全水性生态环保超纤合成革技术研究与展望

张哲

近10年来，海岛超纤皮革作为第4代合成皮革在中国得到了大力发展，产能由10年前的不足4 000万m2，到目前的年产能1.2亿m2，产能10年翻3番，可谓发展神速。这与一些公司大搞产能扩大及作为基础原材料的石油价格大幅度降低有直接关系，可以看出资本力量的强大和大宗产品价格大幅度走低对产业的影响。

虽然超纤产量产能在提高，但超纤企业没有真正做强。超纤企业的利润状况和之前持平甚至可比性明显不足，在高端市场上与日本企业产品还有很大差距，如日本东丽公司的汽车麂皮革、可乐丽公司的服装麂皮革等。低水平扩张甚至重复建设是中国绝大多数产业的通病，也是供给侧改革需要根治的问题。

对于皮革行业来讲，用来生产天然皮革的原材料资源有限，而且天然皮革的生产是一个高能耗、高污染的过程，会给环境带来极大的污染负荷。近年来，欧盟等发达国家对天然皮革本身的安全性也提出了新的标准要求，严格限制天然皮革中存在的Cr（Ⅵ）、偶氮染料、五氯苯酚（PCP）及游离甲醛等有毒化学品的残留量。从原料皮资源、环境保护、产品安全和市场的角度来看，天然皮革的生产都面临着极大的挑战。

由此，目前由于取自动物本身的天然皮革及再生皮革加工制作过程采用大量化学处理剂，造成了巨大的环境污染，同时皮革本身气味、物性也无法满足高档家具及汽车内饰空气质量标准要求。

基于此提出的一种全水性环保超细纤维皮革制作技术，是在整个制作过程不使用有机溶剂，所制得的纯水性环保海岛纤维皮革达到绝对绿色环保且超过天然皮革的超真皮性能，具有降低生产成本、保护动物和生态环境等优点。

一、全水性生态超纤研究制作

为了达成上述目的，解决方案是：首先采用水溶性聚乙烯醇（PVA）做海、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或尼龙6（PA6）做岛制成定岛海岛超细纤维，将该定岛海岛超细纤维通过梳理针刺法制成非织造布，以该非织造布为超细纤维皮革的骨架材料。这一技术是颠覆性技术，如何采用温度达几十度就可在水中自动溶解的水溶性PVA做海是解决整个超纤产业的核心问题。这对于纤维制作商是一个高新技术，需要科研人员精细试验，生产人员的精心操作，目前日本可乐丽公司已经开始这一纤维生产，我国目前还处在在研制阶段。

下一步操作是整個制作工序的关键——即水性聚氨酯树脂含浸处理。这个水性树脂解决了因溶剂型聚氨酯树脂含有大量二甲基甲酰胺（DMF）造成环境、产品残留及工人身心健康影响的问题，该产品采用的是水做溶剂，替代了DMF。此方法是用PVA/PET海岛纤维制作的非织造布送到湿法生产线进行水性PU树脂浸渍，采用水性聚氨酯浆料进行强制浸轧浸渍；之后依次进行预定型处理及烘干定型处理，使得水性树脂固化成型，从而得到定型后的水性基布，到这里就完成了超纤骨架的基本制作，下一步就是进行开纤工作和后处理工作。

二、全水性生态超纤开纤减量处理

上述所有工序都是为本道工序服务，超纤最大的污染在于树脂的溶剂和减量的的溶解剂，由于该技术采用了PVA做海，就无需采用碱减量定岛的NaOH解体碱性涤纶（COPET），解决了碱液和聚酯小分子残体对环境的大量污染；同时也无需苯减量不定岛的甲苯溶解聚乙烯（PE），解决了大量甲苯回收挥发和残留产品及对工人的身体健康影响问题。这是本次水性方案研发的核心技术。

把定型后的水性基布再通过连续式水洗机，反复水洗洗净PVA使纤维彻底超细化达到开纤，开纤后的基布再定型烘干即成水性海岛超纤贝斯；而水洗后的PVA直接完全回收用于制作墙体涂料，不产生任何工业污染。

三、全水性生态超纤后处理

获得全环保的水性贝斯是整个产品制作的核心，也是最难解决的问题，这就像航空领域的航空发动机一样，解决了核心问题，后续的问题将不再困难。全水性生态水性贝斯的成功为后续干法造面、染色磨皮、三板印刷和轧花等后段开发提供了基础和保障。

