服装废弃面料的回收与再利用.docx

服装废弃面料的回收与再利用2012年，据联合国统计署公布的数据显示，二手服装或二手服装剩余物（Second-HandClothing,SHC）的全球贸易额约为50亿美元，由于服装产品的生命周期缩短以及消费者对服装的潮流更新要求，这一数字在过去十年中稳步增长[1,2]这些服装作为消费后纺织废料（Post-ConsumerTextileWaste,PCTW）进行处理PCTW不仅包括服装，还包括消费后的其他纺织品，包括毛巾和床上用品等据报道，从1999年到2009年，SHC的数量增加了40%，而SHC的填埋转移率仅增加了2%[3]这表明与1999年相比，2009年的垃圾填埋量显著增加，引起了公众对于服装废物管理的极大关注各国垃圾填埋场的减少进一步加剧了这个问题例如，在1988年至1998年期间，垃圾填埋场的数量从8000个减少到2300个，减少了大约75%[4,5]目前垃圾填埋场纺织废物的转移率约为15%[6]，大部分被转移的SHC不会留在本国，最终会出口到一部分的欠发达国家与地区[7]根据这些统计数据可知，为当前的SHC问题提出环保解决方案成为迫切需要该研究旨在通过重新利用现有设计和生产流程的SHC创建一个可持续的“零浪费”模式的流程，包括新开发的纤维化服装流程，以实现SHC的100%利用率，降低其进入全球分销渠道或垃圾填埋场的比例[8]。

本文设计了一个服装面料的二次设计与再利用研究方案，开发一种有效的，可持续的，再利用服装工艺，从而充分利用不断增长的消费后纺织废料将SHC从垃圾填埋场转移后进行面料分解及服装再设计流程，为新的面料生产提供替代原料此外，本研究团队还与一家服装制造商合作，与已经参与回收过程的公司合作，将SHC转变为新的服装款式，为开发零废弃工艺提供了额外的支持1、服装废料利用的优点使用SHC材料的优点很多首先，它减少了制造过程中所需要的水资源和化石燃料资源（纤维和纺织品）的消耗量其次，重新设计服装的再循环过程也减少了在染色和整理过程中使用有害化学物质，而这些过程会影响人类健康并破坏生态系统和环境[9]第三，通常而言，衣服被转移到垃圾填埋场或被焚烧，由于大多数的服装面料是合成纤维和天然纤维的混合物，因而不太可能在厌氧填埋场中完全分解，这些材料会进行焚烧处理，释放出有毒化学物质并导致空气质量降低该研究的重点是为SHC创造有效的可持续零浪费，从而重新进行服装的设计和生产利用全球市场上丰富的SHC资源（进口SHC）作为新纺织品的原料替代品，新纺织品生产是资源密集型的，其生产需要大量的能源（特别是水），本文提出了一个模型，用于完成SHC的生态友好型生产过程（增值重新设计和生产），包括（1）材料选择；（2）数字模拟重新设计；（3）原型的3D模拟；（4）生产后纺织废料的管理，以获得有益的利用。

这个模型是参考了一家加拿大服装公司所采用的生产工艺和商业模式[10]，该公司从SHC市场获得原材料，在海地太子港使用当地服装制造商生产制造服装目的是消除其纺织品回收过程产生的后期废料；本方案进一步解决了在生产环境中实现零废弃物解决方案的若干额外需求，包括原材料选择的一致性，标准化的服装配合以及后期生产纺织废料的跟踪该研究中使用的方法包括：1）观察公司的采购和生产过程2）在实验室环境（重新设计过程）中复制解构，重新设计和组装过程3）使用计算机设计软件重组SHC组件，收集，跟踪和管理服装面料废物的数据2、回收与再利用解决方案2.1行业升级过程本文研究者参观了行业合作伙伴的生产设施，并观察了其采购和生产流程对SHC回收处理非常耗费人力，SHC的采购流程要求较高，这是一个耗时的初始步骤基于该公司的标准，每一块SHC的是通过两到三个人的团队，对来自不同供应商的摊位精心挑选的所有购买的SHC服装都经过机洗，干燥，在接缝处手动拆卸，并在切割成新衣服之前进行压制材料来源大部分是男式西装外套，裤子，衬衫，因为他们往往是尺寸较大，能够为制造新的服装提供最多材料另外，还有大量由混纺纤维制成的服装，通常是天然纤维（即棉和羊毛）与聚酯。

