木材衍生物應用多元，可望成為紡織生質材料的重點材料
對於木質纖維製造商來說，木材的每個部分都有辦法充分利用，即使木材中沒有成為纖維素漿的部分，通常也能用來製造生質嫘縈(viscose)纖維。如今，尋找石化原料替代方案的競爭日趨激烈，著重創新的公司也紛紛謀求新路，將天然的木質可再生原料，轉化為聚合物和化學產品。Nature Coatings創辦人兼執行長Jane Palmer指出，單單在美國，每年就會產生 5,000 萬噸的廢木料。而對於 NordShield 共同創辦人Kristoffer Ekman而言，稱其為廢棄物並不恰當：「由於林業物資能夠被充分利用，其實不存在衍生廢料的問題。」而善加利用木材各環節物質的作法，也絕非僅限於NordShield 一家。
木質化學品及顏料
1. NordShield木質抗菌劑
NordShield經過十多年的研究，從林業副產品的松樹樹脂中提取抗菌劑，並成功申請了專利。自 20 世紀 80 年代初以來，該製程的發明者就一直在尋找永續的殺菌劑，並對多種物質進行了測試，發現松樹樹脂是一種高效的抗菌劑，長期以來也用於傷口護理。
NordShield成立於2016年，總部位於芬蘭埃斯波(Espoo)，並在去(2023)年正式推出生物基異味捕捉技術NordShield Crisp。NordShield Crisp屬於一種非殺生物劑(non-biocidal)、非浸出提取(non-leaching)、可生物降解的植物防臭技術。據稱，這種整理劑能在紡織品表面形成兩分子厚(molecule-thick)的薄膜，經 30 次的洗滌效果依然不減。Ekman強調，NordShield Crisp作為物理薄膜，卻絲毫不影響紡織品本身的手感。
除了專為纖維素紡織品設計的 NordShield Crisp，NordShield 還提供一種以檸檬酸為基礎的合成纖維抗菌劑 NordShield Citex，具備生物基和可生物降解的特色。Ekman說：「消費者的安全意識不斷提高，使得許多工廠和品牌紛紛放棄使用金屬殺菌劑。源自木質樹脂的NordShield Crisp處理劑正在各大品牌進行試驗，而亞洲的一家製鞋廠也已經開始使用，預計今(2024)年稍晚將正式宣布具體的合作內容。」
論及該材料的另一個應用實例，北歐休閒新創品牌APRí Sportswear於今(2024)年6月，推出旗下首個系列產品，其中就包括經NordShield Crisp處理的棉-萊賽爾纖維混紡休閒服飾。APRí Sportswear聯合創辦人Evelina Boström致力於生產耐久的高品質運動服裝，因此選擇了植物性防臭整理劑NordShield Crisp。新系列可以讓穿衣者減少洗衣服的次數，從而節約能源和水。Boström認為NordShields Crisp頗具有開創性，不僅減少碳足跡，還保護了服裝本身。
2. Nature Coatings以木材廢料製成BioBlack顏料
Nature Coatings近十年來利用木材廢料製成的 BioBlack ，在顏料領域取得了突破性進展。該產品是由 FSC 森林認證的回收木材廢料製成，安全、無毒且負碳，能有效取代石化炭黑顏料。公司創辦人Jane Palmer提到，Nature Coatings銷售額穩定增長，已成功擴大拓銷網路、增加產品種類(除顏料外，還增加兩種分散體(dispersions ))，產能則由位於美國東南部、已完全投產的工廠負責。
由於Nature Coatings不再依賴外包生產，因此能有效控制品質跟價格。公司的木材廢棄原料，來自距工廠 60 英里(95 公里)以內的區域，取材、製造皆在當地完成，每月產能可達數百噸。
論及銷售通路，Nature Coatings與合作夥伴 iTextiles已在葡萄牙、義大利、土耳其、巴基斯坦和杜拜建立倉庫和分銷設施。BioBlack 除了用於iTextiles的丹寧布料產品，也獲得運動服、運動鞋廠商的青睞，投入網版印刷(screen printing)、輪轉印刷(rotary printing)和塗層加工。值得一提的是，印度一家人造纖維素纖維(MMCF, Man-made cellulosic Fiber) 製造商，正在試用BioBlack進行纖維素紗線的原液染色(dope-dyed)，此開發案的布料纖維與處理劑皆源自木質材料。
木質材料的聚合物應用：Origin Materials、UPM Biochemicals
1. Origin Materials與Indorama Ventures及PrimaLoft合作
木材中的纖維素和木質素(lignin)也可以為生物塑膠(bioplastics )和生物合成材料(biosynthetics)提供原料，部分公司持續進行相關研究，並取得不同的成果。位於美國加州西沙加緬度(West Sacramento)的 Origin Materials 自 2008 年從加州大學戴維斯分校分離出來後，一直致力於從木材廢料中提取化學產品及聚合物。該公司於 2021 年上市，並在加拿大薩尼亞(Sarnia)擁有一家生物精煉廠。Origin Materials的生物質轉化技術，目前主要用於生產 PET 瓶蓋，最早是利用玉米澱粉，2024年 4 月起開始採用在地的木材廢棄物。這一成就，幫助公司股價突破了納斯達克交易所 1 美元的最低門檻。
