綿のリサイクル
綿のリサイクルシンボル。

綿のリサイクルとは、綿布を他の繊維製品に再利用できる繊維に変換するプロセスです。[ 1 ]

リサイクル綿は、主に衣料品生産から出る余剰繊維廃棄物であるプレコンシューマー綿から作られています。[ 1 ]リサイクル綿は、古着など消費者から廃棄される繊維廃棄物であるポストコンシューマー綿から作られることはあまりありません。[ 1 ]リサイクルプロセスには、体系的な収集による綿繊維の品質の評価、材料の手作業による選別、機械的または化学的プロセスによる織物の再利用可能な繊維への分解が含まれます。[ 2 ]機械的プロセスでは、機械によって織物が個々の繊維に引き裂かれ、化学的プロセスでは、リヨセルプロセスやイオン液体への溶解などの化学反応プロセスによって織物の化学的特性が分解されます。[ 3 ] [ 4 ]化学的プロセスは商業的に使用されていないため、機械的プロセスが繊維をリサイクルする主な方法です。[ 5 ]

リサイクルコットンは、機械的なリサイクルによって繊維が短くなるため、バージンコットンよりも耐久性が低くなります。そのため、リサイクルコットンの耐久性を向上させるには、ポリエステルなどの追加素材を添加する必要があります。[ 3 ]そのため、リサイクルコットンは、カジュアルウェアや住宅建築資材など、高品質の綿繊維を必要としない製品によく使用されます。[ 3 ] [ 6 ]

原綿の収穫は、大量の水、エネルギー、化学物質を使用する資源集約型のプロセスです。[ 7 ]綿のリサイクルは、原材料ではなく既存の繊維から製品を作ることができるため、廃棄よりも持続可能な代替手段となり、原綿の収穫に必要な資源を削減できます。[ 7 ]しかし、綿のリサイクルには、問題の移転のリスクや収集された材料の輸送の影響など、意図された利益を超える可能性のあるコストが伴います。[ 8 ]研究者や政府は、リサイクル綿の収集プロセスの社会的影響を改善するための新しい技術と産業管理ソリューションを模索しています。[ 9 ]

原材料

収穫して綿糸や綿布に加工する準備が整った綿花植物の綿花ボール。

出発物質の組成

プレコンシューマーコットン

消費前の綿花廃棄物は、糸、織物、繊維製品の製造中に収集された余剰の繊維廃棄物であり、織物の耳や工場の裁断室から出る布の切れ端などがある。[ 1 ]リサイクル綿の大部分は、布の切れ端などの消費前の綿花から作られている。これは、切れ端は材料や染料が混ぜられていない可能性が高いため、リサイクル前に厳密に分類する必要がないためである。[ 1 ]

使用済み綿

使用済み綿とは、使用済みの衣料品や家庭用品など、消費者が完成品を廃棄した後に回収される繊維廃棄物のことである。[ 1 ]使用済み綿は、様々な色合いや混紡素材で作られており、リサイクル前に異なる素材を分別する必要があるため、リサイクルには手間がかかる。[ 1 ]使用済み綿はリサイクル可能であるが、使用済み綿から作られたリサイクル綿は、バージンコットンよりも品質がはるかに劣る可能性がある。[ 2 ]

資料収集

リサイクル材料の収集方法は、インターネットベースのリサイクル、ブランド主導のリサイクル、政府主導のリサイクルに分類できます。[ 4 ]インターネットベースのリサイクルは、衣類廃棄物をリサイクルしたい人と衣類廃棄物を収集しているグループとの間のコミュニケーションチャネルをインターネット上に構築します。[ 4 ]ブランド主導のリサイクルは、ファッションブランドがリサイクルを支援したり、衣類のリサイクルを監督したりするために自主的なプログラムを作成することです。[ 4 ]政府主導のリサイクルとは、政府が廃衣のリサイクルを促進する政策、法律、規制を実施することです。[ 4 ]

材料の選別

使用済みおよび使用済みの繊維製品を回収した後、繊維製品は手作業で再利用可能グループと廃棄グループに分類されます。[ 4 ]再利用可能な繊維製品を手作業で分類できるサブカテゴリは最大350に及ぶため、この分類プロセスは労働集約的です。[ 4 ]

手作業による選別の効率の低さを解決する一つの方法は、繊維製品の認識と選別のプロセスを自動化する近赤外線分光法（NIRS）です。 [ 10 ] NIRS分析装置は、繊維製品のコーティングと仕上げを感知することで、繊維製品のグループを識別します。[ 11 ]

品質評価

綿廃棄物を高品質の製品にリサイクルするためには、綿廃棄物の品質が最終的な製品の品質を損なってはならない。[ 12 ]リサイクル綿の品質評価のための特定の指標はないが、綿廃棄物繊維がリサイクルにどの程度適しているかを判断するために、さまざまな品質指標が適用されている。[ 13 ]

