3d-printet beklædning – Electroloom

maxresdefault
I august 2015 faldt jeg over den mest fantastiske kickstarter kampagne, for den såkaldte “electroloom“. Jeg “backede”  prompte kampagnen, og min “delivery” var et besøg i deres “headquarter” i San Fransisco (eller retter, i Burligame, lige ved siden af San Fransisco).
Jeg har just, midt i november,  taget denne tur “over dammen” og besøgt udviklerne i San Fransisco, og er derved endnu mere en del af deres “developer group”. Virkelig spændende og super inspirerende.
IMG_5893

Electroloom er særdeles nytænkende og spændende, og har skabt store dønninger i design-, tekstil- og og innovationskredse (link),(link). Med Electroloom kan beklædning produceres i en enkelt arbejdsgang, fra materiale-opløsning direkte til beklædning, og uden det vanlige tekstile spild/affald gennem værdikæden.

images

 

Tillige udråbes Electroloom som den innovation der kan ”demokratisere” tekstil-produktion, og spås at ville revolutionere tekstil-industrien. Da det fremstillede beklædning er ”søm-løst” (link), altså uden syninger, reduceres behovet for manuelt arbejde markant, ligesom generende sømme undgås. Endelig minimeres transport af tekstile produkter, produktionen kan ske der hvor produktet skal sælges, fremfor at shippes fra traditionelle produktionslande, typisk udviklingslande. Det forventes at der kommer til at ske en rivende videreudvikling af teknologien, fx med øgning af produktionstid, printning af farvet beklædning og mulighed for beklædningsfremstilling efter individuelle mål (efter fx bodyskanning).

electroloom-3d-printer-clothing-1

Denne Electroloom Kickstarter youtube video, især de første par minutter, giver meget godt indtryk af hvad Electroloom kan (og ikke kan)

Når Alpha-Electroloom bliver leveret, marts2016 medfølger udviklernes klar-til-brug materiale-opløsning, af cellulose og PET, så man kan umiddelbart begynde at printe tanktops, eller selv udvikle skabeloner (“molds”), til at printe sit eget design.
Jeg synes maskinen, og konceptet bag, er særdeles spændende, omend stadig i sin spæde vorden. I forhold til min biotek-interesse ønsker jeg naturligvis at benytte Electroloom teknologien til at realisere fremstilling af protein- og/eller biprodukt-baseret beklædning (jf mit eksperimentelle arbejde med ekstraktion af keratin fra fjer), men derudover ser jeg virkelig interessante perspektiver i perspektiverne for egen-produktion og on-demand produktion, m.m….
electroloom-1-537x403
Jeg har mulighed for at skaffe mig en udviklingsmodel af Electroloom 3d tøj-printeren for ca 30.000kr, med levering i marts2016. Jeg er igang med at skaffe mig finansieringen, så om nogen kender nogen, der kunne være interesseret i at høre om Electroloom-projektet (hvorved jeg kunne tjene noget af udgiften til printeren hjem igen via fx workshop/foredrag), eller er måske er interesseret i at have andel i den, så lad mig det endelig vide!
IMG_5379

Tirupur – green production hub

Tirupur er en by i Indiens sydlige delstat Tamil Nadu. Det er også et område i Indien,  ”hvor en lokal miljøkatastrofe forårsaget af års forurening fra vådprocesser er vendt til et potentiale for at forbedre miljøstandarter betragteligt ved at adressere den vanskeligste del af en tekstilproduktion, nemlig vådprocesserne”.

Tilbage i 1997 fik Tirupur-distriktets mange tekstilfarverier første gang påbud om at skære ned på en massiv udledning af urenset, stærkt forurenet spildevand til de to floder Noyyal og Nallar. Fabriksejerne fortsatte dog, uanfægtet af påbuddet, med at udlede spildevand indeholdende store mængder stærkt ætsende kaustisk soda, saltsyre, klorin, hydrosulfit og peroxider fra farve- og blegningsprocesser med forurening af floder og grundvand til følge. Floderne var så forurenede at områdets grundvand var uegnet til såvel husholdninger som landbrug og industrielt forbrug. I 2011 afsagde domstolen dom; Dommeren i Madras High Court lukkede kort og godt alle 754 farverier i Tirupur, indtil fabrikkerne havde investeret i ny teknologi til at gennemføre en såkaldt Zero Liquid Discharge-produktion, hvor alt spildevand bliver renset og genbrugt. Først da fik de lov at genåbne – og kun på nedsat kapacitet.

