Хлопок |
---|
История |
Терминология |
Типы |
Производство |
Ткань |
Часть серии статей о |
Одежда и окружающая среда |
---|
Влияние моды на окружающую среду |
Переработка хлопка — это процесс преобразования хлопчатобумажной ткани в волокна, которые можно повторно использовать в других текстильных изделиях. [1]
Переработанный хлопок в основном производится из хлопка до потребления, который является избыточными текстильными отходами от производства одежды. [1] Реже он производится из хлопка после потребления, который является текстильными отходами от потребителей, такими как бывшая в употреблении одежда. [1] Процесс переработки включает оценку качества хлопковых волокон путем систематического сбора, ручную сортировку материалов и прохождение механического или химического процесса для разделения текстильной ткани на повторно используемые волокна. [2] В механическом процессе ткани разрываются на отдельные волокна с помощью машины, а в химическом процессе химические свойства тканей разрушаются с помощью химических реакций, таких как процесс лиоцелла и растворение в ионных жидкостях. [3] [4] Механический процесс является основным способом переработки текстиля, поскольку химический процесс не используется в коммерческих целях. [5]
Переработанный хлопок менее долговечен, чем чистый хлопок, из-за более короткой длины переработанных хлопковых волокон, которые получаются в результате механической переработки. В результате переработанный хлопок требует добавления дополнительных материалов, таких как полиэстер, для повышения долговечности. [3] Поэтому переработанный хлопок часто используется в продуктах, которые не требуют высококачественных хлопковых волокон, таких как повседневная одежда и строительные материалы для дома. [3] [6]
Сбор хлопка-сырца — ресурсоемкий процесс, требующий большого количества воды, энергии и химикатов. [7] Переработка хлопка снижает отходы и может быть более устойчивой альтернативой утилизации, поскольку продукты могут быть изготовлены из существующих текстильных изделий, а не из сырья, что сокращает ресурсы, необходимые для сбора хлопка-сырца. [7] Однако существуют расходы, связанные с переработкой хлопка, такие как риск смещения проблемы и влияние транспортировки собранных материалов, которое может превзойти предполагаемые выгоды. [8] Исследователи и правительства ищут новые технологии и решения по управлению промышленностью, чтобы улучшить социальное воздействие процессов сбора переработанного хлопка. [9]
Отходы хлопка до потребления — это избыточные текстильные отходы, которые собираются во время производства пряжи, тканей и текстильных изделий, такие как кромка от ткачества и остатки тканей из цехов фабричной резки. [1] Большая часть переработанного хлопка производится из хлопка до потребления, такого как обрезки ткани, поскольку более вероятно, что обрезки не подвергались смешиванию материалов и цветных красителей и не требуют тщательной сортировки перед переработкой. [1]
Потребительский хлопок — это текстильные отходы, которые собираются после того, как потребители выбрасывают готовую продукцию, такую как бывшая в употреблении одежда и предметы домашнего обихода. [1] Потребительский хлопок, который производится во многих цветовых оттенках и с использованием смесей тканей, является трудоемким для переработки, поскольку различные материалы необходимо разделять перед переработкой. [1] Потребительский хлопок можно перерабатывать, но переработанный хлопок, изготовленный из потребительского хлопка, скорее всего, будет гораздо более низкого качества, чем чистый хлопок. [2]
Методы сбора переработанных материалов можно разделить на следующие инициативы: переработка через Интернет, переработка под руководством бренда и переработка под руководством правительства. [4] Переработка через Интернет опирается на Интернет для создания канала связи между людьми, которые хотели бы перерабатывать отходы одежды, и группами, которые собирают отходы одежды. [4] Переработка под руководством бренда происходит, когда модные бренды создают самостоятельные программы для поддержки переработки или надзора за переработкой одежды. [4] Переработка под руководством правительства относится к политике, законам и постановлениям, реализуемым правительствами, которые способствуют переработке отходов одежды. [4]
После сбора текстильных изделий до и после потребления, текстильные изделия вручную сортируются на группы повторного использования и утилизации. [4] Процесс сортировки является трудоемким, поскольку может быть до 350 подкатегорий, на которые вручную можно отсортировать текстильные изделия повторного использования. [4]
Одним из подходов к борьбе с низкой эффективностью ручной сортировки является ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС), которая автоматизирует процесс распознавания и сортировки текстиля. [10] Анализатор БИКС определяет соответствующую группу для текстиля, определяя покрытие и отделку текстиля. [11]
