Heading

Achtergrond

Polyester fleece is een zachte, donzige stof die wordt gebruikt voor truien, sweatshirts, jassen, wanten, mutsen, dekens, en in alle andere toepassingen waar een warm, wol-achtig materiaal nodig is. Het is een tweezijdig poolmateriaal, wat betekent dat zowel aan de voor- als achterkant van de stof een laag gesneden vezels ontspruit, vergelijkbaar met corduroy of fluweel. Polyester fleece is een uiterst duurzame stof die niet alleen warmte vasthoudt, maar ook bestand is tegen vocht en snel droogt. In tegenstelling tot veel andere synthetische wollen stoffen, gaat polyester fleece na langdurig gebruik niet pillen – zich ophopen tot kleine bolletjes. Het werd populair in outdoor-uitrusting in het begin van de jaren 1990, omdat rugzaktoeristen en wandelaars het lichter en warmer vonden dan wol. Het wordt steeds populairder als mode-stof, en heeft een groot aantal meer gespecialiseerde toepassingen gevonden. Van polyestervlies is ondergoed voor astronauten gemaakt, het wordt gebruikt voor diepzeeduikpakken en als oorwarmers voor in de winter geboren kuiten.

Synthetische vezels gaan terug tot de negentiende eeuw, toen wetenschappers in Engeland en Duitsland methoden ontwikkelden om de vloeibare toestand van bepaalde chemicaliën door fijne gaatjes te persen, om draadachtige draden te krijgen. Op deze manier werd glasvezel gemaakt, en verschillende andere chemische vezels die uiteindelijk niet bruikbaar waren als textiel. Een Fransman, graaf Hilaire de Chardonnet, vond in de jaren 1880 kunstzijde uit met behulp van houtcellulose die met salpeterzuur was behandeld en door een spuitmond werd geëxtrudeerd. Chardonnet zijde was de eerste commercieel levensvatbare synthetische stof. In de jaren 1920 ontwikkelden chemici van de DuPont Laboratoria in de Verenigde Staten nylon, een kunstvezel gemaakt van reusachtige sliertvormige moleculen. Britse wetenschappers breidden het onderzoek van DuPont in de jaren veertig uit en kwamen met een ander polymeer, gemaakt van sliertvormige moleculen, genaamd polyester.

Polyester wordt gemaakt door tereftaalzuur, een aardoliederivaat, te laten reageren met ethyleenglycol, een ander aardoliederivaat (algemeen bekend als antivriesmiddel). Wanneer de twee chemicaliën bij een zeer hoge temperatuur worden gecombineerd, vormen zij een nieuwe chemische stof die bekend staat als een polymeer. (Polyester is een van de vele chemische verbindingen die polymeren worden genoemd.) Wanneer het polymeer afkoelt, wordt het een dikke siroop. Deze siroop wordt door kleine gaatjes in een metalen schijf, een spindop genaamd, geperst. Bij contact met de lucht drogen de stromen vloeibaar polymeer op en worden ze hard. De kristallijne structuur van het polymeer is een keten van in elkaar grijpende moleculen die in wezen reusachtige slierten vormen. In Engeland werd dit polymeer teryleen genoemd. Du Pont verwierf in 1946 de exclusieve rechten op het polymeer in de V.S. en noemde het polyester, met de merknaam Dacron.

De chemische naam voor het polymeer, waaruit polyester wordt gevormd, is polyethyleentereftalaat, of PET. Als PET niet in vezels wordt geëxtrudeerd, kan het worden gevormd tot de kunststof die gewoonlijk wordt gebruikt voor frisdrankflessen. De belangstelling voor recycling van kunststoffen leidde in de jaren tachtig tot de ontwikkeling van polyestervezel gemaakt van gebruikte frisdrankflessen. Veel kledingstukken van polyestervlies die tegenwoordig op de markt zijn, zijn gemaakt van een combinatie van gerecycled en nieuw polyester.

Textielonderzoekers bij Malden Mills, een grote fabrikant in Lawrence, Massachusetts, ontwikkelden polyestervlies. Malden Mills was in de jaren zeventig de grootste producent van namaakbont, maar dreigde failliet te gaan toen de markt aan het eind van het decennium verzwakte. In de jaren tachtig experimenteerde de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van Malden met een bontachtige stof van polyester, en dit met de komst van polyestervlies. Maiden begon polyestervlies te produceren onder de merknamen PolarTec en Polar Fleece. De merken van Maiden omvatten het grootste deel van het polyestervlies dat tegenwoordig op de markt is.

