紡織業的淨零排放大作戰
紡織業轉型 迎向永續淨零
擴大使用回收材料 推動製程低碳或零碳排改善 產業發展循環經濟加速度
《台灣2050淨零排放路徑及策略》中,紡織被列為重點淨零轉型產業之一,包含像是提升循環再生材料作為替代原料的循環經濟,與製程低碳或零碳排改善等,為台灣紡織業界努力的目標。
台灣是人造纖維的主要供應方,其中服飾品中最常見的聚酯及尼龍纖維,台灣均位居全球重要供應國,僅次於中國大陸、印度/美國。由於循環再利用技術有一定門檻,根據紡織交易所調查統計,2021年各類回收纖維的比重均相當低,僅聚酯類中回收聚酯占一般聚酯比重達15%,且回收聚酯在過去十年使用量只提升4%,預估2023年總使用量約6,540萬噸的全球聚酯纖維,只有6%(約1,046萬噸)的聚酯原料來自回收再製,且當中有99%為聚酯寶特瓶,而非產量最大且廢棄量日益成長的紡織品。顯示紡織品回用不但需要擴大回收料源,回收後的廢棄紡織品如何處理與再利用,更是產業必須面對的問題。
許多紡織品回收再利用系統的研發與建置正如火如荼進行。日本尤尼吉可(UNITIKA)株式會社2010年起將使用過的制服回收再製纖維,轉化為不織布毛氈,用於家飾地毯和汽車內裝材;新加坡南洋理工大學與皇家金鷹集團2022年8月成立「永續紡織品研究中心」,投入400萬美元,進行為期五年針對來自植物端的嫘縈纖維、黏膠纖維和棉花研發纖維分離方法、染料去除技術及紡織品廢料自動分揀系統,以提升紡織品回用率。
歐盟2020年12月啟動「新棉花專案」,包括品牌商、製造商、回收商皆參與其中,採用芬蘭循環時尚紡織技術集團(Infinited Fiber Company)的專利技術,將含棉質的紡織廢料,轉化為外觀和觸感都像棉花的Infinna™纖維。其近年也和adidas、ZARA的母公司印地紡集團(INDITEX)、TOMMY HILFIGER母公司PVH Europe、戶外知名品牌Patagonia和時尚集團BESTSELLER合作回收再製服飾,預計2024年在印地紡集團資助下於芬蘭投產。
近年來品牌加深環保材質的使用比重,根據財團法人紡織產業綜合研究所(紡織所)研究資料顯示,以受都會女性青睞的全球指標性瑜珈運動服品牌Lululemon為例,2018至2023上半年的服裝新品中採用「回收聚酯」的比例逐年成長,2019年以前僅見少數「回收聚酯」材質服飾,但2021年起至少50%以上的款式導入回收再生纖維,至2023年上半年已超過70%的款式有採用回收聚酯,顯示品牌正以具體行動支持國際永續目標。
台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達70%,更應關注國際戶外及運動品牌發布之淨零碳排承諾與目標。如法國運動用品連鎖通路品牌迪卡儂2019年與科學基礎減量倡議目標(SBTi)合作,目標2026年溫室氣體排放密度相較2016年降低53%,其中90%的供應商均納入評估範圍。代表台灣紡織業者若欲保有國際市場競爭力,透過低碳材料與綠色製程來開發低碳紡織品刻不容緩。
織物除要達到從材料到材料的循環外,製程中從上游原物料、中游紡紗與織布、下游染整與產品等,每一階段從都需進行綠色改造,例如紡織業占工業用水比例達6.2%,位居國內六大高耗水產業之列,染整是紡織產業中最耗能、耗水的一環,如何改善國內染整製成朝無汙染、低能耗,是紡織業需面對的重要課題。
