روش تولید چرم مصنوعی

به جرئت می توان گفت که چرم مصنوعی یکی از پر اهمیت ترین مححصولاتی است که در بازار وجود دارند و از این محصول در انواع سنایع مد و پوشاک و همچنین جلد مدارک استفاده می شود و اهمیت زیادی دارد. به خاطر همین ما نیز قصد داریم در ادامه درباره روش های تولید انواع چرم مصنوعی را به شما عزیزان توضیح دهیم تا شما بتوانید اطلاعات کاملی را در این زمینه دریافت نمایید. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

روش تولید چرم مصنوعی

چرم‌های مصنوعی شامل دو نوع اصلی PVC (پی وی سی) و PU (پلی اورتان) هستند و هر دو از ترکیب یک لایه پوششی به نام Skin و یک لایه اسفنجی ساخته شده از همان جنس تشکیل می‌شوند که روی پارچه پایه اعمال می‌گردد. نتیجه این فرآیند، محصولی است که هم ظاهری شبیه چرم طبیعی دارد و هم حس مشابه آن را القا می‌کند، در حالی که نسبت به چرم طبیعی هزینه کمتری دارد و مزایای خاص خود را ارائه می‌دهد. مشخصات چرم مصنوعی PVC در مقایسه با چرم طبیعی و PU در جدول شماره (1) ارائه شده است.

پوشش‌دهی گسترده (Spread Coating) که به روش گسترش انجام می‌شود، رایج‌ترین تکنیک در تولید چرم مصنوعی PVC به شمار می‌رود. مهم‌ترین نوع رزین مورد استفاده در این روش، امولسیون PVC است. ذرات این رزین اندازه‌ای بین ۰.۲ تا ۲ میکرون دارند و هر یک با مواد فعال‌کننده سطحی پوشیده شده‌اند. این پوشش نه تنها برای فرایند پلیمریزاسیون امولسیون PVC ضروری است، بلکه باعث تسهیل پخش رزین در نرم‌کننده نیز می‌شود.

معمولاً این پوشش حدود ۰.۵ تا ۳ درصد از وزن کل را تشکیل می‌دهد. امولسیون PVC در تولید موادی مانند پلاستی‌سول و ارگانوسول به‌کار می‌رود. پلاستی‌سول به حالت پراکندگی ذرات رزین درون نرم‌کننده گفته می‌شود و از نظر شکل ظاهری به صورت خمیر است. ویسکوزیته یا گرانروی این خمیر به میزان نرم‌کننده و نوع رزین مورد استفاده بستگی دارد.

عوامل افزودنی دیگری که در مخلوط حضور دارند، مانند پرکننده‌ها و رنگدانه‌ها، نیز بر گرانروی خمیر تأثیر می‌گذارند. با کاهش میزان نرم‌کننده، گرانروی افزایش یافته و محصول نهایی سخت‌تر می‌شود. اگر برای تولید محصولاتی با سختی بیشتر، گرانروی به حدی برسد که کار با مخلوط دشوار شود، برای کاهش آن معمولاً از هیدروکربن‌های فرار استفاده می‌شود.

ارگانوسول در واقع همان پلاستی‌سول است که مواد رقیق‌کننده فرار به آن اضافه شده است. این نوع مخلوط‌ها در مواقعی کاربرد دارند که خمیر دارای نرم‌کننده کم باشد و چرم مصنوعی تولید شده باید خشک و مقاوم باشد. چرم مصنوعی، چه از نوع PVC و چه از نوع PU، دارای تنوع بسیار بالایی در ساختار و کاربرد است.

علل های تنوع چرم مصنوعی

۱. طرح چرم:

طرح روی چرم به نوع کاغذ رلیز مورد استفاده در خط تولید وابسته است. با تعویض این کاغذ در فرایند تولید، می‌توان چرم‌هایی با الگوها و طرح‌های متنوع و جدید ایجاد کرد.

۲. رنگ چرم:

رنگ چرم یکی از مهم‌ترین عوامل ایجاد تنوع در محصولات است و در اولین نگاه، بیش از هر ویژگی دیگری جلب توجه می‌کند.

۳. ضخامت چرم:

ضخامت چرم مصنوعی می‌تواند بین ۰.۵ تا ۵ میلی‌متر متغیر باشد و این محدوده گسترده، امکان تولید طیف وسیعی از محصولات متنوع را فراهم می‌کند.

