纺织循环材料平台：小企业创新研发出适合全球纺织业的大项目

文/戎珑

当美国国防部(DoD)决定对天然材料功能的科学研究提供资金支持时，如何创建新型的循环经济基石即成为重中之重，因为这一最实用最有前途的领域竟然处于一片空白。经过一段时间的研究，美国纤维企业很快就意识到，他们必须脱颖而出，否则机会稍纵即逝。其中佼佼者之一是天然纤维接缝公司（Natural Fiber Welding Inc.），他们从DoD的研究项目中应运而生，并成为其技术平台，在给军方服务的同时也一举两得，利用了丰富的资源与天然材料为人们带来更优质的生活，促使公司迅速发展壮大。

从颠覆现状的激情开始

由于有了项目和资金，该公司创始人，主管研发的博士卢克·哈弗哈尔斯满怀颠覆现状的激情，在自己研究期间发现了如何了解和利用天然材料的属性，这引领他走上了开发纺织业新制造技术的道路，即利用广泛可取的天然材料，如丝绸和大麻，替代不可生物降解的人造塑料。在制造这些塑料替代品的同时，该公司扩展生物和化学品的范围。2019年年初，他们迅速确立一个项目，称其为“时尚促进良好规模方案”，即以研究项目为基础，力争冲破时尚的局限。

卢克博士于2015年创办天然纤维接缝公司，这是一家仅有20余员工的后起之秀。以提升制造和研发能力为主要方向，包括卢克在内的几位团队成员对可持续农业有着深厚的基础和广泛的知识。这是企业文化的一大关键，他们将公司直接定位于创新技术，但保持的却是一种坚定不移、势在必得的决心，重视能力和行动力。正是这种决心让卢克、首席运营官史蒂夫·兹卡、首席技术官亚伦·阿姆斯图茨和营销及商业总监查德·斯坦普尔携手打造出一个革命性的制造平台。

他们之所以落脚于皮奥里亚市，原因是，这里原本是美国中西部的创新中心，却鲜为业内人知。这座城市有着深厚的制造业根基，当地政府支持初创企业，特别是那些能够处理全球性问题的企业。这是有利于天然纤维接缝公司发展的最理想环境。斯坦普尔的创业和商业背景帮助该公司在新材料创新企业中找到了自己的定位。

该公司很快开发出可伸缩的制造平台，在完全消除全球对石油制造材料依赖的前提下，通过使用低成本的植物纤维和其他天然材料制造高性能的材料。在卢克、兹卡、斯坦普尔和阿姆斯图茨的领导下，该公司很快得益于化学、材料科学、工程、商业和知识产权转让等多方面的经验。他们的愿景和使命完全一致，即通过创新革命性的性能材料，可持续地使用具有成本效益的天然材料，减少对以石油为基础的合成材料的依赖。

卢克博士解释说，天然材料长期以来一直以其可持续性而闻名，但以前它们的实用性和可制造性都有局限。历经几年的研发，该公司已获得可伸缩工艺的专利，以其他任何技术都无法实现的方式加工天然材料。这为全世界可再生能源的使用提供了更多的动力，而这在以前是无法实现的。由此工艺生产的产品属于自然衍生，并以可观的规模满足甚至超越石油基合成材料的性能，这才是真正的创新的可持续性。

巨大的创新潜力

卢克应用他独有的专业化学知识，将与自然为伴的目标注入公司核心。据该公司称，所设计的技术充分利用了棉花和羊毛等合成材料的属性。这样做无需打破或改造整个大自然原本的杰作。公司专注于全球数亿吨可用的原始和回收棉纤维制造原本“不可能”的产品。

所谓的天然纤维接缝技术是一种专有的闭环化学工艺，它赋予纤维物理变化。本质安全的化学物质用于在分子水平上打开纤维并将其融合。在整个过程中，所有化学物质都能不断回收和再利用，这使闭环过程极其高效。最终将断裂的零碎的杂乱纤维“粘合”在一起，而无需实际使用任何胶水或树脂。这意味着复杂的复合材料可快速有效地重组。以这种方式连接天然纤维，可创造出前所未有的独有结构；这是超越生物学，甚至超越合成生物学的新方式。这类经连接天然纤维的工艺可调整，棉织物性能特征和功能可由此实现精确控制。通过将再生棉制成的高性能织物代替人造织物，该技术平台可解决塑料微纤维导致的污染问题。用维持天然材料制造保证纤维在使用结束时能获得无害降解。

