從廢棄塑料瓶到滑鼠， 微軟海洋環保滑鼠背後不一般的工程實踐
2025-04-23 19:59:27
2021 年 11 月的第四屆進博會上，微軟帶來了首款海洋環保滑鼠。以海洋可回收塑料瓶為原料，微軟與沙特基礎工業公司（SABIC）合作，研製出了一種新型環保樹脂材料，用於製造這款與眾不同的全新滑鼠，由此邁出了對海洋塑料垃圾（In-the-ocean Plastics）回收利用的開創性一步。
根據聯合國環境規劃署（UNEP）最新發布的《從汙染到解決方案：海洋垃圾和塑料汙染全球評估》報告，全球海洋塑料垃圾已達到海洋垃圾總量的 85%。到 2040 年，流入海洋的塑料垃圾量還將增加近兩倍，平均每年將新增 2300-3700 萬噸。對海洋環境和生態將帶來巨大影響。
作為微軟可持續發展項目之一，微軟與合作夥伴們自 2019 年下半年開始，鎖定海洋塑料垃圾作為開發新型再生樹脂的原料。經過了 4 輪測試、 15 種合成樹脂配方、百餘次實驗的努力，實現了新型海洋環保樹脂在滑鼠上的成功應用；自 2020 年底至 2021 年 7 月，歷時 8 個月完成了主要基於食品工業廢料甘蔗渣的全環保包裝的設計開發——最終，微軟海洋環保滑鼠於 2021 年 10 月開始在全球上市。微軟海洋環保滑鼠背後歷時兩年的不懈工程實踐，為業界奠定了開創海洋環保消費電子設備新品類的廣闊前景和可能。
源自內部的創新項目
微軟海洋環保滑鼠的設計概念可追溯到微軟內部的一個員工創意徵集活動。由微軟 Windows 和設備團隊提出的關於開發和利用海洋環保樹脂的想法得到了來自微軟環境可持續項目的資金支持。
微軟美國雷德蒙總部 Windows 和設備團隊的華人首席材料工程師 Tony Li 介紹，微軟海洋環保滑鼠所採用的新型環保樹脂是以海洋塑料瓶垃圾為原料。與目前市面上已有的幾種產品採用可回收的趨海塑料垃圾（Ocean Bound Plastics）原料有所不同，海洋塑料垃圾是特指經第三方認證的從海洋、入海水道或這些地方的岸邊回收的塑料垃圾。這些塑料垃圾在海洋上漂流時間更長，一般都在半年以上；受到紫外線、鹽分、生物作用等影響，已普遍開始不同程度的降解，因此開發和再利用的難度和挑戰相對更大。
此外，各種塑料有著不同的性狀。生產塑料瓶的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）樹脂，並不是製造消費電子產品的常見材料。因此，從化學成分角度看，若使用 100% 的回收 PET 製造滑鼠，很難滿足產品對機械性和可靠性的要求。這也是挑戰所在。
於是，微軟提出能否研發一種將 PET 和具有更好機械和物理性能的聚碳酸酯（PC）塑料結合的新型合成樹脂材料的想法，不但可以利用海洋回收塑料，還能夠滿足滑鼠對抗衝擊、耐溫、耐化學品、可靠性以及產品美學等方面的要求。由此，來自 Windows 和設備位於美國雷德蒙和深圳微軟亞洲硬體中心的團隊開始了與合作夥伴對新材料的開發與工程化探索。
複雜的海洋環保樹脂配方研發
2019 年底，微軟團隊邀請了 SABIC 等合作夥伴，共同研發可工程化應用的海洋環保樹脂配方。同時，微軟亞洲硬體中心還參與到了不同合成樹脂配方的工程化驗證，確保滿足滑鼠的全部嚴格要求。微軟亞洲硬體中心是微軟 Windows 和設備在中國的核心團隊之一，與微軟美國雷德蒙總部團隊緊密協作，負責推進微軟硬體產品從概念設計到大規模生產的進程。
微軟亞洲硬體中心結構總監 Colin Zhao 介紹，海洋環保塑料配方的研發是一個非常複雜的過程。比如有的配方流動性不足而難於填充，導致產生頂白、澆口堵塞、縮水痕、熔接線、耐化學品測試和跌落測試失敗等等；可是在解決現有問題後，又可能產生新的問題。比如，提高材料流動性能後，可能又會影響到材料的機械性能，所以海洋環保塑料的研發應用是一個不斷試驗並優化的過程。
面對挑戰，SABIC 積極配合併給與了大力支持。在每次試模時，SABIC 都會派專家現場了解問題，然後再返回實驗室進行配方的改進。通過不斷測試和調整配方、工藝參數，最終將難題一一克服，成功開發出了可應用於消費電子產品的海洋回收塑料。以重量計，相當於每一個微軟海洋滑鼠的外殼中都含有 20% 的海洋塑料，約為半個 450 毫升的水瓶。
