Polyester

Stiftung

Polyester ist eine synthetische Faser, die aus Kohle, Luft, Wasser und Öl gewonnen wird. In einem Forschungszentrum des zwanzigsten Jahrhunderts entstanden, werden Polyesterfäden aus einer synthetischen Reaktion zwischen einem ätzenden Stoff und einer Flüssigkeit geformt. Bei dieser Reaktion verbinden sich mindestens zwei Partikel zu einem riesigen Atom, dessen Struktur sich über seine gesamte Länge wiederholt. Polyesterfäden können sehr lange Partikel bilden, die wirklich stabil und fest sind.

Polyester wird bei der Herstellung zahlreicher Artikel verwendet, darunter Kleidungsstücke, Haushaltswaren, moderne Texturen, PC- und Aufzeichnungsbänder sowie elektrische Schutzvorrichtungen. Polyester hat im Vergleich zu herkömmlichen Textilien, wie z. B. Baumwolle, einige vorteilhafte Eigenschaften. Es speichert keine Feuchtigkeit, absorbiert jedoch Öl; diese Eigenschaft macht Polyester zur idealen Textur für die Verwendung von wasser-, schmutz- und hitzebeständigen Ausrüstungen. Seine geringe Schwammigkeit macht es normalerweise auch unempfindlich gegen Flecken. Polyesterkleidung kann bei der Fertigstellung vorgeschrumpft werden, und ab diesem Zeitpunkt widersetzt sich die Textur dem Zusammenziehen und wird nicht rostig. Die Textur ist gut färbbar und wird durch Anhaftungen nicht beeinträchtigt. Fertige Polyesterstränge sind eine lebensfähige, nicht allergene Umhüllung, weshalb das Material für Füllkissen, Nähte, Oberbekleidung und Campingbetten verwendet wird.

Geschichte

1926 begann das US-amerikanische Unternehmen E.I. du Pont de Nemours and Co. mit der Erforschung außergewöhnlich großer Partikel und synthetischer Stränge. Diese frühen Untersuchungen unter der Leitung von W.H. Carothers konzentrierten sich auf die Entwicklung von Nylon, der ersten synthetischen Faser. Schon bald, in den Jahren 1939-41, überprüften britische Forschungsphysiker die Überlegungen von du Pont und führten ihre eigenen Untersuchungen in den Forschungseinrichtungen der Calico Printers Association, Ltd. durch. Diese Arbeiten führten zur Herstellung der in England als Terylen bezeichneten Polyesterfaser.

Im Jahr 1946 erhielt du Pont das Privileg, diese Polyesterfaser in den Vereinigten Staaten herzustellen. Das Unternehmen führte einige weitere Entwicklungsarbeiten durch und begann 1951, die Faser unter dem Namen Dacron zu vermarkten. In den folgenden Jahren interessierten sich einige Unternehmen für Polyesterfasern und lieferten ihre eigenen Varianten für verschiedene Anwendungen. Heute gibt es zwei wesentliche Arten von Polyester: PET (Polyethylenterephthalat) und PCDT (Poly-1,4-cyclohexylen-dimethylenterephthalat). PET, die immer mehr an Bedeutung gewinnende Sorte, ist für ein breiteres Sortiment von Anwendungen geeignet. Es ist geerdeter als PCDT, jedoch ist PCDT zunehmend vielseitiger und flexibler. PCDT eignet sich für schwerere Kundenanwendungen, z. B. für Vorhänge und Möbelbezüge. PET kann allein oder in Kombination mit verschiedenen Texturen verwendet werden, um Kleidungsstücke herzustellen, die knitterfrei, farbecht und formbeständig sind.

Rohmaterialien

Polyester ist ein Stoffbegriff, der sich aufschlüsseln lässt in poly, was viele bedeutet, und Ester, eine wesentliche organische chemische Verbindung. Der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Polyester ist Ethylen, das aus Öl gewonnen wird. In diesem Verfahren ist Ethylen das Polymer, das synthetische Strukturviereck des Polyesters, und das Mischverfahren, das den fertigen Polyester ergibt, wird Polymerisation genannt.

Die Fertigung
Verfahren

Polyester wird mit einem von mehreren Verfahren hergestellt. Welches Verfahren verwendet wird, hängt von der Struktur ab, die das fertige Polyester haben soll. Die vier wichtigsten Strukturen sind Faser, Stapel, Werg und Füllfaser. Bei der Faserstruktur ist jeder einzelne Strang der Polyesterfasern konstant lang und liefert glatte Oberflächenstrukturen. Bei der Stapelfaserstruktur werden die Fasern in kurze, vorgegebene Längen geschnitten. Bei dieser Struktur ist es einfacher, Polyester mit verschiedenen Strängen zu mischen. Werg ist eine Struktur, bei der konstante Fasern frei zusammengezogen werden. Fiberfill ist die voluminöse Struktur, die bei der Herstellung von Decken, Kissen und Oberbekleidung verwendet wird. Die beiden am häufigsten verwendeten Strukturen sind Fasern und Stapelfasern.

Konfektionierung von Filamentgarn

Polymerisation

• 1 Zur Herstellung von Polyester wird Dimethylterephthalat zunächst mit Ethylenglykol bei einer Temperatur von 150-210 °C (302-410 °F) in Reaktion gebracht.
• 2 Die nachfolgende Verbindung, eine Monomerflotte (ein einzelnes, nicht umhüllendes Molekül), wird mit Terephthalsäure zusammengebracht und auf eine Temperatur von 280°C (472°F) erhitzt. Der soeben geformte Polyester, der klar und flüssig ist, wird durch eine Öffnung ausgestoßen, um lange Streifen zu formen.

