Розділ 1: Визначення та основні поняття — Що таке штучна шкіра на водній основі?
Штучна шкіра на водній основі, також відома як синтетична шкіра на водній основі з поліуретану, — це високоякісна штучна шкіра, виготовлена шляхом покриття або просочення основної тканини поліуретановою смолою з використанням води як дисперсійного середовища (розріджувача). Щоб зрозуміти її цінність, спочатку потрібно розібрати цей термін:
Поліуретан (ПУ): це високомолекулярний полімер з чудовою стійкістю до стирання, гнучкістю, високою еластичністю та стійкістю до старіння. Це основна сировина для синтетичної шкіри, а його властивості безпосередньо визначають текстуру, відчуття та довговічність шкіри.
На водній основі: це ключова відмінність від традиційних процесів. Вона полягає в тому, що поліуретанова смола не розчиняється в органічному розчиннику (наприклад, ДМФ, толуол або бутанон), а натомість рівномірно диспергується у воді у вигляді дрібних частинок, утворюючи емульсію.
Таким чином, шкіра на водній основі з штучним покриттям – це, по суті, екологічно чиста штучна шкіра, виготовлена за допомогою поліуретанової технології з використанням води як розчинника. Її поява та розвиток є значним технологічним кроком вперед для шкіряної промисловості у відповідь на глобальні тенденції охорони навколишнього середовища та вимоги охорони здоров'я та безпеки.
Розділ 2: Передумови - Чому саме штучна шкіра на водній основі?
Поява штучної шкіри на водній основі не була випадковою; вона була розроблена для вирішення серйозних проблем, що виникають у традиційній штучній шкірі на основі розчинників.
1. Недоліки традиційної штучної шкіри на основі розчинника:
Серйозне забруднення навколишнього середовища: Під час виробничого процесу в атмосферу викидається велика кількість летких органічних сполук (ЛОС). ЛОС є важливими попередниками фотохімічного смогу та PM2.5, що створює значні ризики для навколишнього середовища та здоров'я людини.
Небезпека для здоров'я та безпеки: Органічні розчинники часто є токсичними, легкозаймистими та вибухонебезпечними. Тривалий контакт із заводськими робітниками створює ризик отруєння, а невелика кількість залишків розчинника може залишатися в готовому продукті на початковій стадії, що створює потенційну загрозу здоров'ю споживачів.
Відходи ресурсів: Процеси на основі розчинників вимагають складного обладнання для рекуперації та обробки цих органічних розчинників, що призводить до високого споживання енергії та неможливості досягти 100% рекуперації, що призводить до марнування ресурсів.
2. Рушійні сили політики та ринку:
Посилення глобальних екологічних норм: Країни світу, зокрема Китай, ЄС та Північна Америка, запровадили надзвичайно суворі обмеження на викиди летких органічних сполук та закони про екологічне податок, що змушує промислову модернізацію.
Екологічна обізнаність споживачів зростає: все більше брендів і споживачів розглядають «захист навколишнього середовища», «сталий розвиток» та «зеленість» як важливі фактори при прийнятті рішень про покупку, що призводить до зростання попиту на чисті матеріали.
Корпоративна соціальна відповідальність (КСВ) та імідж бренду: використання екологічно чистих матеріалів стало ефективним способом для компаній виконувати свої соціальні обов'язки та покращувати репутацію свого бренду.
З огляду на ці фактори, технологія поліуретану на водній основі, як найбільш життєздатна альтернатива, відкриває величезні можливості для розвитку.
Розділ 3: Виробничий процес – основні відмінності між шкірою на водній основі та шкірою на основі розчинника
Процес виробництва штучної шкіри на водній основі значною мірою схожий на процес виробництва шкіри на основі розчинника, в першу чергу включає підготовку основної тканини, поліуретанове покриття, затвердіння, миття, сушіння та обробку поверхні (тиснення, друк та натирання). Ключові відмінності полягають у етапах «покриття» та «затвердіння».
1. Процес на основі розчинника (система ДМФА):
Покриття: Поліуретанову смолу розчиняють в органічному розчиннику, такому як ДМФ (диметилформамід), з утворенням в'язкого розчину, який потім наносять на основну тканину.
Коагуляція: Покритий напівфабрикат занурюють у коагуляційну ванну на водній основі. Використовуючи необмежену змішуваність ДМФА та води, ДМФА швидко дифундує з розчину ПУ у воду, в той час як вода проникає в розчин ПУ. Цей процес призводить до осадження ПУ з розчину, утворюючи мікропористий корковий шар. Для очищення стічних вод з ДМФА потрібен дороге обладнання для дистиляції та рекуперації.
