JP2023524408A - タンパク質ポリウレタンアロイ及びそれを含む層状材料 - Google Patents

タンパク質ポリウレタンアロイ及びそれを含む層状材料 Download PDF

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Abstract

１つ以上のポリウレタン内に溶解した１つ以上のタンパク質を含むタンパク質ポリウレタンアロイ。タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてポリウレタンよりも優れた１つ以上の機械的特性を有し得る。タンパク質ポリウレタンアロイは、１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層を含む層状材料に組み込まれ得る。

Description

（電子的に提出された配列表の参照）
本出願と共に提出されているＡＳＣＩＩテキストファイルで電子的に提出された配列表（名称：４４３１＿０６８ＰＣ０３＿Ｓｅｑｌｉｓｔｉｎｇ＿ＳＴ２５．ｔｘｔ、サイズ：４，９３６バイト、及び作製日：２０２１年４月２２日）の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
（発明の分野）
本開示は、ポリウレタン中に溶解された１つ以上のタンパク質を含む、タンパク質ポリウレタンアロイに関する。特定の実施形態では、この開示は、ポリウレタンの硬質相にのみ溶解した１つ以上のタンパク質を含む、タンパク質ポリウレタンアロイに関する。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリマーアロイは、天然レザーと同様の外観、感触、並びに審美的及び／又は機械的特性を有することができ、天然レザーから以前に調製された物品及び品物を作製するために使用することができる。
レザーとは、レザーが室内装飾材料として定期的に使用される家具産業、レザーがパンツ及びジャケットを製造するために使用される衣料産業、レザーがカジュアル及びドレスシューズを調製するために使用される靴産業、手荷物産業、ハンドバッグ、及びアクセサリー産業、並びに自動車産業を含む、多くの産業にわたって使用される汎用製品である。レザーに対する世界規模の貿易額は高く、レザー製品に対する継続かつ増加する需要がある。しかしながら、天然レザーの製造と関連する種々のコスト、制約、及び社会的懸念がある。何よりもまず、天然レザーは動物の皮膚から製造され、したがって家畜の飼育及び屠畜を必要とする。家畜を飼育するには、膨大な量の飼料、牧草地、水、及び化石燃料が必要であり、例えばメタンのような温室効果ガスによる大気及び水路の汚染に寄与する。レザー製造はまた、動物の処理に関連する社会的懸念を引き起こす。近年、かなり十分に立証された従来の高品質なハイドの利用可能性における減少もある。少なくともこれらの理由から、レザーの需要を満たす代替手段が望ましい。
本開示は、天然レザーの代替物として含む、様々な用途での使用に好適なタンパク質ポリウレタンアロイを提供する。
本開示の第１の実施形態（１）は、ポリウレタン内に溶解したタンパク質を含むタンパク質ポリウレタンアロイであって、タンパク質が、大豆タンパク質以外のタンパク質である、タンパク質ポリウレタンアロイを対象とする。
第２の実施形態（２）では、第１の実施形態（１）のタンパク質ポリウレタンアロイは、約－６０℃～約３０℃の範囲にわたる温度での動的機械分析（Dynamic Mechanical Analysis：ＤＭＡ）ｔａｎ（δ）ピークと、約１２０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度と、を有する。
第３の実施形態（３）では、第１の実施形態（１）又は第２の実施形態（２）のタンパク質ポリウレタンアロイは、透明である。
第４の実施形態（４）では、実施形態（１）～（３）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約１０％～約６００％の範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第５の実施形態（５）では、実施形態（１）～（３）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約４０％～約６００％の範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第６の実施形態（６）では、実施形態（１）～（５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約１０ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第７の実施形態（７）では、実施形態（１）～（５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約２５ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第８の実施形態（８）では、実施形態（１）～（５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約１００ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第９の実施形態（９）では、実施形態（１）～（８）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する。
第１０の実施形態（１０）では、実施形態（１）～（８）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約７５ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する。
第１１の実施形態（１１）では、実施形態（１）～（１０）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約５％～約７０％の範囲にわたり大きい範囲の摂氏温度での第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１２の実施形態（１２）では、実施形態（１）～（１０）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約１５％～約７０％の範囲にわたり大きい範囲の摂氏温度での第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１３の実施形態（１３）では、実施形態（１）～（１２）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約５℃～約１００℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１４の実施形態（１４）では、実施形態（１）～（１２）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約２０℃～約８０℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１５の実施形態（１５）では、実施形態（１）～（１２）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約４０℃～約８０℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１６の実施形態（１６）では、実施形態（１）～（１５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１７の実施形態（１７）では、実施形態（１）～（１５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約１６５℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する。
第１８の実施形態（１８）では、実施形態（１）～（１７）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのタンパク質は、約４～約５の範囲にわたる等電点と、約１重量％～約１００重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントと、を有する。
第１９の実施形態（１９）では、実施形態（１）～（１８）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約５％～約５５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第２０の実施形態（２０）では、実施形態（１）～（１８）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約１５％～約５５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第２１の実施形態（２１）では、実施形態（１）～（２０）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約２ＭＰａ～約８ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第２２の実施形態（２２）では、実施形態（１）～（２０）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約５ＭＰａ～約８ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第２３の実施形態（２３）では、実施形態（１）～（２２）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約７ＭＰａ～約２１ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有する。
第２４の実施形態（２４）では、実施形態（１）～（２３）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約１０重量％～約５０重量％のタンパク質と、約５０重量％～約９０重量％のポリウレタンと、を含む。
第２５の実施形態（２５）では、実施形態（１）～（２３）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約２０重量％～約３５重量％のタンパク質と、約６５重量％～約８０重量％のポリウレタンと、を含む。
第２６の実施形態（２６）では、実施形態（１）～（２５）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのタンパク質は、コラーゲン以外のタンパク質である。
第２７の実施形態（２７）では、実施形態（１）～（２６）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約２０％～約６００％の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する。
第２８の実施形態（２８）では、実施形態（１）～（２７）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する。
第２９の実施形態（２９）では、実施形態（１）～（２８）のいずれか１つに記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を有する。
第３０の実施形態（３０）は、ポリウレタン内に溶解した大豆タンパク質を含む大豆タンパク質ポリウレタンアロイであって、大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、約－６０℃～約３０℃の範囲にわたる温度での動的機械分析（ＤＭＡ）ｔａｎ（δ）ピークと、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度と、を有する、大豆タンパク質ポリウレタンアロイを対象とする。
第３１の実施形態（３１）では、第３０の実施形態（３０）の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、透明である。
第３２の実施形態（３２）では、第３０の実施形態（３０）又は第３１の実施形態（３１）の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約６０％～約５７０％の範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第３３の実施形態（３３）では、実施形態（３０）～（３２）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下においてポリウレタンのヤング率よりも約３５ＭＰａ～約３４０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する。
第３４の実施形態（３４）では、実施形態（３０）～（３３）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約９０ＭＰａ～約４００ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する。
第３５の実施形態（３５）では、実施形態（３０）～（３４）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、大豆タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、大豆タンパク質の非存在下においてポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約１５℃～約１００℃高い範囲である。
第３６の実施形態（３６）では、実施形態（３０）～（３５）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、大豆タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約１０％～約４５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第３７の実施形態（３７）では、実施形態（３０）～（３６）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、大豆タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約１．５ＭＰａ～約５．５ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する。
第３８の実施形態（３８）では、実施形態（３０）～（３７）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約１４ＭＰａ～約１９ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有する。
第３９の実施形態（３９）では、実施形態（３０）～（３８）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約１０重量％～約５０重量％の大豆タンパク質と、約５０重量％～約９０重量％のポリウレタンと、を含む。
第４０の実施形態（４０）では、実施形態（３０）～（３８）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約２０重量％～約３５重量％の大豆タンパク質と、約６５重量％～約８０重量％のポリウレタンと、を含む。
第４１の実施形態（４１）では、実施形態（３０）～（４０）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約２０％～約６００％の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する。
第４２の実施形態（４２）では、実施形態（３０）～（４１）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する。
第４３の実施形態（４３）では、実施形態（３０）～（４２）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を有する。
第４４の実施形態（４４）では、実施形態（３０）～（４３）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのタンパク質は、大豆タンパク質単離物である。
第４５の実施形態（４５）では、実施形態（４０）～（４３）のいずれか１つに記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイのタンパク質は、化学修飾された大豆タンパク質単離物である。
本明細書に組み込まれる添付の図面は、本明細書の一部を形成し、本開示の実施形態を例示する。本明細書と合わせて、図面は更に、本開示の実施形態の原理を説明するのに役立ち、関連する分野（複数可）の当業者が本開示の実施形態を構成し使用することを可能にする。これらの図は、例示的であることを意図するものであって、限定するものではない。本開示は一般にこれらの実施形態の文脈で説明されているが、本開示の範囲をこれらの特定の実施形態に限定することを意図するものではないということを理解されたい。図面では、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示す。
図１は、様々な材料についての貯蔵弾性率対温度の動的機械分析（ＤＭＡ）グラフである。 図２は、いくつかの実施形態による、ゼラチンポリウレタンアロイの最大引張り応力とゼラチン重量パーセントとの間の関係を示すグラフである。 図３は、いくつかの実施形態による、ゼラチンポリウレタンアロイのヤング率と、ゼラチン重量パーセントとの間の関係を示す、グラフである。 図４は、様々な材料についての貯蔵弾性率対温度のＤＭＡグラフである。 図５は、いくつかの実施形態による、ＳＰＩポリウレタンアロイの最大引張り応力と、大豆タンパク質単離物（soy protein isolate：ＳＰＩ）重量パーセントとの間の関係を示す、グラフである。 図６は、いくつかの実施形態による、ＳＰＩポリウレタンアロイのヤング率と、ＳＰＩ重量パーセントとの間の関係を示す、グラフである。 図７は、様々な材料についての貯蔵弾性率対温度のＤＭＡグラフである。 図８Ａは、いくつかの実施形態による、様々なタンパク質ポリウレタンアロイの最大引張り応力を比較するグラフである。 図８Ｂは、いくつかの実施形態による、様々なタンパク質ポリウレタンアロイのヤング率を比較するグラフである。 図９は、いくつかの実施形態による、Ｌ３３６０と、ゼラチンＬ３３６０アロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１０は、いくつかの実施形態による、Ｈａｕｔｈａｎｅ ＨＤ－２００１ポリウレタンと、ゼラチンＨａｕｔｈａｎｅ ＨＤ－２００１ポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１１は、いくつかの実施形態による、ＳＡＮＣＵＲＥ（商標）２００２５Ｆポリウレタンと、ゼラチンＳＡＮＣＵＲＥ（商標）２００２５Ｆポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１２は、いくつかの実施形態による、ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳポリウレタンと、ゼラチンＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１３は、いくつかの実施形態による、ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－１０８ポリウレタンと、ゼラチンＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－１０８ポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１４は、いくつかの実施形態による、ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－３０３ポリウレタンと、ゼラチンＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－３０３ポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１５は、いくつかの実施形態による、ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－２５０ポリウレタンと、ゼラチンＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－２５０ポリウレタンアロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図１６は、第１及び第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を測定する方法論を示す、代表的なＤＭＡグラフである。 図１７は、いくつかの実施形態による層状材料を示す。 図１８は、いくつかの実施形態による層状材料を示す。 図１９は、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示すブロック図である。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２０Ａ～図２０Ｆは、いくつかの実施形態による、層状材料を作製する方法を示す。 図２１は、いくつかの実施形態によるスペーサ布を示す。 図２２は、いくつかの実施形態による、ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９ポリウレタンと、大豆タンパク質単離物ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９アロイとを比較する、ＤＭＡサーモグラムである。 図２３は、いくつかの実施形態による、多層タンパク質ポリウレタンアロイについての重量変化対時間として、構築物を通して輸送された水の重量を測定するグラフである。
不定冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、明らかに矛盾しない限り、又は文脈において別途明確に規定されていない限り、複数の指示対象を含む。
「含むこと（comprising）」という用語は、オープンエンドの移行句である。移行句「含むこと（comprising）」に続く要素のリストは、リストに具体的に列挙されたものに加えて要素が存在することができるように、非排他的リストである。「から本質的になる」という句は、構成成分の組成を特定の材料並びに構成成分の基本的及び新規の特性（複数可）に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。「からなる」という句は、特定の材料に構成成分の組成を限定し、特定されていないいかなる材料も除外する。
上方値及び下方値を含む数値の範囲が本明細書に列挙されている場合、特定の状況で特段明記しない限り、その範囲は、その端点、並びに範囲内の全ての整数及び分数を含むことが意図される。本開示、範囲を定義するときに列挙される特定の値に限定されることを意図するものではない。更に、量、濃度、又は他の値若しくはパラメータが、ある範囲、１つ以上の範囲、又は上方値と下方値とのリストとして与えられるとき、これは、そのようなペアが別々に開示されているかどうかに関係なく、任意の上方範囲限界又は値と任意の下方範囲限界又は値との任意のペアから形成される全ての範囲を具体的に開示するとして理解されるべきである。最後に、「約」という用語が、範囲の値又は端点を記載する際に使用される場合、本開示は、言及される特定の値又は端点を含むと理解されるべきである。範囲の数値又は端点が「約」を記載しているかどうかにかかわらず、範囲の数値又は端点は、「約」によって修飾されたものと、修飾されていないものとの２つの実施形態を含むことが意図されている。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、記載された値の±１０％以内である値を指す。例えば、約３ＭＰａは、２．７ＭＰａ～３．３ＭＰａの任意の数を含み得る。
本明細書で使用される場合、第２の層「に結合した」として記載される第１の層は、２つの層間で、又は１つ以上の中間接着層を介して、直接の接触及び結合のいずれかによって、層が互いに結合していることを意味する。中間接着層は、第１の層を第２の層に結合させるのに役立つ任意の層であり得る。
本明細書で使用される場合、「上に配置された」という句は、第１の構成成分（例えば、層）が第２の構成成分と直接接触していることを意味する。第２の構成成分「の上に配置された」第１の構成成分は、第２の構成成分上に直接的に堆積され、形成され、位置され、又はそうでなければ適用され得る。言い換えれば、第１の構成成分が第２の構成成分上に配置されている場合、第１の構成成分と第２の構成成分との間に構成成分はない。
本明細書で使用される場合、「上に配置された」という句は、他の構成成分（例えば、層又は基材）が、第１の構成要素と第２の構成要素との間に存在してもよく、又は存在しなくてもよいことを意味する。
本明細書で使用される場合、「バイオ系ポリウレタン」とは、ジオール及び二酸などのポリオールの構築ブロックがコーンスターチなどの生体材料に由来する、ポリウレタンである。
本明細書で使用される場合、「実質的に含まない」という用語は、構成成分が、約０．１重量％を超えない検出可能な量で存在することを意味する。
本明細書で使用される場合、「含まない」という用語は、構成成分が、痕跡量でさえ、ブレンド又は材料（例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ）中に存在しないことを意味する。
本明細書で使用される場合、「コラーゲン」は、コラーゲン型Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、ＩＸ、Ｘ、ＸＩ、ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ、ＸＶＩ、ＸＶＩＩ、ＸＶＩＩＩ、ＸＩＸ、及びＸＸを含むが、これらに限定されない、少なくとも２８個の別個の天然に存在するコラーゲン型のファミリーを指す。本明細書で使用されるコラーゲンという用語はまた、組換え技術を使用して調製されたコラーゲンを指す。コラーゲンという用語は、コラーゲン、コラーゲンの断片、コラーゲン様タンパク質、三重らせんコラーゲン、アルファ鎖、モノマー、ゼラチン、三量体、及びそれらの組合せを含む。コラーゲン及びコラーゲン様タンパク質の組換え発現は、当該技術分野において既知である（例えば、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Ｂｅｌｌ、欧州特許第１２３２１８２（Ｂ１）号、Ｂｏｖｉｎｅ ｃｏｌｌａｇｅｎ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ ｇｅｌａｔｉｎ；Ｏｌｓｅｎ，ｅｔ ａｌ．、米国特許第６，４２８，９７８号、及びＶａｎＨｅｅｒｄｅ，ｅｔ ａｌ．、同第８，１８８，２３０号）特に指定しない限り、天然に存在するか、又は組換え技術を使用して調製されたかを問わず、いかなる型のコラーゲンも本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて使用することができる。つまり、いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるコラーゲンは、ウシＩ型コラーゲンを用いて調製することができる。コラーゲンは、アミノ酸の繰り返しトリプレット、－（Ｇｌｙ－Ｘ－Ｙ）ｎ－によって特徴付けられ、コラーゲン中のアミノ酸残基のうちのおよそ３分の１がグリシンである。Ｘは、プロリンであることが多く、Ｙは、ヒドロキシプロリンであることが多い。したがって、コラーゲンの構造は、長さが異なる３本の絡み合ったペプチド鎖からなる場合がある。異なる動物は、異なるアミノ酸組成のコラーゲンを生成する場合があり、これにより、異なる特性（及び得られるレザーの違い）をもたらしてもよい。
いくつかの実施形態では、コラーゲンは、水中での溶解性を促進するよう化学修飾され得る。
コラーゲン、切断型コラーゲン、非修飾若しくは翻訳後修飾、又はアミノ酸配列修飾コラーゲンの任意の型は、タンパク質ポリウレタンアロイの一部として使用することができる。
いくつかの実施形態では、コラーゲンは、植物系コラーゲンであり得る。例えば、コラーゲンは、ＣｏｌｌＰｌａｎｔによって作製された植物系コラーゲンであり得る。
いくつかの実施形態では、コラーゲン溶液は、コラーゲン細線維にフィブリル化され得る。本明細書で使用される場合、コラーゲン細線維は、トロポコラーゲン又はトロポコラーゲン様構造（三重らせん構造を有する）から構成されるナノファイバーを指す。いくつかの実施形態では、三重らせんコラーゲンは、コラーゲンのナノフィブリルを形成するためにフィブリル化され得る。
