Mechanical recycling of end-of-life textiles

Abstract

In den letzten Jahren hat sich die Einstellung gegenüber Abfällen deutlich verändert. Unkontrollierte Mülldeponien wurden sukzessive durch intelligentere Lösungen ersetzt. Heute stellt "zero waste" den Idealfall in der Abfallwirtschaft dar und bedeutet, dass auf Deponierung und Verbrennung völlig verzichtet werden kann. Trotz dieser Entwicklungen enden auch noch derzeit Fasern und faserhältige Produkte vielfach auf Mülldeponien und in Verbrennungsanlagen. Ein breites Spektrum an Industriezweigen beschäftigt sich mit Faserherstellung und Faserverarbeitung und verbraucht dazu enorme Mengen an Energie und Ressourcen. Bereits jetzt werden in den meisten EU Ländern Textilien getrennt von anderen Abfällen gesammelt. Dabei eignen sich etwa 50 % der gesammelten Textilien für eine Wiederverwendung, 30 - 40 % können nach einer personalintensiven Aufbreitung einer Wiederverwendung bzw. einem Recycling zugeführt werden, jedoch verbleiben 10 - 20 %, die entsorgt werden müssen. Die Sammlung und Sortierung von Alttextilien kann sich aus den Erlösen von Second-hand Ware selbst finanzieren, jedoch schmälern die hohen Kosten für Personal und Entsorgungsgebühren den Gewinn. Ziel der Arbeit war es daher, die Abfallfraktion aus der Alttextiliensammlung durch mechanische Aufbereitung in ein marktfähiges Faserprodukt überzuführen. Damit könnte zum einen das Volumen des Abfall reduziert werden, zum anderen auch die Kosteneffizienz gesteigert werden.<br />Es wurden Versuchsserien mit Material aus der Altkleidersammlung von Humana Österreich durchgeführt. In einem ersten Schritt wurden die Alttextilien mittels eines langsamlaufenden Universalzerkleinerers zerschnitten und in einem zweiten Schritt mittels Luftherd sowie Magnet- und Wirbelstromabscheiders in fünf Fraktionen aufgeteilt. Die Faserfraktion wurde mittels einer Feinschneidmühle (0,5 mm Sieb) zu Kurzfasern vermahlen. Die Arbeit beinhaltet Resultate über die Löslichkeit, die Morphologie und das Wasserrückhaltevermögen der Kurzfasern. Die Möglichkeit, längere Fasern zu erhalten, wurde ebenfalls untersucht.<br />Die Studie zeigt, dass es möglich ist, Alttextilien, zu einem Kurzfaserprodukt aufzubereiten, wobei ausschließlich mechanische Verfahren mit niedrigem Energieverbrauch zum Einsatz kamen.<br />Mahlexperimente ergaben, dass Länge und Durchmesser der Fasern aus Alttextilien mit kommerziell etablierten Faserprodukten vergleichbar sind. Da ein großer Markt für derartige Faserprodukte existiert, scheint es sehr wahrscheinlich, dass diese Produkte durch Fasern aus Alttextilien substituiert werden können. Weitere Untersuchungen sind notwendig und müssen sich auf die geeigneten Einsatzbereiche konzentrieren.<br />

Within the last years the attitude towards waste has dramatically changed. Instead of uncontrolled dumping, more and more intelligent solutions have been developed. Today "zero waste" represents the ideal case meaning that landfill and incineration can be completely avoided. However, fibres and fibre containing products still end up in landfill sites or in waste incinerators to a large extent. Fibre production and textile processing comprise a diversity of industries that consume large amounts of energy and resources and, hence, reuse and recycling of fibrous waste is highly recommended. Already today, in most of the EU countries textile waste is collected separately from other types of waste. About 50 % of the collected textiles are directly reused, a portion between 30-40 % requires labour intensive treatments for further reuse or recycling, and a range between 10-20 % is disposed.<br />Collection and sorting of used textiles is a self-paying system by the help of the income from the sales of second-hand clothes, but collectors hardly make profit because of high labour and incineration costs. The aim of this study is to convert the waste portion of collected textiles into a fibrous product by using mechanical processes. This leads to both a significant decrease of the waste portion, as well as a distinct increase of cost efficiency.<br />A series of trials have been performed on end-of-life textiles provided from the end-of-life textile collector Humana in Austria. First of all, textiles have been crushed into scraps with a slow running shredder, then, separated from contraries by using air table, magnetic separator, and eddy current separator. Finally, textile waste has been separated into five fractions, specifically light, dust, ferrous and nonferrous fractions as well as residual materials. The obtained light fraction has subsequently been ground with a cutting mill having 0.5 mm mesh sizes to receive a homogeneous fibrous product. This study presents the solubility tests (fibre composition), morphological analysis and water retention value analysis done for the characterization of the short fibres. The possibility to obtain longer fibres has been also tested.<br />The study shows that it is possible to convert end-of-life textiles into short fibres by the application of dry and low energy consuming mechanical processes. Grinding experiments revealed that both length and width of fibres reclaimed from textile waste are quite comparable to well established fibre products. Since a considerably large market for fibrous products already exists, it seems very likely to replace these products by fibres reclaimed from end-of-life textiles. Further investigation should focus on the suitable application areas for this product.<br />