讓機能衣重生 Circu-Texfilm的循環密碼

快時尚製造出的廢棄衣物洪流,該何去何從?根據聯合國環境規劃署研究報告顯示,全球每年產生9,200萬噸廢棄紡織品,大多採掩埋或焚化,已造成環境負擔。工研院與興采集團合作開發創新的「回收織物再製低碳循環防水透濕膜」(Circu-Texfilm)技術,賦予廢棄織品新生命,獲得2025全球百大科技研發獎肯定。

「Circu-Texfilm技術」賦予廢棄織品新生命,得到2025全球百大科技研發獎肯定。

又輕又暖更透濕的防水外套,可能只陪你上山幾次,卻要在地表上停留長達兩個世紀,這是快時尚時代留給後代的「遺產」。隨著永續觀念的崛起,人們開始尋求解方,試圖為時尚的後遺症找到出路。

近年來各國政府與產業界逐漸意識到推動「紡織品循環經濟」的重要性,紡織品循環回收的法規與機制加速推進,但「傳統回收系統大多針對單一聚酯纖維(PET)設計,其他如防水外套、登山服或運動機能衣等產品所使用的複合布料,往往含有聚氨酯(PU)或其他膜材,兩種材質化學結構迥異,難以透過一般熱熔或機械粉碎方式重新利用。」全球最大防水透濕布料供應商,興采集團研發部副總經理張立勳解釋,這也導致儘管品牌廠對紡織再生料源的需求有增無減,但供應卻遠遠跟不上。

以歐盟為例,《永續產品生態設計規範》(ESPR)及《廢棄物框架指令》修訂後,要求各國建立廢紡織品獨立收集系統,並全面導入「紡織品生產者延伸責任制」(EPR),促使企業在產品設計階段就考慮再利用、修復與回收的可行性。但現實狀況是,全球廢棄紡織品的回收比率僅15%至20%,能再製成新衣的比例更是不到1%。

不挑材質的回收術 讓複合纖維重生

在工研院的實驗室裡,一群工程師正試著改變這個局面。他們的目標並非創造新材料,而是要讓複合布料也能進入回收再生體系。這項名為「Circu-Texfilm」的技術能把混有聚酯(PET)與聚氨酯(PU)的防水機能衣再製為防水透濕薄膜,讓那些原本無法回收的複合纖維,透過拆解、再聚合,重生為可再利用的材料。

「我們想做的是一種不挑材質的回收方式。」工研院材料與化工研究所經理湯偉鉦說,現實世界的衣物,從來不是單一成分,市面上僅願意回收單一材質的衣物,再製為相同材質的織品,導致回收再製的速度遠遠跟不上丟棄的速度。

「我們不挑材質,但我們會先分級,」湯偉鉦說明,紡織品組成複雜,往往混合多種纖維與材質,若不分類就直接投入回收鏈,結果將難以控制。工研院與興采集團攜手打造分級系統,將回收紡織品依材質特性分為二至三大類,再分別以不同的化學特性進行拆解。

貼合布料。

解構化學封印 再生頂級機能薄膜

「拆解」正是舊衣回收製程的巨大障礙。湯偉鉦比喻,紡織品像是由數百個不同材質與化學結構組成的樂高積木,外觀看起來是一整片,但內部卻是多層、多鏈結的複合體,這些化學物質在高溫下扣合鎖死,宛如封印。

工研院團隊從解開這道封印下手,開發出一條「化學解聚再聚合」的路徑:先以精準控制的反應將高分子鏈打開,再重新鏈結成可利用的分子結構。「這個過程就好比是把成百上千個樂高積木拆散,重新拼成新的模型。」

說來簡單,做來卻充滿挑戰。首先,回收PET解聚後的多元醇(Polyol)結晶度很高、呈現固態,缺乏柔性與親水性,也沒有透濕特性,根本無法拿來做防水透濕膜。研發團隊必須針對回收料中不同的PET與PU比例,調整親疏水結構、加工條件及溶劑,達最佳平衡後,才能生成低結晶、高流動性的功能性多元醇,做為後續聚合反應的原料。

「這個過程中光是要找到『對的位置』進行裂解就困難重重,」湯偉鉦指出,若反應條件控制不精準,化學鏈斷在錯誤的地方,就像玩樂高時拆錯零件,反而讓結構更混亂。研發團隊經過無數次嘗試終於找出解聚邏輯,讓回收纖維重新變回「原料」。解聚後的多元醇是下一步合成聚氨酯溶液的核心,最後產出的Circu-Texfilm樹脂,柔軟又耐拉,塗佈製成防水透濕薄膜,性能媲美頂級機能膜。

製程挑戰大 關關難過關關過

回收料的穩定性則是另一個挑戰。張立勳點出,因為每批回收料的成分都有些許不同,為確保品質一致,工研院與興采集團建立資料庫,記錄回收物的分子特性,再依據配方微調進行補償。這套資料化管理,讓 Circu-Texfilm真正走出實驗室。

在製程上,研發團隊也下了苦功,「因為回收的PET分子間作用力強、黏度高,導致塗佈時不易均勻,在薄膜成型上是一大挑戰,」張立勳說明,透過不斷調整樹脂配方、交聯設計、及各項加工參數的最佳化,在黏度與牢固度之間找到平衡,才能確保Circu-Texfilm製作順暢,塗佈時薄膜不易捲曲,適合生產線上快速的操作。

此外,傳統回收再製過程中,染料往往是最大的干擾因子,因為色料會影響反應過程、品質純度與最終產品顏色,脫色會使回收步驟更複雜、更耗能。Circu-Texfilm的技術優勢在於使用回收紡織品無需去色,即可直接進行解聚與再聚合。

「跳過繁瑣的脫色程序,可大幅減少能耗。」湯偉鉦說明,由於不需脫色,製得的Circu-Texfilm薄膜呈現較深的顏色,適合用於深色服飾或作為三明治布料的中間層;若使用白色回收布料,就能製得淡黃色薄膜,經上色後可應用於只有兩層的運動機能服飾或風衣產品。

如今團隊已能依市場需求,設計不同規格的薄膜:一種適合運動外套與休閒服的紡織品,含70%回收PET纖維,透濕度達20,000 g/m²/24h、防水壓力20,000 mmH2O,可耐10次水洗;另一種適用於登山裝或軍用服,耐壓超過20,000mmH2O,經20次水洗依舊可保持性能。兩種規格的薄膜都通過比國際規範更嚴格的測試,獲得2025年全球百大科技獎的肯定,實至名歸。

織品的下一段生命 從創新開始

根據市場研究,全球防水透濕薄膜市場在2024年規模已達20.3億美元,預估至2030年將以年均5.9%的速度成長。目前Circu-Texfilm已成功導入興采實業自有品牌產品線,也吸引歐美戶外品牌洽談合作,先鎖定講求功能與環保永續的戶外服飾為合作標的,未來也有機會讓薄膜應用於家居紡織品與建材市場。

這項技術的命名「Circu-Texfilm」代表了循環、紡織與薄膜技術的整合(Circular+Textile+ Film),也為紡織業打開一條通往循環經濟的大門,讓那些被丟棄的衣物,創造再生的契機,「這刺激我們思考,未來衣服不再是消費品,而是一段可以延續的生命。」湯偉鉦說。

透過工研院與興采實業的努力,回收織物變身為永續循環的新形態薄膜材料,從機能衣到衣料,從生產端到消費者,要讓綠色循環的價值生生不息。

透過工研院與興采實業的努力,回收織物變身為永續循環的新形態薄膜材料,讓綠色循環
的價值可持續增長。
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