Кожзаменитель

Кожзаменитель — это общее название искусственных материалов, имитирующих внешний вид, фактуру и (частично) свойства натуральной кожи, но изготовленных из полимерных, текстильных или композитных компонентов. Кожзаменители относятся к классу технических и поделочных материалов, используются в производстве обуви, одежды, галантереи, мебели, автомобильных салонов и других изделий, где требуется сочетание эстетики кожи с более низкой стоимостью, однородностью свойств или технологичностью обработки.

История

Первые попытки создания искусственной кожи относятся к XIX веку. В 1846 году американский изобретатель Натаниэль Хейворд запатентовал материал, полученный пропиткой ткани смесью каучука и льняного масла, — прообраз современной клеёнки. В 1854 году в Великобритании началось промышленное производство «линкрусты» (линолеума на тканевой основе), которая использовалась для обивки стен и мебели.

Настоящий прорыв произошёл в начале XX века с развитием химии полимеров. В 1920-х годах в Германии и США начали выпускать материалы на основе нитроцеллюлозы, известные как «искусственная кожа» (например, «пеппель»). В 1930-х годах появились поливинилхлоридные (ПВХ) покрытия, которые стали основой для массового производства кожзаменителей.

В СССР разработка кожзаменителей велась с 1930-х годов. В 1935 году был создан первый отечественный искусственный материал для обуви — «кирза» (кирзовое полотно). Кирза представляла собой многослойную хлопчатобумажную ткань, пропитанную раствором каучука и обработанную специальным составом для придания водостойкости. В годы Великой Отечественной войны кирзовые сапоги стали основной армейской обувью.

В 1960–1970-х годах с развитием полиуретановых технологий появились более качественные и дышащие кожзаменители, такие как «искусственная замша» и «микрофибра». Современные кожзаменители, особенно на основе полиуретана (ПУ) и микроволокна, по многим эксплуатационным характеристикам приближаются к натуральной коже.

Классификация

Кожзаменители классифицируются по нескольким признакам.

По типу основы

• Тканевые — на текстильной основе (хлопок, полиэстер, нейлон). Основа придаёт материалу прочность на разрыв и эластичность.
• Нетканые — на основе нетканых материалов (флизелин, войлок, микроволокно). Используются для создания более мягких и дышащих материалов.
• Безосновные — однородные полимерные плёнки, не имеющие тканевой подложки. Применяются в основном для декоративных целей (например, в галантерее).

По типу полимерного покрытия

• Поливинилхлоридные (ПВХ) — наиболее распространённый и дешёвый тип. ПВХ-покрытие наносится на тканевую основу. Материал водонепроницаем, но плохо пропускает воздух, может трескаться на морозе и выделять летучие органические соединения (ЛОС).
• Полиуретановые (ПУ) — более дорогой и качественный тип. ПУ-покрытие эластично, износостойко, пропускает воздух (микропористая структура) и не трескается при низких температурах. Часто используется в обуви и мебели.
• Нитроцеллюлозные — исторически первый тип, сейчас применяется редко из-за горючести и низкой износостойкости.
• Каучуковые — на основе синтетического каучука (например, неопрен). Используются для специальных изделий (гидрокостюмы, перчатки).
• Комбинированные — многослойные материалы, сочетающие, например, ПВХ и ПУ для улучшения свойств.

По способу производства

• Каландровые — полимерная плёнка наносится на основу методом каландрирования (прокатки через валы).
• Литьевые — полимер наносится в жидком виде и застывает на основе.
• Ламинированные — плёнка приклеивается к основе под давлением и температурой.

Устройство и характеристики

Типичный кожзаменитель состоит из двух основных слоёв:

1. Основа (текстильная или нетканая) — обеспечивает механическую прочность, форму и эластичность.
2. Полимерное покрытие — лицевой слой, имитирующий кожу. Может быть гладким, тиснёным, с рисунком «под кожу» (например, «под рептилию» или «под стегозавра»).

Дополнительно могут наноситься защитные слои (лаки, воски, УФ-фильтры) и текстурирующие покрытия.

