植物由来レザー:持続可能な素材イノベーションを支える科学
植物由来レザー:持続可能な素材イノベーションを支える科学
植物由来のレザーをわずか1平方メートル作るのに必要なのは、なんと480枚のパイナップルの葉だと知ったら、驚かれるかもしれません。この革新的な素材は、農業廃棄物をスタイリッシュで環境に優しい代替品に変えることで、ファッション業界に変革をもたらしています。
植物由来のレザーは、パイナップルの葉、キノコ、トウモロコシ、リンゴの皮、さらにはリサイクルプラスチックなど、意外な資源から作られています。これらの環境に優しいレザー代替品は、環境にも優しい素材です。リンゴレザーの生産では、通常の素材の代わりにリンゴの廃棄物1キログラムを使用するごとに、CO2排出量を5.28キログラム削減できます。サボテンレザーは、有機炭素含有量が92%で生分解性が高く、最長10年の耐久性を誇るという点で際立っています。もう一つの持続可能なレザー代替品であるバイオテックスは、従来のクロムなめしレザーと比較して、温室効果ガス排出量を91%削減できる可能性があります。
この記事では、これらの革新的な素材を生み出す科学と、廃棄物がどのようにしてウェアラブルなファッション素材へと生まれ変わるのかをご紹介します。植物由来のレザーバッグがサステナブルで実用的である理由も解説します。また、様々なヴィーガンレザーの性能や、普及を阻む要因についても考察します。
植物由来の皮革素材の科学
画像ソース: HZCORK
植物由来の皮革の分子構造は、天然ポリマーを中心としており、それが皮革に形状と強度を与えます。これらの革新的な素材は、植物性化合物、菌類、そして環境に配慮した結合剤を巧みに組み合わせることで、伝統的な皮革の品質を両立させています。
セルロース、リグニン、菌糸を構造基盤として
私たちは セルロース 植物由来の皮革代替品の主成分として使用されています。この天然複合炭水化物ポリマーは、グルコース単位の繰り返し構造で構成されており、植物細胞壁に剛性を与えます。Piñatex®のような素材は、パイナップルの葉繊維由来のセルロースとトウモロコシ由来のポリ乳酸を混合し、皮革のような質感の基盤を作り出します。
菌糸体菌類の栄養体である菌糸体は、構造基盤として大きな可能性を秘めています。その細胞壁は、キチン、グルカン、糖タンパク質の特殊な組み合わせからなる分岐した繊維状ネットワークで構成されており、柔軟性と強度を高めています。菌糸体皮革の機械的特性は、キチン/キトサンとグルカンの比率に依存します。企業は、以下のような菌類をよく利用しています。 霊芝、 提出物、 そして 飢え 成長パターンと多糖類の構成のためです。
動物の皮の構造は、多くの菌糸体由来の素材のインスピレーションとなっています。研究によると、F. フォメンタリウス 菌糸体パルプフィルムは、霊芝™ や合成菌糸体よりも強度が高いことが示されています。T. ヴェルシカラー のセルロースフェルトは、人工皮革よりも強度が高いことが証明されています。
耐久性におけるバイオポリマーとバイオ樹脂の役割
バイオポリマーは植物由来の皮革の物理的特性を決定します。 キチン キノコ由来のキチンは、最大3.0GPaの引張強度に達します。これは、生分解性で強度の高い皮革の代替品を作るのに最適です。タンニン酸などの天然タンニンと組み合わせることで、これらのキチンベースの皮革は優れた強度を示し、抗菌性も備えています。
それでも、乾燥した菌糸体は硬くなり、脆くなります。 可塑剤 柔軟性を維持するのに役立ちます。これには以下が含まれます。
プロピレングリコールなどのポリオール
糖アルコールおよびグリセロールエステル
エポキシエステルと植物油
架橋は耐久性を大幅に向上させます。セルロースやキチンなどのバイオポリマーをクエン酸、ポリカルボン酸、天然タンニンなどで化学的に架橋することで、柔軟性を保ちながら、より強固で硬い素材が生まれます。伝統的な皮革製造技術に用いられるコーティング技術を用いることで、これらの特性をさらに向上させることができます。
水性PU 石油系PUコーティングと比較
植物由来の革は、長持ちさせるためにポリウレタン (PU) コーティングが必要になることが多いです。 水性PU 石油由来の素材に比べて、環境に配慮した選択肢となっています。この素材は、表面層、タックコート、そして水溶性アクリル素材を使用した基布の3層構造です。
水性PUは、石油由来のPUとは異なり、揮発性有機化合物(VOC)を含みません。製造工程では汚染物質や廃ガスは発生しません。水性PUレザーは、通常のPUレザーよりも二酸化炭素排出量が少なく、石油由来PUを植物由来素材に置き換えることで、1キログラムあたり約5.28キログラムのCO₂排出量を削減できます。
