周慧

（武昌理工學(xué)院，湖北 武漢 430223）

引言

根據(jù)全球制革業(yè)最新數(shù)據(jù)，皮制革行業(yè)正面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，如原料短缺、產(chǎn)量下降、成品庫(kù)存積壓以及價(jià)格下跌等。在這種情況下，制革工業(yè)必須找到新的方法來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前的困難局面，而創(chuàng)新技術(shù)將成為解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵和途徑。

1 皮革行業(yè)中引入創(chuàng)新技術(shù)的重要性

皮革行業(yè)是一個(gè)勞動(dòng)密集型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在其發(fā)展過(guò)程中面臨著創(chuàng)新技術(shù)、資源、環(huán)境等多方面的挑戰(zhàn)。一方面，傳統(tǒng)的皮革行業(yè)由于工藝落后，造成皮革的利用率低，大量的資源被浪費(fèi)。另一方面，皮革行業(yè)還面臨著資源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，傳統(tǒng)企業(yè)要想發(fā)展下去必須引入創(chuàng)新技術(shù)，以提高其核心競(jìng)爭(zhēng)力。

同時(shí)，皮革行業(yè)引入創(chuàng)新技術(shù)可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。創(chuàng)新技術(shù)可以為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益，企業(yè)在獲得技術(shù)服務(wù)之前將不得不花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢來(lái)獲得資源。技術(shù)服務(wù)可以幫助企業(yè)節(jié)省時(shí)間和金錢來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的生產(chǎn)流程。然而，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷進(jìn)步，世界范圍內(nèi)制革工藝發(fā)生了重大變化。為了能夠適應(yīng)當(dāng)前消費(fèi)者對(duì)環(huán)境友好型及高質(zhì)量皮革制品的需求，創(chuàng)新將是制革行業(yè)面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。隨著新能源和環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用推廣，人們對(duì)生產(chǎn)材料具有更高附加值的產(chǎn)品也有了更加苛刻的要求，如在汽車中使用新型皮革涂料將有助于減少汽車廢氣排放，提高車輛整體性能，而對(duì)于皮革業(yè)來(lái)說(shuō)則是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。由于皮革在工業(yè)生產(chǎn)中需要經(jīng)歷多道工藝處理流程才能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的引入是必不可少的。皮革產(chǎn)品種類繁多且功能多樣，如皮鞋、皮具等行業(yè)都需要通過(guò)生產(chǎn)創(chuàng)新才能滿足消費(fèi)者需求。因此，對(duì)于皮革行業(yè)來(lái)說(shuō)引入新技術(shù)是至關(guān)重要的，只有在引入新技術(shù)后才能夠提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度以及降低成本并確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足市場(chǎng)需求。

2 皮革行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)分析

2.1 納米技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米技術(shù)也被越來(lái)越多地應(yīng)用于皮革制造中。皮革制品的性能對(duì)產(chǎn)品整體質(zhì)量和外觀具有重要影響，因此生產(chǎn)高品質(zhì)和高附加值的產(chǎn)品至關(guān)重要。納米材料被用于皮革制造中可提升皮革纖維強(qiáng)度，增強(qiáng)織物的外觀。特別是在制革、鞣制、紡織和服裝等領(lǐng)域納米技術(shù)擁有廣闊的市場(chǎng)前景。納米材料與傳統(tǒng)材料相比具有的較明顯的優(yōu)勢(shì)。

超輕：由于納米顆粒尺寸很小，可以顯著降低制品的密度并減少質(zhì)量。良好的耐磨性：納米顆粒是一種天然材料，其抗磨損能力比天然橡膠更強(qiáng)?？缮锝到猓和ㄟ^(guò)生物轉(zhuǎn)化和酶催化，納米顆?？梢院苋菀椎卦谌梭w中降解并最終被分解為二氧化碳和水?？扇旧裕号c常用染料相比，具有更好的色牢度。增強(qiáng)性能：可以提高染色效率和染色深度。功能性特點(diǎn)：如抗紫外線輻射和抗微生物性能等。多功能性：納米材料擁有獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)，可以對(duì)產(chǎn)品中的復(fù)雜成分進(jìn)行有效處理。良好透氣性：納米材料可以提高產(chǎn)品干燥速度并改善透氣性，同時(shí)還具有良好的吸濕性能，并且能夠在表面形成一層保護(hù)膜以防止水分流失。生物安全性：與常規(guī)化學(xué)合成材料相比具有更好的生物安全性。低成本化：與常規(guī)化學(xué)合成材料相比成本較低且易于加工生產(chǎn)，因此可應(yīng)用于多種產(chǎn)品中[1]。

