【新零碳未來】大自然的啟發:從纖維到環保處理加工

2021/05/12

文=本刊編輯部

忽然間,每個人都急切地要搭上這班“環保”列車。但冷靜思考之下,也許我們的最佳做法其實就近在眼前:環保布料、在地製造、及溫和自然的加工。本文將分別從生態性人造纖維紗線內建成分添加技術、和環保後處理,三大方向著手,盤點可運用於紡織產業中的“自然”資源。

道地的自然材質,是關懷環境最簡單的方式:以自然纖維製作的成衣絕大部分是可生物分解的,以羊毛、大麻或Tencel製作的運動衫內面不會釋出有毒微塑膠排入海中。而且自然纖維也同樣能擁有機能性,譬如良好的溼度管理、溫度調節、異味控制及抗菌。

因應市場對自在舒適的新需求,布廠正在開發各種自然纖維與環保混紡、輕量舒適、易穿易洗的創意布料,製成日常穿著的成衣,可以從運動無縫接軌休閒與工作。
此外,健康取向的材質,無論是使用自然纖維或是紗內含自然成分,都愈來愈重要,特別是在運動成衣市場,因此以自然生成的機能性為訴求的產品成為時下的焦點。這些材質提供機能性布料與配件基本的功能,譬如溫度調節、溼度管理、撥水性、抗菌/異味控制,抗紫外線、強化運動表現,也有利於人體健康。

source:Performance Days


其中,關於動物纖維部分,除了有機話題,近年比較關注的還有動物人道爭議,進而誕生了責任羊毛RWS認證標準、採用破蛹後的蠶繭來抽絲的和平絲Peace Silk。


生態性人造纖維ECOLOGICAL MAN-MADE FIBERS

以自然成分為基礎,但經過技術性改造的再生纖維素纖維。目前市場上的主有產品有:
嫘縈RAYON
嫘縈是以樹木、農產品等自然來源再生製成的纖維素纖維,因此並非化學合成纖維。嫘縈是以精煉的纖維素製成,化學方式將木漿轉變成可溶性化合物,溶解後從噴絲頭擠壓成絲,再經化學方式固化,形成幾近純粹的纖維素纖維。屬於此類的纖維包括:viscose黏膠人造絲、modal(莫代爾)、及lyocell(萊賽爾),每種製程不同,製成成品的特性也不同。
註:由於製程使用間接溶解方式,因此製造過程並不特別環保。

萊賽爾LYOCELL
Lyocell是嫘縈的一種,是以溶解漿粕製成的的纖維素纖維組成。由於採用的是環保的溶劑法生產工藝,將針葉樹木為主的木漿和有機氧化胺(NMMO)溶劑混合加熱至完全溶解,溶解過程中不產生任何衍生物和化學反應,然後除雜紡絲,整個過程更加環保,不污染生態。且通常98%的氧化胺可以回收,製程僅產生極少的廢棄物。Lyocell柔軟、透氣、輕量、舒適,很適合敏感性肌膚,加上Lyocell有高度吸濕快乾性、以及它的彈性與強度,因此是運動服裝的絕佳選材。
蘭精公司的lyocell纖維名為TENCEL(天絲),是以永續來源生長快速的尤加利樹為原料,近年該公司更推出REFIBRA技術,標榜使用回收的消費前棉廢料(生產成衣的裁剪廢料)。

採用REFIBRA™ 技術的萊賽爾纖維是循環經濟的解決方案。source:TENCEL


牛奶纖維MILK FIBER
牛奶蛋白纖維是由牛奶酪蛋白以合成製造的。牛奶纖維是100%自然纖維,柔軟平滑,具有溫度調節特性。因為有天然抗菌效果與高度親水性,所以親膚,適合皮膚敏感者穿者。
牛奶纖維最初並不特別以環保方式製造,今日的牛奶纖維QMILK®在製程中顯然更注重環保與永續,包括它是使用非食用牛奶(食材廢棄物),也就是生產牛奶的副產品,並限制化學物的使用。製造1公斤的QMILK®纖維只需使用2公升的水,加上它是自然纖維,可完全生物分解,可以和自然或合成纖維混紡製成理想的材質。

大豆絲SOY SILK
大豆纖維布料是以黃豆殼製成,基本上是生產豆腐的副產品(廢棄物),因為其性能,常被稱為是“植物喀什米爾”,或“大豆絲”。大豆蛋白在液化後拉伸成為長而薄的長纖絲,再經切斷加工,過程雖會使用化學物,但大部分可以回收再用。這種可生物分解的布料透氣、平滑如絲,含有滋潤的氨基酸因而親膚。

