Tekstile fibre og belægninger med potentialer for vugge til vugge anvendelse
Krav &l frem&dens produkter Bæredygtig produktion og bortskaffelse Lavt energiforbrug CO2 – neutrale materialer Ingen forurening Energibesparende genanvendelse Funktionalitet Specialisering og intelligens Via overfladebehandlinger, elektronik osv.
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
2
Vugge &l vugge principper Naturfibre og regenererede fibre Mulighed for biologisk kredsløb Kompostering, biologisk nedbrydning Problemer: forædling, denaturering, tungmetaller, transport
Syntetiske materialer Muligheder for industrielt/teknisk kredsløb Omsmeltning Nedbrydning til råstoffer og ny polymerisation
Biosyntetiske materialer Mulighed for begge typer kredsløb Nedbrydning til råstoffer og ny polymerisation Kompostering
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
3
Polyesterbetegnelser Polyester Poly-‐ethylen-‐terephthalat, PET Nye typer terephthalater Poly-‐buthylen-‐terephthalat, PBT Poly-‐trimethylen-‐terephthalat, PTT Bio-‐syntetisk polyester Polylactid, PLA Polyhydroxyalkanoater, PHA, (PHB, PHV, PHBV osv.)
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
4
Polyester PET
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
5
Produk&on af PET, DMT Metode Luft
Kul
Vand
Kulmonoxid
Brint
Kvælstof
Mineralolie eller naturgas
Salt
Ammoniak Metanol
Salpetersyre
p-xylen
Etylen
Klor
Alkali
Terephthalsyre
Etylenglycol
Dimetylterephthalat, DMT Terephthalsyre di-glycolester
Polyetyleneterephtalat
PET polyester
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
6
PTA Metode Mineralolie eller naturgas
Luft
Eddikesyre
p-xylol
Salt
Etylen
Klor
Alkali
Katalysator
Etylenglycol
Ren Terephthalsyre
Polyetylenterephtalat
PET polyester
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
7
Forbrug af råmaterialer DMT-‐line 1,015 kg DMT + 1,015 kg ethylenglycol pr. kg polyesterchips PTA-‐line 0,860 kg PTA + 0,336 kg ethylenglycol pr. kg polyesterchips Biosyntetisk ethylenglycol Fermentering af sukker 30% af PET biosyntetisk fra 2012 (Teijin) Designskolen Kolding, Joy Boutrup
8
PET’s vig&gste Egenskaber Holdbar
Vandafvisende
Høj trækstyrke Høj lysbestandighed God formstabilitet
Høj UV-‐absorption Ingen vandabsorption Syrebestandig Afgiver intet til
Oleofil (lipofil)
Smeltbar, termoplastisk Flammehæmmede typer
Farvning Dispersionsfarvestoffer Pigmentering
omgivelserne
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
9
10
Recycling af polyester (PET) Smeltning til gendannelse af fibre eller flasker Højt energiforbrug og ringere kvalitet Kemisk recycling Nedbrydning til monomerer og ny polymerisering Eco-‐Circle udviklet af firmaet Teijin i Japan Globalt system til genanvendelse under opbygning 84% lavere energiforbrug og 77% CO2 besparelse Samme kvalitet som ny polyester Systemet er nu udviklet til at omfatte flammesikker PET Designskolen Kolding, Joy Boutrup
10
Nye Terephthalater PTT poly-‐trimetylen-‐terephthalat Ester af 1,3 propandiol og terephthalsyre PBT poly-‐butylen-‐terephthalat Ester af butyldiol og terephthalsyre Lavere miljøpåvirkning Alkoholer fremstillet ved fermentering af majssirup Består af kulstof, ilt og brint Ingen kvælstof eller klor Begge anvendes også som matrix i kompositter Designskolen Kolding, Joy Boutrup
11
Strukturer
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
12
Egenskaber
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
13
Anvendelse Elastiske materialer uden elastan (PU) Sportsbeklædning med større holdbarhed overfor lys og sved Belægninger på tekstiler Vanddampgennemtrængelige membraner til regntøj, tasker, telte osv. med bedre miljøegenskaber F.eks. Sympatex Erstatning for polyamider(PA, Nylon) generelt i
beklædning
Bio-‐synte&ske polyestertyper Poly lactid, PLA (poly-‐mælkesyre) Mælkesyre kan produceres af stivelse eller sukker ved fermentering Nedbrydes ved kompostering PHA, fællesbetegnelse for en stor gruppe