綿繊維の品質を測る一般的な指標は、繊維品質指数（FQI）と紡糸一貫性指数（SCI）である。[ 14 ] FQIは綿繊維の強度、平均長さ、繊度に関連しており、SCIは上半分の平均長さ、均一性、繊維の色などの特性を考慮して綿の紡糸性を判定する。[ 12 ] [ 14 ]綿廃棄物のさまざまな特性に関するデータを取得するための標準化された機器は、Uster HVIマシンである。[ 13 ]

プロセス

機械的リサイクル

機械的リサイクルとは、織物を繊維に細断し、化学薬品を使わずに再び糸に紡ぐプロセスである。[ 2 ]綿を機械的にリサイクルすると、通常、繊維の長さが短くなり、最終製品の品質に影響を与える可能性がある。[ 15 ]リサイクル綿は、バージンコットンやオーガニックコットン、ポリエステルなどのキャリア繊維と混紡され、より高品質な製品が作られることが多い。通常、リサイクルリングヤーンを製造する際には、リサイクル繊維の含有量は20％だが、Recover、 Rieter、Polopiquéの提携により発表されたように、この分野の最近の進歩により、品質を損なうことなくその数を40 ％まで増やすことが可能になった。[ 16 ]

リサイクルに先立ち、繊維製品は再染色を避けるために、まず構成別に分別し、次に色別に分別する必要がある。使用済みリサイクル綿の機械的な製造工程は、まずジッパーやボタンなどの繊維以外の部分を取り除く。[ 17 ]次に、材料はその後のシュレッディングに適した小さな断片に切断される。この工程にはガーネット機が使用される。この機械は、金属ピンで覆われたローラーとシリンダーを備え、回転することで繊維構造を開き、繊維を解放する。[ 2 ] ある種のバイオ複合材料は、使用済み綿の廃棄物から作ることができる。[ 18 ]使用済み繊維廃棄物から細断された綿繊維は、自動車や原子力用途の各種プラスチックの補強材として使用され[ 19 ]、一般に様々な商業用途にも使用されている。[ 20 ]

化学リサイクル

ケミカルリサイクルは、化学反応を起こしてリサイクル繊維を作るために繊維廃棄物を化学物質で溶解するプロセスである。[ 21 ]化学反応は繊維を構成するポリマーを溶解するので、繊維の長さは縮まず、繊維が完全に再生される。[ 4 ]このプロセスは、機械的リサイクルによって繊維が短くなるという問題を克服しているが、その使用規模は、エコサークル（帝人）、ウォーンアゲイン、エバニュー、リニューセル、イオンセルなどの研究実験と調査に限られている。[ 4 ]時代遅れの方法で、セルロース繊維（綿）を二硫化炭素と混ぜ、苛性ソーダで溶かし、硫酸と無機塩で紡糸して、ビスコースレーヨンと呼ばれる綿とは異なる繊維を作る。[ 4 ]この方法は環境に有害であることが示されており、禁止されている。[ 4 ]このリサイクルは、純綿布をパルプに脱重合し、木材パルプから作られるのと同様のプロセスでビスコースに変換することによって機能します。[ 22 ]

リヨセルプロセス

リヨセルプロセスは、セルロース（綿）をN-メチルモルホリンN-オキシド（NMMO ）に溶解し、水素結合した溶液（NMMO・H 2 O）を形成する方法です。[ 4 ]この溶液を水浴で紡糸すると、純粋で再利用可能なセルロース繊維が得られます。[ 4 ]リヨセルプロセスでは、溶媒の99%を回収でき、廃棄物は最小限で無毒であるため、国連および綿リサイクル業界から環境改良繊維製品（EITP）として認定されています。[ 4 ]

イオン液体への溶解

もう一つの方法は、セルロースを1,3-ジブチルイミダゾリウムクロリド（[C4mim]Cl）などのイオン液体に溶解して再生繊維を製造するものである。 [ 4 ]この方法は、リヨセルプロセスと同様に、溶媒をほぼすべて回収することができるが、水生生態系への有害な影響についてはまだ研究が進められている。[ 4 ]

潜在的な影響

評価基準

綿花リサイクルの環境影響は、ライフサイクル影響評価（LCIA）を用いて調べることができます。[ 23 ]

