Återvinning av textil är idag ett omtalat ämne med stor potential för utveckling, såväl ur ett ekonomiskt som ur ett miljömässigt perspektiv. Intresset för miljö och energi vid framställning av textila fibrer har eskalerat under 2000-talet och kommer att bli ännu viktigare i framtiden då tillgången av textila fibrer förutses att nå sin yttersta gräns. Den framtida efterfrågan av textila fibrer kombinerat med världens stora mängder av textilavfall visar på att effektiva metoder som tar vara på förbrukad textil efterfrågas. Detta är något som det svenska forskningsinstitutet Swerea IVF har uppmärksammat då de nyligen investerade i en så kallad textilriv, en maskin som används vid mekanisk återvinning av textil. Den nyinvesterade maskinen med tillhörande processteg kräver dock utveckling för att kunna tillämpas i större skala. Uppdraget att utveckla en delmetod som ingår i processen för mekanisk textilåtervinning gavs därmed till två blivande textilingenjörer genom examensarbetet- det sista och avslutande momentet i textilingenjörsutbildningen på kandidatnivå. Syftet med examensarbetet har varit att karaktärisera återvunna fibrer utifrån deras fiberlängd och fiberlängdsfördelning för att sedan undersöka relationen mellan fiberlängdsfördelningen och fibrernas förmåga att spinnas till nytt garn. Materialet som återvanns införskaffades av Swerea IVF och omfattades av använda sjukvårdstextilier i trikå samt vävda kvalitetsskjortor. Båda material bearbetades av textilriven, men endast sjukvårdstextilierna kunde separeras till enskilda fibrer och tas vidare till efterföljande processer. Fiberanalyser har genomförts för att fastställa sjukvårdstextiliernas fiberandelar och fiberlängd men fokus har legat i att undersöka de återvunna fibrernas egen- skaper i form av fiberlängd och fördelning. De två sistnämnda egenskaperna analyserades genom att manuellt mäta längden hos de återvunna fibrerna i slumpmässigt utvalda stickprov. Utöver interna tester skickades även prover till ett externt laboratorium för att styrka resultatet av de manuellt utförda analyserna. Parallellt med fiberanalyser undersöktes de återvunna sjukvårdstextiliernas för- måga att spinnas till nytt garn. Återvunna fibrer adderades stegvis till jungfruliga bomullsfibrer och spanns till nya garn genom ringspinning på Textilhögskolan i Borås. Dessförinnan fiberöppnades, kardades och sträcktes materialet för att orientera fibrerna. Slutligen utfördes dragprov på de spunna garnerna för att mäta deras dragstyrka och styvhet. Studiens samtliga delmoment resulterar i att det ingående materialet kunde återvinnas mekaniskt och därefter spinnas till nytt garn genom ringspinning trots relativt hög andel korta fibrer. Som mest kunde 35% återvunna fibrer blandas med jungfruliga och spinnas till ett garn med grovleken 40 tex.

Idag läggs tygspill1 på skyhöga deponiberg eller går till förbränning runt om i världen. Det här beteendet behöver en förändring och det fort. Resurserna till att framställa jungfruliga2 tyger av olja börjar sina och trots det är det billigare att köpa jungfruligt material än återvunnet. Föreliggande examensarbete har undersökt vad det textila produktionsspillet från Swegmark of Swedens storsäljande behå, vilket idag hamnar på soptipp i Lettland, skulle kunna mekaniskt återvinnas till. För att bidra till en värld där tygspill får ett värde har kemikalierna, vilka tillsätts under beredningsprocessen, setts över. Dessa kan finnas kvar i slutprodukten och kan då leda till att materialet klassas som farligt avfall om kemikalierna är miljö- och hälsofarliga. Om tygspillet återvinns till nya produkter exempelvis små plastbitar, så kallade pellets, finns det krav på att ett materialsäkerhetsdatablad återfinns för att de ska kunna säljas vidare. Detta för att pellets räknas som en kemisk produkt. Materialsäkerhetsdatabladet bör innehålla all information gällande material- och kemikalieinnehåll i tygspillet. Trots att vissa varor innehåller harmlösa kemikalier krävs ändå en redovisning av dessa för att en storskalig försäljning ska vara möjlig. Tygspillet i föreliggande examensarbete består av 92 % polyamid 6 och 8 % Lycra®. Materialblandningen smältes ner och gjordes till pellets för att sedan formsprutas, utan separering av de olika materialen. Experimentets dragprovsresultat jämfördes sedan med ren jungfrulig polyamid 6. Resultatet visade att det återvunna materialets dragspänning knappt skiljde sig från en jungfrulig polyamid 6. Det återvunna materialet har ett snitt på 63,9 MPA och den jungfruliga 65,0 MPA. Slutsatsen blir att det är fullt möjligt att återvinna denna materialblandning och få ut en produkt av samma kvalitet som av en jungfrulig PA6. Detta är ett mycket bättre sätt att hantera tygspillet än att det som idag hamnar på deponier.

