全水性生態(tài)環(huán)保超纖合成革技術研究與展望

張哲

近10年來，海島超纖皮革作為第4代合成皮革在中國得到了大力發(fā)展，產能由10年前的不足4 000萬m2，到目前的年產能1.2億m2，產能10年翻3番，可謂發(fā)展神速。這與一些公司大搞產能擴大及作為基礎原材料的石油價格大幅度降低有直接關系，可以看出資本力量的強大和大宗產品價格大幅度走低對產業(yè)的影響。

雖然超纖產量產能在提高，但超纖企業(yè)沒有真正做強。超纖企業(yè)的利潤狀況和之前持平甚至可比性明顯不足，在高端市場上與日本企業(yè)產品還有很大差距，如日本東麗公司的汽車麂皮革、可樂麗公司的服裝麂皮革等。低水平擴張甚至重復建設是中國絕大多數(shù)產業(yè)的通病，也是供給側改革需要根治的問題。

對于皮革行業(yè)來講，用來生產天然皮革的原材料資源有限，而且天然皮革的生產是一個高能耗、高污染的過程，會給環(huán)境帶來極大的污染負荷。近年來，歐盟等發(fā)達國家對天然皮革本身的安全性也提出了新的標準要求，嚴格限制天然皮革中存在的Cr（Ⅵ）、偶氮染料、五氯苯酚（PCP）及游離甲醛等有毒化學品的殘留量。從原料皮資源、環(huán)境保護、產品安全和市場的角度來看，天然皮革的生產都面臨著極大的挑戰(zhàn)。

由此，目前由于取自動物本身的天然皮革及再生皮革加工制作過程采用大量化學處理劑，造成了巨大的環(huán)境污染，同時皮革本身氣味、物性也無法滿足高檔家具及汽車內飾空氣質量標準要求。

基于此提出的一種全水性環(huán)保超細纖維皮革制作技術，是在整個制作過程不使用有機溶劑，所制得的純水性環(huán)保海島纖維皮革達到絕對綠色環(huán)保且超過天然皮革的超真皮性能，具有降低生產成本、保護動物和生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點。

一、全水性生態(tài)超纖研究制作

為了達成上述目的，解決方案是：首先采用水溶性聚乙烯醇（PVA）做海、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）或尼龍6（PA6）做島制成定島海島超細纖維，將該定島海島超細纖維通過梳理針刺法制成非織造布，以該非織造布為超細纖維皮革的骨架材料。這一技術是顛覆性技術，如何采用溫度達幾十度就可在水中自動溶解的水溶性PVA做海是解決整個超纖產業(yè)的核心問題。這對于纖維制作商是一個高新技術，需要科研人員精細試驗，生產人員的精心操作，目前日本可樂麗公司已經開始這一纖維生產，我國目前還處在在研制階段。

下一步操作是整個制作工序的關鍵——即水性聚氨酯樹脂含浸處理。這個水性樹脂解決了因溶劑型聚氨酯樹脂含有大量二甲基甲酰胺（DMF）造成環(huán)境、產品殘留及工人身心健康影響的問題，該產品采用的是水做溶劑，替代了DMF。此方法是用PVA/PET海島纖維制作的非織造布送到濕法生產線進行水性PU樹脂浸漬，采用水性聚氨酯漿料進行強制浸軋浸漬；之后依次進行預定型處理及烘干定型處理，使得水性樹脂固化成型，從而得到定型后的水性基布，到這里就完成了超纖骨架的基本制作，下一步就是進行開纖工作和后處理工作。

二、全水性生態(tài)超纖開纖減量處理

上述所有工序都是為本道工序服務，超纖最大的污染在于樹脂的溶劑和減量的的溶解劑，由于該技術采用了PVA做海，就無需采用堿減量定島的NaOH解體堿性滌綸（COPET），解決了堿液和聚酯小分子殘體對環(huán)境的大量污染；同時也無需苯減量不定島的甲苯溶解聚乙烯（PE），解決了大量甲苯回收揮發(fā)和殘留產品及對工人的身體健康影響問題。這是本次水性方案研發(fā)的核心技術。

把定型后的水性基布再通過連續(xù)式水洗機，反復水洗洗凈PVA使纖維徹底超細化達到開纖，開纖后的基布再定型烘干即成水性海島超纖貝斯；而水洗后的PVA直接完全回收用于制作墻體涂料，不產生任何工業(yè)污染。

三、全水性生態(tài)超纖后處理

獲得全環(huán)保的水性貝斯是整個產品制作的核心，也是最難解決的問題，這就像航空領域的航空發(fā)動機一樣，解決了核心問題，后續(xù)的問題將不再困難。全水性生態(tài)水性貝斯的成功為后續(xù)干法造面、染色磨皮、三板印刷和軋花等后段開發(fā)提供了基礎和保障。

后續(xù)的水性海島超細貝斯干法進行無溶劑貼面或采用水性PU貼面即可得到全水性超纖皮革，采用水性PU材料進行表面處理，從而與全水性超細纖維互相融合，形成水性超纖皮革的表面結構。如果把得到的水性海島超細貝斯通過磨毛工序后進行染料染色，得到染色貝斯；把該染色干燥后的染色貝斯再進行磨皮處理即成絨面水性超纖皮革。

