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发布时间:2024-07-08

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编者按:在科技浪潮的推动下,合成生物皮革行业正成为连接生物科技与时尚产业的前沿领域。本期瑞见由瑞鹏资产程嫄婷带您深入挖掘这一行业的技术内核,分析其在可持续发展、环保及未来市场潜力等方面的深层意义,以期为行业带来更为深远的思考与启示。


合成生物皮革行业分析

作者 程嫄婷 

西安瑞鹏资产管理有限公司高级投资经理

一、合成生物概况

合成生物学的本质是让细胞为人类工作生产想要的物质。微生物可以类比为微小的细胞工厂,它可以进行独特的化学反应,而合成生物学的目标是在基因层面重新“设计”这些微生物,来让它们去产生我们感兴趣的分子。合成生物学是生物学、工程学、物理学、化学、计算机等学科交叉融合的产物,有望形成颠覆性生物技术创新,为破解人类社会面临的资源与环境不足的重大挑战提供全新的解决方案。合成生物学产业应用以微生物细胞工厂为核心,建立“原料输入—菌株培育—发酵控制—提取纯化—产品输出”的工艺路线,从而实现利用生物技术生产化学品的技术变革,并持续推进生物制造技术工艺的升级和迭代。

根据各研究机构数据及当下合成生物发展,生物制造的产品可以覆盖70%的化学制造产品,未来生物制造的方式有望对未来医药、化工、食品、能源、材料、农业等传统行业带来巨大影响。

二、皮革行业概况

1、皮革行业概况

皮革分为天然革和非天然革(包括合成革和人造革)两大类,天然革一般是指由天然动物皮制成,又称真皮,行业引导和服务职能由中国皮革协会承担;而非天然革,即人造革合成革,采取化学的方法由石化产品加工而成,属于化工行业,归属于塑料制品,行业引导和服务职能由中国塑料加工工业协会承担。

天然革一般是指由天然动物皮制成,又称真皮;天然革按皮的来源可分为牛皮、山羊皮、绵羊皮、猪皮、马皮、骆驼皮等动物皮。其中用途最大最广泛的为牛皮。非天然革,即人造革合成革,是指以人工合成的方式在以机织布、针织布或无纺布为底布,以PU(聚氨酯)、PVC(聚氯乙烯)等树脂为涂层,外观像天然皮革的一种多层结构制品。

 

2、皮革行业产业链

天然皮革上游主要为提供动物皮毛的养殖业、提供农作物秸秆等原料的农业,以及相应化学试剂等,人造革合成革上游主要为石油化工基础行业,以及相关基底纤维织物。下游行业主要由制鞋业的鞋面革、汽车行业的汽车革、皮革服装行业的服装革、包装行业的包装革等。

三、传统皮革行业特点

1、天然皮革

(1)天然皮革概况

天然皮革可以分为牛皮、猪皮、羊皮等,其中以黄牛革为主。全球猪牛羊皮革制品中以牛皮为主,约占65%,中国牛皮革约占51%。直接屠宰后扒下来的天然皮革一般称为毛皮,为防止毛皮腐烂、掉毛,一般用盐腌制起来为盐湿皮,能保存3~5个月,毛皮和盐湿皮都统称为生皮。将生皮进行去油、去脂、脱毛和铬鞣处理后即为蓝湿皮(熟皮)。

(2)生产方式

动物皮革生产一般分为准备、鞣制和整理三大流程,其中鞣前准备阶段主要流程为水洗、浸水、脱毛、浸灰等工序,主要污染物包括有机废物、无机废物及有机化合物等;鞣制阶段鞣制是皮革加工工艺中的关键工序,通过加入鞣剂使生皮转化为带有水分的熟皮(即半成品革),从而赋予皮革饱满、柔软、坚韧等各种特性。主要流程为水洗、浸酸、鞣制,主要污染物为无机盐、重金属铬等;整理阶段主要流程为水洗、染色、加脂及除尘等工序,污染物包括染料、油脂、有机化合物等。