I detta projekt har garn spunnits fram med olika blandningar av återvunna och jungfruliga fibrer av merinoull/polyamid 6.6. Detta för att möjliggöra återföring av tillskärningsspill i produktionskedjan åt företaget Woolpower® då spillmaterialet idag används till att tillverka filtsulor. Genom att spinna garn av spillmaterialet kan det därmed sluta kretsloppet för deras återvinningsprocess då garnet kan återinföras i den ursprungliga produktionskedjan. Fokus under projektet låg på att undersöka hur fint garn som kan spinnas med så hög andel återvunna fibrer som möjligt.  Mätning av fiberlängdsfördelning genomfördes av både återvunna fibrer och jungfruliga fibrer, garn spanns med olika fraktioner inblandning av återvunna fibrer samt dragprovning utfördes på de garnprover som tagits fram för att jämföras med referensgarn.   Det spanns sex garner med olika fraktioner inblandning av återvunna och jungfruliga fibrer, där de inblandningar som gjorts innehöll 10 %, 20 % eller 30 % återvunna fibrer samt två garn med 100 % jungfruliga fibrer. Det starkaste garnet innehållande återvunna fibrer som spanns under projektet var ett garn innehållande 20 % återvunna fibrer. Garnet hade dock en signifikant minskning av styrka jämfört med referensgarnet, vilket ledde till slutsatsen att det inte går att spinna ett garn med liknande garnnummer utan statistisk signifikant minskning av garnets mekaniska styrka som referensgarnet som Woolpower® använder i produktion idag.  Hos de återvunna fibrerna observerades en procentuell minskning av fiberlängden på strax över 82 %.  Minskningen tros bero på att de har genomgått fler process- och produktionssteg samt en slitsam textilupprivning i jämförelse med de jungfruliga fibrerna.

Cellulosans polymerisationsgrad (DP) är en viktig faktor vid utvärdering av möjligheterna till både mekanisk och kemisk återvinning av bomull. Enligt flera studier leder lägre DP till svagare fibrer. I denna rapport har DP hos bomullsfibrer från begagnade jeans undersökts före och efter mekanisk återvinning för att se om återvinningsprocessen eller graden av slitage på de ingående fibrerna har en påverkan på DP. Även möjligheten att spinna garn med de mekaniskt återvunna fibrerna utblandade med jungfruliga bomullsfibrer har undersökts för att se hur andelen återvunna fibrer och graden av slitage på dessa påverkar garnets styrka. Konsumentavfall i form av bomullsjeans, före och efter mekanisk återvinning,  har lösts i  bis(etylendiamin)kopparhydroxidlösning (Cuen). Viskositeten har mätts och cellulosans polymerisationsgrad har beräknats. Eftersom fibrerna inte löstes upp helt var cellulosakoncentrationen i lösningarna okänd. Därför kunde inga klara slutsatser dras om huruvida den mekaniska återvinningen eller graden av slitage på det ingående materialet hade någon påverkan på DP, även om den statistiska analysen visade på att båda variablerna hade en signifikant påverkan. DP hos återvunna fibrer från begagnade jeans är högre än vad som krävs för framställning av både viskos och lyocell, vilket gör att kemisk återvinning av denna form av konsumentavfall kan vara möjlig att utveckla industriellt. Jungfrulig bomull har ringspunnits tillsammans med 20 % och 50 % återvunna fibrer. Spinningen av garn med 50 % återvunna fibrer var på grund av upprepade garnbrott alltför tidskrävande för vara lämlig för storskalig produktion. Dragstyrkan hos ett ringspunnet bomullsgarn med 20 % återvunna fibrer försämrades inte jämfört med ett garn av 100 % jungfrulig bomull, utan kunde tvärtemot förbättras beroende på spinninställningar och kvaliteten på de återvunna fibrerna. Inblandning av 20 % mindre slitna fibrer gav ett starkare garn än 20 % slitna fibrer. Dock spanns endast en bobin av varje garn och därför krävs en större studie för att få ett större statistiskt underlag innan några mer generella slutsatser kan dras.