採用環保材料且保證產品高質量標準
微軟海洋環保滑鼠是在上一代經典的通用微軟滑鼠的設計基礎上，將外殼包括上、下蓋、電池蓋、滑鼠按鍵、藍牙按鍵等部件的材料全部替換成了海洋環保樹脂，並通過微軟通用滑鼠性能的全部測試要求：左右按鍵可達 300 萬次點擊；通過嚴苛的環境測試（攝氏零下 40 到 60 度）；通過了耐化學品、跌落等測試。
微軟硬體產品有著嚴格的質量標準，例如耐化學性能測試模擬用戶在使用滑鼠的過程中可能會接觸到化學品而導致滑鼠變色、腐蝕等，比如用戶經常使用的護手霜、酒精、咖啡等可能會造成滑鼠褪色或顏色改變，因此必須確保滑鼠材料具有強的耐化學性。微軟海洋環保滑鼠的耐化學品測試就多達數十種，加上環境測試、性能測試、可靠性測試等，所以海洋環保材料在研發時需要多輪試驗和測試。
微軟海洋環保滑鼠在可持續 CMF（顏色、材料和工藝）外觀設計方面，在材料中保留了顆粒感效果和黑色斑點紋以呈現回收塑料的特性，同時更好的「包容」了回收材料的雜質感。此外，微軟海洋環保滑鼠海考慮了滑鼠的再次可回收利用——滑鼠沒有使用任何油漆，以避免影響回收再利用。
開創性的全紙環保包裝
在環保包裝方面，微軟海洋環保滑鼠的上一代產品包裝採用 PET 吸塑加紙卡盒設計。吸塑材料本身為一次性使用塑料，與微軟 2030 可持續性發展目標相違背。因此，從 2020 年起，微軟硬體設備的新開發項目不再使用吸塑材料，而轉向更為環保的包裝材料——純紙包裝。
微軟亞洲硬體中心包裝工程師 Carol Liu 介紹，微軟海洋環保滑鼠包裝採用了「零塑料」工藝：首先使用紙託替代吸塑，為了更好保護產品而採用 4 件套全紙託方案——上下內託完整包裹滑鼠，精巧外盒提供足夠強度支撐，同時還實現整體運輸包裝空間利用率最大化，可節省約一倍的運輸空間，降低了運輸碳排放。該方案從開發初始到方案確認，模具結構和尺寸經歷了三次調整，而一套模具由 6 個合金模具組成，每次調整意味著要修改全套模具組件，整體開發時間和難度要比吸塑產品複雜的多。
其次是包裝的易撕拉條結構中替換常用的塑料封口貼。普通包裝的易撕拉條背面一般有一條塑料加強筋以保證撕拉效果，微軟海洋環保滑鼠進行了結構和材料的多種組合測試，最終實現了用純紙材料替換塑料加強筋。
第三是包裝封套的表面處理採用了水性防刮花塗層，替代上一代彩盒的 UV 塗層，GHG（溫室氣體）排放因此可以降低 49%。水性塗層的難點在於耐磨性，經過多次測試調整配方，最終達到了微軟包裝測試要求。
值得一提的是，微軟海洋環保滑鼠的紙託纖維成份材料配比由微軟 Windows 和設備團隊與合作夥伴們共同研發與驗證，大部分為來自食品工業廢料的甘蔗渣，相比行業裡常用的原生木漿或竹漿，實現了甘蔗渣的廢物再利用、減少資源浪費，包裝也可完全回收降解。甘蔗渣纖維比原生木漿和竹漿纖維短、結合力稍差，為了滿足運輸保護的可靠性以及對滑鼠的接觸保護要求，團隊在結構設計、模具設計和生產工藝上尋找新解決方案，最終成功完成了任務。
海洋環保樹脂與全紙環保包裝目前用於微軟產品。微軟也希望業界更多夥伴都能夠利用這項成果，推動海洋環保材料在更多消費電子設備上的創新。與此同時，微軟還在與合作夥伴們一起探索其它海洋塑料垃圾，如塑料購物袋、塑料漁網和泡沫塑料等的回收再利用可能。期待實現海洋環境與生態環保的更多突破。
微軟總裁 Brad Smith、微軟財務長 Amy Hood 以及微軟執行長薩提亞•納德拉（Satya Nadella）宣布微軟計劃在 2030 年實現碳負排放。
總結：新型海洋環保樹脂、環保包裝以及海洋環保滑鼠的推出，標誌著全球在海洋塑料垃圾回收再利用方面邁出了商業化的第一步，也是業界合作夥伴共同努力應對全球可持續發展長期目標的一步。微軟提出 2030 年可持續發展承諾，希望將可持續發展理念貫穿產品全生命周期，推動產業鏈和供應鏈整體向「零廢棄物和碳負排放」方向邁進，而消費者購買使用環保產品的行為則構成了商業化回收良性循環的閉環。這一切的背後，是微軟與合作夥伴們的不懈探索和積極實踐。
