Examensarbete för Teknologie Kandidatexamen med huvudområde Textilteknologi
2020-05-28 Rapport nr: 2020.2.03
EMISSION
AV MIKROPLAST
VID HUSHÅLLSTVÄTT
SAMMANFATTNING
Den här studien är under projektet MinShed som drivs av RISE. MinShed är ett 3 årigt projekt som undersöker mikroplastemission från syntetiska textilier vid tvätt. Den här studien har som syfte att genomföra en Critical Review på tidigare studier inom ämnet: Olika syntetiska material som släpper mikroplaster via hushållstvätt. Samtliga studier har sammanfattats i en framtagen matris där information om studiernas materialdata presenteras. Den främsta anledningen till varför en sådan matris ska presenteras är för att finna textilteknologiska gap som existerar i nuvarande forskning. Vad som omfattar textilteknologi kommer förklaringar ges mer ingående under litteraturgenomgången. I dagsläget finns det inte tillräckligt spårbara material för existerande forskning, därav är det svårt att avgöra exakt vilka textilparametrar som orsakar mer eller mindre emission vid tvätt. Därför kan företag heller inte prioritera smartare designval för att reducera mikroplastemission. Av de 18 undersökta studierna var det enbart 2 av dessa som hade full kontroll över provmaterialet. Detta betyder att ytterligare forskning inom området är aktuellt. Vad som kan hindra forskningen att utvecklas är förnärvarande textilbranschen. Det finns ingen trovärdig uppsikt över textilmaterial och dess processer, vilket försvårar utförandet att spåra de textilparametrar som orsakar emission vid tvätt.
För att dra slutsatser mellan emission och konstruktionsparametrar för textil så bör man i framtiden tänka på att enbart testa en parameter åt gången. Utifrån resultatet från denna studie rekommenderas en egen tillverkning av materialet för att få en spårbartextilproduktion, då det ger ett mer trovärdigt resultat på grund av mer kontroll över processerna som textiler genomgår.
ABSTRACT
This study is performed under the project MinShed run by RISE. MinShed is a 3-year project that investigates in Microplastics emissions from synthetic textiles during domestic washing. The aim of the study is to do a Critical Review on previous research in the subject: Various synthetic materials that release microplastics during domestic laundry. The previous research is presented in a matrix, where information about the presented by the investigated laundry parameters, as well as the textile parameters. The main reason why such matrix is needed is to find the gap that contains the textile parameters for the various researches. Some of the most important textile parameters will be described during the literature review. At present, there is not enough traceable material for existing research, hence it is difficult to determine exactly which textile parameters which cause during washing. Therefore, companies cannot prioritize smarter design choices in order to reduce microplastics emissions from the materials. Of the 18 research studies which were analyzed, only 2 of them had full control over their sample material. This means that further research in this area is needed. What can prevent future research is currently the textile industry. There is no reliable oversight of textile materials and their processes, which makes it difficult to track textile parameters that cause emission when washing. In order to be able to draw conclusions between emission and textile design parameters, researchers should remember to test only one parameter at a time and have an inhouse or own production of the specimens, this will give a better control of the results.
POPULÄRVETENSKAPLIG SAMMANFATTNING
I dagens informationssamhälle är det ett flertal nyhetsbyråer samt konton på sociala medier som dagligen upplyser om konsekvenserna av vad syntetiska kläder bär med sig. Detta gör det allt svårare att blunda för denna typ av information. Syntetiska kläder har sedan ett tag tillbaka dominerat den textila marknaden. Som känt så släpper textilier tillverkade av syntetiska material ifrån sig mikroplaster. När textila varor utsätts för påfrestning betyder det också att mikrofiber släpper från textilen. Vad forskare då har upptäckt är att det uppkommer mer och mer av dessa plastpartiklar i haven. Mikrofiber släpps genom både användning i form av slitage och tvätt. Hushållstvätt står för majoriteten av mikroplaster som finns i våra hav och om vi människor inte behandlar det problemet nu, kommer det i framtiden existera mer plastpartiklar än fisk i haven.MinShed är ett projekt som startades upp för att hjälpa företag att göra bättre designval med avseende på problematiken runt mikroplaster. Med det menas att MinShed undersöker tillverkningsprocesser för textilier som har stor-, medel- eller liten påverkan när det kommer till mikroplastutsläpp vid tvätt från en textil. Vad som lämnar frågetecken är om det finns tillräckliga underlag från tidigare forskning för att dra slutsatser. Ett av målen som projektet MinShed har haft är att reda ut vilka textilparametrar som orsakar utsläpp av mikrofiber. Utan denna information kan inte företag välja att designa sina textilier bättre, ur en hållbarhetsaspekt. Denna studien utformades för att undersöka vad tidigare forskning har bidragit med, samt undersöka om det är möjligt för textilföretag att utifrån den existerande forskningen göra ett bättre designval. Vad som upptäcktes under projektets gång var att det inte fanns tillräckligt med textilteknologiska underlag i många av studierna. Därav har inga textilteknologiska slutsatser inte kunnat dras. För att komma framåt i forskningen bör mer textilteknologiskfakta appliceras till forskningen.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
SAMMANFATTNING 2 ABSTRACT 3 POPULÄRVETENSKAPLIG SAMMANFATTNING 4 FÖRORD 7 TERMINOLOGISK ÖVERSIKT 8 1.INTRODUKTION 91.1. MinShed och Research Institutes of Sweden . 9
1.2.1 Tidigare studentarbeten 10 1.2 Studiens syfte . 11
2. BAKGRUND OCH PROBLEMFORMULERING 12 2.1 Definition - Vad är en mikroplast och mikrofiber? 12
2.2 Tillverkning och Emissions Översikt 12
2.2.1 Emissions översikt och konsekvenser 13 2.3 Problemformulering 17
2.4 Frågeställning 17
2.5 Etiska bedömningar 17
2.6 Avgränsningar 18
3. LITTERATURGENOMGÅNG 19 3.1 Plast och polymerer 19
3.2 Marknadsutbudet för syntetiska textilier 19
3.3 Processer för syntetiska textilier 20
3.3.1 Fiber spinning 21 3.3.2 Garn 21 3.3.3 Konstruktion 22 3.3.4 Behandlingar 22 3.3.5 Varuvikt (GSM) 22 3.4 Spårbarhet hos material 23
4.METOD 25 4.1 Litteratursökning 25
4.2 Critical Review 25
4.2.1 Matris utformning/utveckling 26 4.3 Analys av Matris - Critical Review 26
4.3.1 Filtrerings steg 26 4.4 Metoder RISE - tvättester . 29
5.1.1. Matris Utvärdering - Studieöversikt utgångspunkter 31 5.2 Matris Utvärdering - Textilparametrars påverkan 31
5.2.1 Utvärdering - Konstruktion 32
5.2.2 Utvärdering - Garn 32
5.2.3 Utvärdering - Behandlingar 33
5.3 En slutgiltig sortering över de utvalda rapporterna 35 5.3.1 En sammanställning av de kvalificerade studierna 37
6.DISKUSSION 40
7. SLUTSATS 44
8. FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE 45
FÖRORD
Varje år på textilhögskolan anordnas en företagsdag för samtliga avgångstudenter. Företags dagen är ett tillfälle för företag och studenter att arbeta tillsammans. Anne-Charlotte Hanning från RISE introducerade under denna dag projektet MinShed som bedrivs av RISE. Presentationen fångade författarnas intresse då de under sina studier haft ett stort engagemang inom miljö samt miljöproblematiken runt mikroplaster. Rapporten är utförd tillsammans med RISE som startat upp projektet MinShed.
Det här är inte en studie som är utförd för att hänga ut tidigare arbeten inom området emission av mikroplaster vid hushållstvätt. Utan det författarna vill belysa är problematiken runt den redan existerande forskning. Denna kandidatuppsats kommer att resultera i en mall vars syfte är att hjälpa framtida studier inom området framåt, samt att finna de parametrar som påverkar mikroplastemission. Arbetet har delats upp mellan författarna genom att de studier och rapporter som har analyserats vid den utförda Critical Reveiw har delats upp jämt mellan författarna inför analyserandet. De båda författarna har sedan haft tillgång till matrisen och fyllt i den efterhand. Har det under analysens gång uppstått frågetecken har båda rapportförfattarna läst studien i fråga. Matris utformningen i Excel utfördes av Julia medans Jennifer stod för den slutgiltiga designen och inputen, information och kolumner adderades av båda under arbetes gång. Författarna tycker att de har delat upp arbetet mellan varandra och båda har deltagit i samtliga delar medans huvudansvaret har delats på. På grund av den rådande pandemin, COVID-19, som uppstod under 2020. Har det laborativa arbetet inte utförts av författarna själva, utan det är tekniker på RISE, inom MinShed projektet som har utfört dem.