Trocknen

• 3 Nachdem der Polyester aus der Polymerisation aufgestiegen ist, lässt man die langen flüssigen Streifen abkühlen, bis sie weich werden. Das Material wird in kleine Späne geschnitten und vollständig getrocknet, um Unregelmäßigkeiten in der Konsistenz zu vermeiden.

Drehen verflüssigen

• 4 Polymerchips werden bei 500-518°F (260-270°C) verflüssigt, um eine sirupartige Anordnung zu bilden. Das Gebilde wird in eine Metallhalterung, die sogenannte Spinndüse, eingesetzt und durch die kleinen Lücken, die normalerweise rund sind, aber auch fünfeckig oder anders geformt sein können, zu außergewöhnlichen Filamenten gezwängt. Die Anzahl der Lücken in der Spinndüse entscheidet über die Größe des Garns, da die aufsteigenden Filamente zu einem einzigen Strang vereinigt werden.
• 5 In der Wendestufe können der Antwort verschiedene synthetische Mischungen hinzugefügt werden, um das spätere Material feuerfest, antistatisch oder einfacher zu färben zu machen.

Ziehen der Faser

• 6 Wenn Polyester aus der Spinndüse aufsteigt, wird es zart und effektiv auf ein Vielfaches seiner einzigartigen Länge gedehnt. Durch die Dehnung werden die einzelnen Polyesteratome in eine parallele Anordnung gebracht. Dies erhöht die Qualität, den Fleiß und die Stärke der Faser. Wenn die Fasern trocknen, werden die Stränge stark und fest statt zerbrechlich.
• 7 Gezogene Fäden können sich je nach den gewünschten Eigenschaften des fertigen Materials in Breite und Länge stark unterscheiden. Außerdem können die Fäden beim Ziehen veredelt oder verdreht werden, um mildere oder stumpfere Texturen zu erzeugen.

Wickeln

• 8 Nachdem das Polyestergarn verstreckt ist, wird es auf große Spulen oder gleichmäßige Verletzungsbündel gezwirnt und für das Weben von Stoffen vorbereitet.

Zusammensetzen von Stapelfasern

Bei der Herstellung von Polyester-Stapelfasern sind Polymerisation, Trocknung und Verflüssigungsdrehung (obige Stufen 1-4) ähnlich wie bei der Herstellung von Fasergarn. Allerdings hat die Spinndüse beim Verflüssigungsdrehen viel mehr Öffnungen, wenn es sich um Stapelfasern handelt. Die entstehenden strangförmigen Polyestergruppen werden als Werg bezeichnet.

Schlepptau

• 1 Das neu geformte Werg wird sofort in Gläsern gekühlt, in denen sich die dicken Filamente ansammeln. Es werden einige Fadenlängen angesammelt und anschließend auf erwärmten Walzen auf das Drei- oder Mehrfache ihrer ursprünglichen Länge gezogen.

Plissieren

• 2 Das gezogene Werg wird dann in Druckkästen gehalten, die die Filamente dazu bringen, sich wie eine Ziehharmonika zu überlagern, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 9-15 Falten pro Zoll (3-6 pro cm). Dieses Verfahren ermöglicht es den Fasern, während der späteren Montagephasen zusammenzuhalten.

Einstellung

• 3 Nach dem Falten des Wergs wird es bei 212-302°F (100-150°C) erwärmt, um die Fäden vollständig zu trocknen und die Falte zu fixieren. Es ist unvermeidlich, dass ein Teil der Falten während der folgenden Verfahren aus den Filamenten herausgezogen wird.

Schneiden

• 4 Nach der Wärmehärtung wird das Werg in kürzere Stücke geschnitten. Polyester, das mit Baumwolle gemischt werden soll, wird in Stücke von 3,2 bis 3,8 cm (1,25 bis 1,50 Zoll) geschnitten; für Viskosemischungen werden Längen von 5 cm (2 Zoll) geschnitten. Für schwerere Texturen, wie z. B. Abdeckung, Die Polyesterfasern werden in 15 cm (6 Zoll) lange Stücke geschnitten.

Die Zukunft

Nach den ersten Erfahrungen in den Vereinigten Staaten im Jahr 1951 wurde Polyester schnell zur sich am schnellsten entwickelnden Faser des Landes. Allein die Tatsache, dass es sich um eine Dauerdruckstruktur handelt, machte Polyester-Doppelstrick in den späten 1960er Jahren sehr bekannt. Wie dem auch sei, Polyester hat seit dieser Zeit ein "Imageproblem", und Kleidungsstücke aus Polyester wurden häufig abgewertet und sogar verspottet. Einige neue Arten von Polyester, die Mitte der 1990er Jahre vorgestellt wurden, könnten dazu beitragen, das Image von Polyester zu verjüngen. Eine andere Art von Polyesterfaser, Mikrofaser genannt, wurde 1991 der Öffentlichkeit vorgestellt. Mikrofasertexturen sind reichhaltiger und flexibler als herkömmliches Polyester und lassen sich nur schwer von Seidentexturen unterscheiden. Bekleidungsplaner, wie z. B. Mary McFadden, haben eine Reihe von Kleidungsstücken aus dieser neuen Art von Polyester hergestellt. Materialspezialisten am North Carolina State College arbeiten an einer Art von Polyester, das so stabil sein könnte wie Kevlar, ein Superfasermaterial, das zur Herstellung undurchdringlicher Westen verwendet wird. Diese Art von Polyester könnte schließlich als Verbundwerkstoff für Autos und Flugzeuge verwendet werden.