以椰棗樹衍生物生產永續紡織品

PalmFil是由一群埃及開發研究人員所組成的椰棗開發團隊,團員具備纖維科學、紡織技術和複合材料工程領域50多年的經驗。該團隊由Mohamad Midani博士領導,並接受椰棗副產品開發研究之父Hamed EL-Mously教授的指導。PalmFil的最新研究是採用修剪椰棗樹後的農業廢棄物,製造紡織纖維和強化材料。PalmFil的共同研發者Mohamad Midani表示「全世界共有超過1.4億棵椰棗樹,主要集中在中東和北非地區。這些椰棗樹每年都需要修剪,衍生產物超過480萬噸,但過去僅作為廢棄物處理。其實,修剪椰棗樹的副產品頗具潛力,可以轉化為130萬噸的天然纖維。數量在天然纖維中排名第三,僅次於棉花和黃麻。」


椰棗樹衍生物不虞匱乏,除容易擴大製造規模,終端的紡織品應用也十分多元,例如:椰棗樹纖維可製成長纖維絲束、短纖維、短纖紗(spun yarns)、不織布地墊、梭織布原料,以及預浸(pre-impregnated)、合撚等。(參見圖1~圖3)

資料來源:PalmFil官網

圖1 椰棗樹纖維製成之長纖維絲束(左)和短纖維(右)

資料來源:PalmFil官網

圖2 椰棗樹纖維製成之紗線(左)和梭織布(右)

資料來源:PalmFil官網

圖3 椰棗樹纖維製成之不織布(左)和複合物氈墊(右)


除具備天然、永續特性外,PalmFil也具備高拉伸、耐用、輕巧的特性,還能製成汽車、運動用品的複合增強材料、建築用的石膏強化材料、包裝用的粗麻布袋、繩索、非木漿紙類(non-wood paper)等產品。Midani解釋:「如今汽車都選用天然纖維複合材料,製造車內門板、後車廂襯墊和置物板(parcel shelves)。若以PalmFil生產車輛組件,其輕量特性可減少油耗,同時提供優秀的抗熱、抗震動阻尼(damping)與隔音效果。」


PalmFil的另一個特色,是可以輕鬆和其他材料結合、混合。PalmFil纖維有突出的側面纖維絲(fibrils),在複合基質中可形成機械聯鎖(mechanical interlocks)的機制,也能直接與長纖維(如亞麻、劍麻)混合,或在切碎之後和其他纖維(如漢麻、洋麻、黃麻)混合。對潛在投資者而言,PalmFil的另一大利多,是可直接採用現有、專門處理植物硬纖維的紡紗或織造技術,無需重新投資新型機械。更重要的是PalmFil不會與現有的天然纖維產生競爭,而是補足、強化其他材料的特性,同時豐富天然纖維原料的多樣性。


椰棗樹在生長時,需要全年不斷修剪。剪除的樹莖通常會被送往農場的外圍,等待焚燒處理。PalmFil的計劃,就是攔截這些農業廢棄物,將其加工為紡織品。處理棗樹農業廢棄物,容易產生諸多環境問題,首先,植物燃燒會釋放二氧化碳,只要避免焚燒、減少碳排,就有助於減輕全球暖化。其次,燃燒椰棗樹廢料是中東、北非發生火災的主因之一,這在埃及尤其嚴重。


蒐集椰棗樹衍生物之後,下一步就是提取纖維,PalmFil透過專有技術,從椰棗樹中提取長度夠、純度高的纖維,如複葉和果梗的部位。該技術可針對樹的維管束進行去木質、纖維化處理,同時在不破壞原纖維的情況下,除去植物的中空部分。


完成植物纖維的加工之後,PalmFil根據終端用途做出調整。舉例來說,PalmFil可製成紗線,用來生產梭織、針織布料,或是切成合適的長度,投入不織布的製程。此外,PalmFil也能透過氣流成網、梳棉加工,再以針刺或黏著法結合。有趣的是,PalmFil的提煉技術,也能用在其他棕櫚樹種的副產品上,如油棕、糖棕、非洲棕,甚至是高粱類的農作衍生物。


處理PalmFil農作廢棄物的閉鎖循環生產模式,可望促進循環經濟。作為可再生資源,PalmFil不會導致森林砍伐或與糧食作物爭地。此外,PalmFil屬於天然纖維,可完全經由生物分解、製成堆肥,沒有再生纖維需要回收溶劑的問題。另一方面,椰棗樹的適應力強,對缺水、荒漠化、全球暖化具備足夠的抗性,使得氣候變化對該作物的衝擊有限。事實上,澳洲、南非等國正嘗試引進椰棗樹,強化國內的糧食和營養儲備。