Research through design allows creating a dialogue with the material. It uses making andreflection on action as a generator of knowledge. Our aim is to explore the opportunities and challenges of smart textiles. The Fablab is our set up, a place that allows us to combine the hackingscientific-, and design community. It stimulates collaboration and the knowledge exchange needed for the development of smart textile systems. A collaborative prototyping workshop for medical products combined two worlds. The textile world in Saxion aims at incorporating conductive materials into textile structures and functional- / 3D printing to create systems for applications such as flexible heating systems and wearable technology. We combined this with the world of Industrial Design at TU/e, focused on the design of intelligent products, systems and services by the research through design approach. The collaboration between these different disciplines accelerated the process by reducing the resistance to the new and skipped the frustration on failure. Article from the Saxion Research Centre for Design and Technology published in the book 'Smart and Interactive Textile ' (pages 112-117), for the 4th International Conference Smart Materials, Structures and Systems, Montecatini Terme, Tuscany, Italy, 10th-14th June 2012.
MULTIFILE
Artikel over de onderzoeksresultaten van het promotieonderzoek van Gerrit Bouwhuis, onderzoeker bij het lectoraat Smart Functional Materials van Saxion. Er is veel researchinspanning geleverd voor de ontwikkeling van nieuwe en minder milieubelastende textielbehandelingprocessen op laboratoriumschaal. Deze onderzoeken hebben vaak geleid tot goede resultaten. Tot heden zijn echter nauwelijks nieuwe processen geïmplementeerd in de industrie. De reden van de geringe implementatie van nieuwe processen heeft twee oorzaken. Enerzijds de druk op het management om vooral aandacht te hebben voor stakeholders en daarmee minder aandacht te geven aan procesontwikkeling en anderzijds geldt als oorzaak geperkte kennis over de fysische en chemische aspecten van de textielveredeling. De beperkte kennis leidt vaak tot onvoorspelbaarheid van het effect van proceswijzigingen en veroorzaakt daarmee bij –vooral- het middenmanagement een aarzelende houding ten aanzien van procesveranderingen. Reeds bij de start van het onderzoek is er voor gekozen om bij de belanghebbenden te streven naar optimale participatie in het onderzoek. Op deze wijze wordt niet alleen de basis gelegd voor een goede samenwerking met de industrie en met de andere onderzoekpartners, maar wordt tevens de aarzelende houding van beslissers in de textielindustrie ten aanzien van innovatieve processen getransformeerd naar een gezamenlijk doel, namelijk in onderhavige studie de reductie van de voorbehandelingkosten. Ter voorbereiding op de industriële implementatie van het nieuwe proces is op labschaal vastgesteld welke procescondities en doekeigenschappen haalbaar zijn in vergelijking met de benchmark. Het labonderzoek heeft geleid tot een procesvoorstel voor de voorbehandeling van katoen met (bio)katalysatoren op industriële schaal. Dit onderzoek is uitgevoerd bij Satta e Bottelli in Italië. Het resultaat van de industriële experimenten is vastgesteld in termen van doekkwaliteit en in termen van kostenreductie. Kostenreductie wordt verondersteld de driver te zijn voor industriële implementatie onder de voorwaarde dat de kwaliteit van het behandelde doek goed is. De besparingscalculatie van het nieuwe proces leert dat substantiële besparingen worden gerealiseerd op het gebied van water- en energieverbruik en reductie van de vuillast en daarmee de kosten van het afvalwater. Dit artikel is geschreven voor en opgenomen in het Jaarboek Textiel 2011.
MULTIFILE
Het recyclen van textielafval is een belangrijk speerpunt van de overheid in het beleidskader circulaire economie. Textiel inzameling wordt recent sterk gestimuleerd, gelijktijdig neemt de afzet van tweedehandskleding internationaal structureel af. Hierdoor moeten er andere manieren gevonden worden om textiel opnieuw in te zetten als grondstof. Mechanische verwerking wordt al toegepast, maar leidt tot laagwaardige producten en draagt onvoldoende bij aan de circulaire gedachte. Het lectoraat Smart Functional Materials van Saxion hogeschool is daarom al langer bezig alternatieve technieken te ontwikkelen om textiele afvalstromen opnieuw in te zetten. SaXcell is hiervan een belangrijke resultante, waarbij katoenafval geregenereerd wordt tot een cellulosevezel die als hoogwaardige grondstof gebruikt kan worden in de textielindustrie. NHL Stenden hogeschool en de bedrijven Cumapol, Morssinkhof en DSM-Niaga werken samen om de polyester kringloop in de kunststofindustrie te sluiten. Beide processen gaan wel uit van zuiver uitgangsmateriaal: mono-stromen van katoenafval, cq polyester afval. Het overgrote deel van textielafval bestaat echter uit garens die opgebouwd zijn uit een mix van katoen- en polyester vezels (polycotton). Het upcyclen van deze gemengde polycotton afvalstroom is daarmee in de praktijk nog steeds een aanzienlijk probleem. Doelstelling van dit project is om binnen twee jaar de bestaande kennis in het consortium en de literatuur (TRL 3-4) op het gebied van polycotton recycling te vertalen naar een procesomschrijving (TRL 5-6), die door leden van het consortium en andere textielbedrijven omgezet kan worden naar een industrieel proces. Hierdoor kan een zeer grote fractie van het Nederlandse textielafval hoogwaardig verwerkt worden en als vervangende grondstof dienen. Hogescholen Saxion en NHL Stenden ondersteund door brancheorganisaties Modint en FTN gaan samen met het bedrijfsleven deze uitdaging aan. De betrokken MKB-bedrijven kunnen deze kennis gebruiken op hun eigen specifieke producten en processen. Daarnaast wordt de kennis ingezet voor nieuwe casuïstiek binnen de bachelor en masteropleidingen van beide hogescholen.