TERMINOLOGISK ÖVERSIKT
Term Definition
Emission Utsläpp av i detta fall mikroplaster
Ackumulering Lagring eller uppsamling av exempelvis något material Monomer En mindre molekyl som används för att skapa en polymer Kovalenta bindningar En typ av bindning mellan atomer, där atomerna delar
elektronpar.
Additiver Kemikalier som adderas Makromolekyl En stor molekyl
Filament Fiber En oändligt lång fiber, som oftast framställs syntetisk men kan också framställas på ett naturligt sett så som silke.
Stapelfiber Korta små fibrer som spinns ihop till ett
Texturering En behandling som ger garner en voluminös/strukturerad karaktär Isopropanol Universalrengöring (alkohol)
PCPs Produkter för personlig vård (Personal Care Product)
ALDFG Fisketillbehör som har dumpats i haven. (Abandoned, lost or otherwise discarded fishing gear)
Stickat Konstruktion tillverkad av maskor
Väv Konstruktion tillverkad av trådar genom vinkelrät sammanflätning av trådar.
1. INTRODUKTION
Mikroplaster är mindre plastfragment (<5 mm) som antingen tillverkas direkt som mikroplast eller bildas genom att större plastartiklar utsätts för mekanisk påfrestning och bildar till mindre plastpartiklar (Cole et al., 2011). Dessa små plastpartiklar har förmåga att ackumuleras i marina miljöer, vilket har visat på skador hos vattenlevandeorganismer, då vattenlevande djur tar fel på dessa fragment som föda (Wang, Gao, Jin, Li & Na 2019). Omkring 8 miljoner ton plast uppskattas läcka ut i marina miljöer varje år (MacArthur 2017). Enligt studien ”Management of Marine Plastic Debris” påstås 63,1 % av alla mikroplasterna som återfinns i haven ha sitt ursprung från tvätt av syntetiska textilier (Niaounakis 2017). Vid tvättprocessen påfrestas textilier mekanisk vilket resulterar att fibrer lossar från varan och går istället över till att vara lösa mikrofiber som uppstår vid tvätt. Hushållstvätt verkar som en port för mikroplaster att ta sig ut till naturen via reningsverken (Magnusson, Eliasson, Fråne, Haikonen, Hultén, Olshammar, Stadmark, & Voisin 2017). Plast är ett av det allra vanligaste materialet som ger upphov till nedskräpning (Naturvårdsverket 2019). I haven uppskattas det finnas upp till 3 biljoner plastpartiklar (The United Nations 2017). The United Nations (2017) uppskattar dessutom att det kommer finnas mer plastpartiklar 2050 än vad det kommer finnas fiskar i havet, om nedskräpningen fortsätter i samma takt. Enligt Plastic Europe (2019) senaste publicerade rapport Plastic The Facts 2019 tillverkades totalt (exklusive fibertillverkning) 358 miljoner ton plast i världen år 2018 och baserat på organisationens tidigare statistik ser man heller inte en nedgång i tillverkning. Naturen står inför ett stort miljöhot då stor andel av plasttillverkningen hamnar i naturen där plasten ackumuleras (GESAMP 2015). Skulle tillverkningen och användningen av plast upphöra, så skulle världen fortfarande stå inför ett miljöproblem. På grund av den redan existerade plasten som finns i naturen, samt den långa tiden det tar för plast att brytas ned (Richards 2005). Denna rapport behandlar inte de enskilda hållbarhetsfrågorna, utan har undersökt ett mer generellt hållbarhetsproblem som syntetiska textilier för med sig i dagsläget. Mikroplaster är ett stort miljöhot och ett aktuellt ämne att undersöka då det är grundläggande för en hållbar framtid. Denna studie syftar på att ur ett textilteknologiskt perspektiv redogöra de gap som finns i dagens forskning inom mikroplastemission. Samtidigt klargöra ur ett textilt perspektiv hur forskning inom området kan förbättras. Genom att undersöka gapen som finns i forskningen idag, som i sin tur kan hjälpa textilföretag att designa syntetiskatextilier ur ett mer hållbart perspektiv. Således skulle även mikroplast utsläppen från textiltvätt via avloppsvatten minska, vilket reducerar utsläpp av mikroplaster i haven.
1.1. MinShed och Research Institutes of Sweden
.
tillhör mode- och textilbransch, vitvaruföretag som Electrolux och Scania, Västsvenska Kemi- och Materialklustret, Textilhögskolan i Borås, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborgs Universitet, Johanneberg Science Park och många fler (RISE u.å.). MinShed är ett projekt som engagerar flera branscher, då mikroplaster i dagsläget som orsakar stora problem i vår miljö. Ett av de mål som MinShed projektet vill uppnå är att utveckla och frambringa kunskap. Målet är att kunna hjälpa textilbranschen att tillverka och designa textil som inte släpper ifrån sig mikroplaster. Projektet undersöker även hur tvättmaskiner är konstruerade och vilka möjligheter det finns för att fram exempelvis ett filter som minskar utsläpp från avlopp i mikroplaster till våra reningsverk (ibid).
En anledning till att MinShed engagerar företag i vad man kan tycka är vitt skilda branscher, är att beklädnads textilier i konstmaterial, polyester, akryl, nylon, poly-cotton, tillverkas av modeindustrin, kläderna tvättas sedan i tvättmaskiner från bland annat Electrolux. Vid tvätt av syntetiska kläder så släpper mikroplaster från textilier, dessa mikroplaster släpps sedan ut via tvättvattnet till avlopp vidare till reningsverk och tillslut ut i vår natur. Detta medför att flera branscher är med och vill lösa problemet. Vitvarortillverkarna vill hitta en lösning på vilket filter som är optimalt för att fånga upp rester av textilfibrer och mikroplaster vid hushållstvätt och därmed förhindra att partiklarna kommer ut i avloppet. Utifrån MinShed projektet så har ett behov uppstått för textil företagen, som nu är intresserade av att hitta vilka parametrar som orsakar störst utsläpp av mikroplaster under tvättning. Från ett möte som författarna var inbjudna till på RISE med Anne-Charlotte Hanning1, så framkom det att flera textilföretag vill veta vilka parametrar som
orsakar ett högre släpp av mikroplaster. För att då ha möjlighet att designa sina material utifrån vilka parametrar som släpper ut mest mikroplaster.
1.2.1 Tidigare studentarbeten
textilparametrar. Peterson och Roslund (2015) från Textilhögskolan i Borås, undersökte polyesterplaggets fiber utsläpp vid hushållstvätt; Svensson (2017) student vid Textilhögskolan i Borås undersökte hur ruggning, tid och temperatur påverkar fiberemission vid tvätt; Åström (2016) student vid Göteborgs Universitet undersökte emission av syntetiska mikrofiber vid tvätt. År 2019 utförde studenter från Chalmers ett arbete inom området som inte var i samarbete med MinShed och RISE, de gjorde en laborativundersökning om fiberemission vid hushållstvätt, för olika syntetiska material (Engström Gustafsson, Hagman, Lindberg & Rehnberg 2019).
Gemensamt är att studierna utförda både vid Göteborgs Universitet och Högskolan i Borås har haft RISE och Mistra Future Fashion som en partner i arbetet. Det gör att de arbetena är vinklade mot det som MinShed projektet är idag. Tanken med denna rapport är att fortsätta där tidigare studentarbeten har avslutats.
1.2 Studiens syfte
.
Syftet med den här rapporten är att genomföra en Critical Review (CR) på tidigare studier som behandlar ämnet: Olika syntetiska material som släpper mikroplaster via hushållstvätt. Genomförandet presenteras i form av en matris, där information kring utrustning och material från studiernas tvätt-tester analyserats och sammanställts. Den främsta anledningen till att en sådan matris ska presenteras är för att tydliggöra de gapen som finns i studierna samt avsaknaden av textilparametrar. Vad som innefattas i textilaparametrar kommer att förklaras under litteraturgenomgången. Med hjälp av matrisen ska det vara lättare att tolka vart informationen är bristfällig jämfört med de processer som nämns.2. BAKGRUND OCH PROBLEMFORMULERING
I den här delen av rapporten kommer begreppet mikroplast definieras.Problematiken med mikroplaster i vardagen kommer att förklaras och en överblick över tillverkningen kommer att ges. Dessutom kommer olika emissionskällor att redovisas.
