Wasteless Naturally Dyed Clothing

With the growing consumer awareness of the harmful effects of synthetic dyes and the rising global call for environmental protection, the development of environmentally friendly eco-textiles has become a common concern for scholars, experts, and consumers. Among them, bio-based materials are receiving increasing attention from retail and eco-friendly consumers. However, most of the bio-based fabrics entering the market are still usually finished, dyed, or printed using traditional non-bio-based products. Therefore, research on dyeing bio-based fabrics with natural dyes is particularly important. The goal of this research is to increase the knowledge of continuous dyeing methods for natural dyes, to increase the stability of natural dyeing so that it can be used for large-scale sustainable coloring, and to develop a line of garments using this technology to ensure that the garments comply with the principles of a sustainable circular economy. Which is from the production stage of the fabric to reach the green production principle, the manufacturing stage of the garment to achieve zero waste of fabric, and the recycling process of the garment to facilitate the dismantling and sorting of pure natural bio-based fabrics and synthetic bio-based fabrics. These are the three main areas of research in my project. The research and development of the project has been based on the following methodology. First a desk research and literature review was performed to research traditional Chinese plant dyes. After the research, I targeted the more representative dyes: indigo, sappan wood, comfrey root and curcumin. Then I conducted research and analysis on the current international plant-dyed clothing market, and conducted a questionnaire survey on consumers' preferences for plant-dyed clothing, which showed that compared with chemically dyed products, the fabrics dyed with plant dyes in today's market are more random, have poor color fastness, and are dyed with too limited materials. The second part of the research has been experimental through empirical research conducted at the Centexbel Laboratory in Ghent (Belgium) with the scope of increasing the colour richness, color fastness and material selection of plant-based fabrics for dying. The partner company for this project is the CENTEXBEL laboratory in Ghent, Belgium, which supports the textile and plastics processing industry in finding and developing innovative products by providing a range of tools, including specialized testing, defect analysis and innovation support. My experimental research at CENTEXBEL last for three months, from April 2022 to July 2022, and CENTEXBEL helped me with the guidance of professional laboratory staff, the plant dyes, laboratory consumables, dyeing equipment, bio-based fabrics, and testing of fabric dyeing properties. The plant dyes used in the lab were sappan wood, comfrey root, indigo powder, turmeric powder, carmine of cochineal and anthocyanin powder, and the bio-based fabrics used for dyeing were silk, cotton, Viscose, lyocell and linen. The dyeing methods were roll dyeing, hand gradient dyeing and screen dyeing techniques. Among the dyeing media, I chose chitosan and alum through the analysis of the test results. I chose the fabric which was pretreated with alum solution and then dyed with anthocyanin dyestuff in roll dyeing, hand gradient dyeing and screen printing to make final prototypes. In developing the final design, I conducted research and case studies on the Zero waste pattern in order to make the final product fully compatible with the concept of circular economy, and finally developed a Zero waste pattern for the final prototype. To make it easy to disassemble and recycle, I chose a heat-dissolvable stitching threads. To improve the efficiency of the garment, I first made a virtual garment on Clo3D, and after determining the consumption of the fabric, I made the final physical prototype in Lab Moda of Politecnico di Milano. Due to the size limitation of the dryer, the fabrics finally used as finished product making have slight differences in dyeing from batch to batch because of the different room temperature, if this limitation of drying temperature can be solved in the subsequent research, it will be more beneficial for the research of batch continuous plant dyeing of bio-based fabrics. The results of the dyeing experiment is that the bio-based fabric dyed with alum pretreatment of anthocyanin can obtain more ideal color fastness and rich chromatography The result of the Zero Waste System approach is a bias-cut halter dress made from 12 pieces of 50x50cm fabric stitched together with heat-dissolvable stitching threads. Therefore a model to achieve natural based garment in a circular and sustainable way imply that the fabric is a renewable natural resource, the fabric is dyed without contamination, the garment is made without fabric waste and the garment is designed to be easily dismantled, which increases its recycling rate.

