開發業界首創製程與接著劑，薄膜包裝製造之二氧化碳排放量削減約61％

在NEDO（國立研究開發法人新能源與產業技術綜合開發機構）的補助計畫下，三井化學株式會社與東麗株式會社共同開發出業界首創的製程，將無溶劑貼合與電子束（EB）照射進行線上處理，並開發出該貼合工程專用的接著劑。此次，透過融合三井化學擁有的聚氨酯接著劑技術與東麗擁有的EB固化型柔版/膠印技術，成功大幅提升了EB固化型接著劑的接著性能。此外，透過開發線上貼合與EB照射製程，薄膜包裝製造中的貼合工程年度電力消耗減少了309萬kWh，二氧化碳（CO2）排放量減少了1290噸，達成約61％的削減率。今後，雙方將致力於從印刷到貼合的整個薄膜包裝製造工程的節能與CO2減排，實現環境對應與生產力提升的雙贏。薄膜包裝材料為了提升產品保護性、阻隔性、耐熱性及耐藥品性，通常會進行貼合多層化處理。憑藉其輕量、透明及易加工的特性，廣泛應用於食品包裝及洗髮精、清潔劑等補充包。此外，從玻璃瓶、金屬罐及塑膠容器轉向薄膜包裝材料，亦有助於節省資源與減少食物浪費。2022年全球薄膜包裝材料市場規模約為38兆日圓，年成長率為3.2％。日本國內薄膜包裝材料製造的CO2排放量分佈為：薄膜工程52％、油墨/印刷工程32％、貼合工程16％。在薄膜與印刷工程中，利用生物原料、單一材質化及無溶劑化等減排措施已在進行中。另一方面，貼合工程傳統上使用石油系溶劑接著劑，塗佈後的加熱乾燥與燃燒處理消耗大量電力。此外，由於接著劑在貼合後無法立即完全固化，為了防止外觀不良，需要進行加熱處理（熱養生，約5天）。此工程導致製造時間延長且電力消耗增加。因此，減少貼合工程的CO2排放量成為亟待解決的課題。在此背景下，NEDO自2023年度起作為本計畫的一環，與三井化學、東麗共同致力於「節能軟包裝貼合系統的開發」。在本次共同開發中，雙方採用無溶劑型EB固化接著劑取代溶劑型接著劑，並開發出線上貼合與EB照射的新技術。目前的貼合工程使用雙液型熱固化接著劑，需要塗佈後的溶劑乾燥及貼合後的加熱處理，每台貼合機每年排放約2127噸CO2。雖然使用無溶劑接著劑可省去溶劑乾燥，但面臨加熱處理時間延長、加工速度下降及接著性能降低等課題。在本次共同開發中，透過將EB固化型柔版/膠印技術應用於聚氨酯接著劑，大幅提升了接著性能。此外，透過線上貼合與EB照射製程，無需溶劑乾燥，並實現了加熱處理時間的縮短與低溫化。結果顯示，貼合工程的年度電力消耗減少309萬kWh，CO2排放量減少1290噸，約61％。本次開發的新技術解決了傳統技術在固化性與加工性上的課題，且因不含溶劑，亦有助於VOC（揮發性有機溶劑）的零排放，是業界首創的次世代貼合製程。本次成果在不大幅變更包裝規格的情況下，能顯著減少貼合工程的CO2排放量，成為計算供應鏈Scope 3排放量時的有效選擇。三井化學與東麗將針對食品及日用品薄膜包裝的標準化，向通路商與品牌商推廣EB固化型柔版/膠印技術與本技術的結合應用，目標於2027年實現社會應用，以兼顧薄膜包裝產業的環境負荷減輕與生產力提升。