L'objectif de ce travail de thèse, réalisé dans le cadre de la Chaire Industrielle Bioplastiques financée par Mines ParisTech et Arkema, l'Oreal, Nestle, PSA et Schneider Electric, est de fournir une étude systématique sur les relations entre les conditions opératoires du procédé de compoundage et la structure de biocomposites polypropylène/fibres lin et Tencel®. En particulier, le comportement et la rupture des fibres ont été étudiés de manière détaillée pendant la mise en œuvre à l'état fondu en mélangeur interne et par extrusion bivis.Les fibres ont été observées in-situ en écoulement dans la matrice grâce à un système rhéo-optique. Ainsi, il a été montré que la décohésion des faisceaux de lin est facilitée par un rapport de forme initial plus grand. La fragmentation des fibres résulte d'un phénomène de fatigue et est provoquée par l'accumulation des déformations et de l'énergie mécanique. Au niveau de leur point de rupture, les fibres de lin et de Tencel® se déchirent et fibrillent, alors que les fibres élémentaires de lin cassent près de leurs « genoux ». Des analyses de distributions de tailles des fibres après compoundage avec la matrice ont corroboré les observations rhéo-optiques. Lorsque les conditions de mélange sont sévères, chaque « genou » devient un point de rupture et la longueur finale des fibres de lin se retrouve être égale à la longueur moyenne entre les « genoux ». Les faisceaux de lin initialement plus courts ne se dissocient et ne se fragmentent que très peu. La rupture des fibres de lin est différente en fonction de leur taille initiale et ces fibres ne conduisent pas au même comportement rhéologique pour les composites. En revanche, pour les fibres unitaires Tencel®, la taille initiale n'a que très peu d'influence sur leurs dimensions finales, à condition que les fibres ne soient pas trop longues et trop difficiles à disperser. Le temps de mélange est apparu déterminant pour préserver le rapport de forme des fibres. La déformation cumulée s'est révélée être un meilleur paramètre que l'énergie mécanique spécifique pour décrire à la fois la rupture des fibres de lin et de Tencel®. Les propriétés mécaniques en traction uniaxiale ont enfin été caractérisées et mises en relation avec les conditions de mélange et les dimensions finales des fibres. / The objective of this work, performed in the frame of the Industrial Chair in Bioplastics, financed by Mines ParisTech and Arkema, l'Oreal, Nestle, PSA and Schneider Electric, is to provide a systematic study of the relationships between the compounding conditions and the structure of biocomposites based on polypropylene/ flax and Tencel® fibres. In particular, the behaviour and the rupture of fibres were studied in detail during melt processing in an internal mixer and a twin screw extruder.The fibres were observed in situ during shear flow in a matrix by rheo-optics. The decohesion of flax bundles was shown to be made easier for fibres with higher initial aspect ratio. The fibres fragmentation occured by fatigue and is caused by an accumulation of strain and mechanical energy. At the breaking point, flax and Tencel® fibres are tearing and fibrillating, whereas elementary flax fibres break at “kink bands”. The analysis of fibres size distributions after compounding has corroborated rheo-optical observations. When processing conditions are severe, each “kink band” becomes a breaking point, and the final fibres length is equal to the mean length between two “kind bands”. The short flax bundles dissociate and break up less after compounding as compared to long bundles. As a result, the rheological properties of composites are different. The initial size of Tencel® fibres has almost no effect on fibre final dimensions, provided that they are not too long and thus do not make agglomerates. The mixing time seems to be decisive to preserve fibres aspect ratio. The cumulative strain was shown to be a better parameter than specific mechanical energy to describe fibres rupture for both Tencel® and flax fibres. Uniaxial tensile properties were characterized and correlated to the processing conditions and to final dimensions of fibres.

