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14年专注碳中和,他做全球第一家离子液纺丝再生纤维企业,获软银、CMC投资

史素云 06月09日 创业者说
提供更环保、更高性能、更具性价比的服装原料。

制造业整体面临着碳中和的大考验,纺织行业是其中最大的细分赛道之一。

政府与消费者作为最底层的推手,使得品牌对于绿色环保可回收的理念做出响应,比如Adidas联合环保机构推出一系列用海洋垃圾回收制成的运动鞋,李宁推出再生环保袜,Lululemon甚至投资了可持续材料生产商Genomatica,在龙丝新材创始人兼CEO俞啸华看来,整个行业的最终发展瓶颈来自于原料研发端。

龙丝新材(以下简称“龙丝”)成立于2017年,早在成立之前,俞啸华便已对离子液纺丝研究了近10年,目前其全新离子液纺丝技术实现了再生纤维对天然纤维的替代。在再生植物纤维上,龙丝成本比全球在该领域处于垄断地位的兰精集团优势更明显,在再生动物蛋白纤维上,目前全球仅有龙丝可实现。2021年上半年,其年产300吨纺丝产线投产。

融资方面,2019年龙丝获千万元天使轮投资,投资方为软银中国、CMC。

14年都在做化纤领域基础材料的碳中和

创立龙丝前俞啸华曾于上海五矿就职,主要负责纺织品的进出口贸易工作,期间其接触到了奥地利兰精集团生产的天丝产品。

天丝是一种再生植物纤维,其以废弃棉花为主要生产原料,N-甲基吗啉为溶剂实现废弃纤维的再生。天丝的出现代表着人类可以以一种更加环保的方式生产植物纤维。

作为各种纺织品、丝织品等的生产原料,纤维可分为以下几类

天然植物纤维:木、竹、麻、棉花等,主要应用在服装、家具布与工业用布的生产上;

天然动物蛋白纤维:羊毛、羊绒、羽绒、蚕丝等,主要用于生产羽绒服、羊毛衫、丝织品等;

合成纤维:涤纶、锦纶、丙纶、腈纶、维伦、氯纶等,主要用途为生产纺织品与工业用品;

再生植物纤维:粘胶纤维、溶剂法纤维、高湿模量纤维等,主要用于生产西装、毛毯、各种装饰织物、针织类产品等,生产原料大多为废弃棉花、竹浆等;

再生动物蛋白纤维:除龙丝外尚未有人实现。

相较于两种天然纤维,合成纤维纤维细度可调,牵伸丝(DTY)刚硬度大,这就使得其耐磨性好不易破损,适合作为生产工装或户外运动服装的原材料;但合成纤维的缺点也十分明显,比如触感滑挺、不蓬松、透气性较差,更重要的是其作为石油基材料,在生产过程中会产生极大的污染。

基于环保与可循环理念,再生植物纤维问世。再生植物纤维有粘胶、高湿模量、溶剂三种实现工艺。

其中粘胶工艺比较成熟,制作过程中会用到酸碱与二硫化碳,高污染、重能耗,且生产工期需要3-4天,效率较低,目前国内外有诸多公司通过该方式生产再生植物纤维,由于这种工艺已有上百年的发展历史,具备了足够的规模效应,一般都是以10万吨为一条单线,这也使得其成本较低,大致为14000元/吨。但国家化纤协会与工信部已在严格禁止新上粘胶产线。

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高湿模量工艺在制作过程中会将丝的模量提高,从而使纤维具有高强力,形成的面料主要是莫代尔,但在其生产过程中也会用到酸碱与二硫化碳,从而产生高污染。

之后兰精集团研发出了上文所提到的第三代产品——天丝。不同于上述两代纤维在制作过程中会产生污染,天丝的生产工艺更为环保,其生产工期也缩减至了4小时。目前在全球范围内,天丝仍由兰精集团垄断。

在上海五矿为天丝做代理期间,俞啸华发现天丝作为再生植物纤维虽然更加环保,但制作工艺的安全性较差。

“天丝的生产主要用N-甲基吗啉,这是一种农药中间体,当温度超过120度时,可能会引起链式爆炸,之前国内有较大的化纤厂引进了兰精生产天丝的工艺,便发生了爆炸。”

除此之外,天丝的生产成本较高,每吨单价高于20000元。

当时俞啸华正好读到了一篇离子液相关的文献,文献中提到未来可以用离子液这种溶剂以一种新的生产工艺路线去解决纺丝问题。离子液最早由巴斯夫用作锂电池中快充的导体,自出现至今已有20多年历史,但在其他方向的应用一直没有落地。

对于用离子液生产再生纤维,当时产业内的人大都认为这种工艺难度很大,极少有人愿意投入研发,而俞啸华在困难之外,看到更多的是机遇。

第一,当消费者对快时尚的消费需求越来越大时,天然纤维势必会面临供不应求的局面。从天然植物纤维来说,其对于木棉麻都有特定的要求,比如棉花的种植需要良田,这就侵占了粮食的耕地面积;而以羊毛、羊绒为代表的天然动物纤维,每年只有1-2次收容期,数量有限,而且由于羊绒大多只由山羊提供,而山羊在进食时会将植被的根一并吃掉,随着植被的减少,羊绒的量也会受到影响。这就需要将可再生提上日程。