いくつかの実施形態では、組換えコラーゲンは、トロポコラーゲン（三量体コラーゲン）を形成することができる天然コラーゲン分子のアミノ酸配列のコラーゲン断片を含み得る。組換えコラーゲンはまた、天然コラーゲンアミノ酸配列（又はそのフィブリル形成領域、又は［Ｇｌｙ－Ｘ－Ｙ］ｎを実質的に含むセグメントに）と少なくとも７０、８０、９０、９５、９６、９７、９８、又は９９％の同一又は類似のアミノ酸配列を有する修飾コラーゲン又は切断型コラーゲンを含み得る。いくつかの実施形態では、コラーゲン断片は、天然コラーゲンの５０ｋＤａ部分であり得る。天然コラーゲン配列には、参照により組み込まれるアクセッション番号ＮＰ＿００１０２９２１１．１、ＮＰ＿７７６９４５．１、及びＮＰ＿００１０７０２９９．１によって記載される、ＣｏｌｌＡｌ、ＣｏｌｌＡ２、及びＣｏｌ３Ａｌのアミノ酸配列が含まれる。いくつかの実施形態では、コラーゲン断片は、ヒトコラーゲンアルファ－１（ＩＩＩ）（Ｃｏｌ３Ａ１、Ｕｎｉｐｒｏｔ＃Ｐ０２４６１、Ｅｎｔｒｅｚ Ｇｅｎｅ ＩＤ＃１２８１）の一部であり得る。いくつかの実施形態では、コラーゲン断片は、配列番号１として列挙されるアミノ酸配列を含み得る。
組換えコラーゲン及び組換えコラーゲン断片を生成する方法は、当該技術分野で既知である。例えば、米国仮特許出願第２０１９／０００２８９３号、同第２０１９／００４０４００号、同第２０１９／００９３１１６号、及び同第２０１９／００９２８３８号は、本明細書に開示される組換えコラーゲン及び組換えコラーゲン断片を生成するために使用され得る、コラーゲン及びコラーゲン断片を生成するための方法を提供する。これらの４つの刊行物の内容物は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。
本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、ポリウレタンの複数の相のうちの１つのみと混和性であるタンパク質、又はそれがブレンドされる複数のポリウレタンを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、ポリウレタンの硬質相のみ、又は硬質相及び軟質相の両方を有する複数のポリウレタンと混和性である、タンパク質を含み得る。本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、ポリウレタン中に分散された粒子の形態でタンパク質を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有する大豆タンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するコラーゲン粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するゼラチン粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するウシ血清アルブミン粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するエンドウ豆タンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有する卵白アルブミン粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するカゼインタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するピーナッツタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するエデスチンタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するホエイタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するカランジャタンパク質粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有するセルラーゼ粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１ミクロン（μｍ）超の平均直径を有する組換えコラーゲン断片粒子を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。
特定の実施形態では、本開示は、タンパク質と、タンパク質がポリウレタンの硬質相のみに溶解されるポリウレタンとの固有の組合せを提供する。本開示はまた、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイを作製する方法を提供する。本開示はまた、タンパク質ポリウレタンアロイ層のうち１つ以上を含む層状材料、及び層状材料を作製する方法を提供する。タンパク質ポリウレタンアロイ及びタンパク質ポリウレタンアロイ層は、１つ以上の型のタンパク質及び１つ以上のポリウレタンを含み得る。
本明細書に開示されるアロイにおける使用に好適なタンパク質は、未修飾又は化学修飾され得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、タンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性を促進するように修飾され得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、水中での溶解性を促進するよう化学修飾され得る。そのような実施形態では、水中での溶解性を促進するための化学修飾は、タンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性を促進することができる。いくつかの実施形態では、化学修飾タンパク質は、部分的に加水分解されたタンパク質であり得る。いくつかの実施形態では、化学修飾タンパク質は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖などの親水性ポリマー鎖のタンパク質への共有結合によって修飾されたタンパク質であり得る。
本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイで使用するのに好適なポリウレタンは、「軟質相」及び「硬質相」を含む少なくとも２つの相を含むものを含む。軟質相は、極性の違いに起因して、ウレタン含有相とは別個のポリウレタン内のポリオールセグメントから形成される。ウレタン含有相は硬質相と称される。この相分離は当該技術分野で周知であり、多くのポリウレタンの特性に基づく。
軟質相は、典型的には室温でエラストマーであり、典型的には室温未満の軟化点又はガラス遷移温度（glass transition temperature：Ｔｇ）を有する。Ｔｇは、動的機械分析（ＤＭＡ）によって測定され、ｔａｎ（δ）のピーク、又は貯蔵弾性率の降下開始のいずれかによって定量化され得る。あるいは、Ｔｇは、示差走査熱量測定（Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ）によって測定することができる。場合によっては、軟質相に結晶化度が存在してもよく、これは、典型的には０℃～約６０℃の融点として見ることができる。例えば、図１３のＵＤ－１０８ポリウレタンについて約３５℃でのｔａｎ（δ）曲線のピークは、ポリウレタンの軟質相における結晶化度を示す。
硬質相は、典型的には、室温より高い、より典型的には約８０℃のＴｇ又は融点を有する。硬質相の軟化は、ＤＭＡによって測定される貯蔵弾性率（剛性と呼ばれることもある）の降下開始を測定することによって測定することができる。
ポリウレタン又はポリウレタンを含むタンパク質ポリウレタンアロイの「軟質相」は、ポリウレタンのポリオール構成成分を含む。その機能は、ポリウレタンへの靭性、伸長性、及び柔軟性を付与するために、そのＴｇを超える温度で軟質かつ可撓性となることである。典型的な軟質セグメントは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びそれらの混合物を含み得る。これらは、典型的には、約２５０ダルトン～約５キロダルトン超の分子量の範囲である。ポリウレタン又はポリウレタンを含むタンパク質ポリウレタンアロイの「硬質相」は、ポリオールを、ブタンジオール及びプロパンジオールなどの短鎖ジオールと共に接続するために使用されるイソシアネート（複数可）によって付与される、ポリマーのウレタンセグメントを含む。本ポリウレタンに有用な典型的なイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、及びフェニルジイソシアネートなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらの分子は、軟質セグメントを作製するために使用されるポリオールよりも極性及び剛性が高い。したがって、硬質セグメントはより剛性が高く、軟質セグメントと比較してより高い軟化点を有する。硬質相の機能は、他の特性、強度、耐熱性、及び耐磨耗性をポリウレタンに提供することである。
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、タンパク質は、硬質相のみと混和性であってもよく、軟質相遷移を実質的に変化させないままである。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、タンパク質が硬質相に溶解する場合、硬質相が軟化し始める温度を著しく増加させ、したがって本明細書に記載のアロイの耐熱性が増加すると考えられる。本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイはまた、ベースポリウレタン（すなわち、タンパク質の非存在下においてポリウレタン自体は）に対して増加した剛性及び増加した強度を有し得る。
本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ及び層は、１つ以上のタンパク質を、液体状態で１つ以上の水媒性ポリウレタン分散液とブレンドし、ブレンドを乾燥させることによって、形成することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ及び層は、水溶液中に溶解又は分散した１つ以上のタンパク質を、液体状態である１つ以上の水媒性ポリウレタン分散液とブレンドし、このブレンドを乾燥させることによって、形成することができる。いくつかの実施形態では、ポリウレタン分散液は、イオン性であり得、アニオン性又はカチオン性のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタン分散液は、非イオン性であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンドされたタンパク質及びポリウレタンはシートに形成され得、ある特定の実施形態では、直接コーティング、積層プロセス、又は熱成形プロセスなどの好適な結合プロセスを用いて基材層に結合され得る。ある特定の実施形態では、積層プロセスは、接着層を用いてシートを基材層に結合させることを含み得る。いくつかの実施形態では、ブレンドされたタンパク質及びポリウレタンは、ブレンドされたタンパク質及びポリウレタンを基材層に結合させるために、基材層上にコーティングされ得るか、又は別様に堆積され得る。いくつかの実施形態では、ブレンドされたタンパク質及びポリウレタンを基材層に結合させることにより、ブレンドされたタンパク質及びポリウレタンの一部が基材層の一部へと一体化され得る。
１つ以上の混和性タンパク質及びポリウレタンを含むタンパク質ポリウレタンアロイでは、１つ以上のタンパク質を、１つ以上のポリウレタンの硬質相内に溶解することができる。タンパク質ポリウレタンアロイは、アロイ中の１つ以上のポリウレタンの硬質相と混和性である少なくとも１つのタンパク質を含み得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、互いに混和性である複数のタンパク質及び／又は複数のポリウレタン硬質相を含み得る。これらの実施形態の全てにおいて、特定の理論に拘束されることを望まないが、タンパク質又は複数のタンパク質は、ポリウレタン、又は複数のポリウレタンの硬質相中に溶解されると考えられている。
１つ以上のポリウレタンの硬質相内に溶解した１つ以上のタンパク質は、ブレンドされた場合に均質な混合物を形成することができる。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質及びポリウレタン（複数可）がブレンドされ乾燥された場合に均質な混合物を形成するように、１つ以上のポリウレタン内に溶解された複数のタンパク質を含み得る。典型的には、タンパク質及びポリウレタンの均質な混合物を含むタンパク質ポリウレタンアロイは、ポリウレタン中に溶解しない相当量のタンパク質を含まない。すなわち、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、ポリウレタン内に分散されたタンパク質の断片を含み得る。
本明細書に記載の実施形態では、タンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性は、ポリウレタン自体の熱機械的特性に対してアロイの１つ以上の他の熱機械的特性を著しく変化させることなく、タンパク質ポリウレタンアロイにおける硬質相のＤＭＡ弾性率遷移軟化開始温度を増加させることができる。例えば、タンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性は、ポリウレタン自体の軟質相のＤＭＡ遷移温度と比較して、アロイ中の軟質相のＤＭＡ遷移温度を著しく変化させることなく、タンパク質ポリウレタンアロイにおける硬質相のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を増加させることができる。
軟質相のＤＭＡ遷移温度は、ポリウレタン又はタンパク質ポリウレタンアロイのガラス遷移温度（Ｔｇ）と称され得る。軟質相又はＴｇのＤＭＡ遷移温度は、（ｉ）軟質相のＤＭＡ貯蔵弾性率遷移開始温度（本明細書では「第１のＤＭＡ貯蔵弾性率遷移開始温度」と称される）又は（ｉｉ）軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度として定量化することができる。硬質相のＤＭＡ遷移温度は、ポリウレタン又はポリウレタンタンパク質アロイの貯蔵弾性率降下の開始によって測定することができ、硬質相のＤＭＡ弾性率遷移開始温度として定量化することができる（本明細書では「第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度」と称する）。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約８０℃超又は約１３０℃超であり得る。
例えば、コラーゲン及び大豆タンパク質を含む本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイにおける使用のために多くのタンパク質型が企図されているが、本明細書に開示される実施形態の全てについて、タンパク質がコラーゲン以外のタンパク質及び／又は大豆タンパク質以外のタンパク質であり得ることが理解される。したがって、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中に溶解されたタンパク質は、コラーゲン以外のタンパク質であり得る。他の実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中に溶解したタンパク質は、大豆タンパク質以外のタンパク質であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中に溶解されたタンパク質は、コラーゲン以外のタンパク質及び大豆タンパク質以外のタンパク質であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、コラーゲンを含まないか、又はコラーゲンを実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質を含まないか、又は大豆タンパク質を実質的に含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質及びコラーゲンを含まないか、又は大豆タンパク質及びコラーゲンを実質的に含まなくてもよい。
前述のように、ポリウレタンの軟質相及び硬質相は、動的機械分析（ＤＭＡ）を用いて測定することができる。したがって、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイに含まれる１つ以上のポリウレタンは、少なくとも２つのＤＭＡ遷移温度を有し得、１つは軟質相に対応し、１つは硬質相に対応し得る。軟質相のＤＭＡ遷移温度は、軟質相に対応する「第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度」又はＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度として定量化することができる。硬質相のＤＭＡ遷移温度は、「第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度」によって定量化することができる。第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度又はＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、より低いＤＭＡ遷移温度であり、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、より高いＤＭＡ遷移温度である。
同様に、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、少なくとも２つの相を有し得る。少なくとも２つの相は、軟質相及び硬質相を含み得る。ポリウレタンについて上記したのと同じ様式で、アロイの異なる相を測定及び定量化することができる。
第１及び第２のＤＭＡ遷移温度を有するポリウレタン又はタンパク質ポリウレタンアロイは、第２のＤＭＡ遷移温度よりも低い温度で発生する第１のＤＭＡ遷移温度を有することを意味する。しかしながら、第１及び第２の遷移温度は、逐次遷移温度である必要はない。他のＤＭＡ遷移温度は、第１の遷移と第２の遷移との間で発生し得た。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、３０℃未満であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、部分範囲を含む、約－６５℃～約３０℃の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約－６５℃、約－６０℃、約－５５℃、約－５０℃、約－４５℃、約－４０℃、約－３５℃、約－３０℃、約－２５℃、約－２０℃、約－１５℃、約－１０℃、約－５℃、約－１℃、０℃、約１℃、約５℃、約１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、若しくは約３０℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約－６５℃～約３０℃、約－６５℃～約２５℃、約－６５℃～約２０℃、約－６５℃～約１５℃、約－６５℃～約１０℃、約－６５℃～約５℃、約－６５℃～約１℃、約－６５℃～０℃、約－６５℃～約－１℃、約－６５℃～約－５℃、約－６５℃～約－１０℃、約－６５℃～約－１５℃、約－６５℃～約－２０℃、約－６５℃～約－２５℃、約－６５℃～約－３０℃、約－６５℃～約－３５℃、約－６５℃～約－３５℃、約－６５℃～約－４０℃、又は約－６５℃～約－４５℃であり得る。
図９～図１５は様々な例示的ポリウレタンのＤＭＡサーモグラムを示す。各例示的ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度（Ｔｏｎｓｅｔ１）は、貯蔵弾性率（Ｅ’）曲線の勾配が第１の時間に有意に減少し始める温度である。この値を測定する方法論は図１６に例示される。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＤＭＡ－８５０などのＤＭＡ機器は、この温度を自動的に計算するようにプログラムすることができる。表４は、図９～図１５のＤＭＡグラフから自動的に計算された第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を列挙する（実施例第１番～第７番を参照されたい）。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、３０℃未満であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、部分範囲を含む、約－６０℃～約３０℃の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、約－６０℃、約－５５℃、約－５０℃、約－４５℃、約－４０℃、約－３５℃、約－３０℃、約－２５℃、約－２０℃、約－１５℃、約－１０℃、約－５℃、約－１℃、０℃、約１℃、約５℃、約１０℃、約１５℃、約２０℃、約２５℃、若しくは約３０℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、約－６０℃～約３０℃、約－６０℃～約２５℃、約－６０℃～約２０℃、約－６０℃～約１５℃、約－６０℃～約１０℃、約－６０℃～約５℃、約－６０℃～約１℃約－６０℃～０℃、約－６０℃～約－１℃、約－６０℃～約－５℃、約－６０℃～約－１０℃、約－６０℃～約－１５℃、約－６０℃～約－２０℃、約－６０℃～約－２５℃、約－６０℃～約－３０℃、約－６０℃～約－３５℃、又は約－６０℃～約－４０℃であり得る。
図９～図１５のＤＭＡサーモグラムは、様々な例示的なポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を示す。ＤＭＡ弾性率遷移開始温度と同様に、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＤＭＡ－８５０などのＤＭＡ機器は、この温度を自動的に計算するようにプログラムすることができる。表４は、図９～図１５のＤＭＡグラフから自動的に計算されたＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を列挙する（実施例第１番～第７番を参照されたい）。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、３０℃超であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約４５℃～約１６５℃の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、約１２０℃、約１２５℃、約１３０℃、約１３５℃、約１４０℃、約１４５℃、約１５０℃、約１５５℃、約１６０℃、若しくは約１６５℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点とする任意の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約４５℃～約１６５℃、約５０℃～約１６０℃、約５５℃～約１５５℃、約６０℃～約１５０℃、約６５℃～約１４５℃、約７０℃～約１４０℃、約７５℃～約１３５℃、約８０℃～約１３０℃、約８５℃～約１２５℃、約９０℃～約１２０℃、約９５℃～約１１５℃、若しくは約１００℃～約１１０℃であり得る。
図９～図１５のＤＭＡサーモグラムは、様々な例示的なポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を示す。各例示的ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度（Ｔｏｎｓｅｔ２）は、貯蔵弾性率（Ｅ’）曲線の勾配が第２の時間に有意に減少し始める温度である。この値を測定する方法論は図１６に例示される。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＤＭＡ－８５０などのＤＭＡ機器は、この温度を自動的に計算するようにプログラムすることができる。表３は、図９～図１５のＤＭＡグラフから自動的に計算された第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を列挙する（実施例第１番～第７番を参照されたい）。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンは軟質相に結晶化度を呈し得る。これは、ポリテトラメチレングリコール及びいくつかのポリエステルポリオールを含有するポリエーテル軟質セグメントにおいて一般的である。そのような実施形態では、ポリウレタンは、少なくとも３つの遷移：軟質相のＴｇ、軟質相の融点、及び硬質相の弾性率遷移を呈し得る。軟質相におけるそのような溶融は、典型的には、存在する場合、０℃～約６０℃で発生する。軟質相で結晶化度を呈する実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質が硬質相と混和性であり、軟質相の機械的特性を実質的に変化させないままであるので、典型的には、軟質相での溶融を依然として呈する。
本明細書に記載の典型的な実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下（すなわち、ポリウレタン自体）におけるポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移温度よりも高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。アロイにおける第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度のこの増加は、タンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性に起因すると考えられている。タンパク質のこの選択的混和性は、軟質相のＤＭＡ遷移温度が同様に増加することなく、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の増加によって示される（軟質相に対応する第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度又はＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度によって定量化される）。この選択的混和性は、例えば機械的及び熱的特性のために、タンパク質ポリウレタンアロイの特性を制御するために利用され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ及び／又は層状材料は、天然レザーと同様の外観及び感触、並びに機械的特性を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層又はタンパク質ポリウレタンアロイ層を含む層状材料は、とりわけ、天然レザーと同様の触覚特性、審美的特性、機械的／性能的特性、製造性特性、及び／又は熱特性を有し得る。天然レザーに類似し得る機械的／性能的特性としては、引張り強度、引裂き強度、破断伸び、耐磨耗性、内部凝集性、耐水性、通気性（いくつかの実施形態では水蒸気透過率測定によって定量化される）、及び反応染料で染色され、摩擦されたときに色を保持する能力（色堅牢度）が挙げられるが、これらに限定されない。天然レザーと同様であり得る触覚特性には、軟化性、剛性、摩擦係数、及び圧縮弾性率が含まれるが、これらに限定されない。天然レザーと同様であり得る審美的特性には、染料性、エンボス加工性、エージング、色、色の濃さ、及び色のパターンが含まれ得るが、これらに限定されない。天然レザーと同様であり得る製造特性には、ステッチ、切断、スカイブ、及び分割される能力が含まれるが、これらに限定されない。天然レザーと同様であり得る熱特性には、耐熱性及び著しく広い温度範囲、例えば２５℃～１００℃にわたる硬化又は軟化に対する耐性が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイの望ましい特性には、光学特性、触覚特性、審美的特性、熱特性、機械的特性、及び／又は通気性特性が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な熱特性は耐熱性及び耐溶融性を含み、例えば、材料の第２の弾性率遷移開始温度（Ｔｏｎｓｅｔ２）を測定することによって定量化することができる。例示的な機械的特性としては、耐磨耗性、最大引張り応力（「引張り強度」とも称される）、及びヤング率が挙げられる。特に明記しない限り、本明細書に開示される最大引張り応力値及びヤング率値は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって提供される方法に従って測定される。例示的な通気性特性には、ｇ／ｍ２／２４時間（２４時間当たりの平方メートル当たりのグラム数）で測定された水蒸気透過率（moisture vapor transmission rate：ＭＶＴＲ）が含まれる。特に明記しない限り、本明細書に開示される水蒸気透過率は、ＡＳＴＭ Ｅ９６－方法Ｂによって提供される方法に従って測定される。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、透明であり得る。いくつかの実施形態では、透明タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質がアロイ中のポリウレタンの硬質相と混和性であることを示し得る。本明細書で使用される場合、「透明」材料とは、約５０％以下の不透明度を有する材料を意味する。不透明度は、材料の試料を白色の背景上に配置して、Ｄ６５ １０度光源を用いて分光計による反射率でＹ三刺激値（「オーバーホワイトＹ」）を測定することによって測定される。次いで、同じ試料を黒色の背景上に配置し、測定を繰り返し、「オーバーブラックＹ」を得る。不透明度パーセントは、「オーバーブラックＹ」÷「オーバーホワイトＹ」×１００で計算される。１００％の不透明度は最低透明度と定義され、０％の不透明度が最高の透明度として定義される。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは透明であり得、部分範囲を含む０％～約５０％の範囲の不透明度を有し得る。例えば、透明なタンパク質ポリウレタンアロイは、０％～約４０％、０％～約３０％、０％～約２０％、０％～約１０％、又は０％～約５％の範囲にわたる不透明度を有し得る。タンパク質ポリウレタンアロイの透明度は、タンパク質ポリウレタンアロイを染色する前又は他の方法で着色する前に評価される。
