Глава 1: Определение и основные понятия — Что такое искусственная кожа на водной основе?
Искусственная кожа на водной основе (ПУ), также известная как искусственная кожа на водной основе, — это высококачественная искусственная кожа, изготовленная путём нанесения или пропитки ткани-основы полиуретановой смолой с использованием воды в качестве дисперсионной среды (разбавителя). Чтобы понять её ценность, необходимо сначала разобрать термин:
Полиуретан (ПУ): это высокомолекулярный полимер с превосходной стойкостью к истиранию, гибкостью, высокой эластичностью и устойчивостью к старению. Он является основным сырьем для производства искусственной кожи, и его свойства напрямую определяют текстуру, тактильные ощущения и долговечность кожи.
На водной основе: это ключевое отличие от традиционных процессов. Речь идёт о том, что полиуретановая смола не растворяется в органическом растворителе (например, ДМФ, толуоле или бутаноне), а равномерно диспергируется в воде в виде мельчайших частиц, образуя эмульсию.
Таким образом, искусственная кожа на водной основе – это, по сути, экологически чистая искусственная кожа, произведенная по технологии полиуретана с использованием воды в качестве растворителя. Её появление и развитие представляет собой значительный технологический скачок в кожевенной промышленности, отвечающий мировым тенденциям в области охраны окружающей среды и требованиям безопасности труда.
Глава 2: Предыстория. Почему именно искусственная кожа на водной основе?
Появление полиуретановой кожи на водной основе не было случайностью: она была разработана для решения серьезных проблем, связанных с традиционной полиуретановой кожей на основе растворителей.
1. Недостатки традиционной полиуретановой кожи на основе растворителя:
Серьёзное загрязнение окружающей среды: в процессе производства в атмосферу выбрасывается большое количество летучих органических соединений (ЛОС). ЛОС являются важными предшественниками фотохимического смога и PM2,5, представляя значительный риск для окружающей среды и здоровья человека.
Угрозы для здоровья и безопасности: Органические растворители часто токсичны, легковоспламеняемы и взрывоопасны. Длительное воздействие растворителей на работников фабрики может привести к отравлению, а небольшое количество остатков растворителя может сохраняться в готовом продукте на начальном этапе производства, представляя потенциальную угрозу для здоровья потребителей.
Отходы ресурсов: процессы на основе растворителей требуют сложного оборудования для переработки и утилизации органических растворителей, что приводит к высокому потреблению энергии и невозможности достичь 100% утилизации, что приводит к отходам ресурсов.
2. Политика и движущие силы рынка:
Ужесточение глобальных экологических норм: страны по всему миру, особенно Китай, ЕС и Северная Америка, ввели чрезвычайно строгие ограничения на выбросы ЛОС и законы об экологическом налоге, что вынуждает модернизировать промышленность.
Осведомленность потребителей об экологических проблемах растет: все больше брендов и потребителей рассматривают «защиту окружающей среды», «устойчивость» и «зелень» как важные факторы при принятии решений о покупке, что приводит к росту спроса на чистые материалы.
Корпоративная социальная ответственность (КСО) и имидж бренда: использование экологически чистых материалов стало для компаний эффективным способом выполнения своих социальных обязательств и повышения репутации своего бренда.
Учитывая эти факторы, технология полиуретана на водной основе, как наиболее жизнеспособная альтернатива, открывает огромные возможности для развития.
Глава 3: Процесс производства – основные различия между кожей на водной основе и кожей на основе растворителя
Процесс производства полиуретановой кожи на водной основе во многом аналогичен процессу производства кожи на основе растворителя и включает в себя, главным образом, подготовку основы, нанесение полиуретанового покрытия, вулканизацию, промывку, сушку и обработку поверхности (тиснение, печать и натирание). Ключевые различия заключаются в этапах «нанесения покрытия» и «вулканизации».
1. Процесс на основе растворителя (система ДМФ):
Покрытие: полиуретановая смола растворяется в органическом растворителе, таком как ДМФ (диметилформамид), образуя вязкий раствор, который затем наносится на основную ткань.
Коагуляция: Покрытый полуфабрикат погружают в коагуляционную ванну на водной основе. Благодаря неограниченной смешиваемости ДМФ с водой, ДМФ быстро диффундирует из раствора полиуретана в воду, в то время как вода проникает в раствор полиуретана. В результате этого процесса полиуретан выпадает в осадок из раствора, образуя микропористый кортикальный слой. Для очистки сточных вод, содержащих ДМФ, требуется дорогостоящее оборудование для дистилляции и рекуперации.
