永續材料

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發行日期：2025年07月20日
聯絡方式：
生質與永續材料產業協會 林志成 TEL：03-5916453  Email：VinceLin@itri.org.tw
工研院綠能所  楊子岳 TEL：06-3636982 Email：tyyang@itri.org.tw
工研院材化所  陳芃 TEL：03-5918466 Email：ricky_chen@itri.org.tw

生質與永續原料

生質與永續材料

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生物技術

日文翻譯資訊

BASF利用天然纖維推動車輛輕量化，並可提高耐衝擊性，可作為PP與ABS低碳替代方案
德國BASF積極拓展含高比例天然纖維之複合材料在汽車零組件領域的應用。與聚丙烯(PP)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等一般材料相比，該材料具有零組件輕量化及減少溫室氣體(GHG)排放的優點，且歐洲已有多家高級汽車製造商在車門內側飾板(Door Trim)上採用此材料。
BASF旗下擁有適用於天然纖維成型複合材料的水性丙烯酸樹脂接著劑「Acrodur」，並將麻類等天然纖維墊材浸潤於液態Acrodur，製作成預浸材(Prepreg)，再透過加壓加熱的熱壓方式成型，製作出汽車零組件。
與廣泛應用於汽車零組件的PP或ABS相比，天然纖維複合材料除了輕量化、降低製造過程中的GHG排放之外，亦能提升耐衝擊性與熱穩定性。相較於既有以熔融固體樹脂製作的方式，使用Acrodur作為基材可有效降低樹脂用量，天然纖維的平均含量可提升至75%。
目前BASF旗下使用了Acrodur的天然纖維複合材料已獲Mercedes-Benz採用於E-Class的車頂材料，且近年來，包括歐洲在內的多家高級車品牌已採用此材料作為車門飾板，今後BASF將擴大在全球展開應用提案。
BASF也計畫將此項技術延伸應用至車墊、座椅、行李廂內裝等其他汽車零組件。另在引擎蓋的應用案例中，該材料優異的熱穩定性與噪音抑制特性也獲得高度評價。此外，憑藉天然纖維的質感，BASF也希望將其拓展至家具、行李箱等消費性耐久用品市場。資料連結
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Nittobo Advantex等開發生物降解性雙點膠型長纖維黏合襯布，另有防止海洋微塑膠污染產品
日本Nittobo Advantex與Bioworks合作，共同開發業界第一款具有生物降解性的「雙點膠型(Double Dot)」長纖維黏合襯布。兩家公司已於2024年1月開發出短纖維型的生物降解性雙點膠黏合襯布，此次則回應市場對於長纖維型產品的強烈需求，開發出75丹尼的襯布產品。
新製品採用了Bioworks的聚乳酸(PLA)纖維「PlaX」，俾使雙點膠黏合襯布具備可堆肥處理的特性。雖然在時尚產業已對於表布等纖維製品開發生物降解性材料，但對於廣泛應用於衣物內部結構的黏合襯布，也越來越迫切地需要開發具生物降解性的對應產品。
此外，Nittobo Advantex也開發了另一款具有防止海洋微塑膠污染機能的生物降解性黏合襯布，並已展開應用提案。此類產品是透過在一般聚酯纖維中添加特殊添加劑以賦予生物降解性。包含生物降解性產品在內，今後Nittobo Advantex將以整體性的環境友善解決方案展開市場佈局。資料連結
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Panasonic開發出具有與工程塑膠具同等強度之纖維素纖維成形材料，生質含量為40%