۴. نوع پارچه:

پارچه‌ای که در پشت چرم مصنوعی لمینت می‌شود نیز تنوع بالایی دارد. بسته به نیاز مشتری و کاربرد محصول، می‌توان از پارچه‌های مختلفی مانند تریکو با رنگ‌ها و وزن‌های متفاوت، نانوون، پارچه شمی، باندي، پلی‌استر و سایر انواع پارچه‌ها استفاده کرد.

۵. کیفیت:

کیفیت یکی از مهم‌ترین عوامل ایجاد تنوع در چرم مصنوعی است. این ویژگی شامل میزان نرمی یا خشکی چرم و همچنین قابلیت‌های کاربردی آن می‌شود، به‌طوری که محصول نهایی برای تولید کیف، مبل، لباس، کفش و سایر محصولات مورد نظر مشتری مناسب باشد.

۶. مراحل تکمیلی تولید:

ماشین‌آلات تکمیل در صنعت چرم مصنوعی شامل دستگاه‌های چاپ، امباس (باژزن)، بافینگ و سایر تجهیزات هستند. هر یک از این ماشین‌ها به تنهایی توانایی ایجاد تنوع فراوان در محصولات چرم مصنوعی را دارند. به عنوان مثال، با استفاده از دستگاه چاپ می‌توان هر طرحی را با یک یا چند رنگ بر روی چرم اعمال کرد. این تنوع نه تنها جذابیت محصول را افزایش می‌دهد، بلکه قیمت نهایی چرم را به میزان قابل توجهی بالا می‌برد.

دستگاه امباس نیز عملکردی مشابه چاپ دارد، با این تفاوت که طرح‌هایی را ایجاد می‌کند که کاغذ رلیز آن در دسترس نیست. این ویژگی باعث می‌شود محصولاتی تولید شود که رقبای دیگر قادر به ساخت آن نباشند، بنابراین این محصولات به دلیل منحصر به فرد بودن، قیمت بالاتری دارند.

در مجموع، این فاکتورها دنیایی از تنوع را در چرم مصنوعی فراهم می‌کنند. نتیجه این است که خط تولید همواره فعال می‌ماند و تولید مطابق با سفارش مشتری انجام می‌شود، به طوری که نگرانی از بابت فروش محصولات برای مدیر کارخانه وجود ندارد.

برای درک بهتر روند تولید چرم مصنوعی و مراحل آن، در ادامه فرآیند تولید از مرحله سفارش تا محصول نهایی به طور کامل توضیح داده می‌شود.

فرآیند تولید چرم مصنوعی به روش کوتینگ

همان‌طور که اشاره شد، تنوع محصولات باعث می‌شود مدیریت یک کارخانه چرم مصنوعی تولید خود را عمدتاً بر اساس سفارش مشتریان تنظیم کند. در این روند، مشتری نمونه‌ای از محصول مورد نظر خود را به مدیریت کارخانه ارائه می‌دهد و پس از توافق در مورد قیمت، میزان تولید و جزئیات دیگر، نمونه وارد برنامه تولید می‌شود.

نمونه یا سمپل (Sample) ابتدا توسط مدیریت کارخانه به مدیر تولید تحویل داده می‌شود. سپس مدیر تولید نمونه را به آزمایشگاه منتقل می‌کند تا مسئول آزمایشگاه آن را از نظر کیفیت، رنگ، ضخامت و سایر ویژگی‌ها بررسی کند. پس از انجام آزمایش‌های دقیق، فرمول چرم در مقیاس آزمایشگاهی آماده می‌شود و نمونه‌ای آزمایشی تولید می‌گردد تا مطمئن شوند که فرمول ارائه شده تمامی مشخصات نمونه مشتری را داراست.

فرمول چرم مصنوعی پس از تأیید نمونه در مقیاس بالا، معمولاً بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم آماده شده و به اتاق موادسازی (Mix Room) منتقل می‌شود. در این مرحله، آشنایی با ساختار چرم مصنوعی اهمیت زیادی دارد تا بتوان جریان تولید و کیفیت محصول نهایی را بهتر مدیریت کرد.

