陳鍵誼、賴美君、劉聖揚、蕭柏齡、陳姵吟 / 工研院材化所
隨著塑膠廣泛應用於各行各業，塑膠廢棄物對環境造成日益嚴峻的挑戰。歐盟2024年底通過的《包裝及包裝廢棄物法規》，於2025年起實施，要求塑膠包裝須遵循最小包裝、回收等級、單一材質化、再生料比例與回收標示等設計準則。此法規不僅提升回收率，也強調「設計即回收」理念，對出口歐洲的產業帶來重大衝擊。軟式積層包裝由多層異材組成，雖具功能性，但回收困難。歐洲CEFLEX聯盟推動以聚乙烯(PE)與聚丙烯(PP)為基礎的單一材質設計，提升回收效率。為實現此目標，工研院開發以高密度聚乙烯(HDPE)為主材料之高性能雙軸延伸聚乙烯(BOPE)材料，解決HDPE在延伸加工中的挑戰，提升其透明度、耐熱性與機械強度，提供本土可回收替代方案，並加速產業轉型邁向循環經濟。
【內文精選】
可回收包裝設計與聚烯軟式積層包材發展
面對回收困境，歐洲軟包裝循環經濟聯盟(Circular Economy for Flexible Packaging; CEFLEX)結合原料供應商、包裝設計者、生產加工廠、品牌商與回收業者，進行全產業鏈整合分析。經過廣泛調研後，CEFLEX認為軟式包裝現階段最大的障礙並不在材料本身，而是在「回收環節」，包括：消費者回收意識、分類系統缺乏、回收場域布局不均、分選技術不足，以及再生料的應用品質參差。為解決上述問題，CEFLEX提出明確的設計導向(圖三)：以聚烯烴(Polyolefin)材料為主，進行「單一材質化」(Mono-material)的軟式積層包裝開發。聚烯烴如聚乙烯(PE)與聚丙烯(PP)本身為熱塑性材料，具有良好的物理回收性，且歐盟各國已有建置相應的回收設施，透過提升回收材料的潔淨度與純度，不僅可降低處理成本，亦可顯著提升再生料品質與回用效率。CEFLEX經過回用分析與設計後，制訂出軟性包裝材料要達到可以順利回收的條件，單一材質須超過90 wt%，其他材質單項則不超過5 wt%的重量占比，同時接著劑與印刷油墨亦須符合可回收標準。
圖三、CEFLEX軟式包裝可回收設計建議
延伸級聚乙烯薄膜材料
為實現Mono-PE可回收包裝設計，產業界近年來積極尋求以雙軸延伸聚乙烯(Biaxially Oriented PE; BOPE)薄膜取代現行常見的非聚乙烯類保護層材料，如：雙軸延伸聚丙烯(Biaxially Oriented PP; BOPP)或雙軸延伸聚酯(Biaxially Oriented PET; BOPET)等。透過SEM切片分析市售商品鋁箔包裝，可知非PE材料之保護層與阻隔層占比總和大於10%(包裝因不同產品規格功能需求可能各有差異)，且使用之PET/PA/OPP/鋁箔等異材質均不易與PE結構整合進行物理回收；因此若能開發BOPE薄膜作為外層結構材料，結合具阻隔塗層之BarrierPE(現行多用EVOH或VM鍍層)以及熱封層PE(現行已大量使用LDPE或LLDPE)，顯著提高PE占比以達到歐盟可回收包裝標準(>90%)，不僅可保留多層軟式包裝的機械強度與光學性能，也有助於整體結構進入現行聚乙烯回收系統，大幅提升回收效率與再利用價值(圖四)---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖四、軟式積層高阻隔鋁箔包裝分析與單一材質包裝設計
★本文節錄自《工業材料雜誌》463期，更多資料請見下方附檔。