Cum este fabricată pielea sintetică și ce trebuie să știți despre hârtia de lansare

Din ce este fabricată pielea sintetică?

Pielea sintetică este realizată dintr-un strat de polimer - cel mai frecvent poliuretan (PU) sau clorură de polivinil (PVC) - aplicat pe un suport textil sau nețesut. Rezultatul este un material compozit stratificat care reproduce aspectul suprafeței, textura și caracteristicile de manipulare ale pielii de animale, fără a utiliza pielea de animale. O a treia categorie, pielea sintetică din microfibră, folosește substraturi din fibre de poliester sau nailon ultra-fine tratate cu rășină PU pentru a obține o aproximare mai apropiată a structurii porilor și a senzației de mână a pielii integrale.

Componentele de bază ale pielii sintetice la nivel de material sunt:

• Substrat: țesătură (de obicei poliester sau bumbac), țesătură tricotată sau covor de fibre nețesute - aceasta oferă rezistență la tracțiune și rezistență la rupere
• Strat adeziv sau de legătură: un strat de lipire care ancorează pielea polimerului de substrat
• Spumă sau strat intermediar: optional in unele constructii, folosit pentru a adauga moliciune si grosime
• Blana de piele: stratul primar de PU sau PVC care formează suprafața vizibilă
• Finisarea suprafeței: un strat superior care oferă culoare, nivel de strălucire și proprietăți funcționale, cum ar fi rezistența la abraziune, stabilitatea UV sau rezistența la apă

Pielea sintetică pe bază de PU reprezintă cea mai mare parte a producției globale și este preferată pentru aplicații de îmbrăcăminte, încălțăminte și mobilier datorită mâinii sale mai moi, respirabilității mai bune în comparație cu PVC-ul și încărcării mediului mai reduse. Pielea PVC rămâne utilizată pe scară largă în interioarele auto și în tapițeria de utilizare intensă, unde costul și durabilitatea la abraziune depășesc alte considerente. Piața globală de piele sintetică a fost evaluată la aproximativ 35 miliarde USD în 2023 și continuă să se extindă pe măsură ce preocupările de sustenabilitate accelerează tranziția de la produsele din piele de animale.

Cum este fabricată pielea artificială: cele două procese principale de fabricație

Înțelegerea cum se face pielea artificiala necesită distincția între cele două căi de producție dominante — procesul uscat și procesul umed — care produc structuri materiale diferite și sunt potrivite pentru diferite aplicații finale.

Procesul uscat (acoperire de transfer)

În procesul de uscare, pielea din PU este construită invers pe un suport de hârtie de desfacere, mai degrabă decât să fie aplicată direct pe materialul substrat. Secvența este:

1. Se aplică un finisaj de suprafață sau un strat de suprafață pe hârtia de degajare și se usucă într-un cuptor.
2. Unul sau mai multe straturi intermediare de PU (corpul pielii) sunt acoperite peste stratul de suprafață uscat.
3. Se aplică un strat adeziv, iar substratul țesăturii este laminat pe adeziv cât timp acesta este încă umed.
4. Compozitul laminat trece printr-un cuptor de uscare la temperatura controlata.
5. Hârtia de dezlipire este dezlipită, lăsând pielea PU cu material textil, cu textura suprafeței hârtiei transferată pe partea pielii.

Procesul uscat este metoda cea mai răspândită comercial pentru producția de piele sintetică PU. Caracteristica sa definitorie este că textura, modelul de granulație și nivelul de luciu al pielii finite sunt în întregime determinate de suprafața hârtiei antiaderente - făcând selecția hârtiei antiderapante o decizie tehnică centrală în procesul de producție, nu o idee ulterioară.

Procesul umed (coagulare)

În procesul umed, substratul țesăturii este impregnat cu o rășină PU dizolvată în solvent de dimetilformamidă (DMF), apoi scufundat într-o baie de apă. Apa înlocuiește solventul DMF, determinând coagularea PU într-o structură microporoasă în interiorul țesăturii. Materialul este apoi spălat, uscat și finisat la suprafață. Procesul umed produce o piele cu o microstructură de spumă cu celule deschise care imită îndeaproape respirabilitatea și compresibilitatea pielii autentice - motiv pentru care pielea sintetică procesată umed este baza pentru majoritatea pielii din microfibră de înaltă performanță utilizată în încălțămintea premium și aplicațiile auto. Compensația este o complexitate mai mare a producției, cerințe semnificative de gestionare a solvenților și un consum mai mare de energie și apă per metru liniar produs.

Cum se face pielea artificială diferit de pielea PVC?

Termenul „piele artificială” este folosit în mod interschimbabil cu pielea sintetică în contexte de consum, dar în termeni de producție se referă cel mai adesea în mod specific la produsele pe bază de PU, diferit de PVC. Înțelegerea cum se face pielea artificiala într-un context PVC dezvăluie o cale de producție diferită față de procesele uscate sau umede din PU descrise mai sus.