چرم مصنوعی از چهار لایه اصلی تشکیل شده است:

لایه اول – اسکین (Skin):
این لایه رویه چرم را تشکیل می‌دهد و علاوه بر تعیین رنگ نهایی، دارای طرح و نقش نیز است. این طرح و نقش می‌تواند توسط کاغذ رلیز یا دستگاه امباس روی لایه اسکین ایجاد شود. این لایه علاوه بر زیبایی، مقاومت بالایی در برابر فشارهای کششی و پارگی دارد و هرچه ضخامت و استحکام آن بیشتر باشد، دوام چرم نیز بالاتر خواهد بود.

لایه دوم – فوم:
این لایه حاوی خلل و فرج بوده و نقش اصلی آن تأمین ضخامت چرم است. فوم خود مقاومتی در برابر پارگی ندارد. ایجاد حفره‌ها در این لایه به کمک تجزیه حرارتی یک ماده فوم‌زا به نام آزودی کربن‌آمید صورت می‌گیرد. این ماده در اثر حرارت تجزیه شده و گاز ازت آزاد می‌کند، که باعث ایجاد حفرات و در نتیجه ضخامت در لایه فوم می‌شود.

لایه سوم – چسب:
این لایه برای اتصال پارچه به پشت چرم روی لایه فوم پخش می‌شود. پس از پرس پارچه روی چرم، حرارت کوره باعث پختن چسب شده و پارچه به‌طور محکم به پشت چرم چسبیده و ثبات نهایی ایجاد می‌شود.

با توجه به توضیحات فوق، برای تولید چرم مصنوعی حداقل سه نوع ماده اصلی لازم است:

1. Skin: لایه رویه چرم که علاوه بر ایجاد رنگ و طرح، استحکام لازم را به محصول می‌بخشد.

2. فوم: لایه میانی که وظیفه ایجاد ضخامت چرم را بر عهده دارد.

3. چسب: برای اتصال محکم پارچه به پشت چرم استفاده می‌شود.

فرمولاسیون این سه ماده اصلی در هر نوع چرم مصنوعی متفاوت است.

با توجه به ساختار چرم مصنوعی، مشخص می‌شود که برای ارائه فرمول نهایی، مدیر تولید و مسئول آزمایشگاه باید در واقع سه فرمول جداگانه آماده کنند: یکی برای لایه Skin، یکی برای فوم و دیگری برای چسب.

اتاق موادسازی (Mix Room) در هر کارخانه چرم مصنوعی حداقل باید دارای یک دستگاه میکسر ۵۰۰ کیلوگرمی و یک تری‌ رول میل (آسیاب سه غلطکی) باشد. مواد اولیه لازم برای تولید چرم مصنوعی شامل PVC به صورت پودر، DOP به شکل مایع، استابیلایزر به صورت پودر یا مایع و سایر افزودنی‌ها هستند. این مواد طبق فرمول ارائه شده توسط مسئول اتاق Mix و پرسنل آن، در ظروف مخصوصی به نام پاتیل یا باریل با ظرفیت حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم ریخته می‌شوند.

سپس مواد با میکسر کاملاً مخلوط می‌شوند و حاصل کار، خمیری به نام پلاستی‌سول است. ممکن است هنوز ذرات پودری در داخل این خمیر وجود داشته باشد؛ برای یکدست شدن مواد، خمیر از طریق دستگاه آسیاب سه غلطکی (تری رول میل) عبور داده می‌شود تا تمام ذرات جامد کاملاً مخلوط و به شکل خمیر درآید. پس از آسیاب، مجدداً مواد با میکسر مخلوط می‌شوند تا یک خمیر همگن و یکنواخت آماده شود.

پس از آماده‌سازی، هر سه خمیر برای انجام آزمایشات نهایی دوباره به آزمایشگاه منتقل می‌شوند و نمونه‌ای آزمایشی از چرم مصنوعی تولید می‌گردد. اگر این نمونه مطابق با سفارش مشتری باشد، مواد آماده شده در اتاق Mix برای تولید انبوه به سالن تولید ارسال می‌شوند.

نمای کلی خط تولید چرم مصنوعی، که می‌تواند به شکل سیستم‌های مختلف طراحی شود، در شکل ۱ نمایش داده شده است.

به طور کلی، خط تولید چرم مصنوعی از بخش‌های زیر تشکیل شده است:

• فیدریارول برای باز کردن رول مواد اولیه.

• آکومولاتور به منظور ذخیره‌سازی کاغذ.

• تیغه‌ها جهت کوت کردن و یا پوشش‌دهی مواد روی کاغذ رلیز.

