Kaplama ve laminasyon, sağladıkları görünüş ve estetik özelliklerinden daha çok teknik performansları ve fonksiyonel özellikleri ile ön plana çıkan tekstil ürünlerinin üretim yöntemlerindendir. Kaplama veya lamine kumaşların zirai tekstillerden tıbbi tekstillere, ev tekstillerinden koruyucu giysilere kadar pek çok kullanım alanı bulunmaktadır. Bu yöntemlerle üretilen kumaşların performans ve fonksiyonel özellikleri, kullanılan kaplama maddesine, uygulanan tekniğe ve tekstil yüzeyinin yapısına ve özelliklerine göre farklılıklar göstermektedir.Günümüzde önemi gittikçe artmaktadır.
Kötü hava koşulları gibi dış etkenlerden korunmak için yağ, vaks gibi maddeler kumaş üzerine aktarılarak, geçirgenlik özellikleri belli oranda kısıtlanmış kumaş elde edilerek kaplama kumaş teknolojisine ilk adım atılmıştır. Kauçuk ve polimer maddelerin keşfi ve kimya sektöründeki gelişmelerle birlikte farklı özellikte ve farklı kullanım alanlarına sahip ürünler elde edilmeye başlanmıştır.
Teknik tekstiller, kimyasallara, hava şartlarına, mikroorganizmalara dayanıklı, üstün performans ve fonksiyonel özelliklere sahip, katma değeri yüksek pahalı ürün grubudur. Laminasyon ve kaplama, teknik tekstil üretiminde kullanılan kumaşlara fonksiyonel özellik kazandırmak ve kullanım alanlarını arttırmak amaçlı uygulanan tekniklerdir. Dış etkenlerden korunmak amacıyla üretilen kaplanmış ve lamine edilmiş kumaşlar ziraat tekstillerinden medikal tekstillere, inşaat alanından koruyucu giysilere kadar pek çok kullanım alanına sahiptir. Bu kumaşların fonksiyonel özellikleri, kullanılan kaplama maddesine, uygulanan üretim tekniğine ve tekstil yüzeyinin yapısına ve özelliklerine göre varyasyon gösterebilmektedir.
Kaplama kumaşlar; dokuma, örme ya da dokusuz yüzey olarak üretilen kumaşın bir ya da her iki yüzeyini kimyasal bir madde ile kaplayarak elde edilmektedir.
Kaplama ve laminasyon, kumaşların fiziksel ve estetik özelliklerini geliştirmek ve değiştirmek, kumaşların, polimer, köpük ve filmlerin avantajlarını kombine ederek, kullanım alanını genişletmek amacıyla uygulanmaktadır.
Kaplama ve laminasyon prosesleri sonucu elde edilen tekstil ürünleri bugün tekstil endüstrisinin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Teknik tekstillere olan talebin artışı özellikle son yıllarda kaplanmış kumaşlara olan talebi de arttırmıştır.
Kaplama veya laminasyon işlemi sonucu rüzgârlık, montluk, pantolonluk gibi günlük giysilik kumaşlar üretileceği gibi, zirai tekstillerden tıbbi tekstillere, ev tekstillerinden koruyucu giysilere kadar farklı kullanım amaçları için teknik tekstil ürünlerinin üretilmesi mümkündür. Temel olarak bu kullanım alanları giysilik ürünler, giysilik dışı kullanım alanına sahip ürünler(suni deri, inşaat alanında kullanılan tekstil ürünleri, hava yastığı uygulamaları, halı arkası kaplamaları, otomobil iç döşemeleri için uygulamalar gibi), yüksek teknolojiye sahip ürünler(koruyucu veya kamuflaj giysiler, iletken polimer kaplı kumaşlar) olarak da incelenebilir. Kaplama veya laminasyon işlemi sonucu elde edilecek ürünün özellikleri kullanım alanına uygun bir zemin kumaşı, uygun kaplama materyali, uygun kaplama ya da laminasyon tekniği seçilerek belirlenmektedir.
Kaplamada Kullanılan Materyaller:
Kaplama tekniklerinin ve kaplama materyalinin(sıvı, pat, köpük) olası varyasyonları, tekstil maddelerinin aşağıda belirtilen çeşitli uygulama amaçları için mümkün modifikasyonları ile hemen hemen sınırsız bir alan oluşturmaktadır.