Pielea PVC este produsă printr-un proces de calandrare sau de acoperire. La calandrare, compusul PVC - un amestec de rășină PVC, plastifianți (de obicei tipuri ftalați sau non-ftalați), stabilizatori, pigmenți și materiale de umplutură - este încălzit și presat într-o peliculă între role de oțel, apoi lipit de un suport de material sub căldură și presiune. În procesul de acoperire cu întindere, o pastă de PVC (plastisol) este întinsă pe suportul de țesătură și întărită într-un cuptor în care plastifiantul se absoarbe în rășina PVC, formând o peliculă flexibilă topită.

Textura pielii PVC este aplicată fie prin role de gofrare care presează un model de granulație în materialul încă cald imediat după formare, fie prin aceeași metodă de transfer al hârtiei de degajare utilizată în producția uscată de PU. Rigiditatea mai mare a PVC-ului și rezistența mai mare la rupere îl fac alegerea preferată pentru scaunele auto, tapițeria marine și mobilierul contract - aplicații în care durabilitatea mecanică pe termen lung depășește considerațiile de moliciune sau respirabilitate.

Hârtie de eliberare din piele artificială : Componenta care definește suprafața

Hârtie de dezlipire din piele artificială este o hârtie suport acoperită utilizată în metoda de acoperire prin transfer prin proces uscat. Îndeplinește două funcții simultane: acționează ca un substrat suport temporar care transportă straturile de acoperire PU prin linia de producție și conferă propria textură de suprafață pielii PU în timpul procesului de transfer. Când hârtia de degajare este decojită de pe pielea finisată, suprafața pielii are o impresie negativă exactă a suprafeței hârtiei - fie că este un model de piele cu granulație fină, un finisaj neted și lucios, o piatră mată sau o textură de țesătură sau orice alt design în relief.

Baza hârtiei este de obicei o hârtie kraft de înaltă densitate sau sticlă, tratată pentru a obține stabilitate dimensională sub căldura și tensiunea liniei de acoperire. Peste această bază, se aplică un strat de îndepărtare - cel mai frecvent o formulă de silicon sau polietilenă - care împiedică lipirea permanentă a PU de hârtie, oferind totuși un transfer de suprafață curat și complet. Acoperirea de degajare trebuie să obțină o forță de degajare precisă și consistentă: prea scăzut și hârtia se separă prematur în timpul acoperirii; prea sus și pielea PU se rupe sau se deformează la peeling .

Pe partea superioară a stratului de îndepărtare, stratul de textură este aplicat - de obicei prin embosare, imprimare gravură sau o combinație a ambelor - pentru a crea modelul de granulație care va fi transferat pe suprafața pielii. Acest strat de textură trebuie să reziste expunerii repetate la căldură, presiune și solvenți din procesul de acoperire în mai multe cicluri de utilizare.

Cât de bine cunoașteți hârtia de lansare pentru piele sintetică? Puncte tehnice cheie

Hârtia de desfacere este unul dintre cele mai exigente consumabile din punct de vedere tehnic în producția de piele sintetică, dar primește mult mai puțină atenție în deciziile de cumpărare decât rășina PU sau substratul țesăturii. Următoarele proprietăți determină dacă o hârtie de eliberare este potrivită pentru o anumită aplicație de producție.

Numărul de cicluri de utilizare

Hârtiile de eliberare sunt clasificate după numărul de ori în care pot fi utilizate înainte ca textura suprafeței să se degradeze la un nivel inacceptabil. Lucrările de calitate standard sunt de obicei evaluate pentru 3-5 cicluri ; hârtii premium pentru 10-20 de cicluri sau mai mult . Economiile costului hârtiei pe metru liniar de piele produs sunt, prin urmare, puternic influențate de numărul de cicluri - o hârtie care costă de două ori mai mult, dar durează de patru ori mai mult, este semnificativ mai rentabilă în producția de volum mare.

Rezistență la căldură și stabilitate dimensională

Cuptoarele de acoperire în linii de piele sintetică cu proces uscat funcționează de obicei la 100–160°C . La aceste temperaturi, hârtia de degajare trebuie să mențină stabilitatea dimensională - nu se poate micșora, ondula sau extinde în direcția transversală, sau stratul de poliuretizare va dezvolta riduri de stres și va înregistra erori în producția cu mai multe treceri. Hârtiile cu rezistență slabă la umiditate sunt deosebit de vulnerabile: umiditatea absorbită în timpul depozitării sau între sesiunile de producție determină dilatare diferențială atunci când hârtia intră în cuptor, ducând la deformarea suprafeței.