Для того чтобы хлопковые отходы можно было переработать в высококачественную продукцию, качество хлопковых отходов не должно ставить под угрозу качество конечного продукта. [12] Хотя не существует специального индекса для оценки качества переработанного хлопка, для определения того, насколько волокна хлопковых отходов пригодны для переработки, применяются различные индексы качества. [13]
Обычными индексами для измерения качества хлопкового волокна являются индекс качества волокна (FQI) и индекс последовательности прядения (SCI). [14] FQI связывает прочность, среднюю длину и тонкость хлопковых волокон, в то время как SCI учитывает такие свойства, как средняя длина верхней половины, однородность и цвет волокна, чтобы определить прядомость хлопка. [12] [14] Стандартизированным инструментом для получения данных о различных свойствах хлопковых отходов является машина Uster HVI. [13]
Механическая переработка — это процесс измельчения текстильной ткани на волокна, которые затем снова прядутся в пряжу без использования химикатов. [2] При механической переработке хлопка обычно получается более короткое волокно, что может повлиять на конечное качество готового текстиля. [15] Часто переработанный хлопок смешивают с несущими волокнами, такими как чистый или органический хлопок или полиэстер, для создания более качественного продукта. Обычно при производстве переработанной кольцевой пряжи используется содержание переработанного волокна 20%, хотя некоторые недавние достижения в этом секторе позволили увеличить это количество до 40% без ущерба для качества, как было объявлено партнерством Recover , Rieter и Polopiqué. [16]
Перед переработкой текстильные ткани необходимо отсортировать по составу, а затем по цвету, чтобы избежать повторного окрашивания. Механический процесс производства переработанного хлопка из отходов потребления начинается с удаления всех нетекстильных элементов, таких как молнии и пуговицы. [17] Затем материалы разрезаются на более мелкие куски, пригодные для последующего измельчения. Для этого процесса используется машина Гарнетта, которая представляет собой машину, оснащенную роликами и цилиндрами, покрытыми металлическими штифтами, которые вращаются, чтобы раскрыть текстильную структуру и высвободить волокна. [2] Некоторые типы биокомпозитных материалов могут быть изготовлены из отходов потребления хлопка. [18] Измельченные хлопковые волокна из отходов потребления текстиля используются в качестве армирующих наполнителей для различных пластиков в автомобильной и ядерной промышленности [19] и в целом для различных коммерческих применений. [20]
Химическая переработка — это процесс растворения текстильных отходов в химикатах для того, чтобы вызвать химические реакции, которые производят переработанные волокна. [21] Химические реакции растворяют полимеры, из которых состоят волокна, поэтому не уменьшают длину волокна, а вместо этого полностью регенерируют волокно. [4] Этот процесс решает проблему укорачивания волокон при механической переработке, но масштаб его использования ограничен исследовательскими экспериментами и исследованиями, такими как Eco Circle (Teijin), Worn Again, Evrnu, Re:NewCell и Ioncell. [4] Устаревший метод смешивает целлюлозное волокно (хлопок) с сероуглеродом , растворяет продукт в каустической соде и прядет его с серной кислотой и минеральной солью для получения волокна, отличного от хлопка, называемого вискозным шелком . [4] Было показано, что этот метод является экологически опасным и запрещен. [4] Одним из наиболее коммерциализированных примеров химической переработки текстиля является преобразование хлопка в вискозу. Эта переработка происходит путем деполимеризации чистой хлопчатобумажной ткани в пульпу, которая затем преобразуется в вискозу в процессе, аналогичном тому, который применяется к древесной пульпе. [22]
Процесс лиоцелла представляет собой метод растворения целлюлозы (хлопка) в N-метилморфолин N-оксиде ( NMMO ) для образования раствора, который имеет водородные связи (NMMO• H2O ) . [4] Затем раствор прядут в водяной бане, в результате чего получаются чистые, пригодные для повторного использования целлюлозные волокна. [4] Процесс лиоцелла может восстановить 99% своего растворителя и производит минимальные и нетоксичные отходы, и маркируется Организацией Объединенных Наций и промышленностью по переработке хлопка как Экологически улучшенная текстильная продукция (EITP). [4]
Другой метод заключается в растворении целлюлозы в ионных жидкостях, таких как хлорид 1,3-дибутилимидазолия ([C4mim]Cl), для получения регенерированных волокон. [4] Хотя этот метод, как и процесс лиоцелла, может восстановить почти весь растворитель, его опасное воздействие на водную экологию все еще изучается. [4]
Воздействие переработки хлопка на окружающую среду можно изучить с помощью оценки воздействия на жизненный цикл (LCIA) . [23]
