5. RESULTAT
5.3.1 Gnidhärdighetstest torr
Figur 8 visar hur de 24 färgade provbitarna anfärgar en vit bomullsväv när man gnider materialen mot varandra. Detta test utfördes med en torr bomullsväv. Bedömningsskalan är 1 till 5, där 1 står för total färgfällning och 5 för obefintlig färgfällning. Enligt diagrammet avger ingen av provbitarna någon färgfällning i torrt tillstånd.
Figur 8: Resultat gnidhärdighetstest torr
0
1 2 3 4 5 6
Prov 1 Prov 2 Prov 3 Prov 4 Prov 5 Prov 6 Prov 7 Prov 8 Prov 9 Prov 10 Prov 11 Prov 12 Prov 13 Prov 14 Prov 15 Prov 16 Prov 17 Prov 18 Prov 19 Prov 20 Prov 21 Prov 22 Prov 23 Prov 24
Resultat visuellt Resultat färgmätning
24 5.3.2 Gnidhärdighetstest våt
Figur 9 visar hur de 24 färgade provbitarna anfärgar en vit bomullsväv när man gnider materialen mot varandra. Detta test utfördes med en våt bomullsväv. I vått tillstånd sågs en tydlig färgfällning hos flera av provbitarna.
Figur 9: Resultat gnidhärdighetstest våt 5.4 Datoriserad färgmätning
Nedan redovisar figur 10 erhållna värden vid färgmätning i programmet Datacolor. ΔE-värdet visar på den skillnad som mättes mellan testmaterialet och det erhållna referensprovet från H&M. Ju större ΔE-värde desto större skillnad mellan referensprov och provbit.
Figur 10: Resultat färgmätning
Provbit nr 24 visar på lägst ΔE-värde och innehåller samma saltmängd (100 gram/liter) som Huntsman använt i färgning av sample till H&M. Vid färgning av provbit nr 21 har den salthalt som anges i originalreceptet (70 gram/liter) använts. Vid färgning av provbit nr 20 har en reducerad salthalt (60 gram/liter) använts. Av de prover där reducerad salthalt har använts visar provbit nr 20 på lägst ΔE-värde (1,83).
25
5.5 Beräknad saltreduktion
Baserat på tidigare uträkningar med ekvation 1, gällande total materialåtgång vid årlig produktion av svart bas-tshirt, har nu en ny beräkning gjorts. Med hjälp av erhållna resultat från utförda tester har en provbit valts ut som visade på bäst resultat. Provbit nummer 20 färgad med en lösning innehållande 60 gram per liter visade på en totalavvikelse på 1,83 ΔE.
Denna saltreduktion innebär en minskning på 40 % i jämförelse med prov nr 24.
Enligt erhållet recept från Huntsman redovisas ett provrecept innehållande 100 gram salt per liter med en färgkoncentration på 2 % samt badförhållande 1:10. Det nya recept som tagits fram innehåller 60 gram per liter och har ett badförhållande på 1:10 samt en färgkoncentration på 2 %.
Infärgning av 45 000 000 kilogram tyg med en konsumtion på 10 liter vatten/kilogram tyg, resulterar i en årlig vattenförbrukning enligt följande:
10 liter vatten x 45 000 000 kilogram tyg = 450 000 000 liter vatten.
450 000 000 liter vatten ger en årlig saltmängd enligt följande beräkning:
450 000 000 liter vatten x 60 gram salt = 27 000 000 000 gram salt 27 000 000 000 gram/1000 = 27 000 000 kg salt/år
Ovanstående beräkning visar på en möjlighet till att reducera saltet med 40 %, vilket kan innebära en minskning på 18 000 000 kg salt per år (45 000 000 kg - 27 000 000 kg = 18 000 000 kg).
26
6. DISKUSSION
6.1 Experiment
På grund av de begränsade möjligheter vi hade till att använda exakt samma badförhållande som Huntsman/H&Ms leverantörer, har vi fått öka från 1:10 till 1:25 vid användning av maskinen Ahiba. Färgningsbehållarna tillhörande Ahiba rymmer 250 ml färgbad. Då testet utfördes på provbitar vägandes 10 gram vardera, hade ett badförhållande på 1:10 blivit för knappt. Detta eftersom badförhållandet visar hur många milliliter vatten det går åt per gram tyg. Vattenmängden är av betydelse gällande miljöpåverkan samt koncentration av
kemikalier. H&Ms leverantörer använder sig av ett badförhållande på 1:10 vilket klassas som lågt. Ett lägre badförhållande innebär en lägre åtgång av vatten, vilket är positivt ur både miljösynpunkt och ekonomiska perspektiv.
