С точки зрения прочностных свойств и анизотропии, т.е. с точки зрения улучшения свойств основы, существуют следующие пути улучшения качества синтетических кож и искусственных кож:

1. синтетические кожи и искусственные кожи лучше изготавливать на нетканых основах, имеющих минимальную анизотропию свойств – иглопробивные.
   Но иглопробивные основы имеют низкую прочность. Для ее увеличения используют проклейки, но проклейка не должна ухудшать гигиенические свойства материала, поэтому нужно применять гидрофильные проклейки, например полиэфируретан во вспененном виде, что приведет к увеличению прочности.
   Для увеличения прочности материала существуют методика сочетания цепких и нецепких волокон, плавких и неплавких. Из этой смеси волокон получают холстик, из которого затем получают иглопробивной нетканый материал. Затем его увлажняют, высушивают, происходит усадка. Далее пропускают через вспененный полиуретан, прессуют, в результате чего происходит увеличение прочности.
2. Можно произвести упрочнение материала введением каркаса – армирующей ткани. Но это создает анизотропию свойств. В этом случае эту армирующую ткань производят в виде капроновой сетки, которая закрепляется между слоями в процессе иглопробивания, а после этого расплавляется под горячим прессом.
3. Использование термопластичного порошка, который вводится в основу на вибростоле.
   За счет вибраций частички попадают в структуру материла, затем материал пропускают через горячие вальцы (P, t). Частички расплавляются и точечно соединяют между собой неплавкие волокна.

Пути повышения качества ИК и СК с точки зрения улучшения свойств покрытий.

1. Способы создания пористой системы в материале.1. Метод пиролиза порообразователей. В состав пасты ПВХ добавляют порообразователь. После нанесения покрытия ИК пропускают через специальные подогреватели, В результате чего порообразователь внутри покрытия разлагается с выделением газообразующих веществ – образуются внутренние поры. Далее производят глубокое тиснение – поры соединяются друг с другом. Но при этом уменьшается прочность покрытия
2. Можно также применить пиролиз, но к порообразователю добавить трубчатые волокна (натуральные) – они соединяют поры между собой.
3. Поры также создаются в результате добавления набухшего волокна в полимер с последующей сушкой. Добавляют хлопковое или целлюлозное волокно. Затем изготавливают искусственную кожу, волоконца высыхают и создают вокруг себя пустые объемы – поры, соединенные между собой.
4. Микробиологический метод создания пор.

В пасту полимера добавляют казеин – гидрофильный белок, затем изготавливаются синтетические кожи и искусственные кожи и закладываются в специальную камеру с гнилостными бактериями, которые размножаются и растворяют казеин своими веществами, в результате чего образуются поры.

Достоинства в сравнении с натуральной кожей:

1. Однородность свойств во всем рулоне позволяет производить многослойный раскрой, при этом можно автоматизировать процесс. Такой раскрой приводит к экономии материала, увеличивается производительность труда и мощность раскройного цеха в несколько раз.
2. Возможность укрупнения деталей обуви и галантереи и сведение их числа до минимума.
3. Возможность применения методов сварки ТВЧ, клеесварного метода, клееакустических методов соединения деталей взамен менее экономичного и производительного – ниточного способа.
4. Возможность применения тиснения и печатания рисунков на заготовках с помощью силиконовых матриц с применением ТВЧ или ультразвука.
5. Стандартность СК и ИК одного и того же вида, стандартность технологии сборки заготовок для данного вида кожи, что открывает широкие возможности для автоматизации производства обуви.
6. Возможность значительного расширения ассортимента обуви за счет выпуска ИК и СК многочисленных расцветок, отделок, рисунков, тиснений и т.д.
7. Сохранность цвета и хорошего внешнего вида обуви до старения материала, простота ухода за обувью, что обеспечивается хорошими водоотталкивающими свойствами материала.

