Prirodna vs. Umjetna vlakna
Malo je tko, izvan tekstilne struke, ikad pomislio da iza naše profesije stoji nekakvo široko znanje, a najmanje da je cijela profesija bazirana na fundamentalnim znanostima iz vrlo različitih područja, kao što su kemija, biologija, fizika, matematika i sl.
Novi serijal blogova o tekstilnim materijalima, prvenstveno vlaknima uvodi vas u taj svijet, nastojeći – bitno manje znanstvenim pristupom i jezikom – ispričati složenost, inventivnost, ljepotu i bogatstvo cijele tekstilne i odjevne profesije, a koja nas okružuje i bez koje apsolutno nikome od nas ne prođe dan.
UVODNA PRIČA
U radu s klijentima, ali i u razgovoru s potrošačima koji su izvan tekstilne i odjevne struke, primijetila sam veliko nerazumijevanje u poimanju vlakana, osobito umjetnih, u sastavu materijala odjeće koju kupuju.
Tako sam svojevremeno u jednoj trgovini odjećom svjedočila sljedećem razgovoru:
„Htjela bih kupiti elegantnu satensku haljinu za vjenčanje svoje sestre“, kaže djevojka prodavačici.
U redu, evo, imamo ove modele haljina, one su malo skuplje… znate, to vam je svileni saten...", kaže prodavačica sa strahopoštovanjem u glasu. I nastavlja: „… a imamo i ove, jeftinije, znate, to vam je običan saten“.
„Koja je razlika između ta dva materijala, izgledaju mi isti?“, upita djevojka.
„Nema neke velike razlike, čak je ovaj jeftiniji i bolji, jer ima i malo elastana, pa se lijepo rasteže po tijelu“, kaže njoj prodavačica.
„Važno mi je da se ne oznojim u tom satenu – vidjela sam neke prijateljice koje su nakon plesa imale tamne mrlje od znoja na satenskim haljinama, ne bih htjela da i ja tako izgledam“, kaže djevojka. „I, još, tkanina im se je lijepila za noge, što je poslije par sati baš ružno izgledalo“.
„Ma ne, nećete pogriješiti, znate, to vam je umjetna svila, skoro kao prava!“, uvjerava je prodavačica.
Još pokoja riječ i djevojka ode u kabinu s tri jeftinije haljine, vrati se za kratko vrijeme i kaže: „Evo, ovaj model mi super stoji, kupujem!“
Oduprla sam se porivu da se umiješam u taj razgovor, ali, sve što je moglo biti krivo, ispalo je krivo u toj priči.
Niti djevojka koja kupuje zna kakav saten želi i kako ga prepoznati, niti prodavačica, kojoj je to posao, zna što prodaje.
Umjetna svila, koju je na kraju „uvalila“ djevojci zapravo je bilo čisto umjetno vlakno, u sastavu 95% poliester i 5% elastan. S njim je djevojka kupila sve ono što nije htjela: „plastičnu“ foliju u kojoj će se oznojiti, dobiti tamne mrlje od znoja na dijelovima oko pazuha, haljina će joj se lijepiti za čarape i povlačiti se po tijelu, javljat će se statički elektricitet, pa će pucketati kad pokuša poravnati tkaninu…
Svileni saten, kojeg joj je prodavačica prvobitno ponudila, bila je ona vrsta tkanine kakvu je u osnovi djevojka htjela: izgledati lijepo i elegantno, osjećati se ugodno kao u drugoj koži, zadržati formu cijelu noć. Ta je haljina bila od čiste, prirodne svile tkane u saten vezu, upravo zato i skuplja.
Zaključak: Djevojci je sugeriran pogrešan izbor i bit će razočarana i nezadovoljna, to je sigurno.
Ta i njoj slične priče se provlače kroz cijeli moj profesionalni život, a kako vrijeme odmiče, u okruženju je sve manje znanja, razumijevanja i volje da se potrošačima objasni razlika između prirodnih i umjetnih tekstilnih materijala.
Suprotno javnom mnijenju, tvrdim da niti su svi prirodni materijali izvrsni, niti su sva umjetna vlakna loša. Stvar je samo u tome kad ćemo i u koju svrhu koristiti neki odjevni predmet, kako bi odabrali najbolje karakteristike za određenu priliku.
