Circular textile materials: An interdisciplinary study of mechanically recycled fibres in yarns and knitted fabrics

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture | Master's thesis
Location:
Date
2023
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master’s Programme in Design
Language
en
Pages
64 + 38
Series
Abstract
Promoting the use of recycled materials is driven by fast-paced research and development within the textile sector. The goal is to transition towards a circular economy, which addresses unsustainable production and consumption patterns by designing for longevity, reusing, repairing, and recycling. Mechanical fibre-to-fibre recycling converts discarded textiles into fibres and uses them to create new textiles, which reduces the need for virgin materials. However, the lower quality and shortened length of these recycled fibres are shown to pose challenges in their application, particularly in yarn and fabric production. Overcoming these obstacles demands holistic and in-depth research to foster textile circularity. Exploring textile materials and technologies has typically been situated in engineering. However, research projects across disciplines have enabled designers to be involved in studying and developing materials by bringing the design approach to the research and even adopting engineering practices. By conducting this thesis as a textile designer, the aim was to contribute to the applied research on mechanical fibre-to-fibre recycling by approaching the topic through an interdisciplinary methodology that combines textile design with engineering. The goal was to offer a new perspective to the research by exploring the recycled fibres in yarns and knitted fabrics through textile design practice, namely prototyping in knitting and exploring the visual and tactile material properties of the knitted fabrics. These methods were merged with textile engineering, which examined the technical performance of the fibres in yarn spinning and textile finishing to enhance the material properties and characterised the material through textile testing. A comprehensive study of the material gave a broad understanding of its characteristics. The spinning of recycled fibres showed how they affected spinnability and yarn properties by reducing spinnability and yarn strength. In knitting, recycled fibre yarns were knittable into various samples, and the knit structure was found to influence knittability significantly. In addition, waxing was shown to aid the recycled fibre yarns in knitting. Creating knit prototypes from these yarns also demonstrated their visual and tactile properties, which are central to textile design. The thesis proposes that textile design can complement engineering research on circular and sustainable textile materials. By combining design and engineering methodologies, we can broaden our understanding of material properties and generate ideas for developing these textile materials and technologies for textile circularity.

Nopeasti etenevä tutkimus ja kehitystyö kiihdyttävät kierrätysmateriaalien käyttöä tekstiiliteollisuudessa, edistäen samalla tekstiilien siirtymistä kohti kiertotaloutta. Kiertotalouden periaatteiden mukaisesti tekstiilit suunnitellaan pitkäikäisiksi, uudelleenkäytettäviksi, korjattaviksi ja kierrätettäviksi, sisältäen myös kierrätysmateriaaleja. Mekaanisessa kuitukierrätyksessä käytöstä poistetut tekstiilit avataan takaisin kuiduiksi, jotka toimivat raaka-aineena uusille tekstiilituotteille. Tämä hyödyntää jätteeksi päätyvää tekstiiliä, samalla vähentäen neitseellisten materiaalien tarvetta. Kuitenkin mekaanisesti avattujen kuitujen alhainen laatu ja lyhentynyt pituus ovat osoittautuneet haasteiksi erityisesti lankojen ja kankaiden valmistuksessa. Jotta mekaanisesti kierrätettyjen kuitujen käyttöä saadaan lisättyä, vaatii se vielä kokonaisvaltaista tutkimusta. Tekstiilimateriaalien ja -teknologioiden tutkiminen on tyypillisesti sijoittunut tekniikan alalle. Tieteenaloja ylittävät tutkimusprojektit ovat kuitenkin mahdollistaneet muotoilijoiden osallistumisen materiaalien tutkimiseen ja kehittämiseen tuomalla muotoilun lähestymistavan tutkimukseen. Tässä opinnäytetyössä mekaanisen kuitukierrätyksen soveltavaa tutkimusta lähestyttiin poikkitieteellisen metodologian avulla. Työssä tutkittiin mekaanisesti kierrätettyjen kuitujen käyttöä langoissa ja neuloksissa yhdistämällä tekstiilimuotoilun menetelmiä tekstiilitekniikan käytäntöihin. Poikkitieteellisen metodologian tavoitteena oli tuoda uusi näkökulma kierrätettyjen tekstiilimateriaalien soveltavaan tutkimukseen. Opinnäytetyössä käytettiin tekstiilimuotoilun menetelmiä, kuten prototyyppien valmistamista neulomalla ja neulekankaiden visuaalisten ja tunto-ominaisuuksien arvioimista, mekaanisesti kierrätettyjen kuitujen ja lankojen tutkimiseksi. Tekstiilitekniikan menetelmiä käytettiin mekaanisesti avattujen kuitujen tutkimiseen langan kehräämisessä, tekstiiliviimeistysten vaikutusten tarkasteluun kuitujen käytettävyyteen sekä materiaalin karakterisointiin tekstiilientestausmenetelmillä. Tämä poikkitieteellinen tutkimus antoi kattavan käsityksen mekaanisesti kierrätettyjen kuitujen ominaisuuksista ja käytettävyydestä. Esimerkiksi langankehruukokeet osoittivat, että kierrätyskuitujen lisääminen vähentää kehrättävyyttä ja langan lujuutta. Neulonnassa kierrätyskuitulangat neuloutuivat erilaisiksi näytteiksi, ja neulerakenteen havaittiin vaikuttavan neulottavuuteen merkittävästi. Lisäksi vahauksella saatiin parannettua kierrätyskuitulangan neulottavuutta. Neulosnäytteiden luominen auttoi myös havainnollistamaan kierrätyskuitulankojen visuaalisia ja tunto-ominaisuuksia, jotka ovat keskeisiä ominaisuuksia tekstiilisuunnittelussa. Opinnäytetyö osoitti, että tekstiilimuotoilun menetelmiä voidaan hyödyntää kierrätettyjen tekstiilimateriaalien soveltavassa ja teknisessä tutkimuksessa. Yhdistämällä muotoilu tekstiilitekniikkaan voidaan laajentaa ymmärrystä tekstiilimateriaalien ominaisuuksista sekä kehittää materiaaleja ja teknologioita kierrätettyjen tekstiilimateriaalien käytön edistämiseksi ja näin edistää tekstiilien kiertotaloutta.
Description
Supervisor
Salolainen, Maarit
Thesis advisor
Heikkilä, Pirjo
Hirviniemi, Helmiina
Keywords
interdisciplinary, textile design, mechanical fibre-to-fibre recycling, textile recycling, circular textile materials, textile engineering
Other note
Citation