2.1 Definition - Vad är en mikroplast och mikrofiber?
.
Vad är en mikroplast är, är helt inte självklart. Det finns ännu ingen gemensam definition då storleken på en mikroplast har definierats olika helt beroende på vilken studie och studiens nisch. Enligt Microfiber Pollution & The Apparel Industry (u.å.) har mikroplaster definierats som “små plastartiklar till storleken <5 mm eller mindre“. Organisationer som Naturvårdsverket (2019) och Mistra Future Fashion (2017) har även definierat mikroplast till storleken <5mm. I den här studien används definitionen att en mikroplast har storleken <5 mm. Några av studierna som har granskats i denna rapport har definierat storleken av mikroplast till större än <5 mm, dessa ligger utanför det område som författarna granskat.Mikroplaster delas in i två kategorier primär- och sekundärmikroplast. Vad som skiljer dem åt är att en primär mikroplast fabriceras i mikroskopisk storlek dvs <5 mm och är i sitt ursprung konstruerad som en mikroplast. En sekundär mikroplast skapas genom att större plastartiklar bryts ner till mindre plastartiklar till storleken <5 mm (GESAMP 2015; Cole, Lindeque, Halsband & Galloway 2011).
Inom det textila området så har mikrofiber en välkänd betydelse, men definitionen mikrofiber kan uppfattas olika beroende på användningsområde. För textil är mikrofiber vanligtvis en måttenhet som definierar antal per enhetslängd, det man vanligtvis syftar på är fibrer tunnare än 1 dtex (Mather & Wardman 2011). För vetenskapliga arbeten inom miljö så syftar dem oftast på att en mikrofiber än en fiber som släpper från ett material och återfinns som en processad fiber i miljön. Detta måste redogöras för att definitionen inte ska feltolkas. I denna studie använder författarna ordet mikrofiber med syft på att det är dem små fibrerna som släpper från textilen vid emission eller användning.
Europe 2013; Plastic Europe 2014; Plastic Europe 2015; Plastic Europe 2016; Plastic Europe 2017; Plastic Europe 2018; Plastic Europe 2019).
Tabell 1. Visar den årliga plastproduktionen i världen, samt statistik över ökningen av
plastproduktion mellan åren 2010 - 2018, som organisationen Plastic Europe sammanställt (Vu 2020)
2.2.1 Emissions översikt och konsekvenser
Att mikroplaster slutar upp i marina miljöer orsakas av många olika faktorer. 80 % av källorna som förorenar haven med plast kommer från land, resterande 20 % är faktorer som skett i samband med aktiviteter ute till havs. Dessa kategoriseras som landbaserade- och havsbaseradekällor (Niaounakis 2017; UNEP 2016). Enligt Ellen MacArthur Foundation (2016) når minst 8 miljoner ton plast marina miljöer varje år, vilket motsvarar en lastbil fylld med plast som dumpas av i havet varje minut. Figur 1 och 2 visas hur mikroplaster från sitt ursprung färdas vidare till marina miljöer och havet. Figurerna har delats in i respektive kategori för att lättare hålla isär de landbaserade- från de havsbaseradekällorna.
Figur 1. Figuren illustrerar primära- och sekundära mikroplaster samt hur de tar sig från land till
Figur 2. Figuren illustrerar de sätt som mikroplaster når marina miljöerna via olika havsaktiviteter.
(Förlaga UNEP 2016) (Vu 2020)
Det bör även nämnas är att det inte bara är syntetiska textilier som släpper ifrån sig mikroplaster och fibrer, utan det är andra typer av plastprodukter. År 2017 genomförde Naturvårdsverket en studie om ursprunget för mikroplaster som hamnar i hav och sjöar, där de primära utsläppen av mikroplast i Sverige är: vägar och däckslitage, målning av båtbottenfärg, tvätt av syntetiska plagg, industriell tillverkning och produktionsmiljöer, nedskräpning och konstgräsplaner. Det finns förmodligen fler källor till utsläpp av mikroplaster och emission av mikroplaster men dessa är de primära (Naturvårdsverket 2017). Då det går att spåra en stor andel mikrofiber i miljön, har tidigare studier kunnat motivera hypoteser om att det finns ett samband mellan tvätt av syntetiskafibrer och mikrofibers förekomst i miljön. Enligt Brown et al.,(2011) och Thompson et al., (2004) tros den textila industrin generera en större del av de mikroplaster som återfinns i havet. Tvättprocessen agerar som en länk för mikrofiber att nå naturen, ett problem som Microfiber Pollution & The Apparel Industry (u.å.) uppmärksammat och arbetar för att angripa. Mikrofiberemissionen till marinamiljöer sker främst från syntetiska textilier och uppstår när en textilvara tillverkad av syntet tvättas i en tvättmaskin. Under tvättningen utsätts textilen för mekanisk bearbetning, tvättmedel, vatten, och värme. Dessa parametrar påverkar fiber släpp från textilen. Många av dessa mikrofiber följer tillsammans med tvättvattnet vidare till reningsverken. Eftersom reningsverken idag inte är tillräckligt utrustade med filter för att fånga upp de allra minsta fiberpartiklarna når ett stort antal mikroplaster marina miljöer (Magnusson et. al., 2017) se flödet hur mikroplaster tar sig till marina miljöer i figur 3.
Textilamaterial och kläder släpper ifrån sig mikrofiber och mikroplaster, men textilier är även bärare av andra material som damm, glasfiber, metaller och andra mikroplaster (Jönsson et al., 2018). I studien författad av Jönsson et al., (2018) är ett av målen att ta fram en metod som mäter emission av mikrofiber. Uppdragets ändamål är att ta fram en metod ska appliceras som ska bli ISO-Standard för tvättemissionstester. Vid utveckling av metoden krävdes en del utförda tvättester för att författarna skulle kunna se över hur emission av mikroplaster förhåller sig till tvätt. När Jönsson et al., (2018) filtrerade avloppsvattnet från testerna fann de mer än enbart mikrofiber från textilen i avloppsvattnet utan även olika additiver. Syntetiska kläder släpper inte bara mikroplaster och enligt Jönsson et al., (2018) kan additiver samt kombinationen av dessa med mikroplaster ses som ett miljöproblem. Eftersom material och kemikalier som inte hör hemma i avloppsvatten når till haven på grund av att syntetiska kläder tvättas. I Figur 4 visas olika steg där kemikalier kan adderas till textilier.
2.3 Problemformulering
.
En ökad efterfråga av petroleumbaserade textilier har en negativ följd som genererat till en ökning av mikroplaster bland marina miljöer (UNEP 2016). Mikroplaster släpps från syntetiska material vanligen på grund av slitage och belastning på textilen. En bekant orsak som har bidragit till att mikroplaster tagit sig oönskat ut till marina miljöer är via hushållstvätt (Jönsson et al.,2018;Magnusson et al., 2017). Utöver faktorn hushållstvätt har flertalet forskare, myndigheter och organisationer gemensamt engagerat sig för att identifiera textilparametrar inom textilframställning som möjligen kunnat påverka fiberemission på textila varor.
Svårighet i att orientera fram de olika parametrarna är oftast på grund av ofullständig materialinformation och saknad transparens (Agrawal & Pal 2019; Tobler Rohr 2011). Tillverkning av en textilvara sker i flera steg, där oftast flertalet tillverkningsföretag har involveras innan en textilvara är komplett (Tobler Rohr 2011). På grund av brist av engagemang, saknad teknologi och även kommunikationsbarriärer leder detta till bristfällig sammanställning av materialdata som i sin tur leder till svårigheter att spåra materialet. Utan ett fullt spårbart material finns det en hög risk att parametrar som är avgörande för tvättresultat utlämnas och förbli okända (Agrawal & Pal 2019). På grund av textilbranschens bristfälliga spårbarhet, har forskning inom området skiljt sig åt. Detta besvärar den nuvarande forskningen som har som mål att förebygga mikroplastemissionen, då många laboratorietester inte går att väga mot varandra vilket även gör det svårt att exakt veta vart forskning ska prioriteras.
2.4 Frågeställning
.
Finns det tillräckligt med textil koppling för att existerande “mikroplast forskning” skall kunna leda till förbättrade val vid design- eller konstruktion stadiet?