bakteriefremstillede polyestertyper
Produkterne anvendes i dag bl.a. til implantater og
emballage
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
15
PLA historie 1833 Gay-‐Lussac & Pelouze, Dilactid 1932 Carothers, Polylactid 1954 E.I.DuPont, medicinsk anvendelse 1992 binder til cellulose nonwovens 1993 Spunbound nonwovens af PLA 1998 Kanebo, LACTRON, tekstilfiber 2003 Cargill-‐Dow, INGEO, tekstilfiber 2006 Teijin, BIOFRONT, tekstilfiber
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
16
Frems&lling af PLA Majs, hvede, kartofler
Sukkerroer stivelse sukker mælkesyre lactid PLA polyester
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
17
PLA Egenskaber Vægtfylde 1,25 (lavere end uld og silke) Trækstyrke 2,0 -‐ 6,0 g/d Høj elasticitet Lidt højere fugtighedsoptagelse end PET Fremragende lysbestandighed (UV) Lav brændbarhed Lav lugtoptagelse
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
18
PLA-‐typer Akængigt af om den dannede mælkesyre er
højredrejende, venstredrejende eller en blanding dannes forskellige typer PLA PLLA udelukkende venstredrejende mælkesyre PDLA udelukkende højredrejende mælkesyre PDLLA højre og venstredrejende sammen Stereokomplekse typer af blandinger af PLLA og PDLA
Biologisk nedbrydning
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
20
Recycling af PLA PLA kan nedbrydes til mælkesyre ved hjælp af vand
og højt tryk uden brug af katalysatorer Genanvendelsen sparer ca. 33% i energiforbrug sammenlignet med ny produktion fra plantestivelse planter
sukker
fermentering
mælkesyre (lactide)
Recycling
PLA
diverse produkter
CO2 Biologisk nedbrydning, kompostering
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
21
Udvalgte forsøg med polyester Funktionelle og æstetiske forsøg Forsøg med vævning af tekstiler til afskærmning af dagslys I forsøgene er der brugt flere materialer, men ideelt set skal det være monomaterialer Biofront (PLA) Polyester (PET) Morphotex, specialfiber med interferensfarve Waveron, lysdiffuserende specialfiber Trevira CS, flammesikker polyester
Fremtidsperspektiv: flammesikker PLA
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
22
Kæde 100% Trevira CS monofilament – skud Teijin Biofront 200t/m & 100% Trevira CS
Kæde Teijin Biofront – skud Teijin Biofront & Waveron
Kæde Teijin Biofront Raw Fiber – Skud Teijin Biofront Raw Fiber & Teijin Morphotex
Kæde Teijin Biofront Raw Fiber – skud Teijin Biofront Raw Fiber
Kæde 100% Trevira CS monofilament – skud Teijin Biofront 200t/m & 100% Trevira CS monofilament
PLA komposit med naturfibre: Transparent PLA og synligt, håndvævet tekstil
Martin Larsen Industriel Designer & Karina Nielsen Rios (Tekstil Designer)
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
28
Formning og laminering
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
29
Martin Larsen & Karina Nielsen Rios Designskolen Kolding, Joy Boutrup
30
PHA, polyhydroxyalkanoater Fremstilles af bakterier i næringsopløsninger af enten
kulhydrater eller fedtstoffer fra f.eks. spildevand Flere forskellige typer med forskellig hårdhed og stivhed Ved kombination af flere typer i molekylet kan ønsket
fleksibilitet opnås , f.eks PHB, polyhydroxybutanat, er hård, PHV, polyhydroxyvaleriat er blød
Til emballage anvendes PHBV som ligner PE Bløde typer kan evt. anvendes til belægninger på
tekstiler i stedet for POE, PU eller PVC Designskolen Kolding, Joy Boutrup
31
Opbygning af PHA-‐typer
PHA polyestertyper Smeltepunkt omkring 175oC Biologisk nedbrydelige Ikke allergene Kan fremstilles af flere CO2–neutrale, afgrødebaserede
råmaterialer eller spildevand og affald Termoplastiske, kan ekstruderes eller blæsestøbes i stil med PP og PE Elektrospindes til kirurgiske formål og til dyrkning af knogle-‐ og organvæv Designskolen Kolding, Joy Boutrup
33
Eksempler på PHBV Anvendes til: Implantater Engangsprodukter inden for medicin og sundhedspleje Emballage
Designskolen Kolding, Joy Boutrup
34