リヨセル：ファッションと産業に革命をもたらす持続可能で高強度なセルロース繊維

概要

リヨセルはセルロースから作られる人造繊維で、アメリカでは「テンセル」の商標名で販売されています。溶剤紡糸法によって製造され、セルロースが化学的に変質しないため、非常に強度の高い生地が得られます。用途は自動車用フィルター、ロープ、研磨製品、包帯、防護具、そして何よりも女性用アパレルに広く使われています。

歴史的背景

セルロースベースのテキスタイルは19世紀半ばにさかのぼりますが、商業生産が始まったのは1889年です。スイスの化学者ジョージ・オーデマールが1855年に、桑の樹皮から作った人工絹のイギリス特許を取得しました。彼はカイコの製糸方法を模倣し、樹皮の内部繊維を溶かして針で糸を形成しました。イギリスの化学者ジョセフ・W・スワンはこのプロセスを改良し、溶液を微細な穴を通して押し出すことで電球用フィラメントを作りました。スワンが1885年にセルロース生地を披露しましたが、注目は集まりませんでした。

フランスの化学者イレール・ド・シャルドネ伯爵が1889年、パリ万博で「人工絹」（後のレーヨン）を発表し、新境地を開きました。1891年にフランスのブザンソンに工場が開設され、レーヨンが一般ファッションへ普及するきっかけとなりました。アメリカでは、サミュエル・クルタウル社の関連会社であるアメリカン・ビスコース社が1910年にレーヨン生産を開始し、後のクルタウルPLC（現アコルディス・ファイバーズ）の基盤を築きました。

20世紀には人造繊維が急速に進歩しました。アセテートが1924年、ナイロンが1939年、アクリルとポリエステルが1950年代に登場。石油化学製品から作られる合成ポリマーとは異なり、レーヨン、アセテート、リヨセルはセルロースベースであり、工業的加工を必要としますが「天然」繊維と分類されることが多いです。

1970年代後半から1980年代初頭にかけて、クルタウル・ファイバーズとアメリカン・エンカが溶剤紡糸法を先駆的に開発し、プロセスを簡素化・環境負荷低減しました。従来のレーヨン（再生セルロース繊維）は、セルロースをキサントゲン酸エステルに変え、苛性ソーダで溶解し、再生するという複数工程を要しました。一方、溶剤紡糸では無毒のアミン酸化物を用い、これがほぼ完全にリサイクルされるため、環境影響を大幅に削減できます。リヨセルは1992年に「テンセル」ブランドでアメリカ市場に投入され、1996年に一般名「リヨセル」が採用されました。オーストリアのレンチング社は1992年にアメリカン・エンカのレーヨン事業を買収し、市場に参入しました。

原材料

主原料はセルロースで、全植物細胞に存在する天然高分子であり、綿、麻、亜麻の主要成分です。リヨセル用のセルロースは、他の農業に適さない管理農場で栽培される広葉樹パルプ（主にオークと白樺）から抽出されます。プロセスではアミン酸化物溶媒と水を使用し、仕上げ剤として石鹸やシリコーン潤滑剤が使われます。リヨセル生地は綿やレーヨンと相性の良い染料で染色されます。

製造工程

木材パルプの準備

• 1. リヨセル用の広葉樹は伐採され、工場へ輸送、20フィート（6.1メートル）長に切断され、高圧水ジェットで樹皮を除去。チップ状に粉砕（切手大程度）し、化学消化槽でウェットパルプに軟化。洗浄、必要に応じて漂白、乾燥させて厚いシート状にし、最大500ポンド（227キログラム）の大型スプールに巻き取ります。

セルロースの溶解

• 2. リヨセル工場でセルロースシートを展開、1インチ角に切断、加熱加圧されたアミン酸化物を含む容器に投入。

ろ過

• 3. 短時間の浸漬でセルロースが透明な溶液に溶解。ろ過により全粒子が完全溶解していることを確認。

紡糸

• 4. ろ過済み溶液をスピナレット（シャワーヘッドのような微細な穴を持つ装置）を通して押し出し、長い繊維ストランドを形成。薄めたアミン酸化物浴に浸して固形化、脱ミネラル水で洗浄。

乾燥と仕上げ

• 5. 繊維を乾燥室で水分蒸発。潤滑剤（石鹸、シリコーン等）で処理し、絡み防止とその後の梳毛・紡績を容易にします。

最終工程

• 6. 乾燥繊維は「トウ」（撚りのない長いフィラメント束）を形成。クリンプでテクスチャー付与、梳毛で繊維整列、裁断、梱包し、生地工場へ出荷。原料セルロースから梱包繊維まで約2時間で完了。

溶媒の回収

• 7. アミン酸化物を回収・再利用。希薄溶液を蒸発させて水分除去、溶媒を加圧容器へ循環。通常99％の溶媒が回収されます。

品質管理

リヨセル生産は世界の最先端プラント数カ所で行われます。高度なコンピューター監視システムが繊維強度、色、デニール（繊維径）、伸度、水分含有量、仕上げ剤付着量を常時チェック。スピナレット詰まりによる「ゴミ糸」も検知し、高品質繊維のみを市場へ送り出します。

副産物と廃棄物

リヨセル製造では有害副産物は発生せず、他のセルロース繊維より著しく低毒性・低廃棄物です。セルロース源は管理林から持続可能に伐採され、アミン酸化物溶媒は無毒でほぼ完全リサイクルされ環境放出を防止。製品繊維は自然生分解性です。他の人造繊維と比較して水とエネルギー消費が少なく、環境認証を裏付けています。