2.2 超細(xì)纖維

超細(xì)纖維是一種特殊的纖維，由于其表面直徑非常小，因此具有其他纖維所沒(méi)有的超細(xì)特征。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，超細(xì)纖維能夠達(dá)到傳統(tǒng)紗線所不能達(dá)到的尺寸和性能，從而在制革過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保和高強(qiáng)度等效果。目前，超細(xì)纖維主要用于增強(qiáng)合成革或天然皮革與其他材料的復(fù)合材料等。為了生產(chǎn)出更大直徑和更高強(qiáng)度的纖維，科學(xué)家們研究了通過(guò)納米技術(shù)制備高性能聚合物。在這些聚合物中，當(dāng)單體被連接到適當(dāng)?shù)拇呋瘎┥蠒r(shí)，它們可以在其中聚合成一種聚合物。因此，通過(guò)使用適當(dāng)比例的納米級(jí)聚苯乙烯顆?；蚱渌删酆衔锬z凝材料，就可以得到尺寸約為100納米或更小尺寸的聚合物?，F(xiàn)在超細(xì)纖維主要應(yīng)用于服裝行業(yè)中的皮革材料、汽車內(nèi)飾材料和電子產(chǎn)品等方面。超細(xì)纖維不僅能夠提高皮革產(chǎn)品質(zhì)量，還能節(jié)省能源消耗。

2.3 涂層技術(shù)

皮革涂層技術(shù)主要有：表面涂覆、無(wú)水聚氨酯涂層和聚氨酯表面噴涂等。采用表面涂層技術(shù)可以提高皮革的性能，使其更加環(huán)保和舒適。例如，使用水性聚氨酯作為皮料的表面涂層可以使皮革具有非常高的抗水性能，即使在潮濕環(huán)境中也能保持良好耐水性。使用水性聚氨酯進(jìn)行表面噴涂時(shí)，通常需要采用特殊的噴涂設(shè)備將其噴涂到所需的皮革表面，在使用時(shí)要注意溫度、壓力以及材料、設(shè)備等方面的問(wèn)題，避免對(duì)材料本身造成損壞。近年來(lái)，在皮革行業(yè)中使用最廣泛且應(yīng)用最成熟的涂層是聚氨酯涂層技術(shù)。聚氨酯涂層具有許多優(yōu)點(diǎn)，如耐高溫、高強(qiáng)度、低吸水率和良好耐化學(xué)品性能等。除此之外，聚氨酯涂層還具有出色的耐化學(xué)腐蝕性和極好的抗撕裂性等特性。這些優(yōu)點(diǎn)使聚氨酯涂層成為皮革行業(yè)最重要最有效的工藝之一。大多數(shù)聚氨酯涂料都是使用含氟聚合物制成的，這就決定了聚氨酯涂層具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。

2.4 染色技術(shù)

在皮革生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，將創(chuàng)新的染色技術(shù)引入其中是一項(xiàng)重要任務(wù)。皮革染色技術(shù)包括在通過(guò)涂飾染料混合物對(duì)織物進(jìn)行化學(xué)染色，以及在皮革表面通過(guò)機(jī)械或電化學(xué)方法噴涂樹脂涂層。化學(xué)染色方法能夠快速高效地將染料和樹脂涂覆在織物表面上；而機(jī)械染色法則是使用機(jī)械在織物表面噴涂涂料，因此需要將不同類型的染料和樹脂混合到一起。對(duì)于某些材料而言，機(jī)械方法可能會(huì)有一些缺陷，如某些材料無(wú)法用較大尺寸的纖維生產(chǎn)。此外，還有一些具有特定功能和特性的材料可能無(wú)法被機(jī)械染色方式所使用。

為了解決上述問(wèn)題，一些制革企業(yè)引進(jìn)了創(chuàng)新技術(shù)，例如在皮革當(dāng)中引入納米涂層材料，不僅可以提高其表面強(qiáng)度和防水性能，還可用于皮革加工過(guò)程中，提高其耐磨性能。

2.5 3D打印和3D切割技術(shù)

利用3D打印技術(shù)可以快速地創(chuàng)建各種形狀的皮革制品，這是皮革加工的一個(gè)重要發(fā)展方向。與傳統(tǒng)方法相比，使用3D打印技術(shù)能夠更好地進(jìn)行皮革產(chǎn)品設(shè)計(jì)。3D打印技術(shù)制作的皮革制品還可以應(yīng)用于制作模型、服裝和其他方面，如3D打印技術(shù)可以制造出更小、更光滑的零件。此外，這些工具還可以在不需要使用3D打印技術(shù)的情況下進(jìn)行定制項(xiàng)目，如定制鞋面和鞋面造型等；或者為服裝制造商提供一些用于設(shè)計(jì)新服裝的模型材料。

