Polaire en polyester

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Contexte

Le molleton de polyester est un tissu doux et duveteux utilisé pour les chandails, les pulls molletonnés, les vestes, les mitaines, les chapeaux, les couvertures et dans toutes les autres applications où un matériau chaud semblable à la laine est nécessaire. Il s'agit d'un matériau à poils double face, ce qui signifie que la surface avant et arrière du tissu fait germer une couche de fibres coupées, semblable au velours côtelé ou au velours. Le molleton de polyester est un tissu extrêmement durable qui non seulement retient la chaleur, mais résiste à l'humidité et sèche rapidement. Contrairement à de nombreux autres textiles synthétiques en laine, le molleton de polyester ne bouloche pas en petites boules après une utilisation prolongée. Il est devenu populaire pour les équipements de plein air au début des années 1990, car les randonneurs et les randonneurs le trouvaient plus léger et plus chaud que la laine. Il est de plus en plus populaire en tant que tissu de mode et a trouvé une multitude d'utilisations plus spécialisées. La toison de polyester a été utilisée pour fabriquer des sous-vêtements pour les astronautes, dans des combinaisons de plongée sous-marine et comme chauffe-oreilles pour les veaux nés en hiver.

Les fibres synthétiques remontent au XIXe siècle, lorsque des scientifiques en Angleterre et en Allemagne ont développé des méthodes pour extruder l'état liquide de certains produits chimiques à travers des trous fins, pour obtenir des cordes filiformes. La fibre de verre a été fabriquée de cette façon, ainsi que diverses autres fibres chimiques qui n'étaient finalement pas utiles comme textiles. Un Français, le comte Hilaire de Chardonnet, a inventé une soie artificielle dans les années 1880, utilisant de la cellulose de bois traitée à l'acide nitrique et extrudée à travers une buse. La soie Chardonnet a été le premier tissu synthétique commercialement viable. Dans les années 1920, des chimistes des laboratoires Du Pont aux États-Unis ont développé le nylon, une fibre artificielle constituée de molécules géantes en forme de ficelle. Des scientifiques britanniques ont étendu les recherches de DuPont dans les années 1940 et ont mis au point un autre polymère composé de molécules en forme de chaîne appelée polyester.

Le polyester est fabriqué en faisant réagir de l'acide téréphtalique, un dérivé du pétrole, avec de l'éthylène glycol, un autre dérivé du pétrole (communément appelé antigel). Lorsque les deux produits chimiques sont combinés à très haute température, ils forment un nouveau produit chimique appelé polymère. (Le polyester est l'un des nombreux composés chimiques connus sous le nom de polymères.) À mesure que le polymère refroidit, il devient un sirop épais. Ce sirop est forcé à travers de minuscules trous dans un disque métallique appelé filière. Au contact de l'air, les jets de polymère liquide sèchent et durcissent. La structure cristalline du polymère est une chaîne de molécules imbriquées formant essentiellement des chaînes géantes. En Angleterre, ce polymère était appelé terylène. Du Pont a obtenu les droits exclusifs des États-Unis sur le polymère en 1946, l'appelant polyester, avec le nom de marque Dacron.

Le nom chimique du polymère, qui forme le polyester, est le polyéthylène téréphtalate, ou PET. Si le PET n'est pas extrudé en fibres, il peut être transformé en le plastique couramment utilisé pour les bouteilles de soda. L'intérêt pour le recyclage des plastiques dans les années 1980 a conduit au développement de la fibre de polyester fabriquée à partir de bouteilles de soda usagées. De nombreux vêtements en molleton de polyester sur le marché aujourd'hui sont fabriqués à partir d'une combinaison de polyester recyclé et vierge.

Des chercheurs en textile de Malden Mills, un grand fabricant de Lawrence, dans le Massachusetts, ont mis au point un molleton de polyester. Malden Mills avait été le principal producteur de tissus en fausse fourrure dans les années 1970, mais a fait face à la faillite alors que ce marché s'adoucit à la fin de la décennie. Dans les années 1980, le service de recherche et développement de Malden expérimente un tissu semblable à de la fourrure en polyester, et ce avec l'avènement du molleton de polyester. Maiden a commencé à produire du molleton de polyester sous ses marques de commerce PolarTec et Polar Fleece. Les marques de Maiden comprennent la plupart des molletons de polyester sur le marché aujourd'hui.