Nederland wil in 2050 een circulaire economie zijn. Een economie zonder afval, waarbij alles draait op herbruikbare grondstoffen. Het zuiniger en slimmer omgaan met grondstoffen is ook voor de textielbranche van belang. De meest gebruikte en bekende hernieuwbare plantaardige grondstof voor de textielindustrie is katoen. De huidige niet-circulaire productie en toepassingen van katoen hebben vergaande negatieve impact op mens en milieu. De gebruikersduur van kleding wordt steeds korter en afgedankte kleding wordt laagwaardig verwerkt om uiteindelijk alsnog te worden verbrand. Zowel het economische als duurzame verbeterpotentieel voor circulair textiel is dan ook enorm. De kwaliteit van katoen vermindert met iedere (mechanische) recyclingstap omdat de vezellengte steeds korter wordt. De uitdaging is om meermaals te recycling waarbij in iedere recyclestap waarde wordt behouden en gecreëerd. Als uiteindelijke stap wordt nagestreefd de grondstof veilig terug te laten keren naar de biosfeer als voedingsmiddel waarna een nieuwe cascade kan beginnen: een kringloop in de vorm van regeneratieve cascades. Om dit te realiseren moet de hele keten samenwerken in een transparant systeem waarbij stakeholders meervoudige waarde in balans ontwikkelen, zodat geen partij in de keten wordt benadeeld. Organisaties worstelen met deze veranderende rollen en zoeken nieuwe bedrijfsmodellen, waarin herstel en volhoudbaarheid boven oneindige groei en uitputting staan. In dit project werken Nederlandse bedrijven (met name MKB) uit de gehele textielketen samen met Indiase bedrijven om de werking van een katoencascade -een regeneratief, circulair systeem van katoenzaad tot worteldoek- te onderzoeken en op te tekenen. Een interdisciplinaire benadering is hierbij cruciaal. De nadruk ligt zowel op onderzoek naar de technische haalbaarheid van de katoenvezel als op de ontwikkeling van collaboratieve bedrijfsmodellen. De geformuleerde onderzoeksvraag luidt: Welke collaboratieve bedrijfsmodellen ontstaan tijdens het ontwerponderzoek die geschikt zijn voor meervoudige waardecreatie in een katoencascade en hoe kunnen die bijdragen aan de verdere ontwikkeling van regeneratieve cascadeprincipes?
Dit project sluit naadloos aan op de Nationale transitieagenda circulaire economie voor de materialengroep ThermoPlastische Composieten (TPC): (Ontwikkelrichting 1: Preventie): Dankzij de toepassing van vezels kan zaanzienlijk op het verbruik van materialen worden bespaard, hetgeen bovendien kan leiden tot kostenbesparingen en tot CO2 besparing tijdens de productiefase en de gebruiksfase. (Ontwikkelrichting 2: Meer hernieuwbare kunststoffen): Door toepassing van gerecyclede en biokunststoffen, die vervolgens ook goed recyclebaar zijn en in de meeste gevallen bioafbreekbaar wordt een belangrijke bijdrage aan de hernieuwbaarheid geleverd. Het Lectoraat Lichtgewicht Construeren verricht al meer dan 5 jaar onderzoek naar industriële verwerkingstechnieken voor TPCs ten behoeve van grootserie producten, maar tot nog toe is nauwelijks onderzoek verricht naar beoogde materialen. Het Lectoraat Sustainable Polymers van de NHL Stenden hogeschool verricht al jaren onderzoek naar bio-gebaseerde en bioafbreekbaar thermoplasten en vezels. Hoewel er ook al veel toegepaste kennis is opgedaan met biocomposieten, zijn de cruciale verwerkingstechnieken in dit project geheel nieuw voor het betrokken lectoraat, en ook geheel nieuw in de TPC markt. Nieuw in dit project betreft daarom de circulariteit van de te onderzoeken TPC materialen in combinatie met de nieuwste grootserie productietechnieken. Iedere vezel-thermoplast combinatie heeft zijn specifieke eigenschappen ten aanzien van maakbaarheid, verwerkbaarheid en uiteindelijke eigenschappen bij gebruik. Deelnemende bedrijven willen de circulariteit van hun materialen nog verder vergroten en hebben daarom behoefte aan verder onderzoek. De centrale onderzoeksvraag luidt: In hoeverre zijn circulaire thermoplastische composieten te ontwikkelen die seriematig te verwerken zijn met de nieuwste TPC-processen? Bij de uitwerking van de onderzoeksvraag richten we ons concreet op onderzoek naar: • Produceerbaarheid van halffabricaten (commingled weefsels, tape, inserts) van circulaire TPCs • Verwerkbaarheid in producten en recyclebaarheid van circulaire TPCs • Bepalen van materiaalprestaties, waaronder: mechanische eigenschapen, levenscyclus analyse (LCA) en bestendigheid tegen weersinvloeden van circulaire TPCs