水性PU(WPU)は水溶液(約80%が水)と混合されます。毒性による制限のある溶剤ベースのシステムに代わる、環境に配慮した代替品となります。WPUはコストが高く、グラフト率も低いですが、揮発性有機化合物の含有量が少なく、不燃性であることから、環境に配慮した皮革製造において人気があります。
素材イノベーション:廃棄物からウェアラブルへ
画像ソース: よかったね
産業廃棄物をファッショナブルな素材に変える新しい方法は、持続可能な製造における画期的な進歩です。これらの最先端素材は、廃棄物管理の問題の解決と、従来の皮革生産による環境負荷の軽減に貢献します。
アップルスキン: リンゴの廃棄物粉末とPUブレンド
AppleSkinは、リンゴジュース製造時に廃棄される皮や芯を、高級レザーの代替品として新たな命を吹き込みます。この画期的な素材は、本来は埋め立て廃棄物となるはずのリンゴの皮や芯を水性ポリウレタンと混合し、耐久性と柔軟性に優れた生地を作り出します。製造工程では、リンゴの廃棄物を乾燥させて微細な粉末にし、これを水性ポリウレタンと混合して布地の裏地にコーティングします。
この素材の植物由来含有量は66%で、 USDA認証メーカーは、持続可能性を高めるために、リサイクルポリエステルやリヨセルなどの植物由来繊維を裏地として使用しています。AppleSkinは、リンゴの廃棄物とポリウレタンを半分ずつ使用した完璧なバランスを実現しており、ファッションアクセサリーに最適です。
最近のライフサイクル研究では、AppleSkinはオゾン層保護、土地利用、海洋汚染防止など、環境面で一般的な合成皮革よりも優れていることが示されています。紙のような質感を持つこの素材は、様々なデザインや用途に適しています。
デザート:サボテンパウダーとバイオ樹脂マトリックス
メキシコで開発されたDesserto社は、オーガニックノパルサボテンの成熟した葉を使用し、環境に配慮した革の代替品を製造しています。このサボテンは乾燥した環境で、灌漑、肥料、農薬を使わずに自然に育ちます。農家は6~8ヶ月ごとに成熟した葉のみを収穫し、これによりサボテンは約8年間成長し続けます。
葉を天日干しするには3日間かかり、その後、実験室でタンパク質を抽出し、繊維を分離します。最終的な素材には、再生可能な有機化合物を一部含む特殊なバイオポリマーが含まれています。当社の最高の配合は、 90%植物由来成分。
ノパルサボテン1ヘクタールあたり、年間約8,100トンの二酸化炭素を吸収するとともに、生物多様性を支え、これまで未利用だった乾燥地に雇用を創出します。この物質は一定の条件下で自然に分解しますが、分解速度は配合によって異なります。
マイロ: 菌糸体の垂直農法
Myloは、キノコの根の構造である菌糸体を丁寧に栽培することで、革の代替品に新たなアプローチをもたらします。ボルト Threadsは、再生可能エネルギーで稼働する垂直農場で菌糸体を栽培しています。牛の飼育に何年もかかるのとは異なり、このプロセス全体はわずか2週間で完了します。
生産は、菌類の細胞とおがくず、そして有機物を制御された環境下で混合することから始まります。成長する菌糸は密集したネットワークを形成し、柔らかく泡のようなマットを形成します。収穫後、残った材料は堆肥となり、ほぼ完璧なリサイクルループを形成します。
今日のMyloは、真菌菌糸体85%とリヨセル15%で構成され、耐久性を高めるために水性ポリウレタンで仕上げられています。レザーワーキンググループのゴールド認定タンナーが、環境に配慮したbluesign®認証の染料を使用して素材を染色しています。
ボルトスレッド社は資金難のため2023年にMyloの生産を一時停止しましたが、この素材は業界で大きな関心を集めています。ステラ・マッカートニー、アディダス、ルルレモン、ケリングといった有名ブランドがMyloコンソーシアムに参加し、商業利用の可能性を探っています。人気商品には、アディダスのスタンスミスMylo™スニーカーやステラ・マッカートニーのFrayme マイロ™ハンドバッグなどがあります。
性能と生分解性のトレードオフ
画像ソース: ネラ・タンニング
環境に優しい革の代替品を作るには、複数の優先事項のバランスを取る必要があります。従来の革の優れた性能は、環境への配慮としばしば相反するため、デザイナーは難しい選択を迫られます。
ハイブリッドレザーの耐久性と堆肥化可能性