2.6 無(wú)甲醛合成革

人造革的生產(chǎn)原料大多來(lái)自石油化工產(chǎn)品，而合成革則是由天然樹脂、溶劑、添加劑和染料等組成的。人造革生產(chǎn)過(guò)程中，甲醛作為一種合成助劑，被添加到聚合物材料中。在使用這些材料時(shí)，便不可避免地會(huì)造成甲醛的殘留。甲醛會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，因此皮革行業(yè)正在努力解決甲醛殘留的問(wèn)題。目前合成革生產(chǎn)主要使用的是無(wú)甲醛添加劑的膠粘劑。

2.7 再生皮革加工

再生皮革是指用將皮革廢料和邊角料粉碎成皮纖維，再與其他助劑混合而制成的新皮革，在使用過(guò)程中不斷改進(jìn)，從而使皮革具有較高的強(qiáng)度、彈性和耐磨性和較長(zhǎng)的使用壽命。在再生過(guò)程中，皮料必須達(dá)到一定的水分含量才能進(jìn)行涂飾加工。涂飾處理工藝主要包括物理涂飾，化學(xué)涂飾，以及化學(xué)、物理混合涂覆法等?；瘜W(xué)涂覆是將廢舊皮革中殘留的有機(jī)污染物、染料等進(jìn)行分解或吸附處理。另外，在進(jìn)行再生加工時(shí)，還可以使用機(jī)械破碎法進(jìn)行剪切處理以提高皮革品質(zhì)。此外，還可以對(duì)皮革邊角料、廢纖維或碎屑等進(jìn)行粉碎并用水溶液清洗后再進(jìn)行水洗等。

廢棄皮革會(huì)產(chǎn)生大量有害環(huán)境的物質(zhì)，因此在環(huán)保政策日益嚴(yán)格的今天，再生技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。再生利用是一個(gè)相對(duì)較新的概念，但它可以解決許多皮革行業(yè)面臨的問(wèn)題。它可以提高皮革產(chǎn)品的質(zhì)量并減少其對(duì)環(huán)境的影響。許多公司已經(jīng)使用再生技術(shù)將生產(chǎn)過(guò)程中收集到的材料回收起來(lái)，并重新用于自己的產(chǎn)品生產(chǎn)中，從而減少了對(duì)環(huán)境的影響。

2.8 UV噴涂技術(shù)

UV噴涂技術(shù)是以UV光固化涂料為基礎(chǔ)的一種先進(jìn)涂料涂裝工藝。其主要特征是用紫外線照射固化涂料而形成涂層，通過(guò)輻射使涂層中的樹脂（通常是固化劑）固化，從而形成一定厚度的涂膜。因此，UV噴涂技術(shù)可以用來(lái)涂覆各種不同顏色的基材（如金屬、玻璃、塑料薄膜等）。UV噴涂技術(shù)在國(guó)外已有幾十年的應(yīng)用歷史。20世紀(jì)60年代初，就已有不少UV光固化油墨應(yīng)用于工業(yè)裝飾。60年代后期，光化學(xué)合成樹脂逐漸成為光固化工藝中應(yīng)用最廣、潛力最大的原料[2]。

UV噴涂技術(shù)能夠在皮革表面形成一層薄薄的、堅(jiān)硬的涂層，以保護(hù)皮革免受染色或褪色的影響。通過(guò)這種創(chuàng)新技術(shù)，可以使用不同厚度的UV涂層來(lái)獲得具有不同色彩和光澤度的皮革。這一創(chuàng)新解決方案是利用高質(zhì)量UV涂料在皮革表面創(chuàng)建涂層，使其能夠經(jīng)受住日常使用和紫外線輻射的考驗(yàn)。因此，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于皮革加工領(lǐng)域。

2.9 天然鞣制

天然鞣制的方法有很多，例如：樹皮鞣制、植物鞣制、動(dòng)物鞣制等。其中植物鞣制主要是通過(guò)在皮革表面形成一層植物膜，從而抑制細(xì)菌對(duì)皮革的滲透，以達(dá)到保護(hù)皮革表面的目的。動(dòng)物鞣制通常是使用動(dòng)物皮毛制成各種皮革，其中包括人造革。這種方法可以降低成本，但會(huì)增加能耗和排放，影響環(huán)境?，F(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)中的一項(xiàng)新技術(shù)是生物酶，即通過(guò)在皮革表面形成一個(gè)具有生物活性的膜，從而使細(xì)菌無(wú)法進(jìn)入皮革內(nèi)部。

