مقدمه
چرم مصنوعی همانطور که از نامش پیداست پارچه ای چرمی است که به صورت مصنوعی با مواد پلاستیکی مانند پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی یورتان (PU) و نایلون ساخته می شود و ظاهری شبیه به چرم طبیعی را دارد با این تفاوت که در ساختار آن از مواد طبیعی مانند پوست حیوانات استفاده نشده است. چرم مصنوعی برای نخستین بار در قرن 19 میلادی و در کشور آلمان با هدف تولید لوازم نظامی چون کمر‌بند، غلاف اسلحه، پوتین وکیف مورد استفاده قرار گرفت. این چرم‌ها از لایه‌ای خمیری شکل با روکشی از پلی یورتان یا پلی استر ساخته می‌شدند. امروزه چرم‌های مصنوعی از یک لایه پلیمری با طرح و رنگی شبیه به چرم طبیعی تشکیل می‌شوند که آن را بر روی لایه پارچه‌ای می‌چسبانند. از این نوع چرم برای تولید محصولات و کالاهای چرمی چون مبلمان، چرم های پارچه نما برای تولید لوازم داخلی خودرو، لباس، کیف، کفش، توپ ورزشی و سایر انواع کالاهای مصرفی به کاربرده می شود. با این حال، آنچه که آن را منحصر به فرد می‌سازد، نوآوری در ایجاد ظاهری شبیه به چرم طبیعی است. به طور کلی، استفاده از چرم مصنوعی به دلیل مسائل اخلاقی و قیمت ارزان‌تر در مقایسه با چرم طبیعی در بسیاری از صنایع رواج پیدا کرده است .
چرا چرم مصنوعی باید انتخاب شود ؟
مقرون به صرفه بودن: چرم مصنوعی به طور قابل توجهی ارزان‌تر از چرم طبیعی است که آن را به گزینه‌ای مورد ترجیح برای مصرف‌کنندگان با بودجه محدود تبدیل می‌کند.
تنوع‌پذیری: به دلیل در دسترس بودن طیف وسیعی از رنگ‌ها، بافت‌ها و تکمیل‌ها در طول فرایند تولید، چرم مصنوعی می‌تواند گزینه‌های سفارشی‌سازی متنوعی را ارائه دهد.
دوام: چرم مصنوعی با کیفیت بالا در برابر سایش، پارگی و رطوبت مقاومت به نسبت زیادی دارد و برای تولید محصولاتی که در استفاده مکرر قرار می‌گیرند مناسب است.
تولید اخلاقی: با افزایش آگاهی در مورد رفاه حیوانات و پایداری محیط زیست، چرم مصنوعی یک جایگزین بدون احساس گناه ارائه می‌دهد. این یک گام به سوی کاهش تقاضا برای پوست حیوانات و ترویج شیوه‌های پایدارتر است.
فرآیند تولید چرم مصنوعی:
1.انتخاب مواد اولیه مناسب
انتخاب مواد اولیه مناسب (پلیمرها): وقتی صحبت از تولید چرم مصنوعی میشود، فرآیند تولید با انتخاب یک پلیمر مناسب و با کیفیت شروع میشود. دو پلیمر پرکاربرد در تولید چرم مصنوعی PU و PVC هستند. پلی‌یورتان یک پلیمر چندکاره است که به دلیل دوام و انعطاف‌پذیری بالا، قابل تنفس بودن و همچنین بافت و حسی شبیه به چرم طبیعی توصیه‌شده است. از سوی دیگر، PVC یک پلیمر ترموپلاستیک است که مقرون به صرفه است و مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش و پارگی دارد. تصمیم‌گیری درباره استفاده از کدام پلیمر بستگی به نیازهای خاص مصرف کننده دارد.
2. رنگ‌آمیزی:
مرحله بعدی انتخاب رنگ برای چرم مصنوعی است. چرم مصنوعی در طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها در دسترس است و به عنوان یک ماده چند منظوره برای کاربردهای مختلف استفاده میشود. فرآیند رنگ‌آمیزی شامل افزودن رنگ‌دانه‌ها و رنگ‌ها به لایه‌های پلیمری است. این رنگ‌دانه‌ها و رنگ‌ها در فرمول پوشش‌دهی مخلوط می‌شوند تا رنگی یکنواخت و زنده در سراسر چرم حاصل شود. فرآیند رنگ‌آمیزی می‌تواند از طریق روشهای مختلفی مانند افزودن رنگ‌دانه‌ها به صورت مستقیم به مخلوط پلیمری یا استفاده از تکنیک‌های چاپ دیجیتال برای ایجاد الگوهای پیچیده بر روی سطح چرم مصنوعی انجام شود.
