本發明總體上涉及高強度可再循環線和由其制成的織物,并且具體地涉及具有包括芯和皮的這樣結構的高強度、可生物降解且完全可再循環的線,該線使得能夠實現由其制成的物品的循環經濟,以增強可持續性并減少紡織品廢料。
背景技術:
1、當前的生產、分銷和處置衣服的系統幾乎完全以線性的“開采-制作-丟棄(take-make-dispose)”模式存在,即,提取原生資源,短期使用服裝,然后將其丟棄,由此材料被丟棄到垃圾填埋場或焚化。事實上,超過70%的丟棄衣服最終被填埋或焚化,而少于1%被結合到新紡織品的生產中。從這個角度來看,處置速率相當于每秒填埋一垃圾車的紡織品廢料。考慮到目前生產的紡織品中超過一半由合成纖維(所述合成纖維通常是不可生物降解的,并且已經發現將微纖維脫落到周圍環境中)制成的事實,這一問題更加嚴重。
2、確實發生的紡織品廢料的回收利用包括將廢料輸送到其他行業,用于生產較低價值的應用,比如隔熱材料、床墊填充物和工業擦拭物。由于衣服的利用不充分,產生的紡織品廢料的絕對數量進一步增加。例如,快時尚和下降成本的出現意味著服裝產量從2000年到2014年已經翻倍。在當今的潮流驅動體系中,消費者保留衣物的時間為15年前他們保留衣物的時間的大約一半。據估計,所生產的快時尚物品中超過一半在一年內被丟棄,從而導致極端的一次性文化(throwaway?culture)。所有突出的聚合因素的結果是大量的不可重復使用的紡織品廢料,其最終以大的環境成本進行填埋或焚化。
3、為了實現合適的材料性能比如強度和耐久性,許多紡織品由不可再循環材料形成或包括不可再循環材料。例如,許多服裝由具有至少2%尼龍的棉形成,使得服裝不可再循環。
4、人造纖維素纖維(mmcf)是一組纖維,其通常主要來源于木材,并且在一些情況下來源于其它纖維素來源,比如竹子或其它植物物質。纖維素存在于植物細胞壁中,幫助植物和樹木保持直立。其也是棉纖維的關鍵組分,發現在棉纖維中其是極純的形式。棉是‘天然’纖維素纖維的一個實例,并且加工方式與mmcf不同,后者遵循溶解和擠出工藝,因此被稱為'人造的'。在大多數mmcf生產中,將木材機械地切碎,然后多次加工成纖維素'漿"的片材。然后將這些片材溶解以形成粘膠溶液,將該粘膠溶液在濕法紡絲工藝中通過噴絲嘴擠出成纖維。
5、從可持續性的角度來看,mmcf生產具有巨大的潛力;使生產遠離石油衍生的合成纖維,并通過減少棉花種植來減少淡水的消耗。此外,mmcf與棉花相比占用顯著更少的土地使用,并且沒有農藥或殺蟲劑。然而,對可持續性證明至關重要的是負責任的采購實踐和生產過程,比如以比采伐更快的速率重新種植森林,以及以閉環方式回收生產中使用的化學品。
6、mmcf的可持續性證明的核心是負責任的采購實踐和生產過程;確保樹的采伐以可補充的速率完成并且使用閉環過程。盡管有改進,但環境組織canopy估計大約三分之一的mmcf是由古老且瀕危的森林生產的,這對環境和我們的生態系統造成嚴重威脅。此外,在需求方面,mmcf進入的時尚體系基于線性體系為前提;提取原生資源進行生產并在少量使用后丟棄紡織品,這產生大量廢料。
7、在布局未來體系中已經取得進展,該體系是有再循環能力的,并且用負責任的林業和替代纖維來源(即廢棉紡織品和其他農業殘余物)代替了來自古老且瀕危的森林的原生木材的使用。棉紡織品提供了將會再循環為新mmcf纖維的極好的纖維素來源,與2.5至3噸常規木材投入相比,僅需要1噸棉廢料投入來生產1噸mmcf輸出。這種機會是獨特的并且不能被低估;只要25%的棉和人造絲紡織品廢料被轉化為再循環mmcf,將會消除在粘膠生產中對原生木纖維的需求。
8、紡織品回收技術提供了一種令人鼓舞的解決方案來使mmcf生產閉環,從而減輕了原生資源的負擔并減少了紡織品廢料。存在兩種關鍵的紡織品再循環形式:機械和化學。機械再循環是一個更成熟的行業,其根源在于'降級循環'工業,即生產用于隔熱材料、工業服裝或其他低價值用途的材料。紡織品到新紡織品的機械再循環通常對高純度、長絨纖維比如羊毛和羊絨進行。機械再循環工藝涉及通過將服裝切成碎片、拉開纖維、然后使用梳理工藝將它們解開并對齊來分解服裝。機械再循環工藝固有存在的是纖維的縮短,降低了它們在紗線和織物生產期間的性能。這使得使用機械再循環纖維實現成品服裝所需的多功能性和質量具有挑戰性。因此,可以說,鑒于每個循環中纖維長度的持續劣化,棉的機械再循環無法提供'真正循環'的解決方案。為了解決這個問題,通常將再循環棉纖維與原生棉纖維共混,從而改善性能,但惡化最終輸出的環境足跡。
9、此外,紡織品到紡織品的機械再循環解決方案需要高純度的原料。考慮到進入消費后廢料流的共混織物的十分普遍性(來自荷蘭的研究估計其為消費后紡織品的約40%),對其他纖維的污染的低容忍度尤其成問題。最后,考慮到機械再循環不會改變服裝的顏色,必須手動將它們分類成顏色組,這增加了該工藝的勞動力成本。鑒于以上所有內容,可以說紡織品到紡織品的機械再循環對工業后(而不是消費后)紡織品廢料流具有更大的適用性,由此更好地保證了原料在純度和顏色方面的均勻性。
10、另一方面,紡織品廢料的化學再循環提供了一種令人鼓舞的替代方案,因為其能夠克服一些機械再循環的缺點。從工藝的角度來看,化學再循環將纖維分解成它們的化學結構單元,然后將它們重建成不可區分或甚至質量更優的新纖維。新興的化學再循環技術也能夠解決共混纖維服裝的問題。例如,聚酯和棉具有非常不同的溶解度特性,允許化學再循環以分離和提取聚棉共混物中的兩種纖維。具體地,對于占全球纖維市場的幾乎四分之一的棉,該工藝通常涉及將棉纖維素溶解在溶劑中,然后由所得漿液濕法紡出新纖維,其方式類似于常規粘膠工藝和其他人造纖維素纖維。
