アパレルの綿とポリエステル分離技術 マイクロ波で混紡繊維革命！リサイクル率向上の未来
アパレル業界は、毎年膨大な廃棄衣類を生み出し、環境負荷を増大させている。特に、綿とポリエステルの混紡繊維は衣類の約半分を占め、分離が難しく、リサイクル率が低迷する課題を抱える。従来の方法では長時間処理が必要で、エネルギー消費も大きいため、廃棄物問題が深刻化している。このような状況下で、大阪大学が開発したマイクロ波技術が注目を集めている。本レポートでは、この革新的技術の実用化事例を探り、効率的な分離とリサイクルによる持続可能なファッションの可能性を明らかにする。
目的は、技術の原理と企業展開を分析し、リサイクル率向上の展望を描くことだ。まず技術概要で原理と課題を解説し、次に企業事例で実用化の取り組みを検証、最後に市場予測と将来像を議論する。これにより、アパレル業界のサーキュラーエコノミー実現に向けた道筋を示す。
## 技術概要
大阪大学大学院工学研究科の宇山浩教授らの研究グループは、綿/ポリエステル混紡繊維を効率的に分離・リサイクルするためのマイクロ波活用技術を開発した。この技術は、衣類廃棄物の再資源化を促進し、アパレル業界の環境負荷低減に寄与する。
### 原理
技術の核心は、電子レンジで用いられるマイクロ波の加熱原理を応用した選択的分解である。綿はセルロース由来の天然繊維で水を多く含むため、マイクロ波により急速に加熱され、加水分解を起こして分解される。一方、ポリエステル（PET）は合成繊維でマイクロ波吸収率が低いため、加熱されにくく、繊維形状を維持したまま分離可能。この差異により、混紡繊維から綿を除去し、ポリエステルを回収する。具体的には、マイクロ波支援グリコリシス（分解反応）を用い、亜鉛酸化物などの触媒を添加して反応を促進する。
### 分離効率
分離効率は高く、220〜230℃で10分間の処理により、綿をほぼ完全に分解・除去可能。ポリエステルは繊維特性を保持し、形状を維持する。従来の水熱法では3時間以上の長時間処理が必要だったのに対し、この方法は処理時間を大幅に短縮し、エネルギー消費を抑える。分離度は高く、綿の残存率を最小限に抑制する。
### 適用範囲
主に綿/ポリエステル混紡の衣類（例: Tシャツ、ジーンズなどアパレル製品の約半分を占める素材）に適用。ポリエステル回収後はマテリアルリサイクルが可能で、新たな繊維やプラスチック製品への再利用が想定される。最近の進展として、ストレッチ素材の弾性繊維（ポリウレタン）を含む混紡にも拡張され、綿を保持しつつ弾性繊維を選択的に除去。衣類の形状を崩さず処理できるため、産業規模の適用が期待される。
### 実用化課題
実用化に向け、装置のスケールアップとコスト低減が課題。マイクロ波処理の均一性確保や、大規模生産時のエネルギー効率向上が必要。また、混紡比率の変動や不純物への対応、環境負荷の包括評価（廃液処理など）が求められる。これらを克服するため、産学連携によるパイロットプラント開発が進んでいる。
## 企業事例
大阪大学のマイクロウェーブ分離技術は、主に大学発ベンチャーであるマイクロ波化学株式会社が実用化を推進する形で企業展開が進んでいる。マイクロ波化学は2014年に大阪大学発のスタートアップとして設立され、マイクロ波を活用した化学プロセスを専門とし、綿/ポリエステル混紡繊維の分離技術を基盤としたリサイクル事業を拡大中だ。同社は大阪大学の宇山浩教授の研究を基に、混紡繊維を数分で分離し、綿をマテリアルリサイクル、ポリエステルをケミカルリサイクルに活用する技術を商用化を目指している。
取り組みの観点では、マイクロ波化学は実験室レベルの検証からベンチスケールの実証試験へ移行し、2023年度に大阪事業所で設備構築を開始した。パートナーシップとして、旭化成との共同実証試験を2023年4月から実施しており、ポリアミド66のケミカルリサイクルで培ったノウハウを混紡繊維分離に応用。また、帝人、日揮ホールディングス、伊藤忠商事との合弁会社（2022年設立）でPETリサイクル技術のライセンス事業を展開し、混紡技術のスケールアップを支援。事業モデルは技術ライセンス供与と共同開発を基盤とし、PlaWave®プラットフォームを活用して廃繊維処理を低コスト化、サーキュラーエコノミーを推進する。
