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紡織業永續減碳關鍵-紡織品回用技術 [趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2023-02-22 16:00
作者:ITIS研究團隊/紡織所

依據Ellen MacArthur Foundation出版之《A New Textiles Economy:Redesigning Fashion’s Future》報告中揭示,2000到2015年間全球衣物數量成長 2 倍,衣物利用率(Clothing Utilization)(即一件衣服在被丟棄前的平均穿著次數)卻大幅下跌36%,甚至部分衣物只穿不到10次就被丟棄。由於快時尚的發展與中產階級成長對衣物需求增長,預計2030年服裝和鞋類的消費量將再增長63%,紡織品用量持續擴張的同時,對能源消耗和氣候的負面影響將持續增加,解決紡織品生產和廢棄掩埋問題的需求比以往任何時候都更加緊迫。

一、聯合國、歐盟及臺灣紡織品永續發展目標及戰略

2020年聯合國環境規劃署《紡織品價值鏈可持續性和循環性報告》中,提供創建永續和循環的紡織品價值鏈所需採取的優先行動,關鍵策略為增加紡織品再利用率,無論透過材料或產品設計手段,提升產品的可回收性與再利用性為其目標,抑或是提供修復服務延長產品壽命。總而言之,將過往原料–製造–使用–丟棄的線性價值鏈轉變為迴圈循環系統,價值鏈中的原料在使用後不會被丟棄,而是經過材料轉型,長時間在紡織價值鏈迴圈中利用。

二、聚酯佔纖維用量最大宗,相關回用技術備受矚目

聚酯(Polyester, PET)是服裝產業中使用最廣泛的纖維,約占全球纖維總產量的52%。2021年全球聚酯纖維總使用量約5,700萬噸,但只有15%的聚酯原料來自回收再製,且回收料源99%來自PET寶特瓶,而非來自產量最大與廢棄量日益成長的紡織品。

三、聚酯回用技術兩大構面-「回收聚酯資源化技術」與「聚酯再生工程技術」

針對消費後紡織品回用再生系統技術,可分為「回收聚酯資源化技術」與「聚酯再生工程技術」兩大構面進行剖析與研究:

1.回收聚酯資源化技術

由於紡織品多屬不同纖維材質織造組合而成,回收後首要面對的課題,即是將不同材質進行分選與分離,始能進入個別材質循環再生系統,其中又以聚酯/棉(T/C)交織物占比最大。當今國際面對異質分離採取不同化學方式進行處理,如:強酸處理法係透過高溫(~130℃)酸處理和在室溫水中攪拌的兩步處理,將聚酯/纖維素纖維混合物中的纖維素纖維去除為細粉;離子液體法則是透過離子液體溶解纖維素(製程溫度約120℃),破壞纖維素結晶區,得到纖維素纖維溶液,但離子液體雖屬綠色溶劑(無VOC排放疑慮),唯獨高成本包袱,應用於異材質分離上無法突顯產業效益與其價值;另外自由基法係利用過氧化氫與臭氧照UV光以達分解纖維素,回收聚酯纖維,但其反應性不均勻為該技術最大瓶頸。

2.聚酯再生工程技術

統計顯示再生纖維中僅有7%屬於再生長纖維(Filament),其餘93%多為短纖維(Staple),且多為填充物或工業用纖維等降級產品,關鍵在於再生酯粒品質不如原生酯粒。探究其原因為回收聚酯經過二次或多次高溫熔融,易造成聚酯結構破壞與高溫氧化現象發生,對再生酯粒物性與品質穩定性造成嚴重衝擊。而就國際回收聚酯再生技術而言,主要區分為物理機械法及化學解聚法兩大類:物理機械法是把回收後清潔乾淨的塑膠容器或布疋切成碎片,以單(雙)螺桿押出的方式進行回收塑料顆粒的再製流程;化學法製程則是把回收的塑膠容器或布疋破碎後,以化學方式解聚成單體(Monomer)狀態,此單體可再重新聚合製成聚酯高分子。但由於各類產品之廢棄物有量少多樣的現象,考量回收之處理成本及效益,回收方式仍以物理機械法進行回收再製處理為主。

四、結論

臺灣機能性布料全球市占率高達50%以上,國際戶外用品牌機能性布料市占率更高達70%。但國內工廠卻得面對生產後伴隨大量的庫存布、廢棄料、邊角布、樣品布、過季布、瑕疵布之處理與去化等問題。有鑑於此,紡織所於112年開始執行之《永續性紡織品產業鏈減碳技術開發計畫》以聚酯材質為標的,系統性建立相關回收料源資源化(如分選分類與異材質分離)、材料再生(如:脫色、解聚、聚合與混煉製粒)、工程再造(如:重抽、直紡不織布與重抽膜)與永續檢測驗證(如:回收料源潔淨度與再生材料安全性)等關鍵技術,以期有效提升回收料源替代原生材料占比,不僅落實循環經濟實現產業鏈減碳目標,更引領國內產業持續維繫國際紡織品供應鏈關鍵角色與競爭力。

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更新日期:2020-04-28

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