指南
可循環性設計理念
由 Redress 創作
Redress
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甚麼是可循環性設計理念?
可回收性透過對回收解決方案及其對某些產品特性的影響進行考量 ,來承擔產品壽命終結時的責任。作為循環時尚體系中”回收”環節的策略部分,可回收設計確保產品永遠不會變成”廢棄物”,而是實現閉環材料回收。
在全球範圍內,每秒鐘就有一卡車相當於紡織品數量的廢棄物被掩埋或焚燒。1 鑑於我們產生的紡織品廢棄物數量龐大,創造回收解決方案以回收它們,而非將其送往已經不堪重負的垃圾掩埋場,變得至關重要。那麼,回收紡織品究竟意味著什麼?現實是,這個術語可以指眾多不同的過程,而這些過程並不完全相同。在Redress,我們對回收的定義如下,依價值由高到低排列:
纖維到纖維機械回收設施。圖片來源:looped
- 纖維到纖維回收(價值最高): 這包括將材料/產品轉化為纖維,然後製成紗線和織物。這些紗線和織物可用於製造新產品,例如服裝和家具。
一捆捆降級回收的混合纖維。圖片來源:looped
- 降級回收:這種回收形式包括將材料重新利用或粉碎,轉化為可用於其他工業部門的低價值產品。降級回收透過將紡織廢料轉化為諸如保溫材料、一次性濕巾、床墊填充物、汽車座椅等物品,確保其獲得二次利用。
將包括紡織品在內的混合材料粉碎,用於能源回收。圖片來源:looped
- 能量回收(最低值): 此回收方法包括將材料/產品轉換為二次可燃物,然後用於產生熱能或電能。此解決方案僅適用於以下情況:
- 對於某些紡織品回收基礎設施不夠完善的地區,這是唯一可行的解決方案;
- 對於可能包含大量配件/塑膠印花的服裝,這些配件/塑膠印花難以透過降級回收機器進行加工。
雖然升級改造和重構是回收材料的技術,但需要注意的是,這些方法不被視為“回收”,因為原始服裝/材料在重複使用之前不會轉化回纖維。要了解更多關於這些技術的信息,請閱讀此處。
在本指南中,我們將探討可回收策略的設計,並著重在纖維到纖維的回收方法。
為什麼要採用可循環性設計理念?
當設計師在創作過程考慮到可循環性時,可以為衣服不再發揮其應有功能的一刻做好準備。使製造衣服的物料以新的形式轉世再生,避免最終被棄置於堆填區。
圖片來源: Redress
目前,用於生產服裝的材料中只有不到 1% 在其使用壽命結束時被回收再造成為新服裝2 —— 但創作者有能力改變這個現象。可循環性設計理念不僅為環境帶來好處,還可能為品牌和設計師帶來財政上的優勢。 現今的 「開採、製造、使用、棄置」 模式導致每年超過 5000 億美元的經濟損失,時裝界專業人士可以把握機會以循環模式取代這種線性模式3。
圖片來源:Redress
图片来源:Redress
怎樣設計具可循環性的服裝?
循環模式的最終目標是於閉環系統內永續所有物料的價值和品質。最理想的做法是將服裝纖維循環再造成製造新服裝的紗 線,而不是將物料降級回收,成為抹布或絕緣物料等價值較低的產品。
為實現閉環系統,創作者需要從挑選纖維、物料加工處理、衣服的構造和標籤中,有意識地作出不同的設計決策。
回收再造過程並不像聽起來那麼簡單。收集和分類紡織品是一個主要挑戰,因為廢棄紡織品需要滿足工業回收 的原料質量和 數量要求。回收再造在提供環境效益方面擁有巨大潛力,但前提是要有高回收率,並製造優質產品。這個過程既費力又繁複,但通過正確的設計決策,便能將可循環性實現於服裝上。要理解這一點,我們需要研究不同的回收方法。
- 如何實踐可循環性設計理念?
