乐象永续科技：用生物基染料提供可持续色彩
来源：人民网－上海频道
一、企业简介
乐象永续科技(杭州)有限公司是一家对大自然色彩做分子编辑的可持续色彩生产公司，用独特的生物基色素分子合成修饰技术，发明出一款不掉色、零污染、零碳排的生物基染料。该产品的最大特点，是通过循环的无污物系统，从有机废物中提取天然染料，促进自然资源的永续利用和生态环境保护，既解决了传统的植物染料色彩暗沉、颜色少、色深度不够等问题，在性能上可与化学染料相媲美，同时，又具备植物染料的环保特质。
乐象经营内容包括：1.生态染料生产(生态染料指印染过程及印染产品均符合生态要求的染料，乐象首创不掉色、零污染、零碳排的生物基染料)；2.生态印染解决方案(绿色印染技术、生产污染100%循环利用技术、印染废弃物绿色处理技术)；3.农业资源再生技术，染料生产过程中产生的唯一固体废弃物可以转化为蚯蚓的食物，用于碳贮存和土壤修复。
二、问题的提出
染料是指自身带有颜色，并能以分子状态或分散状态使纤维和其他物质获得鲜明和牢固色泽的化合物。染料按来源可分成天然染料及合成染料，现在使用的染料基本都是人工合成的。
合成染料产业链上游主要覆盖石油化工、煤化工及无机化工行业，通过石油成分分离工艺为染料的合成提供苯、芳烃衍生物以及活性基团等原料；通过煤焦化工艺提供重要原料煤焦油；染料的合成还需要纯碱、硝酸、反应气体等无机原料。石油化学基的着色剂，引发各种问题：
1.全球石油的蕴藏即将在50年内耗光，必须尽快寻找可持续的替代资源。
2.使用石油化学制品将增加大气中CO2的循环总量，加剧地球气温上升；据估算这部分占新增CO2排放的45%。
3.过去印染造成的环境污染触目惊心，现在也得付出高昂的治理成本；化学染料的致敏性、致癌性也被证实，消费者渴望安全健康的染料。
人们逐渐意识到合成染料的危害，对高效生产所带来的负面效应开始了深刻的反思。天然染料重新受到重视。天然染料根据来源主要包括植物染料、动物染料和微生物染料。与合成染料相比，天然染料无毒、易降解，因此更具有可持续性。尤其植物染料在很多品牌公司中加大研发。从国内外的发展状况分析来看，植物染色的市场定位目前大多数是以家庭为单位或者小面积纯手工制作的高级定制工作室。首先，价格昂贵、成本过高是最主要的问题。收集天然的植物染料耗时耗力，制作过程中工时多；其次，很多植物的色素非常容易分解和氧化，如色牢度、耐光、耐洗涤等指标都逊色于合成染料；再者，植物染色产品主要受小众消费者的喜爱，所以在市场化和推广上都是问题。
生物基染料兼具天然染料的环保特性及合成染料的优良性能，成为目前最被看好的规模化替代石油产品的方法。生物基材料指来源于自然生物质的材料，包括利用生物质为原料或(和)经由生物制造得到的材料。生物基材料来源于可再生资源，具有减碳、可持续等多种优点。随着碳中和概念的提出，生物基材料，乃至生物基可降解材料，凭借其良好的环保特性而受到人们的广泛关注。
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世界上大部分国家和地区正慢慢将经济发展的中心从依赖化石能源转变为以生物质能源为主的可持续发展。目前中国染料产量已经占据全球总产量的70%以上。中国不仅仅是染料的生产大国，也是全球最大的染料消费国和需求国，消费量占全球的55%，居于全球之首。随着我国环境执法力度加大，印染行业在2012年后迎来供给侧改革，加速印染行业内落后产能出清，许多小型染料生产厂商退出市场。目前，国内的染料生产虽经技术改造，工艺技术有所提高，但是大多仍以粗放型、敞开式、间歇式和劳动力密集型方式作业，对环保、安全方面的应急处理能力较差。2021年以来，中国及世界主要发达国家陆续公布了“生物基路线图”明确制定了时间节点及进程，上升到国家战略优先层级，发展生物基材料替代石油化学基材料。
三、做法与经过
乐象的两位创始人刘媛媛和谢义鸿是一对夫妻，创办乐象之前20余年，一直在经营谢义鸿父母传下来的童鞋厂。工厂产品能力过硬，为包括迪士尼等多家国际大牌客户打版做生产代工。他们在有了自己的孩子之后，切身体会到婴童产品安全性的重要。从2014年开始，他们决定致力于解决纺织印染带来的环境污染问题及产品安全问题。
