Искусственная кожа: материалы и применение¶

Искусственная кожа — обобщающее название группы материалов, имитирующих внешний вид, фактуру и в ряде случаев свойства натуральной кожи. К этой категории относят как полимерные плёнки и текстильные материалы с полимерным покрытием, так и биотехнологические и тканеинженерные аналоги, используемые в медицине. Искусственная кожа применяется в производстве одежды, обуви, галантереи, мебели, салонов автомобилей, а также в качестве перевязочных и имплантируемых материалов.

¶Терминология

В русскоязычной традиции термин «искусственная кожа» (сокращённо — искожа) закрепился за материалами, получаемыми нанесением полимерного покрытия на тканевую, трикотажную или нетканую основу. Близкие понятия — «кожзаменитель», «кожзам», «эко-кожа», «винил», «полиуретановая кожа». Строгой единой классификации нет: в разных отраслях под искусственной кожей понимают разные материалы. Отдельно выделяют синтетическую кожу, где основа также синтетическая, и искусственную кожу на натуральной волокнистой основе.

Следует отличать искусственную кожу от искусственного меха и от дермальных эквивалентов — медицинских материалов для закрытия ран и замещения утраченных участков кожи.

¶История

Попытки создать заменитель кожи предпринимались с XIX века. В 1840-х годах в Европе начали выпускать «кожу» на основе льняной ткани, пропитанной высыхающими маслами. В 1920-х годах появились материалы на основе нитроцеллюлозы, а с 1930-х — на основе поливинилхлорида (ПВХ), что стало основой массового производства кожзаменителей.

В СССР промышленное производство искусственных кож было создано в 1930-е годы; выпускались кирза, гранитоль, текстовинит и другие материалы. Кирза — материал на хлопчатобумажной основе с плёнкообразующим покрытием — широко использовалась для армейских сапог. Во второй половине XX века основным полимером для искусственных кож стал пластифицированный ПВХ, позднее — полиуретан.

¶Классификация

По типу полимерного покрытия выделяют:

• ПВХ-кожа (винил) — покрытие из поливинилхлорида; дешёвая, водостойкая, но менее эластичная и воздухопроницаемая.
• Полиуретановая кожа (PU) — покрытие из полиуретана; более мягкая, эластичная, ближе к натуральной коже по тактильным свойствам.
• Нитроцеллюлозная кожа — исторически ранний тип, ныне ограниченного применения.
• Каучуковая и резиновая кожа — на основе каучуков.

По типу основы различают ткани, трикотаж, нетканые материалы (в том числе иглопробивные), бумагу, а также материалы без основы — плёночные.

По назначению: одежная, обувная, галантерейная, мебельная, автомобильная, техническая, медицинская.

¶Технология производства

Основные стадии производства искусственной кожи на тканевой основе:

1. Подготовка основы (пропитка, каландрирование, шлифование).
2. Нанесение грунтовочного слоя.
3. Нанесение лицевого полимерного покрытия (прямым или переводным методом).
4. Тиснение рисунка, имитирующего мерею натуральной кожи.
5. Отделка: матирование, лакирование, нанесение защитных слоёв.

Полимерное покрытие формуется из пасты или расплава, часто с добавлением пластификаторов, стабилизаторов, пигментов и наполнителей. Для получения пористой структуры, повышающей паропроницаемость, применяют вспенивание или вымывание водорастворимых солей.

¶Свойства и сравнение с натуральной кожей

Преимущества искусственной кожи: низкая стоимость, разнообразие расцветок и фактур, устойчивость к воде и загрязнениям, отсутствие необходимости в специальном уходе, стабильность размеров, возможность крупносерийного производства.

Недостатки: меньшая воздухо- и паропроницаемость (у ПВХ-материалов), склонность к растрескиванию при низких температурах, меньшая износостойкость у дешёвых видов, ощущение синтетичности. Полиуретановые материалы по ряду показателей приближаются к натуральной коже, но уступают ей в гигиенических свойствах.

¶Применение

Искусственная кожа используется в производстве:

• верхней одежды, курток, плащей;
• обуви (главным образом повседневной и рабочей);
• сумок, ремней, кошельков, галантереи;
• мягкой мебели и обивки;
• автомобильных салонов, рулевых оплёток, чехлов;
• книжных переплётов, папок, канцелярских товаров;
• спортивного инвентаря (мячи, защита).

¶Медицинские материалы

В медицине под искусственной кожей понимают материалы для временного или постоянного закрытия ран: биологические (коллагеновые, на основе фибрина), синтетические (силиконовые, полиуретановые мембраны) и комбинированные. Тканеинженерные аналоги кожи включают носитель и клетки (фибробласты, кератиноциты). Такие материалы применяются при лечении ожогов, трофических язв, донорских участков. В России и за рубежом ведутся разработки биопечати и клеточных продуктов для замещения кожи.

¶Экологические аспекты

Производство и утилизация искусственной кожи связаны с образованием полимерных отходов, которые медленно разлагаются. ПВХ при горении выделяет хлороводород и другие токсичные соединения. Развиваются направления по использованию биоразлагаемых основ, полиуретанов на растительном сырье и переработке отходов. Часть производителей маркирует материалы как «эко-кожа», однако этот термин не является законодательно закреплённым и может обозначать разные по экологичности продукты.

¶Рынок

Искусственная кожа — крупный сегмент мирового рынка текстильных и полимерных материалов. Основные производители расположены в Китае, Индии, Италии, Южной Корее, Турции. В России выпуск искусственных кож сосредоточен на специализированных предприятиях, часть продукции импортируется. Рынок растёт за счёт спроса со стороны мебельной и автомобильной промышленности, а также благодаря отказу части потребителей от натуральной кожи по этическим соображениям.

¶Интересные факты

• Кирза, часто ошибочно называемая «кожей», — это ткань с плёнкообразующим покрытием; название происходит от названия британской фирмы Kirs, поставлявшей материал в Россию.
• Термин «эко-кожа» не является официальной классификационной категорией и используется преимущественно в маркетинге.
• Первые искусственные кожи появились раньше массового производства синтетических полимеров — на основе растительных масел и целлюлозы.

Источники: Большая российская энциклопедия; отраслевые справочники по материаловедению лёгкой промышленности; ГОСТ на искусственные кожи; обзоры рынка полимерных материалов; публикации по тканевой инженерии кожи.