Evidentno je potrebno širiti znanje, informirati potrošače i osnažiti ih, kako bi mogli donositi bolje odluke o kupnji. Zbog toga, već dugo razmišljam napisati serijal blogova o umjetnim vlaknima, koja su postala dominantna – kako u odjevnoj i modnoj industriji, tako i općenito u našim životima.
“Suprotno uvriježenom mišljenju, niti su svi prirodni materijali izvrsni, niti su sva umjetna vlakna loša. Stvar je samo u tome kad ćemo i u koju svrhu koristiti neki odjevni predmet”
U ovom blogu bavimo se općim informacijama o vlaknima, razlikama između prirodnih i umjetnih vlakana, povijesti nastajanja i promjeni koju su umjetna vlakna donijela svijetu, te zašto su danas, u eri shvaćanja važnosti okoliša za opstanak svijeta kakvog znamo, umjetna vlakna najžešće kritizirana.
S jedne strane, rastužuje me to opće nerazumijevanje složenih procesa u proizvodnji vlakana i tekstilnih materijala, jer neznanje već samo po sebi srozava vrijednost tekstilne i odjevne industrije. To dovodi do izrazito lakonskog odnosa prema vrijednosti njenih proizvoda (odjeće), a čemu svjedočimo zadnjih desetljeća.
S druge strane, uviđam prostor za informiranje i širenje spoznaja koje svakom, pa i u tom smislu već obrazovanom pojedincu, može otvoriti neke nove vidike i dostignuća. Pa krenimo po novu rundu znanja…
OSNOVNI POJMOVI
Što su to tekstilna vlakna?
Istina je da vlakna, kao pojam, većina ljudi danas poznaje kroz nutricionističke preporuke za prehranu – naime, za ukupno zdravlje crijeva i organizma važno je jesti hranu koja sadrži što više vlakana, pa su danas mediji preplavljeni reklamama o namirnicama i suplementima s vlaknima. Tu se u pravilu govori o mikroskopskim vlaknima koja unosimo u organizam.
Tekstilna vlakna su nešto posve drugo, bez obzira na molekularne sličnosti u kemijskim sastavima.
Tekstilna vlakna su – bilo biološkog ili kemijskog porijekla – osnovna gradivna jedinica svake tkanine ili drugog tekstilnog materijala, od kojih se proizvodi sva odjeća koju poznajemo (osim kožne). Tako danas uglavnom (vrlo pojednostavljeno) razlikujemo prirodna vlakna i umjetna vlakna.
Pojednostavljeno, kratka vlakna se nazivaju staple vlakna, a dugačka vlakna su filamenti.
Što JE to pređa?
Pređa je poluproizvod izrađen od vlakana, tj. to je sirovina za proces tkanja, odnosno za tehnološki postupak kojim se dobiva većina poznatih tkanina. Uobičajena duljina većine prirodnih vlakana je između 5 i 40 cm, što je u osnovi dosta kratko, pa se ta kratka (staple) vlakna tehnološkim postupkom predenja uvijaju u pređu. Pređa je tako dugačka nit uvijena od dviju ili više niti kratkih (staple) vlakana zajedno u jaču, dulju i stabilniju formu, koja time dobiva neka svojstva dugih vlakana (filamenata) i time su spremna za proces proizvodnje tkanina, tj. za tkanje.
Filamenti pak su tanke, beskonačno dugačke niti vlakana, koje se mogu ali i ne moraju upredati u pređu. Iz pređe i/ili filamenata se proizvode gotovo sve prirodne tkanine, pletiva, čipke, vrpce i ostali tekstilni materijali koje poznajemo. (o razlici tkanina i pletiva te o procesima nastajanja pišem u jednom posebnom blogu)
PRIRODNA VLAKNA (natural fibers)
Prirodna vlakna su u pravilu vlakna biološkog porijekla, a mogu biti biljna, životinjska i mineralna.
- Biljna vlakna (celulozna): tanka vlas ili nit dobivena od neke biljke – npr. tanke niti iz cvijeta pamuka, iz stabljike lana, konoplje i sl. su prirodna vlakna biljnog porijekla. Njima je zajednički (u osnovi) isti kemijski sastav: ugljikohidrat polisaharid, koji je najrasprostranjeniji ugljikov prirodni polimer. Taj prirodni polimer se naziva celuloza (lat.cellula: mala ćelija), pa se biljna vlakna još zovu i celulozna vlakna.