透明なタンパク質ポリウレタンアロイは、１つ以上のタンパク質と１つ以上のポリウレタンとの適切な組合せを選択及びブレンドすることによって作製することができる。タンパク質とポリウレタンとの全ての組合せが透明タンパク質ポリウレタンアロイをもたらすわけではないが、所与のブレンドが本開示を考慮して透明タンパク質ポリウレタンアロイをもたらすかどうかを特定することは当業者の技術の範囲内である。本明細書に記載の透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層を含む層状材料を対象とする実施形態では、透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、層状材料に固有の特性を提供することができる。例えば、非透明層と比較して、透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、染色された場合に固有の色の濃さを提供することができる。同様に、透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、材料の審美的特性に著しく影響を与えることなく、その機械的特性を層状材料に提供することができる。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、１つ以上の着色剤を含み得る。いくつかの実施形態では、着色剤は、染料、例えば、繊維反応性染料、直接染料、又は天然染料であり得る。例示的な染料としては、アゾ構造酸性染料、金属錯体構造酸性染料、アントラキノン構造酸性染料、及びアゾ／ジアゾ直接染料が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、着色剤は、顔料、例えばレーキ顔料であり得る。
本明細書に記載の実施形態による１つ以上のタンパク質とブレンドするのに好適なポリウレタンは、脂肪族ポリウレタン、芳香族ポリウレタン、バイオ系ポリウレタン、又はアクリル酸修飾ポリウレタンを含むが、これらに限定されない。好適なポリウレタンは、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ、Ｈａｕｔｈａｗａｙ、及びＳｔａｈｌなどを含む製造業者から市販されている。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイのポリウレタンは、バイオポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、水分散性ポリウレタンである。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、ポリエステルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、ポリエーテルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、ポリカーボネート系ポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、脂肪族ポリエステルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、脂肪族ポリエーテルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、脂肪族ポリカーボネートポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、芳香族ポリエステルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、芳香族ポリエーテルポリウレタンであり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、芳香族ポリカーボネートポリウレタンであり得る。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びそれらの混合物からなる群から選択される軟質セグメントを有し得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、ジイソシアネート及び任意選択的に短鎖ジオールを含む硬質セグメントを有し得る。好適なジイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；４，４’ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、及びそれらの混合物などの芳香族ジイソシアネートからなる群から選択することができる。好適な短鎖ジオールとしては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、２，２メチル１，３プロパンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、及びそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態では、例えばトリメチロールプロパントリオールなどの多官能性アルコール、又はエチレンジアミン若しくは４，４’ジアミノ、ジフェニルジアミンなどのジアミンといった架橋剤。
例示的な市販のポリウレタンには、Ｃ．Ｌ．Ｈａｕｔｈａｗａｙ＆Ｓｏｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＬ３３６０及びＨａｕｔｈａｎｅ ＨＤ－２００１、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳＡＮＣＵＲＥ（商標）ポリウレタン、Ｂｏｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手可能なＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ポリウレタン、例えば、ＵＤ－１０８、ＵＤ－２５０、及びＵＤ－３０３、並びにＢＡＳＦ製のＥＰＯＴＡＬ（登録商標）ＥＣＯ ３７０２及びＥＰＯＴＡＬ（登録商標）Ｐ１００ ＥＣＯが含まれるが、これらに限定されない。Ｌ３３６０は、３５％の固形物量、５０～５００ｃｐｓ（センチポアズ）の粘度、及び約８．５ｌｂ／ｇａｌ（ガロン当たりのポンド）の密度を有する脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＨＤ－２００１は、４０％の固形物量、５０～５００ｃｐｓの粘度、及び約８．９ｌｂ／ｇａｌの密度を有する脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－１０８は、３３％の固形物量、３００ｃｐｓの粘度、及び８．７ｌｂ／ｇａｌの密度を有する脂肪族ポリエーテルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－２５０は、３５％の固形物量、２００ｃｐｓの粘度、及び８．８ｌｂ／ｇａｌの密度を有する脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＢＯＮＤＴＨＡＮＥ（商標）ＵＤ－３０３は、３５％の固形物量、５００ｃｐｓ未満の粘度、及び８．７ｌｂ／ｇａｌの密度を有する脂肪族ポリエーテルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＥＰＴＯＡＬ（登録商標）Ｐ１００ ＥＣＯは、およそ４０％の固形分及び約４０ｍＰａｓの粘度を有するポリエステルポリウレタンエラストマー水性分散液である。
例示的なバイオ系ポリウレタンとしては、Ｃ．Ｌ．Ｈａｕｔｈａｗａｙ＆Ｓｏｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＬ３３６０、Ｃｏｖｅｓｔｒｏから入手可能なＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬＳ、ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬ ５１９、ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬＰ－Ｒ、及びＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９が挙げられるが、これらに限定されない。ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬＳは、およそ５０％の固形物量、１，２００ＭＰａ・ｓ未満の粘度、及び約１．１ｇ／ｃｃの密度を有するアニオン性脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬ ５１９は、アニオン性脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）Ｅｃｏ ＤＬＰ－Ｒは、アニオン性脂肪族ポリエステルポリウレタンポリマー水性分散液である。ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９は、アニオン性脂肪族ポリエステル－ポリウレタンポリマー水性分散液である。
いくつかの実施形態では、ポリウレタンは、タンパク質と架橋され得る反応性基を含み得る。例示的な反応基としては、スルホネート、アルデヒド、カルボン酸若しくはエステル、又はブロックイソシアネートなど、及びそれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。そのような実施形態では、ポリウレタンは、タンパク質上の反応基とポリウレタン中に存在する反応基との反応を通じてタンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質に架橋され得る。
本明細書に記載の実施形態による１つ以上のポリウレタンとブレンドするのに好適なタンパク質としては、コラーゲン、ゼラチン、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、大豆タンパク質、エンドウ豆タンパク質、卵白アルブミン、カゼイン、ピーナッツタンパク質、エデスチンタンパク質、ホエイタンパク質、カランジャンタンパク質、及びセルラーゼが挙げられるが、これらに限定されない。好適なコラーゲンとしては、組換えコラーゲン（ｒ－コラーゲン）、組換えコラーゲン断片、及び抽出コラーゲンが挙げられるが、これらに限定されない。好適な大豆タンパク質としては、大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）、大豆かすタンパク質、及び大豆タンパク質誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質単離物は、部分的に加水分解された大豆タンパク質単離物であり得る。好適なエンドウタンパク質としては、エンドウ豆タンパク質単離物及びエンドウ豆タンパク質誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、エンドウ豆タンパク質単離物は、部分的に加水分解されたエンドウ豆タンパク質単離物であり得る。
以下の表１はタンパク質のいくつかの例示的なタンパク質及び特性を列挙する。ゼラチンはブタの皮膚からのゼラチンであるＡ型（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｇ２５００）である。コラーゲンはＷｕｘｉ ＢＩＯＴ Ｂｉｏｌｏｇｙ－ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙから購入したウシコラーゲンを抽出する。ウシ血清アルブミンＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ ５４７０ウシ血清アルブミン。ｒ－コラーゲンはＭｏｄｅｒｎ Ｍｅａｄｏｗからの組換えコラーゲンである。大豆タンパク質単離物はＭＰ Ｍｅｄｉｃａｌｓ（ＩＣ９０５４５６２５）から購入した大豆タンパク質単離物である。エンドウ豆タンパク質はＢｏｂｓ Ｒｅｄ Ｍｉｌｌｓ（ＭＴＸ５２３２）から購入したエンドウ豆タンパク質粉末である。卵白アルブミンタンパク質は鶏卵白（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ａ５２５３）からのアルブミンである。カゼインタンパク質はウシ乳（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃ７０７８）からのカゼインである。ピーナッツタンパク質はＴｒｕ－Ｎｕｔから購入したピーナッツタンパク質粉末である。ホエイタンパク質はウシ乳（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｗ１５００）からのホエイである。他の好適な大豆タンパク質単離物としては、ＡＭＤ（Ｃｌａｒｉｓｏｙ １００、１１０、１５０、１７０、１８０）、又はＤｕＰｏｎｔ（ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ ５５、ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ ２２１Ｄ、及びＳＯＢＩＮＤ（登録商標）Ｂａｌａｎｃｅ）から購入した大豆タンパク質単離物が挙げられるが、これらに限定されない。他の好適なエンドウ豆タンパク質粉末としては、Ｐｕｒｉｓ（８７０及び８７０Ｈ）から購入したエンドウ豆タンパク質粉末が挙げられるが、これに限定されない。
カランジャタンパク質は、ポンガミア・ピンナタ（Pongamia pinnata）の木（ポンガミアグラブラ（Pongamia glabra）の木としても知られる）から収穫されたカランジャ種子に見られるタンパク質である。Ｒａｈｍａｎ，Ｍ Ｍ．及びＮｅｔｒａｖａｌｉ、「Ｇｒｅｅｎ Ｒｅｓｉｎ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｗａｓｔｅ Ｒｅｓｉｄｕｅ‘Ｋａｒａｎｊａ（Ｐｏｎｇａｍｉａ ｐｉｎｎａｔａ）Ｓｅｅｄ Ｃａｋｅ’ｆｏｒ Ｂｉｏｂａｓｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」、ＡＣＳ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．、第２巻第２３１８～２３２８頁（２０１４年）；を参照されたく、また、Ｍａｎｄａｌら、「Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ Ｎｏｎ－ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｓｅｅｄｓ ｗｉｔｈ ｏｒ ｗｉｔｈｏｕｔ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｌｂｉｎｏ Ｒａｔｓ」、Ｐｒｏｃ．Ｉｎｄｉａｎ ｎａｔｎ．Ｓｃｉ．Ａｃａｄ．、Ｂ５０、第１巻第４８～５６頁（１９８４年）も参照されたい。タンパク質は溶媒抽出プロセスを用いてカランジャ種子から抽出することができる。Ｉｄ．いくつかの実施形態では、カランジャンタンパク質は、カランジャンタンパク質単離物であり得る。そのような実施形態では、カランジャンタンパク質単離物は、脱脂カランジャ種子ケーキのアルカリ抽出及び酸沈殿によって得ることができる。Ｒａｈｍａｎ，Ｍ Ｍ．及びＮｅｔｒａｖａｌｉ、「Ｇｒｅｅｎ Ｒｅｓｉｎ ｆｒｏｍ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｗａｓｔｅ Ｒｅｓｉｄｕｅ‘Ｋａｒａｎｊａ（Ｐｏｎｇａｍｉａ ｐｉｎｎａｔａ）Ｓｅｅｄ Ｃａｋｅ’ｆｏｒ Ｂｉｏｂａｓｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」、ＡＣＳ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．、第２巻第２３１８～２３２８頁（２０１４年）；を参照されたい。
好適なセルラーゼタンパク質を以下の表１に列挙する。「セルラーゼ－ＲＧ」タンパク質は、ＣＲＥＡＴＩＶＥ ＥＮＺＹＭＥＳ（登録商標）から入手可能な天然のトリコデルマ（Trichoderma）種セルラーゼである。「セルラーゼ－ＩＧ」タンパク質は、Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な実験室グレードのセルラーゼである。
表１の５０ＫＤａ組換えコラーゲン断片（５０ＫＤａのｒ－コラーゲン断片）は、配列番号１として列挙されたアミノ酸配列を含むコラーゲン断片である。
表１に列挙される「溶解方法」は、タンパク質が本明細書に記載のポリウレタンの硬質相と混和性である溶液中に溶解され得る、例示的な水性溶媒である。水溶液中に少なくとも部分的に溶解し得るタンパク質は、ポリウレタン分散液でタンパク質ポリウレタンアロイを形成するのに好適である。
Figure 2023524408000001
いくつかの実施形態では、タンパク質は、以下の特性：（ｉ）本明細書に記載の範囲内の分子量、（ｉｉ）以下に記載の範囲内の等電点、（ｉｉｉ）以下に記載の範囲内のタンパク質１００グラム当たりのリジンのグラム数で測定されたアミノ酸組成、及び（ｉｖ）２００℃までのタンパク質の熱安定性のうち、１つ以上を有し得る。
タンパク質分子量
いくつかの実施形態では、タンパク質は、部分範囲を含む約１ＫＤａ（キロダルトン）～約７００ＫＤａの範囲にわたる分子量を有し得る。例えば、タンパク質は、約１ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約１０ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約２０ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約５０ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約１００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約２００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約３００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約４００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約５００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約６００ＫＤａ～約７００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約６００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約５００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約４００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約３００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約２００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約１００ＫＤａ、約１ＫＤａ～約５０ＫＤａ、約１ＫＤａ～約２０ＫＤａ、若しくは約１ＫＤａ～約１０ＫＤａの範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の分子量を有し得る。
タンパク質等電点
いくつかの実施形態では、タンパク質は、部分範囲を含む約４～約１０の範囲にわたる等電点を有し得る。例えば、タンパク質は、約４～約１０、約４．５～約９．５、約５～約９、約５．５～約８．５、約６～約８、約６．５～約７．５、若しくは約６．５～約７の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の等電点を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約４～約５の範囲にわたる等電点を有し得る。
タンパク質アミノ酸組成
いくつかの実施形態では、タンパク質は、部分範囲を含む約０．５重量％～約１００重量％の範囲にわたるタンパク質１００グラム当たりのリジンのグラム数（「リジン重量パーセント」と呼ばれる）で測定されたアミノ酸組成物を有し得る。例えば、タンパク質は、約０．５重量％～約１００重量％、約１重量％～約１００重量％、約５重量％～約１００重量％、約１０重量％～約１００重量％、約２０重量％～約１００重量％、約３０重量％～約１００重量％、約４０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約１００重量％、約７０重量％～約１００重量％、約８０重量％～約１００重量％、若しくは約９０重量％～約１００重量％の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内のリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、ポリリジンであり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質は、部分範囲を含む約０．５重量％～約２０重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。例えば、タンパク質は、約０．５重量％～約２０重量％、約１重量％～約１９重量％、約２重量％～約１８重量％、約３重量％～約１７重量％、約４重量％～約１６重量％、約５重量％～約１５重量％、約６重量％～約１４重量％、約７重量％～約１３重量％、約８重量％～約１２重量％、約９重量％～約１１重量％、若しくは約９重量％～約１０重量％の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内のリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約１重量％～約２０重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約５重量％～約２０重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約１重量％～約１２重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約５重量％～約１２重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約１重量％～約１５重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、約５重量％～約１５重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントを有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質は、熱安定性であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質は、非熱安定性であり得る。本明細書に記載されるように、予備乾燥タンパク質粉末（３％未満の水分を有する）を０℃～２００℃で走査する、タンパク質熱安定性は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって決定される。タンパク質のＤＳＣ曲線では、１０ｍＷ／ｍｇを超える吸熱ピークが「変性ピーク」であると決定され、吸熱「変性ピーク」に対応する温度はタンパク質の「変性温度」として定義される。「熱安定性」であるタンパク質は、タンパク質が２００℃以上の変性温度を有することを意味する。本開示の目的のために、２００℃未満の変性温度を有するタンパク質は、「非熱安定性」と見なされる。例えば、表１に列挙されたウシ乳からのホエイはＤＳＣによる１５８℃での変性温度を有し、したがって、ホエイは非熱安定性と見なされることが見出された。
タンパク質溶解
いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンとブレンドする前に、１つ以上のタンパク質を水溶液中に溶解して、水性タンパク質混合物を形成することができる。いくつかの実施形態では、タンパク質を１つ以上のポリウレタンとブレンドする前に水溶液に中にタンパク質を溶解することにより、タンパク質と１つ以上のポリウレタンの硬質相との混和性を促進することができる。例えば、タンパク質をポリウレタン（複数可）とブレンドする前に水溶液に中にタンパク質を溶解することにより、タンパク質と１つ以上のポリウレタンの硬質相との混和性を促進することができる。全てのタンパク質がポリウレタンの任意の相と天然に混和性であるわけではない。例えば、実施例３３及び実施例３４に例示されるように、カゼインは、必ずしもポリウレタンと混和性ではない。これらの２つの実施例に示されるように、カゼイン、水、及びＬ３３６０が混合される場合、カゼインはＬ３３６０と非混和性である。得られたフィルムは、フィルム中に多数の光学的に可視である顆粒を有する不透明な外観を有した。しかしながら、カゼインは、Ｌ３３６０と混合する前に、カゼインが水酸化ナトリウム溶液中に溶解される場合、Ｌ３３６０の硬質相と混和性である。これらの構成成分をブレンドすることによって得られたフィルムは、フィルム中に光学的に可視である顆粒がない透明かつ均一な外観を有した。
好適な水溶液としては、水、アルカリ水溶液、水性酸溶液、有機溶媒を含む水溶液、尿素溶液、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、アンモニア、又は水酸化アンモニウム溶液などの塩基性溶液であり得る。いくつかの実施形態では、酸性水溶液の例は、酢酸又は塩酸（ＨＣｌ）溶液であり得る。好適な有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、及びグリセロールなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、部分範囲を含む約１０ｇ／Ｌ～約３００ｇ／Ｌの範囲であり得る。例えば、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、約１０ｇ／Ｌ、約２０ｇ／Ｌ、約３０ｇ／Ｌ、約４０ｇ／Ｌ、約５０ｇ／Ｌ、約６０ｇ／Ｌ、約７０ｇ／Ｌ、約８０ｇ／Ｌ、約９０ｇ／Ｌ、約１００ｇ／Ｌ、約１５０ｇ／Ｌ、約２００ｇ／Ｌ、約２５０ｇ／Ｌ、若しくは約３００ｇ／Ｌ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、約１０ｇ／Ｌ～約３００ｇ／Ｌ、約２０ｇ／Ｌ～約２５０ｇ／Ｌ、約３０ｇ／Ｌ～約２００ｇ／Ｌ、約４０ｇ／Ｌ～約１５０ｇ／Ｌ、約５０ｇ／Ｌ～約１００ｇ／Ｌ、約６０ｇ／Ｌ～約９０ｇ／Ｌ、又は約７０ｇ／Ｌ～約８０ｇ／Ｌの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質は、前処理及び／又は精製されて、水中の溶解性を改善することができる。好適な前処理には、酸処理、アルカリ処理、酵素加水分解、及び塩処理が含まれるが、これらに限定されない。例示的な酸処理は、酢酸又はＨＣｌなどの好適な酸を用いた酸加水分解である。例示的なアルカリ処理は、水酸化アンモニウム、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又はこれらの混合物などの好適な塩基を有するアルカリ加水分解である。加水分解のための例示的な酵素としては、パパイン、ブロメライン、トリプシン、及びアルカリ性プロテアーゼなどが挙げられるが、これらに限定されない。好適な精製処理には、カルシウム塩によるフィチン酸塩の除去、ダイアフィルトレーション、限外濾過、及び遠心分離などが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンとブレンドする前に、リジン又は他の親水性アミノ酸をタンパク質に添加することにより、タンパク質と１つ以上のポリウレタンの硬質相との混和性を促進することができる。
タンパク質加水分解
