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Hintergrund

Polyester-Fleece ist ein weicher, flauschiger Stoff, der für Pullover, Sweat-Shirts, Jacken, Handschuhe, Hüte, Decken und in allen anderen Anwendungen verwendet wird, wo ein warmes, wollähnliches Material benötigt wird. Es handelt sich um ein zweiseitiges Polmaterial, was bedeutet, dass sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des Stoffes eine Schicht aus geschnittenen Fasern sprießt, ähnlich wie bei Cord oder Samt. Polyester-Fleece ist ein extrem strapazierfähiger Stoff, der nicht nur Wärme speichert, sondern auch Feuchtigkeit abweist und schnell trocknet. Im Gegensatz zu vielen anderen synthetischen Wolltextilien pillt Polyester-Fleece nicht, d. h. es verknäuelt sich nach längerem Gebrauch nicht zu kleinen Bällen. Es wurde Anfang der 1990er Jahre für Outdoor-Ausrüstung populär, weil Rucksacktouristen und Wanderer es leichter und wärmer als Wolle fanden. Es wird immer beliebter als Modestoff und hat eine Vielzahl speziellerer Anwendungen gefunden. Polyesterfleece wurde zur Herstellung von Unterwäsche für Astronauten, in Tiefseetauchanzügen und als Ohrenwärmer für winterliche Waden verwendet.

Synthetische Fasern gehen auf das neunzehnte Jahrhundert zurück, als Wissenschaftler in England und Deutschland Methoden entwickelten, den flüssigen Zustand bestimmter Chemikalien durch feine Löcher zu extrudieren, um fadenähnliche Stränge zu erhalten. Auf diese Weise wurden Glasfasern und verschiedene andere chemische Fasern hergestellt, die letztendlich nicht als Textilien verwendet werden konnten. Ein Franzose, Graf Hilaire de Chardonnet, erfand in den 1880er Jahren eine Kunstseide, bei der Holzzellulose mit Salpetersäure behandelt und durch eine Düse extrudiert wurde. Chardonnet-Seide war der erste kommerziell nutzbare synthetische Stoff. In den 1920er Jahren entwickelten Chemiker in den Du Pont Laboratories in den Vereinigten Staaten Nylon, eine Kunstfaser aus riesigen, fadenförmigen Molekülen. Britische Wissenschaftler erweiterten die DuPont-Forschung in den 1940er Jahren und entwickelten ein weiteres Polymer aus fadenförmigen Molekülen namens Polyester.

Polyester wird durch die Reaktion von Terephthalsäure, einem Erdölderivat, mit Ethylenglykol, einem anderen Erdölderivat (allgemein bekannt als Frostschutzmittel), hergestellt. Wenn die beiden Chemikalien bei einer sehr hohen Temperatur kombiniert werden, bilden sie eine neue Chemikalie, die als Polymer bekannt ist. (Polyester ist eine von vielen chemischen Verbindungen, die als Polymere bekannt sind.) Wenn das Polymer abkühlt, wird es zu einem dicken Sirup. Dieser Sirup wird durch winzige Löcher in einer Metallscheibe gepresst, die Spinndüse genannt wird. Bei Kontakt mit Luft trocknen die Ströme des flüssigen Polymers und härten aus. Die kristalline Struktur des Polymers ist eine Kette ineinander greifender Moleküle, die im Wesentlichen riesige Stränge bilden. In England wurde dieses Polymer Terylen genannt. Du Pont sicherte sich 1946 die exklusiven US-Rechte an dem Polymer und nannte es Polyester, mit dem Markennamen Dacron.

Der chemische Name für das Polymer, aus dem Polyester besteht, ist Polyethylenterephthalat, kurz PET. Wenn PET nicht zu Fasern extrudiert wird, kann es zu dem Kunststoff geformt werden, der üblicherweise für Limonadenflaschen verwendet wird. Das Interesse am Recycling von Kunststoffen führte in den 1980er Jahren zur Entwicklung von Polyesterfasern, die aus gebrauchten Sodaflaschen hergestellt wurden. Viele Polyester-Fleece-Kleidungsstücke auf dem Markt werden heute aus einer Kombination von recyceltem und neuem Polyester hergestellt.

Textilforscher bei Malden Mills, einem großen Hersteller in Lawrence, Massachusetts, entwickelten Polyester-Fleece. Malden Mills war in den 1970er Jahren der führende Hersteller von Kunstpelzstoffen, stand aber vor dem Bankrott, als dieser Markt gegen Ende des Jahrzehnts nachließ. In den 1980er Jahren experimentierte die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Malden Mills mit einem pelzähnlichen Stoff aus Polyester – und damit mit dem Aufkommen von Polyesterfleece. Maiden begann mit der Produktion von Polyester-Fleece unter seinen Markennamen PolarTec und Polar Fleece. Die Marken von Maiden umfassen den größten Teil des heute auf dem Markt befindlichen Polyesterfleece.