植物由来の皮革開発における最大の課題は、素材の安定性と生分解性が相反する関係にある。長持ちする素材は分解が遅れがちで、設計上の問題が生じる。一例を挙げると、 クロムなめし革は生分解性がはるかに低い (9日後20.3%)に対し、クロムフリー代替品は54.3~66.0%です。材料を安定させる架橋ネットワークは、微生物による分解にも耐性があります。
なめし方法の改善により素材は強度が増しますが、生分解性は低下します。これはメーカーにとって厳しい状況を生み出します。長持ちする素材は、残留する廃棄物を生み出します。これらの植物由来プラスチックのハイブリッドレザーは、天然素材と合成素材がどちらのカテゴリーにも当てはまらない素材を生み出すため、1つを除いてすべて堆肥化やリサイクルができません。
合成裏地のリサイクル性への影響
繊維の裏地により、植物由来の革の環境への配慮が制限されます。 これらの素材のほとんどはPET、ポリアミド、または綿の裏地を使用しています ポリマーコーティング層(通常はPVCまたはポリウレタン)で覆われており、これらの部品が互いに固着するため、リサイクルはほぼ不可能です。
植物とプラスチックをブレンドしたハイブリッドレザーは、どちらの面でも不利です。純粋な合成皮革のようにリサイクルすることも、天然素材のように堆肥化することもできません。サステナビリティの専門家は、生分解性には中間的な条件はなく、完全に分解するか、分解しないかのどちらかしかないと説明しています。
一部のメーカーは、純粋なPBS(ポリブチレンサクシネート)裏材を開発することでこの問題に取り組んでいます。これらの素材は生物由来で自然に分解されるため、リサイクル性の向上につながる可能性があります。
制御された環境と自然環境における生分解性
実験室での試験では、工業環境と自然環境における素材の分解に大きな違いがあることが示されています。アルギン酸誘導体で処理した牛革は、工業用堆肥化条件下で21~25日で完全に分解しました。従来のクロムなめし革では31~35日かかりました。植物なめし革は60日経ってもほとんど分解し始めませんでした。
Piñatex®、デザート®、そして一般的な合成皮革といった人気の植物由来代替品は、90日間の産業用コンポスト処理後も全く分解されませんでした。これらの素材に含まれるプラスチック成分、主にPUとPVC成分が、この驚くべき結果をもたらしました。
分解率の違いは、認証基準がなぜ重要なのかを物語っています。環境に優しいと謳われている素材の多くは、実験室では分解しても、実際の使用環境では無傷のままです。具体的な試験条件を理解することで、環境への影響の全体像を把握することができます。
プラスチックフリーと循環型の代替品
植物由来のレザーは、ハイブリッド素材の域を超え、プラスチックを完全に排除するまでに進化しました。これらの画期的な進歩は、真に循環型のファッション素材の基盤となります。
ミラム:100%植物由来でリサイクル可能
ミラムは、柔軟性が高く、完全にプラスチックフリーの皮革代替品として業界をリードしています。天然ゴム、植物油、天然顔料、そして鉱物を配合し、 石油投入ゼロ この素材は、特許取得済みの植物由来の硬化システムを採用しています。バージン天然素材とアップサイクルされた農業廃棄物を組み合わせることで、製造・染色時に水を必要としない素材を実現しました。
ナチュラルファイバーウェルディングとステラ・マッカートニーが協力し、ファッション用途向けのミラムを開発しました。現在、ステラ・マッカートニーはオーガニックコットンの裏地を使用したミラムと、カリフォルニアの再生コットンの裏地を使用したミラムの2つのバージョンを提供しています。後者は、カリフォルニア・コットン&クライメート・コアリションの支援により、農場レベルまで追跡可能です。
ミラムの環境への影響は、従来の皮革や合成素材と比較して、二酸化炭素排出量が非常に少ないという点で際立っています。さらに、 USDA認証100%バイオベース。
TômTex: エビ殻とキノコ由来のキトサン
TômTex(ベトナム語で「エビ繊維」)は、水産業界の廃棄物を生分解性レザーに変える技術です。この素材は、甲殻類の殻やキノコの細胞壁を構成する成分であるキチンから得られるバイオポリマー、キトサンを100%含んでいます。
メーカーはキトサンフレークを粘性のある液体に加工し、型に流し込んだり、スタンプしたり、さらには3Dプリントしたりできるようにします。木炭、コーヒー、黄土などの天然色素で色付けします。このアプローチは、生分解性の衣料素材の開発と海洋廃棄物の新たな用途開発という2つの課題を同時に解決します。