后续的水性海岛超细贝斯干法进行无溶剂贴面或采用水性PU贴面即可得到全水性超纤皮革，采用水性PU材料进行表面处理，从而与全水性超细纤维互相融合，形成水性超纤皮革的表面结构。如果把得到的水性海岛超细贝斯通过磨毛工序后进行染料染色，得到染色贝斯；把该染色干燥后的染色贝斯再进行磨皮处理即成绒面水性超纤皮革。

该技术是一种全水性环保超细纤维皮革制作方法，已经申请国家发明专利，相对于现有技术，填补国内研发生产全水性定岛海岛超细纤维皮革的空白，采用水溶性PVA/PET（PA6）超细纤维采用水性开纤方式加工制造海岛超纤皮革，整个生产过程不使用有机溶剂。

四、全水性生态超纤技术特点及市场前景

采用的PVA/PET（或PA6）海岛超细纤维针刺工艺技术主要是PVA/PET（或PA6）海岛超细纤维通过梳理针刺工艺制成具有一定强度和密度非织造布，形成三维结构的皮网结构，然后再通过水性PU含浸形成皮质结构。之后再通过水洗工艺处理去掉PVA海组分使纤维减量，产品开纤超细化，采用水性开纤技术、水性PU树脂含浸凝固技术、水性树脂干法造面及后处理的组合技术处理，从而达到产品真正绿色环保且超过天然皮革的超真皮性能，使皮革透气性、环保性得以彻底解决，具有环保、超真皮性强等特点，满足对于汽车内饰、家具沙发皮需要的环保无味，低挥发性有机物（VOC）且透气透湿、韧性及尺寸稳定性要求。

该技术致力于开发一种能够用于沙发家具、鞋类及汽车内饰等面料的一种纯水性环保海岛纤维皮革，使之性能达到并超过天然皮革，且能降低生产的成本，以保护动物和生态环境为目的，实现低碳经济，减少动物的猎杀，也就是减少了养殖中动物的碳排放。

该技术产品全水性海岛纤维皮革，属于人工合成革中的一种新研制开发的高科技材料。因其具有环保、无味、阻燃、耐磨、耐寒、耐折、透气、耐老化、质地柔软以及外观漂亮等优点，已成为代替天然皮革的理想选择。与天然真皮相比，全水性海岛纤维皮主要有以下特点：尺寸稳定、皮感、揉韧性、弹性回复好；透气性能非常优良，能达到真皮2倍以上；撕裂强度和剥离强度较高（耐磨性、撕裂力、拉力强度高）；耐折牢度可以和天然皮革相媲美；产品耐侯性能优越，常温弯曲达到20万次无裂纹，低温（-30℃）弯曲5万次无裂纹（耐温性、机械性好）；从生产到使用没有有任何有机溶剂。全部采用水性材料，彻底无污染，无气味、VOC检测完全合格，不含对人体有害的物质，环保性能优越。

该技术解决了汽车内饰皮革、沙发家具革上的环保性、透气性、气味性等技术问题，采用独特绿色技术，实现低碳经济，彻底使其从中高档超纤皮革中脱颖而出，使产品批量应用于汽车内饰、家具沙发等领域，提高产品性能同时降低生产成本，实现汽车轻量化和环保化发展目标，极大解决当前中高档车内饰皮革和高档家具沙发皮革紧缺和质量不过关问题，市场前景相当广阔。

全水性海岛纤维皮研制成功，填补国内空白，未来可以替代绝大多数天然皮革产品，产品可以广泛地应用在国内外的汽车、轮船、飞机内饰、家具沙发、鞋材、箱包水套及环保净化等领域。该产品配方合理、工艺先进可行，环保、质量稳定，适用于对天然皮革产品的替代。

五、结语

然而随着人们生活水平的不断提高，对生活质量的要求也越来越高了，全球提倡环保低碳和绿色，尤其近年来我们国家强力节能减排政策下，对于替代真皮的超纤皮革产品环保性提出了更高要求，尤其是要求开发从材料的环保性、工艺的环保性，整个生产加工过程环保型及全过程不采用有机溶剂的技术已经提上议事日程，而这项技术的研制成功将是超纤产业的一场革命，也是各科研院所及大公司研究主要课题。

相信随着国家环保力度的逐步加大，应用领域对于VOC及碳排放的严格限制，人们对快速可持续发展的反思深入，环保型产品将是未来市场发展的主流，目前一些先知先觉企业已经提前进行了布局。相信随着研发应用逐步深入，全水性合成革、全水性超纤将是未来合成革企业的唯一出路，而全水性生态超纤皮革由于其真正的环保型，必将在未来3～5年后崭露头角，成为未来超纤行业研究发展的风向标，还我们一个本该有的绿水蓝天！