經濟部產業技術司推動國內紡織產業發展,如支持紡織所研發「數位噴墨機能面料技術」建立超低用水染色與整理技術、「高色牢度螢光色紗紡織品」從紗線源頭創新研發讓後道紡織過程毋須用到染整技術、以回收紡織品研發「再生聚酯纖維技術」,解決再生料源工程與品質問題等;工研院研發「微生物染料開發與纖維應用」取代易汙染環境的化學染劑、「聚酯織物化學解聚與循環應用技術」解決廢衣物的纖維顏色混雜而難以回收再利用的問題;紡拓會「TPEE低熔點熱熔貼合膠材技術」以聚酯同質易回用特性,開發紡織品綠色環保材料並以無縫貼合技術,促業界開發耐水洗可回收的新產品。
科技專案正積極力促國內法人從原料、製程到產品為紡織業綠色轉型,攜手廠商為國內紡織業創造永續新商機。
(作者張婷婷;經濟部產業技術司ITIS計畫研究成員)
再生纖維 廢品變黃金
哥本哈根時尚高峰會議2017年的產業報告曾提出,每年約有9,000萬噸的紡織品被丟棄,其中逾80%未被回收或再利用,直接進到掩埋場或焚化廠處置。如果紡織產業按照當前速度發展,廢棄量的數字到2030年將會膨脹至13,400萬噸。換言之,衣服從原物料取得、生產製造、消費使用到最終丟棄,這趟線性的旅程不僅耗費地球許多資源,更對環境造成汙染與負擔。紐約時報就曾以揶揄的口吻報導:未來考古學家可能會在垃圾場研究快時尚時代的紡織品。
紡織品中使用量最多的材質是「聚酯」,而該材質與我們熟知的寶特瓶相同,以往紡織產業所使用的再生纖維,多為廢棄寶特瓶回收再製而成,台灣也因再生聚酯纖維品質優良,奠定在國際品牌供應鏈關鍵角色。然而,當前國際諸多服飾品牌,如Nike、adidas、The North Face等,紛紛呼應聯合國永續發展目標且落實淨零排放,宣示逐年增加服裝新品中綠色再生材料使用比例,導致寶特瓶再生纖維面臨供不應求窘境。
經濟部產業技術司為協助國內廠商接軌國際,搶攻全球回收纖維商機,著手投入紡織品回收再製纖維開發,期望以回收紡織品為再生料源,落實紡織業從纖維到纖維(fiber to fiber)的封閉循環圈。運用科技專案支持紡織所研發「再生聚酯纖維」技術,解決紡織成衣因追求時尚及穿著舒適性,常以不同顏色、不同材質紗線編織設計,且具備織物不易分離且水洗不掉色品質,導致舊衣回收後,難以循環再利用的問題。
「再生聚酯纖維」技術以低能耗且潔淨製程,實踐高效率異材質分離與聚酯脫色等資源化處理,且延伸製作成再生聚酯纖維,重新回歸高值化紡織成衣旅途,不僅降低廢棄紡織品因掩埋或焚燒所對環境衝擊,更落實資源利用最大化,實踐點石成金的價值。
除瞄準再生纖維,在淨零排放趨勢下,以天然材料製作為纖維也是一項選擇,尤以不影響消費性食材的農作廢棄物更是首選。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多醣,各種木材都含有大量的纖維素。
麥稈、稻、甘蔗渣、棉花、亞麻和黃麻都含有大量優質的纖維素,其中以棉花的纖維素含量最高,達90%以上,為天然的最純纖維素來源,也因為棉花吸水性強且親膚性佳,早已廣泛應用於各類紡織品,全球每年產量達2,500萬噸。
台灣雖非棉麻生產大國,但台灣素有水果王國之稱,其中鳳梨年產量約40萬至50萬噸,鳳梨本身果肉具食用營養價值外,相對也產生很多農業廢棄物鳳梨葉。