同时,一直以来我国高端羊毛与棉花需要大量进口,比如澳大利亚羊毛、美国棉、埃及长隆棉,如果可以再生出性能更好的原料,便可以实现进口替代。

第二,环保与低碳将会越来越被重视。近些年来不管是品牌还是政府都在推进低碳生活,碳中和理念也在逐步落地,而纺织领域占到了所需碳中和的30%。所以市场将需要更为绿色的生产工艺。

第三,化纤原料市场规模巨大。从2020年的数据来看,全球纤维产量共1.09亿吨,合成纤维约占62%、天然植物纤维约占29.8%、人造纤维约占6.5%、天然动物纤维约占1.7%,其中天然植物纤维与动物纤维均可通过再生进行替代,2020年天然动物纤维市场约为5530亿,天然植物纤维中最主要的棉花市场约为5139亿,总市场规模超万亿。

于是自2008年起,俞啸华便开始了离子液在化纤领域应用的研究,在研究了近10年后,其突破了离子液的生产工艺,并于2017年创立了龙丝。

再生植物纤维领域打破天丝垄断,再生动物纤维实现从无到有

正如前文所说,目前行业内再生植物纤维中龙丝主要由兰精集团垄断,再生动物蛋白纤维依靠传统的机械法与化学法等工艺无法实现。

为什么做再生植物纤维的企业无法实现用同一种溶剂制作再生动物纤维?

核心原因是纤维素需要打开氢键,蛋白质需要打开二硫键,前者在碱性环境,后者在酸性环境,很少有溶剂在酸碱性环境中都能发生反应。

而龙丝的离子液,阳离子结构为咪唑型、吡啶型和季铵盐型等,阴离子主要为卤素盐、羧酸盐和烷基膦酸盐型等,这种离子液既可以溶解葡萄糖,又可以打开蛋白质,这使得龙丝成为全球第一家用一种溶剂便可以将植物纤维与动物纤维同时溶解或单独溶解都能实现的企业,而且由于溶解过程中液体环境呈中性,所以不会对环境造成污染。

原料方面,龙丝的再生植物纤维原料主要是棉短绒,再生动物纤维原料主要是废弃羊毛。其中,棉短绒是将棉壳中的残留刮出后形成的纸浆;废弃羊毛主要是粗羊毛,一般一只山羊可产生10%的羊绒、30%的羊毛与60%的粗羊毛,曾经粗羊毛大多用在地毯上,但后随着合成纤维的发展,粗羊毛被逐渐废弃,目前羊绒价格为80-100万元/吨,羊毛价格为10-25万元/吨,而粗羊毛的价格只有4500元/吨。

除了环保与原料的可回收,龙丝还有成本低以及产品性能更好等优势。

成本上,龙丝的生产成本约为12000元/吨,涵盖除管理费用外的所有费用,未来随着产能扩大,成本可做到万元以下。其中植物成本为8000元/吨,废弃羊毛成本为4500元/吨,99.7%的浓度的离子液成本为34000元,但由于溶剂99%可回收,所以溶剂本身成本可忽略不计。

产品性能上,天然动物纤维存在染色性差、细度较高无法平整织物、强力较低等问题,而龙丝的染色性能指标色牢度可达到4级,远高于天然动物纤维的1-2级;细度指标在0.9-1.4之间,比羊绒的1.5-1.7更细;干断裂强度为2.5-3.0,而羊绒、天然羊毛等该指标为1.4-1.8,这也就意味着龙丝所生产的再生动物纤维耐磨性会更高。

目前龙丝已拥有一条年产300吨的纺丝产线,2800平米的厂房,2.5小时即可完成一批产品的制造。

据俞啸华介绍,龙丝的核心壁垒在于一整套的工艺与设备的匹配,“这套工艺可分为四段:粉碎系统、溶解系统、纺丝系统、回收系统,涉及200-300个参数,从头到尾都有壁垒。”目前龙丝的工艺已非常稳定,良品率达99%以上,所用设备可做到100%国产。

在销售上,龙丝正在与台湾长胜纺织建立合资公司,长胜拥有非常多品牌资源,目前其已获得了Adidas、优衣库等大型服装品牌的认证,由于纺织品从原材料到终端消费是一个非常长周期的链条,龙丝这种合资公司的形式使其销售效率大大提高。

团队方面,目前龙丝有20人左右,其中30%做学术,60%做研发技术完备,10%为工程储备人员。未来,除了再生植物纤维与再生动物纤维外,龙丝规划的产品还有碳纤维原丝、氨基酸、小分子肽等。

本文是小饭桌原创文章,作者:史素云,如需转载请注明出处。
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