Kaplama, kumaşa normal terbiye prosesleriyle kazandırılamayan özel efektler için uygulanan bir işlemdir. İstenilen efekte göre sıvı, hamur veya toz halde bulunan kimyasallar toz, pasta veya köpük formunda kumaşa aktarılarak kumaş üzerinde bir film tabakası oluşturulmaktadır.
Zeminde kullanılan kumaşlar son üründe; kopma, yırtılma ve uzama gibi özellikleri sağlarken, kaplama maddesi; gözeneklilik, kumaşın kimyasal ve çevresel etkilerden korunması ve bazı durumlarda görünüm iyileştirmesi sağlamaktadır. Tekstil materyalinden beklenen su geçirmezlik, ısı yalıtım, estetik görünüm gibi bazı özellikler kumaşların polimer ile kaplanmasıyla sağlanabilmektedir.
Kaplama Maddeleri:
Kaplama maddelerinin hepsi uzun zincir lilineer moleküller olan termoplastik polimerlerdir. Son ürünün dayanıklılığını ve performansını, doğrudan bu maddelerin özellikleri etkilemektedir. Kaplama ve laminasyon işlemi süresince, kumaş ve polimer madde ısıl işleme maruz kalmaktadır ve bu nedenle kumaşta ve polimer maddede nasıl bir değişiklik olacağının daha önceden bilinmesi gerekmektedir.
Kaplama maddesinin seçim kriteri, istenen özelliğe bağlı olarak kimyasal, çevresel, mekaniksel gereklilikler, fiyat ve işleme özellikleri olmaktadır. Yukarıda kaplamada en çok kullanılan polimer maddeler ile ilgili genel bilgi ve kullanım alanları verilmektedir.
Kaplamada Kullanılan Zemin Kumaşları:
Kaplama işlemi uygulanacak olan kumaş dokuma, örme kumaş olabildiği gibi liflerden doğrudan üretilen dokusuz yüzey kumaşlarda olabilmekte ve ayrıca iplik formunda da kaplama uygulanabilmektedir.
İyi bir kaplama işleminin yapılabilmesi için seçilen kumaştan temel bazı özellikler beklenmektedir. Bunlar zemin kumaşının,
Temiz, düzgün, pürüzsüz yüzey ve sık bir yapı
Dayanıklı olması
Boyutsal stabilitesinin olması
Asit ve kimyasallara karşı dayanıklı olması
Adhezyon ve düşük maliyettir.
Zemin kumaşında en çok tercih edilen lifler ve bu liflerden üretilmiş kumaşların kaplama işlemleri açısından avantaj ve dezavantajları aşağıda verilmiştir.
Zemin kumaşının ve kaplama maddesinin seçiminin yanında kaplama işlemi için uygulanacak olan yöntem, son ürünün performans özelliklerini belirlemektedir.
Kaplama Teknikleri:
Kaplama, farklı tekniklerle yapılabilmesiyle beraber, kullanılması planlanan teknik, kaplamanın yapılacağı malzemenin cinsine ve elde edilmesi istenen özelliğe bağlıdır. Kaplama malzemesi, iplik ve lif yüzeylerinde yayılmasına olanak sağlayacak viskozitede olmalı ve kaplama sonrası kumaş yüzeyi düz ve pürüzsüz olmalıdır. Her teknikte kaplama öncesi kumaş tam en açılmalı, gerilim kontrollü beslenme yapılmalı, kaplanmış kumaş, kaplama sonrası kumaş içerisinde bulunan çözücülerin buharlaşarak uzaklaştırılabilmesi için, soğutulup sarılmadan önce bir kurutucuda işleme tabi tutulmalıdır.
Klasik kaplama tekniklerinin temelini; emdirme, hemen sonrasında kuru sıcak hava ortamında ve çoğunlukla ramözde sabit ende kurutma oluşturmaktadır. Klasik kaplama tekniklerinin yanı sıra son yıllarda kullanımı giderek artan plazma ve sol-jel teknolojisi de kaplama konusunda yeni yöntemler olarak kabul edilmektedir. Kaplama yöntemlerini, kaplama maddesinin sıvı olduğu metotlar, katı olduğu metotlar ve ayrıca plazma ve sol-jel teknolojisi ile yapılan modern kaplama metotları olmak üzere üç bölümde incelemek mümkündür.
