Tekstiilien kierrätys: Lankoja ja neuloksia mekaanisesti avatuista tekstiilikuiduista
Tekstiilikuitujen vuosittaiset tuotantomäärät kasvavat kovaa vauhtia, vaikka maapallon resurssit eivät kestä sitä. Neitseellisten raaka-aineiden kulutusta tulisi vähentää ja kierrätettyjen materiaalien käyttöä lisätä. Kuitenkin vain alle 1 % vuonna 2022 tuotetuista tekstiilikuiduista oli kierrätettyjä (Textile Exchange, 2023, s. 11–12). Esimerkiksi Euroopan unionissa tekstiilien kierrätystä sekä koko tekstiilien kiertotaloutta pyritään edistämään vuonna 2022 julkaistulla Tekstiilistrategialla. Sen yhtenä päätavoitteena on, että vuoteen 2030 mennessä EU:n markkinoille saatettavat tekstiilituotteet ovat pitkäikäisiä ja kierrätettäviä, ja ne sisältävät mahdollisimman paljon kierrätettyjä kuituja.
Mekaaninen kuitukierrätys ja kuluttajapoistotekstiilit
Opinnäytetyöni Telavalue-hankkeessa tutki tekstiilikuitujen mekaanista kierrätystä ja näiden kierrätyskuitujen käyttöä langoissa ja neuloksissa. Mekaanisessa kuitukierrätyksessä tekstiilit, jotka eivät enää ole käyttökelpoisia nykyisessä muodossaan, avataan takaisin kuitutasolle. Avattuja kuituja voidaan käyttää raaka-aineena uusien tekstiilien valmistuksessa, esimerkiksi vaatetus- ja kodintuotteisiin. Prosessin etuna on yksinkertaisuus. Kuitenkin yksi suurimmista haasteista on mekaanisessa avauksessa lyhentynyt kuitujen pituus, joka rajoittaa avattujen kuitujen käytettävyyttä lankojen ja kankaiden valmistuksessa. Jotta mekaanisesti avatuista kuiduista saadaan tehokkaasti valmistettua hyvälaatuista lankaa, joukkoon lisätään tavallisesti pidempiä neitseellisiä kuituja.
Työssäni tarkastelin, miten mekaanisesti avatut tekstiilikuidut käyttäytyvät langan valmistuksessa ja neulonnassa sekä minkälaisia lankoja ja neuloksia näistä kuiduista voidaan tehdä. Kokeilin myös erilaisia tekstiiliviimeistyksiä, joilla voisi parantaa näiden kierrätyskuitujen käytettävyyttä. Työlläni toin kierrätyskuitujen tutkimukseen myös muotoilijan näkökulmaa, sillä opiskelin muotoilua Aalto-yliopistossa tekstiili-, vaatetus- ja muotipääaineessa. Hyödynsin taitojani esimerkiksi neulerakenteiden suunnittelussa. Sen lisäksi arvioin neulosnäytteiden tunto-ominaisuuksia ja ulkonäköä, jotka teknisten ominaisuuksien lisäksi tulisi ottaa huomioon materiaalien kehityksessä.
Työssäni käytin kuluttajapoistotekstiileistä, eli kuluttajien poisheittämistä tekstiilituotteista, mekaanisesti avattuja kuituja. Kuluttajapoistotekstiilien osuus on suurin kaikesta syntyvästä tekstiilijätteestä. On arvioitu, että esimerkiksi Euroopassa 85 % kaikesta vuonna 2020 syntyneestä tekstiilijätteestä oli kuluttajilta tulleita vaatteita sekä kodintekstiilejä (McKinsey & Company, 2022, s. 35). Kuluttajapoistotekstiilien mekaanisessa kierrätyksessä on monenlaisia haasteita, kuten esimerkiksi tekstiilien epätasalaatuisuus, monenlaiset materiaalikoostumukset sekä kierrätykseen sopimattomat tekstiilit. Sen vuoksi lajittelu on erityisen tärkeää. Poistotekstiileistä mekaanisesti avattujen kuitujen on myös havaittu olevan lyhyempiä kuin tekstiilituotannossa syntyvistä hukkamateriaalista avattu kuitu (Arafat & Uddin, 2022). Tutkimuksen mukaan poistotekstiileistä avattujen kuitujen pituuteen vaikuttaa esimerkiksi tekstiilien kuluminen käytössä.
