細菌纖維素薄膜製仿皮革 環保像真高

【明報專訊】人類以皮革製造各種產品已有過千年歷史。但由於動物皮革的「鞣製」工序會產生大量廢水；而飼養大量動物又會增加溫室氣體排放，故一直有部分業者希望找到理想的替代方案。香港紡織及成衣研發中心（HKRITA）近期就提出一個利用細菌纖維素製造仿皮革材料方案。優點包括生長速度快、形狀尺寸容易控制、減少邊割料浪費，處理過程排放少，而像真度較高、可以完全降解等。

明報記者 薛偉傑

攝影 廖凱霖

香港紡織及成衣研發中心高級工程師陳嘉祺、工程師張奕透露，他們是由2022年開始研究，利用細菌纖維素（Bacterial Cellulose）製造環保可降解而又像真度的仿皮革材料。

當時決定放棄使用植物纖維，主要是因為看過多種所謂「植物皮革」的效果都不理想。若是百分百由植物纖維製成的，其質感和外觀通常都與動物皮革相差很遠。若質感和外觀與動物皮革稍為相似，則多數加入好幾成的聚氨酯（PU）或者橡膠，亦即其實只是「合成仿皮革」。但這就無法完全降解。

形狀尺寸容易控制 減材料浪費

至於當時選定細菌纖維素來作為仿皮革的原材料，主要因為那時他們正在研究利用「康普茶」（Kombucha）（一種發酵甜茶）的副產品──細菌纖維素薄膜，來製造可再生的纖維素纖維（Cellulose Fibre），應用於紡織品。他們當時判斷，這種薄膜應該還可以「一雞兩味」，同時用來製造仿皮革。而且，這個方案更即時可以看到兩個好處。第一，因為是將整片細菌纖維素薄膜製成仿皮革，過程中並不涉及拉絲製造纖維等，工序比較簡單。第二，可以利用不同的容器來盛載發酵的「康普茶」，從而控制那些細菌纖維素薄膜的形狀和尺寸，亦即是那些仿皮革的形狀和尺寸。這樣便可以減少材料浪費，無需割去很多邊割料。

所謂「康普茶」，其實是由紅茶或綠茶等加上糖分，以及多種細菌和酵母經發酵製成的益生菌飲料。「康普茶」的關鍵，在於它的「細菌和酵母共生培養物」，包含醋桿菌屬、乳桿菌屬和酵母屬。在發酵過程中，桿狀的乳酸菌、醋酸菌和顆粒狀的酵母菌會附在一片片好像果凍般的薄膜上。這種凝膠狀薄膜，主要是由木質醋酸菌產生的纖維素組成。生產商一般會保留小部分這些薄膜，用來製作新的「康普茶」，因為讓細菌和酵母依附在薄膜上，可以加快發酵過程。但由於這些薄膜產生的速度快、數量多，大部分都會當作垃圾棄置。

與牛皮七成相似 柔軟具彈性

他們經過一輪研究，發覺可以用以下的工序來處理這種凝膠狀的細菌纖維素薄膜。

（1）清洗它表面的細菌和酵母；

（2）加入環保的化學品來令它變軟；

（3）部分烘乾，但不會令它完全脫水，以免變得太硬和太脆；

（4）進行防水處理和著色；

（5）壓扁，同時使用環保的膠水，將它貼在一片基底材料之上，例如羊毛、棉布或者燈芯絨等，以增強承托力；

（6）在其表面壓製紋理。

經過一連串工序後，細菌纖維素薄膜已完全改頭換面，其外觀和質感與黃牛皮大約有七成相似。最難得的是柔軟度和彈性方面也有些神似。HKRITA已經為這套處理工序入紙申請專利。

動物皮革最被人詬病的是其「鞣製」（Tanning）工序。即是令動物生皮變為皮革，變得穩定、耐熱、防水、防腐及柔軟的一連串工序。這些工序的用水量很大，還會產生大量污染物，包括重金屬化合物，尤其是最主流的「鉻鞣」工藝。

但在上述處理細菌纖維素薄膜的過程中，使用的水都可回收過濾和循環再用。所以用水量不多，原則上也沒有什麼污染物排放。使用的化學品也比較環保，完全不含重金屬。

此外，這種細菌纖維素仿皮革接觸泥土後，也可以完全降解（包括膠水）。成本方面，他們以實驗室的小型設備來試製，成本也低過真牛皮。若產量較大或者使用自動化設備，成本可以更低。在今年的Just Style Excellence Awards中，細菌纖維素仿皮革就在「創新─廢物回收再造」組別中獲獎。

無動物皮革鞣製污水問題

總括來說，他們認為，現有的皮革廠很容易導入這種細菌纖維素仿皮革的生產流程，因為其現有設備已經能夠處理。至於細菌纖維素薄膜的來源，固然可以向「康普茶」的生產商回收。但最方便還是在皮革廠內自行培植，因為這樣可以自行控制其形狀、尺寸和產量等。

由於皮革廠只需要細菌纖維素薄膜，而不是要生產「康普茶」，故毋須使用紅茶或綠茶。只需從食品廠或者茶飲店回收水果渣或果皮，加上水和糖，以及多種細菌和酵母發酵即可。

陳嘉祺和張奕表示，他們未來還計劃在幾方面再作改良，包括：增加細菌纖維素仿皮革的拉伸強度，研究是否可以營造出磨砂面（即「猄皮」）和漆皮面等效果。另外，他們亦有同事計劃研發一套設備，來自動化處理文首提及的多個工序，以大幅提高成本效益。

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