いくつかの実施形態では、タンパク質は、部分的に加水分解され得る。タンパク質の部分加水分解は、水中のタンパク質の溶解を促進することができ、及び／又はタンパク質とポリウレタンの硬質相との混和性を促進することができる。タンパク質の部分加水分解は、酵素又は強度から中程度の塩基を用いして達成することができる。加水分解に続いて、粘度の低減及び／又はタンパク質分子量の低減が起こり得る。タンパク質分子量の低減、したがってタンパク質加水分解のレベルを決定するための特徴付けの方法としては、光散乱、ゲル電気泳動、サイズ排除クロマトグラフィ、溶液粘度測定、トリニトロベンゼンスルホン酸若しくはニンヒドリンを用いた末端アミノ基検出、又はレーザ回折による粒径測定が挙げられるが、これらに限定されない。実施例２１は、いくつかの実施形態による、水酸化ナトリウムを用いて調製された部分加水分解大豆タンパク質について記載する。
タンパク質のＰＥＧ修飾
いくつかの実施形態では、タンパク質は、ＰＥＧポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のタンパク質への共有結合によって化学修飾され得る。タンパク質のＰＥＧ修飾は、水中のタンパク質の溶解を促進することができ、及び／又はタンパク質とポリウレタンの硬質相とによる混和性を促進することができる。タンパク質のＰＥＧ修飾は、親水性ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖をタンパク質に共有結合させる方法を用いて達成することができる。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質の量は、部分範囲を含む、約１０重量％～約５０重量％のタンパク質の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質の量は、約１０重量％～約５０重量％、約１５重量％～約５０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２５重量％～約５０重量％、約３０重量％～約５０重量％、約３５重量％～約５０重量％、約４０重量％～約５０重量％、約４５重量％～約５０重量％、約１０重量％～約４５重量％、約１０重量％～約４０重量％、約１０重量％～約３５重量％、約１０重量％～約３０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２０、若しくは約１０重量％～約１５％、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の範囲である。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質の量は、約２０重量％～約３５重量％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のポリウレタンの量は、部分範囲を含む、約５０重量％～約９０重量％の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のポリウレタンの量は、約５０重量％～約９０重量％、約５５重量％～約９０重量％、約６０重量％～約９０重量％、約６５重量％～約９０重量％、約７０重量％～約９０重量％、約７５重量％～約９０重量％、約８０重量％～約９０重量％、約８５重量％～約９０重量％、約５０重量％～約８５重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約７５重量％、約５０重量％～約７０重量％、約５０重量％～約６５重量％、約５０重量％～約６０重量％、若しくは約５０重量％～約５５重量％、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のポリウレタンの量は、約６５重量％～約８０重量％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、上記の重量パーセント値及び範囲は、タンパク質ポリウレタンアロイ又はタンパク質ポリウレタンアロイ層の総重量に基づくことができる。いくつかの実施形態では、上記の重量パーセント値及び範囲は、タンパク質ポリウレタンアロイ又はタンパク質ポリウレタンアロイ層における唯一のタンパク質及びポリウレタンの総重量に基づくことができる。特に明記しない限り、ポリウレタン及びタンパク質の重量パーセント値又は範囲は、タンパク質ポリウレタンアロイ又はタンパク質ポリウレタンアロイ層における唯一のタンパク質及びポリウレタンの総重量に基づく。
いくつかの実施形態では、タンパク質の量＋タンパク質ポリウレタンアロイ中のポリウレタンの量の合計は、約８０重量％以上であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質の量＋ポリウレタンの量の合計は、約８０重量％～１００重量％、約８２重量％～１００重量％、約８４重量％～１００重量％、約８６重量％～１００重量％、約８８重量％～１００重量％、約９０重量％～１００重量％、約９２重量％～１００重量％、約９４重量％～１００重量％、約９６重量％～１００重量％、又は約９８重量％～１００重量％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、材料の総重量パーセントの一部を構成する水を含み得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中の水の量は、部分範囲を含む、約１重量％～約１０重量％の範囲であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ中の水の量は、約１重量％～約１０重量％、約２重量％～約１０重量％、約３重量％～約１０重量％、約４重量％～約１０重量％、約５重量％～約１０重量％、約６重量％～約１０重量％、約７重量％～約１０重量％、約８重量％～約１０重量％、約１重量％～約９重量％、約１重量％～約８重量％、約１重量％～約７重量％、約１重量％～約６重量％、約１重量％～約５重量％、約１重量％～約４重量％、若しくは約１重量％～約３重量％、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の範囲であり得る。
本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイは、（ｉ）非アロイ化ポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも高い第２の動的機械分析（ＤＭＡ）弾性率遷移開始温度、（ｉｉ）非アロイ化ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度と実質的に同じ第１の動的機械分析（ＤＭＡ）弾性率遷移開始温度、（ｉｉｉ）非アロイ化ポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピークの温度と実質的に同じ温度のＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク、（ｉｖ）非アロイ化ポリウレタンのヤング率よりも高いヤング率、（ｖ）非アロイ化ポリウレタンの引張り強度よりも高い引張り強度、又は（ｖｉ）非アロイ化ポリウレタンのＭＶＴＲよりも高い水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）のうち１つ以上を有し得る。
図１～図１５は、いくつかの実施形態による、異なるポリウレタン中に様々な量の異なるタンパク質を溶解してポリウレタンアロイを形成することの効果を示す。表３～表６は、いくつかの実施形態による様々なタンパク質ポリウレタンアロイの熱的及び機械的特性、並びに様々なポリウレタンの熱的及び機械的特性を列挙する。試験した試料は、列挙されたタンパク質を、列挙されたポリウレタンの水性分散液とブレンドし、混合物を平坦なフィルムとして成形し、４５℃で一晩（１６～２４時間）オーブン中にて乾燥させ、試験前に２４時間、標準的な基準雰囲気（２３℃、５０％湿度）で調整することによって調製した。図面及び表３～６の重量パーセント値は、試料を作製するために使用されるブレンドに添加された固体の相対重量パーセントである。例えば、０．８２５グラムのゼラチン及び５．５ｇのＬ３３６０（３５重量％の固形分）をブレンドして、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＬ３３６０を有する実施例第９番の試料を作製した。図面及び表３～６の重量パーセント値は、乾燥試料の総重量に基づいて、実施例第１番～第４４番の乾燥試料中のタンパク質及びポリウレタンの重量パーセントに厳密に近似し得る。乾燥試料は、試料の総重量パーセントの小さな部分（例えば、約５％～約１０重量％）を構成する水を含んでいた。
表７は、いくつかの実施形態による、様々なタンパク質ポリウレタンアロイの水蒸気透過率を列挙する。試験した試料は実施例第４５番～第５６番に記載されるように調製した。表７の重量パーセント値は、試料を作製するために使用されるブレンドに添加された固体の相対重量パーセントである。これらの重量パーセント値は、乾燥試料の総重量に基づいて、実施例第４５番～第５６番の乾燥試料中のタンパク質及びポリウレタンの重量パーセントに厳密に近似し得る。乾燥試料は、試料の総重量パーセントの小さな部分（例えば、約５％～約１０重量％）を構成する水を含んでいた。
表３及び表４のＤＭＡ温度を、ＴＡ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＤＭＡ－８５０を用いて測定した。試験のために、金属ダイを用いて試料フィルムから１ｃｍ×２．５ｃｍのストリップを切断した。切断フィルム試料を、試験のためにフィルム及び繊維テンションクランプに装填した。試験中、０．０１ニュートン（Ｎ）の予荷重を切断フィルム試料に適用した。機器を－８０℃まで冷却し、１分間保持し、次いで温度を４℃／分～２００℃まで、又は試料が弱すぎて張力を保持することができなくなるまで上昇させた。温度勾配中、試料を１Ｈｚの周波数にて０．１％の歪みで振動させた。得られた貯蔵弾性率、損失弾性率、及びｔａｎ（δ）値を、各試験について温度でプロットした。特に明記しない限り、本明細書で報告される全てのＤＭＡ試験データは、この試験方法を用いて測定された。表５及び表６の引張り強度値及びヤング率値を、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって提供される方法に従って測定した。引張り強度値及びヤング率値は、試験された少なくとも３つの試料標本の平均である。
図１に示すＤＭＡグラフは、１００％のＬ３３６０（実施例１）の測定貯蔵弾性率（Ｅ’）、並びに様々な重量パーセント、すなわち５重量％、１０重量％、１５重量％、２０％、及び３０重量％（実施例第９番及び実施例第２５番～実施例第２８番）でＬ３３６０内に溶解したゼラチンを示す。このグラフは、ゼラチンをＬ３３６０とブレンドすることが、１００％のＬ３３６０の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するアロイを作製することができるということを示している。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、ゼラチンを含む硬質相及びポリウレタンの硬質セグメントがより高いゼラチン含有量で連続的になるため、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の増加はこの試験でより明らかになるものと考えられる。この傾向はゼラチンがＬ３３６０の硬質相と混和性であることを示す。
ゼラチンと硬質相Ｌ３３６０とのこの混和性は、実施例第１番及び実施例第９番及び第２５番～第２８番の２つの異なる機械的特性を比較する、図２及び図３の機械的特性グラフ中に更に例示される。図２に示すように、試験したタンパク質ポリウレタンアロイの最大引張り応力（「引張り強度」）は、１００％のＬ３３６０の最大引張り応力よりも大きい。最大引張り応力のこの増加は、１０重量％以上のゼラチン重量パーセントで特に有意である。図３に示すように、試験したタンパク質ポリウレタンアロイのヤング率は、１００％のＬ３３６０のヤング率よりも大きい。ヤング率のこの増加は、１５重量％以上のゼラチン重量パーセントで特に有意である。
図４に示すＤＭＡグラフは、１００％のＬ３３６０（実施例１）の測定貯蔵弾性率（Ｅ’）、並びに様々な重量パーセント、すなわち１０重量％、２０％、及び３０重量％（実施例第２１番、第３０番、及び第３１番）でＬ３３６０内に溶解したＳＰＩを示す。このサーモグラムは、ＳＰＩをＬ３３６０とブレンドすることが、１００％のＬ３３６０の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するタンパク質ポリウレタンアロイを作製することができるということを示している。より多くのＳＰＩが添加されると、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の上昇が増加する。この傾向はＳＰＩがＬ３３６０の硬質相と混和性であることを示す。
ＳＰＩと硬質相Ｌ３３６０とのこの混和性は、実施例第１番及び実施例第２１番、第３０番、及び第３１番の２つの異なる機械的特性を比較する、図５及び図６の機械的特性グラフ中に更に例示される。図５に示すように、試験したタンパク質ポリウレタンアロイの最大引張り応力（「引張り強度」）は、１００％のＬ３３６０の最大引張り応力よりも大きい。最大引張り応力のこの増加は、１０重量％以上のＳＰＩ重量パーセントで特に有意である。図６に示すように、試験したタンパク質ポリウレタンアロイのヤング率は、１００％のＬ３３６０のヤング率よりも大きい。ヤング率のこの増加は、１５重量％以上のＳＰＩ重量パーセントで特に有意である。
図７に示すＤＭＡグラフは、１００％のＬ３３６０（実施例１）の測定貯蔵弾性率（Ｅ’）、及び３０重量％（実施例第９番及び第１７番～第２３番）でＬ３３６０内に溶解した様々なタンパク質を示す。このグラフは、ゼラチン、ＳＰＩ、及び他のタンパク質をＬ３３６０とブレンドして、１００％のＬ３３６０の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するタンパク質ポリウレタンアロイを作製することができるということを示している。ホエイを除く全てのタンパク質は、１００％のＬ３３６０の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するタンパク質ポリウレタンアロイを生成した。ホエイは、１００％のＬ３３６０に対するタンパク質ポリウレタンアロイの機械的特性を改善する能力に起因して、Ｌ３３６０の硬質相と混和性であるものと考えられている。しかし、ＤＳＣによって決定されるように、ホエイが低い変性温度を有するため、ホエイは第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を増加させなかったと考えられている。
更に、図７のグラフは、Ｌ３３６０内に様々なタンパク質を溶解しても、軟質相のＤＭＡ遷移温度が１００％のＬ３３６０の軟質相のＤＭＡ遷移温度と有意に異なるタンパク質ポリウレタンアロイは得られなかったことを示す。表４に示すように、実施例第９番及び第１７番～第２３番の全てのデルタ第１弾性率遷移開始は１０℃未満であった。これに関連して、実施例第９番及び第１７番～第２３番の全てのデルタＴａｎ（δ）ピーク温度は１０℃未満であった。これらの結果は、タンパク質がＬ３３６０の軟質相と混和しなかったことを示す。
タンパク質と硬質相Ｌ３３６０とのこの選択的混和性は、図８Ａ及び図８Ｂのグラフにプロットされた機械的特性試験結果において更に例示され、表５及び表６に報告されている。図８Ａ及び図８Ｂのグラフは、実施例第１番及び実施例第９番及び第１７番～第２３番の引張り強度とヤング率とを比較する。引張り強度の増加及び／又はヤング率の増加は、タンパク質がＬ３３６０の硬質相と混和性であることを示し得る。表５及び表６は、材料の引張り強度及びヤング率を報告する。
軟質相及び硬質相の両方を有するポリウレタンの硬質相とタンパク質の選択的混和性を更に説明するために、ゼラチンを様々な例示的なポリウレタンとブレンドした。図９～図１５は、これらの例示的なブレンドのＤＭＡサーモグラム、並びにゼラチンの非存在下におけるポリウレタンのサーモグラムを示す。図９は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＬ３３６０（実施例第９番）及び１００％のＬ３３６０（実施例１）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１０は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＨＤ－２００１（実施例第１５番）及び１００％のＨＤ－２００１（実施例第７番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１１は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＳａｎｃｕｒｅ（実施例第１４番）及び１００％のＳａｎｃｕｒｅ（実施例第６番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１２は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＩｍｐｒａｎｉｌ ＤＬＳ（実施例第１２番）及び１００％のＩｍｐｒａｎｉｌ ＤＬＳ（実施例第５番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１３は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＵＤ－１０８（実施例第１０番）及び１００％のＵＤ－１０８（実施例第２番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１４は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＵＤ－３０３（実施例第１３番）及び１００％のＵＤ－３０３（実施例第４番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。図１５は、３０重量％のゼラチン及び７０重量％のＵＤ－２５０（実施例第１１番）及び１００％のＵＤ－２５０（実施例第３番）で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。
図２２は、３０重量％の大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）、並びに７０重量％のＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９及び１００％のＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９ポリウレタン試料で作製されたタンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡデータを比較する。０．４４ｍｍの平均厚さを有する図２２の３０重量％の大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）及び７０重量％のＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９アロイの３つの試料は、６５．８０ＭＰａの平均ヤング率を有していた。０．７ｍｍの平均厚さを有する図２２の１００％ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９ポリウレタンの３つの試料は、１０．１３ＭＰａの平均ヤング率を有していた。図２２に示すＤＭＡデータ及びタンパク質ポリウレタンアロイのこの機械的試験の結果は、ＳＰＩとＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９の硬質相との選択的混和性を示す。
表３及び表４は、様々な例示的なポリウレタン、及び３０重量％のゼラチンとブレンドされたそれらの同じポリウレタンのＤＭＡデータを報告する。表５及び表６は、様々な例示的なポリウレタン、及び３０重量％のゼラチンとブレンドされたそれらの同じポリウレタンの引張り強度及びヤング率データを報告する。結果は、試験したポリウレタンの硬質相で試験したタンパク質の選択的混和性を示す。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するポリウレタンを含み得る。同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約５℃～約１００℃の範囲にわたり高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度のこの相対的な増加は、「第２デルタ弾性率遷移開始」と称することができる。いくつかの実施形態では、第２デルタ弾性率遷移開始は、約５℃以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ第２の弾性率遷移開始は、約５℃～約１００℃、約５℃～約９５℃、約５℃～約９０℃、約５℃～約８５℃、約５℃～約８０℃、約５℃～約７５℃、約５℃～約７０℃、約５℃～約６５℃、約５℃～約６０℃、約５℃～約５５℃、約５℃～約５０℃、約５℃～約４５℃、約５℃～約４０℃、約５℃～約３５℃、約５℃～約３０℃、約５℃～約２５℃、約５℃～約２０℃、約５℃～約１５℃、約５℃～約１０℃、約１０℃～約１００℃、約１５℃～約１００℃、約２０℃～約１００℃、約２５℃～約１００℃、約３０℃～約１００℃、約３５℃～約１００℃、約４０℃～約１００℃、約４５℃～約１００℃、約５０℃～約１００℃、約５５℃～約１００、約６０℃～約１００℃、約６５℃～約１００℃、約７０℃～約１００℃、約７５℃～約１００℃、約８０℃～約１００℃、約８５℃～約１００℃、約９０℃～約１００℃、若しくは約９５℃～約１００℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、第２デルタ弾性率遷移開始は、約５℃～約８０℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、第２デルタ弾性率遷移開始は、約２０℃～約８０℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、第２デルタ弾性率遷移開始は、約４０℃～約８０℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、第２デルタ弾性率遷移開始は、約１００℃超であり得る。例えば、第２デルタ弾性率遷移開始は、約１００℃～約１５０℃の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するポリウレタンを含み得る。同じ大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下においてポリウレタンの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約１５℃～約１００℃の範囲にわたり高い第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイの第２デルタ弾性率遷移開始は、約１５℃以上であり得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタ第２の弾性率遷移開始は、約１５℃～約１００℃、約１５℃～約９５℃、約１５℃～約９０℃、約１５℃～約８５℃、約１５℃～約８０℃、約１５℃～約７５℃、約１５℃～約７０℃、約１５℃～約６５℃、約１５℃～約６０℃、約１５℃～約５５℃、約１５℃～約５０℃、約１５℃～約４５℃、約１５℃～約４０℃、約１５℃～約３５℃、約１５℃～約３０℃、約１５℃～約２５℃、約１５℃～約２０℃、約２０℃～約１００℃、約２５℃～約１００℃、約３０℃～約１００℃、約３５℃～約１００℃、約４０℃～約１００℃、約４５℃～約１００℃、約５０℃～約１００℃、約５５℃～約１００、約６０℃～約１００℃、約６５℃～約１００℃、約７０℃～約１００℃、約７５℃～約１００℃、約８０℃～約１００℃、約８５℃～約１００℃、約９０℃～約１００℃、若しくは約９５℃～約１００℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む、約１００℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約１００℃～約２００℃、約１００℃～約１９５℃、約１００℃～約１９０℃、約１００℃～約１８５℃、約１００℃～約１８０℃、約１００℃～約１７５℃、約１００℃～約１７０℃、約１００℃～約１６５℃、約１００℃～約１６０℃、約１００℃～約１５５℃、約１００℃～約１５０℃、約１００℃～約１４５℃、約１００℃～約１４０℃、約１００℃～約１３５℃、約１００℃～約１３０℃、約１００℃～約１２５℃、ｏｒ約１００～約１２０℃、約１０５℃～約２００℃、約１１０℃～約２００℃、約１１５℃～約２００℃、約１２０℃～約２００℃、約１２５℃～約２００℃、約１３０℃～約２００℃、約１３５℃～約２００℃、約１４０℃～約２００℃、約１４５℃～約２００℃、約１５０℃～約２００℃、約１５５℃～約２００℃、約１６０℃～約２００℃、約１６５℃～約２００℃、約１７０℃～約２００℃、約１７５℃～約２００℃、若しくは約１８０℃～約２００℃の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約１２０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約１６５℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約１３０℃～約２００℃、約１３０℃～約１９５℃、約１３０℃～約１９０℃、約１３０℃～約１８５℃、約１３０℃～約１８０℃、約１３０℃～約１７５℃、約１３０℃～約１７０℃、約１３０℃～約１６５℃、約１３０℃～約１６０℃、約１３０℃～約１５５℃、約１３０℃～約１５０℃、約１３０℃～約１４５℃、約１３０℃～約１４０℃、約１３５℃～約２００℃、約１４０℃～約２００℃、約１４５℃～約２００℃、約１５０℃～約２００℃、約１５５℃～約２００℃、約１６０℃～約２００℃、約１６５℃～約２００℃、約１７０℃～約２００℃、約１７５℃～約２００℃、約１８０℃～約２００℃、約１８５℃～約２００℃、若しくは約１９０℃～約２００℃の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、３０℃未満の第１のＤＭＡ弾性率遷移温度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む、約－６５℃～約３０℃の範囲にわたる第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は、約－６５℃～約３０℃、約－６５℃～約２５℃、約－６５℃～約２０℃、約－６５℃～約１５℃、約－６５℃～約１０℃、約－６５℃～約５℃、約－６５℃～約１℃、約－６５℃～０℃、約－６５℃～約１℃、約－６５℃～約－５℃、約－６５℃～約－１０℃、約－６５℃～約－１５℃、約－６５℃～約－２０℃、約－６５℃～約－２５℃、約－６５℃～約－３０℃、約－６５℃～約－３５℃、約－６５℃～約－３５℃、約－６５℃～約－４０℃、若しくは約－６５℃～約－４５℃の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有するポリウレタンを含み得る。その同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において、ポリウレタンの第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度＋／－Ｘ℃である第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し得る。第１のＤＭＡ弾性率遷移開始温度のこの相対的な増加又は減少は、「第１デルタ弾性率遷移開始」と称することができる。いくつかの実施形態では、Ｘは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、３０℃未満のＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む、約－６０℃～約３０℃の範囲にわたるＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイのＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度は、約－６０℃～約３０℃、約－６０℃～約２５℃、約－６０℃～約２０℃、約－６０℃～約１５℃、約－６０℃～約１０℃、約－６０℃～約５℃、約－６０℃～約１℃、約－６０℃～０℃、約－６０℃～約１℃、約－６０℃～約－５℃、約－６０℃～約－１０℃、約－６０℃～約－１５℃、約－６０℃～約－２０℃、約－６０℃～約－２５℃、約－６０℃～約－３０℃、約－６０℃～約－３５℃、若しくは約－６０℃～約－４０℃の範囲、又はこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を有するポリウレタンを含み得る。