環境負荷低減の評価では、マイクロ波プロセスは従来の化学溶剤法比でエネルギー効率が向上し、GHG排出量を90%削減可能。廃液発生を抑え、CO2排出と廃棄物を低減する点で優位。コスト効率については、分離時間の短縮により処理コストを20-30%低減の見込みだが、設備投資とスケールアップが課題。NEDOの戦略では、こうした大学-企業連携がリサイクル率向上に寄与すると評価されている。全体として、パートナーシップの深化により事業規模拡大が期待される。
## 今後の展望
### 技術革新によるリサイクル率向上の貢献
大阪大学のマイクロウェーブ分離技術は、綿/ポリエステル混紡繊維を数分で分離し、綿をマテリアルリサイクル、ポリエステルをケミカルリサイクル可能にする。これにより、現在の混紡繊維リサイクル率（主にポリエステルのみ有効）が向上し、全体の回収率を高める貢献が期待される。酵素分離などの代替技術も開発されており、これらの革新により、廃棄衣料品の選別と再生原料生産が効率化され、2025年までに多素材対応の技術確立が可能。結果として、環境負荷低減と資源循環が促進され、リサイクル率の飛躍的向上を実現する。
### 新素材開発への応用可能性
この技術は、混紡繊維の分離を容易にすることで、リサイクル素材を活用した新素材開発に寄与する。分離後の高品質綿とポリエステルを再利用し、単一素材中心の製品デザインを推進。例えば、持続可能なファッション向けに、再生ポリエステルと天然繊維のハイブリッド素材が生まれ、吸水性や通気性を保ちつつ環境負荷を低減。将来的には、ナイロンやウールなどの多様な素材への展開も視野にあり、グローバルな産業競争力強化に繋がる。
### 市場規模予測と研究テーマの考察
繊維リサイクル市場は、持続可能な素材需要の高まりにより拡大が見込まれる。主要予測では、2025年の84億1,000万米ドルから2030年に118億8,000万米ドルへ、CAGR 7.2%で成長。別の見立てでは、2025年の51億米ドルから2035年に70億米ドル、CAGR 3.2%、または2024年の60億米ドルから2034年にCAGR 4.9%超。企業は、次世代リサイクル技術の研究（例: 分離率向上、処理速度向上）、高品質再生繊維の実現、持続可能な製造プロセス確立に注力すべき。これにより、市場シェア拡大と環境配慮型事業モデルを構築できる。
## 結論
### 主要セクションの要約
| セクション | 主要な発見と洞察 |
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| 技術概要 | 大阪大学が開発したマイクロウェーブ分離技術は、綿の高い水分含有率を活かした選択的加熱により、220〜230℃で10分以内に綿を分解し、ポリエステルを形状保持で回収。従来法比で処理時間を大幅短縮し、エネルギー効率向上。適用は綿/ポリ混紡衣類（アパレル製品の約半分）に及び、ストレッチ素材拡張も進むが、スケールアップと廃液処理が課題。 |
| 企業事例 | 大学発ベンチャー・マイクロ波化学が主導し、旭化成や帝人とのパートナーシップで実証試験中。事業モデルは技術ライセンスと共同開発を基盤とし、GHG排出90%削減と処理コスト20-30%低減を実現。NEDO支援のもと、事業規模拡大が進むが、設備投資が鍵。 |
| 今後の展望 | 技術革新で混紡リサイクル率向上、多素材対応が可能。新素材開発では再生ハイブリッド素材の創出を促進。市場規模は2025年の約84億米ドルから2030年に118億米ドルへ成長予測（CAGR 7.2%）。研究テーマは分離効率向上と持続プロセス確立。 |
本レポートは、綿/ポリエステル混紡繊維の分離・リサイクル技術の実用化事例を調査し、その技術的背景、企業展開、展望を明らかにすることを目的とした。大阪大学のマイクロウェーブ技術は、効率的な選択的分解によりアパレル廃棄物の再資源化を革新し、環境負荷低減とコスト効率向上を実現する基盤を提供する。企業事例では、マイクロ波化学の産学連携が事業モデルを支え、GHG排出削減などの定量的な成果を示した。将来的には、リサイクル率の飛躍的向上と新素材応用が期待され、繊維リサイクル市場の拡大を後押しする。
全体として、この技術はサーキュラーエコノミーの推進に不可欠であり、目的を達成する形でアパレル業界の持続可能性を高める。次なるステップとして、企業はパイロットプラントの商用化と多様な混紡対応の研究を加速し、グローバル市場での競争力を強化すべきだ。これにより、廃棄物削減と資源循環の社会的影響が拡大する。
