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產業技術評析

環保新纖維開發-創新天然纖維應用案例
發表日期:2020-07-08
作者:李信宏(紡織所)
摘要:
本文介紹德國wijld GmbH公司以木質纖維製作圓領T-SHIRT,及美國新創公司MycoWorks開發以菌絲體製作可持續性產品的原料,作為環保新纖維開發應用的參考。

全文:

一、前言
 

近年來,全球上游紗線朝向環保型、生質纖維開發,帶動綠色纖維發展趨勢,促進纖維素纖維生產量的成長。纖維素纖維隸屬於生質再生纖維,廣泛受到環保消費市場的青睞,以及新開發之NMMO清潔生產製程可以較一般傳統黏液嫘縈的製程精簡,係將纖維素漿粕溶液經過濾、脫泡等工序後,再經擠壓紡絲或成型、凝固而成纖維素纖維產品;在整個生產流程中沒有化學反應,製程比黏液法更為精簡,且NMMO水溶液可以回收純化後再利用,達到99.5%溶劑回收率,整體的纖維製造過程相當環保。
 

本文介紹德國wijld GmbH公司以木質纖維製作圓領T-SHIRT,及美國新創公司MycoWorks開發以菌絲體製作可持續性產品的原料,作為環保新纖維開發應用的參考。
 

二、wijld GmbH採用木質纖維來製作圓領T-SHIRT
 

德國wijld GmbH不以棉花做為生產圓領T-SHIRT的原料,而是採用木質纖維來製作圓領T-SHIRT。採用木質纖維製作紡織品,可具有卓越的耐用性和透氣性,同時也是一種符合道德標準、減少碳足跡、高度可持續性的天然纖維原料。(參見圖1)
 

圖1 wijld GmbH使用木材製作圓領T-SHIRT

資料來源:wijld官網
圖1 wijld GmbH使用木材製作圓領T-SHIRT
 

德國wijld GmbH是一家推廣採用木質纖維做圓領T-SHIRT的環保服飾公司,採用來自於奧地利、德國和捷克經過認證可持續森林木材作為製造圓領T-SHIRT的原料。與傳統棉T-SHIRT使用原料棉花相比,種植樹木可以更具有環境友好的優勢;種植樹木不需要過多的肥料,但若種植棉花則需要使用大量肥料和農藥,造成淡水和環境污染;種植棉花所需使用的耕地面積更是種植樹木的3~5倍,且棉花種植遠比林木栽植更需要人工灌溉與大量用水,生產原料成本相對提高許多。
 

wijld GmbH生產木質纖維製程採用NMMO環保製程,全製程不會產生二硫化碳(CS2),由於良好的水混合能力,可以很容易地從纖維中除去溶劑,並將溶劑循環回收再使用,對環境不會造成負擔與污染。依據實際統計資料顯示,每生產一公斤木質纖維只需釋放100公克的二氧化碳,而生產相同重量的棉花則會產生2公斤的二氧化碳。
 

在穿著舒適性方面,木質纖維的水容量和吸收率比棉或聚酯纖維高出甚多,木質纖維在20秒內的最大吸收能力可以達到380%,而棉和聚酯纖維則只有16~19%,使得木質纖維具有非常特殊的熱生理特性,更容易將人體排出的汗水釋放到環境中,以維持最舒適的體感溫度。
 

在生產製程與環境要求方面,wijld GmbH要求所有產品必須在公平、安全、未強迫勞動力的情況下,全程在歐盟地區生產製造,充分滿足消費者對時尚、公平生產、環保理念的需求。
 

三、MycoWorks開發以菌絲體製作為可持續性產品的原料
 

MycoWorks是一家位於舊金山在2013年成立之新創企業,開發以菌絲體製作為可持續性產品的原料,並且成功應用於家具材料、建築材料、鞋材和服裝用皮革等多方面。
 

菌絲體就是一般蕈類植物(菇類)的根部,通常所謂的蕈類則是由菌絲開始成長,沒有根、莖的區別,而我們一般所看到菇類傘狀物體,就是蕈類植物的子實體。因為蕈類不含有葉綠素,無法自己製造養份,所以必須附著在樹木或腐木上生長;初期以菌絲的形態在土壤或腐木中開始成長,直至繁殖時期則會形成蕈(傘狀物)。蕈類主要藉由其長在菌傘下的孢子來繁殖後代,孢子的體積非常小,成熟後會隨著風飄散,並逐漸長成絲狀構造,即為菌絲,經由不斷生長、分裂然後聚集交錯成一大片白色的菌絲,便稱為菌絲體,經由菌絲體吸收養分、成長、長大,最後再生成蕈。
 

MycoWorks首席執行長兼聯合創始人Sophia Wang表示已經成功開發菌絲體作為可多方應用的可持續性和功能性材料,是為一項兼具有機與耐用性的環保原料。MycoWorks從自然界中獲取真菌,然後將初期的菌絲體組織放入一罐廢棄的有機材料中,這些有機材料包括玉米、木屑和其他農業廢棄物,經過3~7天培養期間,再將菌絲體置入特定尺寸或形狀的模具中,然後乾燥、成型。當公司於2013年成立時,主要致力於開發可以替代建築用磚,並且成本更低的菌絲體。MycoWorks亦宣布與兩家鞋類產品公司合作,將菌絲體材料推向鞋材皮革與紡織服裝應用市場。MycoWorks的菌絲體材料具有柔軟性、延展性、防風雨等性能,可以替代鞋材中的皮革和泡沫材料,並且易於堆肥、可自然分解,可謂是完全符合環保的閉鎖循環。(參見圖2)
 

圖2 MycoWorks以菌絲體製成捲取狀皮革之原形

資料來源:MycoWorks
圖2 MycoWorks以菌絲體製成捲取狀皮革之原形
 

除MycoWorks外,另一家美國紐約生物材料公司Ecovative Design也成功開發以菌絲體作為建築用複合材料,以及包裝材料、絕緣材料、紡織服裝用纖維等多方面的應用。(參見圖3)
 

圖3 Ecovative Design利用菌絲體作為包裝材料

資料來源:Ecovative Design
圖3 Ecovative Design利用菌絲體作為包裝材料
 

依據Ecovative Design實驗結果,若將菌絲體直接放入特定模具,可以使其自然長成所需要之成型,成型後的菌絲體僅需加熱脫水、停止菌絲體繼續生長,便可直接成為包裝用材。在鞋材應用方面,利用菌絲體的柔韌、耐用、具彈性等特質,該公司開發成可用於運動鞋鞋底的材料。不僅如此,該公司還將菌絲體材料廣泛應用於汽車坐墊、消音和隔熱材,主要也是因為菌絲體具有可回收性和可塑性,具有相當大的開發空間與市場前景。
 

四、結論
 

長期以來,全球纖維生產一直都是以聚酯、耐隆纖維為主;但在環保、生質纖維開發趨勢帶動下,全球纖維素纖維生產量至2017年已達到536萬噸,超過耐隆纖維的493萬噸,成為僅次於聚酯纖維外,全球生產量第二大的人造纖維產品。因應全球的環保意識覺醒,對纖維素纖維的生產製程要求環保、無污染的製程,已經成為未來主要發展趨勢,此外從自然界萃取的原料亦可望產生如菌絲體般的應用,從中可發展多元的環保天然纖維,提升產品創新力,從而提升產品附加價值。
 

五、參考文獻

  1. wijld官網
  2. MycoWorks官網
  3. 紡織品資源循環服務平台C-tex flow
     

(本文作者為紡織所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


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更新日期:2020-04-08

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