Inför utförande av experiment fick vi inte tillgång till en komplett uppsättning av ingredienser för det recept vi använde oss av. De kemikalier som saknades var Albafluid CD samt Lyoprint DBC. Albafluid är ett medel för skrynkelfrihet och Lyoprint är ett milt oxidationsmedel.
Vidare kan endast spekuleras om dessa medel har någon påverkan på den slutliga nyansen och om det skulle påverkat våra provbitar.
Enligt Huntsmans recept, ska de tillhörande hjälpkemikalierna doseras gradvis. Med de maskiner som vi hade tillgång till och använde oss av, var detta inte möjligt. Det
tillvägagångssätt som använts antas dock vara fullt godtagbart då principen är densamma som maskiner vid produktion.
Provbit nr 24 har en salthalt på 100 gram salt/liter, vilket är den salthalt som Huntsman har använt sig av vid infärgning av sample till H&M. Då provbit nr 24 är samma recept som H&M skulle ha använt sig av för sin svarta färg, innebär det att de använder sig av mer salt än Huntsman rekommenderar i det ursprungliga receptet. Provbit nr 21 innehåller 70 gram salt/liter, och är den salthalt som rekommenderas i originalreceptet. För att kunna göra beräkningar med reducerat recept valdes provbit nr 20 ut som hade ett ΔE-värde värde på 1,83, vilket innebär en skillnad på 0,56 från Huntsman sample (provbit nr 24).
En acceptansnivå på ΔE 2,0 valdes, och vi är medvetna om att detta är ett relativt högt värde.
Anledningen till det högre värdet är att det recept vi fick använda oss av inte var identiskt med det recept som har använts för referensprovet från H&M. Receptet i de experiment vi genomfört, gav inte en tillräcklig intensitet för den H&M-svart som företaget krävde. Det innebär att referensprovet är färgat av ett recept med en starkare färgintensitet än vad som fås av det recept som användes av oss.
6.2 Salt
Det läggs stort fokus vid att rena processvattnet från de kemikalierna med mest påtagliga skadliga effekter, vilket givetvis är bra. Men för att sträva mot en mer hållbar framtid är det dock av stor vikt att även lägga fokus vid andra faktorer som ur ett större perspektiv faktiskt spelar en stor roll. Enligt våra beräkningar innebär en årlig produktion av kläder i H&M-svart en saltförbrukning på 45 miljoner kg. Detta innebär att kopiösa mängder salt ansamlas vid produktionsområdena varje år. Även om salt är ett ämne som återfinns i naturen, leder denna saltanvändning till en negativ verkan på grund av de stora kvantiteter som koncentreras där saltet inte hör hemma.
27 Eftersom beräkningarna är begränsade till en viss nyans är det endast möjligt att spekulera kring ytterligare besparingar som kan uppnås om detta appliceras på hela sortimentet. H&M erbjuder kläder i en bred färgskala samtidigt som det finns en mängd övriga produkter som också färgas med reaktivfärg. Det innebär att vidare beräkningar skulle kunna visa på ännu större saltbesparingar.
Ett syfte var att undersöka de effekter salt har på materialets egenskaper (tvätthärdighet och gnidhärdighet). Resultaten i utförda tester visar att endast affinitet är den faktor som påverkas av saltet. Både tvätthärdighetstestet och gnidhärdighetstestet har visat på goda resultat
oberoende av salthalterna i färgbadet.
Ju mindre salt desto mer färg blir kvar i badet. Positivt är att färgstoffet är lättare att rena från vattnet än vad saltet är. Det kan även finnas möjligheter till återanvändning av färg. Idag görs redan ansträngningar för att rena processvatten från färgstoff, och det är här vi vill uppmuntra till att det även krävs medvetna val gällande andra ämnen än just färg.
6.3 Resultatens tillförlitlighet
På grund av våra begränsade möjligheter till att färga med exakt samma badförhållande som Huntsman/H&Ms leverantörer vid användning av maskinen Ahiba, har vi fått öka från 1:10 till 1:25. Ökat badförhållande ökar vattenåtgång samt kemikalieåtgång men förändrar inte färgåtgången.