經濟部產業技術司在多年前就以科技專案,支持紡織所研發「鳳梨纖維素織物」,針對鳳梨葉進行前處理開發,成功萃取高品質纖維素,再透過既有紡絲成型技術,實現鳳梨纖維素纖維,已廣泛應用於成衣與鞋子。有別於東南亞傳統手工或勞力密集半自動機械生產模式,國內的技術更可擴大量化生產且具經濟規模。
台灣雖然不種植棉花,但透過自身農作廢棄物,再次成功點石成金,自主開發高品質纖維素纖維,符合永續循環議題,已吸引國際服飾品牌探詢,成功為紡織產業找到轉型出路。
(作者梁乃允;經濟部產業技術司永續性紡織品產業鏈減碳技術開發計畫主持人)
染整升級 省水大作戰
紡織品是民生不可或缺的必需品,卻也是高耗能產業,占全球碳排放10%,預估2030年台灣紡織品人均消費量是2014年的一倍,將產生更多廢棄物。台灣紡織業面臨國際品牌減碳承諾,從上世紀90年代即投入製程減廢、設備優化及自動化、生產管理系統建置等,達到紡織品染整用水量從每公斤耗用150公升,減少至每公斤僅需40至50公升,大幅降低水資源、能源及碳排放。
然而,隨著全球紡織品需求量因人口增加而逐年上升,染整技術必須有更重大的突破,才能在滿足人類對繽紛色彩的需求之餘,同時保護我們賴以生存的環境。
經濟部產業技術司因應紡織產業快速反應及環保低碳的產業趨勢,以科技專案支持紡織所開發出以噴墨染整的織物加工技術「數位噴墨機能面料技術」,改變傳統浸染高耗水耗能模式,徹底突破染整用水限制,並建立超低用水染整技術,可節水95%、節能85%、節省化學品35%,協助台灣紡織業者建立染整低碳新製程。
科技專案亦支持紡織所透過全球創新機能奈米化墨水技術,成功開發「機能色料墨水化技術」,為一款類染料墨水,可應用於各種纖維以噴代染色彩加工(Digital Tex);開發感濕變形墨水、親水墨水、疏水墨水、抗菌墨水、涼感墨水等應用於紡織品以噴代整機能加工;並開發獨步全球紡織用「精準噴塗布料技術」,應用於紡織品染色及機能加工,快速滿足客製化需求。
紡織所發展之精準機能噴塗布料打造快速排汗、具濕度調控的新機能布料Digital M。技術已移轉業界莎美娜公司以「AERODRY」品牌銷售,並透過超馬老爹羅維銘親身體驗及分享機能背心排汗效果,展現快速排濕、散熱、快乾等優異的穿著功效。
此外,因應品牌客戶高度客製化的產業趨勢,紡織所更建立全球第一條噴墨染色整理示範產線,透過數位供墨系統模組設計,結合局部噴塗及精準控制,提供業者高彈性、短交期、低成本之大量客製化服務。此小批量、快速供貨之產銷模式可望為機能性紡織品帶來快速反應的創新營運商機。
科技專案長期投入下,紡織所成功建立機能噴塗布料技術,包括創新材料設計、環保減碳新製程、快速反應營運模式、多機能紡織品設計創新等,皆扣合紡織產業發展的重大趨勢,也因此贏得多個國際大賽獎項。包括材料創新「變形功能樹脂」技術獲得2022 R&D100 Awards、工程減廢「隱形機能墨水」技術獲得2022 Edison Award銀獎、產品功能創新「機能墨水」技術獲得2022 iF Design Award、「3D Umbrella Effect Active Wear」技術獲得2020 FESPA Award等國際獎項肯定。
展望未來,紡織所將持續透過「以噴代染產業聯盟」推廣噴墨染整技術產業化,落實低碳產業,讓民眾留住生活的五彩繽紛,把水還給大地。
(作者蔡榮裕;經濟部產業技術司尖端纖維紡織關鍵技術開發計畫團隊成員)
本文同步刊登於2023/11/26經濟日報A11產業追蹤