Недостатки

1. Низкие гигиенические свойства (пароемкость, влагоемкость).
2. Плохие теплоизоляционные свойства, их резкое ухудшение с увеличением влажности.
3. Низкие показатели (по сравнению с натуральной кожей) гигроскопичности и влагоотдачи.
4. Недостаточная устойчивость материалов к многократным изгибам, особенно при низких температурах (-25С и ниже), что ограничивает использование их для верха зимней обуви.
5. Наличие упругой в основном деформации при растяжении, что усложняет процесс формования и приформовывания обуви к стопе.
6. Высокая анизотропия свойств.
7. Низкая тягучесть кож на тканевой основе и с армирующей тканью.
8. Малая прочность кож без армирующей ткани и кож на нетканой основе.
9. Довольно быстрое старение из-за окисления пластификаторов, что приводит через некоторое время (0,5-1,5 года) к повышению жесткости лицевого слоя и уменьшению устойчивости к многократным изгибам.

Многие из этих недостатков непреодолимы, но существуют пути их улучшения.

Для синтетических материалов, кроме обычного комплекса гигиенических свойств, добавляется еще одно свойство – совместимость выделяемых веществ и нашего организма – санитарно-химические свойства. Например, мофорин под действием пота выделяет формальдегид, который отрицательно влияет на кожу стопы.

Для их определения при изготовлении ИК и СК проводится химическая экспертиза, при которой выясняется способность материалов взаимодействовать с искусственным потом, клеем и т.д. По окончании экспертизы выдается сертификат, свидетельствующий об отсутствии вредных воздействий на организм.

Методы определения остальных показателей для ИК и СК аналогичны методам определения их для натуральной кожи. Однако для ИК и СК эти свойства гораздо хуже: паропроницаемость меньше в 5-6 раз, а пароемкость практически отсутствует.

Механические свойства различны для СК и ИК. Зависят они от вида основы, количества слоев, вида покрытий и направления раскроя.

ИК и СК – анизотропны. Наиболее анизотропны ИК на тканевой и трикотажной основе.

От направления раскроя зависят прочность, жесткость, остаточные деформации и коэффициент поперечного сокращения.

Самое минимальное влияние на механические свойства оказывает вид покрытия, основное влияние оказывает основа.

Покрытие оказывает в основном влияние на гигиенические свойства, санитарно-химические, устойчивость к действию температур и устойчивость к истиранию с лицевой стороны.

Основа оказывает влияние на свойства ИК и СК при растяжении, на анизотропию этих свойств, теплоизоляционные свойства, на комплекс гигиенических свойств, на устойчивость к истиранию с изнанки.

Разница в цене ИК и СК зависит от пропитки основы и покрытия: наиболее дорогие СК и ИК с полиэфируретановой проклейкой (пропиткой) и с полиуретановым покрытием. Наиболее дешевые – с ПВХ покрытием.

Физические свойства характеризуются толщиной, весом квадратного метра и шириной рулона. Удельный вес – 0,5-0,7г/см3. Ширина рулона зависит от назначения ИК и СК.

Толщина зависит от назначения: 0,6-0,9мм – подкладочные детали, 0,9-1,6мм – детали верха обуви, 0,9-1,2мм – для верха легкой обуви, 1,2-1,6мм – для зимней обуви, 1,6-1,9мм – для рабочей обуви (юфти).

Вес 1м2 ИК зависит от вида основы, количества слоев, толщины покрытия, поэтому разбег в весе большой: от 550 до 1300г/м2.

К физическим свойствам можно отнести все покрытия 1м2 (величина наложения), который зависит от метода наложения покрытия и от вида ИК. Например, на лаковых кожах он максимальный, у остальных кож – поменьше. Величина наложения колеблется от 200 до 350г/м2.

Еще одно физическое свойство – отношение к воде (по прочности). В основном вода не оказывает влияния на свойства (прочностные), а на ИК оказывает влияние в зависимости от вида волокон основы.

Температура оказывает влияние на все ИК и СК. Для многих материалов есть температурные ограничения, в связи с чем разработаны рекомендации по возможному применению этих материалов для горячих способов прикрепления низа обуви к верху.

Например, ПВХ литье идет при t=170-190С, но такую температуру ИК не выдерживают. Для полиуретанового литья можно использовать ИК, т.к. t=70-80С. При более высоких температурах все покрытия начинают разрушаться.

Вязально-прошивная основа имеет более высокие показатели прочности, сопротивления раздиру, прорыву ниточным швом и многократному изгибу, чем клеевая. Однако эта основа не нашла широкого применения при изготовлении искусственной кожи, т.к. ей присущ ряд недостатков.