2.5 Etiska bedömningar
.
Denna studie är inte utförd för att hänga ut tidigare forskning och studier inom området emission av mikroplaster vid hushållstvätt. Det författarna av denna studien vill belysa är problematiken runt redan existerande forskning samt de gap som finns. Därav har författarna försökt att undvika att anmärka vid författarnamn och har istället anmärkts studierna vid en tilldelad bokstav. För att i texten undvika att hänga ut studier som ej stämmer överens med mallen för matrisen.2.6 Avgränsningar
.
3. LITTERATURGENOMGÅNG
I litteraturgenomgången kommer materialet plast att definieras samt en kortintroduktion över inom vilka branscher materialet vanligtvis påträffas. Under det här avsnittet kommer material som tillhör syntet beskrivas. I slutet av genomgången kommer grundläggande information om textilprocesser tas upp samt andra viktiga tillverkning delar inom textil för att skapa förståelse kring textilparametrarna, då parametrarna ligger till grund för denna studie.
3.1 Plast och polymerer
.
När flera monomerer kovalent binds till varandra bildas en polymer (makromolekyl). Plast är en sammansättning av polymerer och olika additiver. Materialet plast förekommer i många olika former och har en allmän funktion i samhället. Plaster utvinns ur petroleum och är inte lösligt i vatten då materialet är tillverkat av oljebaserade mineraloljor (Albertsson, Edlund & Odelius 2012; Nationalencyklopedin u.å.), av den anledningen har heller inte förmågan att brytas ned biologiskt (på naturlig väg). Vilket betyder att plast som slängs i naturen blir kvar där under en längre period. För plaster som existerar i naturen dröjer det omkring 100 år innan dessa bryts ned genom fotonedbrytning (Mohair & Kumar 2018), vilket innebär att det nedbrytningen av plasten sker i form av ljus- och solstrålning (Mather & Wardman 2011). Om inte plasten slutar upp som föroreningar i naturen eller deponeras kan materialet återvinnas eller omvandlas till energi (Plastic Europe 2019).3.2 Marknadsutbudet för syntetiska textilier
.
Det finns två typer av konstgjorda fibrer, syntetiska fibrer tillverkade av olja, eller regenatfiber som tillverkas av cellulosa. Polyester presenterades som material av DuPont under 1951 och fibern blev snabbt populär (Kadolph & Langford 2014). Totalt sett år 2018 produceras årligen 107 miljoner tonfibrer från textil, av det är andelen syntetiska fibrer ca 62,2% enligt Textile Exchange Preferred Fiber & Material Market Report från 2019. Runt 51,5 % av de syntetiskfibrerna är enbart polyester. De övriga fibrerna som används i textil har är fördelade följande: bomull 24,4%, ull 1%, regenatfiber 6,2 %. De allra vanligaste syntetfibrerna i dagens samhälle är Polyester, nylon, akryl (Textile Exchange 2019). En anledning till att syntetfiber används så mycket i dagsläget är dels på grund av möjligheten att modifiera fibrerna enligt de önskemål man har. Det vill säga, fibrerna går att göra högteknologiska (Kadolph & Langford 2014), samt att det är en av dem allra billigaste textilfibrerna (CIRFS u.å.).4 kg tvätt per vecka. Det blir över 220 - 300 kg tvätt per person och år, då en svensk tvättar ca 74 gånger per år (ibid). En rapport av Sillanpää & Sainio (2017) som ingår i rapportens CR studerar tvätt vanorna i Finland. Studien undersöker hur mycket textilfibrer som släpps ut via avloppsvattnet per år, inte bara mikroplaster. Det Sillanpää & Sainio (2017) kom fram till i sin rapport var att den årliga emissionen av polyester- och bomullsfiber från hushåll i Finland från vanliga hushållsmaskiner kan estimeras till 154,000 (1.0 × 1014) and 411,000 kg (4.9 × 1014) i Finland (befolkningsmängd 5.5 × 10^6) enligt deras studie. Det som författarna av denna studie är kritiska mot i rapporten av Sillanpää & Sainio (2017) är att det inte framgår vilket typ av tyg som har testats. Det är på så vis svårt att förstå hur korrekt denna studie är med verkliga utsläppet av mikrofiber vid tvätt. Men bortsett från denna kritik så visar det på ett otroligt högt utsläpp av mikrofiber och inte bara mikroplaster. Det finns inte en studie som har undersökt hur det ser ut med emissionen från tvätt i Sverige på ett liknande sätt som Sillanpää & Sainio. Men enligt de uträkningarna som Magnusson et al., (2017) utförde i sin studie så ligger utsläppen av mikroplaster från tvätt per år på 8 - 960 ton. Dessa siffror har ett väldigt stort spann, anledningen till detta är att studien har använt sig av siffror från andra rapporter för att få ett ungefärligt antal (Magnusson et al., 2017). Detta gör det svårt att dra en slutsats om den faktiska mängden av mikroplastemission. En del av rapporter som har analyserats av Magnusson et. al för att komma fram till dessa siffror är: Napper och Thompson (2016); Brown et al., (2011); Folkö (2015), de nämnda rapporterna är även analyserade i av författarna i denna studie och granskade i dess CR.
3.3 Processer för syntetiska textilier
..
Fibrer och textilier kan vid produktion behandlas och bearbetas på många sätt för att förändra och förbättra deras egenskaper. I boken ”Textiles” författad av Kadolph & Langford (2014) tas många av dessa processer upp. Flera av processerna och behandlingar en textil genomgår redogörs i boken samt finns sammanfattat i tabell 2 (Se bilaga 3 för att se samma tabell fast i en fullskalig upplösning). Beroende på kundens önskemål och textiliernas ändamål, kan textilprocesserna för olika textilvaror varieras (CIRFS u.å). Tabell 2 har dessutom inspirerats av MinSheds materialmodell mall. Mallen är till för att på ett effektivare sätt instruera vilka parametrar som borde angivas för att spåra de textilparametrarna som orsakar emission.Tabell 2. Tabellen går igenom de olika tillverkningsmetoderna för textilparametrarna. För att
visa översiktligt hur textilprocesserna för tillverkning av syntetisktextil som kan varieras för att modifiera varans design (Vu 2020)
3.3.1 Fiber spinning
Från tabell 2 nämns tre standardsätt att producera filamentfiber2: Torr-, smält- och våtspinning. Spinningprocessen av fibrerna innebär att man extruderarar polyestermassan enligt önskemål från kunden för att få filament- eller stapelfibrer3 (CIRFS u.å). Extruderingen är den del av processen där fiberns tvärsnitt kan bestämmas beroende på extruderingshålens form. Det finns exempelvis runda tvärsnitt på fiber men även triobal4, dessutom går det att bestämma fiberns tvärsnitt genom att ställa in extruderingformen5 (Kadolph & Langford 2014). Det finns ett stort utbud av syntetfibrer. De varierar i pris och presterar olika. Vissa av dem är även återvinningsbara. Polyester är ett material som går att återvinna och spinnas som ny fiber, det allra vanligaste är dock att använda gamla plastflaskor (PET-flaskor) som återvinns och spinns till garn (Kadolph & Langford 2014). Alla syntetiska fiber extruderas till filamentfiber men kan i efterhand göras om till stapelfiber genom att korta av filamentet till kortare fibrer. Vid garntillverkning spinns sedan de korta fibrerna samman fibrerna hålls ihop och bildar ett garn med hjälp av kohesivakrafter.
3.3.2 Garn
Garn består av flera fibrer som spinns samman till en tråd. Fibrerna i ett garn hålls samman genom kohesivakrafter, fibrerna som spinns ihop, kan antingen vara av filamentfiber eller stapelfiber. Ett filamentgarn består av filamentfiber som spinns ihop till en gemensam tråd, och samma process gäller för stapelfiber. Processen för att spinna ihop ett stapelfibergarn beskrivs redan i avsnitt 3.2.1. Garn kan dessutom spinnas ihop med olika metoder, metoderna presenteras i tabell 2, under spinnmetod och ger garnerna olika karaktär. Garn kan även textureras för att återfå en voluminös karaktär, detta kan genomföras på tre olika sätt som också tas upp som exempel i tabellen (Kadolph & Langford 2014).