回收再造方法可以分類為: 機械式, 水熱反應, 生物性, 化學性, 物理性。
圖片來源: Redress
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图片来源:Redress
機械式回收再造
機械式回收再造是目前最被廣泛使用、規模最大的回收再造方式, 使用機械過程(切割、撕碎、梳理)來處理纖維。 在此過程中,材料 會被分類,配飾(鈕扣、拉鍊等)、甚至於印花中使用的塑膠都會以人工的方法移走, 紡織物料之後才能被加工, 製造新的紗線。
儘管纖維會在回收過程中 被縮短,因而降低質量,但這種方式旨在保持纖維的特性。要從機械式回收再造穫得優質的再生紗線,便得在紡新紗線時於回收的纖維中添加少量原生纖維。
由於混紡紡織品不是回收再造的理想物料,所以單一種類纖維紡織品的回收率會較高。雖然混紡紡織品仍然可能被回收,但所得的材料將是纖維混合物,具較低的可循環性,所以不會是製造商品的理想材料。正因為這個原因,我們鼓勵設計師於他們的商品中使用單一種類纖維。
圖片來源: The Billie System, 龍達紡織有限公司
The Billie System, 由香港龍達紡織有限公司開發。當中獲得專利的無水六步回收過程幾乎是完全自動化的。這是一個全規模化的系統,每天能夠處理多達 3 噸的再生纖維。自 2019 年推出以來,The Billie System 已獲得許多獎項和國際認可。
水熱反應回收再造
水熱反應回收再造使用高溫水、環保化學劑和壓力,以分離纖維素與合成纖維的混合物。不同的溫度、壓力或處理時間都會產生不同的產品。
這個過程選擇性地將纖維素纖維分解成粉末,同時能夠保持合成纖維的完整性,還可以去除合成纖維中的染料。已分離的合成纖維可以重新紡紗,成為新的合成纖維紗線,而纖維素粉末亦可以在新產品(例如: 高吸水性聚合物)中重複使用,促成循環系統。
圖片來源: 香港紡織及成衣研發中心及 H&M Foundation
The Green Machine 是一個由 香港紡織及成衣研發中心 和 H&M Foundation [8] 合作開發的前工業規模水熱反應回收再造系統。這個系統設計僅使用熱能、水和不到 5% 的可生物降解環保化學劑來回收棉與聚酯纖維的混合物,能於 0.5 – 2 小時內回收超過 98% 聚酯纖維,並製造以纖維素為基礎的粉末。
生物性回收再造
生物性回收再造通常使用酶處理或發酵方法來分離纖維素與合成纖維的混合物。該過程選擇性地分解其中一種纖維,使混合物分離,並留下另一種適合重新紡紗的纖維。生物性回收再造仍然是一項新興技術,它的應用可能會於許多的供應鏈中受到限制。
圖片來源: Carbios
Carbios 開發的專利酶能夠分解某些聚酯,特別是 PET(最常見於紡織品)和 PLA(一種生物為基礎的聚合物)。他們把酶最佳化,並應用於兩種創新過程:酶回收和可生物降解塑膠生產。
化學性回收再造
化學性回收再造利用溶解處理過程,以分離纖維素與. 合成纖維的混合物。
在這個過程中可持續化學品會選擇性地溶解有機合成纖維,將之轉化為溶液,並同時保持纖維素纖維完好無缺。這個過程還可以將纖維素纖維中的染料移除。已分離的纖維將會重新紡紗,製造新的纖維素紗線。
化學性回收仍然是一項新興技術,它的應用可能會於許多的供應鏈中受到限制。
圖片來源: Worn Again
英國組織 Worn Again 使用先進的化學性回收再造技術, 從不可重複使用的產品中回收原材料。這種先進的回收技術能夠將不可重複使用的紡織品、聚酯瓶和包裝物料分離及淨化,並提取聚酯和棉花中的纖維素,以獲得其中的 PET 和纖維素。
物理性回收再造
物理性回收再造是一種針對合成纖維(塑膠)的技術。回收過程包括將聚酯纖維撕碎和熔化,以產生塑膠粒,然後將它們熔紡成新的合成連續長纖維。 與化學回收方法不同,物理回收法在熔化時,合成纖維不會降解。因此,新回收的合成纖維的品質不如回收前那麼高。然而,物理回收比化學回收更節能。
再生技術
再生技術應用於纖維素纖維,是回收再造纖維素的另一種方法。 任何形式的纖維素(纖維和紙漿)都可以於可持續化學劑中溶解,然後進行溶液紡紗以形成新的連續長纖維。循環再造所得的纖維, 例如萊賽爾 (lyocell),都屬於人造纖維。
應如何理解可生物分解性 (Biodegradability) ?
可生物分解性 (Biodegradability) 是指材料 能夠被細菌或其他生物(例如真菌)分解的能力,從而避免污染。它經常於討論中被視為處理棄置服裝的一種方法。
在考慮可生物分解性時,第一個重要參數是確保所探討的纖維具有可生物分解的特性。這包括纖維素纖維(例如棉花、大麻、蕉麻、萊賽爾纖維)、動物纖維(例如羊毛、絲綢)或一些可生物降解的生物塑料。另一個同樣重要的參數是考慮纖維的處理。紡織工業中的大多數纖維都經過化學處理,這代表可生物分解的纖維的降解速度可能會被減慢,而更壞的情況是將有害化學物質釋放到環境中。
可生物分解性有助於形成循環經濟的閉環系統(生物循環),但這並不理想,因為用於製造紡織產品的寶貴資源並沒有被復原。
- 如何實踐可循環性設計理念?