Основные характеристики

• Износостойкость — устойчивость к истиранию, разрыву, многократному изгибу. У ПУ-материалов выше, чем у ПВХ.
• Воздухопроницаемость — способность пропускать воздух и водяной пар. У ПУ-материалов может достигать 50–80% от натуральной кожи, у ПВХ — 0–5%.
• Водостойкость — большинство кожзаменителей водонепроницаемы, но при длительном контакте с водой может отслаиваться покрытие.
• Морозостойкость — способность сохранять эластичность при низких температурах. ПУ-материалы выдерживают до -30 °C, ПВХ — до -15 °C.
• Гипоаллергенность — кожзаменители не содержат животных белков, поэтому реже вызывают аллергию, чем натуральная кожа.
• Экологичность — при производстве и утилизации ПВХ выделяются токсичные вещества (диоксины, хлор). ПУ-материалы считаются более экологичными, но их производство требует энергозатрат. Современные биоразлагаемые кожзаменители (например, на основе кукурузного крахмала) находятся в стадии разработки.

Применение

Кожзаменители широко используются в различных отраслях:

• Обувная промышленность — для верха обуви, подкладки, стелек. ПУ-кожзаменители применяются в спортивной и повседневной обуви, ПВХ — в дешёвой обуви и сапогах.
• Мебельная промышленность — для обивки диванов, кресел, стульев. Используются износостойкие ПУ- и ПВХ-материалы.
• Автомобильная промышленность — для обивки сидений, панелей приборов, рулевых колёс. Применяются специальные автомобильные кожзаменители, устойчивые к УФ-излучению и истиранию.
• Галантерея — сумки, портмоне, ремни, перчатки, чехлы для телефонов.
• Одежда — куртки, плащи, юбки, брюки. Чаще используются ПУ-материалы, обеспечивающие воздухопроницаемость.
• Технические изделия — чехлы для оборудования, защитные покрытия, спецодежда.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Низкая стоимость — в 2–5 раз дешевле натуральной кожи.
• Однородность свойств — отсутствие естественных дефектов (царапин, пор, неровностей).
• Технологичность — легко режется, сшивается, клеится, тиснится.
• Широкий ассортимент — возможность имитации любой фактуры, цвета и рисунка.
• Водостойкость — не впитывает влагу, не деформируется от воды.
• Гипоаллергенность — подходит для людей с аллергией на животные белки.

Недостатки

• Низкая воздухопроницаемость (особенно у ПВХ) — может вызывать потливость ног в обуви.
• Меньшая износостойкость — по сравнению с натуральной кожей, особенно при интенсивной эксплуатации.
• Чувствительность к температурам — ПВХ трескается на морозе, ПУ может размягчаться при высокой температуре.
• Экологические проблемы — при производстве и утилизации ПВХ выделяются токсичные вещества; ПУ-материалы сложнее перерабатывать.
• Склонность к расслаиванию — при длительном контакте с водой или агрессивными химикатами.

Интересные факты

• Кирза, изобретённая в СССР, до сих пор используется в российской армии для производства сапог. Её название происходит от аббревиатуры «Кировский завод» (КИРЗА).
• В 2020-х годах активно развиваются «экокожи» на основе растительных материалов: из яблочной кожуры, кактусов, листьев ананаса (Piñatex), грибного мицелия. Эти материалы позиционируются как альтернатива как натуральной коже, так и синтетическим кожзаменителям.
• Полиуретановые кожзаменители могут быть настолько качественными, что их трудно отличить от натуральной кожи даже на ощупь. Для идентификации часто используют тест на горение (натуральная кожа пахнет жжёным рогом, ПУ — пластиком) или микроскопию.

Источники

• ГОСТ 28462-90 «Кожа искусственная. Термины и определения».
• Химическая энциклопедия. Том 2. — М.: Советская энциклопедия, 1990.
• Технология искусственных кож. Учебное пособие. — М.: Лёгкая индустрия, 1978.
• Материаловедение обувного производства. — М.: Легпромбытиздат, 1985.
• Современные полимерные материалы для кожзаменителей. — Журнал «Полимерные материалы», 2021, № 4.