Origin Materials 也希望能夠透過自家的 CMF(chloromethylfurfural, 糠醛)平台，生產聚酯的基本成分。根據化學理論，CMF能夠轉化為生物單乙二醇(BioMEG)，甚至可能加工成為生物基純對苯二甲酸(bioPTA)，進而產出生物聚酯。該公司於 2023 年與 Indorama Ventures 簽署了一份合作備忘錄，並在兩年前與 PrimaLoft 建立了類似的夥伴關系。Origin Materials最近還從荷蘭廠商 Avantium ，獲得一項製程使用許可，可將 CMF 衍生物質轉化為 FDCA(2,5-呋喃二甲酸)，作為 Avantium 開發中的生物 PEF(polyethylene furanoat, 聚呋喃二甲酸乙二酯)聚合成分。
2. UPM Biochemicals與Vaude合作
UPM Biochemicals也在研製生物聚酯的基礎材料，因為集團本身就是價值百億的木製品生產專家。UPM Biochemicals近期向 Indorama 提供 BioPura BioMEG，並投資 11 億美元在德國 Leuna 建造生物精煉廠，預計2024 年底正式投產。在產能滿載的情況下，新廠將善用德國種植的櫸木木質素和纖維素(糖類材料)，每年生產約 22 萬噸的生質柴油和生質石腦油(bio-naphtha )。UPM 業務開發主管David McCann補充，除了bioMEG外，炭黑等材料也能從木質素中取得，呼應纖維、塑料產業對聚合物的強勁需求。
UPM Biochemicals也長期向Dyneema供應木材衍生的生物乙烯(bioethylene)，後者曾隸屬於DSM旗下，如今已加入總部位於美國克利夫蘭的Avient。而德國戶外運動服裝品牌Vaude去年推出了一款羊毛夾克，其中原料的生物聚酯紗線，就是Indorama透過UPM的BioPura BioMEG和傳統PTA混紡而成，再由義大利廠商Pontetorto編織、加工成羊毛布料。
Vaude已採用bioMEG，下一步計畫採用bioPTA
Vaude 創新主管René Bethmann於2024年3月份舉行的Performance Days會議上說，在ISPO 2023已展示採用UPM Biochemicals 的bioMEG 所生產的聚酯紗線。Vaude繼此里程碑之後，下一步預計研發bioPTA，畢竟這種材料占聚酯纖維70%的組成成分。bioPTA將生物石腦油轉化為對二甲苯(paraxylene)，接著再製成PTA，但UPM Biochemicals並未透露任何計畫細節。
北歐不少新創和大型企業，都專注於當地木材產業材料的開發，除了研究更永續的嫘縈人造絲(如 TreeToTextile )，也發明全新的纖維(如 Spinnova )。例如，總部位於芬蘭艾斯波(Espoo)的Nordic Bioproducts Group(NPG)成立於 2019 年，旨在利用木材生產低環境衝擊的纖維素纖維、生物化學品和生物塑料。
3. Nordic Bioproducts Group推出木質纖維素纖維Norratex
2022 年以來，NPG 持續開發自家的 MMCF 紗線，並將其命名為 Norratex，該技術與嫘縈製程相似，但製程中不使用任何有害的化學物質。」Norratex纖維手感像棉花，懸垂性則類似嫘縈。
在與大型時裝零售商的討論中，NPG執行長Olli Kähkönen發現木材纖維並不像他想像中的那樣受到歡迎，單純作為紡織原料的吸引力恐怕不再。有鑑於此，NPG逐漸轉向農業殘留物、小麥稈和甘蔗渣等紙漿原料，並積極與重點MMCF廠商合作，打造公司下一個為期五到十年的長期項目。
目前，NPG 的第一家微晶纖維素 (MCC, microcrystalline cellulose) 工廠，已著手使用名為AaltoCell Technology的技術。它由公司創辦人 Olli Dahl 博士在Aalto University開發，除了醫療賦形劑(excipient)的應用，還能產出生物塑料。
NPG創新主管Saara Suurla說，公司有能力為時裝業的可生物降解木質紐扣和飾品提供原料。舉例來說，芬蘭當地的創新實驗室Structural Colour Studio就利用NPG的纖維素生化材料生產串珠。這類串珠亮片閃閃發光，靠的不是染料，而是塗層奈米結構的視覺效果，能像蝴蝶翅膀或孔雀羽毛一樣，反射出各種色頻的光線。NPG銷售經理Minna Laitinen分析，木材廢料的應用十分多元，可用於許多非石化源的材料和化學產品。
資料來源：WSA