Då denna rapport främst syftar till att undersöka salthalter och färgäkthet beroende av just salter, valde vi att hellre använda en maskin där sodan kan tillsättas i efterhand. Vid ett annat maskinalternativ tillsätts sodan direkt och kan därför leda till ett jämnare resultat. Däremot hade man i sådana fall kunnat använda det badförhållande som rekommenderades från färgleverantören.
För att minimera felfaktorer togs flera aspekter i beaktning. En av dessa aspekter handlade de små mängder av färg och övriga ingredienser. Då varje färgbehållare innehåller förhållandevis små mängder av hjälpkemikalier finns risken att felmarginalerna mellan proverna får en viss betydelse. Vid uppmätning av salt och soda höll vi oss till en toleransavvikelse på max 0,0050 gram per dosering. Natronlutet uppmättes genom en pipett för att få en så korrekt mängd som möjligt då dosen endast var 1,5 ml per liter. Vid dosering av hjälpkemikalierna Albatex och Albafluid användes även här en pipett.
6.4 Övrigt
Vid slutfört experiment samt reflektioner kring detta ställer vi oss frågor som; varför måste inköpare och designers vara så kritiska till deras svarta färgnyanser? Varför vill man inte vara mer öppen för andra nyanser med mer miljövänliga tillverkningsprocesser? Det är av
förståelse att detta är mer komplext än vad det kan låta när vi diskuterar logiska tankegångar, men vi tror att det bland annat handlar om att få in detta tankesätt och en ny inställning. För att lyckas med något sådant är det av stor vikt att utbildning och uppmuntran finns att tillgå.
Genom kunskap och stöd är det möjligt att förändra inställningen hos beslutstagare som exempelvis inköpare och designers, och förhoppningsvis skulle det innebära en större flexibilitet kring nyanskrav.
För att kunna kombinera en hållbar utveckling med en vinstdrivande företagsverksamhet är det viktigt att vara medveten om vilka punkter som är mest kritiska och var man har största möjligheterna till positiva förändringar i nuläget. Att tillämpa andra nyanser av svart skulle
28 kunna vara passande för H&Ms Conscious-kollektion där materialvalen är ekologiska eller återvunna. Kanske vore en mer hållbar infärgning ett koncept de också kan implementera vid denna kollektion. Det går naturligtvis inte att kräva att alla svarta nyanser plötsligt ska bli mer miljövänliga eller annorlunda på grund av denna undersökning, men bara att ha kunskapen om att det finns mer skonsamma alternativ är betydelsefullt i dagsläget. I detta fall då vi har lyckats sänka saltmängden med 40 %, innebär det en skillnad som skulle kunna ha enorma effekter för dagens färgindustri; inte bara ur miljöaspekt utan även ur en ekonomisk aspekt.
6.5 Vidare forskning
Vidare forskning skulle kunna göras gällande om saltmängden kan reduceras med hjälp av ökning av någon annan parameter, för att sedan kunna ta ställning till vilket alternativ som i slutändan är bäst ur miljösynpunkt.
I och med att det är sötvatten som är en bristvara och att det är i just sötvatten salt tillsätts vid färgningsprocessen, vore det intressant att testa hur infärgning med saltvatten hade kunnat se ut. En idé som grundats under projektets gång har handlat om möjlighet till användning av saltvatten vid textilfärgning. Genom att utnyttja den befintliga saltmängden i havsvatten, som 97 % av jordens vatten består av, skulle sötvatten besparas. Givetvis krävs det en
salttillsättning även där men saltanvändningen kanske skulle kunna minimeras samt förhindra att saltrester sprids där de inte hör hemma.
Genom våra experiment har vi upptäckt att saltet endast har betydelse gällande affiniteten mellan färg och fiber. Tvätthärdigheten och gnidhärdigheten verkar inte ha påverkats alls av varken reduktion eller förhöjning av saltmängd. Det vore intressant att titta närmare på om det finns något annat ämne som ökar affiniteten men samtidigt är lättare att rena bort från färgbadet igen. Vidare forskning skulle även kunna läggas vid frågan om saltet har någon annan betydelse för den textila produkten, så som ljushärdighet, svetthärdighet samt tvätthärdighet under en längre tid.
Vid tidigare nämnda försök vid saltfri färgning har fungerande principer med katjonisering av bomullsfibrer påvisats. Metoderna lämpas dock inte för kommersiellt bruk då de innehåller cancerogena ämnen. Det skulle därför vara av intresse att undersöka möjligheter för alternativ till de ämnen som ingår vid katjonisering av bomullsfibern, för att kunna utveckla en så riskfri metod som möjligt.