Производство органического хлопка может иметь пагубные экологические последствия из-за количества воды, земли, химикатов и выбросов, используемых для его создания. [7] Примерно 2,6% мирового потребления воды можно отнести к производству хлопка. [7] Выращивание хлопка также отвечает за около 11% мирового потребления пестицидов. [ 7] Во время фазы прядения производства чистого хлопка потребляется большое количество электроэнергии, что может привести к увеличению выбросов CO2 и потенциальному закислению. [7] Для того чтобы придать органическому хлопку искусственный цвет, на фазе окрашивания производства хлопка потребляется огромное количество воды, энергии и химикатов. [7] Растения, необходимые для окрашивания хлопка, могут потенциально привести к загрязнению океанов. [7]
Поскольку переработка хлопка исключает выращивание хлопка, прядение и окрашивание, она снижает негативное воздействие на окружающую среду производства органического хлопка за счет минимизации использования воды, удобрений и пестицидов . [7] Например, использование 1000 кг переработанного хлопка вместо органического хлопка может сэкономить 0,5 га сельскохозяйственных земель, предотвратить выбросы в атмосферу 6600 кг CO 2 -экв. и сэкономить 2783 м 3 оросительной воды. [24]
Преимущества переработки хлопка могут быть подорваны из-за риска смещения проблемы, которое происходит, когда одно преимущество достигается в определенном регионе, но это преимущество создает ущерб для другого региона. [8] Например, увеличение переработки хлопка в Великобритании минимизировало воздействие на окружающую среду производства чистого хлопка в США, но также увеличило потребление энергии в Великобритании. [8] Переработка хлопка также требует транспортировки для перемещения волокон отходов между потребителями, брендами, пунктами сбора и сортировочными предприятиями. [8] Если продукты, произведенные из отходов хлопка, требуют замены после недостаточного периода времени из-за низкого качества или отсутствия удовлетворенности потребителей, то воздействие на окружающую среду от транспортировки может превзойти преимущества отказа от выращивания хлопка. [8]
Современные текстильные изделия часто включают в себя материалы, отличные от хлопка, такие как пластик, красители и другие ткани, которые могут затруднить отделение хлопка для переработки. [4]
В настоящее время наиболее распространенные методы сбора организованы на основе онлайн-платформ, предоставляемых брендами и правительством. [4] Хотя эти методы доступны, многие потребители по-прежнему предпочитают выбрасывать свою одежду, и менее 10% населения рассматривают онлайн-платформы по переработке одежды как часть своих покупательских предпочтений. [25] [26] Были проведены значительные исследования для повышения популярности онлайн-переработки одежды. [27] [28]
Модные бренды предлагают программы по переработке одежды после потребления или контролируют процесс переработки. [28] Потребители могут сдать свою старую одежду в магазин, и магазин отправит ее на переработку. [28] Компания предлагает стимулы с помощью акций или скидок, чтобы убедить потребителей сдавать вторсырье на переработку через веб-сайт фирмы, социальные сети и рекламу в магазине. [28] Американский бренд одежды American Eagle рекламировал свою программу переработки в своем блоге 1 апреля 2019 года, заявив: «Сдайте старую пару джинсов на переработку и получите скидку 10 долларов на новую пару». [29] [30]
На основе тематических исследований брендов одежды реклама переработки может быть парадоксальной, поскольку поощрение клиентов к переработке на самом деле побуждает их потреблять больше, тем самым не помогая сократить загрязнение. [31] Исследования взаимосвязи между производством одежды и глобальным потеплением показывают, что принятие устойчивых привычек переработки не делает производство новой ткани экологически чистым, поскольку производство новой ткани генерирует более половины общего объема выбросов углекислого газа, связанного с одеждой. [32] Чтобы разрешить эту дилемму, переработка под руководством бренда пытается найти баланс между потребительскими стимулами и образовательными целями устойчивости. [33]
Эффективная переработка хлопка, вероятно, возможна только посредством разработки государственной политики, и многие страны разработали политику по содействию переработке хлопка. [28] В 2023 году Европейский союз планирует опубликовать пересмотренную версию Рамочной директивы по отходам , которая, как ожидается, предоставит более четкие указания по улучшению текущей системы переработки тканей путем внедрения общих стандартов в сбор и классификацию материалов. [28] [34] [33] Кроме того, страны, не входящие в ЕС, включая Великобританию, Японию, США, Китай и Корею, также опубликовали законы и политику в отношении отходов хлопка и соответствующие указания по переработке. [35] [36] [37]