Исторические истоки и основные определения: два разных технологических пути
Чтобы понять разницу между ними, необходимо сначала проследить историю их развития, которая определяет их фундаментальную технологическую логику.
1. ПВХ-кожа: пионер синтетической кожи
История ПВХ-кожи ведёт своё начало с XIX века. Поливинилхлорид (ПВХ), полимерный материал, был открыт ещё в 1835 году французским химиком Анри Виктором Реньо и произведён в промышленных масштабах немецкой компанией Griesheim-Elektron в начале XX века. Однако его настоящее применение в производстве искусственной кожи началось лишь во время Второй мировой войны.
Война привела к дефициту ресурсов, особенно натуральной кожи. Натуральная кожа поставлялась преимущественно военным, что привело к серьёзному истощению гражданского рынка. Значительный дефицит спроса стимулировал разработку альтернативных вариантов. Немцы стали пионерами в использовании ПВХ с тканевым покрытием, создав первую в мире искусственную кожу. Этот материал, обладая превосходной водостойкостью, прочностью и лёгкостью очистки, быстро нашёл применение в производстве чемоданов и подошв для обуви.
Основное определение: ПВХ-кожа — это материал, подобный коже, изготовленный путём нанесения или каландрирования слоя пастообразной смеси поливинилхлоридной смолы, пластификаторов, стабилизаторов и пигментов на тканевую основу (например, трикотажное, тканое или нетканое полотно). Затем материал подвергается таким процессам, как гелеобразование, вспенивание, тиснение и поверхностная обработка. Суть этого процесса заключается в использовании поливинилхлоридной смолы.
2. Искусственная кожа: новичок, более близкий к натуральной коже
Искусственная кожа (ПУ) появилась примерно через два десятилетия после ПВХ. Полиуретан (ПУ) был изобретен немецким химиком Отто Байером и его коллегами в 1937 году и быстро развивался после Второй мировой войны. Достижения в области химических технологий в 1950-х и 1960-х годах привели к созданию синтетической кожи на основе полиуретана.
Технология производства искусственной кожи из микроволокна (ПУ) стремительно развивалась в Японии и Южной Корее в 1970-х годах. В частности, японские компании разработали микроволокнистые ткани (сокращенно «микроволокнистая кожа») с микроструктурой, очень похожей на натуральную кожу. Сочетая это с полиуретановой пропиткой и покрытием, они получили «микроволокнистую ПУ-кожу», которая по своим эксплуатационным характеристикам очень похожа на натуральную кожу, а по некоторым параметрам даже превосходит её. Это считается революцией в технологии производства искусственной кожи.
Базовое определение: ПУ-кожа — это материал, похожий на кожу, изготовленный из тканевой основы (обычной или микрофибры), покрытой или пропитанной слоем полиуретановой смолы с последующей сушкой, отверждением и поверхностной обработкой. Суть этого процесса заключается в нанесении полиуретановой смолы. ПУ-смола по своей природе термопластична, что обеспечивает большую гибкость в обработке и превосходные эксплуатационные характеристики изделий.
Резюме: Исторически ПВХ-кожа возникла как «запасной материал на случай войны», решая проблему доступности. Искусственная кожа, в свою очередь, является продуктом технологического прогресса, направленного на решение проблемы качества и достижение практически идентичного уровня натуральной кожи. Эта историческая основа оказала глубокое влияние на последующие пути развития и характеристики обоих видов кожи.
II. Основной химический состав и процесс производства: корень различий
Самое фундаментальное различие между ними заключается в их смоляных системах, которые, подобно их «генетическому коду», определяют все последующие свойства.
1. Сравнение химического состава
ПВХ (поливинилхлорид):
Основной компонент: порошок поливинилхлоридной смолы. Это полярный аморфный полимер, который по своей природе очень твёрдый и хрупкий.
Основные добавки:
Пластификатор: это «душа» ПВХ-кожи. Чтобы сделать её гибкой и технологичной, необходимо добавлять большое количество пластификаторов (обычно от 30% до 60% по весу). Пластификаторы – это небольшие молекулы, которые внедряются между цепями макромолекул ПВХ, ослабляя межмолекулярные силы и тем самым повышая гибкость и пластичность материала. В качестве пластификаторов обычно используют фталаты (например, ДОФ и ДБФ), а также экологически безопасные пластификаторы (например, ДОТФ и цитратные эфиры).