3. انتخاب عوامل نرم‌کننده‌ها
نرم‌کننده‌ها انعطاف‌پذیری و نرمی مواد مصنوعی را بهبود می‌بخشند، از سخت و سفت شدن آن جلوگیری می‌کنند و به آن بافتی طبیعی‌تر می‌دهند.
4. فرآیند پوشش‌دهی
این فرآیند با اعمال لایه‌های پلیمری به سطح یک نگهدارنده که به بیشتر یک نوع کاغذ با قابلیت جداشوندگی است انجام می شود. این لایه‌ها شامل پلیمرها و افزودنی‌ها هستند که ترکیب خاص آنها بر اساس ویژگی‌های مطلوب چرم مصنوعی مانند انعطاف‌پذیری، رنگ، دوام یا مقاومت در برابر آب متفاوت است. لایه‌های پلیمری با استفاده از روش‌هایی مانند تیغه و غلطک و اسپری کردن اعمال می‌شوند. پس از اعمال، لایه‌های پلیمری تحت فرآیند پخت با استفاده از حرارت یا مواد شیمیایی قرار می‌گیرند تا پوشش متورم شود و به ضخامت لازم برسد.
5. اتصال فوم پلیمری به پارچه:
برای ارائه ثبات و خواص اضافی، فوم پلیمری اغلب به یک ماده یا پشتیبان که به اغلب یک پارچه از جنس پلی استر است چسبیده میشود. فوم و پارچه بیشتر به روش غلطک و با استفاده از چسب‌ها با اعمال فشار و حرارت به یکدیگر متصل میشود. این لایه پارچه ای نه تنها دوام و ثبات چرم مصنوعی را افزایش می‌دهد، بلکه احساس راحتی نیز به مواد می‌بخشد، به ویژه هنگامی که در تولید اثاثیه یا پوشاک استفاده میشود.
6. فرآیند برجسته سازی (Embossing):
برای دستیابی به بافت و ظاهر دقیق چرم طبیعی، چرم مصنوعی اغلب تحت فرآیند برجسته سازی قرار می‌گیرد. این فرآیند، الگوها و بافت‌های دانه‌ای را بر روی سطح چرم ایجاد می‌کند که به جذابیت بصری و تجربه لمسی آن می‌افزاید. در طول برجسته سازی، پارچه پوشش داده شده بر روی یک غلطک یا صفحه طراحی‌شده با اعمال فشار و حرارت فشرده میشود. غلطک یا صفحه دارای الگویی است که بر روی چرم مصنوعی انتقال می‌یابد. فرآیند برجسته کردن می‌تواند انواع مختلفی از الگوهای دانه‌بندی چرم مانند صاف، شنی یا الگوهای خزنده را تکرار کند.
زمانی که مواد چرم مصنوعی مراحل مختلف تولید را طی کرده‌اند، زمان نهایی کردن و اطمینان از کیفیت مطلوب محصول فرا می‌رسد. این مراحل شامل برش، رنگ‌آمیزی لبه‌ها و آزمون های عملکردی است.
چرم مصنوعی پس از برش، لبه‌های خام یا زبری دارد. برای دادن ظاهر زیبا به محصول، لبه‌ها به دقت رنگ‌آمیزی می‌شوند. یک صنعتگر ماهر رنگ لبه‌ای خاصی را با استفاده از برس یا تکنیک‌های اسپری به لبه‌ها اعمال می‌کند که با رنگ یا پوشش اصلی مطابقت دارد. این مرحله نه تنها ظاهر را بهبود می‌بخشد بلکه به تثبیت کردن لبه‌های چرم نیز کمک می‌کند و از فرسایش یا تخریب آن در طول زمان جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، محصولات چرم مصنوعی ممکن است تحت آزمون‌های عملکردی برای دوام، استحکام و استفاده قرار بگیرند. این فرآیند به تولیدکنندگان کمک می‌کند نقاط ضعف را شناسایی و اقدامات لازم را برای افزایش کیفیت و ماندگاری محصول انجام دهند.
به طور کلی چرم مصنوعی به صورت صنعتی با استفاده از دو نوع پوشش پلیمری PU و PVC به روشهای متفاوت تولید می شود.
فرآیند تولید چرم PU:
تولید چرم PU اکنون به خوبی تثبیت شده و در سراسر جهان و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. فرآیند تولید چرم PU به ۴ مرحله اصلی تقسیم میشود:
1. مرحله اول شامل ریختن محلول پلیمری روی یک بستر نگهدارنده که اغلب از جنس کاغذ جداشونده می باشد که با یک لایه سیلیکون پوشیده شده است. مخلوط بین غلطک‌های گرم عبور داده میشود تا فشرده و یکنواخت شود.