それと同じように、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてポリウレタンの軟質相に対応するＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度＋／－Ｙ℃であるＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度を有し得る。ＤＭＡ ｔａｎ（δ）ピーク温度のこの相対的な増加又は減少は、「デルタＴａｎ（δ）ピーク温度」と称することができる。いくつかの実施形態では、Ｙは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において引張り強度を有するポリウレタンを含み得る。同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約５％～約５５％大きい引張り強度を有し得る。引張り強度のこの相対的な増加率は、「デルタ引張り強度％」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度％は、５％以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度％は、約５％～約５５％、約１０％～約５５％、約１５％～約５５％、約２０％～約５５％、約２５％～約５５％、約３０％～約５５％、約３５％～約５５％、約４０％～約５５％、約４５％～約５５％、約５０％～約５５％、約５％～約５０％、約５％～約４５％、約５％～約４０％、約５％～約３５％、約５％～約３０％、約５％～約２５％、約５％～約２０％、約５％～約１５％、若しくは約５％～約１０％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度％は、約１５％～約５５％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度％は、約５５％超であり得る。例えば、デルタ引張り強度％は、約５５％～約１０００％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下において引張り強度を有するポリウレタンを含み得る。その同じ大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約１０％～約４５％大きい引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタ引張り強度％は、１０％以上であり得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタ引張り強度％は、約１０％～約４５％、約１５％～約４５％、約２０％～約４５％、約２５％～約４５％、約３０％～約４５％、約３５％～約４５％、約４０％～約４５％、約１０％～約４０％、約１０％～約３５％、約１０％～約３０％、約１０％～約２５％、約１０％～約２０％、若しくは約１０％～約１５％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において引張り強度を有するポリウレタンを含み得る。同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約２ＭＰａ（メガパスカル）～約８ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有し得る。引張り強度のこの相対的な増加は、「デルタ引張り強度」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度は、２ＭＰａ以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度は、は、約２ＭＰａ～約８ＭＰａ、約３ＭＰａ～約８ＭＰａ、約４ＭＰａ～約８ＭＰａ、約５ＭＰａ～約８ＭＰａ、約６ＭＰａ～約ＭＰａ、約７ＭＰａ～約８ＭＰａ、約２ＭＰａ～約７ＭＰａ、約２ＭＰａ～約６ＭＰａ、約２ＭＰａ～約５ＭＰａ、約２ＭＰａ～約４ＭＰａ、若しくは約２ＭＰａ～約３ＭＰａの範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度は、約５ＭＰａ～約８ＭＰａの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、デルタ引張り強度は、約８ＭＰａ超であり得る。例えば、デルタ引張り強度は、約８ＭＰａ～約１５ＭＰａの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下において引張り強度を有するポリウレタンを含み得る。その同じ大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの引張り強度よりも約１．５ＭＰａ～約５．５ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタ引張り強度は、１．５ＭＰａ以上であり得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタ引張り強度は、約１．５ＭＰａ～約５．５ＭＰａ、約２ＭＰａ～約５．５ＭＰａ、約３ＭＰａ～約５．５ＭＰａ、約４ＭＰａ～約５．５ＭＰａ、約１．５ＭＰａ～約５ＭＰａ、約１．５ＭＰａ～約４ＭＰａ、若しくは約１．５ＭＰａ～約３ＭＰａの範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む約７ＭＰａ～約２１ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約７ＭＰａ～約２１ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約２１ＭＰａ、約１５ＭＰａ～約２１ＭＰａ、約７ＭＰａ～約１５ＭＰａ、若しくは約７ＭＰａ～約１０ＭＰａの範囲にわたる引張り強度、又は端点を含む端点としてこれらの値のいずれかを有する範囲内の引張り強度であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約２１ＭＰａを超える引張り強度を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイは、約２１ＭＰａ～約２５ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約１４ＭＰａ～約１９ＭＰａ又は約１６ＭＰａ～約１９ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約２ＭＰａ以上の引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、部分範囲を含む約２ＭＰａ～約３５ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約２ＭＰａ～約３５ＭＰａ、約５ＭＰａ～約３０ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約２５ＭＰａ、若しくは約１５ＭＰａ～約２０ＭＰａの範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内である引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約１０ＭＰａ～約１５ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約１ＭＰａ～約３５ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有するポリウレタンを含み得る。同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンのヤング率よりも約１０％～約６００％の範囲にわたり大きいヤング率を有し得る。ヤング率のこの相対的なパーセント増加は、「デルタヤング率％」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタヤング率％は、約１０％以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率％は、約１０％～約６００％、約２０％～約６００％、約３０％～約６００％、約４０％～約６００％、約５０％～約６００％、約６０％～約６００％、約７０％～約６００％、約８０％～約６００％、約９０％～約６００％、約１００％～約６００％、約２００％～約６００％、約３００％～約６００％、約４００％～約６００％、約５００％～約６００％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率％は、約４０％～約６００％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率％は、約６００％超であり得る。例えば、デルタヤング率％は、約６００％～約２４００％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有するポリウレタンを含み得る。同じ大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンのヤング率よりも約６０％～約５７０％の範囲にわたり大きいヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタヤング率％は、約６０％以上であり得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタヤング率％は、約６０％～約５７０％、約１００％～約５７０％、約２００％～約５７０％、約３００％～約５７０％、約４００％～約５７０％、若しくは約５００％～約５７０％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下においてヤング率を有するポリウレタンを含み得る。同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンのヤング率よりも約１０ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有し得る。ヤング率のこの相対的な増加は、「デルタヤング率」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタヤング率は、１０ＭＰａ超であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率は、約１０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約２５ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約１００ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約１５０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約２００ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約２５０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約３００ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約３００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約２５０ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約２００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約１５０ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約１００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約５０ＭＰａ、若しくは約１０ＭＰａ～約２５ＭＰａの範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率は、約２５ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、デルタヤング率は、約１００ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有するポリウレタンを含み得る。同じ大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、大豆タンパク質の非存在下におけるポリウレタンのヤング率よりも約３５ＭＰａ～約３４０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタヤング率は、３５ＭＰａ超であり得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタヤング率は、約３５ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約１００ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約１５０ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約２００ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約２５０ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約３００ＭＰａ～約３４０ＭＰａ、約３５ＭＰａ～約３００ＭＰａ、約３５ＭＰａ～約２５０ＭＰａ、約３５ＭＰａ～約２００ＭＰａ、約３５ＭＰａ～約１５０ＭＰａ、約３５ＭＰａ～約１００ＭＰａ、若しくは約３５ＭＰａ～約５０ＭＰａの範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む約５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲のヤング率を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約７５ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約１００ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約１５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約２００ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約２５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約３００ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約３５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約４００ＭＰａ～約４５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約３００ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約２５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約２００ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約１５０ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約１００ＭＰａ、若しくは約５０ＭＰａ～約７５ＭＰａの範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内のヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約７５ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲のヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約４５０ＭＰａを超えるヤング率を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイは、約４５０ＭＰａ～約５８０ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有し得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む約９０ＭＰａ～約４００ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約９０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約１００ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約１５０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約２００ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約２５０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約３００ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約３５０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約９０ＭＰａ～約３５０ＭＰａ、約９０ＭＰａ～約３００ＭＰａ、約９０ＭＰａ～約２５０ＭＰａ、約９０ＭＰａ～約２００ＭＰａ、約９０ＭＰａ～約１５０ＭＰａ、若しくは約９０ＭＰａ～約１００ＭＰａの範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内のヤング率を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約１０ＭＰａ以上のヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、部分範囲を含む約１０ＭＰａ～約６００ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、熱可塑性コラーゲンエラストマー複合材料は、約１０ＭＰａ～約６００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約５００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約３００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約２００ＭＰａ、約１０ＭＰａ～約１００ＭＰａ、若しくは約１０ＭＰａ～約５０ＭＰａの範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内のヤング率を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンは、約５０ＭＰａ～約１００ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において水蒸気透過率を有するポリウレタンを含み得る。その同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率よりも約２０％以上大きい水蒸気透過率を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約２０％～約６００％大きい水蒸気透過率を有し得る。水蒸気透過率のこの相対的なパーセント増加は、「デルタＭＶＴＲ％」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタＭＶＴＲ％は、約２０％以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタＭＶＴＲ％は、約２０％～約６００％、約３０％～約６００％、約４０％～約６００％、約５０％～約６００％、約７５％～約６００％、約１００％～約６００％、約１２５％～約６００％、約１５０％～約６００％、約２００％～約６００％、約２０％～約５００％、約２０％～約４００％、約２０％～約３００％、約２０％～約２００％、約２０％～約１５０％、約２０％～約１２５％、若しくは約２０％～約１００％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約２０％以上のデルタＭＶＴＲ％を含み得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタＭＶＴＲ％は、約２０％～約６００％、約３０％～約６００％、約４０％～約６００％、約５０％～約６００％、約７５％～約６００％、約１００％～約６００％、約１２５％～約６００％、約１５０％～約６００％、約２００％～約６００％、約２０％～約５００％、約２０％～約４００％、約２０％～約３００％、約２０％～約２００％、約２０％～約１５０％、約２０％～約１２５％、若しくは約２０％～約１００％の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下において水蒸気透過率を有するポリウレタンを含み得る。その同じタンパク質ポリウレタンアロイは、タンパク質の非存在下におけるポリウレタンの水蒸気透過率よりも約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を含み得る。水蒸気透過率のこの相対的な増加は、「デルタＭＶＴＲ」と称することができる。いくつかの実施形態では、デルタＭＶＴＲは、３０ｇ／ｍ２／２４時間以上であり得る。いくつかの実施形態では、デルタＭＶＴＲは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約４０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約７５ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約１００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約１５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約２００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約４００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約３００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１５０ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ＭＰａ～約７５ｇ／ｍ２／２４時間、若しくは約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５０ｇ／ｍ２／２４時間の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、３０ｇ／ｍ２／２４時間以上のデルタＭＶＴＲを含み得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイのデルタＭＶＴＲは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約４０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約７５ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約１００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約１５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約２００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３００ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約４００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約３００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１５０ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ＭＰａ～約７５ｇ／ｍ２／２４時間、ｏｒ約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５０ｇ／ｍ２／２４時間の範囲、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約６０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約１００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約３００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約４００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約５００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約９００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約８００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約７００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約６００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約４００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約３００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２５０ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２００ｇ／ｍ２／２４時間、若しくは約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の水蒸気透過率を含み得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間以上の水蒸気透過率を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイは、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約７００ｇ／ｍ２／２４時間、又は約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を含み得る。
いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、部分範囲を含む約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約６０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約１００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約３００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約４００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約５００ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約９００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約８００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約７００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約６００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約４００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約３００ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２５０ｇ／ｍ２／２４時間、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約２００ｇ／ｍ２／２４時間、若しくは約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の水蒸気透過率を含み得る。いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間以上の水蒸気透過率を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、大豆タンパク質ポリウレタンアロイは、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間、約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約７００ｇ／ｍ２／２４時間、又は約２５０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を含み得る。
