Het Centexbel coating & finishing platform bestaat uit verschillende pilootlijnen waarop we experimenten uitvoeren op het vlak van het wijzigen van de oppervlakte-eigenschappen van textiel en andere flexibele oppervlakken door middel van coating, laminage, veredeling in het kader van industriële prototyping en (collectief en privé) onderzoeksprojecten. 

De schaal van de pilootlijnen is geschikt om heel snel prototypes aan te maken met een minimum aan materiaal.

Omdat het platform deel uitmaakt van de volledige Centexbel-VKC organisatie, kunnen alle monsters aan relevante testen worden onderworpen en besproken met ons team van onderzoekers en technologische experts voor verdere verbeteringen en optimalisatie.

Centexbel investeert voortdurend in energie-efficiënte machines en uitrusting om de evoluties in duurzame productie telkens een stap voor te zijn.

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
Mathis labdryer

Mathis labdryer - coating

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

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. Om de polymeren te smelten gebruiken we, afhankelijk van het soort polymeer, een conventionele smelter of een vatsmelter.

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...

Applicatietechnieken

Het gesmolten polymeer wordt met verschillende “applicatoren” aangebracht.

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.
Hotmelt coating machine

Hotmelt coatingmachine

hotmelt granules

Hotmelt in de vorm van granulaat

solid block of hotmelt

Hotmelt in vaste vorm

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...
Laminating unit

Lamineren van twee lagen

Applicatietechnieken

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

Textielverven

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.

IR reel type dyer

Infraroodverven

In-house verfprocessen

  • infrarood verfmachine op laboschaal met 16 verfpotten om verschillende formulaties te testen in één doorgang
  • haspelverfmachine (textiel van 3m x 0.3m)
  • geaccrediteerde in-house testing van kleurechtheden tegen wrijving wassen UV, zweet, enz.

Garencoating

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.

Energy storage PU wire

PU garen voor energie-opslag

Door een PU 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.

Zeefdruk

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.

Evy Willems is screenprinting

Zeefdrukken

Kenmerken van het flatbed auto-magnetische zeefdruktoestel

  • maximale afmetingen: 50 cm x 80 cm
  • creatie van decoratieve prints en geleidende tracks voor slim textiel
  • direct/indirect printen
  • ontwikkelen van inkten voor de creatie van geleidend, functioneel textiel
  • inkapseling en integratie van prints op textiel

UV en UV-LED curing

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 curing installation

UV-curing installatie

Voordelen

  • watergebaseerde of volledig solvent-vrije (100% systemen) formulaties
  • milieuvriendelijke technologie voor het uitharden van functionele textielcoatings en -finishes: lage VOC uitstoot en minder waterverbruik
  • geschikt voor warmtegevoelige substraten
  • snel en laag energieverbruik
  • kan op elke bestaande coatinglijn worden geïnstalleerd
  • kleine afmetingen

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

UV-LED curing installation

UV-LED curing installatie

Bijkomende voordelen tegenover UV curing

  • geen voorverwarming van de lamp (aan-uit)
  • geen schadelijk UV-C en UV-B straling
  • kwikvrije lamp
  • geen ozongeneratie
  • geen infraroodstraling (belangrijk voor warmtegevoelige textielsoorten)

Sol-gel technologie

Multifunctionele materialen vereisen een multidisciplinaire aanpak waarbij de traditionele wetenschappen (chemie, fysica, biologie...) samengaan in nieuwe technologieën. Bovendien moeten deze innovatieve technologieën in staat zijn de kloof te dichten tussen polymeren, keramische materialen of metalen, tussen organische en anorganische materialen of tussen de minerale en biologische wereld. De sol-gel technologie kan hiervoor een oplossing bieden.

De eerste experimenten met sol-gel vonden plaats in de jaren 1950. Wegens hun anorganische natuur, zijn sol-gel lagen bijzonder sterk en bestand tegen slijtage. Daardoor zijn zeer dunne 'nanometrische' lagen al voldoende om het gewenste effect te verkrijgen. Sinds enkele jaren groeit de belangstelling om de sol-gel technologie ook op textiel toe te passen, waarbij de formules en methodes uit andere industriële sectoren aangepast moeten worden aan de grondstof en specifieke eigenschappen van textiel.

Sol-gel scheme

Principe van de sol-gel technologie

Het sol-gel principe

Het voorbereidende materiaal (precursor) bestaat doorgaans uit anorganische metaalzouten of metallische organische componenten zoals metaalalkoxiden. Deze precursors worden onderworpen aan een reeks hydrolyse en polymerisatie reacties om een colloïdale oplossing (of "sol" van solutie/oplossing) te verkrijgen.

Door deze oplossing verder te bewerken wordt de sol omgezet in een keramisch materiaal in verschillende vormen voor verschillende toepassingen:

  • dunne lagen (films) voor spin- of dip-coating
  • via een gietproces van de "sol" verkrijgen we een natte gel die tot een dichte keramische structuur wordt omgevormd via evaporatie en warmtebehandeling
  • onder superkritische condities wordt een zeer poreus materiaal gevormd met een zeer lage dichtheid (aerogel)
  • door de viscositeit van de sol aan te passen kunnen we keramische vezels produceren
  • via verneveling, spray pyrolyse of emulsietechnieken verkrijgen we ultrafijne en uniforme keramische poeders

Plasmabehandeling

Via een plasmabehandeling wordt het oppervlak van textiel gewijzigd zonder de bulkeigenschappen ervan aan te tasten (treksterkte, flexibiliteit, dichtheid...).

Het gebruik van atmosferische plasma is een economisch én ecologisch interessante techniek.

Onderstaande tekening illustreert het werkingsprincipe: door middel van een plasmabron wordt een plasmazone gegenereerd met energetische en actieve deeltjes (fotonen, elektronen, ionen). Het textielmateriaal wordt geleid doorheen die zone waar het wordt behandeld.

Plasma surface treatment - principle

Door het type gas - en eventueel - de precursor te variëren kunnen we de oppervlakte-eigenschappen wijzigen voor het verbeteren of aanbrengen van verschillende eigenschappen of functionaliteiten zoals:

  • betere verving en bedrukking
  • betere kleefkracht
  • aanbrengen van antibacteriële producten
  • elektrische geleidbaarheid
  • sterilisatie
  • vlamwerendheid
  • antikrimp ...