Le molleton de polyester est extrêmement chaud en raison de sa structure. La surface du poil offre de l'espace pour les poches d'air entre les fils, et cela vaut pour les deux côtés du tissu. Parce qu'il est résistant à l'humidité, il peut garder les porteurs au chaud même dans des conditions météorologiques extrêmes. Aux États-Unis, le tissu a été popularisé pour la première fois par Patagonia, l'un des principaux fabricants de vêtements et d'équipements de plein air. L'entreprise commercialisait des vestes polaires en polyester auprès des alpinistes, et des clients passionnés testaient le nouveau matériau de haut en bas sur de nombreux sommets. D'autres fabricants de vêtements d'extérieur ont suivi avec leurs propres lignes de vêtements en molleton de polyester. Peu à peu, le tissu est passé de sa niche de textile de haute technologie et de haute performance à un usage général.

Matières premières

La matière première du molleton de polyester est le polyester, qui est fabriqué à partir de deux produits pétroliers :l'acide téréphtalique et l'éthylène glycol. Tout ou partie du fil de polyester peut être recyclé à partir de bouteilles de soda. Divers colorants constituent également des matières premières, ainsi que des substances de finition telles que le téflon ou d'autres produits chimiques imperméabilisants.

Le processus de fabrication

Production de polyester vierge

• 1 Le polyester vierge (fibre fabriquée à partir de produits chimiques réactifs et non de récipients en PET réutilisés) est produit en chauffant de l'acide téréphtalique avec de l'éthylène glycol. Les travailleurs mesurent les produits chimiques dans une cuve (ou dans un processus continu, les produits chimiques peuvent être automatiquement pompés). Un élément chauffant sous la cuve élève la température de la solution à entre 302-410" F (150-210° C). Cette première réaction crée du téréphtalate de dihydroxydiéthyle. Celui-ci est ensuite pompé dans un autoclave, qui est une cuve scellée un peu comme un autocuiseur. Le produit chimique dans l'autoclave est chauffé sous pression à environ 536 ° F (280 ° C). À cette température, le produit chimique se transforme en PET. En refroidissant, il forme un liquide visqueux. Ce liquide est ensuite extrudé à travers une pomme de douche -comme une buse, séchée et brisée en copeaux.

Une publicité pour les combinaisons syndicales Lewis publiée par la Lewis Knitting Company à la fin des années 1800. (Provenant des collections du Henry Ford Museum &Greenfield Village, Dearborn, Michigan.)

Jusqu'à la fin des années 1800, les femmes portaient des chemises ou des chemises d'une seule pièce contre leur peau. Souvent en lin, ces décalages n'étaient pas toujours efficaces pour évacuer la transpiration qui se formait contre les nombreuses couches de vêtements portés à l'époque. Dans les années 1860, cependant, on craignait que les femmes qui portaient ces chemises soient continuellement humides. Ainsi, par temps froid, ces personnes pourraient attraper un froid plus facilement car elles pourraient être trempées de sueur.

D'éminentes militantes des droits des femmes telles qu'Elizabeth Cady Stanton ont exhorté les femmes à porter des "costumes syndicaux". Ces costumes, essentiellement un haut de sous-vêtement long et des leggings reliés à la taille, étaient portés au plus près de la peau, remplaçant ainsi la chemise. Ils préféraient la combinaison syndicale car les combinaisons tricotées absorberaient l'humidité de la peau, évitant ainsi les frissons. Les combinaisons en laine étaient particulièrement appréciées, même par temps chaud, car la laine absorbe peut-être mieux l'humidité du corps. Cependant, des costumes en coton ou en lin à manches courtes et à manches courtes étaient disponibles pour les vêtements d'été si besoin était, et ceux qui en avaient les moyens pouvaient acheter des costumes en soie.

