目前位置: 首頁 > 新聞與公告 > 科技新知
:::

科技新知

海藻纖維為人造纖維產業帶來新的改變
發表日期:2025-03-05
作者:李信宏(紡織所)
摘要:
海藻是35億年前第一批出現在水中的原始生物,也是地球上生長速度最快的生物;它們不需要耕地、農藥或殺蟲劑,而且它們比森林能吸收更多的溫室氣體,被認為有潛力應對氣候變化的挑戰。

全文:

海藻是35億年前第一批出現在水中的原始生物,也是地球上生長速度最快的生物;它們不需要耕地、農藥或殺蟲劑,而且它們比森林能吸收更多的溫室氣體,被認為有潛力應對氣候變化的挑戰。聯合國糧食及農業組織(FAO)的數據顯示,2019年全球藻類產量達3,600萬噸,總計價值133億美元。其中,超過97%的產量來自亞洲地區,且幾乎產是大規模養殖的。海藻是數千種藻類的總稱,自食品、化妝品到塑料替代品,其具有一系列工業應用的可能性。

海藻也被當作永續紡織的新材料,可生物分解並帶有抗菌、吸濕排汗、抗紫外線等天然特性;作為超級食物、生物燃料等的來源,更被譽為二十一世紀最具影響力的生物,且更被利用來製造紡織業所需的生質染料和纖維。一般而言,海藻(algae)是一個涵蓋許多不同物種的非正式術語,也被用以製造各式各樣的化學品和聚合物並應用於服裝上。如:Keel Labs和Phycolabs則開發海藻纖維,Algaeing和Living Ink正在利用其開發染料和油墨。

一、Keel Labs推出Kelsun™海藻纖維於多樣化的紡織品應用

美國生物材料公司Keel Labs是由紐約時裝技術學院的學生所創立的專案,原名為 Algiknit,目前已經有幾個具體的專案。其Kelsun™海藻纖維已被國際知名品牌設計師Stella McCartney採用,並將推廣Kelsun™海藻纖維作為棉和聚酯等傳統紡織品的可持續替代品。其顯著優點是降低對環境的影響。與傳統纖維相比,生產Kelsun™纖維只需更少的水、能源和化學品,而且可生物降解、自然分解,不會在環境中留下有害污染物。此纖維具有柔軟、堅韌、吸濕排汗、抗紫外線等顯著特性,適合大多數日常紡織應用。(參見圖1)
 

圖1 Kelsun™海藻纖維可製成多樣化紡織品

資料來源:Kelsun™官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖1 Kelsun™海藻纖維可製成多樣化紡織品
 

而Keel Labs不只與國際品牌Stella McCartney合作,也與永續時裝設計師Aditi Mayer合作推出Kelsun T-Shirt,採用70%海藻基Kelsun™纖維和30%棉的混紡紗線製成。Keel Labs的聯合創始人兼首席執行官Tessa Callaghan認為Kelsun T-Shirt是證明生物基材料已經可為人造纖維產業帶來新的改變,除了服飾以外,還可應用於汽車、家居用品、傢俱等。

近期Keel Labs和國際永續品牌設計師Mr. Bailey推出一款兼具仿生學和永續設計的Starboard背心(海上救生背心),這是一款在設計中體現仿生學應用的概念服飾,採用50%的棉和50%的Kelsun™海藻纖維製成。背心採用三層不同的連續針織結構,利用浮繡(trapunto)技術,連接外層並創造對比鮮明的肋骨形狀。Mr. Bailey 在背心中填充100%的Kelsun™纖維,以充氣服裝的形狀和結構仿製海上救生衣外觀,希望可以透過充氣結構,傳達救生衣的浮力機能與概念,同時也向海洋對地球環境所造成的深遠影響致意。

Mr. Bailey的設計理念經常汲取自然形態和循環,特別是海洋生物,這與Keel Labs用環保材料徹底改變紡織業的使命完全契合,此次合作使Mr. Bailey能夠再次突破Kelsun™海藻纖維的界限,探索其功能性和永續性。(參見圖2)
 

圖2 Mr. Bailey用Kelsun™海藻纖維製做Starboard背心-兼具仿生學和永續設計

資料來源:Keel Labs官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖2 Mr. Bailey用Kelsun™海藻纖維製做Starboard背心-兼具仿生學和永續設計
 

二、Phycolabs海藻纖維

來自巴西的新創公司Phycolabs,自藻類提取天然紡織纖維,符合聯合國永續發展目標,將大自然的資源轉為改變紡織業的解決方案。該公司位於聖保羅,創辦人兼執行長 Thamires Pontes(參見圖3)表示,該公司的技術「利用海藻的獨特性,突顯其可再生性及多功能性」。該公司的海藻來自巴西的水產養殖場或沿海種植園,養殖場或種植園都以永續、負責任的種植方式為優先。海藻生產過程中,避免使用化學成分及其產出物。用海藻纖維製成紡織品可以防止在洗滌過程中釋放出微塑料,並可符合可生物降解和可回收利用之目的。
 

圖3 Phycolabs創辦人兼執行長Thamries Pontes

資料來源:Phycolabs官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖3 Phycolabs創辦人兼執行長Thamries Pontes
 