Idag er området ved at relancere sig som en green production hub, efter massive investeringer i ny teknologi og etablering af verdens bedste spildevandsrensning, blandt andet ved omlægningen til Zero Liquid Discharge (ZLD)-produktion. ZLD er en ambitiøs teknologi, der er meget kostbar og samtidig vanskelig at få til at fungere i praksis. Det er en proces, hvor alle kemikalier trækkes ud af vandet, så 90% af vandet kan recirkuleres til en ny farve- eller vaskeproces. Det sparer på de knappe vandressourcer og på leverandørernes pengepung samtidig med, at det omgivende landbrugsareal ikke belastes af forurening. Tillige har nogle af leverandørerne valgt at tage skridtet videre og også sætte fokus på ressourceoptimering og indførsel af vedvarende energi.

I Danmark har Håndværkerrådet (HVR) og DM&T været involveret i projektet, ”Bæredygtig tekstilproduktion i Tirupur, Indien”, sponseret af Nordisk Ministerråd, og har resulteret i rapporten “Nordic potential for greening the global textilemarked sourcing from Tirupur, India“.

Formålet har blandt andet være at at skabe mulighed for, at nordiske kunder kan source miljømærkede tekstiler fra ’verdens grønneste hub’ samtidigt med at Tirupurs miljømæssige fremdrift støttes.

Pressemeddelelser fra DM&T:

Tirupur – Tekstilproduktion i Grøn Verdenselite

Miljømærker og miljørigtigt indkøb

Følg hub’en arbejde via websiden: http://www.virtualvastra.org

Danske råvarer til lokal og bæredygtig tekstilproduktion

Hvilke råvarer har vi i Danmark, der kunne være råmateriale for tekstil produktion. -Efter en brainstorming med mig selv, er jeg kommet frem til følgende. Nogle af dem er MEGET på ide/konceptstadie, andre er mere modne til at kunne fungere som råvare, såfremt afsætning kan sikres. Rækkefølgen er ikke på nogen måde hierakisk!  Jeg modtager meget gerne input.  Jeg arbejder på at adresse dem enkeltvis, med blogindlæg.

Keratin (hår, fjer, uld)

Nælder, Hør, Hamp

Bomuld (fra tøj – renewcell)

Bioplast-afgrøder / PLA afgrøder

Alger: Regenererede protein- eller cellulose fibre

Lupin: Proteinbaseret regenereret fiber

Keratin

Keratin er et protein, der findes i fx hår, uld, negle, klove og hove ved patterdyr, i negle, skæl og kløer ved reptiler og i fjer og kløer ved fugle. Gennem mere end et århundrede er der rundt omkring i verden pågået arbejde med at kunne udnytte dette materiale, og i disse år intensiveres dette forskningsområde igen, i lyset af den fremtidige globale ressource-mangel. Min interesse, i relation til denne blog, går på om keratin kan genanvendes som protein-baseret regenererede (tekstil)fibre, og om faciliteter til disse processer kan etableres bæredygtigt i Danmark.

Som nation har vi jo ganske omfattende fjerkræ-produktion, hvor keratin fra fjer dog allerede udnyttes til minkfoder og fjermel (personlig kommunikation), ligesom andre kilder til keratin kan undersøges.

Her følger en liste over videnskabelige værker, med danske referater, der omhandler udnyttelse af keratin, og metoder til fysisk og kemisk bearbejdning af keratin.

Controlled De-Cross-Linking and Disentanglement of Feather Keratin for Fiber Preparation via a Novel Process

En helt ny publikation (2014) fra universiteter i henholdsvis usa og kina. Referatet af artiklen (oversat til dansk):
Rene proteinfibre blev fremstillet fra kyllingefjer via en potentielt grøn proces. I de sidste årtier er der blevet gjort en indsats for at producere keratin-baserede industrielle produkter, især fibre. Imidlertid kunne fremgangsmåder til fremstilling af keratinfibre direkte fra kyllingefjer ikke gentages. I denne forskning blev protein fibre fra kylling fjer udvundet ved hjælp af kemikalier, der enten stammer fra vedvarende ressourcer eller potentielt kan genanvendes. Rygbenet på keratinmolekylet blev bevaret efter spaltning af disulfidbindinger ved hjælp cystein. Natriumdodecylsulfat ( SDS) blev anvendt til at opløse keratin forud for spinding. Stigende SDS koncentration bevirkede øget struktur af keratin, hvilket resulterede i først øget, derefter faldende viskositet af opløsningen, hvilket tyder på kontinuerlig molekyleudretningen af keratin molekyler og øgning i inter-og intramolekylære elektriske frastødning . Diametre på de opnåede fibre, så små som 20 um, udviste god “drawability” af keratin løsning. Ændring i krystallinitets indeks blev fundet at være i overensstemmelse med “tensile” egenskaber af keratin fibrene. Sammenfattende blev regenererede fibre succesfuldt fremstilles som lineær keratin, med bevarede molekylær rygrad, der kunne være udredes og orienteres på en kontrolleret måde.
sc-2013-00461d_0010