(3)环保问题

天然皮革生产涉及诸多环保问题,经过多道工序后,制革废水具有数量大、成分复杂、污染物浓度高等特点,其中浸灰废水、鞣制废水、脱灰废水排放量占总排放量的20%、10%~15%、10%~15%。根据使用的鞣剂不同,皮革主要分为植鞣革、铬鞣革和其他鞣制皮革。其中铬鞣革质地柔软且富有伸缩性,褪色和缩水程度都小,在全球范围内,80%-90%的轻革产品均采用铬鞣法生产,但六价铬会影响细胞的氧化、还原,能与核酸结合,对呼吸道、消化道有刺激、致癌、诱变作用,毒性强环境污染严重且对人体有害,欧美、中国对对六价铬等相关元素都出相对应都环保政策限制。

(4)优势与劣势

优势:天然皮革特有的结构赋予其无可比拟的生物学、力学特性和卫生性能。真皮主要指是由动物原皮经过鞣制整理加工出的天然胶原纤维紧密编织的具有三维多孔结构的柔性材料,其表面因具有一层特殊的粒面层而呈现出自然粒纹和光泽,手感舒适。与人造革相比,真皮具有更好的人体亲合性、回弹滞后性、透气性和透湿性等。

劣势:环保问题严重,价格昂贵、牛皮形状不规整或伤残缺陷较多而不能得到很好的利用。

2、非天然皮革

(1)非天然皮革概况

人造革是一种外观、手感似皮革并可代替其使用的塑料制品。通常以织物为底基,涂覆合成树脂及各种塑料添加制成。人造革合成革产业依次经历了 PVC 革、PU 革、超细纤维超真皮革(简称“超纤革”)三代产业升级。但从产品品质上来说,我国人造革合成革行业还处于较低水平。

(2)生产方式

A、PVC合成革生产方式:PVC人造革主要是把PVC树脂浆料以溶液、悬浮液、增塑溶胶或薄膜等形式涂覆于织物底基上制得。其加工工艺随着使用的原材料、产品性能要求和用途的不同而不同。常用的加工工艺有以下四种:直接涂覆法、转移涂覆法、压延贴合法及挤出贴合法。

B、PU合成革生产方式:目前大部分企业采用的是湿法和干法相结合的工艺技术,先经过湿法生产聚氨酯合成革贝斯(半成品革),再用干法贴面成型,或再经过压花、印花、磨皮、喷涂、揉纹、转移等后处理工艺,生产出各种类型和花纹、效果的PU合成革。

(3)环保问题

干法工艺生产过程中一般的有机溶剂污染物有:二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、二甲苯、丁酮等;湿法工艺生产过程中一般的有机污染物有二甲基甲酰胺(DMF)。二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂近年来使用量剧增,它的用途很广,主要用作高分子合成的溶剂或中间原料,可经呼吸道、皮肤和消化道侵入机体,引起中毒反应。

(4)优势与劣势

第一代合成革PVC革价格低廉,但由于含有有毒增塑剂等元素逐渐被淘汰;第二代合成革PU革价格较高于PVC,相较PVC,PU在韧性、透气性和耐磨性方面有所加强,但和真皮相比,在质感、透气性等方面表现较差;第三代合成革超纤革,价格高于PVC革,但透气性、耐磨性等都进一步提高,但是吸水性、质感和真皮差距较大。

四、皮革行业市场规模与发展趋势

1、市场规模情况

皮革产业是我国轻工业中重要的产业之一,根据wind统计数据显示,2023年中国皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋企业数量为8587家,已恢复至疫情前水平。虽然皮革行业企业数量众多,但仍以中小企业为主,机械化水平较低,研发设计能力较弱,产品同质化严重,行业低端产能过剩。

