由2008 ICTABP3國際會議觀察生物塑膠(Bio-plastics)的發展趨勢：材料世界網

第三屆生物分解和生物基材料技術與應用國際研討會(ICTABP3)是由中國塑協降解塑料專業委員會(DPC)、全國塑料制品標準化中心生物分解材料工作組(BMG)、日本生物塑膠協會(JBPA)、美國生物分解塑膠協會(BPI)、歐洲生物塑膠協會、韓國生物塑膠協會(KBPA)以及國家塑料製品質量監督檢驗中心(北京)與環境友好高分子材料教育部工程研究中心共同主辦。從本屆ICTABP3生物塑膠研討會可洞察工業生物技術的崛起，有助於減少人類對於石油的依賴且生物塑膠產品生命週期評估具有減少能源需求、降低CO2排放量等優勢，故生物塑膠為一充滿應用前景的市場，生物塑膠的發展將成為政府、企業是否能永續經營不可抵擋的新趨勢。目前全球生物塑膠產品的認證系統主要由歐、美、日所主導，隨著技術的快速發展，許多材料不僅能夠從石油中獲得，也能從生物基材獲得，然而它們在分子組成上是沒有區別的，所以日本Hokkaido University和AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)發展了加速質譜法(Accelerator Mass Spectrometry)來做精確的量測，建立了可信的" Biomass Mark"認證工程。

歐美生物塑膠的市場和政策
生物塑膠(Bioplastics)是新發展的一種高分子，生物塑膠之分類包括生物可分解/可堆肥但非生質基的塑膠(如BASF、Mitsubishi的合成聚酯)、生物可分解/可堆肥但且為生質基的塑膠(如NatureWorks Ingeo的PLA、Novamont的澱粉基材料、Innovia的纖維素、Mirel-Telles的PHA)以及生質基但非生物可分解的塑膠(如DuPont的Bio-PDO、Arkema、BASF的Polyamides)。2008年全球生物可分解塑膠的產能約30萬噸，歐洲約佔15萬噸(BASF、Biotec、Innovia、Novamont、Rodenburg)，但其中很多都是產能在1,000 ~ 20,000噸的小規模生產設備，與傳統塑料(如單一PE即達30萬噸)相比缺乏具經濟規模(Economy of Scale)的生產效能，圖一為2011年全球生物塑膠產能預測。

圖一、2011年全球生物塑膠產能預測

歐洲生物塑膠協會(European Bioplastics)是歐洲生物塑膠工業的代表機構，協會的會員包括農業原料公司、化學製品公司、塑膠公司、產業用戶和回收公司，2008年會員增至78個。此協會設立的目的在爭取政治界、商界和社會大眾的支持來促進生物塑膠在歐洲市場的推廣。歐洲生物可分解/可堆肥塑料需經由EN13432/14995標準方法認證。認證的程序共有兩個階段，第一階段需花材料製造商七個月的認證時間，第二階段為產品製造商所需之產品認證，約需3~6星期的認證時間，如圖二所示。

圖二歐洲可堆肥塑料兩階段認證標示系統

BPI(Biodegradable Plastics Institute, BPI)是美國和加拿大(North America)生物降解產品的認證機構，此協會之執行理事Steven Mojo從事堆肥塑料領域的工作已經超過十五年，並在Cargill、Cereplast和Warner-Lambert's Novon Products Group擔任顧問，此次報告主要是關於ASTM D6400和D6868標準的討論以及BPI堆肥商標項目的要求和美國在環境標示之指導方針與管理。美國加州於2008年9月新立法，只有產品達到ASTM D6400、D6868或者D7081要求才可使用"可堆肥"和"海洋降解"標示，適用於塑膠袋食品包裝以及紙漿模具和紙類塗層。ASTM D6400為"可堆肥塑料的規格"，適用於薄膜和硬塑料產品，2009年開始與ISO 17088兼容。ASTM D6868為"用於紙張和其他可堆肥基底的可生物降解塑料的規格"，適用於由紙張、板材及其他纖維的包裝和食品器具。根據ISO和ASTM的要求，可生物分解需在180天內90%以上的物質轉為二氧化碳。BPI認證是基於ASTM D6400、D6868等規範，並滿足加州標示法，目前全球已經有五十多種產品擁有BPI的標示。

日韓在生物塑膠工業的政策與發展方向
日本政府在2002年決定採用"Biomass Nippon Strategy"，來鼓勵發展採用生物材料、可再生和低環境汙染材料來源的產品。日本在生物塑膠產品的認證有兩個機構，分別為JBPA和JORA，如圖三。其中日本生物可分解塑膠協會於2007年6月15日更名為"Japan Bioplastics Association (JBPA)"，並將生物可分解塑膠(Biodegradable Plastics, BDP)和生物基塑膠(Biomass-based Plastics, BMP)統稱生物塑膠(Bioplastics)。JBPA目前同時運作"GreenPla Identification System" 和"BiomassPla Identification System"兩個認證系統。BDP須具有生物可分解的特性，主要是應用在廢棄時的後處理; 而BMP則可在降低對石油基材料的消耗，為肩負防止地球暖化的關鍵材料。為了宣傳各種生質產品包括生物塑料、生物燃料、生物化妝品等並加速其商業化，日本的JORA (Japan Organics Recycling Association)協會在2005年推行的"Biomass Mark"的認證標章，截至目前為止約有200個商品獲得認證。隨著技術的快速發展，像聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚乙烯(PE)等材料不僅能夠從石油中獲得，也能從生物材料獲得，然而它們在分子組成上是沒有區別的。為了提升" Biomass Mark"認證工程的可信賴度，需要一個可以區別從Petrol 或是從Biomass獲得，因此JORA發展了加速質譜法(Accelerator Mass Spectrometry)來做精確的量測，如圖四所示。

圖三、GreenPla的Logo (左)、BiomassPla的Logo(中)、Biomass Mark (右)

圖四、產品中Biomass含量鑑定方法

韓國政府科技部於1993年開始投入Bioplastics的國家型研究計畫，韓國企業如Samyang、Kolon、SK、LG Chemical、Daesang等在1990年代末開始密集地研究生物塑膠，大部份著重在生物可分解塑膠，主要研究重點為如何開發生物可分解塑膠的應用市場。Bioplastics的基礎研究則集中在研究中心與大學如KIST (Korea Institute of Science and Technology).、Inha University、Hanyang University等。目前研發的主題包含新的Bioplastics單體開發、新的PLA 合成製程開發、Microbial Polyesters、PLA衍生物與高性能PLA複合材料以及不同生物可生物分解材料的複合等。圖五為韓國Samsung和Cheil Industry合作在2008年發表的 Eco Phone。

圖五、韓國Samsung發表的Bioplastics Mobile phone (July 3, 2008)