Västra Götalandsregionen (VGR) sträcker sig över 75.000 km2 och omfattar 49 kommuner med en population på 1,6 miljoner invånare. Med sina omkring 50 000 anställda är VGR en av Sveriges största arbetsgivare och omsätter därav stora mängder textil. Framförallt inom den medicinska sektorn, där den totala mängd textilier i användning 2016 uppgick till 750 000 kg. Den största mängden av dessa textilier består av fiberblandningar av polyester och bomull - där polyester medger slitstyrka medan bomullen medger komfortegenskaper. Då dessa textilier används i vård- och omsorgsenheter måste patienter och anställdas säkerhet garanteras genom hygienisk renlighet. På Tvätteriet Alingsås utförs därför tvättning i temperaturer upp till 70°C, något som medför en hög påfrestning på textilierna. Västra Götalandsregionen arbetar aktivt för att minska sin negativa miljöpåverkan. För år 2017 – 2020 har en miljöplan sammanställts med målet att samtliga verksamheter ska vara hälsofrämjande och bidra till en hållbar utveckling, där hushållning med resurser och kretsloppsanpassning ska vara vägledande. Mer specifikt ska andelen konventionell bomull minskas och andelen förnyelsebar och hållbar råvara med mindre miljöpåverkan än bomull sett ur ett livscykelperspektiv ökas. Detta då konventionellt odlad bomull anses vara en av de kommersiella textilfibrer som har störst negativ miljöpåverkan. Ett möjligt substitut till bomullen är cellulosaregenatet lyocell, detta då dess egenskaper är snarlika bomullens samt att dess miljöpåverkan är betydligt lägre. Syftet med detta examensarbete är att utvärdera i vilken grad livslängden hos vävar av lyocell och polyester påverkas i jämförelse med vävar av bomull och polyester av tvättprocessen på Tvätteriet Alingsås. Två referensvävar av polyester och bomull samt fyra provvävar av lyocell och polyester har därför genomgått 2, 25, 50, 75 och 100 tvättar på Tvätteriet Alingsås. Tester på dimensions- och viktändring, samt brottstyrka och tester för bestämning av textiliernas tendens till att bilda ytludd och noppor har utförts. Dessa har genomförts på både de otvättade och tvättade proverna för att utvärdera hur slitstyrka, och således livslängd, förhåller sig till referensvävarna. Resultaten visade att två vävar av 50 % Tencel® och 50 % polyester var mer jämförbara med referensväven av 35 % bomull och 65 % polyester än referensväven av 50 % bomull och 50 % polyester med avseende på brottstyrka. Tendensen att bilda ytludd och noppor varierade mellan provvävarna, dock överträffade en av provvävarna referensvävarna.  Resultaten anses av författarna indikera på att det finns god möjlighet att ersätta bomullen i Västra Götalandsregionens personalkläder med cellulosaregenatet Tencel®. En av provvävarna visade på särskilt bra resultat. Ytterligare tester behöver dock utföras för att säkerställa om något av proverna till fullo möter alla de krav som ställs.

Bomullsfibern har många fördelaktiga egenskaper som gör den allmänt omtyckt bland både konsumenter och producenter. Den vanligaste framställningen av fibern är konventionellt odlad bomull, men dessvärre har denna typ av framställningsprocess en negativ inverkan på miljön i form av hög kemikalieförbrukning och hög vattenanvändning. I samband med att bomullens negativa miljöpåverkan uppmärksammas, bidrar det till en ökad efterfrågan på miljövänliga fibrer med skonsammare processer. Denna studie har utifrån detta perspektiv undersökt, jämfört och testat förutsättningarna för att helt eller delvis ersätta bomull i trikåmaterial. De fibrer som har undersökts är de regenererade cellulosafibrerna Tencel, lyocell och modal. Dels har två hundraprocentiga material testats: Tencel A100 och lyocell, dels två fiberblandningar: bomull/modal och GOTS-bomull/Tencel LF. Samtliga material har bestått av rågarn med garntjocklek Ne 30/1 och stickats fram i en rundstickningsmaskin. Testerna som har utförts rör dimensionsstabilitet, spiralvridning, noppbildning, nötningshärdighet och slutligen draghållfasthet. För att säkerställa trovärdiga resultat har testerna genomförts upprepade gånger och därefter har ett medelvärde för varje material beräknats. De material som uppvisat bäst resultat avseende egenskaper och miljöpåverkan var Tencel A100 och lyocell, samt fiberblandningen GOTS-bomull/Tencel LF. / The cotton fiber has many advantageous properties which make it widely popular among both consumers and producers. The most common production of the fiber is conventionally grown cotton. This type of manufacturing process has unfortunately a negative impact on the environment because of its high chemical consumption and high water use. Since the negative environmental impact regarding cotton has got more attention, it has contributed to an increased demand for more environmentally friendly fibers with more eco-friendly processes. From this perspective, this study has examined, compared and tested the conditions for completely or partially replacing cotton in knitted materials. The fibers that have been examined are the regenerated cellulose fibers Tencel, lyocell and modal. Tencel A100 and lyocell have been tested independently and two fiber blends consisting of cotton/modal and GOTS-certified cotton/Tencel LF have been knitted and tested in this study. All materials have consisted of raw yarn with yarn thickness of Ne 30/1 and has been knitted in a circular knitting machine. The tests that have been carried out is dimensional stability, twisting, pilling resistance, abrasion resistance and finally tensile strength. To ensure reliable results, the tests have been done repeatedly and then an average value for each material has been calculated. The materials that showed the best results in terms of properties and environmental impact were Tencel A100, lyocell and the fiber mixture GOTS-certified cotton/Tencel LF.

