الجلد الصناعي مادة تُحاكي بنية وخصائص الجلد الطبيعي من خلال عملية تركيب اصطناعي. ويُستخدم غالبًا كبديل للجلد الأصلي، ويتميز بتكاليفه المعقولة وأدائه القابل للتعديل وتنوعه البيئي. تتضمن عمليته الأساسية ثلاث خطوات: تحضير الطبقة الأساسية، وتغليف الطلاء، وتشطيب السطح. فيما يلي تحليل منهجي بدءًا من نظام التصنيف وصولًا إلى تفاصيل العملية:
1. التصنيف الأساسي للجلود الصناعية
الأنواع: جلد نوبوك
جلد نوبكوك/جلد يانغبا
جلد سويدي
جلد مصقول/جلد مصنفر
جلد الفضاء
جلد PU مصقول
ورنيش الجلد
جلد براءات الاختراع
جلد PU مغسول
جلد الحصان المجنون
جلد أحمر
جلد زيتي
جلد ذو تأثير سحب
جلد صناعي من مادة البولي فينيل كلوريد (PVC): نسيج محبوك/غير منسوج + معجون من مادة البولي فينيل كلوريد، مقاوم للماء والتآكل، منخفض التكلفة، ولكنه ذو نفاذية هواء ضعيفة. مناسب لأغطية الأثاث والحقائب الرخيصة.
جلد بولي يوريثان عادي: قماش غير منسوج + طبقة من البولي يوريثان (PU)، ناعم ومسامي، ولكنه عرضة للتلف والتشقق. يُستخدم في صناعة الأحذية وبطانات الملابس.
جلد الألياف: ألياف دقيقة من جزيرة في البحر + بولي يوريثين مشبع، يحاكي بنية مسام الجلد، ومقاوم للتآكل والتمزق، ومناسب للأحذية الرياضية الراقية ومقاعد السيارات
جلد صناعي صديق للبيئة: نسيج أساسي من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات المعاد تدويرها + بولي يوريثين قائم على الماء، قابل للتحلل البيولوجي، انبعاثات منخفضة من المركبات العضوية المتطايرة، مناسب للحقائب اليدوية الصديقة للبيئة ومنتجات الأمومة
II. شرح مفصل لعملية الإنتاج الأساسية
1. عملية تحضير الركيزة
التمشيط غير المنسوج:
يتم تمشيط ألياف البوليستر/النايلون الأساسية على شكل شبكة ثم يتم ثقبها بالإبرة لتعزيزها (الوزن 80-200 جرام/م²).
التطبيق: ركيزة جلدية PU عادية
-غزل الألياف في جزيرة في البحر:
يتم غزل مركب PET (جزيرة)/PA (بحر)، ويُذاب مكون "البحر" بمذيب لتكوين ألياف دقيقة بتركيز 0.01-0.001 ديتكس. الاستخدام: ركيزة أساسية لجلد الألياف الدقيقة (ألياف كولاجين جلدية مُحاكاة).
2. عملية رطبة (تكنولوجيا تنفس رئيسية):
يتم تشريب النسيج الأساسي بمزيج البولي يوريثين → غمره في حمام تخثر DMF/H₂O → يترسب DMF لتكوين بنية دقيقة المسام (حجم المسام 5-50 ميكرومتر).
المميزات: قابلة للتنفس ونفاذة للرطوبة (>5000 جرام/م²/24 ساعة)، ومناسبة لجلود الأحذية الراقية والديكورات الداخلية للسيارات.
-العملية الجافة:
- بعد الطلاء، يتم تجفيف عجينة البولي يوريثين بالهواء الساخن (120-180 درجة مئوية) لتبخير المذيب وتشكيل فيلم.
-الميزات: سطح أملس للغاية، مناسب لأغلفة الأمتعة والمنتجات الإلكترونية. 3. تشطيب السطح
النقش: الضغط على درجة حرارة عالية (150 درجة مئوية) باستخدام قالب فولاذي يخلق نسيجًا محاكيًا لجلد البقر/التمساح، وهو مناسب لأقمشة الأريكة وأعلى الأحذية.
الطباعة: الطباعة بالحبر الحفري/الرقمي تخلق ألوانًا متدرجة وأنماطًا مخصصة، مناسبة لحقائب اليد والأزياء والملابس.
التلميع: الصنفرة باستخدام أسطوانة الصنفرة (800-3000 حبيبة) تخلق تأثيرًا شمعيًا باهتًا، وهو مناسب لجلد الأثاث العتيق.
الطلاء الوظيفي: إضافة راتنج نانو SiO₂/فلوروكربون يخلق تأثيرًا كارهًا للماء (زاوية اتصال > 110 درجة) ومضادًا للأوساخ، وهو مناسب للمعدات الخارجية والإمدادات الطبية.