Polyesterfleece ist aufgrund seiner Struktur extrem warm. Die Floroberfläche bietet Raum für Lufttaschen zwischen den Fäden, und das gilt für beide Seiten des Stoffes. Da es feuchtigkeitsabweisend ist, kann es den Träger auch unter extremen Wetterbedingungen warm halten. In den Vereinigten Staaten wurde der Stoff zuerst von Patagonia, einem führenden Hersteller von Outdoor-Bekleidung und -Ausrüstung, populär gemacht. Die Firma vermarktete Polyester-Fleece-Jacken an Bergsteiger, und begeisterte Kunden testeten das neue Material auf vielen Gipfeln auf und ab. Andere Outdoor-Bekleidungshersteller folgten mit ihren eigenen Polyester-Fleece-Kleidungslinien. Nach und nach trat der Stoff aus seiner Nische als Hightech-Hochleistungstextil in den allgemeinen Gebrauch über.

Rohstoffe

Der Rohstoff für Polyesterfleece ist Polyester, das aus zwei Erdölprodukten hergestellt wird: Terephthalsäure und Ethylenglykol. Das Polyestergarn kann teilweise oder ganz aus Sodaflaschen recycelt werden. Verschiedene Farbstoffe gehören ebenfalls zu den Rohstoffen, ebenso wie Veredelungsstoffe wie Teflon oder andere wasserabweisende Chemikalien.

Der Herstellungsprozess

Herstellung von Virgin Polyester

• 1 Virgin Polyester – Fasern, die aus reagierenden Chemikalien und nicht aus wiederverwendeten PET-Behältern hergestellt werden – wird durch Erhitzen von Terephthalsäure mit Ethylenglykol hergestellt. Arbeiter dosieren die Chemikalien in einen Bottich (oder in einem kontinuierlichen Prozess können die Chemikalien automatisch hineingepumpt werden). Ein Heizelement unter dem Bottich erhöht die Temperatur der Lösung auf 150-210° C (302-410″ F). Bei dieser ersten Reaktion entsteht Dihydroxydiethylterephthalat. Das Dihydroxydiethylterephthalat wird dann in einen Autoklaven gepumpt, der ein versiegelter Behälter ist, ähnlich wie ein Schnellkochtopf. Die Chemikalie im Autoklaven wird unter Druck auf ca. 280° C (536° F) erhitzt. Bei dieser Temperatur verwandelt sich die Chemikalie in PET. Wenn sie abkühlt, bildet sie eine zähflüssige Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wird dann durch eine duschkopfartige Düse extrudiert, getrocknet und in Chips gebrochen.

Eine Werbung für Lewis-Union-Anzüge, herausgegeben von der Lewis Knitting Company in den späten 1800er Jahren.

(Aus den Sammlungen des Henry Ford Museums & Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Bis in die späten 1800er Jahre trugen Frauen Unterhemden oder einteilige Unterhemden gegen ihre Haut. Diese oft aus Leinen gefertigten Unterhemden konnten den Schweiß, der sich auf den vielen Schichten der damals getragenen Kleidung bildete, nicht immer effektiv ableiten. In den 1860er Jahren gab es jedoch Bedenken, dass Frauen, die diese Unterhemden trugen, ständig feucht waren und sich daher bei kaltem Wetter leichter erkälten konnten, da sie mit Schweiß durchtränkt waren.

Prominente Frauenrechtlerinnen wie Elizabeth Cady Stanton forderten die Frauen auf, „Union Suits“ zu tragen. Diese Anzüge, im Wesentlichen ein langes Unterwäscheoberteil und Leggings, die in der Taille verbunden waren, wurden möglichst nah an der Haut getragen und ersetzten so das Unterhemd. Die Frauen bevorzugten die Union Suits, weil die gestrickten Anzüge die Feuchtigkeit von der Haut wegleiteten und so ein Auskühlen verhinderten. Besonders beliebt waren Anzüge aus Wolle – auch bei heißem Wetter -, da Wolle die Feuchtigkeit am besten vom Körper ableitet. Für den Sommer gab es jedoch auch kurzbeinige und kurzärmelige Anzüge aus Baumwolle oder Leinen, und wer es sich leisten konnte, kaufte sich vielleicht einen Anzug aus Seide.