日本Panasonic Holdings開發一項具有與工程塑膠同等強度的纖維素纖維成形材料。新材料採用將高濃度纖維素纖維與樹脂複合化之技術，以40%的比例添加至聚醯胺系(Polyamide)樹脂中，使其兼具高強度、良好成形性、低比重等特性。Panasonic計劃在2027年開始銷售這款高強度樹脂顆粒，並推廣應用於家電外殼、車載機構零件及大型家電外裝等領域。
Panasonic自2015年起即著手展開減少石油來源之樹脂研究，並開發出將高濃度天然成分「纖維素纖維」與樹脂複合，且可應用於高精度射出成形的纖維素纖維成形材料「kinari」。2019年時Panasonic實現了將55%濃度的纖維素纖維混入樹脂，2021年更進一步提升至70%濃度（即生質含量70%），成功開發出相應的複合加工技術。2022年開發出可於土壤中完全生分解的材料，並於2025年1月開發出可於海洋中完全生分解的成形材料。
此次，為了實現纖維素纖維成形材料的高強度化，Panasonic進一步開發出與工程塑膠的複合化技術。除了改良混練與成形技術之外，亦確立了可讓纖維素纖維與聚醯胺系樹脂直接結合的技術，進而成功開發出在80℃條件下強度可與含30%玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT-GF30%)相當、但比重更輕的纖維素纖維成形材料。
新材料適用於汽車內裝部件等複雜形狀的成形加工。此外，生質含量為40%，並已取得日本有機資源協會(JORA)的「生質標章40%」認證。資料連結
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Kaneka解明PHA合成酵素之結構，為世界首例，可望提高現有生物降解性樹脂生產性
日本Kaneka與奈良先端科學技術大學院大學研究推進機構合作，成功地解析出生物降解性生質聚合物原料「聚羥基烷酸酯(PHA)」合成酵素的3次元結構，且為世界首例。由於此項研究成果對於從分子層面理解酵素的機能具有重要意義，故可望提升Kaneka旗下具有海水生物降解性之產品「Green Planet」的生產效率。
Green Planet是由微生物天然合成之PHA的一種，係以3-羥基丁酸酯(3-Hydroxybutyrate)與3-羥基己酸酯(3-Hydroxyhexanoate)兩種單體組成的共聚酯、被稱為PHBH的物質。此次研究首次確認此前未知的PHA合成酵素整體結構，也首度解明了PHA在微生物細胞內的合成機制。
由於Green Planet已獲應用於吸管、餐具、購物袋、發泡成型品、食品與藥品包裝材料等用途，此次的研究成果將可望進一步強化成型技術的發展，提升工業化生產效率，進而加快Green Planet的推廣與普及。資料連結
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Appcycle利用廢棄蘋果升級再造成為合成皮，具純素、低碳排放、環境友善等特性
日本Appcycle利用青森縣內當地廢棄的蘋果為原料，透過升級再造(Upcycle)技術開發了一項具有環境友善性的合成皮革，並已獲採用於青森縣弘前市內循環電動巴士的座椅套。Appcycle期透過此項技術，推動區域性廢棄資源在環境友善材料領域的實用化，進而落實循環型經濟與促進地方活性化。
Appcycle於2024年11月與弘前市締結「創造地方活力之合作協定」，此次合成皮革的採用即為合作的一環，同時也成為兼顧資源循環利用與降低環境負荷的社會實證案例。
Appcycle開發的合成皮革是以青森縣內的廢棄蘋果、果渣等為原料製成的國產合成皮革，其中72%的原料來自於升級再利用的廢棄物。與一般合成皮革相比，蘋果合成皮革在石油類聚氨酯的使用量，以及開發、製造、加工、廢棄等各階段的二氧化碳排放量皆更低。
此外，蘋果合成皮革不使用任何動物成分，作為「純素皮革(Vegan Leather)」，亦符合動物福祉的理念。蘋果合成的質感與一般合成皮革無異，無明顯氣味與顏色，且易於加工。