På grund av den rådande klimatförändringen och de globala problem som plast orsakar i miljön blir det allt viktigare att dagens linjära materialanvändning ändras till en cirkulär användning. Inom fordonsindustrin har kravet på ökad tillgänglighet och kvalitet på återvunna material identifierats. Som följd startades forskningsprojektet Sustainable Vehicle Interior Solutions (SVIS) samordnat av RISE IVF där behovet av en mer hållbar produktion av fordonsinteriörer tas upp. Ett mål är att minska och återvinna produktionsavfall. Den här studien undersöker möjligheten att återvinna textil och plast från en interiör komponent av multimaterial, som i detta fall är en textilklädd plaststolpe. Stolpen är gjord av polykarbonat (PC)/poly(akrylnitril-butadien-styren) (ABS) plast och polyestertextil (PET). Mekanisk återvinning utfördes på den textilklädda stolpen. Möjligheten att separera textil från plast undersöktes och testades i en kvarn med en dammavskiljare. Prover innehållande olika mängder PET förberedes och återvanns för att studera påverkan av PET på materialegenskaperna. Två olika kompatibiliseringsmedel användes för att undersöka om blandningarnas kompatibilitet ökade. Hur väl textil separerats från plast analyserades genom jämförelse av bulkdensitet mellan proverna. För att undersöka effekten av kompatibiliseringsmedel och hur förekomsten av PET påverkar PC/ABS utfördes mekanisk testning, DSC och SEM. Resultaten visade att separationen av textil från plast inte var fullständig på grund av mycket hög vidhäftning mellan textilen och plasten. Bibehållna mekaniska egenskaper, förutom brottförlängning, erhölls för alla återvunna prover oavsett PET-mängd. Därför var det möjligt att dra slutsatsen om att förekomsten av PET inte påverkar materialets egenskaper negativt och att separation eller tillsats av kompatibiliseringsmedel inte är nödvändigt. Vidare visar resultaten att PET blir blandbar med PC men inte påverkar ABS-fasen. Kemisk återvinning genom glykolys utfördes på svart och beige polyestertextil av PET erhållet som avklipp från produktionen av stolparna. Glykolysen utfördes i laboratorieskala med etylenglykol (EG) som lösningsmedel. Reaktionen ägde rum vid 230℃ under 1 timme med överskott av lösningsmedel och en Mg-Al blandad oxidkatalysator. Slutprodukten separerades från rester genom flera filtreringssteg och analyserades med DSC. Från resultatet observerades det att den erhållna slutprodukten var den önskade bis(2-hydroxyetyl) tereftalat (BHET) monomeren. Färgämnen från textilen fanns fortfarande kvar i monomeren efter depolymerisation. Därför utfördes avfärgning. För den svarta textilen testades adsorption med aktivt kol och extraktion med etylenglykol som avfärgningsmetoder. För den beige textilen utfördes enbart adsorption med aktivt kol. De avfärgade produkterna analyserades genom färgmätning och/eller genom jämförelse med varandra. Resultatet visade att adsorption med aktivt kol är en effektiv avfärgningsmetod för den beige textilen, men inte för den svarta textilen. Framgångsrik avfärgning av den svarta textilen erhölls istället genom extraktion med etylenglykol. Sammanfattningsvis, mekanisk återvinning av den textilklädda stolpen resulterar i bibehållna värden för de mekaniska egenskaperna hos det återvunna materialet, förutom för brottförlängnigen. Detta bör göra det återvunna materialet lämpligt för användning i fordonsapplikationer, men inte för återvinning i ett slutet kretslopp (closed loop recycling) på grund av säkerhetsaspekter hos stolpen. Om hög kraft appliceras måste materialet kunna ändra form utan att gå sönder. Återvinning genom glykolys visar potential för att den avklippta polyestertextilen kan återvinnas i ett slutet kretslopp eftersom den avfärgade monomeren skulle kunna ompolymeriseras till ny PET. Det kan undersökas i framtida studier. / Due to the current climate change and the global problems