ヴィーガンの方は、キノコベースのTômTexをお選びいただけます。TômTex 1平方メートルあたり約14キログラムのCO2排出量に相当しますが、これは牛革の排出量には遠く及びません。
樹木族: 堆肥化可能な木材ベースのレザー
Treekindは、落ち葉由来のリグノセルロースと藻類由来のバインダーを特許取得済みの混合物で配合し、新たな視点をもたらします。この素材は家庭でリサイクル・堆肥化できます。本製品はプラスチックを一切含まず、米国農務省(米国農務省)の100%バイオベース認証ラベルを取得しています。
Treekindの製造には、従来の皮革加工に必要な水の0.1%未満しか使用されません。この素材は、皮革製品に関する広範なISO試験に合格しており、引張強度、伸び、柔軟性、耐水性、紫外線安定性において良好な結果を示しています。
Treekindは厚さ0.6~1.6mmで、土壌または水中で微生物の力を借りて1年以内に分解されます。フランスのEurofins Ecotoxicology社は、ISO 14855-1家庭用堆肥化試験によってその堆肥化可能性を検証しました。
導入の課題と業界の展望
画像ソース: ポンプストア
植物由来の皮革開発は有望視されていますが、業界は普及に向けていくつかの障壁に直面しています。研究室での成功から市場への実現可能性へと移行するには、大きな実用的かつ経済的な課題を克服する必要があります。
次世代材料のコストと拡張性
高い生産コストのため、植物由来の皮革メーカーは従来の皮革との競争を困難にしています。複雑な加工技術と技術要件により、拡張性が制限され、資源が浪費されます。
競合する原料の選択肢が多すぎるため、投資家、ブランド、サプライヤーは意思決定に窮し、行き詰まっています。廃棄物由来の原料は調達コストが安く見えるかもしれませんが、その廃棄物の入手と輸送は新たな問題を引き起こします。品質管理と一貫性が大きな障害となります。
目的に応じて栽培される作物には、それ特有の課題が伴います。農業管理コストは高騰し、水と土地利用に関する懸念も増大します。植物由来の皮革が成功するには、拡張性、耐久性、実用性、そしてコストのすべてを同時に満たす必要があります。
ファッション業界の取り込み:ステラ・マッカートニー、H&M、オールバーズ
ステラ・マッカートニーは、パリ・ファッション・ウィークでデビューし、まもなく店頭に並ぶ「マイロ フレイミー」ハンドバッグで先駆者となっています。ラルフ・ローレンとオールバーズは、ナチュラル・ファイバー・ウェルディング社と提携し、製品にミラムを使用しています。
一部のブランドは躊躇するかもしれませんが、H&MはGood News社との提携を通じて、バナナテックスとブドウ由来のベジアを使ったフットウェアの開発など、新しいアイデアを受け入れています。カプリ・ホールディングスは、デザート・サボテンレザーを製造するアドリアーノ・ディ・マルティ社の株式30%を取得しました。
ハンガリーのブランド、ナヌシュカは、再生ポリエステルとポリウレタンを50/50の割合で混合した独自の素材「オコボル」を開発しました。既存の素材が品質基準を満たしていなかったため、この素材を選択しました。デザイナーは、次世代素材の採用により、色や質感の選択肢が限られるという課題に直面しています。
認証: USDAバイオプリファード、エコ-テックス、PETAヴィーガン
認証は植物由来の皮革代替品への信頼を築きます。AppleSkinは、PETA認定のヴィーガン認証、USDAバイオプリファード認証、そしてOEKO-TEX認証など、いくつかの重要な認証を取得しています。Mirumのような素材も認証を取得しています。 米国農務省 100%バイオベース認証。
これらの認証は、素材間の重要な違いを示しています。Reformationは、主に天然の穀物や穀類から作られていることを示すUSDAバイオプリファード認証を取得したシリアルレザーを発売しました。しかし、ほとんどの素材には依然として合成素材が使用されているため、完全にプラスチックフリーの素材は稀であり、認証取得において非常に価値があります。
メーカーは、マーケティング上の主張と実際の素材特性を慎重にバランスさせる必要があります。Ganniのようなブランドは、環境に関する大げさな主張をするのではなく、実際の素材組成を公開することで透明性を維持しています。
結論
植物由来のレザーは、サステナブルファッションにおける画期的な進歩です。環境問題への対応が不十分な代替品を提供しながら、消費者が倫理的な製品に求めるニーズを満たします。農業廃棄物が革新的なプロセスによってウェアラブルファッションへと生まれ変わる様子をご覧いただきました。パイナップルの葉、リンゴの芯、サボテンの葉、キノコの菌糸体は、従来のレザーに比べて環境への影響を大幅に軽減する素材の基盤となっています。
