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身穿由二氧化碳所製成的彈性纖維

  • 陳其璐

德國阿亨工業大學科學家Pavan Manvi(右)與科思創研究員Jochen Norwig博士,手持著以二氧化碳為原料所做成的合成纖維原型。

科思創攜手德國阿亨工業大學的紡織科技研究所和不同的紡織業者,共同發展工業級的生產製程,並將目標放在製造可於在市場上銷售的纖維材料。目前已有兩項研究成功地透過二氧化碳製造彈性紡織纖維材料,取代部分原油成為新的原材料。此類創新纖維可應用於長襪和醫療紡織品上,將可能取代傳統以原油製成的彈性纖維。此種彈性纖維是由二氧化碳取代原油的化學成份所製造而成。這種稱為cardyon的前驅物先前已被應用於床墊的泡棉和運動場地板上,而現在則正應用於紡織產業中。

科思創執行長施樂文博士Markus Steilemann表示,那是更進一步與備受期待的方法,讓人更廣泛地運用二氧化碳作為化學工業的替代原料,同時擴展了原料的基礎。而我們的目標即是在循環經濟製程的應用中,使用越來越多的二氧化碳,以節省原油的消耗。

永續性的生產流程

此纖維是以二氧化碳作為原料的熱塑型聚氨酯TPU,透過熔體紡絲Melt Spinning的技術製造而成。製造過程中將TPU熔化後,擠壓成非常微細的絲線,最後再處理成紗線。相較於生產氨綸Elastane或彈性纖維Spandex等傳統彈性合成纖維所使用的乾式紡絲Dry Spinning,熔紡製程不需要使用對環境有害的溶劑。這是一種新的化學方法能夠將二氧化碳和基本原料混合,同時也比傳統彈性纖維材料更能減少碳足跡。

德國阿亨工業大學紡織科技研究所所長Thomas Gries教授表示,二氧化碳為基礎的原料將在不久的將來成為傳統彈性纖維的永續型替代材料。由於我們在產業發展和製程方面的專業,因此得以讓我們為紡織產業合力建構新原料的基礎。

使用二氧化碳作為原材料以生產熱塑型聚氨酯的發展已獲得歐洲創新及科技學院EIT贊助。此項發展將升格成「CO2Tex」計畫中的一部分,由德國聯邦教育研究部BMBF所贊助,以實現未來的工業生產。其中,「CO2Tex」隸屬於「BioTex Future」,並由德國阿亨工業大學所發起。

以二氧化碳為原料所製成的TPU纖維之所以特別的原因在於其具備彈性且可防止撕裂的特性,並且亦可應用在紡織纖維上。於此同時,紡織及醫學工程領域的開創公司已測試過二氧化碳為原料的纖維,並將其紡紗製作成襪子、壓縮腿套和貼布。於市場上推出以二氧化碳為原料的紡織材料,目的在於促進由永續資源製成的紡織及成衣產業材料的循環使用。