Термостабилизатор: ПВХ термически нестабилен и легко разлагается при температуре переработки, выделяя хлористый водород (HCl), что приводит к пожелтению и деградации материала. Стабилизаторы, такие как соли свинца и цинка кальция, необходимы для предотвращения разложения. Прочие: также включают смазочные вещества, наполнители, пигменты и т. д.
ПУ (полиуретан):
Основной компонент: полиуретановая смола. Она производится путём реакции полимеризации полиизоцианатов (таких как МДИ, ТДИ) и полиолов (полиэфирполиолов или полиэфирполиолов). Регулируя состав и соотношение компонентов сырья, можно точно контролировать свойства конечного продукта, такие как твёрдость, эластичность и износостойкость.
Основные характеристики: ПУ-смолы изначально мягкие и эластичные, обычно не требуя или требуя минимального добавления пластификаторов. Это делает состав ПУ-кожи относительно простым и стабильным.
Прямое влияние химических различий: Высокая зависимость ПВХ от пластификаторов является основной причиной многих его недостатков (таких как жёсткость, хрупкость и экологические проблемы). ПУ, с другой стороны, «разрабатывается» для достижения желаемых свойств непосредственно путём химического синтеза, что исключает необходимость в добавках малых молекул. Следовательно, его эксплуатационные характеристики превосходны и более стабильны.
2. Сравнение производственных процессов
Производственный процесс играет ключевую роль в достижении его эксплуатационных характеристик. Хотя эти два процесса схожи, основные принципы различаются. Процесс производства ПВХ-кожи (на примере нанесения покрытия):
Состав: порошок ПВХ, пластификатор, стабилизатор, пигмент и т.д. смешиваются в высокоскоростном миксере до образования однородной пасты.
Нанесение покрытия: ПВХ-паста равномерно наносится на ткань-основу с помощью шпателя.
Гелеобразование/Пластификация: Покрытый материал помещается в высокотемпературную печь (обычно 170–200 °C). Под воздействием высоких температур частицы ПВХ-смолы впитывают пластификатор и плавятся, образуя сплошную, однородную пленку, прочно сцепляющуюся с основой. Этот процесс называется «гелеобразованием» или «пластификацией».
Обработка поверхности: После охлаждения материал проходит через тиснильный валик для придания коже различных текстур (например, текстуры личи и овчины). После этого обычно наносится финишное покрытие, например, полиуретановый лак (например, композитная кожа ПВХ/ПУ) для улучшения тактильных ощущений и износостойкости, или печать и окрашивание. Процесс производства полиуретановой кожи (на примере мокрого и сухого процессов):
Процесс производства искусственной кожи более сложен и технологичен, и существует два основных метода:
Искусственная кожа, выделанная методом сухой обработки:
Полиуретановую смолу растворяют в растворителе, таком как ДМФ (диметилформамид), для образования суспензии.
Затем суспензию наносят на подложку (специальную бумагу с узорчатой поверхностью).
При нагревании растворитель испаряется, в результате чего полиуретан затвердевает, образуя пленку, формирующую рисунок на подложке.
Другая сторона затем ламинируется на основу из ткани. После старения подложка снимается, и получается искусственная кожа с нежным рисунком.
Искусственная кожа мокрой обработки (базовая):
Суспензия полиуретановой смолы наносится непосредственно на базовую ткань.
Затем ткань погружают в воду (ДМФ и вода смешиваются). Вода действует как коагулянт, извлекая ДМФ из суспензии, что приводит к затвердеванию и выпадению в осадок полиуретановой смолы. В ходе этого процесса полиуретан образует пористую микросферическую структуру, наполненную газом, что обеспечивает коже, полученной методом влажного выкладывания, отличную влагостойкость и воздухопроницаемость, а также делает её очень мягкой и упругой, удивительно похожей на натуральную кожу.
Полученный полуфабрикат из кожи, полученный методом мокрой выкладки, обычно подвергается процессу сухой выкладки для тонкой обработки поверхности.
