Refibra – og noget om solventer til opløsning af cellulose

Rachel Kollerup har skrevet så fint et indlæg om ReFibra™ fiberen. -Med fokus på miljøaspekterne ved de forskellige regenererede cellulose-fibre.

TENCEL® har fået en søster og nu er hun klassens darling, no. 1 bæredygtig fiber

Jeg har tidligere skrevet om regenererede tekstilfibre.

Udnyttelse af biprodukter til fremstilling af regenererede tekstilfiber

-hvor jeg præsenterer de særdeles spændende perspektiver der er i at benytte biprodukter, som appelsinskraller fra juice-produktion, kasseret tøj, protein fra mælk der er uegnet til menneskeføde og rest-protein fra tofu-produktion. Siden det oplæg blev skrevet, er der kommet endnu flere spændende bud på tilvejebringelse af udgangsmaterialet, cellulose, på forsvarlig vis (blog-indlæg på beddingen)

Fremstillede cellulose-baserede tekstilfibre

-med uddrag fra Lenzings sustainability rapporter, hvor miljømæssige aspekter ved deres produktion af cellulose-fibre adressers

Innovative cellulosebaserede tekstilfibre af bambus

-hvor nogle alternativer til de ofte “green-washede” bambus-viskose tekstil fibre præsenteres.

Gennemgående, når biologisk materiale skal opløses og regenereres, handler det om at finde velegnede metoder til netop at få opløst materialet, og derefter få det regenereret i en ønsket form, for eksempel i fiber-form. Der finde ganske mange forskellige kemiske metoder til dette, og der foregår særdeles meget forskning og udvikling på området. Afgørende, i forhold til at metoderne er bæredygtige, er at de er måde miljøvenlige, etisk forsvarlige og økonomisk rentable. I forhold til miljø-aspektet, er det særdeles interessant at orienter sig i forhold til mindsettet bag de 12 “green chemistry” principper.

 

Formuleringen af principperne herunder er hentet direkte fra den danske wiki:

  1. Så vidt det er muligt undgå affald. Det er bedre at forebygge affaldsdannelsen end at skulle skille sig af med affaldet.
  2. Der skal opnås høj atomøkonomi dvs. at kemiske produkter i forbindelse med fremstillingen, så vidt muligt skal indgå i det færdige produkt, så der dannes mindre spild.
  3. Ved syntetisk fremstilling af stoffer skal der tilstræbes, at anvende mindre sundhedsskadelige kemiske stoffer.
  4. Virksomhederne skal bestræbe sig på at fremstille sikrere stoffer, der er funktionelle og ufarlige.
  5. Der skal anvendes mindre farlige kemiske stoffer, som katalysatorer og kemiske opløsningsmidler.
  6. Energieffektiviteten skal være så god som mulig. De kemiske processer skal udformes således, at de kræver mindst mulig energiforbrug ved fremstillingen.
  7. Virksomhederne skal så vidt muligt bruge fornybare resurser ved fremstillingen. Råstoffer skal hellere være fornybare end udtømmelige.
  8. Reducere derivatisering dvs. at en forbindelse kan afledes af en anden forbindelse. De synteser der indgår i processen skal udformes således, at man undgår at fremstille beskyttede grupper.
  9. Anvend katalysatorer. Ved brugen af katalysatorere minimeres spildet ved støkiometriske reaktioner og energiforbruget nedsættes.
  10. Virksomhederne skal udvikle stoffer, der er nedbrydelige i naturen. Stofferne må ikke skade vores miljø.
  11. Virksomhederne skal overvåge processerne og sikre, at der ikke sker uheld i forbindelse med processen.
  12. De kemiske processer skal foregå på en måde der forbygger uheld og udslip.

I forbindelse med opløsning af cellulose, med NMO i forhold til NaOH/CS2, er det for eksempel pkt 1, der imødekommer, idet der er bedre basis for at generere mindre affald (spildevand) med produktion i lukket system. Og pkt 5, idet der benyttes mindre farlige kemiske opløsningsmidler (solventer).