• کوره برای پخت و تثبیت مواد روی چرم.

• کولینگ به منظور سرد کردن کاغذ و مواد پس از خروج از کوره.

• لمیناتور برای قرار دادن و پرس کردن پارچه روی چرم.

• رول جمع‌کن چرم برای جمع‌آوری محصول نهایی.

• رول جمع‌کن کاغذ برای جمع‌آوری کاغذ مورد استفاده در فرآیند.

نحوه کار در خط تولید چرم مصنوعی

کاغذ مورد استفاده در خط تولید که طرح نهایی چرم را مشخص می‌کند، ابتدا در قسمت رول بازکن (فیدر) قرار داده می‌شود. این کاغذها به صورت رول‌های ۱۸۰۰ تا ۲۰۰۰ متری با عرض ۱۵۲ سانتی‌متر هستند و باید کل مسیر خط تولید را طی کرده و در انتها توسط رول جمع‌کن کاغذ دوباره جمع‌آوری شوند.

همزمان با عبور کاغذ از طول خط تولید، مواد آماده شده در اتاق Mix شامل Skin، فوم و چسب به ترتیب در کنار تیغه‌های یک، دو و سه قرار می‌گیرند. تمامی تیغه‌ها، دمای کوره‌ها و سرعت خط توسط مدیر تولید پیش از شروع عملیات تنظیم می‌شوند.

اپراتور تیغه یک، مواد اسکین را با استفاده از پمپ یا به صورت دستی پشت تیغه می‌ریزد. فاصله تیغه تا غلطک زیر آن که کاغذ روی آن حرکت می‌کند، ضخامت لایه اسکین را تعیین می‌کند. این ضخامت بسته به نمونه مشتری بین ۰.۰۸ تا ۰.۱۲ میلی‌متر متغیر است. لایه اسکین پخش شده روی کاغذ، همراه با حرکت کاغذ، وارد کوره اول شده و پخته می‌شود.

کاغذ رلیز علاوه بر ایجاد طرح و نقش روی چرم، نقش حامل مواد را نیز دارد و به دلیل مقاومت در برابر حرارت، می‌توان از یک رول ۲۰۰۰ متری چندین بار استفاده کرد، به طوری که حدود ۲۵ تا ۳۰ هزار متر چرم مصنوعی تولید شود. مواد پخته شده پس از خروج از کوره، بین غلطک‌های کولینگ عبور داده می‌شوند تا با استفاده از جریان آب درون آنها، لایه پخته شده سرد شود. این مرحله به نام سردکن یک شناخته می‌شود.

پس از عبور کاغذ و لایه اسکین از تیغه دوم، مواد فوم توسط اپراتور روی آن ریخته می‌شوند. ضخامت لایه فوم، که فاصله تیغه دوم تا غلطک زیر آن را مشخص می‌کند (با احتساب ضخامت کاغذ و لایه اسکین)، پیش‌تر توسط مدیر تولید تنظیم شده است. مواد فوم به دلیل وجود ترکیبات فوم‌زا، در داخل کوره متورم می‌شوند و ضخامت نهایی چرم را ایجاد می‌کنند.

تنظیم ضخامت چرم به چند عامل بستگی دارد: فرمول و ضخامت مواد فوم، میزان حرارت کوره دوم و سرعت حرکت خط تولید. پس از پخت در کوره دوم، مواد برای سرد شدن از غلطک‌های کولینگ دوم عبور داده می‌شوند تا آماده مرحله بعد یعنی پخش لایه چسب (Plaster) در تیغه سوم شوند. این کار توسط اپراتور تیغه سه انجام می‌شود.

در ادامه، پارچه در بخش لمیناتور روی لایه چسب قرار می‌گیرد و با دو غلطک پرس می‌شود تا به طور کامل به چرم متصل شود. سپس کل مجموعه پارچه و لایه‌ها به همراه کاغذ وارد کوره سوم می‌شوند، جایی که عملیات پخت چسب و تکمیل نهایی چرم انجام می‌گیرد. پس از خروج از کوره، چرم بین غلطک‌های کولینگ سوم که تعدادشان به دلیل افزایش ضخامت چرم بیشتر است، سرد می‌شود.

