Jef Montes liet zich leiden door de schoonheid van de oceanen en de lelijkheid van plastic afval toen hij in 2014 zijn duurzame modeproject Marinero lanceerde. De architect wilde plastic uit de zeeën recyclen en gebruiken om modieuze kleding te maken met een ontwerp dat doet denken aan golven. Een effect dat hij bereikt via architectonisch geconstrueerde stoffen, die een vooraf bepaalde driedimensionale vorm aannemen wanneer ze worden blootgesteld aan regen, wind en droogte.
Met deze nieuwe aanpak wil hij een revolutie ontketenen in de traditionele toeleveringsketen. Tweedimensionaal ontwerpen en werken met schaar en naald worden overbodig. Het materiaal transformeert vanzelf van 2D naar 3D. Er is geen afval, zoals bij conventionele kledingproductie. Het is een biomimicry-concept, waarbij de natuur als voorbeeld heeft gediend. Montes liet zich voor het ontwerp inspireren door het natuurlijke groeiproces van dennenappels. Het waren vooral de vouwlijnen van de dennenappels die hij op micro- en macro-niveau in zijn textielarchitecturen integreerde. Maar ook de manier waarop hun vorm verandert door de effecten van het weer.
Op het eerste gezicht lijkt zijn werk niet erg spectaculair. Montes maakt rechthoeken met openingen voor het hoofd en de armen. De mogelijkheid tot vormgeving zit in de architectonische weefselconstructie die het plan voor de uiteindelijke vorm bevat. Daarbij zijn het de vezels, of beter gezegd de technische filamenten, die het meeste werk doen. De uitdaging is om een filamentstructuur te maken waardoor het materiaal in dit experiment verrassend mooie vormen produceert, aldus de onderzoeker.
Coatingtechnieken
Dankzij de samenwerking met het Horizon 2020 co-creatie technologieplatform Re-FREAM in Linz, kreeg Montes de kans om het onderzoek en de ontwikkeling voor technisch filament in 2020/21 op te zetten Hij ontwikkelde samen met Europese technologiepartners garenconstructies en duurzame coatingtechnieken. Het zogenaamde adaptieve Archi-Filament is ontwikkeld in samenwerking met Haratech in Linz. Bij de proeven werden twee vezelcategorieën gebruikt: gerecycleerd plastic afval uit de oceanen en bioplastic (PLA).
Ook interessant: Duurzame coating op basis van chitosan maakt textiel waterdicht
Deze specifieke garens werden tot dusver alleen geproduceerd met 3D-printtechnieken. Maar aangezien de dunste vezelversies braken, worden nu toch meer conventionele garenfabricageprocédés gebruikt.
Vervormingsmechanismen
De kern van het adaptieve Archi-Filament bestaat uit beweegbaar, aanpasbaar garen dat in spiralen is gelegd en is gecoat met een wateroplosbare vulstof op basis van algenzetmeel. Het garen kan worden verwerkt op conventionele toestellen zoals jacquardweefgetouwen en breimachines. Het idee is om aanvankelijk de vervormingsmechanismen (de spiralen) te blokkeren binnen een stevige bioplastische laag. Als het regent, smelten deze in water oplosbare lagen algenzetmeel en beginnen de geweven en gebreide structuren te vervormen door de vrijgekomen spiralen.
De grootste uitdaging bij de productie van het Archi adaptieve filament is het vinden van het juiste evenwicht tussen de materialen en de coating. Het is noodzakelijk dat alle filamenten en garens binnen de coating blijven. De coating mag niet barsten of breken. Alles binnenin moet bevroren blijven, zegt Montes in zijn open source plan.
In water oplosbare coating
De coating voor het adaptieve Archi-gloeidraad werd ontwikkeld in samenwerking met het Instituut voor Materiaaltechnologie AITEX in Alcoy/Valencia en de onderzoeksfaciliteit Wood K Plus in Linz. Zij maakten gebruik van smelt- en dompellaktechnieken. Dip coating, dat samen met AITEX werd toegepast, heeft het voordeel van een lage coatingtemperatuur en kan dus op verschillende soorten materiaal worden toegepast. Het nadeel is een langdurig productieproces. Niettemin: het principe werkt en het onderzoeksdoel is bereikt. Ook al is meer onderzoek nodig.
Wood K Plus in Linz gebruikte een fusielaagtechniek die een kortere fabricagetijd heeft, maar een hoge smelttemperatuur vereist. Dit beperkt de waaier van materialen die kunnen worden gebruikt. Het kan niet worden toegepast op warmtegevoelige materialen. De kracht van de techniek ligt in het grotere transformatievermogen, wat betekent dat het adaptieve filament kneedbaarder is. Het technische niveau dat nodig is om een prototype te maken, is echter nog niet bereikt.
Ook interessant: Modewereld kan revolutionair veranderen met 3D-oplossingen
Het ontwerp volgt het materiaal
De materialen zijn gebreid en geweven in samenwerking met TextielLab Tilburg. Weefsels bestaan uit een verticaal lopende ketting en een horizontaal ingezette inslag. Montes gebruikt monofilament voor de schering en variabele duurzame garens voor de inslag – zoals Seacell-zijden garens geverfd met algenpigmenten. Deze combinatie veroorzaakt wrijving en leidt tot dynamische vormen in verschillende meteorologische omstandigheden zoals regen, sterke wind of droogte.
Terwijl Montes in de eerste zes jaar van zijn project experimenteerde met geweven stoffen, stapte hij in Re-FREAM met TextielLab Tilburg over op breien. Breien is veeleisender dan weven, in die zin dat het een filament vereist dat overal intact is. Als een draad breekt of een gaatje ontstaat, moet het hele kledingstuk worden weggegooid. In de toekomst zou hij beide technieken willen combineren.
Het daaropvolgende ‘Ontwerp volgt het materiaal-experiment” duurde zes maanden. In totaal werden 66 Marinero-ontwerpen vervaardigd, die elk gedurende 30 dagen buiten stonden en onder invloed van regen, sterke wind en zon dynamische vormen aannamen. De buiteninstallaties zijn ontworpen in samenwerking met kunstenaar Bart Nijboer. Daarbij waren het twee modellen die buitengewone resultaten lieten zien: het ene ontwikkelde een bijzonder dramatische vorm en het andere een goed evenwicht tussen alle ontwikkelde garenprototypes en het effect op maat.
Direct commercieel toepasbaar
In het kader van het uitgebreide experiment met Wood K Plus werd een filament ontwikkeld dat gestructureerd is en eruit ziet alsof het bedekt is met een delicaat laagje water. Het is niet veranderlijk, maar het ontwikkelt een fascinerend kristalachtig optisch effect in stof en gebreide stoffen. Er moest een speciale machine worden gebouwd voor de productie van de zogenaamde BioTex Archi-Fil. Als gevolg daarvan kan het nu commercieel worden toegepast. Het zal voor het eerst te zien en te koop zijn op de Techtextil-beurs in Frankfurt in juni 2022.
Het Marinero-project is open source en is gepubliceerd op de studioadaptiveskins.com.
De verdere samenwerkingspartners in het project RE-FREAM waren de Johannes Kepler Universität Linz, de Empa Eidgenössische Materialprüfungsanstalt St. Gallen en Wageningen University Research
Ook interessant: Rechtstreeks 3D-materiaal printen op de stof
