這雙鞋,很友好

有人曾說，當現代制鞋業進入了高分子聚合物時代，幾乎就變成了化工業的一部分。聽起來夸張，但事實殘酷，尤其當你去中國南方隨便找幾家制鞋工廠的生產車間參觀過之后。

“有些工廠環境真的很糟糕，通風條件差，一些傳統原材料、油性鞋膠在生產過程中，不斷釋放出有毒氣體，工人們一天動輒工作十幾個小時，健康問題實在令人擔憂。”

有如此感觸的沈麗芳博士是拜耳科技塑料涂料和光固化涂料業務經理，由于工作性質的原因，她經常會到客戶的生產一線去實地了解需求、推廣產品。在她看來，相當多的制鞋工廠“有毒害”。

幾年前，沈麗芳供職的拜耳科技在上海投資興建了拜耳材料科技聚合物研發技術中心（PRDC），這家中心的其中一項使命，就是要從源頭上盡可能地減少化工材料所帶來的“毒害”。

這雙友好的鞋

人人都得穿鞋，但待人友好的一雙鞋，僅僅是穿著舒服當然不夠，更重要是從生產到回收廢棄過程中，也能讓環境和工人們免于遭受污染物的侵害。概念產品“EcoTrekker”是以安全鞋為原型，自然需要有抓地夠牢又防滑的鞋底，承重力很強的鞋頭，但它讓人驚喜的是，穿在腳上卻無比輕盈，而它展示出更為友好的一面是，90%的鞋材都采用了天然可再生原料，幾乎覆蓋到鞋子的每個部分，涉及到從生物基原料、全新材料到設計的各個環節。

拜耳材料試圖用“EcoTrekker”證明，從鞋頭、鞋面、鞋墊到鞋底的材料產品中，在不含有任何重金屬、增塑劑、有機溶劑成分的情況下，也可以采用創新生產工藝，把基于高天然可再生原料含量的聚合物材料應用在鞋子各個部分。當鞋子需要廢棄時，廢棄處理便不再是個難題。

“EcoTrekker”的鞋面革所用到的膠粘劑，是拜耳研發的一種特殊的水性膠粘劑，基本成分是水性聚氨酯分散樹脂，完全不含有機溶劑，可以減少生產時因使用膠粘劑或聚氨酯皮革生產時工人吸入有機溶劑損害健康。從性能方面看，水性聚氨酯原料制成的膠粘劑環保、持久耐用，并且可以靈活地粘結鞋面與鞋底材料。

而鞋頭部分是由聚碳酸酯和聚乳酸共混物制成，不僅比傳統鋼鞋頭更輕巧，同時具有良好的抗沖擊性能、更環保，并可以回收利用。

這雙鞋的環保性武裝到了鞋墊，拜耳材料用熱塑性聚氨酯薄膜來改善鞋墊的透氣性，它也同樣不含增塑劑。甚至后跟、鋼帶圈及鞋底的廠商標志，也是由含高天然可再生原料含量的熱塑性聚氨酯制成，這種材料具有優異的機械性能和耐磨性，也可以用來生產鞋底、裝飾鞋面等組成部分。

讓鞋子更環保

這樣一雙友好的鞋，才是中國制鞋廠工人們樂于生產的產品。但現實是，鞋產品生產過程中，對環境和工人們產生最大威脅的環節在于鞋底生產和涂料粘合環節。傳統鞋底橡膠材料大部分以石油為原料，而粘合時所用到的膠粘劑則多為溶劑型膠粘劑，它含有大量易揮發有機化合物。這些傳統材料不僅使工人在制鞋過程中，有可能透過涂料及膠粘劑吸入有機溶劑損害健康，并且這些源于傳統鞋膠和紡織品涂料的有機溶劑在全球排放量約15萬噸，有些甚至會發生光化作用產生臭氧污染大氣。

不得不說，中國鞋材市場對友好型產品的需求更加強烈。而目前，世界制鞋業已經開始大規模應用聚合物材料，其中每年的聚氨酯材料（包括熱塑性聚氨酯）消耗量約達65萬噸，中國鞋材生產商也開始越來越多地關注聚氨酯材料，因此，對全球三大聚合物供應商之一的拜耳材料科技而言，針對利用可再生原料轉化聚合物及其創新生產加工工藝的研發，成為最重要的研究方向。

事實上，可再生原料在聚氨酯材料中的使用已經成為行業的關鍵詞。聚氨酯的兩大成分是多元醇和異氰酸酯，而在此之前，多元醇的制備更多使用的是工業糖、甘油和山梨醇等天然成分，其中糖基聚醚多元醇的可再生原料用量達到了30%。而在“EcoTrekker”生產中所采用的拜耳材料創新工藝，可以把聚氨酯材料產品中天然可再生原料的含量提升到40%~70%。同時，拜耳材料也正試圖從木材和谷物廢料中提取的可再生原料轉化為聚合物材料。

毫無疑問，要用新型原料轉化聚合物，最大的難題就在于如何保持傳統材料所擁有的性能，并在生產過程中盡可能節能和環保。“生物基多元醇比起用石油為原料轉化的粘性更好，所以加工特性具有很大區別，通過反復實驗，我們的研發人員找到了適配生物基原料的新方法，能夠保證生物基加工性能和傳統聚氨酯一樣，從而滿足制造符合制鞋工業設計要求的產品。”拜耳材料科技全球鞋材技術中心主管張躍冬解釋說。

停不下來的創新

在材料行業，從擁有技術研發成果到完全商業化之間往往有一段距離。之所以推出概念產品，拜耳材料就是希望用另一種思路去縮短這樣的距離。“推出綠色環保概念鞋的主要目的，也在于鼓勵鞋類產業價值鏈上，從原始設備制造商到原材料供應商所有成員對制鞋環保化重視起來。”拜耳聚氨酯業務應用開發亞太區總監林仁杰透露，概念鞋呈現的一些解決方案，例如水性涂料和膠黏劑已推入市場，并取得了不錯的增長率。

“中國的人造革的生產也慢慢地從溶劑型生產方式轉向水性人造革更為環保型的生產方式，比如在制造溶劑型人造革時，通常需要濕化和干燥兩個步驟，而水性人造革則只需要進行干燥，一方面減少在生產過程中使用有毒的有機溶劑象二甲基甲酰胺(DMF)，從而相應減少對水和能源的浪費。因此水性人造革在鞋材市場的運用有很大機會。” 拜耳材料科技亞太區研發部高級副總裁黎滿博士表示，用水性涂料取代溶劑型人造革，是拜耳材料接下來想做的一件事。水性涂料系統在制鞋業的應用將減少全球約15萬噸的有機溶劑排放。

“EcoTrekker”是拜耳材料科技在中國的第一款本地研發、針對本地市場的鞋材整體解決方案，它也僅僅只是一個開始。“被視為破壞性行業的化學工業想要發生根本性變化，必須在可持續發展這條路上看得更長遠。中國正在發生這樣的改變，相信拜耳材料積累的技術和環保理念在這里會有更大的用武之地。”黎滿博士說。

眼下，概念鞋不僅還需要在技術上繼續完善，提高生物基原料的品質，更重要任務還是要不斷地教育市場、刺激市場的需求。