2 Filament fiber - En oändligt lång fiber
3 Stapelfiber - Korta små fibrer som spinns ihop till ett 4 Triobal - Ett typ av tvärsnitt på fibern
3.3.3 Konstruktion
En textilvara kan framställas på olika sätt genom olika tekniker och maskiner. De allra vanligaste textilkonstruktionerna för beklädnads textilier är stickat och vävt. Både stickad- och vävdkonstruktioner tillverkas av olika bindningar. Bindningen ger varan ett specifikt utseende, egenskaper och även karaktär. Utifrån önskad utseende och konstruktion, så bestäms även vilken maskin som skall producera varan, och maskinens delning (gauge) som bestämmer konstruktionen täthet6 (Kärrman 2010; Peterson 2013). För ett vävt material avgör bindningen tillsammans med varpens täthet hur lös eller hård en vävd vara är. För en stickad vara så avgör bindningen tillsammans med garnkonstruktionen om textilen är grov- eller finstickad.
3.3.4 Behandlingar
Olika behandlingar kan läggas till för att modifiera varan. En textilvara kan även modifieras på många olika sätt, samt i alla steg av processen som exempelvis färgning, ruggning7, borstning8 och fixering9. Det finns olika tre olika grupper av behandlingar på färdiga textilier: kemiska, mekaniska och termiska. Det är vanligt att dela in behandlingar i för- och efterbehandlingar, utöver det så finns det egentligen ingen kronologisk ordningsföljd när behandlingar ska ske under kedjans gång. Det kan variera av olika skäl som material, konstruktion men även beroende på företag. Många behandlingsprocesser är konstruerade på så sätt att det kan utföras vid olika skeden i tillverkningskedjan. Att behandla en textilvara kan vara från att tillsätta färg, ändra struktur eller ändra andra egenskaper (Rehnby 2010).
3.3.5 Varuvikt (GSM)
Varuvikten står för varans vikt i gram per kvadratmeter. Hur mycket material som har använts för att tillverka varan, och GSM är en enhet som används för att specificera vikten på ett tyg (Kadolph & Langford 2014). En grundläggande parameter vid tvättester.
6 Täthet - Hur gles eller tight en vara är, antal trådar i materialet.
3.4 Spårbarhet hos material
.
För att visa vad som menas med spårbarheten hos ett material har författarna i studien fått två prover av ett textilmaterial tillhandahållna från företag A. De två material som tillhandahållits är tillverkat i 100% polyester (PES). De båda materialen är tillverkade av samma råväv10, men de har olika ytbehandling11, det ena materialet är borstat och det andra materialet är fixerat och färgat. De två proverna har därmed genomgått olika processer och behandlingar. Processerna som materialen har genomgått kan ses i tabell 3. Författarna har inte fått information om garnnummer12, varptäthet13, fiberlängder som önskat. Tabell 3 visar ändå överskådligt de olika processerna som respektive materialen har genomgått. Båda materialen är tillverkade utav samma grundmaterial, men det är en textilparameter för de två materialen som skiljer sig från varandra ytbehandlingen. Förhoppningen med detta är att visa, samt göra det enklare att undersöka textilparametrar då det är endast en textil variabel som ändras. Detta utförs för att få en möjlighet att jämföra materialen.
Det som går att se i tabell 3. är att även om det är två olika ytbehandlingar som är det stora som skiljer de materialen i från varandra. Men de olika ytbehandlingarna medför att det är många tillverknings steg som skiljer materialen från varandra när det gäller de processer som materialen har gått igenom. Endast för att få den ytbehandlingen som man är ute efter. Tabell 3 nämner både kemikaliska, mekaniska och termiska behandlingar.
De två materialen som företag A tillhandahöll var dels till för att visa skillnaden i process steg, men dem var även till för att göra ett småskaligt test. Testet utfördes för att undersöka om det går att se en skillnad i mikroplastemission när en ytbehandling skiljer materialen åt. Dessa tester utfördes av RISE på grund av den rådande pandemin under våren 2020.
10 Råväv - Ett vävt material, ofärgat och utan behandlingar
11 Ytbehandling - Ger tyget en finish och yta som kunden är ute efter, t.ex. borstning för att få en mjuk yta, eller skärning för att få en fluffig yta t.ex. fleece.
Tabell 3. Visar behandlingsprocesserna för två material med olika ytbehandling. De två materialen
är tillverkade av samma råväv men men behandlat på olika sätt. (Vu 2020)
MATERIAL 1 MATERIAL 2 TILLVERKNINGSPROCESS RULLNING TVÄTTNING INJECTA FIXERING FÄRGNING TAFFLING APPRETERING+KONDENSERING LACKNING REDUKTIONS TVÄTT AFS TAFFLING
TORKNING ANDRA GÅNGEN AVSYNING 0,5M TILL LAB
4.METOD
I det här avsnittet kommer rapportförfattarna redogöra hur de har gått till väga för att anskaffa den litteratur som byggt rapporten och CR. Då många studier granskats har dessutom rapportförfattarna utvecklat en metod för att sortera bort ej relevant litteratur, denna metod redogörs dessutom i detta avsnitt.
4.1 Litteratursökning
.
Den allra första litteraturerna som analyserades i arbetet var examensarbeten som tidigare utförts av studenter som valt att skriva inom det ämnesfält. Dessa fick rapportförfattarna tillgång till via MinShed, som introducerade tre olika arbeten för att inleda projektet. Innehållet för rapporterna har granskats och analyserat för att hitta tänkbara ord som lämpar sig till litteratursökningen. Flertalet engelskabegrepp från rapporternas abstract har utnyttjas för att skapa framgångsrika söksträngar och kvalitativa träffar i litteratursökningen. Liknande metod har tillämpats för att hitta potentiella sökord genom att observera keywords från vetenskapliga artiklar. Databaserna som har utnyttjas i den här rapporten är de som Borås Högskola tillhandahåller, bland annat Science Direct, Scopus och Primo använts för att söka på vetenskapliga artiklar. Även myndigheter samt organisationer har använts för att söka efter aktuell information, många av dem har funnits i de olika artiklarnas referenslistor. Sökmotorn Google har använts för att reda ut allmän information. Slutligen har äldre kurslitteratur som används i tidigare kurser utnyttjas för att orientera fram olika begrepp samt information.En stor del av arbetet bygger på att utforma en CR utifrån andra artiklars utgivna textilmaterialdata har främst Peer-review artiklar har använts för att utveckla en gap-matris. Nyckelord som använts för att efterlysa relevant litteratur till rapportens CR är bland annat Mikroplast, Microplastics, Polyester, Washing machines, Household washing, Emission, Shedding, Domestic Washing, Filter bag, Synthetic fiber, Marine Environment, Acrylic, Microfiber & Laundering
4.2 Critical Review
.
4.2.1 Matris utformning/utveckling
I arbetet med att lägga upp en matris eller GAP-analys för textilparametrar som testas i de olika studierna inför CR, har textilparametrar granskats och valts ut utifrån den existerande forskningen. Författarna har från start utgått ifrån de parametrar som tas upp i studien av fördetta Swerea IVF nuvarande RISE och Mistra Future Fashion från 2017 (Mistra Future Fashion 2017). Mistra Future Fashion (2017) undersökte olika tvättningsmetoder men även textilparametrar men nämnde även några av de parametrarna som de ansågs borde undersökas, såsom garntvist, beläggningar och behandlingar. Även andra studier har nämnt parametrar som de skulle vilja testa, dessa har tagits åtanke när matrisen har utformats. MinShed har bidragit med en mall över hur de vill testa textilparametrarna, och koppla dem till spårbarhet av fibersläpp. Utifrån denna data och information så har rapportförfattarna byggt upp en relevant matris för de faktorer som de anser är viktigast för att hitta spårbarheten för materialet som ska testas.
4.3 Analys av Matris - Critical Review
.
I litteraturstudien har sammanlagt 52 rapporter undersökts. Naturvårdsverket har sedan tidigare sammanställt en matris över de rapporter som berör ämnet mikroplast kopplat till textil. Flera av de 52 studierna har hämtats från Naturvårdsverket (2018) sammanställda omvärldsbevaknings matris. Flertalet av studierna som erhållits från matrisen har filtrerats bort då dessa rapporterna inte utfört några tvättningstester. Rapporterna som enbart lyft problematiken kring mikroplaster samt även uppmärksammar om hur emission som kommer från plast borde prioriteras som ett samhällsviktigt problem. Det sammanställda resultatet från CR finns i bilaga 1. Matris - Critical Review. Alla studier som medverkat i CR har tilldelats en numrering i form av bokstav för att underlätta redovisning av resultatet. Denna numrering återfinns i matrisen under kolumnen studienummer.4.3.1 Filtrerings steg
Filtreringar utförs i matrisen för att hitta avvikelser mellan studierna och de redovisade textilparametrar, utifrån den information tagits fram. Detta utfördes för att senare dra en slutsats om vilka studier som har redovisat tillräckliga textilparametrar. För att det ska vara möjligt att dra en textilteknologisk slutsats om hur textilparametrarna påverkar mikroplastemissionen vid tvätt.