乐象虽然规模不大，但却拥有跨学科多领域团员并坚持持续研发。创始人兼CEO刘媛媛曾有过多年生产管理经验，带领逾150人团队扭亏为盈；联合创始人兼CTO谢义鸿有一颗发明家的心，法律专业出身却热爱研发。他们虽然没有相关专业背景，但在多年的经营中通过不断地研究和学习，掌握了童鞋面料印染包括各种面料的染色、印刷、转印及其他不同工艺。台湾成功大学化学系教授黄福永、台湾东海大学环境科学系陈峙霖也愿意为产品提供技术背书。
中国传统的植物染料符合环保、无害、可持续等方面的要求，但与合成染料相比，存在两方面的不足：一是植物染料的成品色彩柔和暗淡而不鲜艳明亮，不能满足消费者对丰富色彩的追求；二是植物染料的工艺存在褪色、掉色的局限性。因为天然色素在对面料染色时分子化学键结合力太弱，所以一洗就掉；目前工艺一般用重金属离子作为媒染剂，但结合力仍然不够。而化学染料之所以色牢度好是因为化学染料的分子活性基团与面料的结合力强。谢义鸿通过独特的技术改变和修饰天然植物色素、生物合成色素以及动物蛋白色素的分子结构，研发出了世界首款不会掉色且没有污染和碳排放的生物基染料。
这种生物基色素分子合成修饰技术解决了长久以来存在于植物染与化学染中间的问题，实为一种环保与效用两全的方法。首先，它的原材料全部来自于自然资源，是生物质材料，例如：农林废弃物、秸秆、咖啡渣等等，因此它可分解、可降解，而且是碳中性的，生产过程中没有废水排放，不增加大气CO2循环总量。而且在加工过程中剩下的任何东西都把它变成土壤改良剂，将资源再回归土壤，有益于原材料的种植，最终实现“零排放”，还达成碳贮存的作用。
其次，乐象并非为了可持续而舍弃使用体验，通过采用合成天然活性基团的方法，乐象染料的色牢度超越了传统的植物染料，攻克了其色彩暗沉、颜色少、色深度不够等问题，更是达到《国家纺织产品基本安全技术规范》规定的较高色牢度等级4-5级(纺织产品的色牢度不佳时，染料会从纺织品转移到人的皮肤上，在细菌的生物催化作用下，成为人体病变的诱发因素，造成对人身健康的伤害)。乐象的技术与产品符合生态纺织品和婴幼儿产品标准，染料也已经通过欧盟生态产品认证及瑞士SGS性能及安全认证。
然而，一项跨时代的技术并非亮相就受追捧，乐象可持续染料的商业化之路走得并不顺畅：
一是专利申请遭遇制度性壁垒。国内对天然染料的定义向来就是等同于纯天然植物染料，不可以对分子结构有任何的改动，而国际上对天然染料的定义则包括合成的天然材质。乐象在国内申请专利因天然染料的定义不同而阻力重重，常常是国内被驳回在国外却申请顺利，或是国内要花费的时间是国外的好几倍。加之行业对国外专利更认可度，去美国等国家申请专利反而变成乐象眼下最好的选择。希望为行业在国内多做贡献的谢义鸿对此非常无奈。
二是印染厂对使用生物基染料的动力不足。印染厂是染料的直接使用者。有的染厂对乐象所能带来的环境增益并不感兴趣；有的染厂一听他们“技术没有背书”，马上意兴阑珊不愿再谈下去；有的染厂直言不太可能在原本已经很薄的毛利润率上再切一层，受原材料涨价冲击，2016-2018年，印染行业的毛利率逐步下降，分别为21.6%、20%、15.6%。 有的染厂虽然有兴致盎然的老板，但是老板自己不懂技术而希望通过采购部门和技术工程师做出判断，导致乐象在“没有大订单就没有改变的动力”的染厂采购部门和供应商面前败下阵来；还有不少印染厂原有的利益链条坚固得牢不可破，乐象单枪匹马很难打破旧有秩序。
乐象长期在商战中处于胶着状态，商业化的努力没有起色。开云集团的可持续创新大奖使刘媛媛和谢义鸿迎来了自己的“赛末点”(Match Point)，即决定比赛输赢的那一球，拿下“赛末点”既靠实力，也靠命运。作为全球为数不多从根源上重视可持续发展的集团，法国奢侈品巨头开云集团于2019年举办首届可持续创新大奖，旨在加速大中华区奢侈品和服装行业的可持续创新。作为开云集团可持续创新蓝图的一部分，开云通过该奖项挖掘并表彰中国具有发展前景的初创企业，意图在时装行业的整个产业链寻求创新的解决方案。第一届可持续创新大奖主要聚焦在可替代原材料、绿色供应链、零售和使用以及循环经济四个领域，乐象非常突出地把四个领域很好地结合在了一起，获第一名。大赛除了带来10万欧元奖金，用以缓解燃眉之急，更为乐象带来资源，开云为乐象匹配欧洲的合作方，成为他们撬开新市场的杠杆，也为他们打开了国际奢侈品供应链的大门。
除了与国外面料商的合作，刘媛媛和谢义鸿也收到了国内各方的橄榄枝：某国营集团下属50亿规模的股权基金非常看好乐象的创新，愿意投资乐象；某国际纺织印染集团希望聘请刘媛媛和谢义鸿，以增加集团的技术储备；浙江某知名大型化工集团向乐象发出了收购邀约等等。
