Характеристики и свойства экокожи - материала, имитирующего натуральную кожу Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 378:677 А. С. Бекашева

ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ЭКОКОЖИ - МАТЕРИАЛА, ИМИТИРУЮЩЕГО НАТУРАЛЬНУЮ КОЖУ

Ключевые слова: полимерные материалы, экокожа, особенности и свойства.

В статье проанализированы достижения химической науки и промышленности при создании полимерных материалов (экокожи).

Keywords: polymer materials, eco- leather, features and properties.

The article describes the achievements of chemical science and industry in the creation of polymeric materials (eco-leather).

Экокожа представляет собой хороший заменитель подлинной кожи. По виду их весьма трудно отличить друг от друга. В состав экокожи входят хлопок, ненатуральные материалы на основе целлюлозы, природная кожа и синтетические полимеры [1].

Производят экокожу путем нанесения на хлопковую основу полиуретановой пленки. К тому же современные технологии позволяют наносить полимерную пленку так, что тканевая основа не подвергается деформирмации. Это свойство придает изделию добавочную пластичность и гибкость. Подложка из природного хлопка также усиливает прочность изделия на разрыв и растяжение. К тому же полиуретан обладает исключительными свойствами: высокая износоустойчивость, достаточная

морозостойкость (до - 35°С), способность к «самовосстановлению» - восстановление

повреждений, появившихся в следствии деформации. Помимо этого, все необходимые свойства полиуретана закладываются именно в процессе синтеза. Это разрешает обойтись без разнообразных добавок-пластификаторов. В результате, в процессе эксплуатации материал не выделяет никаких вредных веществ, именно это свойство позволяет назвать его «экокожа» [2].

К примеру, кожзаменитель, изготовленный по старым технологиям, представляет собой пленочные покрытия из поливинилхлорида (ПВХ), нанесенные на тканевую основу. Для придания материалу мягкости, эластичности и износоустойчивости, в процессе производства в него добавляются химические пластификаторы и стабилизаторы. Его нельзя отнести к разряду безвредных для человека по сравнению с современной экокожей.

Гибрид натуральной кожи, экокожа, современный синтетический высокотехнологичный материал, уход за ним должен как можно ближе соответствовать уходу за натуральной кожи. Под данным названием скрывается значительная группа современных материалов, связанных совместной технологией изготовления и составом используемого сырья.

Полимер, образующий плёнку экокожи -полиуретан, материал с уникальными свойствами. Спектр применения различных марок полиуретанов огромен, от покрытий лопастей вертолётов до протезов и нитей для сердечно-сосудистой хирургии.

Сам полиуретан (ПУ) является материалом с исключительно высокой износостойкостью. Эти

свойства обусловлены очень высокой подвижностью молекулярной сетки полиуретанов, их способностью к преобразованию под воздействием механических влияний или изменения температуры [3-4].

Современные марки полиуретанов имеют в своём составе множество так называемых функциональных групп атомов (карбамидных, гидрокси-, и др.), присущих именно натуральной коже. Экологически чистым по составу является и полиуретановое покрытие (ПУ) - 26% и хлопковая основа - 74%, в состав не входят токсические вещества, материалы не порождают аллергии.

При изготовлении экокожи на костяк наносится несколько пластов ПУ покрытия. Полиуретановое покрытие имеет наноразмерные поры, сквозь которые влага отводится с поверхности кожи. Толщина ПУ покрытия устанавливает не только способность к испарению выделившейся влаги, но и стойкость к истиранию. Чем плотнее покрытие, тем больше стойкость к истиранию и меньше способность к обмену влаги. Для совершенствования стойкости к истиранию, без утраты комфортных свойств материи используются добавочные покрытия.

Свойства теплопроводности экокожи близки к древесине и натуральной коже; она «тёплая». Экокожа воздухо- и паропроницаема -3-54 г/см2, натуральная кожа - 0-18 г/см2. Цифры показывают, какое количество воздуха пропускает материал через квадратный сантиметр за 1 час. Физико-механические показатели экокожи сравнимы и даже больше, чем у натуральных кож. Экокожа гигроскопична - она поглощает 6-7% (от собственного веса) водяных паров, натуральная - 18-20% при условии, что испытуемый материал целиком помещается во влажную среду, и впитывает влагу и с лицевой, и с изнаночной сторон [5-6]. Собственно, с изнаночной стороны и натуральная, и экокожа, впитывают большую часть влаги. В кожаной обуви тогда комфортно, когда гигроскопичность её внутренней стороны от 15% и выше, т.е. кожа впитывает пары влаги. В разы меньше: 2% у экокожи и 3-4% у природной. То есть показатели весьма близки, и малы. На рисунке 1 представлена схема строения экокожи.