En publikation fra 2010, fra et amerikansk universitet, et institut for regenerativ medicin, hvor fokus er på anvendelse af keratiner til biokompatible materialer indenfor sundhedsvæsenet. Referatet af artiklen er:

Udviklingen indenfor ekstraktion, oprensning og karakterisering af keratinproteiner fra hår og uld i det forløbne århundrede har ført til etablering af ​​en keratin-baserede biomaterialer platform. Som mange naturligt afledte biomolekyler har keratiner også iboende biologisk egenskaber og biokompatibilitet. Desuden er ekstraherede keratiner i stand til at danne selvsamlede strukturer, der regulerer cellulær genkendelse og adfærd. Disse egenskaber har ført til udviklingen af ​​keratin biomaterialer med applikationer i sårheling, drug delivery, tissue engineering, traumer og medicinsk udstyr. Denne artikel diskuterer historien for keratin forskning og udviklingen af keratin biomaterialer til biomedicinske anvendelser.’

Optimizing Extraction of Keratin from Chicken Feather by Using Sodium Sulfide

En helt ny metodisk artikel, fra Malaysisk universitet, der beskriver en optimeret metode til ekstraktion af keratin fra fjer.
Oversat til dansk fra artiklens referat:
Kyllingefjer er et affalds biprodukt fra fjerkræindustrien i Malaysia . 90% af fjer strukturen udgøres af keratin, som er et vigtigt produkt til kosmetiske og farmaceutiske industri. Formålet med denne undersøgelse er at optimere udvindingen af ​​keratin fra kylling fjer ved hjælp af sodiumsulphide gennem statistisk eksperimenterende design. Undersøgte parametrene i udvindinger, er pH, temperatur, koncentration af kemisk reduktionsmiddel, masse-forholdet mellem ​kyllingefjer og Natriumsulfid samt inkubationstid. Total mængde protein ekstraheret blev bestemt spektrofotometrisk ved 280nm.
Gennem optimering af udvindingen , kunne procentdel af udvundet protein øges fra 84,5 % til 96%. Betingelserne for den optimerede udvindingsprocessen er 80.9oC , inkubationstid 9,5 timer , natriumsulfid koncentration 0.92M og forholdet mellem massen af ​​kyllingefjer til massen ofsodium sulfid er 0,05

Keratin-based antimicrobial textiles, films, and nanofibers
En helt ny (2014) metode-publikation fra amerikanske forskningslaboratorier, hvor muligheden for at gøre keratin-materialer antibakterialt beskrives. Oversat til dansk fra artiklens referat:

Kombinationen af ​​tiltalende strukturelle egenskaber , biokompatibilitet , og tilgængeligheden af vedvarende og billige råvarer , gør keratin -baserede materialer attraktivt for en lang række anvendelser. I denne artikel, beskrives antimikrobiel funktionalisering af keratin -baserede materialer , herunder uld tekstil og regenereret cellulose / keratin komposit film og nanofibre . Funktionalisering af disse materialer blev opnået ved brug en let klorerende reaktion, der omdanner nitrogen -bærende dele af keratin til halamine forbindelser. Halamine-reageret uld tekstil udviste hurtig og potent antibakteriel aktivitet over for flere arter af bakterier og inducerede op til 5,3 log ( dvs. 99,9995 % ) reduktion af kolonidannende enheder af Bacillus thuringiensis sporer inden for 10 min . Keratin-indeholdende kompositter blev fremstillet ved spin-coating og koaksial electrospinning af ekstraheret / oxideret alfa-keratin og celluloseacetat (CA) opløst i myresyre , efterfulgt af CA deacetylering . Regenereret cellulose / keratin materialer, klorereder til at koble halamines var også effektivt dræber Escherichia coli og Staphylococcus aureus bakterier . Electrospundne kerne /  skal nanofibre med maksimeret keratin-Cl areal viste højere aktivitet mod S. aureus end film sammensat af de samme materialer . De halamine -baserede antimikrobielle funktionaliseringsmetoder der er demonstreret i forhold til keratin-baserede materialer i denne artikel, forventes at kunne oversættes til andre proteinbaserede biopolymerer af interesse for biomateriale samfundet.

Wool and Keratin from Wool for Bio-Based Value-Added Products

Præsentation af nogle forskningsprojekter, der forløber i perioden 2010-2015 ved det amerikanske United states department of agriculture, Agricultural Research service. Oversat projektformål:

Udvikle kommercielt levedygtige processer baseret på kemisk eller enzymatisk tværbinding der øger markedsværdien af ​​uld. 1A: Udvikle systemer til funktionel ændring af uld. 1B: Udvikle keratin modifikation-systemer. Udvikle udvinding og derivatiseringsmetoder processer til produktion af kommercielt levedygtige produkter fra keratin. 2A: Uddrag og karakterisere keratin fra uld. 2B: Form strukturelle keratin materialer til produktudvikling.