2. Процесс на водной основе:
Покрытие: полиуретановая эмульсия на водной основе (частицы полиуретана, диспергированные в воде) наносится на базовую ткань такими методами, как нанесение покрытия ножом или окунание.
Коагуляция: Это технически сложный процесс. Водные эмульсии не содержат растворителей, таких как ДМФ, поэтому коагуляцию нельзя проводить просто водой. В настоящее время существует два основных метода коагуляции:
Термическая коагуляция: под воздействием тепла и сушки вода испаряется, в результате чего частицы полиуретана на водной основе плавятся и образуют плёнку. Этот метод создаёт плотную плёнку с плохой воздухопроницаемостью.
Коагуляция (химическая коагуляция): это ключевой процесс производства дышащей кожи на водной основе. После нанесения покрытия материал проходит через ванну с коагулянтом (обычно водным раствором соли или органической кислоты). Коагулянт дестабилизирует водную эмульсию, заставляя частицы полиуретана распадаться, агрегировать и оседать, образуя микропористую структуру, подобную структуре материалов на основе растворителей. Это обеспечивает отличную воздухо- и влагопроницаемость.
Процесс на водной основе полностью исключает использование органических растворителей, что исключает выбросы ЛОС в источнике. Это повышает безопасность всего производственного процесса и устраняет необходимость в сложных системах рекуперации растворителей, делая процесс более простым и экологичным.
Глава 4: Эксплуатационные характеристики – преимущества и недостатки искусственной кожи на водной основе
(I) Основные преимущества:
Максимальная защита окружающей среды:
Практически нулевой уровень выбросов ЛОС: в процессе производства не выделяются токсичные или опасные органические растворители, что обеспечивает экологичность.
Нетоксичен и безвреден: конечный продукт не содержит остаточных растворителей, не вызывает раздражения кожи, безопасен и нетоксичен. Он соответствует самым строгим экологическим стандартам (таким как EU REACH и OEKO-TEX Standard 100), что делает его идеальным для применения в областях, где предъявляются высокие требования к охране здоровья, например, в производстве товаров для младенцев и малышей, автомобильных салонов и предметов домашнего обихода.
Более безопасный производственный процесс: устраняет риски возгорания, взрыва и отравления рабочих.
Превосходные характеристики:
Превосходные тактильные ощущения: кожа, изготовленная с использованием полиуретановой смолы на водной основе, обычно более мягкая и объемная на ощупь, ближе к натуральной коже.
Воздухопроницаемость и влагопроницаемость (для коагуляции): созданная микропористая структура пропускает воздух и влагу, делая обувь, сумки, диваны и другие изделия более сухими и удобными в использовании, устраняя затхлость, часто связанную с искусственной кожей.
Высокая стойкость к гидролизу: одним из недостатков полиуретана является его склонность к гидролизу и деградации в условиях высоких температур и влажности. Полиуретановые системы на водной основе, как правило, обеспечивают лучший контроль над молекулярной структурой, что обеспечивает превосходную стойкость к гидролизу по сравнению с аналогичной полиуретановой кожей на основе растворителей, что приводит к более длительному сроку службы.
Сильная адгезия: смолы на водной основе демонстрируют отличную смачиваемость и адгезию к различным поверхностям (нетканым, тканым и микроволокнистым тканям).
Преимущества политики и рынка:
Легко соблюдайте внутренние и международные экологические нормы, гарантируя беспроблемный экспорт.
Благодаря маркировке «Экологичный продукт» его легче найти в списках покупок дорогих брендов и потребителей.
Глава 5: Области применения — универсальный экологичный выбор
Используя свои двойные преимущества: экологичность и эксплуатационные характеристики, искусственная кожа на водной основе быстро проникает в различные секторы:
Одежда и обувь: верх спортивной обуви, повседневная обувь, модельная обувь, кожаная одежда, отделка пуховиков, рюкзаки и многое другое — вот основные области применения. Ключевыми факторами являются воздухопроницаемость и комфорт.
Мебель и предметы интерьера: элитные диваны, обеденные стулья, прикроватные покрывала и мягкая мебель для интерьера. Эти материалы требуют исключительно высокой стойкости к гидролизу, истиранию и экологической безопасности.