Polyester-fleece is zeer warm door zijn structuur. Het pooloppervlak biedt ruimte voor luchtzakken tussen de draden, en dat geldt voor beide zijden van de stof. Omdat het vochtbestendig is, kan het de drager zelfs onder extreme weersomstandigheden warm houden. In de Verenigde Staten werd de stof voor het eerst populair gemaakt door Patagonia, een toonaangevende fabrikant van outdoorkleding en -uitrusting. Het bedrijf bracht polyester fleecejacks op de markt voor bergbeklimmers en fervente klanten testten het nieuwe materiaal op en neer langs vele bergtoppen. Andere fabrikanten van outdoorkleding volgden met hun eigen polyester-fleece kledinglijnen. Geleidelijk aan maakte de stof de overstap van zijn niche als een high-tech, high-performance textiel naar algemeen gebruik.

Grondstoffen

De grondstof voor polyestervlies is polyester, dat wordt gemaakt van twee aardolieproducten: tereftaalzuur en ethyleenglycol. Een deel van of al het polyestergaren kan worden gerecycled uit frisdrankflessen. Verschillende kleurstoffen vormen ook de grondstof, evenals afwerkingsstoffen zoals teflon of andere waterafstotende chemicaliën.

Het fabricageproces

Productie van nieuw polyester

• 1 Nieuw polyester – vezels die zijn gemaakt van reagerende chemicaliën en niet van hergebruikte PET-verpakkingen – wordt geproduceerd door tereftaalzuur te verhitten met ethyleenglycol. Arbeiders meten de chemicaliën in een vat (of in een continu proces kunnen de chemicaliën er automatisch ingepompt worden). Een verwarmingselement onder de kuip verhoogt de temperatuur van de oplossing tot 150-210° C (302-410″ F). Bij deze eerste reactie ontstaat dihydroxydiethyltereftalaat. Dit wordt vervolgens in een autoclaaf gepompt, een afgesloten vat dat veel weg heeft van een snelkookpan. De chemische stof in de autoclaaf wordt onder druk verhit tot ongeveer 536° F (280° C). Bij deze temperatuur verandert de chemische stof in PET. Wanneer het afkoelt, vormt het een viskeuze vloeistof. Deze vloeistof wordt vervolgens door een douchekopachtige spuitmond geëxtrudeerd, gedroogd en in snippers gebroken.

Een advertentie voor Lewis vakbondspakken, uitgegeven door de Lewis Knitting Company aan het eind van de 19e eeuw.

(Uit de collecties van Henry Ford Museum & Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Tot het einde van de 19e eeuw droegen vrouwen chemises, of eendelige hemden, tegen hun huid. Vaak gemaakt van linnen, waren deze hemden niet altijd effectief in het verwijderen van het transpiratievocht dat zich vormde tegen de vele lagen kleding die in die tijd werden gedragen. Tegen de jaren 1860 was er echter enige bezorgdheid dat vrouwen die deze chemises droegen voortdurend vochtig waren, zodat deze chemise-draagsters bij koud weer gemakkelijker kou zouden kunnen vatten omdat ze doorweekt zouden zijn van het zweet.

Prominente voorvechters van vrouwenrechten, zoals Elizabeth Cady Stanton, spoorden vrouwen aan om “vakbondspakken” te dragen. Deze pakken, in wezen een lang ondergoed bovenstuk en een legging verbonden in de taille, werden het dichtst op de huid gedragen en vervingen dus de chemise. Men gaf de voorkeur aan uniepakken omdat de gebreide pakken vocht weg van de huid absorbeerden en zo rillingen voorkwamen. Vooral wollen uniepakken genoten de voorkeur – zelfs bij warm weer – omdat wol het vocht misschien het best van het lichaam afvoert. Voor de zomer waren er echter ook pakken met korte pijpen en korte mouwen van katoen of linnen, en wie het zich kon veroorloven kocht soms een zijden pak.