 

 

 

Ramie

Der er riiiimelig meget bastfiber omkring mig, i tiden:-) I alle mulige tilstande, blandinger og kvaliteter. -og det er så fedt:-)

På billedet ses nogle af de lækre metervarer med ramie, som jeg just har fået hjem. De ligger oven på en giga fibermåtte af dansk-dyrket hamp. Til venstre for rullen ses hele, tørrede danske hampe-stængler , mens det “neg” der står til venstre for fibermåtte-rullen, består af 1 meter lange danske hampe-stængler. Disse stængler er høstet efter at toppene, med hampe-frø, er blevet høstet. Foran fibermåtterullen ligger noget kinesisk grøn-dekortikeret hamp.

Bastfibre er stængelfibre. Eksempler på bast/stængel-fibre er hør, hamp, ramie, jute, sisal, nælde og jute. Til sammenligning er bomuld en frøfiber. Både stængel- og frøfibre består af cellulose, og er altså placeret øverst til ventre (klokken 1-2 sykker) i fiberklassificerings-hjulet (nedenfor eller her).

Bastfibre er ret interessante, af mange forskellige grunde; som tekstilfiber er de ret lækre, og kan formentlig erstatte bomuldsfibre i mange sammenhænge. Den miljømæssige pointe er at dyrkning af bast-fiber afgrøder som udgangspunkt er mere miljøvenlig og udbytterig end dyrkning af bomuld. Tager jeg biotek-nørd brillerne på, er bastfibrene også super spændende; Traditionelt er bastfibre blevet forædlet til tekstilfibre ved forskellige ofte ret miljø-belastende rødnings-processer, kombineret med kemiske og mekanisk behandling. I tiden arbejdes der ganske meget med at udvikle og implementere enzymatiske, bioteknologiske forædlings-metoder, der har potentiale for at gøre forædlingen af bastfibrene mere miljøvenlig, billigere og mere kontrollérbar. Potentialet er at bast-fibre, der forædles enzymatisk, bliver blødere og stærkere, og formentlig også lysere, så behov for efter-blegning af fibrene kan undgåes.

Som metervare minder ramie om hør og hamp; lækker komfort i forhold til fugt-absorption ikke-isolering om sommeren, behagelig mod huden. Og, ret stor tilbøjelighed til at krølle og miste faconen, hvis ikke der er taget godt hensyn til dette ved valg af model, som stoffet benyttes til.

I forhold til hamp er ramie ret sjov fordi et af de helt indledende trin, decortikeringen hvor fibrene adskilles fra den indre træ-agtige stængel-kerne, kan gøres ved at fibrene skrælles af.

Ramie er en nælde-plante, altså i familie med vores egen brændenælde. Ramie dyrkes hovedsagelig i asien, som det kan ses af dette dyrknings-kort fra wikivisually.

På billedet herunder ses forskellige stof-kvaliteter helt eller delvist af ramie: De oprullede kvaliteter er ramie/tencel/elastan-blanding. De ikke-oprullede stoffer foran er jersey af 100% ramie. Det bliver virkelig interessant at komme igang med at teste stofferne, og at komme igang med at arbejde med hvordan de arter sig, når der syes tøj af dem. -stay tuned:-)

Superwash (“anti-felt”) behandling af uld

Uld kradser. Eller retter; NOGET uld kradser. Der er nemlig stor forskel på forskellige typer ulds tilbøjelighed til “at kradse”. Dertil komme at uld kan behandles, under forædlingen af rå uld til tekstilfiber, så ulden ikke længere kradser helt så meget. Denne type behandles kendes som superwash behandling eller anti-felt behandling. Når ulden efter-behandles på denne måde, bevirker det nemlig både at den kradser mindre, men også at den bedre tåler maskinvask, uden at krympe.

Grunden til at uld krymper ved vask, og kradser, skyldes den fysiske opbygning af uld-fiberen. Overfladen er særdeles ru, da den er opbygget med en skæl-struktur, der mindre hvordan tagsten lægges.