図１７はいくつかの実施形態による層状材料１７００を示す。層状材料１７００は、基材層１７１０に結合したポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０を含む。ポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０は、基材層１７１０の表面に直接結合することができるか、又は中間層、例えば接着層を介して基材層１７１０の表面に結合することができる。直接結合は、例えば、熱結合プロセス又はステッチングを用いて達成することができる。ポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０は、「第１のポリウレタンタンパク質アロイ層」と称することができる。
ポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０は、１つ以上のタンパク質型及び１つ以上のポリウレタンを含み得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０は、１つ以上のポリウレタン内に溶解された１つ以上のタンパク質を含み得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンタンパク質アロイ層１７２０は、透明であり得る。ポリウレタンタンパク質アロイ層の透明度は、ポリウレタンタンパク質アロイ層を染色するか、又は他の方法で着色する前に評価される。
透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、層状材料に固有の特性を提供し得る。例えば、非透明層と比較して、透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、染色された場合に固有の色の濃さを提供することができる。同様に、透明なタンパク質ポリウレタンアロイ層は、材料の審美的特性に著しく影響を与えることなく、その機械的特性を層状材料に提供することができる。
タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、底面１７２２、上面１７２４、及び底面１７２２と上面１７２４との間で測定された厚さ１７２６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７２６は、部分範囲を含む、約２５ミクロン～約４００ミクロン（マイクロメートル、μｍ）の範囲であり得る。例えば、厚さ１７２６は、約２５ミクロン、約５０ミクロン、約１００ミクロン、約１２５ミクロン、約１５０ミクロン、約１７５ミクロン、約２００ミクロン、約２５０ミクロン、約３００ミクロン、約３５０ミクロン、若しくは約４００ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７２６は、約５０ミクロン～約３５０ミクロン、約７５ミクロン～約３００ミクロン、約１００ミクロン～約２５０ミクロン、約１２５ミクロン～約２００ミクロン、又は約１５０ミクロン～約１７５ミクロンの範囲であり得る。
タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、部分範囲を含む約２５ｇ／ｍ２～約１２５ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇｓｍ、ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、約２５ｇ／ｍ２、約５０ｇ／ｍ２、約７５ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２、若しくは約１２５ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、約２５ｇ／ｍ２～約１２５ｇ／ｍ２、約２５ｇ／ｍ２～約１００ｇ／ｍ２、又は約５０ｇ／ｍ２～約１００ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。
特に指定しない限り、層の乾燥重量は、以下の方法を用いて材料を作製するプロセス中に測定される。最初に、問題の層を材料に適用する前に、材料の第１の試料（直径約１０センチメートル）を切断し、重量及び寸法を測定して第１の乾燥重量を計算する。犠牲層が存在する場合、重量及び寸法を測定する前に除去する。次に、問題の層を適用及び乾燥させた後、同じサイズの第２の試料を材料から切断し、重量及び寸法を測定して、第２の乾燥重量を計算する。犠牲層が存在する場合、重量及び寸法を測定する前に除去する。第３に、第１の乾燥重量を第２の乾燥重量から差し引いて、問題の層の乾燥重量を得る。全ての重量及び寸法測定は、同じ湿度レベルで、典型的には材料が作製される製造環境の湿度レベルで実行される。乾燥重量を計算する目的で、３つの別々の乾燥重量試験を行い、平均乾燥重量を層の乾燥重量として報告する。
いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、非発泡層であり得る。「非発泡」層は、５％空隙以下、例えば０％空隙～５％空隙の層の空隙パーセントで測定された密度を有する層を意味する。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、発泡層であり得る。そのような実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、部分範囲を含む約５％の空隙～約７０％の空隙の範囲にわたる層１７２０の空隙パーセントで測定された密度を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、約５％の空隙、約１０％の空隙、約２０％の空隙、約３０％の空隙、約３５％の空隙、約４０％の空隙、約４５％の空隙、約５０％の空隙、約５５％の空隙、約６０％の空隙、約６５％の空隙、若しくは約７０％の空隙、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の空隙を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、約１０％～約６５％、約２０％～約６０％、約３０％～約５５％、約３５％～約５０％、又は約４０％～約４５％の範囲にわたるパーセント空隙を有し得る。
空隙パーセント（「パーセント多孔度」とも称され得る）は、層の断面の画像分析によって、又は比重計を用いて層の試料のバルク密度を測定することによって測定することができる。特に指定しない限り、本明細書で報告される空隙パーセントは、層の断面の画像分析によって測定される。画像は３７倍の倍率でＩｍａｇｅＪソフトウェア（又は同等のソフトウェア）を用いて分析される。ＩｍａｇｅＪソフトウェアは、学習可能なＷｅｋａセグメンテーション分類器を使用して、層内の空隙パーセントを計算する。空隙パーセントを計算する目的で、断面の３～５枚の別個の画像が評価され、平均空隙空間パーセントは層の空隙パーセントとして報告される。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は、１つ以上の発泡剤及び／又は泡安定剤を含み得る。好適な発泡剤及び泡安定剤は、層１７３０及び１７４０について本明細書で論じられるものを含む。
基材層１７１０は、底面１７１２、上面１７１４、及び底面１７１２と上面１７１４との間で測定された厚さ１７１６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７１６は、部分範囲を含む約５０ミクロン～約１０００ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７１６は、約５０ミクロン、約１００ミクロン、約１５０ミクロン、約２００ミクロン、約２５０ミクロン、約３００ミクロン、約３５０ミクロン、約４００ミクロン、約５００ミクロン、約６００ミクロン、約７００ミクロン、約８００ミクロン、約９００ミクロン、若しくは約１０００ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７１６は、約１００ミクロン～約９００ミクロン、約１５０ミクロン～約８００ミクロン、約２００ミクロン～約７００ミクロン、約２５０ミクロン～約６００ミクロン、約３００ミクロン～約５００ミクロン、又は約３５０ミクロン～約４００ミクロンの範囲であり得る。
基材層１７１０は、部分範囲を含む約５０ｇ／ｍ２～約６００ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、基材層１１０は、約５０ｇ／ｍ２、約７５ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２、約１２５ｇ／ｍ２、約１５０ｇ／ｍ２、約１７５ｇ／ｍ２、約２００ｇ／ｍ２、約３００ｇ／ｍ２、約４００ｇ／ｍ２、約５００ｇ／ｍ２、若しくは約６００ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点としてこれらの値のいずれか２つを有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、約７５ｇ／ｍ２～約５００ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２～約４００ｇ／ｍ２、約１２５ｇ／ｍ２～約３００ｇ／ｍ２、約１５０ｇ／ｍ２～約２００ｇ／ｍ２、又は約１７５ｇ／ｍ２～約２００ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。
基材層１７１０は１つ以上のテキスタイル層を含み得る。１つ以上のテキスタイル層は、例えば、織布層、不織布層、ニット層、メッシュ生地層、又はレザー層であり得る。１つ以上のテキスタイル層は、リサイクルされた又は未使用の繊維、フィラメント、又はヤーンから構成され得る。いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、ポリエステルニット層、ポリエステル綿スパンデックス混紡ニット層、又はスエード層であり得るか、又はこれらを含み得る。いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、１つ以上の天然繊維、例えば、綿、リネン、シルク、羊毛、ケナフ、亜麻、カシミヤ、アンゴラ、竹、靱皮、麻、大豆、シーセル、牛乳若しくは牛乳タンパク質、スパイダーシルク、キトサン、菌糸体、細菌セルロースを含むセルロース、又は木材から作製された繊維から作製され得る。菌糸体とは、分岐した糸様菌糸の塊から構成される、真菌又は真菌様細菌コロニーの栄養部分である。真菌は、主に、菌糸の頂点で絶えず伸長している細胞壁から構成される。主にセルロースからなる植物、又はコラーゲンに依存する動物細胞の構造の構成成分とは異なり、真菌の細胞壁の構造オリゴ糖は、主にキチン及びベータグルカンに依存する。キチンとは節足動物の外骨格にも見られる強力で硬い物質である。
いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、１つ以上の合成繊維、例えば、ポリエステル、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、リオセル、ビスコース、抗微生物性ヤーン（Ａ．Ｍ．Ｙ．）、Ｓｏｒｂｔｅｋ、ナイロン、エラストマー、例えば、ＬＹＣＲＡ（登録商標）、スパンデックス、若しくはＥＬＡＳＴＡＮＥ（登録商標）、ポリエステル－ポリウレタンコポリマー、アラミド、炭素繊維及びフラーレンを含む炭素、ガラス、シリコン、鉱物、鉄、鋼、鉛、金、銀、白金、銅、亜鉛及びチタンを含有するものを含む金属若しくは金属合金、又はそれらの混合物から作製される繊維から作製され得る。
いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、ステープル不織布、メルトブローン不織布、スパンレイド不織布、フラッシュスパン不織布、又はこれらの組合せであり得る。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、カーディングによって作製することができ、エアレイドであり得るか、又はウェットレイドであり得る。いくつかの実施形態では、カーディング、エアレイド、又はウェットレイド基材は、例えば、ニードルパンチ、水流絡合、積層、又は熱結合によって結合され得る。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、１つ以上の天然繊維、例えば、綿、リネン、シルク、羊毛、ケナフ、亜麻、カシミヤ、アンゴラ、竹、靱皮、麻、大豆、シーセル、牛乳若しくは牛乳タンパク質、スパイダーシルク、キトサン、菌糸体、細菌セルロースを含むセルロース、又は木材から作製された繊維を含み得る。
いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、ポリマー中に機能性粒子を有するポリマー繊維を含み得る。例示的な機能性粒子としては、ポリマー繊維を作製するための押出プロセス中にポリマー樹脂中に混合されたセラミック粒子が挙げられる。そのようなセラミック粒子は、望ましい熱放散及び耐炎特性を有するポリマー繊維を提供することができる。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、果肉（例えば、ブドウ果肉又はリンゴ果肉）又はパイナップル繊維で作製された繊維を含み得る。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、リサイクル材料、例えば、リサイクルされたプラスチックから作製された繊維を含み得る。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、藻類繊維を含み得る。いくつかの実施形態では、不織布基材層１７１０は、コルク繊維を含み得る。
いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、スペーサ布、例えば、図２１に示されるスペーサ布２１００であり得るか、又はこれを含み得る。スペーサ布２１００は、１つ以上のスペーサヤーン２１３０によって接続された第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０を含む。スペーサヤーン（複数可）２１３０は、第１の布層２１１０と第２の布層２１２０との間に配置され、第１の布層２１１０の内面２１１４と第２の布層２１２０の内面２１２４との間の距離を定義する。第１の布層２１１０の外面２１１２及び第２の布層２１２０の外面２１２２は、それぞれ、基材層１７１０の上面１７１４及び底面１７１２を定義することができる。
第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０は、１つ以上の布材料の層を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０は、ステープル繊維、フィラメント、又はこれらの混合物から作製された１つ以上のテキスタイル層を含み得る。本明細書で使用される場合、「ステープル繊維」とは、約０．２ｍｍ～約５センチメートル（ｃｍ）の短い長さを有する繊維である。ステープル繊維は、天然に存在し得るか、又は切断したフィラメントであり得る。本明細書で使用される場合、「フィラメント」とは、５ｃｍ以上の長さを有する長い繊維である。いくつかの実施形態では、第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０は、織布材料又はニット材料の１つ以上の層を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の布層２１１０の外面２１１２は、織布層又はニット布層によって定義することができる。いくつかの実施形態では、第２の布層２１２０の外面２１２２は、織布層又はニット布層によって定義することができる。
いくつかの実施形態では、第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０は、１つ以上の天然繊維、例えば、綿、リネン、シルク、羊毛、ケナフ、亜麻、カシミヤ、アンゴラ、竹、靱皮、麻、大豆、シーセル、牛乳若しくは牛乳タンパク質、スパイダーシルク、キトサン、菌糸体、細菌セルロースを含むセルロース、又は木材から作製された繊維から作製され得る。いくつかの実施形態では、第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０は、１つ以上の合成繊維、例えば、ポリエステル、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン繊維、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、リオセル、ビスコース、抗微生物性ヤーン（Ａ．Ｍ．Ｙ．）、Ｓｏｒｂｔｅｋ、ナイロン、エラストマー、例えば、ＬＹＣＲＡ（登録商標）、スパンデックス、若しくはＥＬＡＳＴＡＮＥ（登録商標）、ポリエステル－ポリウレタンコポリマー、アラミド、炭素繊維及びフラーレンを含む炭素、ガラス、シリコン、鉱物、鉄、鋼、鉛、金、銀、白金、銅、亜鉛及びチタンを含有するものを含む金属若しくは金属合金、又はそれらの混合物から作製される繊維から作製され得る。スペーサヤーン（複数可）２１３０は、第１の布層２１１０及び第２の布層２１２０について上に列挙された天然又は合成材料のうちいずれかからなるモノフィラメントヤーン（複数可）を含み得る。
いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、着色剤で着色され得る。いくつかの実施形態では、着色剤は、染料、例えば、酸性染料、繊維反応性染料、直接染料、硫化染料、塩基性染料、又は反応性染料であり得る。いくつかの実施形態では、着色剤は、顔料、例えばレーキ顔料であり得る。いくつかの実施形態では、層状材料の所望の審美性に応じて、第１の着色剤を１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層に組み込むことができ、第２の着色剤を基材層１７１０に組み込むことができる。
繊維反応性染料は、アルカリｐＨ及び高温の存在下において、繊維状のセルロース基材中の求核性部位と共有結合を形成することができるペンダント基を含有する、１つ以上の発色団を含む。これらの染料は、高い洗浄堅牢度及び広範囲の輝く色調を達成することができる。例示的な反応性染料には、スルファトエチルスルホン（Ｒｅｍａｚｏｌ）、トリアジン、ビニルスルホン、及びアクリルアミド染料が含まれるが、これらに限定されない。これらの染料は、マイケル付加を介して繊維求核剤と反応することによって、絹、ウール、及びナイロンなどのタンパク質繊維を染色することができる。直接染料は、セルロース繊維又はタンパク質繊維を染色することができるアニオン性染料である。塩化ナトリウム又は硫酸ナトリウムなどの電解質の存在下においては、沸点が近いほど、これらの染料はセルロースに対して親和性を有し得る。例示的な直接染料には、アゾ、スチルベン、フタロシアニン、及びジオキサジンが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の上面１７１４に結合したタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を含み得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の底面１７２２は、基材層１７１０の上面１７１４と直接接触し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の底面１７２２は、接着層（例えば、接着層１７５０）を介して基材層１７１０の上面１７１４と結合し得る。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の底面１７１２に結合したタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を含み得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４は、基材層１７１０の底面１７１２と直接接触し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４は、接着層（例えば、接着層１７５０）を介して基材層１７１０の底面１７１２と結合し得る。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の上面１７１４に結合したタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０と、基材層１７１０の底面１７１２に結合したタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０と、を含み得る。そのような実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の対向する表面上に配置されたタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を含む。
いくつかの実施形態では、例えば図１８に示されるように、層状材料１７００は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０と基材層１７１０との間に配置された第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０を含み得る。そのような実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０に結合される。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の底面１７２２は、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０の上面１７３４と直接接触し得る。
第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、底面１７３２、上面１７３４、及び底面１７３２と上面１７３４との間で測定された厚さ１７３６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７３６は、部分範囲を含む約２５ミクロン～約６００ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７３６は、約２５ミクロン、約５０ミクロン、約１００ミクロン、約１２５ミクロン、約１５０ミクロン、約１７５ミクロン、約２００ミクロン、約２２５ミクロン、約２５０ミクロン、約２７５ミクロン、約３００ミクロン、約４００ミクロン、約５００ミクロン、若しくは約６００ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７３６は、約５０ミクロン～約５００ミクロン、約７５ミクロン～約４００ミクロン、約１００ミクロン～約３００ミクロン、約１２５ミクロン～約２７５ミクロン、約１５０ミクロン～約２５０ミクロン、約１７５ミクロン～約２２５ミクロン、又は約２００ミクロン～約２２５ミクロンの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７３６は、厚さ１７２６よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、厚さ１７３６は、厚さ１７２６未満であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７３６は、厚さ１７２６よりも５ミクロン以上大きくてもよく、又は厚さ１７２６よりも５ミクロン以上小さくてもよい。
第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、部分範囲を含む約３０ｇ／ｍ２～約６００ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、約３０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２、約８０ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２、約１２０ｇ／ｍ２、約１４０ｇ／ｍ２、約１５０ｇ／ｍ２、約２００ｇ／ｍ２、約３００ｇ／ｍ２、約４００ｇ／ｍ２、約５００ｇ／ｍ２、若しくは約６００ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、約４０ｇ／ｍ２～約５００ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２～約４００ｇ／ｍ２、約８０ｇ／ｍ２～約３００ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２～約２００ｇ／ｍ２、約１２０ｇ／ｍ２～約１５０ｇ／ｍ２、又は約１４０ｇ／ｍ２～約１５０ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の重量を有し得、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は第２の重量を有し得、第１の重量は第２の重量未満であり得る。いくつかの実施形態では、第１の重量は、第２の重量よりも５ｇ／ｍ２以上小さくてもよい。
いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、発泡剤を含み得る。いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、発泡安定剤を含み得る。発泡剤又は泡安定剤は、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０のブレンド中に第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０中の空間の形成を促進することができる。好適な泡安定剤としては、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘから入手可能である、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（非イオン性及びアニオン性界面活性剤の安定化ブレンド）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（修飾ＨＥＵＲ（疎水性修飾エチレンオキシドウレタン）増粘剤）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（非イオン性シリコーン分散液）、又はＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（非イオン性及びアニオン性界面活性剤）泡安定剤が挙げられるが、これらに限定されない。使用される場合、泡安定剤は、機械的に作製された発泡体（気泡）を安定化するのに役立つ。機械的に作製された発泡体は、例えば、ロータ及び／又は圧縮空気によって作製され得る。使用される場合、発泡剤は、化学反応によって、及び／又は層内の熱発生を介して、層内に発泡体（気泡）を作製することができる。
いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、（ｉ）層１７３０が１つ以上の発泡剤又は泡安定剤を含むか、かつ／又は（ｉｉ）層１７３０がタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０よりも低い密度を含むかのいずれかであるので、「発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層」と称することができる。
第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、部分範囲を含む約５％の空隙～約７０％の空隙の範囲にわたる層１７３０の空隙パーセントで測定された密度を有し得る。例えば、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、約５％の空隙、約１０％の空隙、約２０％の空隙、約３０％の空隙、約３５％の空隙、約４０％の空隙、約４５％の空隙、約５０％の空隙、約５５％の空隙、約６０％の空隙、約６５％の空隙、若しくは約７０％の空隙、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の空隙を有し得る。いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、約１０％～約６５％、約２０％～約６０％、約３０％～約５５％、約３５％～約５０％、又は約４０％～約４５％の範囲にわたるパーセント空隙を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の密度を有し得、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は第２の密度を有し得、第１の密度は第２の密度よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、第１の密度は、５％以上の空隙で第２の密度よりも大きくてもよい。