Laminasyon
Laminasyon işlemi, kumaş katmanlarını ya da kumaş ve materyali, kompozit bir materyal oluşturmak için birleştirme prensibine dayanmaktadır. Kaplama hamuru halinde biçimlendirilemeyen polimer maddeler öncelikle film haline getirilip daha sonra kumaşa lamine edilmektedir. Kaplamada yapılabildiği gibi laminasyonda da, çözelti ya da sulu dispersiyon olarak kimyasal madde köpük formunda kumaşa aktarılabilmektedir. Laminasyon işlemi sonunda zemin kumaşı dâhil olmak üzere 2 veya daha çok katmandan oluşan bir yapı elde edilmektedir.
Laminasyonda kullanılan çok çeşitli teknikler, farklı yapılarda yapıştırıcı maddeler vardır. Kumaş ile film arasında yapışma kuvvetini oluşturabilmek için, her ikisine de uygun yapıştırıcı maddeyi kullanmak gerekmektedir. Laminasyonda kullanılan yapıştırıcılar genelde su bazlı, solvent bazlı maddeler ya da katı veya jel halinde olup sıcakta eriyik halde bulunan maddelerdir. Sıcakta eriyik halde bulunan bu maddeler film, granül, toz ya da jel formunda üretilmektedirler. Bu maddeler polyolefin, poliüretan, polyester, polyamid ya da farklı polimer veya kopolimerlerin bileşimi olabilmektedir.
Kaplama tekniğine benzer şekilde, kullanılacak olan yöntem ve makine laminasyonda kullanılacak olan yöntemin ve makina, lamine kumaşın istenilen performans özellikleri ile zemin kumaşın fiziksel özelliklerine göre belirlenmektedir. Laminasyonda amaç, zemin kumaşın özelliklerini olduğu gibi koruyarak istenilen tutumda, estetik özellikte ve dayanımda esnek bir lamine kumaş üretebilmektir.
Laminasyon tekniği su geçirmez ve nefes alabilir kumaşlarda, otomobil koltuk döşemelerinde ve ayakkabı üretimi gibi birçok alanda kullanılabilmektedir. Laminasyon ayrıca konfeksiyon sanayinde giysilerin yaka, manşet ya da kenar kıvrımlarında genellikle dikişin yerine ya da dikişi desteklemek amacıyla, bunun yanında otomotiv endüstrisi ve yelken üretiminde de dikiş yerine de kullanılmaktadır.
Laminasyonda dikkat edilmesi gereken faktörler:
- Kullanılacak malzemelerin kimyasal yapısı
- Kumaşın yüzey özellikleri
- Kumaş konstrüksiyonu
- Kumaş stabilitesi(esneme ya da çekme)
- Kumaş bitim işlemleri ya da kumaş üzerinde bulunabilecek yağ maddeleri ve adhezyonu etkileyebilecek herhangi bir faktör
- Isı dayanımı
- UV ve ışık dayanımı
- Kumaş ile polimer madde arsındaki bağın dayanıklılığı(suya,yüksek nem oranına dayanım)
- Bağ kuvveti
- Migrasyon
Laminasyon Teknikleri
A-Alevli Laminasyon (Flame Lamination)
Alevli laminasyon, otomobil koltuk döşemelik kumaşların üretilmesinde kullanılmaktadır. Yüzey kumaş, poliüretan köpük ve alt taban kumaşı laminasyon makinesine beslenir ve sonuçta üç materyal birleşmiş olarak çıkmaktadır. Yalayarak yüzeyi geçen alev yüzeyde bulunan köpüğü eritmektedir. İşlem sırasında köpük kumaş yüzeyini kaplar ve yapıştırıcı olarak işlev görmektedir. Gereken miktardaki köpükten biraz daha fazlasının kullanımı yanan köpük miktarını dengelemektedir.
Bu yöntemle esnek lamine kumaş üretilmektedir. Özellikle otomobil iç döşemelik kumaşlarda çatlama meydana gelmeden eğrilme ve kıvrılma hareketlerini gerçekleştirebilme en önemli gereksinimlerdendir.