Автомобильные салоны: автомобильные сиденья, подлокотники, дверные панели, чехлы на руль и многое другое. Это ключевой рынок для высококачественной полиуретановой кожи на водной основе, которая должна соответствовать строгим стандартам устойчивости к старению, светостойкости, низкому содержанию летучих органических соединений и огнестойкости.
Электронные изделия: чехлы для ноутбуков, чехлы для наушников, ремешки для умных часов и многое другое, приятны на ощупь, приятны на ощупь и стильны.
Багаж и сумки: ткани для различных модных сумок, портфелей и багажа, сочетающие в себе эстетичность, долговечность и легкость.
Спортивные товары: футбольные мячи, баскетбольные мячи, перчатки и многое другое.
Глава 6: Сравнение с другими материалами
По сравнению с полиуретановой кожей на основе растворителя: Как уже упоминалось, кожа на водной основе превосходит другие по экологичности, безопасности для здоровья и тактильным ощущениям, но ей всё ещё есть чем похвастаться в плане стоимости и некоторых исключительных эксплуатационных характеристик. Кожа на водной основе — это очевидное направление технологического развития.
Натуральная кожа: Натуральная кожа — это натуральный материал с уникальной текстурой и превосходной воздухопроницаемостью, но она дорогая, имеет неравномерное качество, а процесс производства (дубление) загрязняет окружающую среду. Искусственная кожа на водной основе обеспечивает стабильный внешний вид и эксплуатационные характеристики при более низкой стоимости, не причиняя вреда животным и в большей степени соответствует принципам устойчивого этического потребления.
Искусственная кожа на основе ПВХ по сравнению с ПВХ: ПВХ-кожа предлагает самую низкую цену, но она жёсткая на ощупь, плохо пропускает воздух, неустойчива к холоду и может представлять опасность для окружающей среды из-за добавления пластификаторов. Искусственная кожа на водной основе превосходит ПВХ по эксплуатационным характеристикам и экологичности.
Микрофибра против кожи: Микрофибра — это высококачественная синтетическая кожа, по своим характеристикам максимально приближенная к натуральной. В качестве основы обычно используется нетканый материал на основе микрофибры, а покрытие может быть изготовлено из полиуретана на основе растворителя или на водной основе. Сочетание высококачественного полиуретана на водной основе и микрофибры представляет собой вершину современных технологий производства искусственной кожи.
Глава 6: Тенденции будущего развития
Технологические усовершенствования и прорывы в производительности: благодаря разработке новых смол на водной основе (таких как модифицированный силиконом полиуретан и модифицированный акрилом полиуретан) и оптимизации технологии отверждения физические свойства и функциональность продукта (огнестойкость, антибактериальные свойства, самовосстановление и т. д.) будут дополнительно улучшены.
Оптимизация затрат и масштабируемость: с популяризацией технологий и расширением производственных мощностей экономия за счет масштаба постепенно снизит общую стоимость полиуретановой кожи на водной основе, сделав ее более конкурентоспособной на рынке.
Интеграция и стандартизация отраслевой цепочки: от синтеза смолы до кожевенного производства и применения бренда вся отраслевая цепочка будет тесно сотрудничать и совместно содействовать установлению и совершенствованию отраслевых стандартов.
Циклическая экономика и биоматериалы: Будущие исследования и разработки будут сосредоточены не только на процессе производства, но и на возможности вторичной переработки и биоразлагаемости продукции после окончания её жизненного цикла. Следующим направлением станет использование биосырья (например, кукурузного и касторового масла) для производства полиуретановых смол на водной основе.
Заключение
Искусственная кожа на водной основе — это больше, чем просто замена материала; она представляет собой ключевой путь для кожевенной промышленности к переходу от традиционной, сильно загрязняющей окружающую среду и энергоёмкой модели к экологичной, устойчивой. Она успешно достигает ценного баланса между производительностью, стоимостью и экологичностью, удовлетворяя потребительский спрос на высококачественные кожаные изделия и одновременно выполняя корпоративную социальную ответственность по защите окружающей среды. Несмотря на то, что в настоящее время она сталкивается с некоторыми проблемами, связанными со стоимостью и техническими трудностями, её огромные экологические преимущества и потенциал применения делают её необратимым отраслевым трендом. По мере развития технологии и повышения осведомлённости рынка, искусственная кожа на водной основе готова стать бесспорным лидером на рынке искусственной кожи будущего, создавая более чистый, безопасный и модный мир «кожи».
Время публикации: 10 сентября 2025 г.
