生物多様性と繊維製造用のバイオエンジニアリング材料の台頭

持続可能性を推進する研究団体であるTextile Exchangeによると、2020年の世界の繊維生産量は約1億1000万トンに増加したと試算されている。これは、2009 年以来、繊維市場の規模がほぼ 2 倍になったことを示しています。

世界の衣料品消費量は年間8,000万点から1億5,000万点と推定されており、衣料品が5着生産されるごとに3着が埋め立て地に送られ、そこで合成繊維は数百年にわたって残り、マイクロファイバーは地表や大気中に浸出します。劣化する。私たちは大量に消費するコア繊維を早急に再考し、再設計する必要があります。

責任を持って調達された持続可能な素材は世界的に依然として不足しており、繊維産業は複数の市場分野にわたる世界のサプライチェーンに必要な量を生成（またはリサイクル）することがまだできていません。ファッション業界が脚光を浴びることが多い一方で、すべてのテキスタイルは長期的には循環型にならなければなりません。私たちは今、解決策を提供するために科学に頼らなければなりません。バイオベースの代替品の世界では、研究開発への重点がこれまで以上に集中しており、気候危機が拡大するにつれて、次の 2 つの主要な問題の解決策が緊急に求められています。

まず、再生可能で、集約的な農業や有限な資源の枯渇の影響を受けない新しい原料を発見することです。そして第二に、生分解性であり、拡大し続ける繊維、ファッション、装飾品産業から蓄積される廃棄物の山に影響を及ぼさない繊維生産用の新しい原材料を生産することです。

再生可能な原料

環境に優しい原料の探求には、綿や絹などの伝統的なセルロース系成分の代替と、持続可能なポリエステル生産のための有機ポリマー原料の代替という 2 つの異なる分野があります。

従来のセルロース系代替品に関しては、多数の生分解性ソリューションの導入により大幅な進歩があり、この儲かる材料市場では科学の進歩が加速し続けています。

以下に、現在提供されている新製品の一部を詳しく説明します。一部は拡大して特定の市場や用途を支配するものであり、その他は衰退するものです。しかし、最も重要な要素は、その出現とその生産の拡大、そして採用の増加に伴う広範囲での入手可能性です。

バナナ繊維: Bananatex® は、自然に栽培されたアバカバナナ植物だけから作られた世界初の耐久性のあるテクニカルファブリックです。持続可能な農業と林業が混在する自然生態系の中でフィリピンの高地で栽培されるこの植物は自給自足しており、農薬、肥料、余分な水を必要としません。

海藻繊維: Keel.Labs (旧 AlgiKnit) は、昆布ベースの繊維が、汎用性が高く持続可能な無毒でカーボンニュートラルな素材を提供することで、ファッションの環境への影響を劇的に変えることができると考えています。ケルプは、海岸近くの密な水中森林に豊富に生育する大きな藻類です。 AlgiKnit は、地球上で最も急速に成長し、最も再生可能な生物の 1 つである昆布を、衣類、アクセサリー、履物に利用できる機能性繊維に加工します。

ネトルサークルは、多用途で高性能、円形で、樹皮から最終消費者製品までHaelixaマーキング技術で追跡可能な持続可能な再生天然繊維を提供しています。この次世代の天然繊維は自生的に成長し、生態学的フットプリントを最小限に抑えて栽培することができます。

大豆タンパク質繊維は、大豆の不溶性部分であるおからから作られ、豆腐や豆乳の製造の副産物であるため、環境に優しく生分解性です。ソイシルクとして知られるこの生地は滑らかで柔らかく、湿気を素早く吸収し、放出する繊細な生地を作り出します。縮みやしわになりにくく抗菌特性があり、ドレープ性や強度を高めるために他の繊維とブレンドされることがよくあります。

中国が最大の生産国である竹織物は、環境に優しく、持続可能で、責任を持って調達されています。竹は農薬や過剰な水、手入れをしなくても急速に成長します。竹は再生が早く、成長する過程で空気もきれいにしてくれます。竹の繊維は、細い糸になるまで葉を操作することによって作られ、その後、布を織ったり編んだりするための糸に紡がれます。竹はイネ科の中で最大の植物で、高さは35メートルにも達します。これらは世界で最も早く成長する木本植物です。この成長速度の速さと、さまざまな気候で成長できるという事実により、竹は持続可能で多用途な資源となっています。

ポリエステルにスポットライトを当てますが、注目すべき新開発は何ですか?循環型または代替ポリエステル繊維生産のための、再生可能で生分解性のポリマー原料の開発は大幅に進歩しました。

有機ポリマー原料

有機ポリマーは生分解性で再生可能なポリエステルの重要な供給源であり、現在世界中で集中的に開発されています。これらのイノベーションのいくつかについては、以下で詳しく説明します。

