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可循环性设计理念
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甚么是可循环性设计理念?
可回收性通过对回收解决方案及其对某些产品特性的影响进行考量,来承担产品寿命终结时的责任。作为循环时尚体系中”回收” 环节的策略部分,可回收设计确保产品永远不会变成”废物”,而是实现闭环材料回收。
全球范围内,每秒钟就有一卡车相当于纺织品数量的废弃物被填埋或焚烧。1 鉴于我们产生的纺织品废弃物数量庞大,创造回收解决方案以回收它们,而非将其送往已经不堪重负的垃圾填埋场,变得至关重要。那么,回收纺织品究竟意味着什么?现实是,这个术语可以指众多不同的过程,而这些过程并不完全相同。在Redress,我们对回收的定义如下,按价值从高到低排列:
纤维到纤维机械回收设施。图片来源:looped
- 纤维到纤维回收(价值最高): 这包括将材料/产品转化为纤维,然后制成纱线和织物。这些纱线和织物可用于制造新产品,例如服装和家具。
一捆捆降级回收的混合纤维。图片来源:looped
- 降级回收:这种回收形式包括将材料重新利用或粉碎,转化为可用于其他工业部门的低价值产品。降级回收通过将纺织废料转化为诸如保温材料、一次性湿巾、床垫填充物、汽车座椅等物品,确保其获得二次利用。
将包括纺织品在内的混合材料粉碎,用于能源回收。图片来源:looped
- 能量回收(最低值): 这种回收方法包括将材料/产品转化为二次可燃物,然后用于产生热能或电能。此解决方案仅适用于以下情况:
- 对于某些纺织品回收基础设施不够完善的地区,这是唯一可行的解决方案;
- 对于可能包含大量配饰/塑料印花的服装,这些配饰/塑料印花难以通过降级回收机器进行加工。
虽然升级改造和重构是回收材料的技术,但需要注意的是,这些方法不被视为“回收”,因为原始服装/材料在重复使用之前不会转化回纤维。要了解更多关于这些技术的信息,请阅读此处。
在本指南中,我们将探讨可回收策略的设计,重点关注纤维到纤维的回收方法。
为什么要采用可循环性设计理念?
当设计师在创作过程考虑到可循环性时,可以为衣服不再发挥其应有功能的一刻做好准备。使制造衣服的物料以新的形式转世再生,避免最终被弃置于堆填区。
图片来源:Redress
目前,用于生产服装的材料中只有不到 1% 在其使用寿命结束时被回收再造成为新服装2 —— 但创作者有能力改变这个现象。可循环性设计理念不仅为环境带来好处,还可能为品牌和设计师带来财政上的优势。
现今的 “开采、制造、使用、弃置” 模式导致每年超过 5000 亿美元的经济损失,时装界专业人士可以把握机会以循环模式取代这种线性模式 3。
图片来源:Redress
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怎样设计具可循环性的服装?
循环模式的最终目标是于闭环系统内永续所有物料的价值和品质。最理想的做法是将服装纤维循环再造成制造新服装的纱 线,而不是将物料降级回收,成为抹布或绝缘物料等价值较低的产品。 为实现闭环系统,创作者需要从挑选纤维、物料加工处理、衣服的构造和标签中,有意识地作出不同的设计决策。
回收再造过程并不像听起来那么简单。收集和分类纺织品是一个主要挑战,因为废弃纺织品需要满足工业回收的原料质量和 数量 要求。回收再造在提供环境效益方面拥有巨大潜力,但前提是要有高回收率,并制造优质产品。这个过程既费力又繁复,但通过正确的设计决策,便能将可循环性实现于服装上。要理解这一点,我们需要研究不同的回收方法。
- 如何实践可循环性设计理念?