En ph.d. afhandling fra 2008, der adresserer anvendelse af fjer til luftfiltreringsfiltre. Det beskrives hvorledes fjer kan bearbejdes fysisk og kemisk, bl.a. solubilisering af fjerkeratin og efterfølgende regenerering vha såkaldt dryjet wetspinning metode. Kun de første 40 sider er frit tilgængelig på nettet, men hele afhandlingen kan bestilles.

Jeg arbejder på at få afprøvet den kemiske metode til opløsning af keratin i et kemisk laboratorie, samt at få spundet protein-baserede keratin tekstil fibre og at få evalueret bæredygtigheden af af udvinde keratin i Danmark, og er meget etablere gerne samarbejde med interesserede.

 

Higg – udfyld eget brand og/eller eget produkt

Efter at have ladet sig registere ved SAC, og have hentet “Brand and Product Modules”, åbnes dette (husk at enable Macroes).

Screen Shot 2014-05-07 at 11.28.10

Bemærk de mange faneblade forneden. Man kan med fordel lige skimme “Terms of use”, “General Guidance” og “General instructions”, inden man tager et kig på “Nagivation” fanebladet:

Screen Shot 2014-05-07 at 11.30.01

Personligt synes jeg at dette faneblad giver et rigtig godt overblik over higg-værkstøjet. Man vil fx kunne se på farvekodningen at Facilities Module Dashboards er lyserød, hvilket betyder at dette modul kræver input fra leverandører (materialer, emballage og forarbejdsning leverandører). Til gengæld er “Brand modules” og “Product modules” mere orange, hvilket betyder at de er mere spørgeskema-agtige. Her kan man direkte gå igang, hvilket man gør ved at bladre til højre i den lange række af faneblade, til man komme til “Brand 1”:

Screen Shot 2014-05-07 at 11.30.28

Øverst i dette faeblad er et Scoring summary, som man da godt lige kan tage et kig på. Men derefter scrooler man ned til række 58, hvor noget indledende info kan indtastes, og række 71 hvor selve surveyen starter.

Når man arbejder sig ned igennem surveyen, når man scrooler nedad i arket, kommer man forbi nogle hvide felter, hvor man bliver bedt om at forholde sig til de overordnede emner: General, Materials, Packaging, Manufacturing, Tansportation, Product care & Repair service samt End-of-Life (EOL). Hvert emne indledes med en kort præsentation af formålet med emnet, og redegør for noget terminologi. Og i hvert felt forholder man sig overordnet til om man for det pågældende område har et program der inkluderer

a) en politik/Operating strategy med overordnede mål i forhold til at forstå og reducere den miljømæssige belastning

b) Gennefører tracking og gennemfører opgørelse og dokumentation for pågældende områdes miljømæssige belastning

c) Sætter målsætning for at reducere den miljømæssige belastning for pågældende område

d) Rapporterer offentligt om dette program og målsætningen, og progressionen frem mod målsætninger

e) Om en tredje uafhængig instans verificerer denne indsats.

Hierakiet er (forhåbentlig) tydeligt, og jo flere af disse 5 punketr, man kan vælge ja til, jo flere point får man. Og jo flere point, jo mere bæredygtig er man:-)

 

 

Farveægthed – manmade vs naturlige tekstil fibre

Jeg blev spurgt hvorfor bomuld holder dårligt på farven, og hvorfor viscose og polyester holder langt bedre på farven.

Viskose er jo lavet ved vådspindingsmetoden (wet spinning), hvor cellulosen (fra træ, bambus etc) først er opløst kemisk til en viskøs (tyktflydende) væske. Det er i den væske at farvestoffer er iblandet, inden fibrene formes ved at presses ud gennem spindedyserne (bruserhoved, kødhakkemaskine). Farvestoffer sidder således INDE i fibrene, på samme måde som i polyester fibrer (der dog er lavet ved smeltespinding metoden).
For bomuld (og uld) gælder at fibrene er efterfarvet; farven sidder altså kun UDENPÅ fibrene, og slides derfor af, ved brug.
Viskose kan også farves ved at efterfarves. Om dette er tilfældet, vil også viskose-fibre være sensitive for slid… Problemet ved denne efterfarvningsmetode er at denne farvningsmetode er enormt vandforbrugende, da fibrene fx skal skylles, og der er et stort farvespild. Dette i modsætning til når farvestoffer tilsættes den viskøse opløsning ved wetspinning-processen.
(Har en video et sted med dette, finder den ved lejlighed, eller når den efterspørges).