2. مرحله دوم شامل ریختن عامل فوم کننده بر روی پوشش پلیمری و سپس عبور کل مخلوط به داخل آون گرم که باعث متورم شدن یا فوم شدن لایه پلیمری میشود.
3. مرحله سوم شامل چسباندن یک لایه پارچه مخلوط پنبه و پلی‌استر توسط چسب مناسب بر روی فوم پلی یورتانی است که باعث استحکام و دوام بیشتر می شود. در این مرحله بستر کاغذی که به عنوان نگهدارنده پوشش پلیمری بود توسط حرارت از ترکیب چرم جدا می شود.
با استفاده از چسب مناسب می‌توان قطعات چرم را به یکدیگر چسبانده و اتصالاتی با دوام و مقاوم ساخت. این اتصالات قادر خواهند بود با تحمل فشار، کشش و سایر تنش‌های معمول در کاربردهای مختلف باقی بمانند.
در گذشته از چسب های مبتنی بر حلال بر اساس پلی کلروپرن یا پلی یورتان در فرایند تولید چرم مصنوعی پلی یورتان استفاده می شده است. این چسب‌ها اغلب شامل پلیمر حل شده در حلال هستند. هنگامی که چسب اعمال میشود، حلال تبخیر میشود و ماده چسبی باقی می‌ماند که پیوند بین سطوح را تشکیل می‌دهد.
اما امروزه برای تضمین سلامت و ایمنی تولید کننده و مصرف کننده و همچنین کاهش اثرات زیست محیطی استفاده از چسب‌های پایه آبی در بازار جهانی پیوسته رو به افزایش بوده است. چسب‌های پایه آبی به دلیل سازگاری با محیط زیست و مواد آلی فرار کم، جایگزین مناسبی برای چسب‌های بر پایه حلال‌های آلی هستند. این چسب‌ها خطر بزرگی برای سلامتی به همراه ندارند و بخارات سمی یا بدبو منتشر نمی‌کنند.
چسب های پلی یورتان پایه آبی از پخش کردن پیش پلیمرهای پلی یورتان و افزودنی ها در آب تشکیل می شوند. این چسب ها برای سطوح متخلخل و غیر متخلخل مناسب هستند و از طریق اعمال فشار و حرارت فعال می شوند. چسب های پلی یورتان پایه آبی با محیط زیست سازگار است و سلامت مصرف‌کننده و تولیدکننده را حفظ می‌کند. علاوه بر این، عدم اشتعال‌پذیری در هنگام نگهداری و حمل و نقل، عدم تولید ضایعات خطرناک و شستشوی بسیار آسان دستگاه‌های خط تولید، از دیگر ویژگی‌های بارز این چسب می‌باشد. همچنین، وجود محتوای جامد بالاتر از چسب‌های پایه حلال و تشکیل پیوندهای قوی و با دوام باعث شده است این محصول اطمینان از چسبندگی و ماندگاری طولانی مدت را به شما بدهد. استفاده آسان، مصرف بهینه، عدم سفت‌شدگی و یا زردشدگی در مدت زمان طولانی آن را به گزینه‌ای مطلوب در صنعت چرم مصنوعی تبدیل کرده است. این محصول بسته به نوع مصرف در مقاومت حرارتی‌های مختلف عرضه میشود.
4.مرحله چهارم شامل ریختن یک پوشش پلی یورتان روی سطح چرم و سپس عبور دادن آن زیر یک پرس برای ایجاد شیارهای چرم مانند و براق است.
کاربرد های چرم PU
چرم PU پلی یورتان یک ماده چندمنظوره است که به دلیل دوام، هزینه کم و ملاحظات اخلاقی در صنایع مختلف استفاده میشود. در اینجا برخی از کاربردهای رایج آن آورده شده است:
۱. مد و پوشاک
لباس: کت‌ها، دامن‌ها، شلوارها و لباس‌های دیگر از ظاهر و احساس چرم بدون هزینه بالا بهره می‌برند.
کفش: کفش‌ها، چکمه‌ها و صندل‌ها اغلب از چرم PU به دلیل دوام و جذابیت ظاهری آن استفاده می‌کنند.
لوازم جانبی: کمربندها، کیف‌های دستی، کیف پول‌ها و بند ساعت‌ها اغلب از چرم PU به دلیل چندمنظورگی و طیف گسترده‌ای از تکمیل‌های موجود ساخته می‌شوند.