Nancy EV Bryk

Smeltspinnen

• 2 De PET-snippers worden vervolgens in een ander vat verhit tot 500-518° F (260-270° C). De hete vloeistof wordt geëxtrudeerd door zeer fijne
  

  Balen met flessen worden op een bewegende band geleegd. De werknemers sorteren de flessen eerst op kleur, waarbij ze de groene van de doorzichtige flessen scheiden. Vervolgens wordt elk stuk visueel geïnspecteerd, zodat het eindresultaat uitsluitend PET-flessen zijn. Het gesorteerde plastic gaat vervolgens in een sterilisatiebad. De schone verpakkingen worden gedroogd en vermalen tot kleine snippers.

  gaten in een metalen schijf die een spindop wordt genoemd. Terwijl de vloeistof uit de spindop spuit, verhardt het tot vezelvorm. De vezels worden op een verwarmde spoel gewikkeld. Op dit punt vormen de vezels iets als een dik touw, dat sleep wordt genoemd.

Polyester maken van gerecyclede PET-verpakkingen

• 3 Wanneer polyester wordt gemaakt van gerecycled PET, bestaat de eerste stap uit het verzamelen van gebruikte PET-verpakkingen. Garenproducenten kopen balen gerecyclede flessen van verkopers of van gemeentelijke recyclingprojecten.

  De balen flessen worden op een bewegende band geleegd. Werknemers sorteren de flessen eerst op kleur, waarbij ze de groene van de doorzichtige flessen scheiden. Dan inspecteren de werknemers elk stuk visueel en verwijderen alles, zoals niet-PET doppen of bodems, of vreemde voorwerpen, zodat het eindresultaat uitsluitend PET-flessen zijn. Het gesorteerde plastic gaat vervolgens in een sterilisatiebad. De schone verpakkingen worden gedroogd en vermalen tot kleine snippers. De chips worden opnieuw gewassen, en de lichtgekleurde partij wordt gebleekt. De chips van groene flessen blijven groen en worden garen dat in een donkere kleur wordt geverfd.

  Als de spaanders goed droog zijn, worden ze in een vat gegoten en verhit, waarna ze door spindoppen worden geperst, net als bij zuiver polyester.

  De afwerkingsstappen – trekken, plooien, snijden, balen persen – zijn dezelfde als in het proces voor zuiver polyester.

Trekken en krimpen

• 4 De kabel van de spoel wordt vervolgens door de verwarmde rollen van een trekmachine getrokken tot drie of vier keer zijn oorspronkelijke lengte. Het trekken verhoogt de sterkte van de vezel en helpt de kristallijne structuur van de PET-moleculen in gladde strengen te zetten. De kabel gaat dan door een plooimachine, die de kabel samenperst en een gekreukelde, accordeonachtige textuur geeft. Dit zorgt ook voor extra sterkte. De geplooide koordstof gaat door een droger, wordt dan in lengten van enkele centimeters gesneden en tot balen geperst. Op dit punt lijkt de korte, pluizige, harige vezel erg veel op wol.

Spinnen tot garen

• 5 Nadat het polyester in balen is geperst, wordt een monster van elke baal geïnspecteerd. De vezels worden getest op uniformiteit van sterkte en dikte. Als de baal door de inspectie komt, gaat de gesneden draad naar een kaardmachine, die de vezel tot dikke, touwachtige strengen maakt. De strengen stromen uit de machine en worden opgerold in vaten of open containers. De dikke draden worden vervolgens naar een spinmachine gevoerd. De spinmachine draait de
  

  De spaanders worden in een vat geleegd en verhit, waarna ze door spindoppen worden geperst. De draden stromen uit de machine en worden opgerold in vaten of open containers. De spinmachine draait de streng tot een veel fijnere diameter, en verzamelt het afgewerkte garen op grote spoelen.

  de streng tot een veel fijnere diameter, en verzamelt het afgewerkte garen op grote klossen.

Verven

• 6 De textielfabrikant koopt polyester van de garenfabrikant op deze spoelen. Het garen wordt vervolgens ondergedompeld in verwarmde verfkuipen in het gedeelte van de fabriek dat de ververij wordt genoemd. In het geval van garen gemaakt van groene gerecycleerde PET-flessen, moet de kleurstof een donkere tint hebben. Andere garens komen wit gebleekt aan, en deze kunnen in elke gewenste kleur worden geverfd. Na het verven voeren de arbeiders het garen door een droogmachine.