- Životinjska vlakna (keratinska): to su fine dlake nekih životinja (npr. vuneno vlakno od runa ovce, moher i kašmir su dlake koza, angora je dlaka Angora zeca itd.), koje su po svom kemijskom sastavu bjelančevina keratin. Ovo su prirodna vlakna životinjskog porijekla, a prema bjelančevini koja ih tvori zovu se još i keratinska vlakna
- Životinjska vlakna (fibroinska): to su dugačka (filamentna) vlakna od prirodne svile, koju tvori bjelančevina fibroin, pa se zovu još i fibroinska vlakna (više o njima-niže u tekstu)
- Mineralna vlakna (anorganska): to je npr. azbest ili slična silikatna vlakna koja se dobivaju iskopavanjem iz prirode u izvornom obliku i imaju vrlo specifičnu primjenu – uglavnom u radnoj i zaštitnoj odjeći, npr. za vatrogasce i sl. U novije vrijeme azbest je zabranjen zbog štetnosti po zdravlje.
Dakle, prirodnim vlaknima se (uglavnom) nazivaju ona koja rastu na zemlji ili na životinjama. Sa zemlje se beru, a sa ovaca ili koza šišaju ili strižu. Nizom složenih tehnoloških postupaka iz ubranog pamuka, iz stabljika lana ili iz ostriženog ovčjeg runa, izvlače se i sistematiziraju vlakna, koja imaju i svoju hijerarhiju: što su dulja, ravnija i tanja, to su kvalitetnija i skuplja.
Spomenuli smo da postoje i duga (beskonačna) prirodna vlakna, to su prirodni filamenti. Jedini primjer filamentnog vlakna u prirodi je čista svila, odnosno svileno vlakno. Ono nastaje iz izlučevina gusjenice (dudov svilac), koja se hrani lišćem drva dud. Izlučevinom se gusjenica obavija tj. zakukulji, sve dok se potpuno ne zatvori u čahuru ili kukuljicu, koja je njezin dom tijekom procesa metamorfoze u leptira.
To je biološki proces u kojem gusjenica proizvodi bjelančevinu fibroin, pa se vlakna po tome zovu i fibroinska vlakna. (više o procesu dobivanja prirodne svile ću pisati kasnije, u posebnom serijalu blogova o prirodnim vlaknima). Kad se takva kukuljica pod određenim uvjetima odmota, dobije se vlakno duljine čak 800 – 1.000 metara, odnosno jedna dugačka (filamentna) nit, koja se kasnije može (i ne mora) upredati u deblju pređu.
Ovisno o intenzitetu čišćenja svilenog vlakna od ljepljivih izlučevina gusjenice (degumiranja), dobiva se neki stupanj čiste prirodne svile – najtanje, najfinije i najdulje prirodno vlakno koje do danas poznajemo, a koje je u pravilu i najskuplje. Uz nju se rade i razni svileni surogati, tj. jeftinije varijante svile.
Opisana vlakna (i još mnogo drugih) jednim se imenom nazivaju prirodna vlakna ili vlakna prirodnog porijekla.
svojstva prirodnih vlakana
Neka od njihovih svojstava su izrazita ugodnost nošenja, higroskopnost (upojnost vode ili znoja), mekoća, čuvanje ili regulacija tjelesne topline, neograničena mogućnost obojenja, velike mogućnosti prerade u tkanine ili pletiva i niz drugih svojstava čije stručno nazivlje bi otežalo čitanje ovog bloga. Više na linku: https://textileengineering.net/natural-fibres-types-classification-properties-and-uses/
Često nas pitaju što su to organski pamuk ili općenito organski materijali? Organski pamuk ili materijali od organskog pamuka je danas uvriježen (i ne sasvim točan) naziv za prirodna biljna vlakna, koja su uzgojena prema načelima održivog razvoja, što, vrlo pojednostavljeno znači – bez pretjerane upotrebe pesticida i herbicida te sa kontroliranom potrošnjom resursa. Ovo područje je izrazito kompleksno, budući da je danas sve vezno uz održivost i ekologiju postalo mainstream, ali i prostor za lažno deklarirana posvećenost održivosti, tzv. greenwashing. Prije odluke o kupnji odjeće od organskog pamuka, dobro je provjeriti kakva načela održivosti slijedi brend čiju odjeću kupujete i što konkretno poduzima da bi svoje odjevne proizvode mogao deklarirati kao „organske“. Zbog toga što je održivost sada u žiži javnosti ali i zbog nove regulative koju priprema EU, ova tema zahtijeva posebno poglavlje, koje ću obraditi u nekom posebnom blogu.