۲. صنعت خودرو
روکش‌ها: در تهیه صندلی‌های خودرو اغلب از چرم PU به دلیل ظاهر و احساس لوکس و همچنین هزینه مناسب استفاده می کنند.
داشبوردها و پنل‌ها: چرم PU همچنین در تریم‌های داخلی خودرو برای ایجاد یک جنس با کیفیت بالا استفاده میشود.
۳. مبلمان و روکش
مبل‌ها و صندلی‌ها: چرم PU به طور گسترده در تولید مبلمان استفاده میشود و ظاهر شیک و زیبا ارائه می‌دهد.
مبلمان اداری: صندلی‌های اداری و دیگر مبلمان اداری اغلب از چرم PU برای دوام و ظاهر حرفه‌ای استفاده می‌کنند.
۴. کالاهای مصرفی
روکش کتاب‌ها: چرم PU یک پوشش مقاوم و جذاب برای دفترچه‌ها و برنامه‌ریزان ارائه می‌دهد.
کیف‌های تلفن: بسیاری از کیف‌های تلفن از چرم PU ساخته شده‌اند که حفاظت و سبک را ارائه می‌دهند.
کیف‌ها و چمدان‌ها: کیف‌های سفر، کوله پشتی‌ها و چمدان‌ها اغلب از چرم PU به دلیل دوام و جذابیت ظاهری استفاده می‌کنند.
۵. تجهیزات ورزشی و فضای باز
کالاهای ورزشی: اقلامی مانند توپ‌های فوتبال، دستکش‌ها و تجهیزات محافظ ممکن است از چرم PU به دلیل دوام و عملکرد آن ساخته شوند.
مبلمان فضای باز: چرم PU در صندلی‌ها و مبلمان فضای باز استفاده میشود زیرا مقاوم در برابر شرایط جوی و سایش است.
۶. اقلام دکوراتیو
پوشش دیوار: چرم PUمی‌تواند در پانل‌های دیواری دکوراتیو استفاده شود تا ظاهری شیک و لوکس ارائه دهد.
دکور خانه: اقلام دکوراتیو مختلف مانند بالش‌ها و پرتاب‌ها ممکن است از چرم PU برای افزودن سبک استفاده کنند.
فرآیند تولید چرم PVC
چرم PVC نوعی چرم مصنوعی است که از پلی وینیل کلرید ساخته میشود. PVC یک ماده پلیمری است که به طور گسترده در کاربردهای مختلفی مانند لوله‌ها، کابل‌ها و کف‌پوش‌ها استفاده میشود. PVC ماده‌ای بادوام، انعطاف‌پذیر و مقرون به صرفه است که به راحتی به اشکال مختلفی مانند ورق‌ها، لوله‌ها یا میله‌ها شکل می‌گیرد و قالب‌گیری میشود. چرم PVC به دو روش ریخته گری و کلندر تولید می شود.
فرآیند تولید چرم PVC به روش ریخته گری یا روش کاغذ جداشونده
چرم PVC ریخته‌گری شده با حل کردن پودر PVC با پلاستی‌سایزرها، رنگ‌دهنده‌ها، پرکننده‌ها و سایر مواد با استفاده از یک حلال تولید میشود. سپس، مخلوط تهیه شده بر روی یک بستر از جنس کاغذ جدا شونده پوشش داده میشود. در مرحله بعدی ترکیب به دست آمده از درون یک آون گرم با درجه حرارت مشخص عبور می کند. در این شرایط، عامل فوم کننده در لایه‌های PVC با قرار گرفتن در معرض حرارت فعال میشود که در نهایت منجر به فوم شدن PVC میشود. بسته به ضخامت مورد نظر محصولات نهایی، گاهی اوقات مرحله فوم‌سازی می‌تواند حذف شود و به مرحله بعدی برود. در مرحله بعدی، فوم PVC تولید شده از روی بستر کاغذی جدا میشود و توسط چسب مخصوص به یک پارچه آستری چسبیده می شود. در نهایت، تولیدکننده جهت ایجاد جلوه بصری زیبا، با عبور دادن چرم از روی غلطک های مخصوص، الگوهای برجسته روی چرم ایجاد می کند.
فرآیند تولید چرم PVC به روش کلندر
فرآیند تولید چرم PVC با روش کلندر با مخلوط کردن پودر PVC، پلاستی‌سایزرها، رنگ‌دهنده‌ها و سایر مواد در یک اکسترودر آغاز میشود و سپس مخلوط در یک آسیاب مخلوط‌کننده ذوب میشود. پس از آن، لایه‌های PVC بر روی یک پارچه پشتیبان پوشش داده میشود؛ این ساختار به عنوان چرم نیمه‌تمام (یا ماده پایه) شناخته میشود. سپس از آون با دمای مشخص عبور می‌کند تا لایه‌های PVC ضخیم‌تر شوند و حالت فوم بگیرند. در نهایت، چرم تهیه شده با استفاده از یک غلطک با الگوهای مد نظر برجسته‌سازی میشود.