Av de studierna som analyserats har samtliga utfört tvättningstester för att finna parametrarna som mikroplastemissionen beror på. De undersökta studierna presenteras i matrisen i den utförda CR, se bilaga 1. I matrisen nämns samtliga textilparametrar som de olika studierna har nämnt, författarna har utelämnat tvätt parametrarna i matrisen. Detta för att enkelt hålla koll på vilka parametrar som har redovisats i de olika studierna. Filtreringen har genomförts genom en sortering av data, enligt flödesschemat som presenteras i figur 5. De tre stegen som har valts ut att analysera är:
● Steg 1. Här sorteras de studier som ej har definierat sitt textilmaterial eller
definierat sitt material som plagg bort. De studier som nämner den textil konstruktionen i sina rapporter kvalificeras till nästa steg av analysen.
● Steg 2. Här filtreras data från Steg 1 på garnparametrar, om en studie
nämner både fiber typ, stapelfiber eller filament tillsammans med garnnummer går studien vidare till nästa steg.
● Steg 3. Här filtreras de studierna som kvalificeras från steg 2 med hänsyn
till vilka som har nämnt de behandlingar eller beredningsprocesser som textilen har genomgått.
Figur 5. Flödesschema 1 för hur sorteringen har gått till väga att lokalisera studier som bör
granskas ytterligare (Vu 2020)
I tabell 4 har de studier som kvalificerat vidare fått sin referens presenterad i tabellen nedan, dessa har förtydligats för att visa vilken referens som tillhör vilken bokstav.
Tabell 4 Visar studiernas benämning och samtliga referenser (Vu 2020)
STUDIE NAMN REFERENSER TILL STUDIERNA
G
Carney Almroth, B.M. Åström, L. Roslund, S. Johansson, M. & Persson, N-K. (2007). Quantifying shedding of synthetic fibers from textiles; A source of microplastics released into
the environment.
I
Pirc, U. Vidmar, M. Mozer, A. & Kržan, A. (2016). Emissions of microplastic fibers from microfiber fleece
during domestic washing
L
Roos, S. Levenstam Arturin, O. & Hanning, A-C. (2017). Microplastics shedding from polyester fabrics
N
Petersson, H & Roslund, S. (2015). Tvättemission: En undersökning av polyesterplagg
fiberutsläpp vid hushållstvättning
P
Svensson, K. (2017). Mikropartiklar från polyester: En undersökning om hur ruggning, tid och temperatur påverkar
4.4 Metoder RISE - tvättester
.
På grund av situationen som uppstod det första kvartalet under 2020 med COVID-19, så har inte författarna haft möjlighet att genomföra det tänkta laborativa arbetet själva utan det har tekniker på RISE utfört. Då arbetet är för uppdragsgivaren MinShed som är ett projekt vilket drivs av RISE. I tabell 3 beskrivs materialet som är testat, metoden som testerna har utförts enligt TMC/University of Leeds "Quantification of fibre release from fabrics during domestic laundering" Version 1.0., Leeds Metod14. Denna metod är en laborativ metod där testen genomförs med en gyrowash. Metoden går till enligt figur 6. Denna metod är en utveckling av den metod som beskrivs mer genomgående i Jönsson et al. (2018). Leeds metoden innebär att det proverna inte går igenom samma förbehandlingar innan tvätt, dvs. förtvätt eller dammsugning av textilierna. Testerna har inte heller genomgått mikroskopering. Textilier har en naturlig variation på ytan då det är ett följsamt och oregelbundet material, därför bör man alltid testa textilier ett flertal gånger för att få ett tillförlitligt resultat. För materialen i denna studien så utfördes testerna 8 gånger per material. Vilket resulterade i totalt 16 olika provkroppar. Det som är viktigt att notera är att testresultaten enbart är efter första tvätt.Figur 6. Illustrerar processen för den laborativa tvättmetoden på RISE som mäter
mikroplastemission (Kovacevic 2020)
5.RESULTAT
Det sammanställda resultatet från CR finns i bilaga 1. Matris - Critical Review. De studier som medverkat i CR har tilldelats en bokstav för att underlätta redovisning av resultatet. Dessa bokstäver återfinns i matrisen i den första kolumnen under studienamn.
5.1 Analys av litteraturstudie
.
I figur 7 visas samtliga 52 artiklar som rapportförfattarna har läst igenom för att hitta lämpliga studier till CR. Av de 52 artiklarna har 18 sedan analyserats i studiens CR.
Figur 7. Diagrammet visar indelningen av samtliga studier och artiklar (Ekberg 2020)
I den blåa kolumnen längst till vänster har studier sorterats in som bland annat är organisationer som Ellen Macarthur, Textile Exchange, Naturvårdsverket, Plastic Europe, Patagonia och även Guppy Friend. Några av dessa företag och forskare arbetar med att sammanställa statistik från redan utförda studier. Andra arbetar med att utveckla nya innovativa idéer som kan påverka och förebygga plast- och mikroplastemission. Vissa studier har även författats av organisationer som belyser problematiken kring hur användning av plast på längre sikt är ohållbar.
5.1.1. Matris Utvärdering - Studieöversikt utgångspunkter
De rapporterna som sammanställts i CR har delats in utifrån tvättningstesternas huvudsakliga utgångspunkt, se figur 8, varje stapel motsvarar ett särskilt syfte. Bland de 18 studier som undersökts, så har 7 olika utgångspunkter eller syften med studierna spårats. Fördelningen av utgångspunkterna har delats in områdena material, tvättmedel, tvättparametrar samt kombinationer av dessa tre. Majoriteten av studierna har haft som mål att undersöka en textilparameter i kombination med någon tvättparameter t.ex. tvättprogram, tvättmedel.
Figur 8. Diagrammet illustrerar fördelningen av de 18 studiernas utgång och syfte (Vu 2020)
Av totalt 18 studier som analyserat har 9 av dem undersökt olika parametrar vid tvätt och hur dessa påverkar emission av mikroplast. I studien författad av Jönsson et al., (2017) utvecklades en tvättningsmetod med potential att utnyttja inom forskningen. Denna tvätt metod har dessutom utnyttjats ibland annat i Roos, Levenstam Arturin & Hanning (2017) studie samt i en av kandidatuppsatserna (Petersson & Roslund 2015; Söderberg & Sundin 2018), som finns med i CR. Samtliga studiers tvättningsmetoder håller dock en relativt hög standard. I utförandet av metoden så hanteras provkropparna på ett sätt som gör att exponering och kontaminering15 för andra fibrer är minimal.
5.2 Matris Utvärdering - Textilparametrars påverkan
.
I figur 8, 9, 10, redovisas hur filtreringen av dem textilparametrar utförts för att kunna besvara frågeställningen. Redovisningen sker steg för steg för varje enskild parameter men även i ett processflöde för de 5 studier som kvalificerade vidare i processflöde 1 (se figur 5).5.2.1 Utvärdering - Konstruktion
Figur 9. Diagrammet illustrerar fördelningen av de studier som nämner testernas textila
konstruktioner (Ekberg 2020)
Antalet studier som definierat materialet har undersökt är totalt 12 av 18 studier. De 6 studierna som ej har undersökt textilkonstruktion, de har definierat vad för typ av plagg som använt för att framställa provkroppar från. Det finns inga parametrar som talar om konstruktionen är stickad eller vävd. Men författarna som besitter textilerfarenhet, kan utifrån bilderna i studierna avgöra om materialet är stickat eller vävt. Oavsett om författarna kan anta vilken typ av konstruktion en textilvara har så sorteras studier som enbart nämner typ av plagg sorterats bort under det här steget. Förutom att nämna om ett material är stickat eller vävt så är det viktigt att nämna vilken bindning ett material är tillverkat med. Sammanlagt har 12 studier valt att analysera polyestermaterial med trikåkonstruktioner, två av dessa studier har dessutom jämfört trikå och vävt med varandra studie B16 och studie D17. Av de 18 studierna var det totalt 6 studier som helt saknade parametrar om konstruktion. Dessa 6 studier har inte kvalificerats vidare på grund av bristfällig materialinformation, se figur 9.