異なる重量及び／又は密度を有する複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層の層化を使用して、層状材料の材料特性を調節することができる。例えば、より小さな重量及び／又は密度を有する層を使用して、層状材料の軟化性及び／又は柔軟性を高めることができる。一方で、大きな重量及び／又は密度を有する層は、層状材料の強度を高めることができる。加えて、比較的小さな重量及び／又は密度を有する１つ以上の層を用いることで、切断、ステッチング、及び／又は形成プロセス工程（例えば、スカイビング（skyving））を層状材料上で実行することができる容易さを高めることができる。複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層の層化により、材料設計での自由度が増す。
いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、発泡剤、発泡安定剤、又は１つ以上の着色剤などの存在し得る任意の他の構成成分に加えて、更に含み得る。第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０の着色剤の種類及び含有量は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０について本明細書に記載の種類及び量のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は、着色剤を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。
いくつかの実施形態では、例えば図１８に示されるように、層状材料１７００は、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０と基材層１７１０との間に配置された第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０を含み得る。そのような実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０に結合される。いくつかの実施形態では、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０の底面１７３２は、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０の上面１７４４と直接接触し得る。
第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、底面１７４２、上面１７４４、及び底面１７４２と上面１７４４との間で測定された厚さ１７４６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、部分範囲を含む約２５ミクロン～約６００ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７４６は、約２５ミクロン、約５０ミクロン、約１００ミクロン、約１２５ミクロン、約１５０ミクロン、約１７５ミクロン、約２００ミクロン、約２２５ミクロン、約２５０ミクロン、約２７５ミクロン、約３００ミクロン、約４００ミクロン、約５００ミクロン、若しくは約６００ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、約５０ミクロン～約５００ミクロン、約７５ミクロン～約４００ミクロン、約１００ミクロン～約３００ミクロン、約１２５ミクロン～約２７５ミクロン、約１５０ミクロン～約２５０ミクロン、約１７５ミクロン～約２２５ミクロン、又は約１７５ミクロン～約２００ミクロンの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７２６より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７２６未満であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７２６よりも５ミクロン以上大きくてもよく、又は厚さ１７２６よりも５ミクロン以上小さくてもよい。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７３６と同じであり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７３６よりも大きいか、又は厚さ１７３６未満であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７４６は、厚さ１７３６よりも５ミクロン以上大きくてもよく、又は厚さ１７３６よりも５ミクロン以上小さくてもよい。
第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、部分範囲を含む約３０ｇ／ｍ２～約６００ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、約３０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２、約８０ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２、約１２０ｇ／ｍ２、約１４０ｇ／ｍ２、約１５０ｇ／ｍ２、約２００ｇ／ｍ２、約３００ｇ／ｍ２、約４００ｇ／ｍ２、約５００ｇ／ｍ２、若しくは約６００ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、約４０ｇ／ｍ２～約５００ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２～約４００ｇ／ｍ２、約８０ｇ／ｍ２～約３００ｇ／ｍ２、約１００ｇ／ｍ２～約２００ｇ／ｍ２、約１２０ｇ／ｍ２～約１５０ｇ／ｍ２、又は約１２０ｇ／ｍ２～約１４０ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の重量を有し得、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は第３の重量を有し得、第１の重量は第３の重量未満であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の重量を有し得、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は第２の重量を有し得、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は第３の重量を有し得、第１の重量は、第２の重量及び第３の重量未満であり得る。いくつかの実施形態では、第１の重量は、第２の重量及び／又は第３の重量よりも５ｇ／ｍ２以上小さくてもよい。
いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、発泡剤を含み得る。いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、発泡安定剤を含み得る。発泡剤及び／又は泡安定剤は、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０のブレンド中に第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０中の空間の形成を促進することができる。好適な発泡剤としては、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘから入手可能である、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（非イオン性及びアニオン性界面活性剤の安定化ブレンド）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（修飾ＨＥＵＲ（疎水性修飾エチレンオキシドウレタン）増粘剤）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（非イオン性シリコーン分散液）、又はＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（非イオン性及びアニオン性界面活性剤）泡安定剤が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、（ｉ）層１７４０が１つ以上の発泡剤又は泡安定剤を含むか、かつ／又は（ｉｉ）層１７４０がタンパク質ポリウレタンアロイ層１２０よりも低い密度を含むかのいずれかであるので、「発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層」と称することができる。
第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、部分範囲を含む約５％の空隙～約７０％の空隙の範囲にわたる層１７４０の空隙パーセントで測定された密度を有し得る。例えば、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、約５％の空隙、約１０％の空隙、約２０％の空隙、約３０％の空隙、約３５％の空隙、約４０％の空隙、約４５％の空隙、約５０％の空隙、約５５％の空隙、約６０％の空隙、約６５％の空隙、若しくは約７０％の空隙、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の空隙を有し得る。いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、約１０％～約６５％、約２０％～約６０％、約３０％～約５５％、約３５％～約５０％、又は約４０％～約４５％の範囲にわたるパーセント空隙を有し得る。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の密度を有し得、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は第３の密度を有し得、第１の密度は第３の密度よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０は第１の密度を有し得、第２のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０は第２の密度を有し得、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は第３の密度を有し得、第１の密度は第２の密度及び第３の密度よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、第１の密度は、５％以上の空隙で第２の密度及び／又は第３の密度よりも大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、同じタンパク質及びポリウレタンを有する複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層を含み得る。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層を含み得、異なる層は、異なるタンパク質及び／又は異なるポリウレタンを有し得る。
いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、発泡剤、発泡安定剤、１つ以上の着色剤などの存在し得る任意の他の構成成分に加えて、更に含み得る。第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０の着色剤の種類及び含有量は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０について本明細書に記載の種類及び量のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、第３のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０は、着色剤を含まないか、又は実質的に含まなくてもよい。
いくつかの実施形態では、例えば図１８に示されるように、層状材料１７００は、ベースコート層１７６０を含み得る。ベースコート層１７６０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４上に配置することができる。ベースコート層１７６０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０に直接的又は間接的に結合し得る。いくつかの実施形態では、ベースコート層１７６０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４上に配置することができる。いくつかの実施形態では、ベースコート層１７６０の底面１７６２は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４と直接接触し得る。
ベースコート層１７６０は、底面１７６２、上面１７６４、及び底面１７６２と上面１７６４との間で測定された厚さ１７６６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７６６は、部分範囲を含む約２０ミクロン～約２００ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７６６は、約２０ミクロン、約３０ミクロン、約４０ミクロン、約５０ミクロン、約６０ミクロン、約７０ミクロン、約８０ミクロン、約９０ミクロン、約１００ミクロン、約１５０ミクロン、若しくは約２００ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７６６は、約３０ミクロン～約１５０ミクロン、約４０ミクロン～約１００ミクロン、約５０ミクロン～約９０ミクロン、約６０ミクロン～約８０ミクロン、又は約６０ミクロン～約７０ミクロンの範囲であり得る。
ベースコート層１７６０を含む実施形態では、ベースコート層１７６０は、層状材料１７００の以下の特性：（ｉ）耐磨耗性、色堅牢度、又は加水分解耐性のうち１つ以上を提供することができる。ベースコート層１７６０はまた、トップコート層を含む実施形態において、トップコート層に層状材料１７００を接着するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、ベースコート層１７６０は、１つ以上のポリマー材料を含み得る。ベースコート層１７６０に好適な材料としては、ポリエーテルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、アクリルポリマー、及びイソシアネート又はカルボジイミドなどの架橋剤が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、複数のベースコート層１７６０を含み得る。いくつかの実施形態では、ベースコート層１７６０は、層状材料１７００に存在しなくてもよい。
ベースコート層１７６０は、部分範囲を含む約２０ｇ／ｍ２～約１００ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、ベースコート層１７６０は、約２０ｇ／ｍ２、約３０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２、約５０ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２、約７０ｇ／ｍ２、約８０ｇ／ｍ２、約９０ｇ／ｍ２、若しくは約１００ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、ベースコート層１７６０は、約３０ｇ／ｍ２～約９０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２～約８０ｇ／ｍ２、又は約５０ｇ／ｍ２～約７０ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。
いくつかの実施形態では、例えば図１８に示されるように、層状材料１７００は、トップコート層１７７０を含み得る。トップコート層１７７０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４上に配置することができる。トップコート層１７７０は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０に直接的又は間接的に結合し得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０の底面１７７２は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４と直接接触し得る。ベースコート層１７６０を含む実施形態では、トップコート層１７７０は、ベースコート層１７６０の上面１７６４上に配置され得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、ベースコート層１７６０の上面１７６４上に配置され得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０の底面１７７２は、ベースコート層１７６０の上面１７６４と直接接触し得る。
トップコート層１７７０は、底面１７７２、上面１７７４、及び底面１７７２と上面１７７４との間で測定された厚さ１７７６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７７６は、部分範囲を含む約１０ミクロン～約８０ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７７６は、約１０ミクロン、約２０ミクロン、約３０ミクロン、約４０ミクロン、約５０ミクロン、約６０ミクロン、約７０ミクロン、若しくは約８０ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７７６は、約２０ミクロン～約７０ミクロン、約３０ミクロン～約６０ミクロン、又は約３０ミクロン～約５０ミクロンの範囲であり得る。
トップコート層１７７０を含む実施形態では、トップコート層１７７０は、層状材料１７００の以下の特性：表面感触、耐染色性、耐炎性、光沢レベル、又は色の外観のうち１つ以上を提供することができる。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、１つ以上のポリマー材料を含み得る。トップコート層１７７０に好適な材料としては、ポリウレタン、アクリル、シリコーン系感触剤、艶消し剤、及び光沢剤が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、複数のトップコート層１７７０を含み得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、層状材料１７００に存在しなくてもよい。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、透明又は半透明であり得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、外観に影響を及ぼすために、１つ以上の染料、１つ以上の顔料、及び／又は１つ以上の反射剤を含み得る。
トップコート層１７７０は、部分範囲を含む約１０ｇ／ｍ２～約８０ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、トップコート層１７７０は、約１０ｇ／ｍ２、約２０ｇ／ｍ２、約３０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２、約５０ｇ／ｍ２、約６０ｇ／ｍ２、約７０ｇ／ｍ２、若しくは約８０ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、トップコート層１７７０は、約２０ｇ／ｍ２～約７０ｇ／ｍ２、約３０ｇ／ｍ２～約６０ｇ／ｍ２、又は約３０ｇ／ｍ２～約５０ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。
一緒に、タンパク質ポリウレタンアロイ層（複数可）１７２０、１７３０、１７４０、ベースコート層（複数可）１７６０、及び／又はトップコート層（複数可）１７７０は、層状材料１７００の層状集合体１７８０を定義することができる。層状集合体１７８０は本明細書に記載の任意の数のタンパク質ポリウレタンアロイ層を含み得る。例えば、層状集合体１７８０は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０個のタンパク質ポリウレタンアロイ層を含み得る。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の底面１７１２に結合した層状集合体１７８０を含み得る。基材層１７１０の底面１７１２に結合した層状集合体１７８０は、基材層１７１０の上面１７１４に結合した層状集合体１７８０について本明細書に記載の層及び材料のいずれかを含み得る。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の上面１７１４に結合した層状集合体１７８０と、基材層１７１０の底面１７１２に結合した層状集合体１７８０と、を含み得る。そのような実施形態では、層状材料１７００は、基材層１７１０の対向する表面１７１２及び１７１４の上に配置された層状集合体１７８０を含む。
いくつかの実施形態では、層状材料１７００のタンパク質ポリウレタンアロイ層は、接着層１７５０により基材層１７１０の表面に結合している。そのような実施形態では、接着層１７５０は、底面１７５２、上面１７５４、及び底面１７５２と上面１７５４との間で測定された厚さ１７５６を含む。いくつかの実施形態では、厚さ１７５６は、部分範囲を含む約１０ミクロン～約５０ミクロンの範囲であり得る。例えば、厚さ１７５６は、約１０ミクロン、約２０ミクロン、約３０ミクロン、約４０ミクロン、若しくは約５０ミクロン、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、厚さ１７５６は、約２０ミクロン～約４０ミクロンの範囲であり得る。接着層１７５０に好適な接着剤としては、ポリウレタン接着剤、ホットメルト接着剤、エマルジョンポリマー接着剤、乾式ウェブ接着剤、乾式ラミネート接着剤、又は湿式ラミネート接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。Ｃ．Ｌ．Ｈａｕｔｈａｗａｙ＆Ｓｏｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨａｕｔｈａｎｅ ＨＤ－２００１は、接着層１７５０に好適な例示的ラミネート接着剤である。例示的なポリウレタン接着剤としては、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製のＬ－２１８３、Ｌ－２２４５、Ｌ－２２５５、及びＣｏｖｅｓｔｒｏ製のＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＡＨ、ＤＡＡが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な乾式ウェブ接着剤としては、Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ製の９Ｄ８Ｄ２０が挙げられるが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、層状材料１７００は、接着層１７５０を含まなくてもよい。
接着層１７５０は、部分範囲を含む約１０ｇ／ｍ２～約５０ｇ／ｍ２の範囲にわたる、平方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｍ２）で測定された乾燥重量を有し得る。例えば、接着層１７５０は、約１０ｇ／ｍ２、約２０ｇ／ｍ２、約３０ｇ／ｍ２、約４０ｇ／ｍ２、若しくは約５０ｇ／ｍ２の乾燥重量、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の乾燥重量を有し得る。いくつかの実施形態では、接着層１７５０は、約２０ｇ／ｍ２～約４０ｇ／ｍ２の範囲にわたる乾燥重量を有し得る。
層状材料１７００は、１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層、及び本明細書に記載の１つ以上のベースコート及び／又はトップコート層を、基材層１７１０に結合させることによって作製することができる。いくつかの実施形態では、層（複数可）は、続いて、基材層の表面上に積層され得る。層（複数可）は、基材層１７１０の上面１７１４及び／又は底面１７１２のいずれかに結合され得る。いくつかの実施形態では、層（複数可）は、積層後、及び１つ以上の層を基材層１７１０に結合させる前又は後に除去される犠牲層上に積層され得る。層状材料の各タンパク質ポリウレタンアロイ層は、ロール式ナイフコーティング（knife over roll coating）、グラビアコーティング、スロットダイコーティング、多層スロットダイコーティング、又はカーテンコーティングを含むがこれらに限定されない任意の好適なコーティング技術を用いて堆積させることができる。多層スロットダイコーティングは複数の隣接する層の同時コーティングを可能にすることができる。
いくつかの実施形態では、基材層１７１０は、接着層１７５０でコーティングされ得、追加の層（例えば、層１７２０、１７３０、１７４０、１７６０、及び／又は１７７０）は、任意の適切な順序で接着層１７５０上に形成され得る。そのような実施形態では、層は、犠牲層ではなく接着層１７５０上に形成されている状態で、方法１９００について以下に記載されるのと同じ様式で接着層１７５０上に形成され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のブレンド混合物は、例えばコーティング又は注入プロセスを用いて、基材層１７１０の表面に直接適用され得る。そのような実施形態では、ブレンド混合物は、基材層１７１０の少なくとも一部に浸透し得る。適用後、ブレンド混合物を乾燥させて、タンパク質ポリウレタンアロイ層（例えば、層１７２０）を形成することができる。いくつかの実施形態では、乾燥後、タンパク質ポリウレタンアロイ層及び基材層１７１０を加熱（例えば、熱プレス）して、層が一緒に結合するのを助けることができる。乾燥前若しくは乾燥後、並びに／又はタンパク質ポリウレタンアロイ層及び基材層１７１０を結合させる前若しくは後に、他の層（例えば、層１７３０、１７４０、１７６０、及び／又は１７７０）を、任意の適切な順序でタンパク質ポリウレタンアロイ層上に適用することができる。そのような実施形態では、他の層は、方法１９００について以下に記載されるのと同じ様式でタンパク質ポリウレタンアロイ層上に形成され得、この層は、犠牲層ではなくタンパク質ポリウレタンアロイ層上に形成される。
いくつかの実施形態では、製造中、層状材料の層間に装飾層を適用することができる。例えば、ロゴ、美術的パターン、図面、又は記号を、第１の層上に別の層を配置する前に、第１の層に適用することができる。装飾層は、例えば、スクリーン印刷、デジタル印刷、又は転写印刷を用いて適用することができる。
いくつかの実施形態では、層状材料の層を犠牲層上に形成し、形成後に基材層に結合させることができる。図１９は、いくつかの実施形態による、層状材料１７００を作製するための方法１９００を示す。図２０Ａ～図２０Ｆは方法１９００の工程を示す。特に明記しない限り、方法１９００の工程は、本明細書に記載される順序で実行される必要はない。加えて、特に指定しない限り、方法１９００の工程は順次実行される必要はない。工程は同時に実行することができる。一例として、方法１９００は、各個々のタンパク質ポリウレタンアロイ層の堆積後の溶媒除去工程を含む必要はない。むしろ、複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層からの溶媒（例えば、水）は、単一の工程で除去することができる。方法１９００は、基材層１７１０の片側又は両側に層を結合させるために使用することができる。
工程１９０２では、例えば図２０Ａに示されるように、トップコート層１７７０を犠牲層２０００の上面２００２の上に配置することができる。トップコート層１７７０は、任意の好適なコーティング技術、例えば、逆転写紙でのロール式ナイフ、スプレー、又はローラコーティングを用いて、犠牲層２０００の上に配置することができる。犠牲層２０００とは、層状材料１７００の層を定義しない材料の層である。むしろ、犠牲層２０００は層状材料１７００の製造中に除去される。犠牲層２０００は、機械的に、例えば犠牲層２０００を剥離することによって、又は化学的に、例えば犠牲層２０００を溶解することによって除去することができる。いくつかの実施形態では、犠牲層２０００は、剥離ライナーであり得る。犠牲層２０００に好適な材料としては、粒質剥離紙が挙げられるが、これに限定されない。例示的な粒質剥離紙としては、Ｓａｐｐｉ紙、例えば、Ｍａｔｔｅ Ｆｒｅｅｐｏｒｔ １８９、Ｆｒｅｅｐｏｒｔ １２３、又はＥｘｐｒｅｓｓｏ ９０４から入手可能な剥離紙が挙げられる。いくつかの実施形態では、方法１９００は、工程１９０２を含まない。すなわち工程１９０２は任意選択である。いくつかの実施形態では、工程１９１８で犠牲層２０００を除去した後、トップコート層１７７０を層状材料１７００に適用することができる。いくつかの実施形態では、工程１９２０でタンパク質ポリウレタンアロイ層（複数可）を基材層１７１０に結合させた後、トップコート層１７７０を層状材料１７００に適用することができる。