2. Процес на водній основі:
Покриття: Водонаповнювальна поліуретанова емульсія (частинки поліуретану, дисперговані у воді) наноситься на основну тканину за допомогою таких методів, як покриття ножем або занурення.
Коагуляція: Це технічно складний процес. Водні емульсії не містять розчинників, таких як ДМФ, тому коагуляцію не можна просто виконати водою. Наразі існує два основних методи коагуляції:
Термокоагуляція: для випаровування води використовуються тепло та сушіння, в результаті чого частинки поліуретану на водній основі плавляться та утворюють плівку. Цей метод створює щільну плівку з поганою повітропроникністю.
Коагуляція (хімічна коагуляція): це ключ до виробництва повітропроникної шкіри на водній основі. Після покриття матеріал проходить через ванну, що містить коагулянт (зазвичай водний розчин солі або органічної кислоти). Коагулянт дестабілізує водну емульсію, змушуючи частинки PU руйнуватися, агрегуватися та осідати, в результаті чого утворюється мікропориста структура, подібна до структури матеріалів на основі розчинників. Це забезпечує чудову повітро- та вологопроникність.
Процес на водній основі повністю виключає органічні розчинники, усуваючи викиди летких органічних сполук у джерелі. Це робить усе виробниче середовище безпечнішим та усуває потребу в складних системах відновлення розчинників, що призводить до простішого та екологічнішого процесу.
Розділ 4: Характеристики експлуатаційних характеристик - переваги та недоліки штучної шкіри на водній основі
(I) Основні переваги:
Максимальний захист навколишнього середовища:
Майже нульові викиди летких органічних сполук: під час виробничого процесу не викидаються токсичні або небезпечні органічні розчинники, що забезпечує екологічну чистоту.
Нетоксичний та нешкідливий: кінцевий продукт не містить залишкових розчинників, не подразнює шкіру людини, є безпечним та нетоксичним. Він відповідає найсуворішим екологічним стандартам (таким як EU REACH та OEKO-TEX Standard 100), що робить його ідеальним для застосувань, що вимагають високих стандартів охорони здоров'я, таких як товари для немовлят та малюків, салони автомобілів та предмети домашнього вжитку.
Безпечніший виробничий процес: Усуває ризики пожежі, вибуху та отруєння працівників.
Відмінна продуктивність:
Відмінне відчуття на дотик: Шкіра, виготовлена з поліуретанової смоли на водній основі, зазвичай м’якша, повніша на дотик, ближча до справжньої шкіри.
Повітропроникність та вологопроникність (для коагуляції): створена мікропориста структура дозволяє повітрю та волозі проходити, роблячи взуття, сумки, дивани та інші вироби сухішими та комфортнішими у використанні, долаючи задуху, яка часто пов'язана зі штучною шкірою.
Висока стійкість до гідролізу: Однією з властивих слабкостей поліуретану є його схильність до гідролізу та деградації в умовах високих температур та вологості. Системи поліуретану на водній основі зазвичай забезпечують кращий контроль над своєю молекулярною структурою, що призводить до кращої стійкості до гідролізу порівняно з порівнянною поліуретановою шкірою на основі розчинників, що призводить до тривалішого терміну служби.
Міцна адгезія: Смоли на водній основі демонструють чудову змочуваність та адгезію до різних матеріалів (неткані, ткані та мікрофіброві тканини).
Переваги політики та ринку:
Легко дотримуйтесь національних та міжнародних екологічних норм, забезпечуючи безтурботний експорт.
З позначкою «Зелений продукт» легше знайти покупку у списках покупок висококласних брендів та споживачів.
Розділ 5: Галузі застосування – повсюдний екологічний вибір
Використовуючи свої подвійні переваги екологічності та продуктивності, шкіра на водній основі з штучним покриттям швидко проникає в різні сектори:
Одяг та взуття: Верх спортивного взуття, повсякденне взуття, модне взуття, шкіряний одяг, оздоблення пуховиків, рюкзаки та багато іншого – це його найбільші сфери застосування. Повітропроникність та комфорт є ключовими.
Меблі та предмети домашнього вжитку: високоякісні дивани, обідні стільці, приліжкові покривала та м’які меблі для інтер’єру. Ці застосування вимагають надзвичайно високого рівня стійкості до гідролізу, стійкості до стирання та екологічної безпеки.