5.2.2 Utvärdering - Garn
Figur 10. Diagrammet illustrerar de studier som specificerar garnparametrar för test materialet
(Ekberg 2020)
Den grå stapeln i diagrammet står för om studien nämner både garnnummer (dtex eller Nm) och fibertypen (stapel- eller filament). Den orangea stapeln nämner om studien har nämnt fibertyp. Det fanns ingen studie som enbart nämnde garnnummer så därav nämns inte det i diagrammet. Det som går att se i diagrammet är att de studier som nämner garnnummer även nämner fibertyp (stapel- eller filamentfiber). I detta steget så är det 6, studier som sorteras bort då de inte nämner tillräcklig information om garnparametrarna för i slutsteget.
Av de 18 studierna är det 8 studier som specificerat garninformation. Information såsom stapel- eller filamentgarn, tjocklek, spinnmetoder och texturering. Av de 8 studierna som har specificerat garn har samtliga av dem specificerat stapel- eller filament, men enbart 6 studier har redovisat garnnummer på textilierna. En av studierna som kvalificerade sig från steg 2 till steg 3 var studie C18. Denna studie
har tillsammans nämnt all information om garn som författarna är ute efter. För att återfå fullspårbarhet från garnparametrar är det viktigt att nämna garnnummer, garnsort, längd på stapelfiber, antal filament men framförallt spinnmetod och tvist.
5.2.3 Utvärdering - Behandlingar
Figur 11. Diagrammet illustrerar de studier som har nämnt behandlingar (Ekberg 2020)
Flertalet av studierna har inte inkluderat att textilfärgning är en kemiskprocess. En av studierna nämner att textilen har genomgått en kemiskbehandling, medan 3 studier redovisar mekaniska efterbehandlingar (ruggning eller skärning) se figur 11. Behandlingarna är ett steg som är väldigt viktiga att redovisa då det kan påverka väldigt hur mycket fibrer ett material släpper ifrån sig. Ta som exempel resultatet på materialet från tabell 3 genomfört av RISE. Från testernas resultat visade att den borstade varan släppte cirka 47% mer fibrer än den textilen som var behandlad med färg. Trots att den borstade varan väger mindre än vad den färgade gör (lägre GSM på grund av mekaniska behandlingen), släpper ändå den borstade textilen (material 2) mer fibrer. Den mekaniska behandlingen för material 2, görs genom att slita upp ytan på textilen vilket skapar lösa fiberändar. Tillskillnad från den kemiska behandlingen (material 1) som inte skapar lösa fiberändar. Antalet fiber som släpptes från respektive material redovisas i tabell 5. Se bilaga 4 för mer information och fullständiga beräkningar.
Tabell 5. Visar medelvärde från tvättesternas resultat för respektive material (Vu 2020).
MATERIAL 1 BEHANDLAT -FÄRGAT
MATERIAL 2 BEHANDLAT - BORSTAT
TEXTILIERNAS MEDELVÄRDE I FIBERSLÄPP, MÄTT I VIKT(g)
5.3 En slutgiltig sortering över de utvalda rapporterna
.
För att besvara frågeställningen har de fem studierna som kvalificerat vidare från flödesschema 1 (se figur 5) granskats ytterligare. Detta för att undersöka ifall studierna medverkat i att reda ut rapportens frågeställning. Av dessa fem studier som undersökts var det enbart två som angivit tillräcklig materialinformation. Där med kunde dessa två bidra till att några textil teknologiska slutsatser dras. Studie I19 var bland annat en studie med nästintill fullständig materialinformation, men som föll bort. Studien föll bort eftersom materialparametrarna analyserades i efterhand med ett FTIR-spektroskopi. Eftersom materialet anskaffades i butik kvalificerade studien heller inte vidare. För studie G20, saknades bindning trots att
tillverkningen av materialet genomfördes internt, men studien uteslöts på grund av att forskarna ej redovisat konstruktionens bindning.
I den näst sista delen av filtreringen, har granskning av endast en avvikande parameter gjorts. Det vill säga samma tillstånd (tillverkningsprocess) med endast med en avvikande parameter, upplägget med endast en avvikande parameter är grundläggande för utredningar som dessa. Det går enbart att pröva en avvikande parameter åt gången för att dra en slutsats om vilken textilparameter som influerat till mer eller mindre emission. Finns det flera parametrar i bilden är det omöjligt att veta vilken det är som påverkar.
Totalt sett har enbart 2 av 18 studier uppfyllt alla kriterier för att reda ut olika textilparametrar som genererar mer eller mindre emission vid hushållstvätt. Studie L och P är två studier som uppfyllde nästan alla textila processteg i matrisen, det enda som saknades var fåtal garnspecifikationer (metod för fiberspinning och garntexturering). Studie L21 och P22 har passerat alla steg i filtreringen. Respektive rapport har dessutom undersökt ett material med endast en avvikande parameter med fullständig information kring tillverkning. Studie L och P hade dessutom enbart en utgångspunkt i sitt syfte, som var att undersöka textilparametrar (se avsnitt 5.1.1 som tar upp olika utgångspunkter). Sorteringen för studierna har sammanställts i figur 12.
19 I - Pirc, Vidmar, Mozer & Kržan (2016).
Figur 12. Flödesschema 2 visar nedbrytningsprocessen över de studier som kvalificerade vidare
5.3.1 En sammanställning av de kvalificerade studierna
Studie L utvärderar huruvida av mikroplastemissionen är från olika typer av polyestertyg och om dessa beror på konstruktionsparametrar. Två filter användas för att fånga upp fibrerna i studien. Det första filtrets porstorlek var på 100 μm och det mindre filtrets porstorlek var på 5 μm. Tre olika tester med olika syften genomfördes för att undersöka mikroplastemission från syntettextiler
I test nummer 1 jämfördes en konstruktion parameter, vilket var vilken typ av polyester släpper mest mikroplast, mekaniskt återvunnen eller virginpolyester23.
Utifrån testernas resultat släpper virginpolyestern mest. Se resultat från test nummer 1 i tabell 6. I test nummer 2 jämfördes hur tillskärning av provkropp från två olika verktyg påverkade emissionen. Jämförelsen gjordes mellan en sax och en ultrasonic cut som då har redskap för att försegla kanten som då eliminera lösa (öppna) fiberändor.
Utifrån testernas resultat är skillnaden mellan mikroplastemission nästan dubbelt så mycket vid användning av en sax som tillskärningsverktyg. Se resultat från test nummer 2 i tabell 7. För test nummer 3 jämfördes virgin- och återvunnenpolyester i konstruktionen microfleece. För de två provkropparna fanns en viss skillnad i materialkomposition och även en signifikant skillnad i g/sqm24. Den virginfleecen
vägde mindre än vad mekaniskt återvunna fleecen gjorde. Trots detta släppte provkroppen tillverkad av virginpolyestrer mer mikroplaster vid testerna. Se resultat från test nummer 3 i tabell 8.
Tabell 6. Visar antalet fibersläpp för respektive provkropp för test nummer 1
TEST 1 - POLYESTER
MEKANISKT ÅTERVUNNEN VIRGIN
843 fibrer 1890 fibrer
Tabell 7.Visar antalet fibersläpp för respektive provkropp för test nummer 2
TEST 2 - TILLSKÄRNINGS VERKTYG
ULTRASONIC CUT SAX
890 fibrer 1927 fibrer
Tabell 8. Visar antalet fibersläpp för respektive provkropp för test nummer 3
TEST 3 - MICROFLEECE
ÅTERVUNNEN VIRGIN
1855 fibrer 2559 fibrer
De tre viktigaste rekommendationerna baserade på projektresultatet var:
1. Utveckla en standardiserad testmetod för mikroplastemission från syntetiska textilier. Erfarenheterna som utnyttjats för att utveckla metoden i detta projekt kan användas för framtida arbete med utveckling av en standardiserad metod.
2. Ta bort mikropartiklar redan vid produktionsstadiet för att minimera utsläpp under användningsfasen. När mikropartiklar samlas in (helst med hjälp av dammsugare metoder) kan de samlas in och sedan slängas på ett säkert för att skona marina miljöer.
3. Viktigt att skilja på fibrer och kontaminering som kommer från textilen. Framtida metoder som utvecklas för att förebygga missbedömningar som dessa är a och o för att minimera felanalyser av resultatet.