Phycolabs創立於2022年,Thamires Pontes表示「作為我們使命的一部分,我們將經濟發展與對沿海社區、時尚產業、自然和科學的支持結合起來」。Phycolabs可以使用任何海藻,無論是整株作物還是經過加工用於其他用途的海藻副產品,這意味著可以廣泛利用大多數的海藻類型創造良好的商業價值。同時,Phycolabs只使用養殖海藻(參見圖4),這樣可以保證使用原料的品質,並支持海藻種植、幫助巴西沿海社區改善生計。
 

圖4 巴西海藻養殖場

資料來源:Phycolabs官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖4 巴西海藻養殖場
 

Phycolabs仍須募集一定數量的資金建立自己的海藻纖維生產廠,專門生產由海藻製成的纖維和紗線,且與海藻紡織領域的大多數其他經營者不同,Phycolabs不打算將海藻纖維與棉、纖維素纖維,或聚酯、尼龍纖維混合,希望可以製成100%的海藻纖維(參見圖5)產品。

目前,Thamires Pontes只打算生產海藻纖維,不跨入織布和衣服製程。尤其「當我們與客戶交談時,他們希望使用我們的紗線來生產他們自己的獨家布料」Pontes 解釋道。
 

圖5 Phycolabs海藻纖維紗

資料來源:Phycolabs官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖5 Phycolabs海藻纖維紗
 

Phycolabs目前正處於商業化前階段,採用濕紡製程,已經有單絲和複絲兩種版本的海藻纖維,目標在2026年達到工業化量產,Phycolabs積極與紡織時尚領域的主要合作夥伴接洽,下一步將關注在擴大生產規模和改進纖維物性,以滿足未來擴大生產規模之所需。

三、Algaeing海藻染料與Living Ink海藻油墨

2家新創企業利用藻類開發負碳紡織替代性材料,Algaeing利用藻類為原料製作紗線,可透過既有設備生產,並且開發永續性染料;Living Ink利用海藻取代碳黑製作黑色染料,可較石化產品減少200%的碳排放,在不改變既有設備情況下創造新世代染整技術。

以色列新創公司Algaeing執行長Renana Krebs深知時裝產業對環境的有害影響,因此從時裝主要材料著手進行開發更加環境友善的紡織用原料,開發推出近20種色調的Algadye™和Algainks。這些染料標榜無毒著色劑,可適用於傳統機器的印刷流程,公司每季都會推出新的色調,也可以客製化生產。(參見圖6)
 

圖6 可適用於大面積紡織品染色的Algadye™海藻染料

資料來源:Algaeing官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖6 可適用於大面積紡織品染色的Algadye™海藻染料
 

Algadye™海藻染料在水洗、摩擦、出汗和抗紫外線方面的表現與傳統著色劑相同。它們不需要黏著劑和化學品,更重要的是在成本上具有競爭力。Algadyes聲明:「我們每月可生產 150 噸。如果進一步擴大規模,價格可以控制得更低。」每種顏色都來自不同收成階段的海藻;主要是隨著海藻不同的生長年期,它會從綠色變成棕色,再變成紫色,藻類可以自然產生不同階段的天然色調。Algaeing已與印度人造纖維素纖維製造商Birla Cellulose建立合作關係,開發整合海藻纖維素的紗線,並且在採用Algaeing技術後,以產出色紗為主,可以預期目標在2030年減少27億公升廢水排出。

另一家位於美國科羅拉多州的新創公司Living Ink成立於2013年,將海藻養殖廢棄物轉化為生物質基礎的炭黑替代品ALGAE BLACK™。採用ALGAE BLACK™的顏料可以安全地為各種工業產品,包括:塑膠、橡膠、泡棉、化妝品、紡織品和油墨(如ALGAE INK™)著色,使其達到黑色或所需的色調,為合作夥伴提供傳統石油衍生炭黑的可持續性替代品。(參見圖7)
 

圖7  Living Ink的ALGAE BLACK™碳黑可應用於各種產品染料中

資料來源:Living Ink官網,ITIS研究團隊整理(2025/3)
圖7 Living Ink的ALGAE BLACK™碳黑可應用於各種產品染料中
 

該公司成功為印刷商開發植物性的油墨替代品,可將油墨應用於紙張或紡織品上;Patagonia、Nike和New Balance等主要國際運動休閒品牌皆已採用 Living Ink的海藻油墨製作吊牌和包裝。Living Ink執行長Scott Fulbright表示:「我們已經證明產品是可行的,且可以擴大規模並運往世界各地。我們的油墨已被全球最大的工廠採用。」例如:New Balance已使用該公司的黑色油墨印製8,300萬個吊牌。然而,價格競爭和量產規模限制著Living Ink的發展,因此Living Ink計劃先在越南興建一座試驗工廠,以供應當地許多製鞋廠,藉由擴大量產才有機會進一步降低價格與提高競爭力。

四、結論

全球紡織業受惠於多家國際永續材料創新公司,致力於以水產養殖為基礎的技術可解決紡織品生產的高污染問題,尤其當今許多廣泛使用的紡織物仍都是以石化材料為基礎,即使是天然纖維在種植過程中也要使用大量的水和殺蟲劑,有些甚至在生產過程中使用有毒化學物質。但在探索海洋生質新型再生資源的推動下,Keel Labs擴展市場上對海洋潛力的視野,透過海藻生質材料的開發,可作為氣候改善、環境友善的材料解決方案,加速地球邁向更永續的未來。
 

(本文作者為紡織所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


* 點閱數100
更新日期:2024-10-24

回上一頁 回首頁