四、成效与反响
在开云可持续大奖中拔得头筹之后，乐象再接再厉，突破性地研发出生物基染料CMYK标准四原色，让生物基染料首次在应用上可以调配出完整的色彩体系。“乐象生物基染料”已经通过了欧盟天然产品的认证和瑞士SGS性能及安全的认证，是自然健康、0甲醛、符合婴幼儿产品要求的生物基染料。乐象的这项生物基染料的设计已经在全球范围走在最前列，并且已经开始实现环境和社会影响力及商业价值：
环境增益方面，每件250克的衣服用12.5克乐象染料能减少70克的二氧化碳(不含印染厂节能效益)；减少1.25公斤印染污泥固废，相当于上海每人每天的垃圾量；减少的水污染量相当于提供125瓶纯净水。假设全世界的服装都使用乐象生物基染料，每年减少的总用水量相当于上海市城市居民6.4年清洁用水的需求；每年减少1.43亿吨印染污泥固废，相当于406座上海金茂大厦的重量；每年减少1050万吨二氧化碳排放，相当于86万辆小汽车一年的二氧化碳排放，也相当于每年实施森林碳汇1050万亩 ，这占中国2019年森林碳汇1.33亿亩的8%。
服装的供应链很长，各阶段的碳排占比中染色约占43.09%到66.87%，是乐象致力于解决的部分。乐象提出的全套绿色印染解决方案，助力染厂做到可持续发展，可以实现印染过程中的废水和固废100%转化，让印染厂不再受限排政策影响引发的停工停产问题。低温染色工艺可以节省能耗达60%。
乐象的生物基染料被开云认可应用于服装面料及皮革的染料，再次被美妆巨头欧莱雅集团认可应用于彩妆和染发。2021年，获得欧莱雅集团Big Bang预见新产研大赛二等奖，这为乐象在美妆产业发展奠定了基础，确立跨行业跨领域的技术实力。乐象自主研发的生物基色素染发剂既健康又环保，不含偶氮，没有致敏、致癌物质，PH4-6.5的弱酸性染发不伤发质、不刺激头皮。同时，生物基色素染发剂的性能并未被牺牲，颜色鲜亮，留色持久度不亚于化学色素染发剂。而乐象分子合成修饰生物基色素同样满足人们对天然彩妆产品的薄透及遮盖力好的需求。遮盖力方面，乐象分子合成修饰后不仅色素吸光度提高3600%，而且可以减少色素用量，大大降低成本。薄透表现上，相比其他较厚颜料0.5-8微米的粒径，乐象色素可以薄至0.05-0.45微米。
五、未来思考
这几年国内政策对可持续发展的重视和国外加速制定对生物基材料的标准，让刘媛媛和谢义鸿感觉机会的风劲吹。乐象首先致力于解决纺织印染带来的环境污染问题，“美乐象生物基染料”的产品和技术应用范围广：棉、麻、丝绸、羊绒、羊毛、再生纤维、尼龙以及植鞣皮革等纺织面料，为纺织印染行业提供了一种循环可持续发展的模式。
同时，乐象的天然生物基染料及完整的配套染色技术具备规模应用能力及跨行业的迁移能力。基于相同的产品技术核心，乐象可以直接跨界到其它需要色彩的行业，例如：化妆品彩妆、染发剂、油墨印刷、打印机墨盒、颜料、食品着色剂等有机色彩行业领域。后续乐象将陆续推出应用在不同生活场景的各种由生物基染料打造的可持续色彩。刘媛媛表示：“我们希望通过技术改变世界，我们想给我们这一代和下一代提供更安全的产品和更好的成长环境。我们希望通过自己的努力，能让孩子们的未来变得不一样——天很蓝，水很清，空气非常新鲜，土地也很肥沃，每个人的脸上都挂满了笑容。”
中欧国际工商学院市场营销学教授王琪认为，乐象的可持续性技术有广阔而深远的经济价值、环境价值。凡是有色彩的地方，乐象都有应用机会。所有与色彩相关的行业，乐象的技术都可以帮助它们在保护环境、减碳、可持续发展等方面带来增益。乐象的技术也会遇到与任何创新技术大致相同的挑战，比如要回答卖产品还是卖技术，引入VC投资还是CVC投资等现实的经营问题；同时，可持续性技术还面临着独有的挑战，我们相信从长期看，可持续性技术能实现环境价值和经济价值的双赢，但短期内，投资人要动态地统筹好环境价值和经济价值的平衡，这很考验投资人的战略定力和对可持续发展前景的信念。而且新技术刚推出时，价格往往较高，产业链上下游对采纳新技术就有犹豫和观望，不会那么积极。我们倡议产业链上比较有影响力的企业，尤其是品牌方，挺身而出，积极行动，带动整个产业链向可持续发展的理念转变。我们也呼吁相关的部门、行业协会等为可持续性技术的商业化提供政策、金融、财政等方面提供支持，助力国家“双碳”目标实现。