sastavi i održavanje tkanina
Po postojećem zakonu, sva odjeća mora imati ušivene etikete sastava i održavanja, na kojima se mora iskazati stvarni sastav tekstilnog materijala od kojeg je odjevni predmet izrađen, te način njezina održavanja. To bi potrošaču trebalo olakšati odluku o kupnji, jer bi jednostavnim razumijevanjem osnovnih materijala odabrao proizvod koji ga zanima, siguran da će ga znati održavati.
ušivne etikete sastava i održavanja
No, problem je u tome što su posljednjih godina materijali sastava 100% pamuk (ili svila, vuna, PES ili sl.) sve veća rijetkost. Puno češće će se na odjeći vidjeti deklaracije sa mješovitim sastavima od 2, 3 pa više vrsta vlakana, koje zbunjuju prosječnog potrošača (pa čak i nas koji vladamo profesijom), jer ne zna koje je vlakno primarno i što će zapravo na tijelu nositi. tkanine i odjeća dolaze sa sve inovativnijim, često i efektnim završnim obradama, pa je klasično svođenje na nekoliko uobičajenih postupaka održavanja nedovoljno da bi se odjevni predmet dulje zadržao u prvobitnom stanju. Upravo radi zaštite potrošača i dugotrajnosti odjevnih predmeta se razmatraju spomenuta nova pravila o deklariranju i održavanju odjeće.
Zašto se to radi?
Jedan od razloga su inovacije. Mješavinom vlakana različitog porijekla ili vrsta u pređi, dobiva se posve novi izgled, struktura, tekstura, opip, pad i ponašanje tkanina, čime se stalno postavljaju i novi modni trendovi i pronalaze nove funkcije tkanina. Zato tkanine i odjeća dolaze sa sve inovativnijim, često i efektnim završnim obradama, pa je klasično svođenje na nekoliko uobičajenih postupaka održavanja nedovoljno da bi se odjevni predmet dulje zadržao u prvobitnom stanju.
PRIMJER: I sama sam kupila zimski kaput koji u svom sastavu ima: vunu, viskozu, moher i poliester. Tkanina odlično izgleda, ali taj kaput se čak niti kemijska čistiona ne usudi čistiti, jer ne zna prema kojoj vrsti vlakana podesiti parametre čišćenja, budući da svaka vrsta vlakana u toj mješavini zatijeva malo drugačiji pristup.
Drugi razlog učestalih mješavina u sastavu tkanina je cijena. Na primjer, kombinacijom skupog pamuka i jeftinog poliesterskog vlakna dobiva se tkanina koja ima tek po neko od boljih svojstava svake vrste vlakna, tako da je u konačnici cijena takve tkanine znatno niža (česti slučaj u tkaninama za radnu i zaštitnu odjeću).
.Zbog cijele te zbrke i tendencije održivosti, kao i radi zaštite potrošača i dugotrajnosti odjevnih predmeta, upravo se razmatraju nova pravila i zakoni o deklariranju i održavanju odjeće, i to na razini EU. O tome ću pisati kad informacija bude aktualna i službena.
UMJETNA VLAKNA (man-made fibers)
Da već ne postoje uvriježeni nazivi “umjetna” ili “sintetička” vlakna, ja bih ovu kategoriju najradije nazvala “kemijska” vlakna. Za nastajanje umjetnih vlakana kemija je najdominantnija znanost, doprinijevši da se praktički iz nekoliko ugljikovih spojeva stvori cijeli jedan svemir novih vlakana, materijala, tehnika bojanja, završnih obrada, printeva itd.
Pa, što su to umjetna vlakna? Umjetna vlakna su vlakna koja se razvijaju isključivo kemijskim procesima u laboratorijima i zatim posebnim tehnološkim procesima proizvode u tvorničkim postrojenjima. Za razliku od prirodnih vlakana, iza njih ne stoji nikakva mistika niti nepoznanica. Umjetna vlakna su rezultat čistih znanstvenih istraživanja, i kao takva su zadovoljila sve zahtjeve i svojstva koje prirodna vlakna prije toga nisu mogla postići.
