Artikel van Ger Brinks en Anton Luiken van het Saxion-lectoraat Smart Functional Materials. Grondstoffenschaarste is een van de grootste uitdagingen voor de textielindustrie. Dit wordt veroorzaakt door afnemende of beperkte voorraden grondstoffen, olie, water en land terwijl de vraag toeneemt o.a. door toenemende welvaart en industriële activiteit zoals bijv. in China en India. Dit is een wereldwijd verschijnsel en het leidt tot meer onderlinge afhankelijkheden tussen landen en regio’s. Er zullen dan ook maatregelen genomen moeten worden om hier een goed antwoord op te vinden en de volgende actielijnen moeten in gang worden gezet: 1. Betere/meer efficiënt productie- en distributieketen2. Efficiëntere productiesystemen zoals digitale processen. 3. Beperking van grondstoffengebruik en recycling van materialen. 4. Vervangen van traditionele grondstoffen door nieuwe minder belastende materialen. 5. Aanpassen van het ontwerp proces, rekening houdend met recycling en gerecyclede materialen. De problemen van de industriële textielketen en de impact ervan op het milieu worden niet alleen veroorzaakt door inefficiënte en vervuilende processen maar ook door een zeer ondermaatse order- en productieketen. Duurzaamheid is allang het stadium van trend ontgroeid. Het is een keiharde noodzaak geworden om op onze begrensde aarde te overleven. De focus ligt dan ook op het belang voor de toekomstige generaties. Echter in de driehoek People – Planet – Profit (door sommigen ook ingevuld als Prosperity) is het van groot belang om te optimaliseren binnen deze driehoek. Zonder het aspect profit mee te wegen gebeurt er niets. Recycling is een belangrijk thema om bovengenoemde problemen aan te pakken. Al tijdens het ontwerp van producten kan al rekening gehouden worden met recycling. Door materiaalkeuze kan verlenging van de levens- of gebruiksduur verkregen worden, bijv. door minder slijtage of sterkere materialen te gebruiken. Dit is een reële optie. Doel is dan om al tijdens het ontwerp van textiele producten, incl. de aan te brengen functies en gebruik een product zodanig vormgeven dat hergebruik een goede optie is. Textiel en duurzaamheid zijn sterk met elkaar verweven. Veel onderzoek heeft al allerlei initiatieven en zakelijke activiteiten opgeleverd en er is nog veel meer onderzoek gaande. Uitgaande van de duurzaamheidagenda van textiel kunnen we stellen dat een zakelijk interessante textiel industrie tot de kansen behoort voor de BV Nederland. 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