Широко применяется иглопробивная нетканая основа. Она имеет трехмерное расположение волокон в структуре, что приводит к более равномерному распределению напряжений и улучшению ряда показателей физико-механических свойств.

Вид основы оказывает большое влияние на прочность материала, тягучесть, анизотропию свойств при растяжении, теплоизоляционные, гигиенические свойства, толщину, емкостные физические свойства (влагоемкость, пароемкость).

Наиболее равномерными, с точки зрения анизотропии, является безосновные искусственные кожи. Среди двухслойных искусственных кож менее всего анизотропия свойств видна у искусственной кожи на иглопробивной основе.

Основа прочнее пленки, значит, именно она оказывает наибольшее влияние на физико-механические свойства искусственной кожи.
Для улучшения скрепления покрытия с основой и для дополнительного скрепления волокон основы между собой проводят предварительную пропитку основы.

Существенным недостатком тканей как основ искусственной кожи является анизотропия их тягучести и малое удлинение по основе. Удлинение тканей при разрыве составляет от 10 до 40%, т.е. в несколько раз ниже, чем у кожи. Это затрудняет формование деталей из искусственной кожи, а также снижает их устойчивость к многократному изгибу.

В связи с указанными причинами применение тканей как основ ИК для верха обуви неперспективно.

В качестве основ искусственной кожи используют также трикотаж. В отличие от тканей, трикотаж имеет высокие показатели растяжения и упругости, способен легко формоваться. Однако формоустойчивость трикотажа недостаточна. Искусственную кожу на трикотажной основе применяют для производства перчаток, поясов, эластичных голенищ сапожек.

Широкое распространение в качестве основ искусственной кожи получили нетканые материалы. Они имеют большие преимущества перед тканями. Нетканые основы более растяжимы, имеют меньшую стоимость, широкое разнообразие видов. Нетканые основы можно вырабатывать, комбинируя различные виды натуральных, синтетических и искусственных волокон, что позволяет в широких пределах изменять физико-механические и гигиенические свойства материалов.

В качестве основ искусственной кожи используют клеевые, прошивные и иглопробивные полотна. Клеевые нетканые полотна обладают высокой прочностью, эластичностью. Однако повышенная жесткость, отсутствие воздухо- и паропроницаемости, а также влагопоглощения клеевых нетканых основ ограничивают сферу их применения для искусственной кожи.

В структуре искусственной кожи в основе отводится функция обеспечения требуемого уровня механических свойства материала – прочности, сопротивления раздиру, жесткости, тягучести и т.д.

Большинство искусственных кож имеют основу из тканей. Чаще всего применяют хлопчатобумажные ткани, которые обеспечивают высокую адгезию покрытия к основе, прочность, износостойкость и малую усадку.

Широко применяют ткани из смеси хлопковых, вискозных, полиэфирных волокон, а также тканей из хлопковой пряжи в сочетании с вискозными и капроновыми нитями. Ведь в перспективе дефицитные хлопковые волокна должны быть полностью заменены искусственными и синтетическими волокнами.
Основой искусственной кожи, применяемой для производства утепленной рабочей обуви, могут быть шерстяные ткани.

Наиболее высокие требования предъявляются к тканям, используемым для изготовления ИК для верха обуви. Эти ткани должны иметь высокую прочность и растяжимость, сопротивление истиранию. Ткани должны быть окрашены в цвета соответствующие цвету лицевого покрытия кожи. Большую роль играет способ переплетения и плотность ткани, от которых зависит гладкость ее поверхности.

При недостаточно гладкой поверхности ткани необходимо наносить толстый слой покрытия, чтобы закрыть рисунок переплетения, а это приводит к излишнему расходу материала и снижению гигиенических свойств искусственной кожи.

Каучуковые покрытия придают материалу большую эластичность, морозостойкость. Применяют для обуви северных широт. Это покрытие менее устойчиво к истиранию по сравнению с ПВХ покрытием, более гидрофильно (гигиенично), его легче сделать пористым.