回收再造方法可以分类为: 机械式, 水热反应, 生物性, 化学性, 物理性。
图片来源:Redress
图片来源:Redress
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机械式回收再造
机械式回收再造是目前最被广泛使用、规模最大的回收再造方式, 使用机械过程(切割、撕碎、梳理)来处理纤维。 在此过程中,材料 会被分类,配饰(钮扣、拉链等)、甚至于印花中使用的塑胶都会以人工的方法移走,纺织物料之后才能 被加工, 制造新的纱线。
尽管纤维会在回收过 程中被缩短,因而降低质量,但这种方式旨在保持纤维的特性。要从机械式回收再造获得优质的再生纱线,便得在纺新纱线时于回收的纤维中添加少量原生纤维。
由于混纺纺织品不是回收再造的理想物料,所以单一种类纤维纺织品的回收率会较高。虽然混纺纺织品仍然可能被回收,但所得的材料将是纤维混合物,具较低的可循环性,所以不会是制造商品的理想材料。正因为这个原因,我们鼓励设计师于他们的商品中使用单一种类纤维。
图片来源: The Billie System, 龙达纺织有限公司
The Billie System , 由香港龙达纺织有限公司开发。当中获得专利的无水六步回收过程几乎是完全自动化的。这是一个全规模化的系统,每天能够处理多达 3 吨的再生纤维。自 2019 年推出以来,The Billie System 已获得许多奖项和国际认可。
水热反应回收再造
水热反应回收再造使用高温水、环保化学剂和压力,以分离纤维素与合成纤维的混合物。不同的温度、压力或处理时间都会产生不同的产品。
这个过程选择性地将纤维素纤维分解成粉末,同时能够保持合成纤维的完整性,还可以去除合成纤维中的染料。已分离的合成纤维可以重新纺纱,成为新的合成纤维纱线,而纤维素粉末亦可以在新产品(例如: 高吸水性聚合物)中重复使用,促成循环系统。
图片来源: 香港纺织及成衣研发中心及 H&M Foundation
The Green Machine 是一个由 香港纺织及成衣研发中心 和 H&M Foundation [8] 合作开发的前工业规模水热反应回收再造系统。这个系统设计仅使用热能、水和不到 5% 的可生物降解环保化学剂来回收棉与聚酯纤维的混合物,能于 0.5 – 2 小时内回收超过 98% 聚酯纤维,并制造以纤维素为基础的粉末。
生物性回收再造
生物性回收再造通常使用酶处理或发酵方法来分离纤维素与合成纤维的混合物。该过程选择性地分解其中一种纤维,使混合物分离,并留下另一种适合重新纺纱的纤维。
图片来源: Carbios
Carbios 开发的专利酶能够分解某些聚酯,特别是 PET(最常见于纺织品)和 PLA(一种生物为基础的聚合物)。他们把酶最佳化,并应用于两种创新过程:酶回收和可生物降解塑胶生产。
化学性回收再造
化学性回收再造利用溶解处理过程,. 以分离纤维素与合成纤维的混合物。
以分离纤维素与合成纤维的混合物。 这个过程还可以将纤维素纤维中的染料移除。已分离的纤维将会重新纺纱,制造新的纤维素纱线。
化学性回收仍然是一项新兴技术,它的应用可能会于许多的供应链中受到限制。
图片来源: Worn Again
英国组织 Worn Again 使用先进的化学性回收再造技术, 从不可重复使用的产品中回收原材料。 这种先进的回收技术能够将不可重复使用的纺织品、聚酯瓶和包装物料分离及净化,并提取聚酯和棉花中的纤维素 ,以获得其中的 PET 和纤维素。
物理性回收再造
物理性回收再造是一种针对合成纤维(塑胶)的技术。回收过程包括将聚酯纤维撕碎和熔化,以产生塑胶粒,然后将它们熔纺成新的合成連续长纤维。 与化学回收方法不同,物理回收法在熔化时,合成纤维不会发生降解。因此,新回收的合成纤维的质量不如回收前那么高。然而,物理回收比化学回收更节能。
再生技术
再生技术应用于纤维素纤维,是回收再造纤维素的另一种方法。任 何形式的纤维素(纤维和纸浆)都可以于可持续化学剂中溶解,然后进行溶液纺纱以形成新的連续长纤维。循环再造所得的纤维, 例如莱赛尔 (lyocell),都属于人造纤维。
应如何理解可生物分解性 (Biodegradability) ?
可生物分解性 (Biodegradability) 是指材料能 够被细菌或其他生物(例如真菌)分解的能力,从而避免污染。它经常于讨论中被视为处理弃置服装的一种方法。
在考虑可生物分解性时,第一个重要参数是确保所探讨的纤维具有可生物分解的特性。这包括纤维素纤维(例如棉花、大麻、蕉麻、莱赛尔纤维)、动物纤维(例如羊毛、丝绸)或一些可生物降解的生物塑料。另一个同样重要的参数是考虑纤维的处理。纺织工业中的大多数纤维都经过化学处理,这代表可生物分解的纤维的降解速度可能会被减慢,而更坏的情况是将有害化学物质释放到环境中。
可生物分解性有助于形成循环经济的闭环系统(生物循环),但这并不理想,因为用于制造纺织产品的宝贵资源并没有被复原。
- 如何实践可循环性设计理念?