此外，重新设计过程导致纺织废料的生成，作为生产过程的副产品（后期生产纺织废料）这在很大程度上是由于原材料特性，包括服装中的孔，污渍和其他服装细节使用SHC服装也存在一些限制，包括用于制作新服装的SHC件的有限尺寸和形状由于纺织废料几乎100%可回收用于其他产品，现有的纺织品废物管理解决方案限制了在服装制造过程中应用，通常的做法是将纺织品降级处理为低价值的擦拭布或绝缘材料目前，行业尚未实施任何这些解决方案，在处理纺织废物之前，需要采用简化的流程来计算由其制造过程产生的后期生产纺织废料的量和/或纤维含量其他设计师使用的服装改造流程也为该模型提供了信息，并为升级回收过程中的共同挑战提供了指导意见2.2复制过程该研究是在基于工作室-实验室环境中观察到的完整过程并确定可以减少或完全消除纺织品生产废弃物的基础上进行开发的具体步骤包括：（1）材料的选择；（2）数字化重新设计；（3）原型的3D模拟；（4）后期生产纺织废料的管理采购和生产过程在实验室环境中进行模拟，以减少纺织废料的和研究基于技术的解决方案的应用我们根据服装公司提供的草图构建了四个样本，收集设计师反馈意见，以确保样品代表他们的设计愿景，并适合工厂的生产设备和制造能力。

研究中使用了一个服装工作室，工业缝纫机，模式设计软件，和纺织检测设备复制用于实验室环境的过程包括了从当地旧货店购买SHC，通过织物和颜色分类SHC，纤维混合物识别，SHC的洗涤和解构，模式开发和SHC新款式的切割以及服装组装2.3材料选择在工厂按纤维类型和含量对SHC进行分类可能非常具有挑战性，不仅因为相当一部分SHC没有显示纤维含量的护理标签，还因为服装工厂工人可能没有足够的专业知识和/或设施对纤维类型和含量进行识别本研究中使用纤维鉴定测试方法解决了这个问题，包括燃烧、溶解度测试以及光学显微镜分析使用这些方法是因为它们不需要复杂的测试设施，并且可以在实地生产设施中使用如前所述，回收SHC的主要挑战之一是混合使用合成的（可回收）材料和天然（可生物降解）材料，本研究提出通过使用可回收合成纤维和天然（可生物降解的天然纤维）材料的织物重新利用SHC2.4计算机辅助重新设计使用SHC作为原料替代品的另一个挑战是，从SHC重新设计新服装本质上受限于服装可用部分的尺寸考虑到材料成本占服装制造的很大一部分，时装业使用计算机辅助设计（CAD）软件已超过20年，以最大限度地使用面料，不仅可以减少不必要的材料损失，而且还能够减少纺织废料量[11]。

考虑到平均约15%的原始织物在服装工业的切割过程中被浪费，最大限度地使用织物不仅节省了制造成本，而且还有助于减少从制造工厂直接进入垃圾填埋场的织物废料的数量每年有超过7000万磅的废牛仔裤进入垃圾填埋场对于二手服装，由于使用服装可用部分的尺寸和形状有限，废物的产生量可能更高作为这个持续浪费问题的解决方案，我们探索使用了服装CAD系统，该系统通过模拟各种选项，帮助设计师和制造商最大限度地重新利用和切割面料，以便从SHC创造新的服装如图1所示，在这个项目中，使用服装图案设计软件将SHC服装转换成数字图像，并为每一件创建电子图案然后，使用相同的软件为新服装设计创建的数字图案片叠加在由拆卸的衣服片制成的图案的顶部如果新图案符合第一个图案片的尺寸且占满了大量的图案，则说明它可以用来从SHC上切下一块合适的片使用相同的服饰设计软件，虚拟模型的创建基于尺寸，每件衣服被数字组装并放置在虚拟模型来检查贴合精度图1 模式设计软件显示使用CAD来优化二手服装组件的产量从这种拟合模拟过程中，最大尺寸是唯一需要修改尺寸参数以获得所需配合的模型目前的虚拟装配技术在服装CAD系统中，允许设计人员模拟对目标消费者的身体测量，以检测虚拟模型服装是否合体。