29
7. SLUTSATS
Utifrån de undersökningar och experiment som utförts kan följande slutsats dras; salt påverkar endast affiniteten och har ingen betydelse för färgad produkts egenskaper (tvätthärdighet och gnidhärdighet). Gällande affiniteten kan slutsatsen dras att ju högre saltmängd desto högre affinitet, vilket innebär ett intensivare färgresultat. Det går dock att konstatera att det finns möjlighet för saltreducerad reaktivfärgning med goda färghärdigheter. Genomförda experiment visar på att saltmängden kan reduceras med 40 % och fortfarande få en av författarna godkänd nyans av svart. Godkännandet grundar sig i att färgnyansen uppfyller bestämd acceptansnivå vid färgmätning samt resultat av härdighetstester. Det krävs dock ytterligare ansträngningar och forskning för att testresultaten ska kunna ha en verklig effekt i textilindustrin. Kunskap, öppna sinnen och flexibilitet gällande krav är mycket centralt om en hållbar textilfärgning ska kunna uppnås.
En önskan är att resultatet av detta projekt ska leda till en mer öppen inställning gällande krav på färgade varor, för att i slutändan kunna bidra till att den hållbara utvecklingen inom
textilindustrin ska se allt annat än svart ut.
30 7. KÄLLFÖRTECKNING
Kvantitativa referenser Peer reviewed-artiklar
Blomberg, E. (2005). Sätt att se. Historisk tidskrift, 125(2), ss 2-3.
Chu, W. (2001). Dye removal from textile dye waste water using recycled alum sludge. Water research, 35(13), ss. 3147-3152
Furferi, R. & Carfagni, M. (2012). Prediction of the Color and of the Color Solidity of a Jigger-dyed Cellulose-based Fabric: A Cascade Neural Network Approach. Textile Research Journal 80(16) ss.1682-1696
Jiang, Y. (2009). China´s water scarcity. Journal of Environmental Management, 90(11), ss.
3185-3196.
Khatri, Z., Memon, M. H., Khatri, A., Tanwari, A. (2011). Cold Pad-Batch dyeing method for cotton fabric dyeing with reactive dyes using ultrasonic energy. Ultrasonics Sonochemistry, 18(6), ss 1301-1307.
Thorstendahl, R. (2005). Källkritik, metod och vetenskap. Historisk tidskrift, 125(2), ss 2-3.
Yuan, Z. W., Zhu, Y. N., Shi, J. K., Liu, X. & Huang, L. (2013). Life-cycle assessment of continuous pad-dyeing technology for cotton fabrics. The international Journal of Life Cycle Assessment, 18(3), ss. 659 – 672.
Zhuan, W., Zuwang, W. (2010). Study on Novel Environment-friendly Navy and Black Reactive Dyes. Textile Research Journal, 80(5), ss 448-453.
Kurslitteratur
Rehnby, Weronika (2005). Textila beredningsprocesser. Borås: Textilhögskolan Tingsvik, K. (2013). Kompendium i textilkemi för textilingenjörsprogrammet.
Borås: Textilhögskolan Övrigt
Bjereld, Ulf., Demker, Marie. & Hinnfors, Jonas. (2009). Varför vetenskap? om vikten av problem och teori i forskningsprocessen. Johanneshov: TPB
Chinta, S. K & Shrivastava, V. K (2013). Technical facts and figures of reactive dyes used in textile. International Journal of Engineering and management sciences. 4(3), ss. 308 – 312.
Fiber 2 Fashion. (2010) http://www.fibre2fashion.com/news/company-news/huntsman/newsdetails.aspx?news_id=83509) [2014-05-03]
H&M (2013). Årsredovisning 2013
31 http://about.hm.com/en/About/Investor-Relations/Financial-Reports/Annual-Reports.html
Hansson, O. (2007). Konsten att vara vetenskaplig. Stockholm: KTH.
Huntsman. (2014). http://www.huntsman.com/corporate/a/About%20us [2014-05-20]
Ingamells, Wilfred (1993). Colour for textiles - A user´s handbook.
IPE (2012). Sustainable Apparel’s Critical Blind Spot (Rapport 2012:10).