På billedet herover ses forskellige tekstile fibre i forstørrelse (ved hjælp af skanning elektron mikroskopi). Der ses tydelig “skæl-struktur” for de forskellige uld-typer, corse (grov), fine, alpaca, cashmere, og denne skælstruktur er især påfaldende for uld-fibrene, når man sammenligner med de andre fiber-typer; silke, linen (hør), cotton (bomuld) og polyester.

Det ses også at der er forskel på størrelsen af skællene på de forskellige uld-fibre, og at fibrene har forskellig tykkelse. Skællene er dem, der bevirker at det kan opleves at uld “kradser”, og at uld krymper ved vask; skællene virker simpelthen som modhager, så fibrene filter sammen.

Derfor, når man forsøger at modvirke at uld kradser og krymper, arbejder man ud fra princippet for at få formindsket skællene. Dette kan gøres på forskellige måder;

  • formindske skællene ved at nedbryde dem, kemisk eller enzymatisk.
  • “coate” fiber-overfladen, så der lægges en tynd hinde hen overskæl-strukturen.

Kemisk formindskelse af skællene har typisk været udført med klor eller basisk væske. Begge behandlinger kendes som værende ganske miljøbelastende, især hvis der ikke er ordnede forhold for spildevands-rensning. Den enzymatiske formindskelse af uldens skæl kendes som for eksempel bio-poolishing, og betragtes som værende mere miljøvenlig. Her benyttes enzymer fra for eksempel Novozymes, til at nedbryde spidserne på skællene, så de ikke er så skarpe længere.

Coating af uld-fibre, hvor der lægges en tynd hinde rundt om hver enkelt uld-fiber, kan benyttes sig af forskellige polymere til at coat’e fibrene.

Dilling, dansk producent af økologisk undertøj, har lavet en fin, pædagogisk grafisk fremstilling af princippet for de forskellige behandlinger af uld-fibrene.

Coat’ede uldfibre opleves typisk som værende blødere end kemisk og/eller enzymatisk behandlede fibre, da modhagerne er helt dækkede. Til gengæld mistes også nogle af ulds andre gode egenskaber, nemlig evnen til at binde fugt og modvirke sved-lugt. -Og, der er en tilbøjelighed til at coatingen/hinden vaskes af, med tiden, så man kan opleve at ens yndlings-uldtrøje lige pludselig krymper ved vask, efter at være blevet vasket uden problemer masser af gange…

 

I forhold til coating af uld-fibrene, sker der spændende teknologiske landvindinger; Schoeller-gruppen vandt således i 2013 Outdoor Industry Award 2013 GOLD prisen for deres chlorine-free EXP 4.0 machine-washable treatment. 

Princippet for Schoellers EXP-metode illustreres i denne figur:

 I stedet for at overtrække hele fiberen med en vand-holding hinde, “beklædes” kun de steder på uldfiberen hvor modhagerne/skællene er. Det beskrives på Schoellers webside at der benyttes ecological polymer i micro patches. Af deres webside fremgår det at EXP is the first wool finishing process in the world to meet the strict criteria of the “bluesign®” and “Global Organic Textile (G.O.T.S)” standards, and it also conforms with the “Öko-Tex standard”.

 

 

 

 

Farvede og fluorescerende tekstil-fibre

 

Black_Hills_IMG_0584__83456.1438205933.380.380Tekstil fibre kan jo være farvede fra naturens side; Naturligt farvede uldfibre, hvor ulden fra flokkens sorte får, eller “Colourgrown cotton”, hvor
det udnyttes at der findes forskellige arter af bomuldsplanten, med forskellig pigmentering af fibrene.

 

Pakucho Green Cotton site pic

For nylig stødte jeg så på rapporter om muligheden for at fremstille farvet eller fluorescerende silke…! Særdeles syret!

Farvningen af silkefibrene kan fremkomme ved at silkeormene fodres med fluorescerende foder, fx den kemiske forbindelse Rhomdamin. Alternativt er det demonstreret at silkeorm kan genmanipuleres til at udtrykke fibroin-protein, er udsender selvlysende lys, når det belyses med UV-lys. Fibroin-proteinet er blevet “tagget” med det såkaldte GFP.