Kako je sve krenulo?
Nakon prve industrijske revolucije i iskopavanja ugljena kao pogonske energije, počeli su se razvijati industrijski strojevi, čime je započela era industrijske proizvodnje. Vjerovali ili ne, prvi industrijski strojevi pogonjeni energijom iz fosilnih izvora (ugljenom) bili su strojevi za predenje i tkanje. S njima se je moglo proizvoditi puno više tkanina nego dotad na ručnim tkalačkim stanovima. No, problem je bio pronaći dovoljno sirovine, odnosno – vlakana, jer je dostupna količina uglavnom ovisila o vremenskim i inim uvjetima, pa je kontinuitet proizvodnje bio nestabilan a sirovina skupa.
Izum parnog stroja pokrenuo je prvu industrijsku revoluciju. Prvi strojevi pogonjeni energijom iz fosilnih izvora (ugljenom) bili su strojevi za predenje i tkanje tkanina, što je bio začetak tekstilne industrije.
vjerovali ili ne !
Tako su umjetna vlakna nastala primarno iz potrebe da se ubrza, pojeftini i pojednostavi proces proizvodnje pređa i tkanina, da se poveća opseg te proizvodnje te da se zaobiđu problemi koje je uzgoj biljaka ili životinja oduvijek povlačio za sobom. (nestalnost količina i kvalitete vlakana, loše godine, suše, nametnici, bolesti itd.).
Gruba podjela umjetnih vlakana (za potrebe ovog bloga, bez previše zadiranja u kompleksnu znanost koja stoji iza toga) bila bi na: umjetna vlakna iz prirodnih izvora i sintetička umjetna vlakna:
- umjetna vlakna iz prirodnih izvora: to su vlakna koja nastaju otapanjem prirodnog polimera – celuloze (iz pulpe dobivene od biljaka i drveća ) u određenim otapalima, te protiskivanjem (ekstrudiranjem) kroz mlaznice u zračnim ili vodenim kupeljima. Viskoza ili Rayon je prvo takvo umjetno proizvedeno vlakno prirodnog porijekla, koje u svojoj srži ima dobra svojstva prirodnih vlakana. To je u osnovi ono što ljudi katkad laički poznaju kao „umjetna svila“ prve generacije. Osim njih tu spadaju još i modalno vlakno, bakreno vlakno i – u novije vrijeme – lyocell.
- sintetička umjetna vlakna: to su vlakna koja nastaju kemijskim sintezama organskih (ugljikovih) spojeva, zato se nazivaju sintetička vlakna ili laički, sintetika. Sintetizirani spojevi su monomeri (jednostruke molekule), koji se potom podvrgavaju složenim postupcima polimerizacije, čime se dobivaju tzv. umjetni polimeri (višestruke molekule). Iz nastale smjese se također protiskivanjem kroz mlaznice određene finoće i hlađenjem u određenim uvjetima visokih tornjeva dobivaju dugački (beskonačni) filamenti, koji podsjećaju na prirodne polimere. Tako se dobivaju gotovo sva umjetno stvorena, sintetička filamentna vlakna, kao što su: nylon (acryl), polyester, polyamid i sl.
MALO O VISKOZI
Rayon ili Viskoza – Prva umjetna „svila“
Ljudi su oduvijek htjeli umjetno stvoriti svilu. Prva takva „svilena“ vlakna su, prema zapisima, razvijana još u 17.stoljeću, kad je vizionar Robert Hooke (link) napravio niz pokušaja kojima je htio postići taj cilj. On je, prema pričama, tvrdio: „…ako gusjenica može iz lišća napraviti svilu, onda to mogu i ja!“. I bio je u pravu! Iako ti prvi pokušaji nisu dali zadovoljavajuća rješenja, ipak su postavili temelje daljnjih istraživanja, koja su postupno dovela do otkrića tzv. viskoznog vlakna (Rayon) i svih njegovih inačica, u čemu su u velikoj konkurentskoj borbi prednjačile europske i američke tvrtke 19 stoljeća. Prvo industrijsko postrojenje za proizvodnju viskoze pokrenuto je 1891. godine u Francuskoj, a jeftinija inačica svile (tada je bila gotovo upola jeftinija u odnosu na čistu svilu) je postupno preplavila tržište.