در این مرحله، پخت چرم مصنوعی کامل شده و در واحد سپراتور، لایه چرم به راحتی از روی کاغذ رلیز جدا می‌شود. سپس چرم توسط واحد جمع‌کن چرم رول شده و کاغذ نیز مجدداً توسط واحد جمع‌کن کاغذ جمع‌آوری می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، خط تولید چرم مصنوعی یک سیستم کاملاً پیوسته است و این فرآیند تا پایان رول کاغذ (۲۰۰۰ متر) ادامه دارد. چرم‌های تولید شده در قسمت رول جمع‌کن می‌توانند مسیرهای مختلفی را طی کنند و به مراحل بعدی فرآوری یا بسته‌بندی برسند.

• رول‌های تولید شده که معمولاً طولی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ متر دارند، می‌توانند مستقیماً به واحد کنترل کیفیت چرم منتقل شوند. در این بخش، چرم‌ها بر اساس درجه کیفیت (یک، دو یا سه) تفکیک می‌شوند و به صورت طاقه‌هایی با طول ۲۰، ۳۰ یا ۴۰ متر، طبق سفارش مشتری، پیچیده می‌شوند. سپس توسط واحد شیرینگ پک بسته‌بندی شده و برچسب شرکت روی آن‌ها چسبانده می‌شود تا برای عرضه به بازار آماده شوند.

• برخی از رول‌های تولید شده، قبل از ورود به واحد کنترل کیفیت، به واحد چاپ منتقل می‌شوند. پس از انجام عملیات چاپ و اعمال لاک محافظ، رول‌ها به واحد کنترل کیفیت بازگردانده می‌شوند تا بسته‌بندی شوند.

• همچنین، برخی رول‌ها ممکن است برای انجام عملیات عاج‌زنی (امباسینگ) به بخش امباس منتقل شوند. پس از تکمیل نقش و بافت روی چرم، رول‌ها به واحد کنترل کیفیت ارسال شده و آماده مراحل بسته‌بندی و تحویل می‌شوند.

(در برخی موارد، هر دو عملیات چاپ و امباس روی چرم مصنوعی انجام می‌شود.)

کاغذ مورد استفاده در خط تولید، که در واحد جمع‌کن کاغذ جمع‌آوری می‌شود، همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، قابل استفاده مجدد است. پس از پایان تولید، این کاغذ به واحد کنترل کاغذ منتقل شده، تمیز و بررسی می‌شود و دوباره آماده ورود به چرخه تولید می‌گردد.

کارخانجات تولید چرم مصنوعی، همان‌طور که توضیح داده شد، از تنوع تولید بسیار بالایی برخوردارند. این تنوع گسترده، زمینه‌های کاربرد فراوانی را ایجاد کرده و باعث شده صنعت چرم مصنوعی به عنوان یک «صنعت مادر» شناخته شود. صنایع مختلفی مانند کفاشی، سراشیگری، مبلمان‌سازی، خودروسازی و موتور‌سازی به این صنعت وابسته هستند.

از جمله کاربردهای مهم چرم مصنوعی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. تولید انواع کیف و کفش.

2. ساخت انواع کاپشن، لباس و بارانی.

3. روکش مبل و صندلی.

4. استفاده در صنایع خودروسازی و موتور‌سازی.

5. تولید کیف و سایبان فروشگاه‌ها و اماکن تفریحی.

6. ساخت مصنوعات چرمی کوچک مانند کمربند، کیف پول، بند ساعت، کاور موبایل و عینک.

7. تولید پارچه‌های ضدآب (واترپروف) برای چتر، کیف مدرسه و سایر محصولات.

8. استفاده در تولید کاغذ دیواری، جلد کتاب، سالنامه، دفتر و انواع نوشت‌افزار.

علاوه بر این‌ها، هزاران کاربرد دیگر برای چرم مصنوعی وجود دارد که بیان همه آن‌ها در اینجا امکان‌پذیر نیست.

جمع‌بندی

در این مقاله با روش تولید چرم مصنوعی آشنا شدیم و اطلاعات جامعی درباره مراحل و مواد مورد استفاده ارائه شد. با توجه به جایگاه ویژه چرم مصنوعی در بازار و کاربردهای گسترده آن، بررسی روند تولید این محصول اهمیت زیادی دارد.

شما چه فکر می‌کنید؟ آیا با روش‌های دیگری برای تولید چرم مصنوعی آشنا هستید؟ خوشحال می‌شویم تجربیات و دیدگاه‌های خود را در بخش نظرات با ما و دیگر مخاطبان به اشتراک بگذارید.