Metody laminace

Laminovací procesy jsou rozděleny do kategorií podle několika kritérií:

kombinace typu podkladu, počet vrstev a způsob spojení. Podle způsobu spojení lze dělit na laminaci lepidlem, laminaci plamenem a ultrazvukovou laminaci.

Laminace se dále dělí do tří skupin podle charakteru lepidla, laminace s mokrým lepidlem, laminace horké taveniny a laminování suchým teplem [8] .

3.2.1. Laminace ohněm

Laminace plamenem je proces, ve kterém je předem připravená tenká vrstva termoplastické pěny na podkladové textilii. Používají se například polyuretanové pěny, polyolefinové pěny a tavné (termoplastické) filmy. Při použití polyuretanové pěny vyžaduje stroj pečlivou údržbu a pravidelné čištění. Dále je také potřeba snížení emisí z kouře polyuretanové pěny. Tento podklad s polymerem je vystaven působení otevřeného ohně k vytvoření tenké vrstvy roztaveného polymeru. Roztavená vrstva polymeru působí jako lepidlo pro lepení dvou podkladů. Poté je vystavena tlaku mezi kalandry a následnému chladnutí. Na kvalitu laminace má vliv typ plynu, výška plamene a šíření, druh pěny, rychlost, tlak apod. Rychlost podkladu by měla být konstantní a intenzita plamene by měla být optimálně upravená tak, aby dostatečně roztavila polymer, ale zároveň aby nedošlo k hoření. Jedná se o jednoduchou a snadno ovladatelnou metodu, která je úsporná při vysokých objemech výroby. Nicméně působí negativně na životní prostředí, protože oheň produkuje škodlivé emise. Další nevýhodou je, že tento proces vytváří pevné vazby mezi vrstvami s malou pórovitostí, což má za následek že laminát je tuhý [3, 8].

3.2.2. Laminace mokrým lepidlem

Mokré lepidlo používané při laminování je buď na bázi vody nebo rozpouštědla.

Lepidlo je aplikováno na jednu stranu podkladu, například hlubotiskem, stříkáním, brodícími válci nebo noži. Pak jsou vrstvy pod tlakem spojeny a sušeny [8].

19

3.2.3. Laminace taveniny

K této laminaci se jako pojivo používají tavná lepidla. Tavná lepidla jsou v pevné formě ve formě prášku (různé velikosti částic) nebo granulí a taví se do kapalné fáze v rozsahu teplot 80 až 200 °C. Pevné vazby se tvoří, když se lepidlo ochladí. Tavná lepidla jsou většinou polymery a jejich sloučeniny, speciálně navrženy pro uspokojení požadavků na laminaci. Měly by mít odpovídající viskozitu taveniny, teplotu tání, požadovanou dobu vytvrzování, tvrdost a dobrou přilnavost k podkladu. V závislosti na aplikacích mohou mít prodyšnost, lehkost, pórovitost a odolnost v praní. Volíme vhodné lepidlo pro dosažení požadované kvality, flexibility a přijatelných nákladů [3, 8].

Existují dvě různé třídy tavných lepidel, a to buď termoplastické polymery nebo reaktivní tavná lepidla. Termoplast změkne a ztuhne už při mírné změně teploty.

Mezi termoplasty patří například ethylen vinyl acetát, polyamid, polyethylen, polyvinylchlorid a sloučeniny na bázi polyesteru. Jedná se o pojiva citlivá na páru a vodu, a vzhledem k nízkému bodu měknutí jsou omezené oblasti jejich použití. Reaktivní tavná lepidla jsou naopak zcela zesítěna a teplo nemění jejich tvar. Jsou velmi odolná, mají dobrou odolnost ve varu a odolnost vůči klimatickým podmínkám. Jejich nevýhodou je, že jsou ale poměrně drahá. Tato skupina zahrnuje polyuretany, které síťují za vlhka [8].