根据国家统计局数据公布,2023年全年,国内规模以上皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业企业营业收入7,986.1亿元。从细分领域来看,制鞋行业重点企业完成销售收入5,200亿元,占比65.11%;箱包行业重点企业完成销售收入1,100亿元,占比13.77%;制革行业重点企业完成销售收入600亿元,占比7.52%;毛皮及制品行业重点企业完成销售收入130亿元,占比1.63%;皮革服装行业重点企业完成销售收入约62亿元,占比0.77%。根据国家统计局、共研产业咨询、智研咨询等数据统计,2022年我国合成革市场规模为805.44亿元,2023年约为813.94亿元。

2、皮革行业发展趋势

整体来看皮革行业已达近万亿市场规模,但近年来随着环保趋严,叠加疫情影响,市场处于承压前行状态。随着消费者环保意识增强和消费升级,消费者对时尚和品质的追求,行业发展的驱动力已转向技术进步和创新,对生产工艺、材料选择和加工技术提出了新的要求。

皮革行业已呈现出四大趋势:1)环保皮革制品将渐成主流;2)皮革制品将向高端、精品化方向发展;3)定制化、个性化需求增加;4)科技与皮革制品结合会成为一大亮点。

五、合成生物皮革

菌丝体皮革是通过大量真菌菌株筛选,选择合适的底盘菌,采用农业废弃物培养基料,利用基因编辑技术,控制菌丝生长过程中的纤维缠绕和代谢,突破菌丝体原有生长极限,研制出单位纤维直径更粗、生长周期更短、菌丝产量更大的高质量气生菌丝纤维,形成具有皮革性能的新材料。

菌丝体皮革归属于天然皮革,具有透气性好、天然抗菌、可定制尺寸等优势,同时可以减少在动物皮革生产过程中的化学品使用,具有绝对的环保优势及零残忍优势,可替代天然动物皮革和人造合成革,广泛应用于制鞋、汽车内饰、室内装修、服饰箱包等领域。

同比真皮皮革、合成革,菌丝体皮革具备真皮皮革的优异性能,但成本却与合成革类似(和高端合成革相比成本更低)。符合皮革行业低碳环保、高端化、精品化、定制化等发展趋势,属于下一代最有竞争力的皮革产品。目前,国内外仅有少数企业掌握相关产品研发技术。

六、行业发展情况

目前国内外有少数公司以生物技术开展生物基皮革研制,技术路径可分为生物发酵制备浆料和培育菌丝体纤维两种,前者需要再基本上进行涂布,不能一体化生产;后者可以控制纤维粗细与生长取向,直接形成菌丝体皮质状。

菌丝体皮革整个行业在国内外都处于开始发力的阶段,其中美国在该领域处于领先地位,其Mycoworks公司产业化进展最快,主要瞄准高端市场,公司于2023年9月投产,2024年初成为全球首家成功产出超过一千张奢侈品皮革替代生物材料。已经与奢侈品、时尚、家居用品和汽车行业的主要品牌建立了合作伙伴关系,包括爱马仕、Ligne Roset和通用汽车等,核心客户已经承包了其未来两年的产能。国内方面,也有少数企业开展生物基皮革的开发,各自根据产品、工艺和性能的不同有各自的目标市场。

皮革产业是我国轻工业中重要的产业之一,2022年我国皮革主体行业重点企业完成销售收入约1.16万亿元,2017~2022年连续6年保持万亿规模以上。与此同时行业正处于产品向低碳环保、高端化、精品化、定制化等方向转型,存量市场存在巨大材料替代空间。菌丝体皮革原料主要为秸秆、落叶等可再生生物材料,来源广泛、成本低廉,菌丝纤维来源于菌株自然生长,生产过程能耗低、化学品用量少,极其低碳环保;产品不仅理化性能优异,更具有先天的生物亲肤触感,综合性能优异。菌丝体皮革低成本、零残忍、零塑的特性,使其成为下一代最有竞争力的皮革产品。



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