董泯言、莊仲揚、張昌榮 / 工研院材化所
全球品牌商與紡織產業近年來快速導入減碳策略，並設定於2050年達到紡織產業的碳中和目標，產業初期皆已透過能源最佳化管理系統、建置綠電裝置、低耗能設備等方法達到第一階段減碳效益。從材料面而言，則須從目前之聚酯寶特瓶與漁業尼龍材料回收循環系統，再進化到生質/低碳料源導入開發應用作為新型環保永續紡織品，同時開發簡化染整製程，形成低碳紡織新解決方案。
【內文精選】
紡織產業淨零碳排轉型
整個紡織產業(Textile Industry)開始往機器、新材料/循環材料、製程精簡、作業環境及水資源循環等方向前進。以新材料為例，歐美淨零碳排政策頒布，品牌商要求生產廠開發永續循環或低碳排(Low Carbon Emission)紡織品，包含回歸使用天然原料，或使用可以被生物分解再回到大自然的原料；使用循環回收再製纖維，或是生產單一材質複合纖維可被重製的產品，讓產品可以不斷重複被使用結合低能耗製程、驗證與溯源等策略發展。
3. 料–新材料/循環材料
在新材料方面，生物基/生質材料及生物可分解材料是未來低碳排材料的一大方向。生物基/生質材料是指非石油系原料提煉，藉由植物或油脂類天然原料，透過生物發酵或化學改質聚合等方式，製成的生質聚酯及耐隆織物材料。當材料使用壽命終止時，則可透過回收或是燃燒產生能量模式，形成循環使用(工業循環或自然循環)，達到減少資源消耗與降低二氧化碳排放之功效。根據美國農業部(USDA)認證標準，若產品中含有超過25%的生質成分即可稱為「生質型產品」。
除了生質材料的應用，將既有原來產品「重製再利用」也是重要持續精進的方向之一。臺灣在全球回收寶特瓶聚酯纖維/紡織品市場占有率高達70%，藉由寶特瓶回收再利用製作聚酯機能性紡織品，經典案例即2018年世界盃足球賽隊員身上穿著由臺灣紡織廠以寶特瓶回收聚酯材料再製的球衣。除此之外，亦包含紡織廢布循環回收再利用聚酯及耐隆織物、海洋製具漁網/蚵棚繩索回收尼龍織物、海洋廢棄物回收織物等新一代綠色循環永續新材料問世。
4. 法–生產製程
紡織印染產業在紡織品賦予印花色彩以數位化分色與圖樣設計導入製程，提供更快速、更清潔的生產模式(圖三)。在過去，印花紡織品往往帶給消費者大批量複製印刷的廉價觀感。為迎戰全球紡織業與快時尚潮流的激烈競爭，紡織印染業者透過數位轉型，運用電腦數位印花系統，生產高解析度印染產品，並將過往需要兩個月的製版網印時間大幅縮短至兩週，效能整整提升三倍。
圖三、傳統網印與數位印花製程比較
創新材料開發應用
1.生物可分解纖維
由於傳統化石來源纖維材料，在自然界無法分解，最終僅能透過焚壞方式進行廢棄處理，衍生大量的碳排放，因此可被自然界微生物分解且利用的生物可分解纖維(Biodegradable Fiber)便應運而生。該材料定義是指在空氣中不被分解且具有機械性質可供產品利用，而在廢棄後於自然掩埋(Bury)或堆肥環境(Landfill)下被微生物分解消化利用，成為微生物利用之碳源(Carbon Source)，在有氧(Aerobic)或無氧(Anaerobic)環境下皆可進行分解(如圖四)。
圖四、生物可分解材料自然界循環示意圖
2. 生質高分子纖維
現行人造纖維因來自石化原料，在開採過程中會大量排碳，且為不可再生資源，將面臨來源枯竭情況。生質高分子纖維原料來自可再生來源(Renewable Resource)，例如：植物或是微生物發酵產物所取得的生質原料，透過進一步聚合製程(可為生物體內發酵聚合、化學聚合或是兩者混合)，製造生質高分子(Bio-based Polymer or Bioplastics)，當材料使用壽命終止時，則可透過回收或是燃燒產生能量模式，形成循環使用(工業循環或自然循環)。一般來說，生質來源原料可較石化來源原料降低約20~50%二氧化碳排放量，以此達到降低碳排與資源永續循環使用之目的。不過與前述生物可分解纖維不同之處，生質高分子纖維原料雖來自自然界或微生物代謝產物，但經聚合後並不一定具有生物可分解性。
3.可染聚丙烯纖維
從化學合成纖維材料角度，聚丙烯(PP)乃是唯一以煉油的副產品開始合成的材料，其具有低密度(為棉的55%，聚酯的 40%)、耐化學性質穩定、防黴抗菌、幾乎為零的吸水率，且紡絲與染色溫度較其他化學纖維低，與其他纖維相比具有最低的碳排放量與能源消耗，更具有完全可回收性---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》431期，更多資料請見下方附檔。