通过长达15年的大量实验,研究人员确定了研究方向为生态很纤皮革、纳米皮、3D很纤皮、蛋白皮、3D打印牛皮等方面,这些材料能够更好地替代真皮,达到天然皮革效果。目前,研究人员在这些领域已经取得了一定进展,下面逐一进行介绍。
1.3D生态很纤皮
生态很纤皮革是目前世界上工业化生产中较像真皮的人工合成皮革,采用与真皮胶原纤维细度一样的海岛型很细纤维构成基本骨架材料,采用3D立体的非织布加工工艺制造成基本网状结构,再填充与氨基酸的氨基结构类似的聚氨酯树脂而成。这种材料不仅理化性能很过真皮,而且生态环保,综合成本也仅仅是真皮的1/2,所以生态很纤皮革这10年来被广泛使用(见图1)。
3D生态很纤皮革研究改善了基材树脂配方,采用轧纹工艺生产是比较理想的结构方式。由于配方改变,很纤层状结构接近真皮,再使用与真皮一样的轧花纹理工艺,纹理达到完全仿真效果。采用3D技术生产一次成型,做出的产品不仅逼真动感,有很好的视觉冲击力,表面几乎与真皮没有任何区别,且性能很过真皮数倍。3D生态很纤皮革用于汽车座椅和家具沙发,仅仅是耐磨使用上,真皮可以使用3年,3D很纤皮可以使用8年以上。
2.蛋白皮
蛋白皮作为环保型皮革,主要分为很纤蛋白皮与胶原蛋白皮2种。这2种材料都引入了蛋白质成分,基本的蛋白质含量都在25%以上,而采用蓝湿皮原料制作的胶原蛋白皮,其蛋白质成分可以达到70%以上。
传统汽车内饰、箱包、沙发、鞋材以真皮、织物或是聚氯乙烯(PVC)人造革为主。真皮弹性佳、透气性好但价格昂贵、利用率低且生产过程中对环境污染严重;织物易脏易破损,缺乏档次;PVC不透气、手感僵硬、低温易裂且气味严重。环保、加工方便、价格合理且有着天然皮革手感的材料,成为市场的一个空白点。福建华阳很纤有限公司开发出的蛋白高仿真很纤合成革(简称“蛋白皮”),目前已经通过专家鉴定。蛋白皮外观结构都酷似天然皮革,但是质量是真皮的2/3,成本是头层皮的l/2,物理理化性能很过天然皮革近l倍。
目前现有的PVC产品因为不环保在欧盟已经被限制使用。真皮由于含有重金属,生产对环境污染严重且价格昂贵,尤其是真皮过低的利用率又造成了边废料的大量增加,形成2次污染。找到1种能够达到真皮性能且环保无污染的皮革材料来替代真皮已成急切需求。蛋白皮正是针对这些问题研究开发的新产品,它的批量应用将解决此问题。
很纤蛋白皮是具备天然皮革的亲肤感、触感,而且理化性能更优异的1种健康绿色的很纤材料,在座椅上应用。这种材料在生产制造过程中引入蛋白质,制造的很细纤维/聚氨酯/蛋白质复合新材料,其全技术体系拥有自主的知识产权,已申报专利。
蛋白皮产品较大程度地实现了仿造真皮。蛋白皮产品不仅生产环保且物性更很越真皮,解决了皮革透气透湿和亲肤性及真皮材料后处理对环境的污染问题。
3.3D打印牛皮
日前,李嘉诚旗下的维港投资已经为美国纽约科技公司ModernMeadow完成1000万美元的A股首轮融资,用于该公司培植研发3D打印人造皮技术。如今所谓“3D打印”的人造牛皮,并不是从普通打印机跑出来的,该技术能“无中生有”地造动物皮,“造皮术”已经比较成熟,很快将进行产业化。
这项技术原理来源于克隆技术与3D打印技术的融合。科学家首先通过1个简单的无痛过程,从牛、羊等动物身上取下几个细胞,然后在细胞培养基中将细胞分离和复制,使得细胞从几百万个细胞变成几十亿个。将细胞和胶原蛋白延展铺开成片状,再将薄片一层层叠放,较后,通过1次短暂、无化学成分的加工,就可以做出安全性可靠的皮革(见图2)。目前这项技术完成实验室过程,下一步将走向中试与进一步产业化。