Автомобільні інтер'єри: Автомобільні сидіння, підлокітники, дверні панелі, чохли для керма тощо. Це ключовий ринок для високоякісної штучної шкіри на водній основі, яка повинна відповідати суворим стандартам стійкості до старіння, світлостійкості, низького вмісту летких органічних сполук та вогнестійкості.
Електронні товари: чохли для ноутбуків, чохли для навушників, ремінці для смарт-годинників та багато іншого, що забезпечують ніжне, приємне для шкіри та стильне відчуття.
Багаж та сумки: тканини для різноманітних модних сумок, портфелів та валіз, що поєднують естетику, довговічність та легкий дизайн.
Спортивні товари: футбольні м'ячі, баскетбольні м'ячі, рукавички та інше.
Розділ 6: Порівняння з іншими матеріалами
У порівнянні зі штучною шкірою на основі розчинника: Як згадувалося вище, шкіра на водній основі перевершує з точки зору екологічності, здоров'я та відчуття на дотик, але їй все ще є потенціал для наздоганяння з точки зору вартості та деяких надзвичайних характеристик. Шкіра на водній основі є чітким напрямком технологічного розвитку.
У порівнянні з натуральною шкірою: Натуральна шкіра – це натуральний матеріал з унікальною текстурою та чудовою повітропроникністю, але він дорогий, має нерівномірну якість, а процес виробництва (дублення) забруднює навколишнє середовище. Штучна шкіра на водній основі пропонує стабільний зовнішній вигляд та експлуатаційні характеристики за нижчою ціною, не завдаючи шкоди тваринам, і більше відповідає концепціям сталого етичного споживання.
Порівняно зі штучною шкірою з ПВХ: Шкіра з ПВХ пропонує найнижчу ціну, але вона тверда на дотик, погано пропускає повітря, не є морозостійкою та може створювати екологічні проблеми через додавання пластифікаторів. Штучна шкіра на водній основі перевершує ПВХ за характеристиками та екологічністю.
У порівнянні зі шкірою з мікрофібри: Шкіра з мікрофібри — це високоякісна синтетична шкіра з характеристиками, найближчими до натуральної шкіри. Зазвичай для основи використовується неткане мікрофіброве полотно, а покриття може бути виготовлене з поліуретану на основі розчинника або на водній основі. Поєднання високоякісного поліуретану на водній основі та тканини з мікрофібри є вершиною сучасної технології штучної шкіри.
Розділ 6: Тенденції майбутнього розвитку
Технологічні ітерації та прориви в продуктивності: Завдяки розробці нових смол на водній основі (таких як модифікований силіконом поліуретан та модифікований акрилом поліуретан) та оптимізації технології затвердіння, фізичні властивості та функціональність продукту (вогнестійкість, антибактеріальні властивості, самовідновлення тощо) будуть ще більше покращені.
Оптимізація витрат та масштабованість: З популяризацією технологій та розширенням виробничих потужностей, економія від масштабу поступово знизить загальну вартість штучної шкіри на водній основі, зробивши її більш конкурентоспроможною на ринку.
Інтеграція та стандартизація галузевого ланцюга: від синтезу смол до виробництва шкіряних виробів та застосування бренду, весь галузевий ланцюг формуватиме тіснішу співпрацю та спільно сприятиме встановленню та вдосконаленню галузевих стандартів.
Циркулярна економіка та біоматеріали: Майбутні дослідження та розробки будуть зосереджені не лише на виробничому процесі, але й на переробці та біорозкладності продуктів після закінчення їхнього життєвого циклу. Використання біосировини (такої як кукурудзяна та касторова олія) для приготування поліуретанових смол на водній основі стане наступним рубежем.
Висновок
Шкіра на водній основі – це більше, ніж просто заміна матеріалу; вона являє собою основний шлях для шкіряної промисловості до переходу від традиційної, сильно забруднюючої та енергоємної моделі до екологічної, стійкої. Вона успішно досягає цінного балансу між продуктивністю, вартістю та екологічністю, задовольняючи споживчий попит на високоякісні шкіряні вироби, а також виконуючи корпоративну соціальну відповідальність щодо захисту навколишнього середовища. Хоча наразі вона стикається з деякими проблемами, пов'язаними з витратами та технічними питаннями, її величезні екологічні переваги та потенціал застосування роблять її незворотною тенденцією в галузі. З розвитком технологій та поглибленням обізнаності ринку, шкіра на водній основі готова стати безперечним мейнстрімом майбутнього ринку штучної шкіри, створюючи чистіший, безпечніший та модніший світ «шкіряної» продукції.
Час публікації: 10 вересня 2025 р.