Nancy EV Bryk

Schmelzspinnen

• 2 Die PET-Chips werden als nächstes in einem weiteren Bottich auf 500-518° F (260-270° C) erhitzt. Die heiße Flüssigkeit wird durch sehr feine
  

  Die Flaschenballen werden auf ein laufendes Band entleert. Die Arbeiter sortieren die Flaschen zunächst nach Farben, trennen grüne von durchsichtigen Flaschen. Dann kontrollieren Arbeiter jedes Stück visuell, so dass das Endergebnis ausschließlich PET-Flaschen sind. Der sortierte Kunststoff wandert dann in ein Sterilisationsbad. Die sauberen Behälter werden getrocknet und in winzige Chips zerkleinert.

  Löcher in einer Metallscheibe, die Spinndüse genannt wird. Wenn die Flüssigkeit aus der Spinndüse herausspritzt, härtet sie in Faserform aus. Die Fasern werden auf eine beheizte Spule gewickelt. An diesem Punkt bilden die Fasern so etwas wie ein dickes Seil, das als Werg bezeichnet wird.

Herstellung von Polyester aus recycelten PET-Behältern

• 3 Wenn Polyester aus recyceltem PET hergestellt wird, ist der erste Schritt das Sammeln gebrauchter PET-Behälter. Garnhersteller kaufen Ballen von recycelten Flaschen von Händlern oder von kommunalen Recyclingprojekten.

  Die Flaschenballen werden auf ein laufendes Band entleert. Die Arbeiter sortieren die Flaschen zunächst nach Farbe und trennen grüne von durchsichtigen Flaschen. Dann führen die Arbeiter eine Sichtprüfung durch und entfernen alles, was nicht zu PET gehört, wie z. B. Verschlüsse, Böden oder Fremdkörper, so dass das Endergebnis ausschließlich aus PET-Flaschen besteht. Der sortierte Kunststoff kommt dann in ein Sterilisationsbad. Die sauberen Behälter werden getrocknet und in kleine Chips zerkleinert. Die Chips werden erneut gewaschen und die helle Charge wird gebleicht. Späne aus grünen Flaschen bleiben grün und werden zu Garn, das dunkel gefärbt wird.

  Wenn die Späne gründlich getrocknet sind, werden sie in einen Bottich geleert und erhitzt, dann durch Spinndüsen gepresst, genau wie bei neuem Polyester.

  Die Veredelungsschritte – Ziehen, Kräuseln, Schneiden, Ballen – sind die gleichen wie beim Prozess für reines Polyester.

Ziehen und Kräuseln

• 4 Das Kabel von der Spule wird anschließend durch die beheizten Walzen einer Ziehmaschine auf die drei- oder vierfache Länge gezogen. Das Ziehen erhöht die Festigkeit der Faser und hilft, die kristalline Struktur der PET-Moleküle in glatte Stränge zu bringen. Anschließend durchläuft das Kabel eine Kräuselmaschine, die das Kabel zusammendrückt und ihm eine gekräuselte, ziehharmonikaartige Struktur verleiht. Dadurch wird auch die Festigkeit erhöht. Das gekräuselte Werg durchläuft einen Trockner und wird dann in Längen von einigen Zentimetern geschnitten und zu Ballen gepresst. An diesem Punkt sieht die kurze, flauschige, haarige Faser sehr ähnlich wie Wolle aus.

Spinnen zu Garn

• 5 Nachdem das Polyester zu Ballen gepresst wurde, wird eine Probe von jedem Ballen inspiziert. Die Fasern werden auf Gleichmäßigkeit der Stärke und Dicke geprüft. Wenn der Ballen die Inspektion besteht, wird das geschnittene Werg zu einer Krempelmaschine geschickt, die die Fasern zu dicken, seilartigen Strängen ausrichtet. Die Stränge fließen aus der Maschine und werden in Fässer oder offene Behälter gewickelt. Die dicken Stränge werden dann einer Spinnmaschine zugeführt. Die Spinnmaschine verdreht die
  

  Die Späne werden in einen Bottich entleert und erhitzt, dann durch Spinndüsen gepresst. Die Stränge fließen aus der Maschine und werden in Trommeln oder offenen Behältern aufgewickelt. Die Spinnmaschine zwirbelt den Strang zu einem viel feineren Durchmesser und sammelt das fertige Garn auf riesigen Spulen.

  Die Spinnmaschine verdreht den Strang in einen viel feineren Durchmesser und sammelt das fertige Garn auf riesigen Spulen.

Färben

• 6 Auf diesen Spulen kauft der Textilhersteller Polyester vom Garnhersteller. Das Garn wird als nächstes in beheizte Färbebottiche in dem Teil der Fabrik getaucht, der Färberei genannt wird. Bei Garnen, die aus grünen recycelten PET-Flaschen hergestellt werden, muss der Farbstoff einen dunklen Farbton haben. Andere Garne kommen weiß gebleicht an und können in jeder gewünschten Farbe gefärbt werden. Nach dem Färben führen die Arbeiter das Garn durch eine Trockenmaschine.