مزایای فرآیند ریخته‌گری نسبت به کلندرینگ در چرم PVC:
۱. حس نرم‌تر: در فرآیند ریخته‌گری از حلال هایی مانند تولوئن، زایلن و سیکلوهگزانون به‌طور معمول برای حل کردن رزین PVC استفاده میشود. این حلال‌ها امکان استفاده یکنواخت PVC بر روی پارچه پایه را فراهم می‌کنند که باعث تولید چرمی نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر نسبت به فرآیند کلندرینگ میشود.
۲. بافت بهتر: فرایند ریخته‌گری امکان کنترل دقیق‌تر بر روی بافت و الگوهای سطح چرم PVC را فراهم می‌کند که منجر به کیفیت بالاتر میشود.
۳. دوام بیشتر: چرم PVC تولید شده توسط ریخته‌گری به دلیل چسبندگی بین لایه ای بالاتر معمولاً بادوام‌تر و مقاوم‌تر است.
4. مقاومت حرارتی بهتر: چرم PVC ریخته‌گری به دلیل چسبندگی بین لایه ای بالاتر می‌تواند دماهای بالاتری را بدون تغییر شکل تحمل کند که آن را برای کاربردهایی که در معرض گرما هستند مناسب می‌کند.
5. کاربردهای متنوع‌تر: انعطاف‌پذیری و نرمی چرم PVC ریخته‌گری آن را برای کاربردهای پیچیده‌ای مانند پوشش خودرو و اثاثیه مناسب می‌کند.
تفاوت اصلی بین ریخته‌گری و کالندر PVC در مواد و فرآیند تولید است. از آنجا که فرآیند ریخته‌گری از مواد شیمیایی زیادی برای حل کردن پودر PVC استفاده می‌کند، چرم مصنوعی نهایی دست‌حسی نرم‌تر نسبت به چرم کالندر خواهد داشت. علاوه بر این، محصولات PVC ریخته‌گری به دلیل نیاز به استفاده از کاغذ آزادسازی، مواد شیمیایی و چسب در فرآیند ریخته‌گری، هزینه تولید بالاتری دارند و بنابراین گران‌تر از PVC کالندر هستند.
تفاوت‌های چرم PU و PVC
۱. ساختار: چرم PU و چرم PVC در ساختار خود متفاوت هستند PVC لایه‌های بیشتری زیر پوشش خود دارد، که باعث سخت‌تر و بادوام‌تر شدن آن میشود. از طرف دیگر، PU لایه‌های کمتری دارد، که باعث انعطاف‌پذیری و نرمی بیشتر آن میشود. چرم PU حتی می‌تواند مانند چرم طبیعی چین و چروک داشته باشد و لکه دار شود، در حالی که چرم PVC می‌تواند در برابر سایش و شرایط جوی سخت‌تر مقاومت کند.
۲. تنفس‌پذیری: به دلیل لایه فوم زیر پوشش سطحی و لایه پوستی، چرم PVC بسیار کمتر از PU تنفس‌پذیر است. این موضوع باعث میشود چرم PU در مواردی که مواد قابل پوشیدن ترجیح داده می‌شوند، مزیت داشته باشد. با این حال، از آنجا که چرم PU دارای منافذ بیشتری در سطح خود است، این مسئله باعث میشود چرم PU خطر جذب لکه‌ها و ذرات ناخواسته دیگر را داشته باشد. به همین دلیل بیشتر اثاثیه از چرم PVC استفاده می‌کنند.
۳. دوام: ساختار چند لایه و فقدان منافذ چرم PVC، در مقایسه با چرم PU، باعث میشود این ماده نسبت به چرم PU بادوام‌تر باشد. به همین دلیل چرم PVC بیشتر در اثاثیه و کفش‌ها استفاده میشود. استفاده از چرم PVC می‌تواند منجر به طول عمر بیشتر محصولات نیز شود.
4. چرم PU عموماً سازگارتر با محیط زیست است چون شامل کلر نیست و راحت‌تر تجزیه میشود.چرم PVC شامل استفاده از کلر است که می‌تواند دیوکسین‌های مضری آزاد کند و زمان تجزیه طولانی‌تری دارد.
بدون دیدگاه