由于不同回收再造方法对输入物料的要求都不同,所以一件衣服的设计将会高度影响他们的可循环性。实际上,机械式回收再造是最普遍的,但它也有其局限性。你可于实践可循环性设计理念时,参考这个针对机械声回收再造而撰写的设计蓝图。
纤维的选择
以下是有关纤维选择的一些注意事项:
- 混纺纤维并不适合回收。如果我们在目前的工业循环再造过程中输入混纺物料,所输出的仍将是混纺纤维,而对于时装品牌来说,这些纤维比较难有实际上的商业应用。
- 可惜的是,许多产品都由三到四种不同的纤维类型制成,这很可能降低它们的可循环性。
- 循环再造弹性纤维十分困难。因此,含有这些纤维的废弃牛仔裤大多最终成为绝缘材料或工业用抹布。
- 已磨损纤维的强度降低,长度亦较短,于机械式回收再造中带来挑战性,所以设计师从一开始就应选择高质量的材料。
以下一些针对设计技巧的建议将提高产品的可循环性:
- 在不影响产品的使用寿命或性能的前提下,选择由单一纤维或较少纤维种类制成的纺织品。
- 避免使用可能妨碍回收过程的设计特征,例如: 薄膜结构和填充物很可能会阻塞梳理机器上的刷子;胶片印刷和层压纺织品亦可能会完全阻碍梳理过程。
- 了解你所使用的物料,以及目前回收再造技术的限制。
循环再造的物料 ≠ 具有可循环性
在结束对原始材料的依赖时,循环再造或再生纤维是一个有趣的采购选择。然而,循环再造或再生物料 (或含有此类纤维的物料) 不一定是容易被回收再造的。无论产品是由哪种纤维来源制成(原始、循环再造或再生),关于设计可循环性的相同考虑都适用于这些物料上。
布料的加工处理
以下是有关布料加工处理的一些注意事项:
- 化学品和有害物质可能来自彩色染料和整理加工过程,例如防水涂层、胶水或抗菌处理。
- 化学品会干扰循环再造过程,所以必须进行追踪、追溯源头,并加以清除,使处理过程符合成本和能源效益。
以下一些针对设计技巧的建议将提高产品的可循环性:
- 想要生产有价值的再生原材料,其先决条件是于设计中使用无毒物料。
- 设计师应与供应商沟通,确认他们所使用的添加剂和染料不会于循环再造的过程中带来任何问题。
设计与构造
服装的回收难易度受设计特点影响,例如使用的组件数量和连接方式的选择。
饰边和辅料在回收过程中需要人工拆除,这个过程既费力又耗时。尽量减少这些装饰元素的使用可以简化服装的拆解过程。
粘合衬、热转印和硅胶印花不可回收,因此必须在剩余面料处理前通过人工裁剪方式去除。在某些情况下,它们可能完全阻碍服装的回收可行性,因此最好避免使用。
缝纫线的纤维成分应与面料纤维保持一致,特别是当产品采用单一纤维材料时。若考虑再制造而非回收,采用可溶解的创新缝线技术可能是回收完整裁片 的有效策略。
图片来源: unspun
衣服的标签
当设计师做出决策后,就需要准确地传达这些讯息,使消费者和回收设施的工作人员知道该如何处理这些生命周期已经结束的产品。
当决定使用哪种循环再造技术时,我们需要依赖衣服上正确的标签和物料识别。由于产品和法例的依据有所不同,标签上只须注明 95-98% 的纤维成份。可惜的是,普遍的标签都没有列出正确和详尽的资 讯。准 确的标签对于将来的循环再造至关重要,因此设计师应该以完全透明的手法在标签上列明相关资讯,甚至可以精益求精,超过法例的要求,根据每个组件的名称和类型,详细说明所使用的纺织品、缝线、配饰,以及它们的生产方法。
完满循环系统
设计师对于其所在地的循环再造方案和合作伙伴的了解,会有助设计时做出更合适的决策。
优先考虑本地循环再造可以尽量减少因运输而产生的碳足迹,对环境带来更大益处。设计师可以通过提供有关本地回收计划的资讯、于网上和店内提供指导、及与本地组织合作来鼓励消费者的参与,确保衣服的使用寿命完结时能够被循环再造。
注脚
1 Ellen MacArthur Foundation (2017), A New Textiles Economy: Redesigning Fashion’s Future
2 House of Commons: Environmental Audit Committee; Fixing Fashion: Clothing Consumption and Sustainability, 2019
3 Ellen MacArthur Foundation (2017), A new textiles economy: Redesigning Fashion’s Future