłady dywanowe, tkaniny obiciowe, pokrywy bagażnika, materiały uszczelniające itp.
W porównaniu z powlekaniem nożem powietrznym, powlekanie nożem rolkowym stawia wysokie wymagania dotyczące dokładności maszyny. Jednak obecnie oferowana jest głównie kombinacja tych dwóch rodzajów powłok.
Z tego powodu listwa powlekająca jest zaprojektowana tak, aby można ją było regulować w poziomie, a osiągnięta dokładność zależy od dostawcy maszyny do powlekania.
Płyta może być używana z nożem powietrznym lub z pastą np. do powlekania plandek PCV, zjeżdżalni awaryjnych, pontonów i uszczelek.
Do powlekania noża rolkowego stosowana jest niestabilna i stabilna pianka. Jeżeli nałożona zostanie warstwa niestabilnej pianki, ulegnie ona rozkładowi w pierwszej strefie suszarki.
Na przykład, przy produkcji dżinsów stosuje się powłokę kuchenną z niestabilnej pianki (zwanej także „pianą lotną”) w celu jednostronnego barwienia materiału dżinsowego. Nakładając na powierzchnię kolorową piankę można uzyskać dobry efekt wybarwienia, którą można łatwo zmyć w praniu przemysłowym uzyskując pożądany efekt „mycia kamienia”.
Stabilna pianka nadal istnieje podczas procesu suszenia w suszarce (w bardzo łagodnych warunkach suszenia) i pozostaje w suszarce w postaci warstwy piany.
Dobrym przykładem zastosowania farby stabilnym wałkiem piankowym jest produkcja tkanin zacieniających na rolety czy zasłony. Produkty te wymagają specjalnego traktowania, aby zachować miękkość tkaniny i zapewnić, że zasłonę nadal można zwijać i opuszczać.
Aby osiągnąć ten cel stworzono specjalną powłokę o nazwie Black-Out, która obejmuje trzyetapową serię stabilnego powlekania pianką przy użyciu płyty grzejnej.
Pierwsza warstwa farby jest zwykle biała, następnie czarna, a na końcu biała. Wysuszyć te trzy warstwy i kalandrować je kalandrem po nałożeniu każdej warstwy. Następnie czwarty kanał suszarki utwardza ​​wszystkie trzy warstwy i może dodać końcową warstwę nawierzchniową w celu poprawy przyczepności.
Proces ten jest skomplikowany i kosztowny, a błędy mogą skutkować odrzuceniem całej serii produkcyjnej, dlatego potrzebny jest doświadczony i dobrze przeszkolony personel.
Podobny proces stosowany jest przy produkcji banerów reklamowych, co nazywa się „blokowaniem”. Jest to wielowarstwowa farba piankowa, która zapobiega wyciekaniu obrazu/tekstu banera z tyłu materiału.
Wróćmy do Macintosha i nałóżmy powłokę gumową, co jest niesamowitym zastosowaniem dla powlekarki wałkowej.
Zastosowana warstwa gumy jest na tyle wodoodporna i nieprzepuszczalna, że ​​tego typu materiał można stosować także na lekkie łodzie, tratwy ratunkowe, kamizelki ratunkowe czy zjeżdżalnie awaryjne w samolotach.
Jednak ten podstawowy wodoodporny materiał ma wadę w stosunku do odzieży, to znaczy nie pozwala na ucieczkę wilgoci wytwarzanej przez noszącego.
Dlatego przemysł tekstylny stoi przed wyzwaniem opracowania materiału, który zapobiega deszczowi, ale jednocześnie pozwala użytkownikowi oddychać.
Być może pierwszym produktem, który może sprostać temu wyzwaniu, jest (i nadal jest) sprzedawany w postaci Gore-Tex® do odzieży outdoorowej. Jednakże Gore-Tex® nie jest tkaniną powlekaną, ale laminowaną wodoodporną i oddychającą membraną.
Dostępność przepuszczalnych dla pary wodnej dyspersji poliuretanowych umożliwia także bezpośrednie powlekanie wewnętrznej strony tkaniny. W tym miejscu nakładana jest powłoka płyty. W zależności od wymaganego naprężenia stosuje się stabilne powłoki piankowe i powłoki pastowe.
Przez laminowanie rozumie się zazwyczaj łączenie ze sobą dwóch lub więcej warstw tekstyliów, folii, membran lub warstw wykonanych z wełny, przy czym do połączenia obu warstw niezbędny jest klej. Klej Można go nakładać metodą powlekania lub sitodruku.
W przypadku laminowania na mokro klej nakłada się najpierw na pierwszą warstwę, a następnie w przypadku laminowania na mokro umieszcza się drugą warstwę, zanim oba materiały zostaną wysuszone i połączone.
W przypadku laminowania na sucho na pierwszy materiał nakłada się klej, suszy, a następnie pod wysokim ciśnieniem, zwykle za pomocą kalandra, nakłada się na niego drugą warstwę.
W trakcie tego procesu za pomocą wałka nakładamy warstwę pianki i dokładnie ją suszymy. Następnie drugą warstwę wprowadza się do suchej pianki za pomocą kalandra. Jednakże po tym czasie laminat należy jeszcze utrwalić na gorąco. Laminowanie piankowe jest najdelikatniejsze w dotyku. W przypadku pianki poliuretanowej laminowanie posiada również odporność na ciepło, ponieważ klej po utrwaleniu nie jest termoplastyczny.
W tym artykule próbowałem przedstawić przegląd technologii powlekania tekstyliów i mam nadzieję wyciągnąć wnioski, wymieniając tylko niektóre materiały powlekające spotykane w codziennym użyciu.
Możemy zacząć od pokrowców na materace, kapci, zasłonek prysznicowych i mat łazienkowych, następnie nałożyć na stół powlekany obrus, a następnie wyjść na korytarz po kurtkę przeciwdeszczową i parasol. W samochodach, od pokrowców na siedzenia po bagażniki, można znaleźć niezliczone rodzaje tkanin powlekanych. Osoby dojeżdżające do pracy zetkną się z wieloma powlekanymi materiałami podczas jazdy pociągami lub autobusami.
Powlekanie tekstyliów jest nadal opłacalną technologią przyszłości. Na przykład wraz ze wzrostem lekkich konstrukcji coraz większe znaczenie zyskują materiały wzmacniane włóknami. W tym przypadku tekstylia lub siatki włókniste służą jedynie do wzmocnienia matrycy z tworzywa sztucznego, ale proces produkcji jest podobny i dlatego stanowi kolejny obszar rozwoju powłok tekstylnych.