В общем случае, данные материалы обеспечивают следующие свойства:

• Фактура поверхности достоверно копирует природную кожу;

• Значительная цветовая гамма (десятки базовых тонов) разрешает создавать прекрасный дизайн мебели с ее использованием;

• Простота чистки готового изделия;

• Проницаемость для водяных паров, что обуславливает хорошие гигиенические свойства материалов;

• Стойкость к истиранию и разрыву, сравнимая с наилучшими образчиками обивочных материалов как искусственного, так и природного происхождения;

• Высокие тактильные свойства - мягкость на ощупь, гибкость, теплота при касании открытыми участками тела;

• Морозостойкость материала.

Рис. 1 - Слой экокожи с хлопковой основой и ПУ с микропорами

В таблице 1 представленыданные устойчивостиэкокожи к воздействиям различного характера.

Таблица 1 - Устойчивость экокожи к воздействиям различного характера

Устойчивы Не устойчивы

Водяные, масленые и Растворители на основе

жировые пятна нефтепродуктов

Грязь Отбеливающие вещества

Слабые кислоты и Хлорсодержащие

щелочи стиральные средства

Спирты Интенсивные чистящие абразивные вещества

Данные таблицы 1 показывают,

удовлетворительные показатели устойчивости к различным видам пятен. Имеются данные о способности ликвидировать появляющиеся в процессе использования загрязнения, средствами очистки для подобных материалов.

В мировой практике известны несколько различных вариаций структуры экологической кожи. На рисунке 2 представлены 3 схемы различных вариантов строения экокожи. Кроме того, производители предлагают потребителю большой ассортимент текстур экокожи (рис. 3).

Область применения экокожи достаточно широкая. Экокожа активно применяется для пошива одежды и обуви, изготовления сумок, кошельков, обивки детских колясок, портмоне и иных

аксессуаров [7]. В случаях небольших загрязнений, она отлично очищается с помощью влажной тряпки. Экокожа приятна на ощупь - мягкая, эластичная. Экокожа износостойка - современные марки полиуретанов дают показатели истираемости в десятки раз выше, чем любая натуральная кожа. Гарантийный срок эксплуатации - 5 лет. Экокожа не загорается от непотушенной сигареты.

Рис. 2 - Схема-пример экокожи с разными слоями (слева направо): слой ПУ с микропорами; тонкий отделочный слой ПУ и ПВХ-пена, монолитный слой ПУ с ПВХ-пеной

Рис. 3 - Вариантытекстур экокожи

Необходимо отметить некоторые особенности экологической кожи:

- экокожа намного продолжительнее сохраняет первоначальный внешний вид (т.к. данный материал более устойчив к истиранию), тогда как природная кожа со временем непременно вытягивается;

- натуральная кожа требует систематического ухода, так как жировые вещества, придающие ей гибкость, со временем высыхают, что повергаетк растрескиванию лицевого слоя;

- стоимость экокожи значительно ниже стоимости натуральной кожи.

Все вышеизложенное обеспечивает изделию, произведенному из данных материалов свойство экологичности при эксплуатации. В холод качественная экокожа согревает, в жаркую погоду -дает холодок, при длительном использовании не вызовет дискомфорта благодаря отводу тепла и влаги. Значительная стойкость и простота ухода обеспечат долгий срок службы и непритязательность в использовании.

Таким образом, экокожа превосходит натуральную кожу по многим показателям. Это крепкий высококачественный материал отвечает современным мировым технологиям производства и тенденциям моды.

Литература

1. А.А. Берлин. Современные полимерные композиционные материалы (ПМК). Соросовский Образовательный Журнал. № 1, 57-65. 1995

2. М.З. Дубиновский, Н.В. Чистякова. Технология кожи. -М.: Легпромбытиздат, 1991.с. 33-35.

3. Справочник кожевника /Под общей ред. проф. К.М. Зурабяна. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. С. 35-36.

4. Ю.С. Матвеев. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственных кож. 2-е изд. М.: Легпромбытиздат, 1990. Т. 1. 304 с.; Т. 2. 384 с.

5. КамаловаЭ.Р. Специфические и уникальные свойства углеродных волокон в текстильной промышленности / Э.Р. Камалова, Р.В. Камалов //Вестник Казань. технол. ун-та. - 2014. - № 21 - С.157-163.

© А. С. Бекашева - асс. каф. дизайна КНИТУ, [email protected].

© A. S. Bekasheva - assistant of Design Kazan National Research Technological University, [email protected].

6. Камалова Э.Р. Использование новых видов полимеров в производстве искусственных кож / Э.Р. Камалова // Вестник Казань. технол. ун-та. - 2014. - № 4 - С.101-102.

7. Бекашева А.С. Использование полимерных материалов при создании одежды в индустриальном стиле / А.С. Бекашева //Вестник Казань. технол. ун-та. - 2014. - № 16 - С.386.