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科技新知
彈性纖維永續解決方案
發表日期:2024-07-10
作者:Tnet全球紡織資訊網(紡織所)
摘要:
根據Persistence Market Research預估,2033年全球彈性纖維市場規模將達到201.9億美元。然而,大多數以聚氨酯為基礎的彈性纖維在紡紗過程中會使用一種有毒溶劑,一旦彈性纖維被熱固在混紡布料中,就很難與其他纖維分離回收。
全文:
根據Persistence Market Research預估,2033年全球彈性纖維市場規模將達到201.9億美元。然而,大多數以聚氨酯為基礎的彈性纖維在紡紗過程中會使用一種有毒溶劑,一旦彈性纖維被熱固在混紡布料中,就很難與其他纖維分離回收。此外,與其他合成纖維的困境類似,彈性纖維也會微纖維脫落問題。彈性纖維製造商正在努力創造更永續的產品,包括用消費前廢料製成彈性纖維、從再生能源中提取生物基彈性纖維,以及機能更佳、壽命更長的彈性纖維。
一、回收材料製造彈性纖維
國際彈性纖維品牌大廠LYCRA早就在2010年提出「地球議程(Planet Agenda)」,表達產品願景,包括:使用可再生或可循環資源作為原料,以確保這些產品在報廢時可回收利用,且在穿著時經久耐用。LYCRA推出Eco Made系列彈纖維,含有20%消費前彈性纖維廢料,與原生聚合物混合後可達到與原生LYCRA纖維相同的機能。其中LYCRA T400 Eco Made有2種回收聚酯比例版本,分別是使用50%的回收聚酯,和使用60%的回收聚酯;同時,T400 Eco Made回收再生纖維已通過全球再生標準(Global Recycled Standard, GRS)認證。
近期更有國際運動用品零售商Decathlon(迪卡儂)與其供應商合作開發,已經採用Lycra T400 Eco Made紗線來生產泳衣,藉由Lycra T400 Eco Made可耐氯超過500小時,可用於泳衣布料;且泳衣可以回收再利用,透過收集、切碎、熔化、造粒和紡紗,能夠將泳衣再次變成泳衣,能實際達到循環再利用的目標。
二、生質材料製造彈性纖維
使用生物基原料可有助於減少彈性纖維的二氧化碳排放量,也因此LYCRA與美國生質材料開發公司Cargill合資企業Qore合作,藉由Qore協助LYCRA改用生物基中間體取代當今廣泛使用的化學中間體,可減少高達93%的溫室氣體排放。並且Qore在愛荷華州新建廠房88%電力來源是由風力發電,從LYCRA生物基彈性纖維的生命週期分析顯示,該產品的二氧化碳排放量可減少44%;LYCRA預計在2025年初,能將三分之一的彈性纖維產量改用生物基原料生產,而目前LYCRA彈性纖維採用生物基成分已達到70%,但最終目標是希望可以達到接近100%生物基或永續原料的使用率。
而國際知名彈性纖維大廠韓國曉星天禧(Hyosung TNC)也早在2020年推出經認證的100%回收彈性纖維(regenTM Spandex),其原料來自工業廢料;至今進一步投入生質丁二醇(BDO)的開發。丁二醇(BDO)是製造彈性纖維的主要原料之一,不只可應用於彈性纖維原料,同時也應用於工程塑料、可生物降解包裝、鞋底、工業化合物等產品製造。礙於傳統製程的BDO會給環境帶來顯著威脅;曉星於2023年與美國生物科技企業Geno達成合作。通過Geno經過證實的植物基GENO™ BDO技術,可利用甘蔗中的糖分進行發酵,以替代傳統製程中的化石燃料,成為生質BDO,也將是曉星未來用於生產生質彈性纖維的主要原料。
未來的工廠將由美國Geno提供支援,進一步推動其GENO™ BDO技術的大規模部署,Geno的成熟技術使曉星能夠快速推進其專案;由曉星在2026年先建置一座年產能5萬噸的Bio-BDO生產廠,並計劃未來將工廠產能擴展至年產20萬噸規模。曉星在越南已經有少量規模量產生物基彈性纖維,該產品已獲得ISCC+國際認證,未來將以更永續、可追溯和透明的供應鏈為市場服務。
三、Celanese和Under Armour合作開發替代彈性纖維的新型纖維NEOLAST™可回收彈性纖維
全球特殊材料化學品公司Celanese和國際運動服品牌Under Armour合作開發新型高性能纖維NEOLAST™,不只可回收同時可以作為彈性纖維替代品。NEOLAST™使用可回收的彈性酯聚合物生產,具有彈性、耐用性和吸濕能力,並且採用無溶劑熔融流出製程生產,更有助於環境友善。美國公司Celanese和Under Armour共同探索NEOLAST™纖維的潛力,以提高彈性織物與未來回收系統和基礎設施的兼容性。這些纖維採用專有的無溶劑、熱熔擠出製程生產,消除了通常用於製造彈性纖維會產生之危險化學品。
彈性纖維是一種以聚氨酯為基礎的熱固性材料,一旦重新加熱就無法回收,也不容易再加工。NEOLAST™纖維是使用可回收的彈性酯聚合物原料生產,將NEOLAST™與聚酯混合時,會得到一件單一材料服裝,而不是混合彈性纖維和聚酯纖維的材料,因此更為容易回收分成聚酯和彈性酯。這意味著這種服裝可以回收利用,使其成為紡織業朝永續發展的理想選擇。且彈性纖維紡絲過程通常使用各種可能具有潛在刺激性的溶劑和化學品來將其變成紗線,而NEOLAST™不使用溶劑,對環境的負面影響可降低很多。
除永續效益外,NEOLAST™纖維還可望提高產品的物性,經由測試84%聚酯纖維和16% NEOLAST™纖維(相當於16%彈性纖維)製成的單面針織布料,拉伸力可提高3倍,並且吸濕排汗和整體耐用性亦獲得改善。未來挑戰將是擴大纖維規模生產,使其更廣泛地應用於服裝業。Celanese是聚合物供應商,未來需與紡紗業合作夥伴合作將其轉化為紗線。Celanese未來幾年將建立其網絡並致力於整個價值鏈,繼續與Under Armour合作,將NEOLAST™纖維更廣泛運用於服裝,以減少對彈性纖維的依賴。
四、結論
臺灣紡織業長期以來扮演著國際機能性紡織品專業供應商的重要角色,並成功藉由寶特瓶再生技術,跨入全球循環永續的供應鏈中。至今,全球紡織業循環經濟市場的發展與競爭已經全面性展開,不在只侷限於使用回收料做紡織品而已,更擴及紡織品到紡織品的回收循環,臺灣如何在此快速變化的永續競爭環境中保有競爭力,實為當前深思的議題。
目前,臺灣紡織業具備回收再生纖維的製造技術外,更應全面系統性的思考紡織業在循環永續方面要多樣化發展的可行性,例如:紡織品到紡織品的永續技術、彈性纖維回收與分離技術、如何加強政府計畫與學研界的共同參與、建置環保永續產品的驗證機制、籌備紡織業循環經濟發展平台、建構循環永續的商業模式,使臺灣紡織業全面轉型銜接國際循環產業鏈,創造未來更寬廣的商機與回饋。
(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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