晴時多雲

《科技與創新》BioDA紡織品的碳排清零

2021/11/26 08:00

工研院攜手業者研發出全球第一款環保低碳、無毒的紡織品BioDA,其翻轉紡織業的突破性,獲得2021年全球百大科技研發獎的入圍肯定。(圖片由工研院提供)

您知道嗎?紡織業是僅次於石化業,排放溫室氣體次高的產業,全球紡織業每年二氧化碳排放占總量的十分之一。作為高碳排產業之一,工研院研發出全球第一款環保低碳的紡織品,其翻轉紡織業的突破性,獲得2021年美國「全球百大科技研發獎」的入圍肯定。

淨零碳排是產業的共同方向,近年來國際各大知名服飾品牌,基於企業社會責任理念,對紡織品原料開始加大溯源力度,要求其製程符合低汙染、環保等指標。

事實上,全球紡織業溫室氣體年排放量為21億公噸,僅次於石油業,是屬於高碳排產業之一。隨著以「快時尚」搶占市場的時裝服飾業蓬勃發展,艾倫麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)估計,若按現況發展下去,至2050年,紡織業將占全球碳排的25%以上。

逐年升高的碳排放量將威脅到人類生存環境,因此加入低碳製造的行列,是紡織業刻不容緩的責任。為了協助臺灣紡織業打造綠色生產製程,以符合國際供應鏈需求,工研院團隊攜手國內紡織廠儒鴻企業、化學品助劑廠福盈科技,整合微生物染料「MetabColor」技術、生質染色助劑,以及再生尼龍纖維應用,研發出低碳排、高環保的「紡織品的碳排清零」解決方案(Create to Zero-Future Eco Textiles with Bio-Dyes and Bio-Auxiliaries;BioDA)。

廢棄漁網重生 微生物染料助陣

工研院材料與化工研究所組長唐靜雯是推動BioDA成果的關鍵推手之一。擅長紡織工程技術,且相當熟悉紡織產業需求的她,在勤訪產業基層過程中,敏銳地察覺到因應全球環保意識,紡織業正積極轉型。例如,儒鴻企業選用由漁業的廢棄漁網作為原料,經由回收、加工、抽絲、紡織,製成「再生尼龍纖維」布料。

「要改善紡織產業碳排放量,不是單一技術可以達成的,必須從纖維、染料、助劑、染整製程多方著手,」唐靜雯表示,如今業界對於與環境相容性高的生質染料需求逐漸增加,據市調機構Research-And-Market預估,生質染料市場自2018年至2024年,年複合成長率11%,2024年市場上看50億美元。所幸,由工研院一手開發的「微生物染料」可派上用場。

因此唐靜雯帶領橫跨生物化工、紡織工程專業技術的團隊,藉由微生物菌株改質,透過醱酵生產、萃取、純化等程序,成功研發出可產生紅、黃、藍、棕及黑色的「微生物染料」,不僅品質穩定且安全無毒,在製程上不會產生廢水,還能降低50%以上的碳排放量,榮獲2021年愛迪生發明獎(Edison Awards)銀獎的肯定。

整合染料、助劑與再生纖維 獲生物基認證標示

「研發過程中經過諸多磨合與挑戰,除了要使菌株具顯色能力之外,還需要提升染料的生產效率、穩定性,以及後續的應用性,」唐靜雯表示,團隊於是與福盈科技合作,開發出可對合成纖維產生反應,進而可牢牢黏合親水聚合物與纖維的「生質染色助劑」(ITRI-QD-350),使用助劑與微生物染料的織品不僅可耐久洗滌,且具備出色吸濕排汗性能,「目前微生物染料在棉、尼龍紡織品的色牢度、飽合度及色深度呈現上,已可媲美化學染料效果,突破過往生質染料的瓶頸之一。」

為提供產業更完整的解決方案,團隊持續與儒鴻企業合作,除了優化製程與調控參數,克服再生纖維色牢度低的問題,也建立起品質穩定的生產製程,也透過儒鴻的整合染料、助劑,以及再生尼龍纖維應用等綠色紡織技術,成功打造出全球第一款無汙染、低碳排、可工業化大量生產的環保紡織品BioDA,生質助劑也獲得美國農業部「BioPreferred」生物基產品認證標示。

這款革命性的「未來生態紡織品」(Future Eco Textiles),將徹底翻轉全球紡織產業型態,可望實現淨零碳排的終極目標,接下來團隊也將積極布局國際市場,期盼未來能持續為臺灣紡織業開創更多藍海商機。

(本文轉載自工業技術與資訊月刊)

微生物染料不僅品質穩定且安全無毒,在製程上不會產生廢水,還能降低50%以上的碳排放量。(圖片由工研院提供)

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