Глава 5. Защитные покрытия из растворов полимеров в производстве искусственной кожи

Особенности формирования отделочных покрытий из растворов полимеров

Большая часть отделочных покрытий формируется на поверхности искусственных кож из растворов полимерных композиций в органических растворителях, наносимых на материал методом глубокой печати. Особенность этого метода [56] состоит в том, что раствор наносится не сплошным слоем, а в виде тонких полос или точек; при этом покрытие воспринимается как сплошное, хотя на самом деле образуется дискретная пленка. Отделочное покрытие обычно наносят на последней стадии технологического процесса получения материала после формирования на его поверхности рисунка тиснения, что обусловливает получение неровного по толщине пленки покрытия. При средней толщине отделочного покрытия 2,5 мкм на поверхность искусственной кожи наносится около 25 г/м² раствора. При этом на поверхности материала имеются участки без пленки и с пленкой толщиной 4-5 мкм. В отличие от пленок, наносимых на жесткие подложки, защитные покрытия искусственной кожи в процессе эксплуатации подвергаются воздействию знакопеременных нагрузок.

Природа и текстура подложки оказывают значительное влияние на свойства покрытий, в частности на их адгезионную прочность, величину внутренних напряжений и долговечность. При эксплуатации материалов в поверхностном слое отделочного покрытия могут возникать значительные тангенциальные напряжения, особенно при использовании композиций на основе жесткоцепных полимеров. Возникающие при этом внутренние напряжения вызывают микроотслаивание отделочного покрытия, что приводит к побелению поверхности и ухудшению декоративных свойств. Особенность процесса формирования отделочного покрытия состоит также и в том, что поверхность подложки (лицевое покрытие искусственной кожи) не только влияет на механизм пленкообразования отделочного покрытия, но и участвует в образовании межфазного слоя. Так, при нанесении отделочного покрытия на поливинилхлоридную искусственную кожу пластификатор, мигрировавший на границу раздела фаз, поступает в отделочную композицию; одновременно происходит набухание лицевого покрытия в отделочной композиции. При формировании отделочного покрытия на поверхности искусственной кожи на основе резины существенное влияние на течение процесса оказывают мигрирующие на поверхность компоненты резиновой смеси, содержащие активные функциональные группы.

Основной функцией отделочных покрытий является улучшение защитных и декоративных свойств искусственных кож и придание им кожеподобных свойств. В связи с этим к отделочным покрытиям предъявляются как общие, так и специфические требования. К общим требованиям можно отнести устойчивость к старению, хорошие адгезионные и физико-механические показатели, декоративные свойства; к специальным - стойкость к многократным деформациям, высокое сопротивление истиранию, достижение нужного грифа и кожеподобности, антиадгезионные свойства, особые оптические и декоративные свойства в зависимости от назначения материала. С учетом этого для оценки эксплуатационных свойств отделочных покрытий наряду с общепринятыми применяют специфические методы, которые позволяют определять коэффициент трения, липкость, угол скольжения, устойчивость покрытия к сухому и мокрому трению, миграцию пластификаторов и других компонентов из лицевого покрытия; оценить адгезионную прочность связи отделочного покрытия с поверхностью искусственной кожи (по величине сопротивления многократным деформациям до начала отслаивания отделочного покрытия) [1-3; 15; 118].

Ассортимент выпускаемых искусственных кож очень широк, они отличаются как химическим составом лицевого покрытия, так и его структурой. Поэтому разработка научных основ формирования отделочных защитных покрытий и способов их модификации с целью улучшения качества и эксплуатационных свойств искусственной кожи является актуальной научно-технической задачей.

Отделочные композиции на основе растворов полимеров в органических растворителях в отличие от водных дисперсий полимеров обеспечивают хорошую смачиваемость поверхности искусственных кож различной природы. Это обусловлено низким поверхностным натяжением (по сравнению с тем же показателем для воды и лицевых покрытий искусственной кожи) обычно применяемых для получения отделочных композиций растворителей - этанола, пропанола, этилацетата, бутилацетата, толуола, циклогексанона, - которое изменяется в пределах от 0,024 до 0,038 Н/м [8]. Это обусловливает хорошую растекаемость и смачиваемость поверхности материала отделочной композицией, а также сокращение периода сушки отделочных покрытий.

Вопросы техники безопасности при производстве и применении органических растворителей, включая пожароопасность, токсикологические характеристики, средства индивидуальной защиты, основные правила безопасности охраны окружающей среды, детально рассмотрены в ряде работ [119; 120].