此項技術是Appcycle與東北大學、弘前大學等日本多所大學合作開發並建立生產體系。不僅限於蘋果，今後將進一步擴展至其他第一產業的廢棄物與各地區素材，並推動相關商品開發。資料連結
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HIRO Technologies利用食用塑膠的菌類，開發次世代尿布，使用後可透過菌種分解材料
紙尿布是嬰兒或高齡者生活中不可或缺的消耗品，全球每分鐘廢棄的紙尿布超過30萬片。這些尿布中大多含有為了提高衛生性與耐用性而添加的塑膠成分，若未經適當處理，這些塑膠可能須耗時400~500年才能在自然中分解，對於氣候變遷的影響亦受到關注。
美國新創企業HIRO Technologies挑戰了此一環境難題，利用會「食用」塑膠的菌類，開發出一種可大幅減輕環境負荷的紙尿布。
HIRO Technologies提供的尿布採可連續使用12小時的高性能設計，搭配無漂白棉花製成的濕紙巾，以及稱為「HIRO Pouch」的含菌小袋，並以訂購制形式銷售。使用後只須將尿布與小袋一同丟棄，小袋內的菌類即對尿液或糞便中的水分產生反應，開始從內部分解尿布材料。
這些菌類的原型來自2011年發現的塑膠分解菌，可對塑膠進行分子級的分解，無需特殊的工業堆肥設施或高溫處理，在自然環境中只需數週到最長一年內即可還諸大地。為了人體肌膚的安全，菌類被封裝在與尿布分離的小袋中，不會直接接觸皮膚。
此項創新技術獲得高度評價，HIRO Technologies在2024年榮獲「Hygienix Innovation Award」，該獎項專門表彰衛生領域中的創新技術。不僅限於紙尿布的應用，目前HIRO Technologies正與廢棄物處理設施、掩埋場的業者合作，探索將技術應用於其他塑膠垃圾的可能性。資料連結
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Harima Chemicals以松樹原料開發輪胎軟化劑，性能與石化產品相同並可提升10%耐磨性
日本Harima Chemicals利用可再生天然資源–松樹來源的材料，開發了一項「輪胎用軟化劑」。在機能方面，新製品改善了現有生質產品在抓地力表現不足的問題，且實現了與石油系軟化劑同等的性能水準，在客戶端的評估已確認橡膠基礎物性達到可替代石油系產品的程度。
與既有製品相比，新開發的軟化劑可望提高耐磨耗性約10%，不僅延長輪胎壽命，亦將有助於減少更換輪胎的頻率，降低使用者成本，並減少廢棄物產生。此外，新軟化劑具有一定重量，對於須具備更高耐摩擦性的電動車(EV)輪胎將更具效果。
輪胎用橡膠由多種原料組成，而軟化劑在輪胎材料中的占比僅次於橡膠與填充劑，因此對輪胎的性質具有極大影響。目前市售的軟化劑多為石油系產品，對於永續材料的需求日漸提升。然而，既有的生質軟化劑因性能仍有不足之處，尚未能完全取代石油系產品。
Harima Chemicals開發的輪胎用軟化劑不僅擁有與現有產品同等的性能，且含有99%以上由松樹提煉的松香等生質原料，將能有助於促進整體供應鏈的低碳化。產品系列中也包括已取得「國際永續性與碳驗證(ISCC PLUS)」認證的產品，可提供具有追溯性、可靠性更高的選項。新製品有助於減輕輪胎產業對環境的負擔，進一步推動永續發展。資料連結
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花王開發出適用於電子材料等領域之CNF溶劑分散體，具多種特性可望取代既有的增稠劑
日本花王開發了一項採用纖維素奈米纖維(CNF)的有機溶劑分散體。在靜置狀態下具有高黏度，但在施加外力後黏度會降低，且不易受到溫度變化影響，展現出優異的流變控制與尺寸穩定性，可望適用於配線材料、膏狀材料、塗料等領域。由於即使在高溫下仍能維持高黏度，可有效抑制液體滴落，進而提升塗膜的機能性與塗佈性，並可望取代現有的增稠劑。