Stricken

• 7 Das getrocknete Garn wird als nächstes in eine bestimmte Art von mechanischer Strickmaschine, die Rundstrickmaschine, geführt. Die Strickmaschine bindet das Garn zu einem kontinuierlichen Schlauch aus Stoff. Der Schlauch kann etwa 1,47 m breit und mehrere hundert Meter lang sein.

Aufrappen und Scheren

• 8 Um die besondere flauschige Textur des Vlieses zu erreichen, wird das gestrickte Material als nächstes durch einen Aufrapper geführt. Der Napper fährt mit mechanischen Borsten an der Ware entlang und hebt die Oberfläche des Textils an. Anschließend wird der Stoff einer Schermaschine zugeführt, die mit einem Präzisionsmesser die durch die Wirkung des Nappers angehobenen Fasern abschneidet. Dieses Verfahren wird auch bei der Herstellung von Samt, Cord und anderen strukturierten Florgeweben verwendet.

Ausrüstung

• 9 Der Stoff kann als nächstes mit einem wasserfesten Material oder mit einem anderen chemischen Ausrüstungsmittel besprüht werden, das die Textur des Stoffes festigt. Das Material wird als nächstes in Längen geschnitten, je nach Bedarf des Kunden. Die Stoffbahnen werden um Bretter oder Pappbretter gewickelt. Diese gewickelten Längen werden Riegel genannt. An diesem Punkt sind die Bolts bereit, an den Bekleidungshersteller geschickt zu werden. Der Hersteller schneidet den Stoff nach einem Muster zu und näht den Stoff zu einem Kleidungsstück.

Nebenprodukte/Abfall

Die Herstellung von Polyestervlies aus recycelten PET-Flaschen ist ein wichtiger Beitrag zur Reduzierung der Plastikmenge, die sonst auf Mülldeponien landet. Ein Hersteller schätzt, dass für jeden Meter Polyesterstoff aus 80 % recyceltem PET acht Plastikgetränkeflaschen von der Mülldeponie ferngehalten werden. Patagonia, der führende Hersteller von Fleece-Bekleidung aus recyceltem Polyester, schätzt, dass in jede aus dem Stoff hergestellte Jacke 25 Getränkeflaschen kommen. Das Recyceln von PET zu Polyester ist angeblich sogar weniger umweltschädlich als der Anbau von Bio-Baumwolle, da Baumwolle Nährstoffe aus dem Boden auslaugt und so viel freie Fläche zum Wachsen benötigt. Die Energie, die für die Herstellung von Polyester aus recycelten PET-Flaschen benötigt wird, ist auch deutlich geringer als die, die zum Erhitzen der Chemikalien für neues Polyester benötigt wird.

Die Zukunft

Polyesterfleece ist ein bemerkenswert komfortables und anpassungsfähiges Gewebe und wird zweifellos viele neue Verwendungsmöglichkeiten finden. Die Zukunft von recyceltem PET-Polyester scheint darin zu liegen, den Recyclingprozess wirtschaftlicher zu gestalten und Garne mit feineren Durchmessern herzustellen. Gebrauchte Getränkeflaschen sind sehr leicht und daher teuer zu transportieren, da man eine große Menge von ihnen benötigt, um eine Tonne zu erzeugen. Garnhersteller müssen Quellen für gebrauchte Flaschen in der Nähe der Spinnerei finden, um das Recycling wirtschaftlich zu machen. Die gröberen Garne, die heute vor allem für Teppiche und in Reifen verwendet werden, sind einfacher herzustellen, lassen sich aber auch billiger verkaufen als die feineren Garne in Bekleidungsqualität. Die Hersteller werden den Recyclingprozess weiter verfeinern, um Kostenvorteile zu erzielen. Andere Entwicklungen konzentrieren sich auf andere Recyclingprozesse, die nicht auf saubere Sodaflaschen angewiesen sind. Garnhersteller, die PET-Flaschen recyceln, kaufen gepresste Flaschen von Händlern. Allerdings trennen viele kommunale Recyclingprogramme PET-Flaschen nicht von anderen Wertstoffen, und dieses gemischte Produkt ist schwieriger zu handhaben. Mehrere europäische Hersteller entwickeln neue Technologien, die effizient überschüssige Farbstoffe, Metalle und Nicht-PET-Kunststoffe aus recyceltem PET entfernen. Das bedeutet, dass weniger akribische Handsortierung erforderlich ist, bevor die Flaschen recycelt werden. Wenn das Verfahren perfektioniert ist, wird es bedeuten, dass PET und Nicht-PET-Kunststoffe gemeinsam recycelt werden können.