Недостатки: каучуковое покрытие не окрашивается в яркие цвета, требует дополнительной отделки, нанесение покрытия является более трудоемким и энергоемким. Каучуковое покрытие, в отличие от ПВХ покрытия, является более дорогостоящим и имеет худший внешний вид.
Полиамидное покрытие (имеет аминогруппу – CO – NH –) по сравнению с вышеперечисленными покрытиями стоит еще дороже. Имеет хороший блеск, прекрасно окрашивается в разные цвета, поэтому чаще применяется как отделочное покрытие.

Недостатки: не обладает термоустойчивостью, гигиеническими свойствами, обладает высокой жесткостью.

Полиуретановое покрытие – самое дорогое покрытие, содержит уретановую группу.

Эта группа придает полимеру гигиенические свойства, и полиуретановое покрытие является единственным гидрофильным. Это покрытие наносят на синтетические кожи, близкие к натуральным (Корфам, СК-8). При нанесении и формовании покрытие само становится пористым. Очень (как и ПВХ) устойчиво к истиранию, имеет большой срок службы, высокую адгезионную связь с волокнистой основой, хорошо совмещается при формовании с силиконовыми

материалами, благодаря чему получается качественная мерея.

Таким образом, вид покрытия влияет на стоимость материала, его физико-механические и гигиенические свойства, на внешний вид и назначение данного материала.

Для улучшения эксплуатационных свойств основ их пропитывают разными композициями.

Пропитанная основа приобретает кожеподобную ощупь, высокие прочность, эластичность, сопротивление многократному изгибу в результате более прочного соединения волокон. Однако степень связывания должна быть такой, чтобы основа не утратила гибкости, мягкости, гигиенических свойств. Для пропитки применяют растворы, водные дисперсии, пасты полимеров (натурального и синтетического каучуков, поливинилхлорида, полиамидов и т.п.), пленки или сетки термопластичных полимеров. Пленки прокладывают между слоями основы, прессуют систему при нагревании и давлении, в результате чего пленки расплавляются и проклеивают основу.

При изготовлении искусственной кожи на тканевой основе чаще всего сквозную пропитку проводят тем же составом, из которого получают лицевое покрытие. Покрытие должно обладать высокими гигиеническими свойствами, высокой устойчивостью к многократному изгибу, сопротивлением к истиранию и старению, водостойкостью, хорошим внешним видом. Покрытие должно обеспечивать возможность соединения деталей склеиванием, сшиванием, сваркой.

ПВХ покрытие (из пластиката) – самое дешевое, дает неплохой внешний вид, хорошо поддается тиснению, хорошо окрашивается, обладает повышенной устойчивостью к истиранию, является водоотталкивающим (гидрофобным) покрытием, но обладает повышенной жесткостью, относительно небольшой устойчивостью к многократным изгибам, воздействию повышенных температур, отсутствуют гигиенические свойства, эти покрытия быстро стареют.

Выделяют следующие способы производства искусственных и синтетических кож:

1. Каландровый способ. Этот способ используют в производстве искусственных кож на тканевой основе с ПВХ покрытием.
Разогретые до t=130 – 150С валики пропускают ткань, которая на выходе дублируется ПВХ-пленкой. Полученный материал далее охлаждается, при необходимости теснится на специальном устройстве.

2. Грунтовочный способ (наносной): сырая резиновая смесь наносится на основу с помощью резинового валика (цикли).

3. Грунтовочно-каландровый способ.

4. Поливочный способ (производство лаковых кож).

По назначению искусственные и синтетические кожи подразделяются:

• для обуви;
• для кожгалантерейных изделий;
• обивочные (мебельные, авиационные;
• бытовые.

Обувные искусственные и синтетические кожи различаются по следующим категориям:

• для верха обуви (винилискожа, винилискожа-Т, обувная лаковая, винилискожа-Т замшевая обувная, винилуретанискожа-ТР, эластоискожи, ворсит, уретанискожа, нитронскожа, полькорфам, синтетическая кожа СК-8 и др.);
• искусственные и синтетические кожи для внутренних деталей;
• искусственные и синтетические кожи для промежуточных деталей обуви (задники, подноски);
• искусственные и синтетические кожи для летней обуви;
• для ремешковой обуви;
• для зимней обуви;
• для специальной обуви.

искусственные и синтетические кожи классифицируют также по цвету;

по толщинам:

• для легкой обуви на подкладке,
• для бесподкладочной обуви,
• для рабочей обуви,
• для обуви типа юфтевой