L'objectif de ce travail de thèse, réalisé dans le cadre de la Chaire Industrielle Bioplastiques financée par Mines ParisTech et Arkema, l'Oreal, Nestle, PSA et Schneider Electric, est de fournir une étude systématique sur les relations entre les conditions opératoires du procédé de compoundage et la structure de biocomposites polypropylène/fibres lin et Tencel®. En particulier, le comportement et la rupture des fibres ont été étudiés de manière détaillée pendant la mise en œuvre à l'état fondu en mélangeur interne et par extrusion bivis.Les fibres ont été observées in-situ en écoulement dans la matrice grâce à un système rhéo-optique. Ainsi, il a été montré que la décohésion des faisceaux de lin est facilitée par un rapport de forme initial plus grand. La fragmentation des fibres résulte d'un phénomène de fatigue et est provoquée par l'accumulation des déformations et de l'énergie mécanique. Au niveau de leur point de rupture, les fibres de lin et de Tencel® se déchirent et fibrillent, alors que les fibres élémentaires de lin cassent près de leurs " genoux ". Des analyses de distributions de tailles des fibres après compoundage avec la matrice ont corroboré les observations rhéo-optiques. Lorsque les conditions de mélange sont sévères, chaque " genou " devient un point de rupture et la longueur finale des fibres de lin se retrouve être égale à la longueur moyenne entre les " genoux ". Les faisceaux de lin initialement plus courts ne se dissocient et ne se fragmentent que très peu. La rupture des fibres de lin est différente en fonction de leur taille initiale et ces fibres ne conduisent pas au même comportement rhéologique pour les composites. En revanche, pour les fibres unitaires Tencel®, la taille initiale n'a que très peu d'influence sur leurs dimensions finales, à condition que les fibres ne soient pas trop longues et trop difficiles à disperser. Le temps de mélange est apparu déterminant pour préserver le rapport de forme des fibres. La déformation cumulée s'est révélée être un meilleur paramètre que l'énergie mécanique spécifique pour décrire à la fois la rupture des fibres de lin et de Tencel®. Les propriétés mécaniques en traction uniaxiale ont enfin été caractérisées et mises en relation avec les conditions de mélange et les dimensions finales des fibres.

Funktionskläder utgör idag en stor marknad över hela världen med stigande efterfrågan där syntetiska material står för en betydande andel av de producerade textilierna. Ett plaggs totala miljöpåverkan kan till stor del härledas till materialvalet. Materialkompositionen i underställ består ofta av blandningar av textila fibrer, vilket komplicerar återvinningsprocessen och gör den nästintill omöjlig. För att kunna 'sluta cirkeln' måste innovativa textila lösningar tas fram för att styra textilindustrin i rätt riktning. Studien undersöker alternativa fibrer och jämför dem med de konventionella för textilier till underställ där man vill uppnå god fukttransport och värmeisolering. Vidare kartläggs materialens användningsområden för att skapa ett mångsidigt funktionsplagg och därmed möjliggöra en klimatsmartare garderob. Studien identifierar och jämför de termofysiologiska egenskaperna hos materialen bambuviskos, merinoull, Tencel, PCM och Coolmax. Textilprover stickades i hundraprocentiga materialkompositioner med en utvald trikåbindning i en rundsticksmaskin. Textilprovets termofysiologiska egenskaper utvärderades med hjälp av testutrustningarna Hudmodellen och WickView för att bestämma värmemotstånd och fukttransport. Därefter analyserades resultaten på materialens termofysiologiska komfort för att sedan kartlägga deras användningsområde baserat på aktivitetsnivå och omgivningsfaktorer. Resultaten från studien indikerar att merinoull och Coolmax kan rekommenderas för användning i underställ där både värmeisolering och fukttransport är viktiga, där merinoull är mest lämplig för kalla klimat. Vidare kan bambuviskos och Tencel vara lämpliga alternativ för användning i underställ vid aktiviteter av måttlig intensitet i varierande klimatförhållanden. PCM, med sitt låga värmemotstånd och medelhöga fukttransport, gör materialet mindre lämpligt för underställ. Testresultaten från studien ger insikt i materialens termofysiologiska komfort, men bör inte ses som en heltäckande bild av denna komfort. För att erhålla en mer valid slutsats krävs ytterligare tester och beaktande av fler faktorer. / Functional clothing represents a significant global market with rising demand today, where synthetic materials account for a considerable proportion of the textiles produced. A garment's total environmental impact can largely be