Eliberarea consecvenței forței

Forța de eliberare — rezistența la exfoliere necesară pentru a separa hârtia de filmul PU întărit — trebuie să fie consecventă pe toată lățimea hârtiei și stabilă pe parcursul ciclurilor de utilizare. Forța de eliberare este de obicei măsurată în cN/cm și specificată într-o fereastră de toleranță strânsă pentru fiecare tip de hârtie. Variația forței de eliberare de-a lungul lățimii benzii produce defecte vizibile ale suprafeței: zonele cu forță de eliberare mai mare lasă texturi microscopice mai aspre în pielea din PU, care se citesc ca strălucire sau variație de culoare în pielea finită la lumină.

Fidelitatea texturii și înregistrarea modelului

Textura de suprafață a hârtiei de desfacere este instrumentul principal de proiectare pentru estetica suprafeței din piele sintetică. Modelele de granulație fină din piele naturală necesită adâncimi de relief în intervalul de 20–80 μm cu înregistrare precisă a modelului - ceea ce înseamnă că repetarea gofrarii trebuie să fie consecventă în ±0,1 mm, altfel granulația va apărea neregulată și nenaturală. Acest lucru este realizabil în hârtiile de înaltă calitate gravate cu gravură, dar nu și în clasele ștanțate mecanic cu costuri mai mici, motiv pentru care produsele de simulare de piele premium specifică calitatea hârtiei ca element cheie de calitate, mai degrabă decât să o trateze ca pe o achiziție de mărfuri.

Rezistenta la solvent

Formulările de acoperire PU utilizate în producția prin proces uscat conțin DMF, MEK, toluen sau alți solvenți la concentrații diferite, în funcție de sistemul de rășină. Stratul de degajare de pe hârtie trebuie să reziste la pătrunderea acestor solvenți - dacă solventul pătrunde în stratul de degajare, acesta modifică energia de suprafață a stratului de textura și provoacă aderența PU la hârtie, ducând la ruperea filmului sau transferul incomplet. Acoperirile de degajare pe bază de silicon oferă, în general, o rezistență mai bună la solvenți decât alternativele din polietilenă, ceea ce se reflectă în costul lor mai mare și în utilizarea tipică în aplicații solicitante, cu mai multe cicluri.

Cerințe de depozitare și manipulare

Hârtia de eliberare pentru producția de piele sintetică este sensibilă la condițiile de depozitare în moduri care sunt adesea subestimate. Rolele depozitate în medii cu umiditate ridicată absorb umiditatea care cauzează ondularea marginilor și ondularea în direcția transversală - ambele creând defecte de încrețire atunci când hârtia intră în mașina de vopsit. Condiția de depozitare recomandată este 40–60% umiditate relativă la 18–25°C , cu role depozitate vertical sau pe suporturi adecvate de rulouri, mai degrabă decât pe capete. Hârtiile care au fost depozitate necorespunzător pot fi adesea recuperate prin condiționarea într-o cameră cu temperatură controlată timp de 24-48 de ore înainte de utilizare, dar absorbția severă de umiditate provoacă deteriorarea permanentă a bazei de hârtie, pe care nicio condiționare nu se va inversa.

Alegerea hârtiei de îndepărtare potrivită pentru aplicarea dvs. din piele sintetică

Potrivirea specificațiilor hârtiei antiaderente la aplicația de producție necesită claritate asupra a patru variabile: chimia de acoperire utilizată (tipul de solvent și concentrația), profilul temperaturii cuptorului, textura și nivelul de luciu a suprafeței necesare și volumul de producție care determină câte cicluri trebuie să furnizeze hârtia înainte de înlocuire.

Pentru producția continuă de volum mare de piele PU standard în aplicații de mobilier sau genți de pe piața mijlocie, o hârtie cu eliberare siliconică de calitate medie, cu o evaluare de 5-8 cicluri și un relief cu granulație standard este o alegere eficientă din punct de vedere al costurilor. Pentru încălțămintea premium sau simulanții de piele pentru autovehicule, în care consistența suprafeței și fidelitatea texturii sunt critice, o hârtie premium cu ciclu înalt cu granulație fină gravată în relief și specificație de forță de eliberare strânsă este investiția corectă - costul mai mare per rolă este mai mult decât compensat de rata redusă de defecte și durata extinsă între schimbările hârtiei.

Pentru efecte de suprafață de specialitate - finisaj în oglindă lucios, textură de piatră mată, suprafețe de transfer cu folie metalică - hârtiile sunt adesea specificate personalizat pentru linia de producție și ar trebui testate pe o serie completă de producție înainte de a fi angajată ca specificație permanentă. Efectele de suprafață care arată corect pe o probă de laborator se comportă uneori diferit la viteza și temperatura liniei de producție, iar procesul de probă este singura modalitate fiabilă de a valida compatibilitatea înainte de a se angaja într-o stocare mare.