Прямое влияние различий в процессе производства: ПВХ-кожа формируется методом физического формования расплава, что приводит к образованию плотной структуры. ПУ-кожа, особенно при использовании метода влажной выкладки, образует пористую, взаимосвязанную губчатую структуру. Это ключевое техническое преимущество, благодаря которому ПУ-кожа значительно превосходит ПВХ по воздухопроницаемости и тактильным ощущениям.
III. Комплексное сравнение производительности: четко определите, что лучше
Из-за различий в химическом составе и производственных процессах ПВХ и ПУ-кожа демонстрируют существенные различия в своих физических свойствах.
- Ощущение и мягкость:
- Искусственная кожа: мягкая и эластичная, она лучше повторяет изгибы тела, создавая ощущение, похожее на натуральную кожу.
- ПВХ-кожа: относительно жесткая и неэластичная, легко мнется при сгибании, из-за чего становится похожей на пластик. - Воздухопроницаемость и влагопроницаемость:
- Искусственная кожа: обеспечивает отличную воздухопроницаемость и влагопроницаемость, сохраняя кожу относительно сухой во время ношения и использования, уменьшая ощущение духоты.
- ПВХ-кожа: обладает плохой воздухопроницаемостью и влагопроницаемостью, что может легко привести к потоотделению, сырости и дискомфорту после длительного использования или ношения.
- Стойкость к истиранию и сгибанию:
- Искусственная кожа: обладает превосходной устойчивостью к истиранию и сгибанию, выдерживает определенную степень трения и изгиба, не подвержена износу и растрескиванию.
- ПВХ-кожа: обладает относительно низкой устойчивостью к истиранию и сгибанию, склонна к износу и растрескиванию после длительного использования, особенно в местах, подверженных частому сгибанию и трению.
- Стойкость к гидролизу:
- Искусственная кожа: обладает низкой устойчивостью к гидролизу, особенно искусственная кожа на основе полиэстера, которая склонна к гидролизу во влажной среде, что приводит к ухудшению свойств материала.
- Кожа ПВХ: обладает превосходной устойчивостью к гидролизу, легко адаптируется к влажной среде и не подвержена повреждению при гидролизе. - Температурная стойкость:
- Искусственная кожа: она склонна к склеиванию при высоких температурах и затвердеванию при низких. Она чувствительна к температурным колебаниям и имеет относительно узкий диапазон рабочих температур.
- ПВХ-кожа: обладает лучшей термостойкостью и сохраняет относительно стабильные характеристики в широком диапазоне температур, но также может стать хрупкой при низких температурах.
- Экологические показатели:
- Искусственная кожа: она более биоразлагаема, чем ПВХ-кожа. Некоторые продукты могут содержать небольшое количество остатков органических растворителей, таких как ДМФ, в процессе производства, но её общие экологические характеристики относительно неплохие.
- ПВХ-кожа: менее экологична, так как содержит хлор. Некоторые продукты могут содержать вредные вещества, такие как тяжёлые металлы. В процессе производства и эксплуатации она может выделять вредные газы, что может оказывать определённое воздействие на окружающую среду и здоровье человека.
Внешний вид и цвет
- Искусственная кожа: представлена в широком ассортименте ярких цветов, обладает хорошей стойкостью цвета и не выцветает. Текстура и рисунок её поверхности разнообразны, она может имитировать различные виды кожи, например, коровью и овчину, а также создавать уникальные узоры и рисунки для удовлетворения различных дизайнерских потребностей. - ПВХ-кожа: также представлена в широком ассортименте цветов, но немного уступает искусственной коже по яркости и стойкости цвета. Текстура её поверхности относительно простая, обычно гладкая или с простым тиснением, что затрудняет достижение реалистичного вида искусственной кожи.
Продолжительность жизни
- Искусственная кожа: срок службы обычно составляет от 2 до 5 лет, в зависимости от условий эксплуатации и частоты использования. При правильном использовании и уходе изделия из искусственной кожи сохраняют свой превосходный внешний вид и эксплуатационные характеристики.
- ПВХ-кожа: срок её службы относительно короткий, обычно 2–3 года. Из-за низкой прочности она подвержена старению и повреждениям при частом использовании или в агрессивных средах.