リサイクル綿繊維とオーガニック綿繊維

オーガニックコットンの生産は、生産に使用される水、土地、化学物質、排出量の量により、環境に有害な影響を与える可能性があります。[ 7 ]世界の水使用量の約2.6％が綿花の生産に起因しています。[ 7 ]綿花栽培はまた、世界の農薬消費量の約11％を占めています。[ 7 ]バージンコットン生産の紡糸段階では、大量の電力が消費され、CO2排出量の増加と酸性化の可能性につながる可能性があります。[ 7 ]オーガニックコットンに人工着色するために、綿花生産の染色段階で大量の水、エネルギー、化学物質が消費されます。[ 7 ]綿花の染色に必要な植物は、海洋汚染につながる可能性があります。[ 7 ]

綿のリサイクルは綿花の栽培、紡糸、染色を避けるため、水、肥料、農薬の使用を最小限に抑え、オーガニックコットンの生産による環境への悪影響を軽減します。[ 7 ]例えば、オーガニックコットンの代わりに1000kgのリサイクルコットンを使用すると、0.5ヘクタールの農地を節約し、6600kgのCO2相当の排出が大気中に放出されるのを防ぎ、 2783m3の灌漑用水を節約できます。[ 24 ]

懸念事項

綿のリサイクルの利点は、ある地域で1つの利点が達成される一方で、その利点が別の地域に不利益をもたらすという問題の転換のリスクによって損なわれる可能性がある。[ 8 ]例えば、英国での綿のリサイクルの増加は、米国でのバージンコットン生産の環境への影響を最小限に抑えたが、英国でのエネルギー使用量も増加させた。[ 8 ] 綿のリサイクルでは、消費者、ブランド、収集施設、選別施設の間で廃棄繊維を移動するための輸送も必要となる。[ 8 ]綿の廃棄物から開発された製品が、品質の悪さや消費者の満足度の欠如のために、十分な期間が経たないうちに交換を必要とする場合、輸送の環境影響が綿花栽培を回避することによる利点を上回る可能性がある。[ 8 ]

制限事項

技術的な問題

現代の繊維製品には、綿以外のプラスチックや染料、その他の繊維製品も含まれることが多く、リサイクルのために綿を分別することが困難になることがあります。[ 4 ]

社会的困難

現在、最も一般的な収集方法は、ブランドや政府が提供するオンラインプラットフォームに基づいています。[ 4 ]これらの方法が利用可能であるにもかかわらず、多くの消費者は依然として衣服を捨てることを選択し、人口の10％未満がオンライン衣料品リサイクルプラットフォームを購買嗜好の一部と考えています。[ 25 ] [ 26 ]オンライン衣料品リサイクルの人気を高めるために重要な研究が行われてきました。[ 27 ] [ 28 ]

ブランド主導のリサイクル

ファッションブランドは、消費後の衣類をリサイクルするプログラムを提供したり、リサイクルプロセスを監督したりしている。[ 28 ]消費者は古着を店舗に持ち込むと、店舗がリサイクルに送ってくれる。[ 28 ]企業は、自社のウェブサイト、ソーシャルメディア、店内広告を通じて、消費者にリサイクルを促すためのプロモーションや割引などのインセンティブを提供している。[ 28 ]アメリカの衣料品ブランド、アメリカンイーグルは、2019年4月1日に自社のブログで「古いジーンズをリサイクルに持ってきてくれると、10ドル割引で新しいジーンズが手に入ります」と述べて、リサイクルプログラムを宣伝した。[ 29 ] [ 30 ]

衣料品ブランドのケーススタディに基づくと、リサイクル広告は逆説的である可能性がある。顧客にリサイクルを促すことは、実際には消費を増やすことになり、汚染の削減には役立たないからである。[ 31 ]衣料品と地球温暖化の関係に関する研究では、持続可能なリサイクル習慣を採用しても、新しい布地の生産が環境に優しくなるわけではないことがわかっている。なぜなら、新しい布地の生産は、衣料品に関連する二酸化炭素排出量の半分以上を生み出すからである。[ 32 ]このジレンマを解決するために、ブランド主導のリサイクルは、消費者のインセンティブと持続可能性の教育目的のバランスを取ろうとしている。[ 33 ]

将来の政策と法律

綿の効果的なリサイクルは政府の政策立案を通じてのみ可能になる可能性が高く、多くの国が綿のリサイクルを促進するための政策を策定している。[ 28 ] 欧州連合は2023年に廃棄物枠組み指令の改訂版を発表する予定であり、これにより、材料の収集と分類に関する共通基準を実施することで、現在の布地リサイクルシステムを改善するためのより明確なガイダンスが提供されることが期待されている。[ 28 ] [ 34 ] [ 33 ]また、英国、日本、米国、中国、韓国などの非EU諸国でも、廃棄綿材料に関する法律と政策、および対応するリサイクルガイダンスが発表されている。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]

参照

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さらに読む

  • ソワーバット、イーライ（1883）『綿花廃棄物業者名簿：廃棄物業者およびそれに関連するすべての取引の完全なリスト』マンチェスター：ヘイウッド・アンド・サン
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