plastics cause in the environment, it becomes increasingly important that today’s linear use of materials is changed to a circular use. In the automotive industry, the demand for increased availability and quality of recycled materials has been recognized. Following this, the research project Sustainable Vehicle Interior Solutions (SVIS) coordinated by RISE IVF was started in which the need for a more sustainable production of vehicle interiors is addressed. An objective is to reduce and recycle production waste. This study investigates the possibility to recycle textile and plastic from an interior multi-material component which in this case is a textile dressed plastic pillar. The pillar is made of polycarbonate (PC)/poly(acrylonitrile butadiene styrene) (ABS) plastic and polyester (PET) textile.  Mechanical recycling was performed on the textile dressed pillar. The possibility to separate textile from plastic was investigated and tested in a mill with a dust separator. Samples containing different amounts of PET were prepared and recycled to study the influence of PET. Two different compatibilizers were used to investigate potential improvement in compatibility of the blends. The level of separation of textile from plastic was analyzed by comparison of bulk density between the samples. To investigate the effect of compatibilizers and how the presence of PET influences the PC/ABS, mechanical testing, DSC and SEM were performed. The results showed that the separation of textile from plastic was not complete due to very high adhesion between the textile and plastic. Retained mechanical properties, except for the strain at break, were obtained for all recycled samples. Therefore, it could be concluded that the presence of PET does not affect the properties of the material negatively and separation or addition of compatibilizer is unnecessary. The results further show that PET becomes miscible with PC but does not affect the ABS phase. Chemical recycling through depolymerization with glycolysis was performed on black and beige polyester (PET) textile waste obtained as cut-off from the production of the pillars. The glycolysis was performed in lab-scale with ethylene glycol (EG) as solvent. The reaction took place at 230℃ for 1h with excess of solvent and a Mg-Al mixed oxide catalyst. The final product was separated from residues through several filtration steps and analyzed with DSC. From the result it could be observed that the obtained final product was the desired bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) monomer. Dyes from the textile were still present in the monomer after depolymerization. Therefore, decolorization was performed. For the black textile, adsorption with active carbon and extraction with ethylene glycol were tested as decolorization methods. For the beige textile, solely adsorption with active carbon was performed. The decolorized products were analyzed by color measurement and/or through comparison to each other. The result showed that adsorption with active carbon is an effective decolorization method for the beige textile, but not for the black textile. Successful decolorization of the black textile was instead obtained by extraction with ethylene glycol.  To conclude, mechanical recycling of the textile dressed pillar results in retained values of the mechanical properties of the recycled material, except for the strain at break. This should make the recycled material suitable for use in automotive application, though not closed loop recycling because of safety aspects of the pillar. If high force is applied, the material needs to be able to change shape without breaking. Recycling through depolymerization shows potential for closed loop recycling of the polyester textile cut-off since the decolorized monomer could be repolymerized into new PET. This could be investigated in future studies.