Стоимость и цена
- Искусственная кожа: её стоимость выше, чем у ПВХ-кожи, примерно на 30–50%. Цена варьируется в зависимости от таких факторов, как технология производства, качество сырья и бренд. Как правило, изделия из искусственной кожи среднего и высокого класса стоят дороже.
- ПВХ-кожа: её стоимость относительно невысока, что делает её одной из самых доступных синтетических кож на рынке. Благодаря своей цене она широко используется в изделиях, требующих ограниченных затрат.
Сводка производительности:
Преимущества ПВХ-кожи включают высокую износостойкость, высокую твёрдость, чрезвычайно низкую стоимость и простоту производства. Это превосходный «функциональный материал».
Преимущества искусственной кожи включают мягкость, воздухопроницаемость, влагопроницаемость, устойчивость к холоду и старению, превосходные физические свойства и экологичность. Это превосходный «материал для тактильных ощущений», имитирующий и превосходящий тактильные свойства натуральной кожи.
IV. Сценарий применения: дифференциация по производительности
Исходя из вышеперечисленных эксплуатационных характеристик, эти два материала, естественно, занимают различное положение и имеют разное разделение труда на рынке применения. Основные области применения ПВХ-кожи:
Багаж и сумки: особенно жесткие чемоданы и сумки, требующие фиксированной формы, а также дорожные сумки и рюкзаки, требующие износостойкости.
Обувные материалы: в основном используются в бесконтактных зонах, таких как подошвы, верхняя часть и подкладка, а также в недорогих резиновых сапогах и рабочей обуви.
Мебель и декор: используется на бесконтактных поверхностях, таких как спинки, боковины и днища диванов и кресел, а также в сиденьях общественного транспорта (автобусов и метро), где ценятся его чрезвычайно высокая износостойкость и низкая стоимость. Настенные покрытия, напольные покрытия и т. д. Интерьеры автомобилей: постепенно вытесняемый полиуретаном, он всё ещё используется в некоторых бюджетных моделях или в менее важных областях, таких как дверные панели и коврики багажника.
Промышленная продукция: сумки для инструментов, защитные чехлы, чехлы для инструментов и т. д.
Основные области применения искусственной кожи:
Обувные материалы: абсолютный лидер рынка. Используется для изготовления верха кроссовок, повседневной и кожаной обуви, поскольку обеспечивает отличную воздухопроницаемость, мягкость и стильный вид.
Одежда и мода: кожаные куртки, кожаные брюки, кожаные юбки, перчатки и т. д. Прекрасная драпируемость и комфорт делают его фаворитом в швейной промышленности.
Мебель и предметы интерьера: высококачественные диваны из искусственной кожи, обеденные стулья, прикроватные тумбочки и другие поверхности, непосредственно соприкасающиеся с телом. Микрофибра из искусственной кожи широко используется для обивки сидений, рулей и приборных панелей автомобилей класса люкс, обеспечивая ощущение, близкое к натуральной коже.
Багаж и аксессуары: высококачественные сумки, кошельки, ремни и т. д. Изысканная текстура и тактильные ощущения могут создать реалистичный эффект.
Упаковка для электронных продуктов: используется в сумках для ноутбуков, чехлах для наушников, футлярах для очков и т. д., обеспечивая баланс между защитой и эстетикой.
Позиционирование на рынке:
ПВХ-кожа прочно занимает прочные позиции на рынке бюджетной продукции и в отраслях промышленности, требующих повышенной износостойкости. Её соотношение цены и качества не имеет себе равных.
С другой стороны, искусственная кожа доминирует на рынке изделий среднего и высокого ценового диапазона и продолжает конкурировать с рынком изделий высокого класса, где ранее доминировала натуральная кожа. Она является популярным выбором для обновления потребительского гардероба и альтернативой натуральной коже.
V. Цены и рыночные тенденции
Цена:
Себестоимость производства ПВХ-кожи значительно ниже себестоимости ПУ-кожи. Это обусловлено, прежде всего, низкой стоимостью сырья, такого как ПВХ-смолы и пластификаторы, а также низким энергопотреблением и простотой производственного процесса. В результате стоимость готовой ПВХ-кожи, как правило, составляет лишь половину или даже треть от стоимости ПУ-кожи.