人造蜘蛛絲ARTIFICIAL SPIDER SILK
蜘蛛絲性能優異,是自然界最堅韌的材質之一,比鋼堅硬,比Kevlar(製作防彈衣材質)強韌,可以延展到自身數倍的長度才會斷掉。因此之故,在實驗室複製蜘蛛絲是數十年來引起材料科學家高度興趣之事。
人造蜘蛛絲是以細菌產生的人造蜘蛛蛋白質為基礎,紡成高機能性的紗。這種紗適合肌膚高度敏感者穿著,可控制濕度,100%生物分解。正在開發人造蜘蛛絲的有瑞典生技公司Spiber Technologies AB、德國AMSilk公司的Biosteel®纖維,以及美國Kraig Biocraft Laboratories及Bolt Threads,日本的Spiber…等。

蓖麻油CASTOR OIL
以蓖麻油製成的生質性尼龍絲與尼龍薄膜,完全使用再生資源,用水量少,也不會縮減糧食用的可耕地。
蓖麻油的生物質來源是蓖麻子,它是一種非糧食作物,不需要太多的水便可生長。蓖麻油的聚合物會在無溶劑和無PFC的製造工法之中與尼龍混合。義大利公司Fulgar開發出一種源自蓖麻油的生質尼龍EVO®,超輕、高伸縮性並確保最大的舒適度,同時不失環保意識。而且將生質尼龍薄膜貼合在尼龍布表面,就可製造單一成分可回收再利用的兩層與三層尼龍布,形成閉環式循環。

咖啡油COFFEE-OIL
尼龍薄膜也可以部分採用咖啡油製成。S.Café®(興采公司)的AIRMENTM薄膜以從咖啡渣提取的咖啡油取代25%的石化燃料。相較於傳統薄膜,咖啡薄膜提供兩倍的異味控制效果,也是達成永續的替代選擇之一。2020年興采更推出環保升級版的AIRMEM™-X,將回收工業廢料加上非糧源生質咖啡油,共可取代46%石油用量;另AIRMRM COLORSHELL色膜系列搭配solution dyed面料,不僅提供多種顏色選擇,也節省染整用水。

咖啡油生質薄膜可以減少石化原料的使用。source:Singtex


紗線內建成分添加技術IN-YARN TECHNOLOGIES

大部分的自然添加劑,包括植物性、有機&礦物性的成分,都可以內建在合成纖維與自然人造纖維(例如纖維素成分的黏液纖維或lyocell內),提供額外的健康舒適感。以內建方式在紗線結構中添加的自然成分,比化學表面塗佈具有更耐久的性能。
海藻&海草ALGAE/SEAWEED
海草質純,富含諸如維他命、微量元素、胺基酸及礦物質等物質。海草所含物質可以保濕肌膚,有助活化細胞再生,紓解肌膚疾病,降低感染並止癢。高度抗的氧化力亦可保護肌膚對抗有害的自由基傷害肌膚細胞。
內建海草成分的例子有SeaCellTM,這是使用lyocell製程的健康纖維,採用來自冰島的原生有機海藻為原料。海草的收集經認證是永續的收穫。肌膚自然的濕潤程度促發纖維與肌膚間有益物質的主動交換,提供明顯的健康感。

海藻纖維取材海草與木漿。source:smartfiber AG


咖啡渣ROASTED COFFEE GROUNDS
咖啡豆烤過以後會膨脹,代表豆內的空間會擴展。烘培後咖啡渣的微孔會吸收異味並反射紫外線光。興采公司的S.Café®布料科技將咖啡渣(消費過的咖啡廢棄物)融入聚酯紗的表面,改變了紗的特性,與棉紗相較,乾燥的時間可以快達200%。

咖啡因CAFFEINE
咖啡因可讓脂肪細胞脫水,形成贅肉縮小的外觀。咖啡因內含的抗氧化劑會攻擊自由基並殲滅之。

蘆薈ALOE VERA
蘆薈的舒緩抗菌特性有助傷口消毒,並普遍用於治療曬傷。蘆薈以滋潤性質著稱,富於維他命C與E,亦有助預防自由基分子對身體的傷害。蘆薈能促進膠原蛋白的產生,保持健康肌膚,可以抗老化,用於布料能讓材質如絲般觸感柔軟。
例如,功能性布料品牌M.I.T.I. spa打造了一系列具壓縮效果的高彈性布料,使用內含蘆薈與咖啡因等自然成分的NOVAREL美容纖維,十分適合用於塑身衣。

摩洛哥堅果油ARGAN OIL
摩洛哥堅果油源自摩洛哥堅果樹的果實,含有維他命E與脂肪酸,具有無數護膚的好處,提供舒適感與滋潤效果,有助對抗肌膚乾燥問題。

牡蠣殼OYSTER-SHELL
Seawool布料(誠佳科紡)以升級再造的牡蠣殼(食物廢棄材)製成,這些蚵殼是在台灣的養蚵場環保回收而來,透過高溫與奈米技術處理成為蚵粉,內建於回收廢棄寶特瓶再生的聚酯纖維內。
Seawool可自然防止布料內細菌產生的異味,讓布料及成衣保持清爽味道。Seawool抗靜電,觸感柔軟,自然隔熱,讓身體在低溫時保持溫暖。

Seawool可做為取代羽絨衣材質的替代品,且價格僅羽絨的1/10。source:Creative Tech Textile Co.