Pojivo se aplikuje například sprejem nebo extruzí. Vrstva substrátu je následně spojena s dalším podkladem pro vytvoření vícevrstvého laminátu. Tavná lepidla mají výhody oproti suché laminaci v tom, že podklad není během procesu laminování vystaven přímému působení. Stejně tak není nutný krok sušení, při kterém mohou být vysoké energetické nároky. Při tomto laminování lze také dosáhnout velice tenkých vrstev a tím zachovat flexibilitu materiálu. Další výhodou je, že tento proces je bez kouře a materiál lze snadno skladovat. Mezi nevýhody patří to, že počáteční závod může být drahý a teplo potřebné k aktivaci lepidla může poškodit substráty (např. změna barvy). Cenově je nejlevnější pojivo ve formě granulí. Prášky se liší od levných až středně drahé. Filmy se liší od drahých po velmi drahé [3, 8, 10].

20

3.2.4. Laminace suchým teplem

Suché lepidlo je další typ 100 % pevného lepidla. Na rozdíl od horké taveniny lze tento typ lepidla použít na podklad v pevném stavu a později se pomocí tepla a tlaku aktivuje k vytvoření laminované textilie. Suchá lepidla jsou prášky, pavučiny (pásy) nebo filmy z polyesteru, polyamidu, polyethylenu a termoplastického polyuretanu. Vysoký obsah sušiny bez škodlivých emisí je výhodný z hlediska ochrany životního prostředí, ale spotřeba energie k tavení a vystavení vzorku vysoké teplotě má své nevýhody [8].

Prášek lepidla tvoří jemnou strukturu o velikosti 1 až 500 µm. Může být aplikován rozptýlením (posypem) nebo nátěrem. Při tání tvoří nesouvislou vazbu, která poskytuje vysokou jemnost, splývavost a propustnost. I přesto, že neprodukují žádné škodlivé emise, tak můžou ve vzduchu poletovat jemné částice prachu. Ostatní suchá lepidla jsou v podobě filmů a pavučin. Lepidlo je v rolích jednoduše vloženo mezi vrstvy nebo na podklad. Mohou být použity na textilie s otevřenou konstrukcí, kde prášek lepidla inklinuje k vyplnění otvorů, místo aby zůstal na povrchu. Suché lepidlo je naneseno mezi dvě vrstvy a je pomocí dopravníku přepraveno do topného tunelu, kde se lepidlo rozpustí a vytvoří vazby mezi dvěma vrstvami. Jedná se o velkosériovou výrobu a může probíhat v nepřetržitém provozu [8].

3.2.5. Laminace ultrazvukem

Ultrazvuk využívá místo lepidla zvukovou energii. Ultrazvuk produkuje vysoké zvukové vlny s frekvencí 20 kHz až 1 000 000 kHz. Tento rozsah je nad rámec toho co slyší lidské ucho. Ultrazvukové vlny nesou energii, která vytváří spojení v různých materiálech. Ultrazvukové spojování či svařování se používá pro ražení, děrování, řezání, krájení a laminování [8].

V ultrazvukovém svařování jsou vysokofrekvenční elektrické signály, které vyrábí generátor. Probíhá přeměna na mechanické oscilace (kmity). To způsobuje opakované komprese a tření vláken v podkladu, což vede k tání a spojování. Nejvíce používané frekvence jsou 20, 30, 35 a 40 kHz. Amplituda kmitů a svařovací síla ovlivňují pevnost spojů. Optimální amplituda je závislá na typu materiálů, které mají být lepeny. Svařovací sílu je třeba upravit podle požadované pevnosti spoje, materiálu, času svařování, rychlosti podávání

21 podkladu apod. Ultrazvukové laminování je také velmi všestranné, jelikož lze laminovat více vrstev (do 6 až 12) a zároveň může být použit vzor ke zlepšení vzhledu a vlastností na míru. Ultrazvukové vazby poskytují textilii měkkost, prodyšnost a vysokou absorpci, aniž by se stal materiál tuhým, protože podklad se taví pouze v místě vzoru. Tato metoda se používá na vícevrstvé utěrky (ubrousky), sorbenty a zdravotnické výrobky [8].