 

GM silkworms bred to spin fluorescent

Colored Fluorescent Silk Made by Transgenic Silkworms

Fluorescent Silk: Awesome Science and Fashion!

Transgenic silkworms that weave recombinant proteins into silk cocoons.

Om det er bæredygtigt… tjaeh… Om man, som designer, biolog, bio-curious eller bio(tekno)log,  har spørgsmål til selve teknikken eller ønsker uddybning eller yderlieger materiale eller information, så tag kontakt!

Forædling af danskdyrkede fibre

Der er gang i udviklingsarbejdet med forædling af danskdyrkede hamp til tekstilfibre.

Screen Shot 2016-03-23 at 09.25.29

Rachel Kollerup og Bodil Pallesen har skrevet en fin artikel til Effektivitet, om det projekt, jeg er involveret i og som jeg tidligere har præsenteret: Fremtidens bæredygtige tekstiler er lavet af hamp.

For nylig er udgivet en rapport, over projektet “Lokal hampeproduktion“, gennemført af Danish Fashion Institute, Teknologisk Institut og VIA Design. Lokal hampeproduktion til tekstil anvendelse

Dejligt med opmærksomhed for dette spændende arbejde!

 

Enzym-behandling af hampefibre

47263799
At jeg er begejstret for hamp (og andre bastfibre) til tekstiler, skal ikke være nogen hemmelighed, og kan ses af tidligere indlæg:
Jeg er aktuelt involveret i et fantastiske spændende projekt ved Agrotech i Skejby, sammen med bl.a. Seniorkonsulent Bodil Pallensen og designer Rachel Kollerup, hvor vi bl.a. undersøger potentialet for at dyrke hamp til tekstilfibre i Danmark, og fx arbejder med enzymatisk rødning af dansk-dyrket hamp.
Vi går igang med at enzym-bearbejde grov-skættede hampestængler/fibre inden for de næste uger, og vil herefter evaluere om enzym-processeringen gør at fibrene bliver finere og blødere, end uden enzym-rødning. Videnskabelig litteratur indikerer at der er virkelig gode perspektiver i at benytte enzymer i forædling af tekstiler generelt og bastfibre specifikt. Mængderne af fibre vi arbejder med er foreløbig ganske små, ca 30 g, hvilket svarer til en “god tot” eller en “go’ håndfuld”. Målet er at kunne bearbejde fibrene på miljømæssig forsvarlig måde, så de opnår egenskaber der minder mest muligt om bomuldsfibre (såkaldt; “cottonizing”).

Opdatering: Her der den færdige rapport  Bæredygtige hør- og hampetekstiler. Og en artikel om projektet fra Effektivitet: Fremtidens tekstiler er lavet af hamp

 

Farveægthed – manmade vs naturlige tekstil fibre

Jeg blev spurgt hvorfor bomuld holder dårligt på farven, og hvorfor viscose og polyester holder langt bedre på farven.

Viskose er jo lavet ved vådspindingsmetoden (wet spinning), hvor cellulosen (fra træ, bambus etc) først er opløst kemisk til en viskøs (tyktflydende) væske. Det er i den væske at farvestoffer er iblandet, inden fibrene formes ved at presses ud gennem spindedyserne (bruserhoved, kødhakkemaskine). Farvestoffer sidder således INDE i fibrene, på samme måde som i polyester fibrer (der dog er lavet ved smeltespinding metoden).
For bomuld (og uld) gælder at fibrene er efterfarvet; farven sidder altså kun UDENPÅ fibrene, og slides derfor af, ved brug.
Viskose kan også farves ved at efterfarves. Om dette er tilfældet, vil også viskose-fibre være sensitive for slid… Problemet ved denne efterfarvningsmetode er at denne farvningsmetode er enormt vandforbrugende, da fibrene fx skal skylles, og der er et stort farvespild. Dette i modsætning til når farvestoffer tilsættes den viskøse opløsning ved wetspinning-processen.
(Har en video et sted med dette, finder den ved lejlighed, eller når den efterspørges).