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化學材料與生活：環保性新纖維素材

92/02/19 9853

吳文演｜遠東企業研究發展中心

人類生存的地球正面臨著前所未有的浩劫

地球上的人口不斷增加，各國為了提升人民的生活水準，積極地發展工商業。生產與消費的結果，大量廢棄物也隨之產生，不僅增加了環境的負荷，對地球的公害也日益擴大，所有的生產者與消費者都是環境污染的加害者，也是被害者。今日地球面臨的危機，諸如臭氧層出現破洞、地球溫暖化、資源短缺、自然環境被破壞與污染等，若未獲改善，數世紀後，整個地球的環境勢必遭污染破壞殆盡。如何節約能源，將資源性廢棄物回收再利用，避免有害物質的排放，以防止地球生態環境的持續惡化，實有賴人類環保觀念的提升，消費型態的改變，政府環保政策的推行，以及國際間環境公約的制定。

環保纖維對防止地球環境持續惡化的貢獻

早期的纖維工業，確實對環境造成相當程度的傷害。在環保訴求的聲浪中，歐、美、日等國相繼針對能源節約、廢棄物再利用與污染防治等有效降低環境污染的措施進行研究外，並開發出各種環保性的纖維製品，以防止大氣、河川、海洋與大地的污染，抑制臭氧層破洞持續擴大，避免地球溫室效應的進一步惡化。以下僅就今日纖維工業對地球環境維護所做的貢獻，略述於后。

纖維製品的回收利用與再資源化

纖維製品在生產與消費後，會產生大量的廢棄物。一般而言，纖維製品廢棄物可透過資源回收利用、中古衣料處理（救助，贈與…）與焚燒掩埋等方式處理，其中以焚燒掩埋的比率較高。目前歐、美、日等國已重視回收再使用與再生利用的問題，並著手推動纖維回收利用的綠化運動，期能提昇升收利用率。

目前回收再利用纖維製品，且已商品化者，有日本倉敷公司的產品，係以寶特瓶為原料製造再生纖維，所生產的綠色商品。其步驟是先將寶特瓶的蓋子與標籤清除洗淨，以利粉碎切細與加熱熔融，然後抽絲、紡紗、織造與加工成布，最後製成衣料服飾。

寶特瓶再生纖維可製成Ｔ恤、帽子、手套、套頭毛衫、運動服、夾克、手提袋、地毯等產品。日本郡是（Gunze）公司將寶特瓶再生衣料瑞普特（Repet）製成套裝、夾克、西服等服飾，其上掛有綠色（回收利用）的標籤。未來如果能在設計、品質與成本上，做更進一步的開發與改善，相信再利用的商品將在市場上占有重要的地位。

環保性新纖維素材的開發與應用

環保性萊賽洛（Lyocell）∕天絲棉（Tencel）再生纖維素纖維　具有生物可分解性的合成纖維（PET或耐隆）及纖維素纖維等環保性素材，將是廿一世紀受歡迎的原料，但前者仍在開發階段，尚未成熟，此處暫不討論。新製程的萊賽洛／天絲新纖維素纖維，由於製程短（為一般的八分之一）、污染性低、生物可分解性佳，以及黏液嫘縈的收縮率、耐拉力與染色性獲得改善，若將此類纖維朝功（機）能性的素材開發（如東洋紡的鐵氟綸（Tafran）難燃纖維，富士紡的曲多玻麗（Chitopoly）抗茵防臭纖維），或改變斷面形狀（如英國維勒富特（Viloft）生產的中空膨脹纖維），勢必是廿一世紀最具潛力的環保性產品。目前除製做衣料外，在不織布、特殊用紙（紙鈔）與工業用途上，亦倍受矚目，相關產品的應用與市場發展潛力，正逐步擴大中。

生物可分解性聚乳酸纖維雷克崇（Lactron） 聚乳酸纖維雷克崇係以由玉米等物質的澱粉中所獲得的乳酸，經縮聚合而成。使用後被廢棄時，可藉由土壤中的微生物分解成水和二氧化碳，所產生的二氧化碳，又可以透過植物的光合作用加以吸收，不會對地球環境造成污染，是一種完全自然循環型的生物可分解性纖維。