MALO O SINTETIČKIM VLAKNIMA
Sljedeći korak u razvoju umjetnih vlakana bila su čista sintetička vlakna. Otkrićem raznih fosilnih izvora energije (nafta, plin i sl.) počela su istraživanja u više smjerova, od kojih su neka urodila plodom još prije 2.svj.rata.
Osnovni koncept dobivanja sintetičkih vlakana je spomenuta kemijska sinteza elemenata ugljik (C), vodik (H), dušik (N), kisik (O) i sl. u različitim inačicama, a zatim se iz tih monomernih spojeva postupkom polimerizacije dobiva smjesa polimera – dugačkih, neprekinutih lanaca molekula koji imitiraju svoje prirodne inačice (celulozu, keratin ili fibroin). Iz te smjese se zanimljivim, ali vrlo kompleksnim tehnološkim postupcima ispredanja kroz mlaznice dobivaju filamenti sintetičkih vlakana.
Sirovina (u obliku jednostavnih spojeva, monomera) za dobivanje umjetnih vlakana je najčešće nusproizvod u petrokemijskoj industriji (npr. u proizvodnji nafte), što je čini izrazito ovisnom o fosilnim izvorima.
U današnjem konceptu održivog razvoja, ta činjenica instantno alarmira svijest potrošača, osjetljivog na pojam fosilnih izvora sirovine, energije, i proizvoda baziranih na njima, pa su danas umjetna, tj. sintetička vlakna dobila izrazito negativnu konotaciju.
O tome ćemo podrobnije govoriti u priči/blogu o svakom od najzastupljenijih umjetnih vlakana današnjice, koji slijede.
Nylon 6,6 ili Acryl (poliakrilnitril)
Prvo pravo, u potpunosti umjetno, sintetički proizvedeno polimerno vlakno bilo je Nylon ili Acryl. Nylon je kemijski spoj koji se sastoji od vrlo dugačkih molekula spojeva ugljika, dušika i vodika, stručnog naziva poliakrilnitril. To je prvo čisto umjetno vlakno, proizvedeno isključivo složenim kemijskim procesima, koji su istraživani i razvijeni u laboratorijima.
Jedan krak otkrića tih kemijskih procesa išao je u smjeru dobivanja i proizvodnje vrlo tvrdih kompozitnih materijala od kojih se grade avioni ili armirani beton. (navesti neke)
Drugi krak istraživanja tih kemijskih procesa je vodio u proizvodnju izrazito tankih, beskonačno dugačkih vlakana (filamenata) iz kojih su se, 30-ih godina prošlog stoljeća, najprije izrađivale fine, tanke, ženske najlon čarape, što je izazvalo opću revoluciju u odijevanju. No, u 2.svj.ratu se je kompletna proizvodnja nylon/acryl vlakana usmjerila na ratnu proizvodnju – ustanovljeno je da je ta tkanina idealna za izradu vojnih padobrana. (što je izazvalo poznatu nestašicu ženskih čarapa tijekom rata).
PES, PA i ostali sintetički materijali
Nakon 2.svj.rata počela je utrka u istraživanjima koja su rezultirala poliamidnim, poliesterskim i mnogim drugim umjetnim vlaknima, a koja su u doba dok ovo pišem u potpunosti preuzela tržište tkanina i materijala za odjeću.
Ta su vlakna često još jeftinija verzija prirodne svile – danas svjedočimo da su naizgled toliko slična, da je potrošačima, kao i djevojci s početka priče, teško razlikovati prirodnu svilu od neke njezine umjetne inačice.
Zato ćemo u ovom serijalu blogova na temu umjetnih vlakana podrobnije razraditi postupke dobivanja vlakana od poliestera, poliamida, viskoze i sl., opisati upotrebna svojstva tkanina od tih vlakana, objasniti razloge zašto se danas svi tako boje umjetnih vlakana i mogu li se ona (i kako) reciklirati.
Prvo vlakno koje ćemo obraditi u sljedećem blogu je viskozno vlakno – Viskoza ili Rayon.
Do čitanja…
