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バイオベースナイロンは染色技術と機能性能の二重突破を実現する

2025/4/24 16:27:00 183

　　「二重炭素」目標が積極的に推進され、グリーン低炭素経済が発展を加速させる背景の下で、生物系材料は紡績業界が資源の制約を解き、持続可能な発展を実現するための重要な突破口となっている。黒竜江伊品新材料有限公司（以下、伊品生物と略称する）は、国内のバイオベースナイロン分野の優れた企業の1つとして、10年に1本の剣を研ぐ科学研究の定力で、完全な自主知的財産権を持つバイオベースナイロン56――ナイロンの製造に成功した®。工業用トウモロコシを起点としたこのグリーン素材は、バイオベースのナイロン産業に分子構造から産業生態への革新をもたらした。

　　合成生物学的書き換え材料遺伝子

　　伝統的な化石基源であるナイロンの生産ボトルネックを突破し、伊品生物はトウモロコシ澱粉糖を原料とし、遺伝子工学を通じて微生物代謝経路を改造し、リジンを前駆体とし、生物ペンタンジアミンを開発し、ナイロン業界のグリーンソリューションを提供した。グルタルアミンの生産原料は植物由来で、発酵と抽出過程はすべて常温常圧で、エネルギー消費は化学工業法よりはるかに低く、炭素排出は明らかに減少し、本当に「緑色製造」を農地から繊維までの全チェーンを貫いている。

　　「我々は合成生物学技術を利用して、微生物に『バイオプログラマ』を装着し、代謝経路を正確に調節するようにしている」と伊品生物技術研究開発総監の郭小沵氏は技術の核心を明らかにした際、「これにより、ナイロンは®環境に優しいだけでなく、伝統的なナイロンよりも優れた材料特性を持っています。」

　　ナイロン材料の水素結合構造は性能表現に直接影響する。石油基源のナイロン66は水素結合で飽和しており、材料に強度を与えるが柔軟性を犠牲にしている。ナイロン®独特の分子形態、水素結合を解放し、材料の天然の「活性」を維持し、材料のシルクのような柔軟な感触を与える、奇数炭素鎖構造は分子間距離を増加させ、染料分子をより浸透結合しやすくする。

　　第三者検査データによると、ナイロン®湿気戻し率は約5.5%~ 6%であり、過度な乾燥によるかゆみ感と静電効果を顕著に軽減すると同時に、生地の常に乾いた状態を維持することができ、単吸湿で排湿しない状況を回避することができる。ナイロン®の熱伝導率はより高く、熱伝導は迅速で、接触冷感係数は国標準より高い。また、ナイロン®分子鎖の「活性」構造は、水分をより速く吸収する能力を持たせ、熱を生地の外側に一括して伝導し、長持ちしても涼しい体感効果を維持することができる。

　　低温染色による紡績のグリーン進化

　　「伝統的なナイロン染色は50 ~ 60℃で着色を開始する必要があるが、ナイロン®40℃の低温で着色を開始することができます。」伊品生物応用研究開発マネージャーの王松氏は、「ナイロン®ミクロ構造の中で、分子ギャップが多く、分子鎖間隔の増加は染料の進入に役立ち、染料への結合を促進し、色が濃くなり、しかも染色効果が鮮やかで上品で、色の堅牢度が優れている。通常の化繊染色温度と圧力より低い下で染色を実現することができ、染色過程はエネルギー消費を大幅に低減し、染料を節約し、国の「二重炭素」戦略の紡績捺染に対するエネルギー効率の要求に合致する」と述べた。

　　持続可能なファッションの波の下、ナイロン®植物染料との結合はさらに「天作の合」である。その緩い分子構造はウコン、アカネなどの天然染料をより付着しやすくし、植物染に理想的な担体を提供し、デザイナーに豊富な革新的な空間を提供した。

　　伝統的なナイロン6は他の化学繊維と混紡する際、染料を分散する染色技術は深刻な汚染現象を招きやすいが、ナイロン®優れた耐着色性を示し、混紡製品の開発により多くの利点をもたらす。ナイロン®ポリ乳酸繊維とさらに一対の補完的な「深緑」の組み合わせ。この組み合わせは生地のバイオベース含有量を高めるだけでなく、ポリ乳酸繊維の強力な不足を補うことができる。ポリ乳酸繊維の本来の色を保障すると同時に、ナイロン®良好な吸湿特性とポリ乳酸繊維の優れた導湿能力の組み合わせは、生地の熱湿快適度をより良く体現させ、材料の応用境界を著しく広げ、日焼け止め服分野の新製品の開発により多くの可能性を提供した。

　　機能からシーンへの価値遷移

　　『「第十四次五カ年計画」は「生物エネルギーが着実に発展し、生物基材が伝統化学原料に代替し、生物技術が伝統化学技術に代替するなどの進展が明らかになった」ことを明確にし、「第十四次五カ年計画」時期の我が国の生物技術と生物産業の発展目標に組み入れた。この背景の下で、バイオナイロンは広大な発展の見通しを迎えている。同時に、消費者の環境保護材料への関心の増加に伴い、衣類、家庭紡績などの分野でのバイオベースナイロンの応用が拡大している。

　　例えば、伊品生物は立新集団紡績科学研究（江蘇）有限公司（以下、立新紡績と略称する）と協力して、ナイロンに基づく®の革新的な生地。「エンドカスタマーと交流する時、お客様は伝統的なナイロン6生地に比べてバイオベースのナイロン生地の独特な優位性を明らかに感知することができる。まず、その冷感指数が高く、ユーザーにより涼しい着用体験をもたらすことができる。次に、耐破断強度が向上し、生地の耐久性を強化した。第三に、耐摩耗強度が高く、生地の使用寿命を20%程度延長することができる。これは、消費者が2シーズンしか着ることができなかったことを意味し、現在は使用サイクルを延長し、長期的に見ると購入コストを削減している。市場の大環境から見ると、政府の環境保護製品への積極的な提唱とブランド商の環境保護理念への承認と支持に伴い、バイオナイロン生地市場の需要は積極的な態勢を呈している。」立新紡績ブランドのLAN勇社長は言った。

　　エンドブランドとの提携では、伊品生物がナイロンをベースにした®のヨガウエアや日焼け止めウエアなど、ナイロンを利用した®分子間隙の天然導湿性は、吸湿、通気、速乾を実現し、手触りと機能性を兼ね備え、しかも天然由来で、市場の広範な認可を得た。消費者対ナイロン®端末製品のフィードバックも非常に積極的で、彼らはナイロン®生地は柔らかく肌になじみ、クールで快適な着心地で、長時間の運動や高強度のアウトドア活動に適しています。