Con la crescente consapevolezza da parte dei consumatori degli effetti nocivi dei coloranti sintetici e la crescente richiesta globale di protezione dell'ambiente, lo sviluppo di eco-tessili ecocompatibili è diventato una preoccupazione comune per studiosi, esperti e consumatori. Tra questi, i materiali a base biologica stanno ricevendo una crescente attenzione da parte dei rivenditori e dei consumatori ecologici. Tuttavia, la maggior parte dei tessuti biobased che arrivano sul mercato sono ancora generalmente rifiniti, tinti o stampati con prodotti tradizionali non biobased. Pertanto, la ricerca sulla tintura di tessuti a base biologica con coloranti naturali è particolarmente importante. L'obiettivo di questa ricerca è aumentare la conoscenza dei metodi di tintura in continuo per i coloranti naturali, aumentare la stabilità della tintura naturale in modo da poterla utilizzare per la colorazione sostenibile su larga scala e sviluppare una linea di capi di abbigliamento utilizzando questa tecnologia per garantire che i capi siano conformi ai principi di un'economia circolare sostenibile. Ovvero, dalla fase di produzione del tessuto per raggiungere il principio della produzione verde, alla fase di produzione dell'indumento per ottenere zero rifiuti di tessuto, fino al processo di riciclaggio dell'indumento per facilitare lo smontaggio e la selezione di tessuti biobased naturali puri e tessuti biobased sintetici. Queste sono le tre principali aree di ricerca del mio progetto. La ricerca e lo sviluppo del progetto si sono basati sulla seguente metodologia. In primo luogo è stata effettuata una ricerca a tavolino e una revisione della letteratura per ricercare i coloranti vegetali tradizionali cinesi. Dopo la ricerca, mi sono concentrata sui coloranti più rappresentativi: indaco, legno di zafferano, radice di comfrey e curcumina. Poi ho condotto una ricerca e un'analisi sull'attuale mercato internazionale dell'abbigliamento tinto con le piante e ho condotto un'indagine con questionario sulle preferenze dei consumatori per l'abbigliamento tinto con le piante, da cui è emerso che, rispetto ai prodotti tinti chimicamente, i tessuti tinti con le piante nel mercato attuale sono più casuali, hanno una scarsa solidità del colore e sono tinti con materiali troppo limitati. La seconda parte della ricerca è stata sperimentata attraverso una ricerca empirica condotta presso il Laboratorio Centexbel di Gand (Belgio) con l'obiettivo di aumentare la ricchezza cromatica, la solidità del colore e la selezione dei materiali per la tintura dei tessuti a base vegetale. L'azienda partner di questo progetto è il laboratorio CENTEXBEL di Gand, in Belgio, che supporta l'industria tessile e della lavorazione delle materie plastiche nella ricerca e nello sviluppo di prodotti innovativi fornendo una serie di strumenti, tra cui test specializzati, analisi dei difetti e supporto all'innovazione. La mia ricerca sperimentale presso il CENTEXBEL durerà tre mesi, da aprile 2022 a luglio 2022, e il CENTEXBEL mi ha aiutato con la guida di personale di laboratorio professionale, i coloranti vegetali, i materiali di consumo del laboratorio, le attrezzature per la tintura, i tessuti a base biologica e i test sulle proprietà di tintura dei tessuti. I coloranti vegetali utilizzati in laboratorio sono stati il legno di zafferano, la radice di comfrey, l'indaco in polvere, la curcuma in polvere, il carminio di cocciniglia e l'antocianina in polvere, mentre i tessuti a base biologica utilizzati per la tintura sono stati seta, cotone, viscosa, lyocell e lino. I metodi di tintura sono stati la tintura a rullo, la tintura manuale a gradiente e la tintura a schermo. Tra i mezzi di tintura, ho scelto il chitosano e l'allume attraverso l'analisi dei risultati dei test. Ho scelto il tessuto pretrattato con una soluzione di allume e poi tinto con coloranti antociani in tintura in rotolo, tintura a mano a gradiente e serigrafia per realizzare i prototipi finali. Nello sviluppo del progetto finale, ho condotto ricerche e casi di studio sul modello a rifiuti zero per rendere il prodotto finale pienamente compatibile con il concetto di economia circolare, e infine ho sviluppato un modello a rifiuti zero per il prototipo finale. Per renderlo facilmente smontabile e riciclabile, ho scelto un filo per le cuciture che si può sciogliere a caldo. Per migliorare l'efficienza dell'indumento, ho prima realizzato un capo virtuale su Clo3D e, dopo aver determinato il consumo del tessuto, ho realizzato il prototipo fisico finale nel Lab Moda del Politecnico di Milano. A causa della limitazione delle dimensioni dell'essiccatoio, i tessuti utilizzati come prodotto finito presentano lievi differenze di tintura da un lotto all'altro a causa della diversa temperatura dell'ambiente; se questa limitazione della temperatura di essiccazione può essere risolta nella ricerca successiva, sarà più vantaggioso per la ricerca sulla tintura in continuo di tessuti a base biologica. I risultati degli esperimenti di tintura indicano che il tessuto a base biologica tinto con un pretrattamento all'allume dell'antocianina può ottenere una maggiore solidità del colore e una cromatografia più ricca. Il risultato dell'approccio al Sistema Rifiuti Zero è un abito a balestra tagliato in sbieco e realizzato con 12 pezzi di tessuto di 50x50 cm cuciti insieme con fili di cucitura dissolvibili a caldo. Pertanto, un modello per realizzare un abito a base naturale in modo circolare e sostenibile implica che il tessuto sia una risorsa naturale rinnovabile, che il tessuto sia tinto senza contaminazione, che l'abito sia realizzato senza scarti di tessuto e che l'abito sia progettato per essere facilmente smontato, aumentando così il suo tasso di riciclaggio.