År 2016 var världsproduktionen av textilfibrer mer än 100 miljoner ton. Mycket av textilierna hamnar till slut i hushållssoporna som i Sverige förbränns till energiåtervinning; textilier som egentligen hade kunnat återanvändas eller materialåtervinnas. Textilåtervinning delas vanligtvis upp i tre olika kategorier: mekanisk, kemisk och termisk återvinning. Mekanisk återvinning är en typ av down cycling, som idag endast sker i liten skala. Ett av problemen som gör att mekanisk återvinning inte tillämpas i större utsträckning är att fibrerna i processen deformeras och blir för korta för att kunna spinnas till garn. Detta leder till en försämrad fiberkvalité i jämförelse med jungfruliga fibrer, vilket gör att återvinningsprocessen idag inte är hållbar ur ett ekonomiskt perspektiv.   I projektet har textila tillverkningsmetoder i form av garnspinning och trikåtillverkning undersökts för att se hur val av metoder kan främja en återvinningsprocess. En jämförelse av spinnmetoder gjordes mellan ett egentillverkat ringspunnet garn av samma sorts bomullsfibrer som i ett färdigtillverkat rotorspunnet garn. Från resultat av dragprovning gick det att utläsa att ringspunnet garn var starkare än rotorspunnet garn gällande både brottlast, brottöjning och tenacitet. Emellertid kunde ingen signifikant skillnad beräknas i varken brottlast eller brottöjning i testet av trikåvaror som stickats av vardera garnsort. Däremot fick trikåvara av rotorspunnet garn en större fiberförlust än motsvarande trikå av ringspunnet i test av nötningshärdighet.   Vid mätning av fiberlängd upptäcktes det att ett rotorspunnet garn innehåller kortare fibrer än ett ringspunnet garn, vilket betyder att fibrerna har förkortats i rotorspinningsprocessen då de båda garnen tillverkats från samma förgarn. Visuell analys av fibrerna från de olika processtegen genomfördes genom mikroskopering för att undersöka eventuell fysisk deformation. I analysen gick det att urskilja formförändringar hos fibrerna från de båda garnsorterna men man har inte kunnat bekräfta att de formförändringarna har en direkt koppling till möjligheten för mekanisk återvinning.   Ur ett hållbarhetsperspektiv behövs mer forskning på tillverkningsmetoders påverkan på återvinning av textil och möjligheten för återspinning. Detta skulle kunna möjliggöra att det redan i tillverkningsprocessen kan göras smarta val för ett materials cirkulära kretslopp. Det bör tittas närmare på hur processer kan göras ekonomiskt hållbara, även skillnader i miljöpåverkan hos de olika tillverkningsprocesserna bör undersökas. / 2016 was the year the world market of textile fibers surpassed the volume of 100 million tonnes. In Sweden today, lots of textiles end up in the garbage bin, later used for energy recovery even though most of the material could be reused or recycled. Textile recycling is often categorized in mechanical, chemical and thermal recycling. Mechanical recycling is a type of down cycling, which today only takes place on a small scale. One of the reasons, is the deformation of the fiber in the recycling process. When the textile fibers are mechanically processed their length become too short for the following re-spinning of yarn. This results in a deteriorated fiber quality in comparison with virgin fibers and complicates the vision of an economically sustainable recycling process.   In this thesis an investigation of how textile manufacturing processes affect a possible recycling process was made. Cotton fibers were spun to yarn by a ring spinning machine and compared with a prefabricated rotor spun yarn made of same sort of cotton fiber and later knitted in a circular knitting machine. The manufacturing processes influence on the mechanical properties of the yarns and the knitted fabrics were tested using a tensile testing machine and a Martindale tester. From the result of tensile testing the yarn, it was found that the ring spun yarn was stronger than the rotor spun in breaking strength, elongation and tenacity. Meanwhile no statistically differences in breaking strength and elongation in the knitted fabrics could be calculated. In the abrasion resistant test the knitted fabric of rotor spun yarn showed a greater loss in fiber than the knitted fabric of the ring spun.   Moreover a visual analysis of the fibers from various process steps was made by microscopy to investigate any physical deformation of the fibers. The fibers from the ring spun yarn was more wave- formed compared with fibers from the roving, while the tip of the fibers were flattened and less natural twisted in the rotor spun yarn. In the knitted fabrics, the fibers from the rotor spun yarn showed similar shape like the ones from the spinning process but the ring spun fibers were tip shaped. In addition an investigation of fiber length of fibers from roving, ring spun yarn and rotor spun yarn was made. The result showed a lower mean value of fibers from rotor spun yarn, which could cause problem in a future recycling process.   In conclusion, from a sustainability perspective more research is required on the impact of manufacturing processes on recycling of textile fibers. This could enable the possibility to make better choices in manufacturing, which would prolong the life of the textile fiber and minimize the environmental footprints.

