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アパレル業界のSDGs 環境汚染軽減に貢献する新技術 ポリ乳酸・トリポーラス繊維や超臨界流体染色とは?

アパレル業界は、環境汚染産業第2位と言われているように、大量の化学薬品や水の資料、CO2排出量などが問題視されています。そんなアパレル業界では、活発に環境配慮素材や技術の追求がされています。

今回はアパレル業界の環境汚染軽減に貢献する新しい素材と繊維について、紹介します。

ポリ乳酸繊維

ポリ乳酸(PLA)繊維とは?

ポリ乳酸(PLA)繊維とは、トウモロコシ・ビート・サトウキビなどの再生可能で持続的な植物資源から摂れる糖質(グルコース、シュクロース)を原料に、発酵して乳酸を作り結合させて作られます。

ポリ乳酸はコンポスト化(*堆肥化)または、バイオガス化などの再資源化を可能にします。

*堆肥化(たいひか)とは、堆肥化生物(主に微生物)にとって有意な環境を整え、堆肥化生物が有機物(主に物の排泄物、生ゴミ、汚泥など)を分解し、堆肥を作ることである。堆肥により、土壌改善や肥料効果などが期待されます。

ポリ乳酸繊維の特徴

カーボンニュートラル

「カーボンニュートラル」とは、植物が成長過程でCO2を光合成によって吸収するため、商品の生産・廃棄時に排出されるCO2は相殺されるという考えです。石油などの化石資源とは異なり、植物由来を原料にする素材にあたる考え方になります。生産から商品出荷時の輸送等から排出されるCO2が、厳密に光合成で使用されるCO2と同等ではないのですが、商品のライフサイクル全体で見ると、二酸化炭素排出量削減に大きく貢献します。

また、化石資源の採掘から精製までに必要な製造エネルギーと比較しても、植物由来原料は環境への負荷を軽減することができます。

生分解

植物由来であるポリ乳酸は、生分解性(土に分解され還る)があります。

石油由来の繊維は、分解されることがないため、地球上に蓄積され続けますが、ポリ乳酸は分解されるため、環境負荷が少ないと言えます。

再生可能資源

化石資源は有限で、採掘を続けていくと資源が枯渇します。しかし、植物原料は持続的に再生可能な資源です。植物原料は、乱伐や食糧不足に陥らないように管理もされています。化学繊維に使用する植物には、計画栽培や非食可性植物を使用するように配慮されています。環境にも優しく、有限資源を使用することを抑制することができます。

トリポーラス繊維

トリポーラス繊維とは?

トリポーラス繊維とは、ソニー株式会社が新たに開発した植物由来多孔質炭素材料から作られる繊維です。このトリポーラスを混ぜ込んで作られる糸を「Triporous FIBERとして商標登録をしています。トリポーラスは、米のもみ殻を原料として、大きさの異なる孔を持ち合わせる独特な構造になっていて、2019年1月にソニーが生産の特許を取得した新しい素材です。

トリポーラスをレーヨンに混ぜ込んだ糸が主流でしたが、あらゆるブランドからポリエステルにトリポーラスを練り込んだ糸の開発リクエストがあり、開発が進められています。ポリエステルなど他の繊維に混ぜ込んだテキスタイルを開発することで、一般衣料に留まらずアウトドアスポーツ向けなどさらなる用途の拡大になるでしょう。

トリポーラス繊維の特徴

再生可能資源

トリポーラス繊維は、米のもみ殻を原料とする植物由来の繊維です。もみ殻は世界中で年間1億トン以上排出されると言われています。そんな非可食のもみ殻を使用することで、有限資源である化石資源の使用の抑制にもつながります。植物由来のため、再生可能資源として位置づけられ、持続的に栽培により資源採取が可能で、環境に優しい素材です。

消臭力

大小異なる無数の孔がある独特な構造によって、汗や体臭の原因となるアンモニア、酢酸、イソ吉草酸などのさまざまなタイプの臭いを吸着することを可能にしています。また、消臭スピードも速く、さらに消臭効果を長時間持続できることが特徴です。加えて、生乾きの臭の原因である細菌類に対しても抗菌機能が確認されていることが報告されています。

繊維以外にもこの独特な構造を利用して、水や空気の浄化などの幅広い用途が期待されています。

超臨界流体染色

超臨界流体染色とは?

超臨界流体染色とは、水を使用しない染色法の一つです。超臨界二酸化炭素流体(scCO2)を媒体として繊維を染色します。

この無水染色法のアイデアは、1991年に発表されたドイツのSchollmeyerたちの論文から考案されたとされています。2003年に、オランダのダイクー・テキスタイル・システムズ社(DyeCoo Textile Systems)が超臨界流体染色機の商品化を実現しました。画期的な技術と注目を浴び、2009年に、初めてタイの染色工場に超臨界流体染色機が導入され、NikeやAdidasなどの大手ブランド向けに生産されています。

超臨界流体染色法

CO2は、温度が31.1℃、圧力が7.4MPa以上になると臨界点を超えて、気体と液体の中間的な性質を持つ超臨界流体状態になります。この超臨界流体状態を利用して、染色する方法を、「超臨界流体染色法」といって、水を使わずに染色することができる技術となります。

密閉容器に生地と染料、そしてCO2を入れて超臨界流体状態にして、容器内のCO2をかくはん機で循環させます。そうすることで、染料が均一に混ざり生地を染色することができます。

超臨界流体染色の特徴

超臨界流体染色のメリットはなんといっても、水の使用をなくすことと、廃水による汚染が防げることです。

発展途上国での工業廃水による汚染は、深刻な国際問題として取り上げられています。超臨界流体染色は、そんな水汚染に歯止めをかけると期待されます。

従来の水を使用する染色法では、水に染料を分散させて、均一に染め上げるために分散剤などのさまざまな助剤が使用されています。超臨界流体染色では、水を使用しないこと以外にも、助剤が不要で廃液が出ないことや、乾燥工程も不要でエネルギー削減にもつながります。これにより、水の消費量の削減及び、水質保全になるため、生態系を壊すこともありません。

また、この染色法の染色時間は、従来の水を使用する染色時間より速く染めることができます。乾燥工程も不要なため、染色時間を大幅に削減することができます。染料に比例して染色時間が変わるものの、早ければポリエステルなどの繊維は30分ほどで均等に染色することが可能と言われています。これは従来の水染色法では考えられないほどの、高速染色です。従来であれば、染色後の染料の洗いや乾燥も必要なため、ポリエステル染色では5-6時間以上はかかると言われています。

まとめ

POINT
  • ポリ乳酸(PLA): コーンなどの植物由来繊維
    • カーボンニュートラル
    • 生分解
    • 再生可能資源
  • トリポーラス繊維:米のもみ殻を原料にした植物由来多孔質炭素繊維
    • 再生可能資源
    • 高い消臭力 
  • 超臨界流体染色:scCO2で染色する無水染色法
    • CO2に熱と圧力量をかけて超臨界二酸化炭素流体(scCO2)を作り出す
    • 水を使わず、CO2と染料で染める環境配慮染色法
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