IR group. (u. å) http://irgroupbd.com/index.php?s=52 [2014-04-17]
NE. (2014). http://www.ne.se/lang/natriumkarbonat [2014-05-14]
NE. (2014) http://www.ne.se/lang/natriumklorid [2014-05-14]
Olsson, E., Posner, S., Roos, S. & Wilson, K. (2009) Kartläggning av kemikalieanvändning i kläder (Uppdragsrapport 2010:3) Mölndal: Swerea IVF
Perkins, Warren S. (1996). Textile coloration and finishing. Durham, N.C.: Carolina Academic Press
Persson, S. (2012). Debatt: H&M alltid öppen för en granskning. Dagens industri, 12 december. http://www.di.se/artiklar/2012/12/21/debatt-hm-alltid-oppet-for-en-granskning/
Selin, E. () http://www.handelnshistoria.se/profiler/kopman-och-entreprenorer/hms-grundare-erling-persson-fran-ostbud-till-imperieskapare/ [2014-04-14]
Sydvatten (2010) http://www.drickkranvatten.se/varldens-vatten SwedWatch (2008). Den blinda klädimporten (Rapport 2008:09).
Swisscolor. () http://www.swisscolor.sk/albatexr-dbc [2014-04-17]
Zenit-Konst. () http://www.zenit-konst.se/Servlet?page=recept_alla.jsp [2014-05-15]
Vetenskapsrådet. 2010). Vetenskapsrådets faktablad 2010
http://www.vr.se/download/18.5adac704126af4b4be2800018520/1271414276941/Faktablad+
Etik+vid+Vetenskapsr%C3%A5det.pdf [2014-05-16]
Wikipedia. () http://sv.wikipedia.org/wiki/Hennes_%26_Mauritz# [2014-05-20]
WWF. (2014). http://www.wwf.se/fretag/fretagssamarbeten/samarbetspartners/1516011-samarbetspartners-hm) [2014-04-14]
Kvalitativa referenser
Erik Karlsson, hållbarhetskoordinator H&M; fortlöpande under arbetets gång.
Catrin Tammjärv & Maria Björklund, undervisningstekniker vid Textilhögskolan i Borås;
främst under laborationer.
32 Kamal Hossen Mohammed, färgtekniker vid H&Ms produktionskontor i Bangladesh;
mailkontakt under arbetes gång.
8. BILAGOR
8.1 Mailkonversation med Kamal
You use jigger and jet machines while colouring cotton fabric. From which brand are the jigger machines you use?
- Generally THIES, FONGS, SCLABOS, TOZZE, MCS brand are used.
From which brand are the pad-steam and the cold pad batch machines?
- MONFOTS, KUSTER, BELINGER brand are used.
At what temperature do you fix the color?
- It depends on types colour & types of fabric. Normally temperature fix from 600C to 1800C.
How do you decolorize the wastewater?
- By chemical treatment/ decolorized.
How do you handle the wastewater from the coloring processes?
- ETP (Effluent treatment plant).
How much of the wastewater is being recycled?
More or less 5 % waste water is recycled that one is used as gardening, daily uses etc.
Do you know how much water that are being consumed by the dyeing processes every year by you?
- There is no statistical data that I could share with you.
33
8. 2 Labbrapport mall Processkort
Recept/Färgmätning
Färg/Kemikalier Funktion Mängd Mängd totalt, ml
Novacron Superblack R
Färgämne 2,0 % 0,4 g
Vatten
Maskin: Ahiba (Kontinuerlig)
Badförhållande: 1:25 Vikt: 10 g x 2
Total badvolym ! = 500 ml
pH på bad:
Tillsättningar
Kemikalier Funktion Mängd Mängd totalt, g
NaCl (koksalt)
Soda 5 g/l
NaOH 36° (natronlut) 1,25 ml/l
Material: Blekt bomullstrikå, singeljersey Vikt: 2 g
Ev. tidigare behandlingar:
Avklistrad Avkokt Blekt
34 Tids- och temperatursschema
Temp 100
80
60
40
20
0 20 40 60 80 100 Tid
35 Testresultat
Tvätthärdighet (enligt standard SS-EN ISO 105C06)
Material Resultat visuellt
Resultat färgmätning Diacetat
Bomull
Polyamid
Polyester
Akryl
Ull
Otvättad Tvättad
36 Gnidhärdighet (enligt SS-EN ISO 105X12)
Torr Resultat visuellt Resultat färgmätning
Våt Visuellt resultat Resultat färgmätning
37
8.3 Datoriserad färgmätning
38
39
40
Besöksadress: Skaraborgsvägen 3. 501 90 Borås. Hemsida: www.hb.se/ths