Regeneroitujen selluloosakuitujen värjäys synteettisillä väriaineilla ja kestävä kehitys tekstiiliteollisuudessa

Abstract

Vain noin 1 % tekstiilijätteestä pystytään nykyisin hyödyntämään uusien vaatteiden valmistuksessa. Tämän vuoksi viime vuosina on kehitetty ympäristöystävällisempiä ja kiertotaloutta tukevia ratkaisuja, kuten selluloosamuuntokuituja, joiden markkinaosuus tekstiiliteollisuudessa on noin 6–7 %. Näitä kuituja valmistetaan sellumassasta, mutta raaka-aineena voidaan hyödyntää myös selluloosaa sisältävää tekstiilijätettä, kuten puuvillajätettä. Lisäksi tuotannossa on alettu kiinnittää enemmän huomiota kemikaalien kierrätykseen, ekologisempiin väriaineisiin ja kestävämpiin värjäysmenetelmiin, kuten massavärjäykseen, joka vähentää veden, energian ja kemikaalien kulutusta.

Tämän työn tavoitteena oli tarkastella selluloosamuuntokuitujen valmistusta ja värjäystä sekä arvioida värjäysprosessin ekologisuutta. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jossa vertailtiin kahta tekstiiliteollisuudessa eniten valmistettua selluloosamuuntokuitua: viskoosia ja Lyocellia. Tulosten perusteella Lyocell todettiin viskoosia vahvemmaksi ja ekologisemmaksi kuiduksi. Selluloosamuuntokuituja värjätään pääasiassa samoilla väriaineilla kuin natiiviselluloosakuituja, kuten puuvillaa, mutta värinimeytyminen on usein nopeampaa.

Työssä tarkasteltiin myös selluloosakuitujen mekaanista ja kemiallista kierrätystä. Mekaaninen kierrätys on tehokasta, mutta kemiallinen kierrätys säilyttää paremmin kuidun ominaisuudet. Esimerkkejä kemiallisen kierrätyksen prosesseista ovat Lyocell-, Ioncell- ja alkali-/ureaprosessit. Tuotanto- ja värjäysprosessien kehittäminen sekä toimivat kierrätysteknologiat voivat tulevaisuudessa vähentää tekstiiliteollisuuden ympäristökuormitusta.

Currently, only around 1% of textile waste can be used in the production of new clothing. For this reason, more environmentally friendly and circular economy-oriented solutions have been developed in recent years, such as regenerated cellulose fibers, whose market share is around 6-7%. These regenerated fibers are made from different cellulose pulps, but cellulose-containing waste, like cotton waste, can also be used as raw material. Overall, increasing attention has also been paid to chemical recovery, more ecological dyes, and more sustainable dyeing methods, such as dope dyeing, which reduces the consumption of water, energy and chemicals.

The aim of this thesis was to examine the production and dyeing of regenerated cellulosic fibers and to evaluate the ecological aspects of the dyeing process. The study was carried out as a literature review, in which the two most produced regenerated cellulosic fibers in textile industry, viscose and Lyocell, were selected for a closer comparison. Based on the results, Lyocell was found to be stronger and more ecological compared to viscose. Regenerated cellulose fibers are mainly dyed with the same dyes as native cellulose fibers, such as cotton, but dye uptake is often faster.

The thesis also examined the mechanical and chemical recycling of cellulosic fibers. Mechanical recycling is efficient, but chemical recycling preserves the fibers properties better. Examples of chemical recycling processes include the Lyocell, Ioncell and alkali/urea processes. The development of production and dyeing processes, together with effective recycling technologies, may reduce the environmental burden of the textile industry in the future.