Тенденции рынка:
Рынок ПУ-кожи продолжает расширяться, в то время как спрос на ПВХ-кожух неуклонно снижается: во всем мире, особенно в развитых странах, ПУ-кожа постепенно сокращает традиционную долю рынка ПВХ-кожи из-за ужесточения экологических норм (например, регламента ЕС REACH, ограничивающего использование фталатов) и растущих требований потребителей к качеству и комфорту продукции. Рост спроса на ПВХ-кожу в основном сосредоточен в развивающихся странах и в секторах, крайне чувствительных к затратам. Защита окружающей среды и устойчивое развитие стали основными движущими силами:
Биополиуретан, полиуретан на водной основе (без растворителей), ПВХ без пластификаторов и экологичные пластификаторы стали центрами исследований и разработок. Владельцы брендов также всё чаще уделяют внимание возможности вторичной переработки материалов.
Микрофибра PU кожа (микрофибра) — это будущий тренд:
Микрофибра – это микроволокнистая основа, структура которой близка к коллагеновым волокнам натуральной кожи, что обеспечивает эксплуатационные характеристики, приближающиеся к натуральной коже или даже превосходящие её. Она известна как «третье поколение искусственной кожи». Она представляет собой вершину технологий искусственной кожи и является ключевым направлением развития рынка высококачественной кожи. Она широко используется в салонах автомобилей премиум-класса, спортивной обуви, предметах роскоши и других областях.
Функциональные инновации:
Как ПВХ, так и ПУ развивают такие функциональные свойства, как антибактериальные свойства, устойчивость к плесени, огнестойкость, устойчивость к УФ-излучению и гидролизу, чтобы соответствовать жестким требованиям конкретных сфер применения.
VI. Как отличить ПВХ-кожу от искусственной кожи
Для потребителей и покупателей освоение простых методов идентификации имеет большое практическое значение.
Метод сжигания (наиболее точный):
ПВХ-кожа: трудновоспламеняема, сразу же гаснет при удалении от огня. Основание пламени зелёное, с резким запахом соляной кислоты (похожим на запах горящего пластика). После горения затвердевает и чернеет.
Искусственная кожа: горючая, с жёлтым пламенем. Имеет запах, похожий на запах шерсти или горящей бумаги (из-за наличия эфирных и аминогрупп). После горения размягчается и становится липкой.
Примечание: этот метод может показаться неэффективным.
ПВХ-кожа и искусственная кожа — это не просто вопрос «хорошо» или «плохо». Это два продукта, разработанные с учётом потребностей разных эпох и технологических достижений, каждый из которых имеет свою собственную концепцию и потенциальные области применения.
ПВХ-кожа представляет собой идеальный баланс между стоимостью и долговечностью. Она сохраняет свою прочность в областях применения, где комфорт и экологичность не так важны, но где износостойкость, водостойкость и низкая стоимость имеют первостепенное значение. Её будущее связано с устранением присущих ей рисков для окружающей среды и здоровья за счёт использования экологически безопасных пластификаторов и технологических достижений, что позволит сохранить её статус функционального материала.
Искусственная кожа (ПУ) — превосходный выбор для комфорта и защиты окружающей среды. Она представляет собой новейшее поколение синтетической кожи. Благодаря постоянным технологическим инновациям она превзошла ПВХ по тактильным ощущениям, воздухопроницаемости, физическим свойствам и экологичности, став ключевой альтернативой натуральной коже и повышая качество потребительских товаров. В частности, искусственная кожа с микрофиброй стирает границы между синтетической и натуральной кожей, открывая новые возможности для применения в самых разных областях.
При выборе продукта потребителям и производителям следует не просто сравнивать цены, а принимать комплексное решение, основанное на конечном назначении продукта, нормативных требованиях целевого рынка, экологических обязательствах бренда и пользовательском опыте. Только понимая их основные различия, мы можем сделать наиболее разумный и правильный выбор. В будущем, по мере развития технологий материалов, мы можем увидеть искусственную кожу «четвёртого и пятого поколений» с ещё более высокими характеристиками и большей экологичностью. Однако более чем полувековое соперничество и взаимодополняемость ПВХ и ПУ останутся увлекательной главой в истории развития материалов.
Время публикации: 12 сентября 2025 г.