这项技术可大规模实现各种过去无法实现的功能。将不利的单位经济效应转化为有利，让新技术扩展开来。由此，该公司开始与其他纺织公司合作，将天然纤维连接工艺普及开来，同时研发前所未有的新奢侈品类。

随着世界各地业界努力消除将纺织垃圾送入垃圾填埋场和焚烧炉的趋势来临，业界面临如何让再生纤维提升长度和强度的挑战，只要这两种必要的品质获得提升，那么回收材料即能成为另一条可行的生产渠道。迄今为止，这一挑战对天然纤维尤其严峻。

在传统选择很少且有许多限制的市场中，该公司提供了这一优质的再生天然纤维选择。这项技术为一种全新的优质再生纱线提供了机会，这种纱线以前从未存在过。利用其创新将推动可持续高品质服装行业的领导者。它们为服装行业最艰难的领域提供创新，不需要付出任何代价。

可持续、可扩展和可循环产品

除了生产高性能面料，该公司还能将纺织废料转用到建材产品中以生产家具，甚至生产类似皮革的材料。与当今市场上许多纯素类皮革材料不同，天然纤维连接工艺能在不使用聚氨酯等合成材料的情况下生产出高性能的奢华面料。

卢克博士介绍说，他们认为纯素应该是指植物，而非塑料。可悲的是，许多所谓的新纯素和人造皮革产品实际上只是在其他不可降解塑料的纤维上涂聚氨酯。因此只有用他们研发的这种工艺生产的纯素材料才是完全天然的，并且具有极高的可调节性，可根据不同的应用场合调整至特定的性质和性能。该公司还补充道，皮革是一种引人注目的材料，但他们的这类材料可超越皮革，获得全新的性质和性能。

据介绍，这种新型类皮革材料的适用范围远远超出传统上以皮革为主的适用范围。他们旨在创造一种全新的植物材料来代替人造皮革和纯素皮革。这些材料是为耐用、柔软和奢华而设计的，这极大地拓宽了设计师的选择范围。该公司的产品不仅节省了成本，甚至可以避免使用粗糙的化学染料，而使用安全、不褪色的结构性着色剂。

未来前景无限广阔

这种工艺正在生产符合高需求客户多种规格的材料，并迅速扩展试点制造设备。与此同时，该公司在为将来的销售和可能的高增长建立专利组合。凭借其强大的吸引力，他们正在赢得像时尚永恒（Fashion for Good）这样组织的青睐。

2018年秋，该公司被选为时尚永恒的推广项目，该项目将带来资金、客户和产业部门的直接指导。这些伙伴关系致力于建立可持续的模式和技术，取代不可持续的现用材料。该团队还获得近200万美元的小企业创新研究(SBIR)/小企业技术转让(STTR)资助，用于开发新工艺和新材料，尤其是电子纺织品。

兹卡认为，当感受到团队的热情、过程的可行性以及了解团队能应对的问题范畴时，这种运用自然的想法就变成了现实。未来不久就能实现可持续高性能材料的大规模生产。该公司现已做好准备，正以性能驱动的平台打入市场，能够灵活地为成熟的循环经济扩展真正可持续的材料。

在过去的几年里，这种工艺引起美国国防部的重视，而且一直没能引起业界的注意。该团队已准备好迎接突破性的一年。2019年该公司向全球纺织品市场推出三种不同的、已通过验证的材料。各项活动和合作伙伴在全球范围内推动这类技术的创新，确保它成为世界循环经济发展的主流。

（据美国《纺织世界》https：//www.textileworld.com/textile-world/features/2019/02/natural-fiber-welding-is-amaterial-platform-for-the-circular-economy/近期资料）