Varje år kasserar Försvarets materielverk (FMV) en stor mängd av soldatutrustning av textil. Den textila soldatutrustningen kasseras med anledning att den inte längre går att laga eller har förlorat sin funktion och skickas därmed till förbränning. I enlighet med FMV:s miljöpolicy 2020 vägs ekonomiska och tekniska krav mot mer hållbara alternativ för att bli en mer miljömässigt hållbar verksamhet. Med avsikt att ytterligare utveckla sitt hållbarhetsarbete vill FMV utreda möjligheterna till textilåtervinning för att förlänga livslängd av textila material ytterligare. Därav har denna rapport behandlat mekanisk återvinning av textila soldatutrustningar samt garnspinning av återvunna fibrer. Arbetets bedrivs med syfte att redogöra en studie på uppdrag av FMV med fokus på möjligheter till hur mekanisk återvinning genomförs av textila soldatutrustning och hur garn kan spinnas av fibrer från återvunna fibrer. Genom en litteraturstudie har faktorer som påverkar mekanisk återvinning av textila material samt lämpliga garnspinningsmetoder för återvunna fibrer undersökts i detta arbete. En analys har även genomförts med fokus på fyra klädesplagg fån FMV: skjorta, t-tröja, långkalsong, och stickad tröja. De parametrar som i högsta grad behöver tas hänsyn till för att uppnå så hög garnkvalité är fiberblandning, samt inställningar för spinning, sträckning och kardning. Vid garnspinning är fiberlängden av stor betydelse och därav behöver den mekaniska återvinningen utföras på ett så skonsamt sätt som möjligt för att minska fiberslitaget. För att spinna garn av återvunna fibrer är rotorspinning och friktionsspinning de mest lämpliga metoder, men garnet som produceras har en hög grovlek. För en högre garnkvalité behövs en blandning av jungfruliga fibrer med återvunna fibrer för ett mer tillfredsställande resultat. / Each year, Försvarets Materielverk (FMV) discards a massive amount of textile soldier equipment no longer possible to repair and unqualified to use and are therefore incinerated. In accordance with FMV:s policy for environmental sustainability 2020, economic and technical requirements have to be considered in relation to more sustainable alternatives in order to become a more environmentally sustainable organization. With the purpose to further develop towards more sustainable practices, FMV are interested in investigating the possibilities for mechanical textile recycling and yarn spinning of the re-cycled fibers to extend the life cycle of textile materials. The report’s goal was to focus on possibilities and challenges considering the following garments assigned by FMV: t-shirt, knitted sweater, shirt and thermal underwear. The method is based on a literature study and examination of the garments.Conclusions drawn from the study are that fiber blend and settings for carding, drawing and spinning are crucial to produce yarn of high quality. Especially the fiber length has an impact on the possibilities of yarn spinning since it needs to be long enough. To spin yarns from recycled fibers, open-end spinning methods such as rotor spinning and friction spinning are the most suitable. Furthermore, recycled fibers need to be blended with virgin fibers to enable spinning.