これらの素材の素晴らしい点は、バイオポリマー工学の驚異的な進歩を物語っています。セルロース、リグニン、そして菌糸体が構造基盤を形成し、天然の結合剤が石油由来製品に頼ることなく耐久性を生み出します。水性PUコーティングは、従来の石油由来のコーティングに比べて大幅に改善されており、材料1kgあたり5.28kgのCO₂排出量を削減します。
これらの植物由来のレザーは、性能と環境への配慮を両立させるという基本的な課題に直面しています。耐久性を重視して作られた素材は、往々にして生分解性を失ってしまいます。これはデザイナーやメーカーにとって難しい選択を迫ります。合成素材の裏地は状況をより複雑にします。これらのハイブリッド素材は、完全に生分解性を持つことも、適切にリサイクルすることもできません。
これらの問題を解決するために、環境に優しい新たな選択肢が登場しています。Mirumは、天然ゴムと植物油を混合した、完全にプラスチックフリーの選択肢として先駆的な存在です。TômTexは水産業の廃棄物からキトサンを使用しています。Treekindは、落ち葉を堆肥化可能なレザーに変えています。これらの生分解性素材は、持続可能なファッションアクセサリーの未来像を示しています。
現時点では、高コストとスケーリングの問題により、植物由来の皮革の普及は限定的です。しかし、ステラ・マッカートニー、H&M、オールバーズといった大手ブランドは、これらの素材を採用しています。生産能力が向上し、消費者の需要が拡大するにつれて、植物由来の皮革はより入手しやすく、手頃な価格になるはずです。
革代替素材の未来は、性能、生分解性、手頃な価格、そして見た目といった、相反する優先事項のバランスにかかっています。米国農務省 BiopreferredやPETA Vegan認証といった認証は、これらの選択肢を検討している意識の高い消費者にとって、優れた指針となります。画期的な素材に関するこれらの知識は、次に革代替アクセサリーを購入する際に、自分のスタイルの優先順位と環境価値に合った賢い選択をするのに役立ちます。
よくある質問
Q1. 植物由来のレザーが革新的で持続可能なのはなぜですか? 植物由来のレザーは、農業廃棄物をウェアラブルなファッション素材へと変えるという点で革新的です。従来のレザーよりもサステナブルであり、水の使用量、CO2排出量、そして動物性製品への依存を大幅に削減します。サボテンレザー、リンゴレザー、菌糸体由来の代替素材などの素材は、耐久性を備えながら環境問題にも対処します。
Q2. 植物由来の皮革は、性能面で従来の皮革と比べてどうですか? 植物由来のレザーは、素材や製造工程によって、従来のレザーと同等の耐久性と柔軟性を実現できます。しかし、性能と生分解性はトレードオフの関係にある場合が多くあります。植物由来のレザーの中には、耐水性や引張強度といった特定の特性に優れているものもあれば、堆肥化性を優先したものもあります。
Q3. 植物由来のレザーはすべて生分解性ですか? 植物由来のレザーはすべて生分解性というわけではありません。多くのレザーには、分解を阻害する合成成分やコーティングが含まれています。Treekindのような完全に生分解性のレザーも存在しますが、現在はあまり一般的ではありません。素材の生分解性は、多くの場合、特定の環境条件に依存し、管理された環境と自然環境とで異なる場合があります。
Q4. どの大手ファッションブランドが植物由来の皮革代替品を採用していますか? いくつかの有名ブランドが植物由来の皮革代替品を採用しています。ステラ・マッカートニーは先駆者であり、Myloのような素材をコレクションに取り入れています。H&Mは革新的な素材メーカーと提携し、オールバーズとラルフ・ローレンはNatural ファイバ Weldingと提携してMirumを使用しています。その他、アディダス、ルルレモン、ガニーなども採用しています。
Q5. 植物由来皮革業界はどのような課題に直面していますか? 主な課題としては、生産コストの高さ、スケーラビリティの問題、そして大量生産における一貫した品質の確保などが挙げられます。また、性能、持続可能性、そして美観のバランスも複雑です。さらに、業界は、これらの新素材について消費者に理解を深めてもらうこと、そして従来の皮革と比較した耐久性や環境への配慮に対する懐疑心を克服することといった課題にも直面しています。