2.10 高溫高壓技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)客戶要求定制皮革的生產(chǎn)方案與質(zhì)量、外觀，如通過(guò)控制溫度和壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維和皮的加工處理等。該技術(shù)還可以用于改進(jìn)皮革生產(chǎn)過(guò)程，例如通過(guò)將皮革與特定類型的化學(xué)品混合，進(jìn)一步改善皮革性能。另外，這項(xiàng)技術(shù)還可以大大提高生產(chǎn)效率，降低成本，節(jié)約資源。

2.11 熱壓定型

定型是指將經(jīng)過(guò)加工的皮革通過(guò)一定的溫度、壓力、時(shí)間等外力，令其達(dá)到一定的性能要求，并在使用前得到充分塑化。定型的常用方法有三種：壓坯、熱壓和浸漬。壓坯成型后，要經(jīng)過(guò)熱壓和浸漬兩道工序，使其硬化，以增加皮革表面的光滑度與豐滿度，使皮革具有良好的性能。對(duì)于預(yù)定型或后定型工藝，通常使用熱壓。熱壓定型是皮革加工的最后一道工序，用于提高皮革的質(zhì)量，增強(qiáng)皮革性能。與普通皮革制作工藝相比，熱壓定型具有許多優(yōu)勢(shì)：首先，使用熱壓定型設(shè)備，可以在生產(chǎn)過(guò)程中添加其他工藝元素；其次，在熱壓過(guò)程中，皮革可以通過(guò)特殊方法進(jìn)行處理、染色和涂飾等工序以提高其質(zhì)量；最后，對(duì)于一些高檔的皮革制品來(lái)說(shuō)，熱收縮可以使皮革具有一定程度的防水作用。

2.12 其他先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)

除了上述技術(shù)外，還有一些其他的先進(jìn)技術(shù)也可以在皮革生產(chǎn)過(guò)程中使用。例如，在加工過(guò)程中，應(yīng)用激光對(duì)皮革進(jìn)行切割的技術(shù)可以提升皮革表面效果；在皮革成型過(guò)程中，應(yīng)用激光技術(shù)可以使材料得到更好的處理和控制；另外，還可應(yīng)用超聲波技術(shù)來(lái)對(duì)皮革進(jìn)行清潔；等等[3]。對(duì)于新材料和新工藝的引進(jìn)與推廣，可以有效提升整個(gè)工藝系統(tǒng)和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。因此，在不斷進(jìn)行新材料探索和引進(jìn)的同時(shí)，還需要注意將這些創(chuàng)新科技推廣應(yīng)用到日常工作中去。

3 生物技術(shù)在皮革行業(yè)中的應(yīng)用

生物技術(shù)的應(yīng)用包括利用基因工程技術(shù)和細(xì)胞工程技術(shù)。利用基因工程技術(shù)對(duì)皮革進(jìn)行改造，就是將基因片段植入皮革中；細(xì)胞工程則是用培養(yǎng)基將各種微生物轉(zhuǎn)化為具有生物活性的酶，進(jìn)而改變皮革材料的結(jié)構(gòu)和性能。生物涂料可以通過(guò)改變?cè)匣蚶w維的化學(xué)結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善涂膜性能、提高涂層耐久性和防水性、減少加工過(guò)程中有毒有害物質(zhì)的釋放、提高涂料耐光和熱穩(wěn)定性等目的。在涂層方面，最具代表性的有丙烯酸涂料（PA）、聚氨酯涂料（PU）等。此外，還能通過(guò)在涂層中加入天然樹脂等方法來(lái)降低成本[4]。例如，一些天然樹脂對(duì)皮革有很好的黏結(jié)性能，通過(guò)生物技術(shù)將具有一定特性的天然樹脂與皮革結(jié)合在一起，可以制造出具有特殊性能和用途的涂飾材料，從而改變傳統(tǒng)皮革行業(yè)所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品性能單一、不能滿足市場(chǎng)需求的缺點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

皮革行業(yè)可以通過(guò)利用創(chuàng)新技術(shù)來(lái)減少環(huán)境影響，從而在保護(hù)環(huán)境和確保產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用。創(chuàng)新技術(shù)的使用可以讓皮革制品更加耐用，確保皮革制品在處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，還可以減少皮革制品從原料到成品之間的運(yùn)輸環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的碳足跡，同時(shí)還能為皮革行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。因此，相關(guān)技術(shù)人員必須要確切意識(shí)到皮革創(chuàng)新技術(shù)的重要性。