Havaintoja langanvalmistus- ja neulontakokeista
Langanvalmistuskokeissa kuluttajapoistofarkuista avattuja puuvillakuituja sekoitettiin neitseellisiin puuvillakuituihin, ja kuitusekoitukset kehrättiin langaksi labramittakaavan rengaskehruukoneella. Rengaskehruumenetelmällä voidaan valmistaa lujia, hienoja ja korkealaatuisia lankoja. Toisaalta rengaskehruussa pituus on kuitujen tärkein ominaisuus, joten mekaanisesti avattujen kuitujen kehrääminen voi olla haastavaa. Langankehruukokeissa havaittiin, että kierrätyskuitujen määrän lisääminen kuitusekoituksessa laski kehrättävyyttä sekä valmistetun langan lujuutta ja tasaisuutta. Lujuudella ja tasaisuudella on vaikutusta esimerkiksi kankaiden valmistusprosessien sujuvuuteen sekä kankaan laatuun. Kehrättävyyden ja langan lujuusominaisuuksien tarkastelun lisäksi kiinnostavaa oli nähdä, miten farkuista avattujen kuitujen sininen väri sekoitettuna neitseelliseen puuvillaan erilaisissa sekoitussuhteissa vaikutti langan lopulliseen väriin.
Langanvalmistuskokeissa tehtyjen lankojen sekä Telavalue-hankkeessa mukana olleilta yrityksiltä saatujen lankojen neulottavuutta arvioitiin valmistamalla neulosnäytteitä teollisella tasoneulekoneella. Neulosrakenteen huomattiin vaikuttavan merkittävästi neulottavuuteen, ja jotkut rakenteet olivat niin vaativia langoille, että ne eivät kestäneet rikkoutumatta. Havaittiin myös, että joissain tapauksissa neuleteollisuudessa yleisesti käytetyllä langan vahauksella pystyttiin vähentämään langan rikkoutumista. Mielenkiintoinen huomio oli myös se, että neulosrakenteella pystyttiin häivyttämään langan epätasaisuutta muuttamalla rakennetta sileästä neuloksesta kolmiulotteisempaan rakenteeseen.
Mekaanisesti avattujen tekstiilikuitujen ominaisuuksia sekä käytettävyyttä on tärkeä tutkia, jotta mekaanista kuitukierrätystä saadaan kehitettyä niin, että kuitujen laatu ja käytettävyys pysyisi mahdollisimman hyvänä. Tämä voisi edistää kierrätyskuitujen käyttöä tekstiilituotteissa. Toisaalta lanka- ja neulekokeilut saivat pohtimaan, voisiko tekstiilituotteiden suunnitteluvaiheessa vaikuttaa kierrätysmateriaalien käytettävyyteen. Voisikohan esimerkiksi kierrätyskuitulankojen käytön lisäämiseksi tuotteiden muotoa ja tekstiilirakennetta suunnitella enemmän materiaalilähtöisesti niin, että materiaali ja sen ominaisuudet olisivat suunnittelun lähtökohtana? Toki täytyy ottaa myös huomioon tuotteiden käyttötarkoitus ja materiaalien kestävyys käytössä, jotta tuotteet olisivat mahdollisimman pitkäikäisiä. Seuraavana olisikin hyödyllistä enemmän tarkastella, miten kierrätyskuitulangoista valmistetut neulokset kestävät kulutusta ja pesuja.
Kierrätyskuitulangasta neulottuja näytteitä (50 % kuluttajapoistofarkuista mekaanisesti avattuja puuvillakuituja ja 50 % neitseellistä puuvillaa).
Telavalue-projektissa samanaikaisesti työskenteli myös Ella Kärkkäinen, joka teki diplomityötä mekaanisesta kuitukierrätyksestä keskittyen mekaanisesti avattujen kuitujen ominaisuuksiin, kuten pituuteen, kuitujen pintaan sekä kemialliseen koostumukseen. Työmme täydensivät hyvin toisiaan, ja voit lukea hänen mielenkiintoisen blogikirjoituksensa täältä. Lisäksi järjestimme webinaarin, jossa esittelimme työmme tuloksia. Sen tallenne on katsottavissa täältä.
Susanna Raiskio
Tutkija VTT:llä ja juuri valmistunut taiteiden maisteri
susanna.raiskio@vtt.fi
Koko opinnäytetyöni julkaistaan helmikuussa 2024 Aaltodoc-portaalissa.
Lähteet:
European Commission. (2022). EU strategy for sustainable and circular textiles.
McKinsey & Company. (2022). Scaling textile recycling in Europe – turning waste into value.