PLA (ポリ乳酸) は、毎年再生可能な資源から作られたバイオベースのリサイクル可能かつ生分解性ポリマーであり、従来のプラスチックと比較して二酸化炭素排出量を削減します。オランダに本社を置く TotalEnergies Corbion は、タイのラヨーンで年間 75,000 トンの PLA 生産施設を運営しており、最近、フランスのグランピュイに第 2 工場を建設する意向を発表しました。

ポリブチレンサクシネート PBS は、最近のバイオテクノロジーの進歩のおかげで、化石燃料ではなく再生可能な植物源に由来するいくつかのモノマー (材料の構成要素) を組み合わせることによって製造できます。したがって、Kintra は石油の代わりにトウモロコシと小麦由来の砂糖を調達して樹脂と繊維を製造し、これらはポリエステル、ナイロン、その他の合成材料と同様の溶融紡糸プロセスを経ます。マイクロプラスチック汚染の問題を引き起こすことなく、同等の外観、感触、性能を提供します。

リサイクルと循環経済の新たな展開

繊維製造業界では、イノベーションと本格的な機関投資が課題を前進させ続ける中、低炭素循環経済の追求がますます進んでいます。要約として、リサイクル分野における最新の開発と革新のいくつかに注目します。

PETリサイクル：韓国の化学会社SK Geo Centric（SKGC）は、SUEZおよびLoop Industriesと提携して、ヨーロッパにポリエチレンテレフタレート（PET）リサイクル施設を建設した。この合弁工場では、欧州市場向けにバージン品質の完全リサイクルPETプラスチックとポリエステル繊維を700億トン生産する予定です。

Circulose: Renewcell は、世界の繊維産業をより良い方向に変えるという使命を持った独自の技術と世界クラスの人材チームを備え、急成長しているスウェーデンの繊維リサイクル会社です。彼らは、2030 年までに毎年 14 億枚以上の T シャツに相当する量の T シャツをリサイクルする計画を立てています。彼らの製品は Circulose® と呼ばれ、100% 繊維廃棄物から作られています。ブランドは、化石油や綿などの影響の大きい原材料を繊維製品に置き換えるためにこれを使用しています。

Eastman Advanced Circular Recycling Technologies: Eastman は、フランスの素材から素材への分子リサイクル施設に最大 10 億ドルを投資する予定で、この施設では Eastman のポリエステル再生技術を使用して、年間最大 160,000 トンのリサイクル困難なプラスチック廃棄物をリサイクルする予定です。現在焼却中。

MyReplast™ Upcycling: MyReplast Industries は、NextChem が管理する Maire Tecnimont グループ会社で、エネルギー転換のロードマップ上の「循環経済」クラスター内に位置しています。プラスチック廃棄物のリサイクル事業を行っている同社は、廃棄物中に存在するさまざまなポリマーを分離し、結合できるグループ所有の技術を活用しています。光学的選択段階（ポリマー別および色別）とその後の配合ステップを通じてポリマーを分離し、さまざまな用途分野でバージンプラスチックを置き換えることができる高品質の顆粒を製造します。

酵素工学: Protein Evolution の技術は、何千万もの固有の酵素を繰り返しテスト、評価、マッピングして、廃棄物を再利用可能な化学物質にリサイクルする最も効果的な方法を特定します。このアプローチは産業の脱炭素化に役立ち、企業、コミュニティ、政府が今後数年間で世界的な持続可能性の目標を達成する必要があるため、新興バイオエコノミーに大きな影響を与えるでしょう。 Protein Evolution チームは、タンパク質工学と材料イノベーションの限界を押し上げる著名な研究者と連携して取り組んでいます。同チームは、繊維と混合プラスチック廃棄物のリサイクルと変革を求める世界的な消費者ブランドのニーズに対応するため、2022年末までに初の商業パートナーシップを立ち上げる予定だ。

より良い世界のためのバイオソリューション

装飾業界とファッション業界を見ると、再生可能技術への努力、革新、投資のパノラマは本当に印象的であり、非常に短い期間で顕著な進歩を遂げています。

対応できる時間は限られており、地球のための選択肢は尽きており、積極的に役割を担うプレーヤーや投資家が不足することはありません。これは数十億ドル規模の新興産業であり、地球と投資家の両方に大きな見返りをもたらします。

化石燃料に代わるバイオベースの代替燃料ハルマゲドンは、繊維産業に真の前進の見通しを提供します。酵素から植物ベースの原料に至るまでの実質的な環境の進歩は、材料科学と私たちが消費する繊維の新たな展望を示しています。その結果、印刷に利用する技術や化学も変化することになります。

私たちの業界にとって今はエキサイティングな時期であり、今後数年間にわたって大きな良い変化が見られることを楽しみにしています。

Texintel との提携により公開された共同コンテンツ: https://www.texintel.com/blog/the-rise-of-biodiversity-and-biomaterial-science-for-the-textile-industry

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