該技術是一種全水性環(huán)保超細纖維皮革制作方法，已經申請國家發(fā)明專利，相對于現(xiàn)有技術，填補國內研發(fā)生產全水性定島海島超細纖維皮革的空白，采用水溶性PVA/PET（PA6）超細纖維采用水性開纖方式加工制造海島超纖皮革，整個生產過程不使用有機溶劑。

四、全水性生態(tài)超纖技術特點及市場前景

采用的PVA/PET（或PA6）海島超細纖維針刺工藝技術主要是PVA/PET（或PA6）海島超細纖維通過梳理針刺工藝制成具有一定強度和密度非織造布，形成三維結構的皮網(wǎng)結構，然后再通過水性PU含浸形成皮質結構。之后再通過水洗工藝處理去掉PVA海組分使纖維減量，產品開纖超細化，采用水性開纖技術、水性PU樹脂含浸凝固技術、水性樹脂干法造面及后處理的組合技術處理，從而達到產品真正綠色環(huán)保且超過天然皮革的超真皮性能，使皮革透氣性、環(huán)保性得以徹底解決，具有環(huán)保、超真皮性強等特點，滿足對于汽車內飾、家具沙發(fā)皮需要的環(huán)保無味，低揮發(fā)性有機物（VOC）且透氣透濕、韌性及尺寸穩(wěn)定性要求。

該技術致力于開發(fā)一種能夠用于沙發(fā)家具、鞋類及汽車內飾等面料的一種純水性環(huán)保海島纖維皮革，使之性能達到并超過天然皮革，且能降低生產的成本，以保護動物和生態(tài)環(huán)境為目的，實現(xiàn)低碳經濟，減少動物的獵殺，也就是減少了養(yǎng)殖中動物的碳排放。

該技術產品全水性海島纖維皮革，屬于人工合成革中的一種新研制開發(fā)的高科技材料。因其具有環(huán)保、無味、阻燃、耐磨、耐寒、耐折、透氣、耐老化、質地柔軟以及外觀漂亮等優(yōu)點，已成為代替天然皮革的理想選擇。與天然真皮相比，全水性海島纖維皮主要有以下特點：尺寸穩(wěn)定、皮感、揉韌性、彈性回復好；透氣性能非常優(yōu)良，能達到真皮2倍以上；撕裂強度和剝離強度較高（耐磨性、撕裂力、拉力強度高）；耐折牢度可以和天然皮革相媲美；產品耐侯性能優(yōu)越，常溫彎曲達到20萬次無裂紋，低溫（-30℃）彎曲5萬次無裂紋（耐溫性、機械性好）；從生產到使用沒有有任何有機溶劑。全部采用水性材料，徹底無污染，無氣味、VOC檢測完全合格，不含對人體有害的物質，環(huán)保性能優(yōu)越。

該技術解決了汽車內飾皮革、沙發(fā)家具革上的環(huán)保性、透氣性、氣味性等技術問題，采用獨特綠色技術，實現(xiàn)低碳經濟，徹底使其從中高檔超纖皮革中脫穎而出，使產品批量應用于汽車內飾、家具沙發(fā)等領域，提高產品性能同時降低生產成本，實現(xiàn)汽車輕量化和環(huán)?；l(fā)展目標，極大解決當前中高檔車內飾皮革和高檔家具沙發(fā)皮革緊缺和質量不過關問題，市場前景相當廣闊。

全水性海島纖維皮研制成功，填補國內空白，未來可以替代絕大多數(shù)天然皮革產品，產品可以廣泛地應用在國內外的汽車、輪船、飛機內飾、家具沙發(fā)、鞋材、箱包水套及環(huán)保凈化等領域。該產品配方合理、工藝先進可行，環(huán)保、質量穩(wěn)定，適用于對天然皮革產品的替代。

五、結語

然而隨著人們生活水平的不斷提高，對生活質量的要求也越來越高了，全球提倡環(huán)保低碳和綠色，尤其近年來我們國家強力節(jié)能減排政策下，對于替代真皮的超纖皮革產品環(huán)保性提出了更高要求，尤其是要求開發(fā)從材料的環(huán)保性、工藝的環(huán)保性，整個生產加工過程環(huán)保型及全過程不采用有機溶劑的技術已經提上議事日程，而這項技術的研制成功將是超纖產業(yè)的一場革命，也是各科研院所及大公司研究主要課題。

相信隨著國家環(huán)保力度的逐步加大，應用領域對于VOC及碳排放的嚴格限制，人們對快速可持續(xù)發(fā)展的反思深入，環(huán)保型產品將是未來市場發(fā)展的主流，目前一些先知先覺企業(yè)已經提前進行了布局。相信隨著研發(fā)應用逐步深入，全水性合成革、全水性超纖將是未來合成革企業(yè)的唯一出路，而全水性生態(tài)超纖皮革由于其真正的環(huán)保型，必將在未來3～5年后嶄露頭角，成為未來超纖行業(yè)研究發(fā)展的風向標，還我們一個本該有的綠水藍天！