I Studie P så utfördes 6 olika test. Test 1 & 2 undersökte om skillnaden på fibersläpp för ruggningen av tyget, med andra ord inflytandet behandlingen hade på den textilaytan. Försöket gav ingen signifikant skillnad på de olika behandlingarna vilket går att läsa om i Studie P. Test 3 till 6, undersökte hur olika tvättparametrar, tid och temperatur påverkade mikroplastemissionen. Där såg studieförfattarna en skillnad på temperaturen och längden på tvättprogram, ett program på 30 min släppte ifrån sig mer mikrofiber än ett program på 15 min se tabell 9. Studie P redovisade även en skillnad på mikrofiberemission vid tvättningstemperatur, en högre emission syntes vid en tvättningstemperatur på 40 °C än vid tvättningstemperaturen 30°C se tabell 10.
Tabell 9. Resultat från studie L, Redovisar emission från tvätt vid 15 respektive 30 min
6.DISKUSSION
Under analysen av den här studien får författarna en känsla av att forskningen har startat i fel ände. Många av de analyserade studierna har funderat över olika vanor vid tvättning och tvättningsparametrar men ej över hur textilierna har tillverkats vid studie- och metodutveckling. Bristfälligt engagemang kring textil kan bero på att forskarna inte tillhör området textil- och textiltillverkning, vilket också kan betyda att dessa är inte ute efter en förändring inom textilområdet. Det är snarare näringslivet, samhället och tvättmaskinstillverkare som är ute efter en förändring. De flesta av studierna, vilket visas i figur 8, har som utgångspunkt att undersöka tvättningsparametrar (tvättmedel och tvättmaskinssort). Vid dessa studier så har författarna inte använt sig av textilier med spårbara konstruktionsparametrar. Detta gör att det svårt att analysera utfallet av emissionen vid tvätt. Vet man inte hur mycket mikroplaster som släpper är det svårt att dra en slutsats om vilka tvättningsparametrar som påverkar mikroplastemissionen.I nuläget har forskningen gått vägen: tvättmedel till tvättmaskin till filter, det är självklart viktiga parametrar att undersöka. Men tillför de något till forskningen eller ger det bara allmän information som enbart vitvaruföretag som tillverkar tvättmaskiner kan utnyttja. Om studierna inte har koll på de textilparametrarna som orsakar mikroplastemission, är det svårt att utföra relevanta mätningar.
De studier som är undersökta i denna rapport varierar en mängd olika parametrar för varje test, se figur 7. under rubrik 5.1. Det är då väldigt svårt att dra en textilteknologisk slutsats för vilken parameter som påverkar emissionen. Det som är bra att bestämma i förväg är om testet ska undersöka tvätt- eller textilparametrar. Dessutom vore det bra att specificera samtliga parametrar, såväl tvätt- som textilparametrar då dessa ej hör ihop. I några av studierna som har analyserats har man förväxlat de olika parametrarna som tillhör de olika områdena. Då textilparametrar är primära för att hitta faktorerna som påverkar emissionen, medan tvättningsparametrarna är de sekundära parametrarna som påverkar emission. Detta betyder inte att författarna menar att textilparametrar är viktigare, då de sekundära tvättningsparametrarna kan påverka emissionen minst lika mycket som de primära textilparametrarna. Det är viktigt att vara noga med vilket syfte eller utgångspunkt man vill ha med sin studie och att man kanske ska testa en eller två utgångspunkter och inte fler under ett test.
provkroppar ska förvaras i en sterilmiljö samt att det är viktigt att enbart rena redskap som används. Allt för att reducera kontamineringar från yttre faktorer som eventuellt kan fästa på provkropp samt påverka resultaten. Vad som då kan ifrågasättas är om detta är till så stor hjälp, när det inte existerar en god översikt på material. Det är givetvis inget negativ att metod för tvätt är mer kontrollerad. Men för att hitta textilparametrar som orsakar mikroplastemission bör det finnas en utvecklad rutin för material som ska testas för emissionstvättar. En parameter som sällan tas upp, men som kan ha stor inverkan är materialets varuvikt (gsm). Att en textilvara med mer material är mer benägen att släppa mer mikrofiber, än en textilvara med mindre material. Behandlingar är den tillverkningsprocess för textilier som vanligt uppges fel, då man inte räknat med behandlingarna som skett innan metod. Möjligtvis relaterar många behandlingar med att något tillsätts till textilen i efterhand för att modifiera textilen. Därav inkluderas enbart de processer som går att se, vilket gör att dokumentationen för textilier i dessa stadier vanligt tolkas fel. Med det sagt är det många parametrar i textilierna som testas för tvättningsemission som inte har analyserats eller lyfts fram tillräckligt för att resultatet ska stämma överens med verkligheten.
Studie I använde FTIR-spektroskopi för att analysera materialet, de parametrar som de har fått fram är grundkonstruktion, fiber, tillverkningsmetod, bindning och de mekaniska behandlingarna. På så sätt har de fått med fler textilparametrarna än de studierna som har tillverkat sina provkroppar själv eller de som har en leverantör som har tilldelat dem ett material med givna textilparametrar. För att utföra en bra studie så krävs det att man har koll på sitt tyg och dess specifikationer. Det kan vara till en fördel att approximera parametrarna eller dubbelkolla dem om de redan är givna, men det tar tid och kan ge ett missvisande utfall. Studie I sorterades bort som felkälla, trots att studieförfattarna dokumenterade all spårbarhet. Detta på grund av att de i analyserade värdena med FTIR- spektroskopi efter utförandet av studien. De hade köpt sina material, fleece filtar hos en hemtextilskedja, vilket inte är att föredra då det inte ger spårbara parametrar. Det ger ett säljande företag, men inga exakta parametrar eller leverantör. Studien sorterades bort vid det andra filtrerings steget då författarna bedömde det som en eventuell felkälla när informationen om materialet approximerades via ett verktyg.
hade situationen sett annorlunda ut. Trots att en del av informationen saknades, har problemet undersökts noga och resulterat i att gapet ej påverkat resultatet vid utförandet. Rapportförfattarna kan dock inte understryka nog om hur viktigt det är att ha med samtliga textilparametrar för att minimera alla felkällor, för att forskningen ska gå fortare framåt.
Studien C26 i matrisen, se bilaga 1. Nämnde sina garnparametrar ingående samt konstruktionen som textilen hade. De har specificerat sin leverantör som även hade gett dem all information om sina produkter. Går man inte direkt via en leverantör så finns det inga garantier att i efterhand få tag på relevant information för sina tester. Sen är det inte alls säkert att leverantören i sin tur är villiga att lämna ut all information om ett material då de kan bli kritiserade eller kopierade. Materialen är deras affärsmässiga hemlighet. En tanke med denna studien var att författarna av denna CR skulle maila ut frågor till respektive forskare för de analyserade studierna, som saknade relevanta textilparametrar. Men den iden slopades, dels är det är svårt att få tag i information i efterhand särskilt om de olika rapportförfattarna har handlat provkropparna som plagg i butik. Författarna tror att det är många studier som inte har fått tag på de exakta textil processerna på grund av att företagen inte vill ha så pass hög transparens. Detta nämns redan i studiens problemformulering, kapitel 2.3. Många leverantörer vill hålla sina garnparametrar, tillverkningsmetoder och beredningsprocesser i sekretess. Författarna till denna studien får en känsla av att de inte vill vara transparenta inför forskningen dels då de avslöjar sina metoder, samt att det är högst möjligt att de blir kritiserade och förlorar affärer och kunder. Det är också mycket möjligt att garnparametrar och processer finns med i många studier och att de har tagits hänsyn till företagen, och därmed inte valt att nämna dem av olika anledningar. Då det kan vara affärsmässiga hemligheter och att de har valt att inte vara så pass transparenta. Så ja, författarna i denna studien kritiserar rapporter som inte har med dessa parametrar. Men de har även överseende med att det är högst sannolikt att studierna inte har fått tillåtelse till att publicera all information om de testade textilierna. Då detta var fallet med företag A som författarna har fått uppgifter av som redogörs i tabell.3 under kapitel 3.4 spårbarhet hos material. Författarna har bett företag A om fler textilparametrar än beredningsprocesserna som presenteras i tabell 3, men utan framgång på grund av företagssekretess. Slutsatsen som man kan dra av detta är att flera av de analyserade studierna skulle kunna ha påträffat samma problem.