Nancy EV Bryk

Filage à chaud

• 2 Les copeaux de PET sont ensuite chauffés dans une autre cuve à 500-518°F (260-270°C). Le liquide chaud est extrudé à travers de très fines Les balles de bouteilles sont vidées sur un tapis roulant. Les ouvriers trient d'abord les bouteilles par couleur, en séparant les vertes des claires. Ensuite, les travailleurs inspectent visuellement chaque pièce afin que le résultat final soit strictement des bouteilles en PET. Le plastique trié passe ensuite dans un bain de stérilisation. Les récipients propres sont séchés et broyés en minuscules copeaux. trous dans un disque métallique appelé filière. Au fur et à mesure que le liquide sort de la filière, il durcit sous forme de fibre. Les fibres sont enroulées sur une bobine chauffée. À ce stade, les fibres forment quelque chose comme une corde épaisse, qui s'appelle le remorquage.

Production de polyester à partir de contenants PET recyclés

• 3 Lorsque le polyester est fabriqué à partir de PET recyclé, la première étape consiste à récupérer les contenants en PET usagés. Les fabricants de fils achètent des balles de bouteilles recyclées auprès de vendeurs ou de projets de recyclage municipaux.

  Les balles de bouteilles sont vidées sur un tapis roulant. Les ouvriers trient d'abord les bouteilles par couleur, en séparant les vertes des claires. Ensuite, les travailleurs inspectent visuellement chaque pièce et enlèvent tout, comme les bouchons ou les bases non PET, ou tout objet étranger, de sorte que le résultat final soit strictement des bouteilles en PET. Le plastique trié passe ensuite dans un bain de stérilisation. Les récipients propres sont séchés et broyés en minuscules copeaux. Les copeaux sont à nouveau lavés et le lot de couleur claire est blanchi. Les copeaux des bouteilles vertes restent verts et deviennent du fil qui sera teint en couleur foncée.

  Lorsque les copeaux sont bien secs, ils sont vidés dans une cuve et chauffés, puis poussés dans des filières, comme pour le polyester vierge.

  Les étapes de finition - étirage, sertissage, découpe, mise en balles - sont les mêmes que dans le procédé du polyester vierge.

Dessin et sertissage

• 4 Le câble de la bobine est ensuite tiré à travers les rouleaux chauffés d'une machine à étirer jusqu'à trois ou quatre fois sa longueur d'origine. Le dessin augmente la résistance de la fibre et aide à définir la structure cristalline des molécules de PET en cordes lisses. L'étoupe passe ensuite dans une machine à sertir, qui comprime l'étoupe et lui donne une texture froissée en accordéon. Cela ajoute également de la force. Le câble frisé passe dans un séchoir, puis est coupé en longueurs de quelques pouces et mis en balles. À ce stade, la fibre courte, pelucheuse et velue ressemble beaucoup à de la laine.

Filature en fil

• 5 Une fois le polyester mis en balles, un échantillon de chaque balle est inspecté. Les fibres sont testées pour l'uniformité de la résistance et de l'épaisseur. Si la balle réussit l'inspection, le câble coupé est envoyé à une carde, qui aligne la fibre en brins épais ressemblant à des cordes. Les brins sortent de la machine et sont enroulés dans des barils ou des conteneurs ouverts. Les cordes épaisses sont ensuite introduites dans une machine à filer. La machine à filer tord le Les copeaux sont vidés dans une cuve et chauffés, puis forcés à travers des filières. Les brins sortent de la machine et sont enroulés dans des barils ou des conteneurs ouverts. La machine à filer tord le fil dans un diamètre beaucoup plus fin et recueille le fil fini sur d'énormes bobines. brin dans un diamètre beaucoup plus fin, et recueille le fil fini sur d'énormes bobines.

Teinture

• 6 Le fabricant de textile achète du polyester au fabricant de fil sur ces bobines. Le fil est ensuite immergé dans des cuves de teinture chauffées dans la partie de l'usine appelée teinturerie. Dans le cas d'un fil fabriqué à partir de bouteilles PET recyclées vertes, la teinture doit être de teinte foncée. D'autres fils arrivent en blanc blanchi, et ceux-ci peuvent être teints de n'importe quelle couleur désirée. Après la teinture, les ouvriers passent le fil dans une machine à sécher.