ثالثًا: إنجازات عملية مبتكرة
1. الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الإضافي
باستخدام خيوط TPU/PU المركبة، تُقلل الطباعة المباشرة على "الجلد الصناعي" المجوف الوزن بنسبة 30% وتُحسّن المرونة (على سبيل المثال، الجزء العلوي من حذاء Adidas Futurecraft 4D). 2. عملية تصنيع الجلد الصناعي الحيوي
- القماش الأساسي: نسيج غير منسوج من ألياف الذرة (PLA)
- الطلاء: مشتق من مادة البولي يوريثين (PU) القائمة على الماء من زيت الخروع
المميزات: محتوى الفحم الحيوي >30%، قابل للتحلل (على سبيل المثال، Bolt Threads Mylo™)
3. طلاء ذكي متجاوب
- مادة ترموديناميكية: كبسولات دقيقة تغلف أصباغًا حساسة للحرارة (عتبة تغير اللون ±5 درجة مئوية)
- الطلاء الكهروضوئي: ألياف موصلة مدمجة، وإضاءة تعمل باللمس (لوحات تفاعلية في التصميمات الداخلية للسيارات)
رابعًا: تأثير العملية على الأداء
١. تخثر رطب غير كافٍ: ضعف اتصال المسام الدقيقة ← انخفاض نفاذية الهواء. الحل: التحكم بتدرج تركيز ثنائي ميثيل فورمالديهايد (٥٪ - ٣٠٪).
٢. إعادة استخدام ورق الطباعة: انخفاض في وضوح الملمس. الحل: استخدم كل لفة ≤٣ مرات (دقة ٢ ميكرومتر).
٣. بقايا المذيب: مركبات عضوية متطايرة زائدة (أكثر من ٥٠ جزءًا في المليون). المحلول: غسل بالماء + إزالة التطاير بالتفريغ (-٠٫٠٨ ميجا باسكال).
خامسًا: اتجاهات التحديث البيئي
1. استبدال المواد الخام:
- DMF القائم على المذيبات → البولي يوريثين القائم على الماء (تقليل المركبات العضوية المتطايرة بنسبة 90%)
- مُلَيِّنات PVC DOP → إسترات السترات (غير سامة وقابلة للتحلل البيولوجي)
2. إعادة تدوير نفايات الجلود:
- سحق الخردة → الضغط الساخن في ركائز معاد تدويرها (على سبيل المثال، تقنية EcoCircle™، معدل استرداد 85٪)
سادسا. سيناريوهات التقديم وتوصيات الاختيار
مقاعد سيارات فاخرة: جلد من الألياف الدقيقة + بولي يوريثان معالج رطبًا، مقاومة للتآكل > مليون مرة (مارتينديل)
أحذية خارجية مقاومة للماء: طلاء نقل + معالجة سطحية بالفلوروكربون، مقاومة للضغط الهيدروستاتيكي > 5000 باسكال
معدات الحماية الطبية المضادة للميكروبات: جلد من الألياف الدقيقة مشبع بأيونات الفضة النانوية، معدل مضاد للبكتيريا > 99.9% (ISO 20743)
حقائب صديقة للبيئة وعصرية سريعة | نسيج من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها + طلاء جاف قائم على الماء | البصمة الكربونية < 3 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون/متر مربع ملخص: يكمن جوهر تصنيع الجلود الاصطناعية في الجمع بين "المحاكاة الحيوية البنيوية" و"تحسين الأداء".
- العملية الأساسية: تحاكي عملية إنشاء المسام الرطبة البنية القابلة للتنفس للجلد، بينما تتحكم عملية الطلاء الجافة في دقة السطح.
- مسار الترقية: تقترب ركائز الألياف الدقيقة من ملمس الجلد الأصلي، بينما تعمل الطلاءات الحيوية/الذكية على توسيع الحدود الوظيفية.
- مفاتيح الاختيار:
- متطلبات مقاومة التآكل العالية → جلد الألياف الدقيقة (قوة التمزق > 80 نيوتن/مم)؛
- الأولوية البيئية → بولي يوريثين قائم على الماء + نسيج أساسي معاد تدويره (معتمد من العلامة الزرقاء)؛
- مميزات خاصة → إضافة طلاءات نانوية (مضادة للماء/مضادة للبكتيريا/حساسة للحرارة).
ستتسارع العمليات المستقبلية نحو التخصيص الرقمي (مثل توليد الملمس باستخدام الذكاء الاصطناعي) والتصنيع الخالي من التلوث (استعادة المذيبات في حلقة مغلقة).
وقت النشر: 30 يوليو 2025