Breien

• 7 Het gedroogde garen wordt vervolgens in een bepaald soort mechanische breimachine, een cirkelbreimachine genaamd, gevoerd. De breimachine bindt het garen tot een ononderbroken buis van stof. De buis kan ongeveer 1,47 m (58 inch) breed en enkele honderden meters lang zijn.

Noppen en scheren

• 8 Om de specifieke donzige textuur van fleece te verkrijgen, wordt het gebreide materiaal vervolgens door een napper gevoerd. De napper laat mechanische borstelharen langs het doek lopen, waardoor het oppervlak van het textiel omhoog komt. Vervolgens gaat de stof naar een scheermachine, die met behulp van een nauwkeurig mes de vezels afsnijdt die door de werking van de napper omhoog zijn gebracht. Ditzelfde proces wordt gebruikt om fluweel, ribfluweel en andere gestructureerde poolstoffen te maken.

Afwerking

• 9 De stof kan vervolgens worden bespoten met een waterafstotend materiaal, of met een ander chemisch afwerkingsmiddel dat de textuur van het materiaal bepaalt. Het materiaal wordt vervolgens in lengtes gesneden, afhankelijk van de behoeften van de klant. De lengten doek worden om planken of kartonnen planken gewikkeld. Deze gewikkelde lengtes worden bouten genoemd. Op dit punt zijn de bouten klaar om naar de kledingfabrikant te worden gestuurd. De fabrikant snijdt de stof volgens een patroon en naait de stof tot een kledingstuk.

Bijproducten/Afval

Het maken van polyestervlies van gerecyclede PET-flessen is een belangrijke manier om de hoeveelheid plastic te verminderen die anders op stortplaatsen terechtkomt. Eén fabrikant schat dat voor elke meter polyesterstof die van 80% gerecycled PET is gemaakt, acht plastic drankflessen van de stortplaats worden geweerd. Patagonia, de toonaangevende fabrikant van gerecyclede polyester fleecekleding, schat dat er 25 frisdrankflessen gaan in elk jack dat van de stof wordt gemaakt. Het recycleren van PET tot polyester zou zelfs minder schadelijk voor het milieu zijn dan het verbouwen van biologisch katoen, omdat katoen voedingsstoffen uit de bodem lekt en zoveel open ruimte nodig heeft om te groeien. De energie die wordt gebruikt om polyester te maken van gerecycleerde PET-flessen is ook aanzienlijk minder dan de energie die nodig is om de chemicaliën voor nieuw polyester te verhitten.

De toekomst

Vlies van polyester is een opmerkelijk comfortabele en aanpasbare stof, en zal ongetwijfeld veel nieuwe toepassingen vinden. De toekomst van gerecycled PET-polyester lijkt te liggen in het economisch efficiënter maken van het recyclingproces, en in het maken van garens met een fijnere diameter. Gebruikte drankflessen zijn zeer licht en daarom duur in het vervoer, aangezien er een groot volume van nodig is om een ton te maken. Garenproducenten moeten bronnen van gebruikte flessen in de buurt van de spinnerij vinden om recycling economisch haalbaar te maken. De grovere garens, die nu vooral worden gebruikt voor tapijten en in banden, zijn gemakkelijker te maken, maar verkopen ook minder dan de fijnere garens van kledingkwaliteit. Fabrikanten zullen het recyclingproces blijven verfijnen om kostenvoordelen te behalen. Andere ontwikkelingen zijn gericht op verschillende recyclingprocessen die niet afhankelijk zijn van schone sodaflessen. Garenfabrikanten die van PET-flessen recyclen, kopen balen flessen van distributeurs. Veel gemeentelijke recyclingprogramma’s scheiden PET-flessen echter niet van andere recyclebare materialen, en dit gemengde product is moeilijker te hanteren. Verschillende Europese fabrikanten ontwikkelen nieuwe technologie die overtollige kleurstof, metalen en niet-PET-kunststoffen efficiënt uit gerecycled PET verwijdert. Dit betekent dat de flessen minder zorgvuldig met de hand hoeven te worden gesorteerd voordat ze worden gerecycled. Naarmate het proces wordt geperfectioneerd, zal het betekenen dat PET- en niet-PET-kunststoffen samen kunnen worden gerecycleerd.