traced back to the choice of material. The material composition of base layers often consists of mixtures of textile fibers, which complicates the recycling process and makes it almost impossible. To 'close the loop', innovative textile solutions must be developed to steer the textile industry in the right direction. The study investigates alternative fibers and compares them with conventional ones for textiles in base layers where effective moisture transport and heat insulation are sought. Furthermore, the areas of use for these materials are mapped out to create a versatile functional garment, thereby enabling a more climate-smart wardrobe. The study identifies and compares the thermophysiological properties of the materials bamboo viscose, merino wool, Tencel, PCM, and Coolmax. Textile samples were knitted in 100% material compositions using a selected tricot stitch on a circular knitting machine. The thermophysiological properties of the textile samples were evaluated using the Skin Model and WickView testing equipment to determine heat resistance and moisture transport. Afterwards, the results on the materials' thermophysiological comfort were analyzed, and their areas of use were mapped out based on activity level and environmental factors. The results from the study indicate that merino wool and Coolmax can be recommended for use in base layers where both heat insulation and moisture transport are important, with merino wool being most suitable for cold climates. Furthermore, bamboo viscose and Tencel could be suitable alternatives for use in base layers for activities of moderate intensity in varying climate conditions. PCM, with its low heat resistance and medium-high moisture transport, makes the material less suitable for base layers. The test results from the study provide insight into the materials' thermophysiological comfort but should not be seen as a comprehensive picture of this comfort. To obtain a more valid conclusion, additional tests and consideration of more factors are required.

Jag har under detta arbete undersökt hur företaget MAD ELF ART kan arbeta med miljö och sociala aspekter i produktionen. Min uppgift har varit att lokalisera en materialleverantör och producent som kan arbeta med detta på bästa sätt.Under arbetets gång har jag kontaktat flera materialleverantörer och producenter och undersökt hur de jobbar med dessa aspekter. Samtidigt har jag även fördjupat mig i hur man kan ta hänsyn till miljö och sociala aspekter i produktionen, för att undersöka hur vi bäst kan arbeta med det.Vad jag kommit fram till är att materialvalet är det viktigaste och det som skiljer en produkt från att vara en miljöbov och en fara för människor till miljövänlig. Därför har jag i bilagan presenterat en leverantör och producent av materialet 100% silke som är ekologiskt färgad och handvävd. Silke lämnar inget energi-fotavtryck och går att återvinna. Jag tror och hoppas att framtiden kommer handla om att producera alltmer ekologiskt och samtidigt ta vara på det vi har istället för att producera nytt, detta genom ett återvinningssystem för textilier. Utvecklingen hos stora företag pekar även på att det i framtiden kommer att vara en självklarhet att ha uppförandekoder på fabriker och jobba med CSR. Därför är även det viktigt för MAD ELF ART.I have looked into how MAD ELF ART can work with environmental and social aspects during production. My assignment has been to find a materialsupplier and manufacturer who can work with this in the best way possible.During this work I have contacted several materialsuppliers and manufacturers and examined how they work with these aspects. At the same time I have also looked into how we can deal with social and environmental aspects to find the best way for us to work with this.I have come to the conclusion that the choice of material is the most important and what differs a product from being a danger for the environment and human beings to a environmental friend. Because of that I will present a materialsupplier and manufacturer who can provide the material 100% silk wich is organically dyed and handwoven. Silk leaves no energy-footprint and is recycable. I believe that the future will have more focus on the environment and that we will work with more ecologic materials and instead of producing new products, we will recycle what we have through a recyclingsystem for textiles. The development of big companies also points in the direcetion that it will be natural for all companies to have a Code of conduct and work with Corporal Social Responsility. / Program: Textil produktutveckling med entreprenörs- och affärsinriktning