11、雖然該技術在許多紡織品廢料的閉環方面保持巨大潛力,但其在擴大規模方面仍然具有一些關鍵的障礙。首先,除了少數示例之外,投資者并未對該領域表現出濃厚的興趣,鑒于高的資本成本和長的商業化時間,這種投資被認為危險太大。此外,由于缺乏與創新者的正式品牌互動,該技術的認知風險加大,整體上很少存在承銷協議和其他共同開發合同。在沒有發出承銷需求的信號的情況下,將投資者吸引到該領域是具有挑戰性的。
12、因此,需要一種高強度、可生物降解和可再循環的線,這樣的線使得能夠實現由其制成的物品的循環經濟,以增強可持續性并減少紡織品廢料。
技術實現思路
1.一種完全可再循環線,所述完全可再循環線包括:
2.根據權利要求1所述的完全可再循環線,其中所述線芯和所述線皮通過獨特的包芯紡紗技術使用環錠紡紗、改進的環錠紡紗、短程紡紗、雙紗紡捻法、渦流紡紗和噴氣紡紗技術接合。
3.根據權利要求1至2中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線是染色性的。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的完全可再循環線,其中基于材料的構造和厚度,所述線的絲強度在600cn至2400cn的范圍內。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線芯和所述線皮以介于60%-90%與40%-10%之間的比率存在。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線芯和所述線皮都在z方向上加捻。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線芯和所述線芯和所述線皮都在s方向上加捻。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線的韌度為3至8.5克/旦尼爾。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的完全可再循環線,其中所述mmcf是萊賽爾。
10.根據權利要求9所述的完全可再循環線,其中所述萊賽爾包括原生纖維素。
11.根據權利要求9所述的完全可再循環線,其中所述萊賽爾包括再循環的纖維素。
12.根據權利要求1至8中任一項所述的完全可再循環線,其中所述mmcf至少部分地由持續性木漿形成。
13.根據權利要求1至8中任一項所述的完全可再循環線,其中所述mmcf至少部分地由纖維素漿形成,所述纖維素漿由紡織品廢料、農業廢料、微生物纖維素或它們的組合制備。
14.根據權利要求1至8中任一項所述的完全可再循環線,其中所述mmcf至少部分地由食物廢料形成。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的完全可再循環線,所述完全可再循環線還包括包覆所述線皮的包覆物。
16.根據權利要求15所述的完全可再循環線,其中所述包覆物由再循環的棉、有機棉或它們的組合形成。
17.根據權利要求1至16中任一項所述的完全可再循環線,其中所述完全可再循環線具有500至1200的每米捻度(tpm)。
18.一種形成權利要求1所述的完全可再循環線的方法,所述方法包括:
19.根據權利要求18所述的方法,所述方法還包括對所述完全可再循環線施加表面處理。
20.根據權利要求18或19中任一項所述的方法,所述方法還包括使用天然染料對所述完全可再循環線進行染色。
21.根據權利要求18至20中任一項所述的方法,所述方法還包括將生物基潤滑劑施加至所述完全可再循環線。
22.根據權利要求18至21中任一項所述的方法,其中所述芯線或所述皮線中的至少一種來源于以下各項中的至少一種的持續性來源:木漿、紡織品廢料、農業廢料、食品廢料、使用離子液體的化學改性木漿或由富纖維素成分組成的任何其他廢料流。
23.根據權利要求22所述的方法,其中所述芯線和所述皮線兩者都來源于所述持續性來源。
24.根據權利要求23所述的方法,其中所述芯線和所述皮線來源于單一的所述持續性來源。
25.根據權利要求23所述的方法,其中所述芯線和所述皮線各自來源于不同類型的所述持續性來源。
26.權利要求1至18中任一項所述的線用于形成織物或由所述織物形成的服裝的用途。
27.根據權利要求26所述的用途,其中所述服裝在不使用合成縫紉線的情況下形成。
28.根據權利要求27所述的用途,所述用途還包括再循環所述服裝。
29.根據權利要求1至17中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線用抗靜電、抗微生物和阻燃整理劑進行整理。
30.根據權利要求1至17中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線涂覆有耐磨性改善化學品。
31.根據權利要求1至17中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線涂覆有生物酶以改善毛羽性。
32.根據權利要求1至17中任一項所述的完全可再循環線,其中所述線包括耐火纖維的共混物。