此外，3D虚拟模型上2D图案的快速模拟允许设计师修改设计和图案，以适应各种体型和尺寸的变化，以获得所需的贴合度[12]因此，这种虚拟拟合技术使它可以立即进行修改，以解决在虚拟装配过程中确定的匹配问题，目前的研究利用服装CAD系统中的功能，证明了零废弃服装原型制作的可行性，可以在不使用实际织物和合身模型的情况下快速完成该技术在很大程度上节省了设计和生产时间，可以在设计师和制造商之间轻松共享的服装的模拟效果CAD模拟的另一个优势在于，它可以为设计师提供原始二手服装的快速可视化，并提供最大限度地使用SHC织物的可能方案，从而减少浪费在SHC再循环的情况下，该过程甚至更重要，因为起始材料是织物片而不是整个织物该模拟功能目前在大多数服装计算机辅助设计软件中可用，可以准确地估计要使用的织物的部分和数量以及将被浪费的面料该模拟过程中使用CAD系统重新设计和切割的各种选项，可以提高织物使用效率，因此，它不仅可以提供更多的设计款式，使重新制造的产品对消费者具有吸引力，而且还可以减少浪费当按比例放大使用大量的SHC时，可以获得更多的碎片，这样可以更容易地选择能够产生更少量废物的SHC片此外，该软件可以进行修改，以适应面料的颜色和设计，可将颜色，图案和设计匹配到升级的服装设计中。

服装设计团队记录了升级回收过程中减少的面料废物，并使用单一的原型服装尺寸，可以用11种SHC服装制作四件新服装（见图2）使用所提出的方法后可以通过生产更多尺寸的服装来显著增加废物的产出量，样衣服装如图4所示图2 从11件SHC服装组件中制作的4件新服装的图纸图3 设计用于管理最小尺寸的SHC组件的纤维化器图4 SHC生产的样衣夹克样品纤维化设备（Fiberizer）可将尺寸较小的后期生产废料加工成纤维状，可用于工厂的现场回收，因此后期生产的纺织废料可以立即转化为可用的纤维材料用于新产品纤维化设备通过机械切碎后期生产的，无法使用的织物碎片产生纤维团，见图3纤维化器由三个主要部分组成：（a）进料部分，其以稳定和可控的速度进废料；（b）使用一组具有细齿的高速旋转盘的粉碎织物；（c）纤维大规模收集室，厚度，密度，纤维类型等例如，厚织物或含有合成（强韧）纤维的织物可以以较慢的速度进料通过一组齿（类似于圆锯片）的薄盘实现切碎，所述齿沿着纤维化器均匀地被分开最后的部分是后部的腔室，以收集纤维物质，实际操作中可轻松打开该腔室的门以收集纤维团从纤维化器获得的纤维物质可用于但不限于建筑物和汽车的隔热材料，家居装饰的填充材料（例如枕头、蒲团和垫子）和动物玩具、床铺、土壤添加剂等。

可生物降解的材料，如棉、人造丝等，手工造纸，甚至是土木工程的土工布（用于铺设道路的材料）生产的所有切碎纤维都可以回收利用，从而实现该项目提出的零废弃物解决方案3、结论由于现今快速的时尚周期导致服装产品的生命周期缩短，产生了大量的二手服装（SHC）及消费后纺织废料（PCTW）本研究的主要内容为是创建一个有效的，可持续的，“零浪费”的服装纺织废料解决方案，通过使用、设计和生产重新利用SHC，从而实现PCTW的100%利用率结果表明，近40%的旧衣物废物可以作为新衣服重新使用，剩余的废物可以进一步加工，以便在非服装领域中进一步使用该解决方案提供了一个闭环供应链，可以制造新的服装产品，利用纺织废料，并从再生服装中获得额外的收入与利润可使团队能够对后期生产的纺织废料立即转化为新产品的可用材料，该项目开发的纤维化设备专门设计用于处理SHC，生产纤维物质，可在各种适用于各种需求的最终用途中重复使用探索了SHC作为原材料的巨大潜力，通过最大限度地减少依赖于服装纺织废料的产生来保护环境未来的研究可以集中在各种生产设施的实施，设备创新和数据收集，还包括密切监控废物产生的过程未来的研究应该包括：标准化的服装解构和有效大规模生产新服装开发指导;在现场对纺织废料进行长期称重，以便对。