Tricot

• 7 Le fil séché est ensuite introduit dans un type particulier de tricoteuse mécanique appelée machine à tricoter circulaire. La machine à tricoter lie le fil dans un tube continu de tissu. Le tube peut mesurer environ 1,47 m de large et plusieurs centaines de mètres de long.

Sieste et tonte

• 8 Pour obtenir la texture duveteuse particulière du molleton, le tissu tricoté passe ensuite dans une nappeuse. La nappeuse fait passer des poils mécaniques le long du tissu, élevant la surface du textile. Ensuite, le tissu est envoyé à une cisaille, qui utilise une lame de précision pour couper les fibres soulevées par l'action de la nappeuse. Ce même processus est utilisé pour fabriquer du velours, du velours côtelé et d'autres tissus à poils texturés.

Finition

• 9 Le tissu peut ensuite être vaporisé d'un matériau imperméable ou d'un autre produit de finition chimique qui définit la texture du matériau. Le matériau est ensuite coupé en longueurs, selon les besoins du client. Les longueurs de tissu sont enroulées autour de planches ou de planches de carton. Ces longueurs de bobinage sont appelées boulons. À ce stade, les boulons sont prêts à être envoyés au fabricant de vêtements. Le fabricant coupera le tissu selon un modèle et coudre le tissu dans un vêtement.

Sous-produits/Déchets

La fabrication de molleton de polyester à partir de bouteilles en PET recyclées est un moyen important de réduire la quantité de plastique qui serait autrement enfouie dans les décharges. Un fabricant estime que pour chaque mètre de tissu polyester composé à 80 % de PET recyclé, huit bouteilles de boissons en plastique ne sont pas mises en décharge. Patagonia, le principal fabricant de vêtements en molleton de polyester recyclé, estime que 25 bouteilles de soda entrent dans chaque veste fabriquée à partir du tissu. Le recyclage du PET en polyester serait également moins nocif pour l'environnement que la culture du coton biologique, car le coton lessive les nutriments du sol et nécessite beaucoup d'espace ouvert pour pousser. L'énergie utilisée pour fabriquer du polyester à partir de bouteilles en PET recyclées est également nettement inférieure à celle nécessaire pour chauffer les produits chimiques du polyester vierge.

Le futur

Le molleton de polyester est un tissu remarquablement confortable et adaptable, et trouvera sans aucun doute de nombreuses nouvelles utilisations. L'avenir du polyester PET recyclé semble résider dans l'amélioration de l'efficacité économique du processus de recyclage et dans la fabrication de fils de diamètre plus fin. Les bouteilles de boissons usagées sont très légères et sont donc coûteuses à transporter, car il en faut un grand volume pour en constituer une tonne. Les fabricants de fils doivent trouver des sources de bouteilles usagées à proximité de l'usine de filature afin de rendre le recyclage économiquement viable. Les fils les plus grossiers, qui sont maintenant principalement utilisés pour les tapis et les pneus, sont plus faciles à fabriquer, mais se vendent également moins cher que les fils plus fins de qualité vestimentaire. Les fabricants continueront d'affiner le processus de recyclage pour obtenir des avantages en termes de coûts. D'autres développements se concentrent sur différents processus de recyclage qui ne reposent pas sur des bouteilles de soda propres. Les fabricants de fils qui recyclent à partir de bouteilles PET achètent des bouteilles en balles auprès de distributeurs. Cependant, de nombreux programmes de recyclage municipaux ne séparent pas les bouteilles en PET des autres matières recyclables, et ce produit mixte est plus difficile à manipuler. Plusieurs fabricants européens développent une nouvelle technologie qui élimine efficacement l'excès de colorant, les métaux et les plastiques non PET du PET recyclé. Cela signifie qu'un tri manuel moins méticuleux est nécessaire avant que les bouteilles ne soient recyclées. Au fur et à mesure que le processus se perfectionnera, cela signifiera que les plastiques PET et non PET pourront être recyclés ensemble.