花王在2020年時成功利用自有的界面控制技術「Dual Graft System」，將具有親水性的CNF表面改質為疏水性表面，並開發出可將CNF均勻分散於各種樹脂中的「LUNAFLEX」系列，以及只須塗布即可形成滑潤表面的「LUNAFLOW」系列等相關產品。
此次花王推出了旗下首款CNF有機溶劑分散體「LUNAFLEX STO-100」，並已開始販售。新產品採用α-松油醇(α-Terpineol)作為溶劑，經由與樹脂或其他溶劑稀釋後使用，預期可改善流變控制與尺寸穩定性。將CNF分散於溶劑中以利用於工業用途的產品尚屬罕見，且「LUNAFLEX STO-100」具備既有增稠劑所不具備的多項機能，具有多樣的應用潛力。
「LUNAFLEX STO-100」的特徵在於對剪切速度具高度反應性，並具有低牽絲性，有助於提升在電子基板上的印刷性能。其流變特性則可因應導電膏、絕緣膏等電子材料的需求。此外，應用於網版印刷時，能減少油墨殘留於網版上的情形，提升印刷操作性；於噴墨印刷時，則可抑制液體擴散，有助於形成精細配線。
「LUNAFLEX STO-100」預期可廣泛應用於移動設備、次世代電子產品、塗料等領域。今後花王也將擴展適用溶劑的範圍，進一步強化CNF溶劑分散體的產品陣容。資料連結
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田川產業利用漆喰技術開發環境友善型道路標線塗料，不含石化成分並可自然分解
日本漆喰（石灰灰泥）大廠田川產業開發出一款環境友善型道路標線塗料，係以使用於漆喰底材的天然素材為基礎加以應用，即使剝落後也能自然分解。相較之下，一般塗料含有石油來源的成分，劣化後即成為塑膠垃圾。新製品可適用於停車場等用途市場。
環境友善型道路標線塗料採用了田川產業開發的「植物性塗料(Botanical Paint)」。這款塗料以天然大豆油為原料，即使剝落也能在自然界中被微生物分解，具備「生物降解性塑膠」的特性。
一般標線塗料含有石油來源的樹脂。雖然過去已有減少化學物質含量的產品，但將原料全面換成天然素材仍屬罕見。新開發的塗料在作為標線用途上的耐久性與反射率等方面，也已達到日本工業規格(JIS)的性能標準。
雖然新塗料的價格尚未確定，但預期將比一般道路標線塗料高出15%~20%左右。現有標線塗料一桶（14公升）價格約為1萬日圓以下。唯目前新塗料尚有乾燥時間偏長的課題，一般標線塗料施工後約15分鐘即可乾燥，而這款新型塗料則需約30分鐘，因此不適用於車流量大的幹道或高速公路，預期將先鎖定車流較少的道路或停車場等需求。資料連結
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大王製紙展開紙漿製生質乙醇之試產，製程僅需40℃的相對低溫，可減少40%能源耗用
日本大王製紙將展開木質來源之生質乙醇的試驗性生產，並開始樣品出貨。此次推出的生質乙醇採用了大王製紙的紙漿製造技術與生物科技新創企業Green Earth Institute(GEI)的菌體開發技術。有鑑於印刷用紙需求持續減少，大王製紙希望透過此舉同時實現紙漿的有效活用與低碳化的製品，並預計在2030年達到每年數萬公秉的商用生產規模，未來則更進一步投入於永續航空燃料(SAF)的開發。
大王製紙透過將紙漿在約40℃的相對低溫下進行糖化與發酵以製造各種原料，與一般使用高熱乾燥等工序的造紙製程相比，能源消耗可減少約40%。初期將以GEI的試驗設備製造生質乙醇等產品，未來則擴展至大王製紙位於愛媛縣的主要工廠進行商業化生產。
大王製紙也預計在3年內投入約7億7,756萬日圓作為研發經費，且在2026年左右開始試驗性提供適用於健康食品等領域的生質天門冬胺酸(Aspartic Acid)，以及可作為生物降解性塑膠原料的生質丁二酸(Succinic Acid)。資料連結
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