B-Sıcak Eriyik Laminasyon
Sıcak eriyik laminasyonda, arada sıcakta eriyen yapıştırıcı film, ağ ya da toz olacak şekilde iki materyal birleştirilmektedir. Daha sonra sandviç formuna getirilen bu materyaller, materyalleri ısıtan ve lamine oluşturacak yapıştırıcı maddeyi eriten silindirlere beslenmektedir. Silindirler elektrik ile ısıtılmaktadır ve materyaller ısıyı makineden alır fakat aynı zamanda ısı çevreye yayılmaktadır. Sıcak eriyik laminasyonda karşılaşılan en önemli problemlerden biri de yapışkan maddenin ikinci materyalle temasından önce hızlı bir şekilde soğuyarak yapışkanlığını kaybetmesidir.
PERFORMANS TESTLERİ
Kaplanmış veya lamine edilmiş kumaşlarda diğer kumaşlarda olduğu gibi zemin kumaşının sıklık, kalınlık, metrekare ağırlığı gibi temel yapısal özellikler önem taşımaktadır. Bunların yanında kaplamanın veya laminasyonun etkisini belirleyebilmek amacıyla beklenen performans özellikleri test edilmektedir.
A- Adhezyon Testi
Adhezyon testi, kumaşın taban kumaşı ile kaplaması arasındaki bağlanma dayanıklılığını performansını test etmeye dayanmaktadır. Bu test, eğer kaplama tabakasının zemin kumaşa bağlanma kuvveti(adhezyon) yetersiz ise, katmanlar arası ayrılma meydana gelebilmesi sebebiyle önem taşımaktadır. Kaplama ya da lamine kumaşlarda film tabakasını taban kumaştan ayırmaya yetecek çekme kuvveti ölçülür. Bunun için atkı ve çözgü yönünde 5 yada 2,5cm genişliğinde 5'er tane kumaş örnekleri hazırlanmaktadır. Kaplama ya da film tabakası ile kumaş çenelere ayrı ayrı tutturulabilmesi için, kaplama tabakası kumaştan el yardımıyla çekilip ayrılır, çenelere yerleştirilen örnekte iki katmanı birbirinden ayırmaya yetecek kuvvet miktarı ölçülmektedir. Adhezyon testi yaygın olarak BS 3424 ya da ASTM D 751-98 standartlarına göre yapılmaktadır. Kaplama adhezyonu için gerekli olan kuvvet 50N/5cm.'dir. Bu test yaş haldeki kumaşlara uygulanmaktadır, daha düşük değerler elde edilmesine rağmen kabul edilebilir adhezyon kuvveti 35 N/5cm.dir.
B-Aşınma Direnci Testi
Kaplanmış kumaşta, kaplama tabakasının aşınma dayanımının test edilmesi, özellikle kumaşın su geçirmezliğini etkilemesi sebebiyle, büyük önem taşımaktadır. Kaplanmış kumaşın aşınma direnci, kumaşın kaplanmış yüzeyinin bir aşındırıcı yardımıyla aşındırılması sonucu belirlenmektedir. Yaygın olarak test, Martindale aşınma direnci ölçeri ile yapılmaktadır. Aşındırma sonrası kumaşta meydana gelen ağırlık kaybı miktarı kaplamanın aşınma direnci hakkında fikir vermektedir. Aşınma direncinin yanında kullanım alanına göre kaplanmış kumaş örneği 5000 tur sürtme sonrası su geçirmez özelliğe sahip olması beklenmektedir.
C-Boyutsal Stabilize Testi
Boyutsal stabilite testi, kaplanmış kumaşın soğuk su içerisinde iyice ıslatıldıktan ya da etüvde farklı sıcaklıklarda ısıtıldıktan sonra kumaşta meydana gelen çekme yüzdesini hesaplamaya dayanmaktadır. Kumaşın bitim işlemleri esnasında sıcaklık ayarlarının etkili bir şekilde yapılması, kumaşın çekme ihtimalini önemli derecede azaltmaktadır. Eğer kumaş kaplama işlemi sırasında yüksek gerilime maruz kalırsa, kumaşta dinlenme esnasında çekme gerçekleşebilmektedir.