由於不同回收再造方法對輸入物料的要求都不同,所以一件衣服的設計將會高度影響他們的可循環性。實際上,機械式回收再造是最普遍的,但它也有其局限性。你可於實踐可循環性設計理念時,參考這個針對機械聲回收再造而撰寫的設計藍圖。
纖維的選擇
以下是有關纖維選擇的一些注意事項:
- 混紡纖維並不適合回收。如果我們在目前的工業循環再造過程中輸入混紡物料,所輸出的仍將是混紡纖維,而對於時裝品牌來說,這些纖維比較難有實際上的商業應用。
- 可惜的是,許多產品都由三到四種不同的纖維類型製成,這很可能降低它們的可循環性。
- 循環再造彈性纖維十分困難。因此,含有這些纖維的廢棄牛仔褲大多最終成為絕緣材料或工業用抹布。
- 已磨損纖維的強度降低,長度亦較短,於機械式回收再造中帶來挑戰性,所以設計師從一開始就應選擇高質量的材料。
以下一些針對設計技巧的建議將提高產品的可循環性:
- 在不影響產品的使用壽命或性能的前提下,選擇由單一纖維或較少纖維種類製成的紡織品。
- 避免使用可能妨礙回收過程的設計特徵,例如: 薄膜結構和填充物很可能會阻塞梳理機器上的刷子;膠片印刷和層壓紡織品亦可能會完全阻礙梳理過程。
- 了解你所使用的物料,以及目前回收再造技術的限制。
循環再造的物料 ≠ 具有可循環性
在結束對原始材料的依賴時,循環再造或再生纖維是一個有趣的採購選擇。然而,循環再造或再生物料 (或含有此類纖維的物料) 不一定是容易被回收再造的。無論產品是由哪種纖維來源製成(原始、循環再造或再生),關於設計可循環性的相同考慮都適用於這些物料上。
布料的加工處理
以下是有關布料加工處理的一些注意事項:
- 化學品和有害物質可能來自彩色染料和整理加工過程,例如防水塗層、膠水或抗菌處理。
- 化學品會干擾循環再造過程,所以必須進行追踪、追溯源頭,並加以清除,使處理過程符合成本和能源效益。
以下一些針對設計技巧的建議將提高產品的可循環性:
- 想要生產有價值的再生原材料,其先決條件是於設計中使用無毒物料。
- 設計師應與供應商溝通,確認他們所使用的添加劑和染料不會於循環再造的過程中帶來任何問題。
設計與構造
服裝的回收難易度受設計特點影響,例如使用的組件數量和連接方式的選擇。
飾邊和輔料在回收過程中需要人工拆除,這個過程既費力又耗時。盡量減少這些裝飾元素的使用可以簡化服裝的拆解過程。
黏合襯、熱轉印和矽膠印花不可回收,因此必須在剩餘布料處理前以人工裁剪方式去除。在某些情況下,它們可能完全阻礙服裝的回收可行性,因此最好避免使用。
縫紉線的纖維成分應與布料纖維保持一致,特別是當產品採用單一纖維材料時。若考慮再製造而非回收,採用可溶解的創新縫線技術可能是 回收完整裁片的有效策略。
圖片來源: unspun
衣服的標籤
當設計師做出決策後,就需要準確地傳達這些訊息,使消費者和回收設施的工作人員知道該如何處理這些生命週期已經結束的產品。
當決定使用哪種循環再造技術時,我們需要依賴衣服上正確的標籤和物料識別。由於產品和法例的依據有所不同,標籤上只須註明 95-98% 的纖維成份。可惜的是,普遍的標籤都沒有列出正確和詳盡 的資訊。準 確的標籤對於將來的循環再造至關重要,因此設計師應該以完全透明的手法在標籤上列明相關資訊,甚至可以精益求精,超過法例的要求,根據每個組件的名稱和類型,詳細說明所使用的紡織品、縫線、配飾,以及它們的生產方法。
完滿循環系統
設計師對於其所在地的循環再造方案和合作伙伴的了解,會有助設計時做出更合適的決策。
優先考慮本地循環再造可以儘量減少因運輸而產生的碳足跡,對環境帶來更大益處。設計師可以通過提供有關本地回收計劃的資訊、於網上和店內提供指導、及與本地組織合作來鼓勵消費者的參與,確保衣服的使用壽命完結時能夠被循環再造。
註腳
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