海洋膠原蛋白OCEAN COLLAGEN
海洋膠原蛋白胜肽胺基酸同樣是採用食材廢棄物—魚鱗,利用超分子技術升級再造製成,具有滋潤、低過敏性及自然防臭的特性。台灣的博祥國際公司以回收的廢棄魚鱗升級再造成為紡織成分,製成纖維,同時也打造出一種適合低敏性護膚產品的親膚材質UMORFIL(優膚美)。這種膠原胜肽目前已與聚酯、尼龍、及黏膠纖維結合,推出Umorfil T、Umorfil N6U、及Umorfil Beauty Fiber系列產品。

仿生功能性纖維UMORFIL具有高親膚性與永久防臭功能。source:UMORFIL


玉石JADE
玉石具有非常低的導熱性,代表它吸熱的速度非常慢,即使在很熱的環境下也需要長時間才會變暖,因此,以含玉為特色的布料可維持相對長時間的人體涼爽。

活性碳ACTIVATED CARBON
活性碳有數十億個微孔,巨大的內在表面,讓它擁有出色的吸濕力與防臭性。活性碳可直接應用在布料表面,或內建在纖維內。活性碳可以從不同的原料中產生,例如木頭、煤炭、椰殼,或是米糠。這是一種大多來自食材廢棄物的自然再生資源,能保持衣服舒適、清新與無臭。

稻殼TRIPOROUS
由Sony開發的一種由廢棄稻殼為原料的創新環境永續纖維素材 Triporous,是一種多孔的碳材質,具有獨特的微細構造。除了一般活性碳的微孔洞(2 nm以下)之外,Triporous並有許多2~50 nm的中孔洞(Mesoporous)及50 nm以上的大孔洞(Macroporous)複合存在。特殊的構造使得材質容易吸收大分子重量的物質,而這類物質迄今很難為傳統材質所吸收。將Triporous粉末與嫘縈結合,可製成持久防臭的纖維。

TriporousTM 有三種不同尺寸的孔洞,相較於傳統的活性碳濾網,較大孔洞能阻擋的有機物質包括細菌和病毒、大型蛋白質如一些過敏原和酵素、以及各種大型有機分子。source:Sonyspan>


環保後處理NATURAL FINISHINGS

將自然成分以表面加工方式應用在紗線或布料上。表面加工的優點是在成品完成後,利用簡單的後處理即可為產品添加附加機能,而不需使用內建在紗線內的技術。

吸濕排汗WICKING
瑞士公司Beyond Surface Technologies AG提供名為miDori® bioWick的吸濕排汗有機添加劑,其以植物種子油為基底(生質廢棄物成分),與一般原油提煉的藥劑相比,miDori® bioWick可自然分解,減少碳足跡。

防臭ANTI-ODOR
二氧化矽(砂子中的主要成分)會捕捉與分解來自人體、煙灰、油煙,或其他有味道環境的異味。例如,Polygiene開發的Odor Crunch©技術,不使用殺生物劑(Biocides),而是由二氧化矽和水組成,以兩步驟的過程去除異味:1. 引起異味的分子會附著改性後的二氧化矽分子上;2. 一旦異味分子被吸附,會被催化裂解,變成更小的無氣味分子,永久消除異味。

撥水性WATER REPELLENCY
有機蜂蠟是天然的撥水劑,不含有害環境物質。為了符合有機標準,蜂巢三哩內的土地不可使用化學物,三哩,是蜜蜂的飛行半徑範圍。

【結語】除了永續的產品選擇與透明的環保製程,今日許多品牌認為降低化學物的使用,同時又能達到成衣的特定機能是必要的。
這篇報告除了介紹各種自然纖維,還有具有功能性的植物或動物來源萃取物。因為許多植物、礦物及有機萃取物含有的化合物,即具有抗菌活性、恆溫或滋潤等特性。我們也相信,未來仍有許多新的自然物質有待發掘應用於成衣產業。
而且如果這些自然成分源自食物製造過程的副產品,還能有助食材廢棄物升級成為紡織成分,離循環經濟又更近一步。

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