由於聚乳酸纖維具有高結晶性與高配向性，所以它既耐熱又耐拉，利用一般熔融紡絲法即可製得各種長、短纖維製品，適用於針、梭織物。但不耐鹼劑，無法進行鹼減量加工（將纖維浸於某濃度之NaOH鹼液，使其重量減少之加工稱之）。當廢棄時，土壤中的微生物所分泌的水分解酵素，會將纖維表面的高分子鏈切斷，生成低分子化合物；纖維中的非結晶部分會先行分解，因而發生裂痕孔洞，表面呈現侵蝕縐紋，最後變成水及二氧化碳。一般而言，約經一至二年即可完全分解，不會污染大地。

環保性中空纖維膜　目前被廣泛利用於工業、醫療與環保上的中空纖維膜，乃是利用中空纖維的中空與多孔特性，依微粒大小，藉各種過濾或逆滲透法以達到分離與濃縮的目的。中空纖維膜可用在血液透析、血液分離、純水製造、海水淡化、污染氣體分離與有毒的污染液/固體分離等，亦可濃縮有用物質加以回收利用，而達到環保的目的。

用於防止大氣污染的環保性纖維　燃燒廢氣的過濾袋：一般是在戴奧辛較少，且低於攝氏200度以下運轉時，始能使用纖維濾袋將燃燒廢氣的微粒煤塵予以收集分離。而垃圾焚化爐的集塵裝置，乃是先藉靜電集塵機處理後，再經濾袋集塵。濾袋用纖維需具耐熱性與耐化學藥劑性，如金屬纖維、玻璃纖維、側位芳香族聚醯胺、聚醯亞胺與聚苯硫等纖維。

空氣淨化用靜電纖維：乃利用極細聚烯烴纖維的靜電力，將大氣中的帶電次微粒子予以收集，使空氣淨化。此種靜電集塵纖維具有低壓力損失，高凝集效率，容易更換清理等優點，適用於空氣淨化的過濾器。

交通用空氣濾清與溶劑回收用活性碳纖維：一般利用聚丙烯、縲縈與瀝青系等纖維，在惰性氣體中，加熱分解形成碳材料，再在高溫及含活性氣體下進行活化，形成活性碳纖維。亦即經過穩定化、碳化與活化工程後，纖維具有每克1,000到1,600平方公尺的高表面積比，與5到100埃（1埃＝10^－10米）孔徑的多微孔構造等特性，係一種優異且多用途的吸附材，可廣泛應用於氣相或液相的吸附，其用途有溶劑回收利用、有害煙霧或氣體的去除、冷藏庫或任何住屋的脫臭、淨水、防毒面罩與醫療衛生材等。

防止海洋油污用纖維：當油輪或船艦因事故而造成原油或其他油類污染大海時，可使用如耐隆織物的隔油牆，以阻止油污的擴散，亦可使用如PP纖維、木棉纖維、天然棉不織布，或亞克力系低架橋密度聚合纖維等油吸附材，由於這些資料質輕故可浮於水面，又能充分吸附油污，可有效降低油類對海洋的污染程度。

地球環境的改善，靠全人類的共同努力

在我們賴以生活的地球外圍的臭氧層破洞日益加大，二氧化碳所導致的溫室效應越來越嚴重，空氣與水的污染無法有效改善的際，從事纖維研發與創新的專家學者，以捨我其誰的使命感，遵循省能、省資源與產物可分解的基本要求，投入環保素材的研究，陸續開發出大氣／水質污染防止纖維、高性能再生/再利用纖維製品、美化大地／土壤安定的地工織物等，對地球的生態環境保育有其一定程度的貢獻。要讓我們的後代子孫，擁有一個適宜的生活環境，除了靠專家學者研發環保產品外，更重要的是每一個人環保觀念的建立，從生活型態上確確實實地執行環保的工作。

資料來源

《科學發展》2003年2月，362期，12 ~ 17頁

污染(7) 臭氧層(6) 溫室效應(64) 科發月刊(5221)

化學材料與生活：環保性新纖維素材

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