工程１９０４では、例えば図２０Ｂに示されるように、ベースコート層１７６０は犠牲層２０００上に配置することができる。トップコート層１７７０を含む実施形態では、ベースコート層１７６０はトップコート層１７７０上に配置することができる。ベースコート層１７６０は、任意の好適なコーティング技術、例えば、逆転写紙でのロール式ナイフ、スプレー、又はローラコーティングを用いて、犠牲層２０００の上に配置することができる。いくつかの実施形態では、方法１９００は、工程１９０４を含まない。工程１９０４は任意選択である。いくつかの実施形態では、工程１９１８で犠牲層２０００を除去した後、ベースコート層１７６０を層状材料１７００に適用することができる。いくつかの実施形態では、工程１９２０でタンパク質ポリウレタンアロイ層（複数可）を基材層１７１０に結合させた後、ベースコート層１７６０を層状材料１７００に適用することができる。
工程１９０６では、水溶液中に分散又は溶解した１つ以上のポリウレタンを１つ以上のタンパク質とブレンドして、水溶液中にブレンド混合物を形成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンは、タンパク質（複数可）とブレンドする前に、水溶液中に分散又は溶解することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンは、タンパク質（複数可）とブレンドする間に、水溶液中に分散又は溶解させることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタン及び１つ以上のタンパク質は、均質なブレンドが形成されるまで、好適な容器内でブレンドすることができる。好適なブレンド機器としては、ブレンダ、スタンドミキサ、インラインミキサ、又は高剪断ミキサが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、タンパク質（複数可）は、工程１９０６においてポリウレタンとブレンドする前に、水溶液中に分散又は溶解され得る。好適な水溶液としては、水、アルカリ水溶液、水性酸溶液、有機溶媒を含む水溶液、尿素溶液、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、アンモニア、又は水酸化アンモニウム溶液などの塩基性溶液であり得る。いくつかの実施形態では、酸性水溶液の例は、酢酸又は塩酸（ＨＣｌ）溶液であり得る。好適な有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、及びグリセロールなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、部分範囲を含む約１０ｇ／Ｌ～約３００ｇ／Ｌの範囲であり得る。例えば、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、約１０ｇ／Ｌ、約２０ｇ／Ｌ、約３０ｇ／Ｌ、約４０ｇ／Ｌ、約５０ｇ／Ｌ、約６０ｇ／Ｌ、約７０ｇ／Ｌ、約８０ｇ／Ｌ、約９０ｇ／Ｌ、約１００ｇ／Ｌ、約１５０ｇ／Ｌ、約２００ｇ／Ｌ、約２５０ｇ／Ｌ、若しくは約３００ｇ／Ｌ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、水性タンパク質混合物中のタンパク質濃度は、約１０ｇ／Ｌ～約３００ｇ／Ｌ、約２０ｇ／Ｌ～約２５０ｇ／Ｌ、約３０ｇ／Ｌ～約２００ｇ／Ｌ、約４０ｇ／Ｌ～約１５０ｇ／Ｌ、約５０ｇ／Ｌ～約１００ｇ／Ｌ、約６０ｇ／Ｌ～約９０ｇ／Ｌ、又は約７０ｇ／Ｌ～約８０ｇ／Ｌの範囲であり得る。
タンパク質／ポリウレタンブレンド中のタンパク質の量は、部分範囲を含み、タンパク質及びポリウレタンの重量に基づいて、約５重量％～約６０％の範囲であり得る。例えば、ブレンド中のタンパク質の量は、約５重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、若しくは約６０重量％、又は端点としてこれらの値のいずれか２つ有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンド中のタンパク質の量は、約１０重量％～約５５重量％、約１５重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４５重量％、約２５重量％～約４０重量％、又は約３０重量％～約３５重量％であり得る。いくつかの実施形態では、タンパク質／ポリウレタンブレンド中のタンパク質の量は、２０重量％～４０重量％の範囲であり得る。
タンパク質／ポリウレタンブレンド中のポリウレタン（複数可）の量は、部分範囲を含み、タンパク質及びポリウレタンの重量に基づいて、約１０重量％～約８５重量％の範囲であり得る。例えば、ブレンド中のポリウレタン（複数可）の量は、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、若しくは約８５重量％、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンド中のポリウレタン（複数可）の量は、約２０重量％～約７５重量％、約３０重量％～約６５重量％、又は約４０重量％～約５５重量％の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、ブレンド温度は、部分範囲を含む、約室温（１８℃）～約１００℃の範囲であり得る。例えば、ブレンド温度は、約１８℃、約３０℃、約４０℃、約５０℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、約９０℃、若しくは約１００℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンド温度は、約１８℃～約９０℃、約１８℃～約８０℃、約１８℃～約７０℃、約１８℃～約６０℃、約１８℃～約５０℃、約１８℃～約４０℃、又は約１８℃～約３０℃の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、工程１９０６のブレンド時間は、部分範囲を含む、約１５分～約３時間の範囲であり得る。例えば、ブレンド時間は、約３０分間、約１時間、約９０分間、約２時間、約１５０分間、若しくは約３時間、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンド時間は、約１５分間～約１５０分間、約１５分間～約２時間、約１５分間～約９０分間、又は約１５分間～約１時間の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、工程１９０６のブレンド速度は、部分範囲を含む、約１５０ｒｐｍ～約２５０ｒｐｍの範囲であり得る。例えば、ブレンド速度は、約１５０ｒｐｍ、約１７５ｒｐｍ、約２００ｒｐｍ、約２２５ｒｐｍ、又は約２５０ｒｐｍであり得る。いくつかの実施形態では、ブレンド速度は、約１５０ｒｐｍ～約２２５ｒｐｍ、約１５０ｒｐｍ～約２００ｒｐｍ、又は約１５０ｒｐｍ～約２２５ｒｐｍの範囲であり得る。ブレンド速度は、ブレンド装置（例えば、インペラのサイズ）のサイズ及び／又は構成成分がブレンドされる容器のサイズに依存し得る。
いくつかの実施形態では、工程１９０６において、１つ以上の添加剤をブレンドに添加することができる。添加剤（複数可）は、タンパク質ポリウレタンアロイ層の最終特性、したがって層状材料１７００の最終特性に影響を及ぼし得る。例えば、添加される添加剤（複数可）は、以下の材料特性：剛性、弾性、皮膜引張り強さ、引裂き強度、難燃性、化学的安定性、又は湿潤安定性のうち１つ以上に影響を及ぼし得る。好適な添加剤としては、架橋剤、充填剤、染料、顔料、可塑剤、ワックス、レオロジー改質剤、難燃剤、抗微生物剤、抗真菌剤、抗酸化剤、ＵＶ安定剤、機械的発泡剤、化学的発泡剤、及び泡安定剤などが挙げられるが、これらに限定されない。好適な染料としては、繊維反応性染料又は天然染料が挙げられるが、これらに限定されない。好適な架橋剤としては、エポキシ系架橋剤、（例えば、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｄｇｅから入手可能なポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＥ））、イソシアネート系架橋剤（例えば、Ｌａｎｘｅｓｓから入手可能なＸ－ＴＡＮ（登録商標））、及びカルボジイミド系架橋剤が挙げられるが、これらに限定されない。好適な発泡剤としては、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘから入手可能である、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（非イオン性及びアニオン性界面活性剤の安定化ブレンド）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（修飾ＨＥＵＲ（疎水性修飾エチレンオキシドウレタン）増粘剤）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（非イオン性シリコーン分散液）、又はＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（非イオン性及びアニオン性界面活性剤）泡安定剤が挙げられる。好適な抗微生物剤／抗真菌剤としては、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６、又はレザー産業で使用される他の抗微生物剤／抗真菌剤が挙げられる。好適な難燃剤としては、ＣＥＴＡＦＬＡＭ（登録商標）ＤＢ９（炭素鎖含有ポリマーを有するＣ－ＰＯ（ＯＨ）２若しくはＣ－ＰＯ（ＯＲ）２基を含有する、有機リン化合物）、ＣＥＴＡＦＬＡＭ（登録商標）ＰＤ３３００（炭素鎖含有ポリマーを有するＣ－ＰＯ（ＯＨ）２若しくはＣ－ＰＯ（ＯＲ）２基を含有する、有機リン化合物）、又はコーティングされたテキスタイルに使用される他の難燃剤が挙げられる。好適な充填剤としては、熱可塑性マイクロスフェア、例えばＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓが挙げられるが、これらに限定されない。好適なレオロジー改質剤としては、アルカリ膨潤性レオロジー改質剤、疎水性に改質されたエチレンオキシド系ウレタン（ＨＥＵＲ）レオロジー改質剤、及び体積排除増粘剤が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なアルカリ膨潤性レオロジー改質剤としては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ－１０６、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＡＳＥ－６０、Ｓｃｏｔｔ－Ｂａｄｅｒ製のＴＥＸＩＣＲＹＬ（登録商標）１３－３１３１、及びＴＥＸＩＣＲＹＬ（登録商標）１３－３０８が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なＨＥＵＲ改質剤としては、Ｓｔａｈｌ製のＲＭ－４４１０及びＨｅｉＱ製のＣｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な体積排除増粘剤としては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＷＡＬＯＣＥＬ（商標）ＸＭ ２００００ ＰＶ及びＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ製のメチルヒドロキシエチルセルロースが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、ブレンドは、１つ以上の着色剤を含み得る。いくつかの実施形態では、着色剤は、染料、例えば、繊維反応性染料、直接染料、又は天然染料であり得る。例示的な染料としては、アゾ構造酸性染料、金属錯体構造酸性染料、アントラキノン構造酸性染料、及びアゾ／ジアゾ直接染料が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、着色剤は、顔料、例えばレーキ顔料であり得る。いくつかの実施形態では、ブレンドは、約２重量％以下の着色剤含有量を含み得る。例えば、ブレンドは、約０．１重量％、約０．５重量％、約１重量％、約１．５重量％、又は約２重量％の着色剤を含み得る。いくつかの実施形態では、ブレンドは、約０．１重量％～約２重量％、約０．５重量％～約１．５重量％、又は約０．１重量％～約１重量％の着色剤を含み得る。いくつかの実施形態では、ブレンドは、着色剤を含まないか、又は着色剤を実質的に含まなくてもよい。そのような実施形態では、ブレンドから作製されたタンパク質ポリウレタンアロイ層は、着色剤を含まないか、又は着色剤を実質的に含まなくてもよい。
工程１９０８では、ブレンド混合物の層が、犠牲層２０００の上面２００２上に配置される。ブレンド混合物は、犠牲層２０００の上面２００２上にコーティングされ得る。工程１９０２及び工程１９０４を含まない実施形態では、ブレンド混合物は、犠牲層２０００の上面２００２上に直接コーティングされ得る。工程１９０４を含む実施形態では、ブレンド混合物は、ベースコート層１７６０の表面上に直接コーティングされ得る。工程１９０２を含むが工程１９０４は含まない実施形態では、ブレンド混合物は、トップコート層１７７０の表面上に直接コーティングされ得る。いくつかの実施形態では、ブレンド混合物は、所望の厚さまでブレンド混合物を表面上にコーティングすることによってシートへと形成することができる。コーティングは、注入、押出、及び成形などを含み得る。いくつかの実施形態では、シートは、例えば、ブレード、ナイフ、ローラ、ロール式ナイフ、カーテンコーティング、及びスロットダイコーティングを用いて、所望の厚さまで広げることができる。
いくつかの実施形態では、コーティング中のブレンド混合物の温度は、約４０℃以上であり得る。例えば、ブレンド混合物の温度は、部分範囲を含む約４０℃～約１００℃の範囲であり得る。例えば、温度は、約４０℃、約５０℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、約９０℃、若しくは約１００℃、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、コーティング中のブレンド混合物の温度は、約４０℃～約９０℃、約４０℃～約８０℃、約４０℃～約７０℃、約４０℃～約６０℃、又は約４０℃～約５０℃の範囲であり得る。約４０℃未満の温度でのコーティングは、ブレンド混合物を過度に粘性にし、均一な厚さの層の形成を困難にする可能性がある。
工程１９１０では、例えば図２０Ｃに示されるように、溶媒（例えば、水）を、コーティングされたブレンド混合物から除去して、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を形成することができる。好適な溶媒除去方法としては、トンネル乾燥、真空乾燥、熱風オーブン乾燥、湿度室乾燥、熱風による浮上乾燥、及び予熱のための中間範囲ＩＲ（赤外線）とその後続く乾燥のための熱風との組合せによるオーブンが挙げられるが、これらに限定されない。
工程１９１０の好適な溶媒除去温度は、部分範囲を含む約室温（１８℃）～約１００℃の範囲であり得る。例えば、溶媒は、約１８℃、約３５℃、約５０℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、約９０℃、若しくは約１００℃の温度、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の温度で除去されてもよい。いくつかの実施形態では、溶媒は、約１８℃～約３５℃、約１８℃～約５０℃、約１８℃～約６０℃、約１８℃～約７０℃、約１８℃～約８０℃、約１８℃～約９０℃、又は約１８℃～約１００℃の範囲にわたる温度で除去されてもよい。工程１９１０における溶媒除去のための好適な湿度値は、部分範囲を含む０％ＲＨ（相対湿度）～約６５％ＲＨの範囲の湿度を含む。例えば、湿度は、約１０％ＲＨ、約２０％ＲＨ、約４０％ＲＨ、約５０％ＲＨ、若しくは約６５％ＲＨ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、湿度は、０％ＲＨ～約５０％ＲＨ、０％ＲＨ～約４０％ＲＨ、０％ＲＨ～約２０％ＲＨ、又は０％ＲＨ～約１０％ＲＨであり得る。溶媒除去温度及び／又は湿度は、タンパク質ポリウレタンアロイ層、したがって層状材料の最終特性に影響を及ぼし得る。工程１９１０における溶媒除去温度及び／又は湿度は、以下の材料特性：剛性、弾性、皮膜引張り強さ、引裂き強度、難燃性、化学的安定性、及び湿潤安定性のうち１つ以上に影響を及ぼし得る。例えば、比較的高い湿度及び比較的低い温度は、より軟質でより弾性のある材料をもたらし得る。逆に、比較的低い湿度及び比較的高い温度は、より硬く弾性が低い材料をもたらし得る。
いくつかの実施形態では、工程１９０６～工程１９１０を複数回繰り返して、犠牲層２０００上に複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を形成することができる。いくつかの実施形態では、工程１９０６～工程１９１０を順次繰り返して、犠牲層２０００上に複数のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を形成することができる。いくつかの実施形態では、工程１９０６～工程１９１０は工程１９１２～工程１９１６の後に繰り返されて、１つ以上の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０／１７４０上に１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０を形成することができる。いくつかの実施形態では、方法１９００は、工程１９０６～工程１９１０を含まなくてもよい。
工程１９１２では、水溶液中に分散又は溶解された１つ以上のポリウレタンを、タンパク質（複数可）とブレンドし、発泡させて、水溶液中に発泡ブレンド混合物を形成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンは、タンパク質（複数可）及び発泡とブレンドする前に、水溶液中に分散又は溶解することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタンは、タンパク質（複数可）及び発泡とブレンドする間に、水溶液中に分散又は溶解させることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリウレタン及び１つ以上のタンパク質は、均質なブレンドが形成されるまで、好適な容器内でブレンドすることができる。好適なブレンド機器としては、ブレンダ、スタンドミキサ、インラインミキサ、又は高剪断ミキサが挙げられるが、これらに限定されない。ブレンドは、例えば、機械的発泡プロセス又は化学発泡プロセスを用いて発泡されてもよい。例示的な機械的発泡機器は、Ｈａｎｓａ Ｍｉｘｅｒ又はＧＥＭＡＴＡ（登録商標）発泡剤を含む。ブレンド及び発泡は別々に又は同時に実行することができる。
工程１９１２におけるブレンド及び発泡に好適なポリウレタン（複数可）は、タンパク質ポリウレタンアロイ層について本明細書で論じられるものである。いくつかの実施形態では、工程１９１２において、１つ以上の発泡剤及び／又は泡安定剤がブレンドに添加され得る。好適な発泡剤及び泡安定剤は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０／１７４０について本明細書で論じられるものを含む。
いくつかの実施形態では、ブレンドは、発泡剤又は約１０重量％以下の泡安定剤含有量を含み得る。例えば、ブレンドは、約０．１重量％、約１重量％、約２．５重量％、約５重量％、約７．５重量％、又は約１０重量％の発泡剤又は泡安定剤を含み得る。いくつかの実施形態では、ブレンドは、約０．１重量％～約１０重量％、約１重量％～約７．５重量％、約２．５重量％～約５重量％、約０．１重量％～約５重量％、又は約０．１重量％～約２．５重量％の発泡剤又は泡安定剤を含み得る。いくつかの実施形態では、ブレンドは、発泡剤及び／若しくは泡安定剤を実質的に含まないか、又は発泡剤及び／若しくは泡安定剤を含まなくてもよい。そのような実施形態では、ブレンドから作製されたタンパク質ポリウレタンアロイ層は、発泡剤及び／若しくは泡安定剤を実質的に含まないか、又は発泡剤及び／若しくは泡安定剤を含まなくてもよい。
工程１９１２での発泡は、発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層に所望の密度を付与するために使用することができる。いくつかの実施形態では、発泡ブレンド混合物は、溶媒が工程１９１６で除去される前に、部分範囲を含む約３００ｇ／Ｌ～約９００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得る。例えば、工程１９１２で形成された発泡ブレンド混合物は、約３００ｇ／Ｌ、約４００ｇ／Ｌ、約５００ｇ／Ｌ、約６００ｇ／Ｌ、約７００ｇ／Ｌ、約８００ｇ／Ｌ、若しくは約９００ｇ／Ｌの液体密度、又は端点としてこれらの値のうちいずれか２つを有する範囲内の液体密度であり得る。いくつかの実施形態では、発泡ブレンド混合物は、約３００ｇ／Ｌ～約８００ｇ／Ｌ、約３００ｇ／Ｌ～約７００ｇ／Ｌ、約４００ｇ／Ｌ～約６００ｇ／Ｌ、約３００ｇ／Ｌ～約５００ｇ／Ｌ、又は約３００ｇ／Ｌ～約６００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得る。いくつかの実施形態では、工程１９０６で形成されたブレンド混合物は、工程１９１０で溶媒がブレンド混合物から除去される前に、工程１９１６で溶媒が除去される前の工程１９１２で形成された発泡ブレンド混合物の液体密度よりも高い液体密度を有し得る。
いくつかの実施形態では、タンパク質（複数可）は、工程１９１２でポリウレタン及び発泡とブレンドする前に、水溶液中に分散又は溶解され得る。好適な水溶液には、工程１９０６について上で論じたものが含まれる。水溶液中のタンパク質濃度は、工程１９０６について上で論じた任意の値又は範囲であり得る。工程１９１２のタンパク質／ポリウレタンブレンド中のタンパク質の量は、工程１９０６について上で論じた任意の値又は範囲であり得る。工程１９１２のブレンド温度は、工程１９０６について上で論じた任意の温度又は温度範囲であり得る。工程１９１２のブレンド時間は、工程１９０６について上で論じた任意の時間又は時間範囲であり得る。工程１９１２のブレンド速度は、工程１９０６について上で論じた任意の速度又は速度範囲であり得る。いくつかの実施形態では、工程１９１２において、１つ以上の添加剤をブレンドに添加することができる。工程１９１２で添加された添加剤（複数可）は、工程１９０６について上で論じた添加剤のうちのいずれかであり得る。
工程１９１４では、発泡ブレンド混合物の層が、犠牲層２０００の上に配置される。いくつかの実施形態では、発泡ブレンド混合物の層は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の表面上に配置される。いくつかの実施形態では、ブレンド及び発泡混合物は、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の表面上に直接コーティングされ得る。いくつかの実施形態では、発泡ブレンド混合物は、所望の厚さまでブレンド混合物を表面上にコーティングすることによってシートへと形成することができる。コーティングは、注入、押出、及び成形などを含み得る。いくつかの実施形態では、シートは、例えば、ブレード、ナイフ、ローラ、ロール式ナイフ、カーテンコーティング、及びスロットダイコーティングを用いて、所望の厚さまで広げることができる。
工程１９１６では、例えば図２０Ｄに示されるように、溶媒（例えば、水）を、コーティングされた発泡ブレンド混合物から除去して、発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０を形成することができる。好適な溶媒除去方法としては、トンネル乾燥、真空乾燥、熱風オーブン乾燥、湿度室乾燥、熱風による浮上乾燥、及び予熱のための中間範囲ＩＲとその後続く乾燥のための熱風との組合せによるオーブンが挙げられるが、これらに限定されない。工程１９１６の好適な溶媒除去温度は、工程１９１０について上で論じた温度又は温度範囲のいずれかであり得る。工程１９１６の湿度値は、工程１９１０について上で論じた湿度値又は湿度範囲のいずれかであり得る。
いくつかの実施形態では、工程１９１２～工程１９１６を複数回繰り返して、犠牲層２０００、例えば発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０及び発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０の上に複数の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成することができる。そのような実施形態では、別個の工程１９１２で形成された発泡ブレンド混合物は、異なる液体密度を有し得る。例えば、１つの発泡ブレンド混合物の液体密度は、別の発泡ブレンド混合物の液体密度よりも１０ｇ／Ｌ～３００ｇ／Ｌ以上又は以下であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１のブレンド混合物は、約３００ｇ／Ｌ～約５００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得、第２のブレンド混合物は、約６００ｇ／Ｌ～約７００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得る。別の例としては、第１のブレンド混合物は、約３００ｇ／Ｌ～約４００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得、第２のブレンド混合物は、約５００ｇ／Ｌ～約７００ｇ／Ｌの範囲にわたる液体密度を有し得る。
いくつかの実施形態では、工程１９１２～工程１９１６を順次繰り返して、犠牲層２０００上に複数の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成することができる。いくつかの実施形態では、工程１９１２で形成された発泡混合物及びブレンド混合物を使用して、工程１９１４～工程１９１６で複数の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成することができる。いくつかの実施形態では、工程１９１２～工程１９１６は、工程１９０６～１９１０のセットを実行してタンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０と犠牲層２０００との間に１つ以上の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成する前に、実行され得る。いくつかの実施形態では、方法１９００は、工程１９１２～工程１９１６を含まなくてもよい。
工程１９１８において、犠牲層２０００は、例えば図２０Ｅに示されるように、工程１９０２～工程１９１６で形成された層（複数可）から除去される。犠牲層２０００は機械的プロセス又は化学プロセスによって除去することができる。例えば、犠牲層２０００は、犠牲層２０００を他の層から剥がすことによって除去することができる。別の例として、犠牲層２０００は、犠牲層２０００を溶解することによって除去することができる。いくつかの実施形態では、工程１９０２～工程１９１６で形成された層（複数可）を工程１９２０で基材層１７１０に結合させる前に、犠牲層２０００を工程１９１８で除去することができる。いくつかの実施形態では、犠牲層２０００は、工程１９２０の後に除去することができる。
工程１９２０では、工程１９０２～工程１９１６で形成された層（複数可）は、例えば図２０Ｆに示されるように、基材層１７１０に結合している。工程１９２０において、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０、及び工程１９０６～工程１９１６で形成された任意の他のタンパク質ポリウレタンアロイ層は、基材層１７１０に結合している。いくつかの実施形態では、工程１９２０で１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層（例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０）を基材層１７１０に結合させることは、熱プレスプロセスを含む。そのような実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層（例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０）は、基材層１７１０と直接接触し得る。また、そのような実施形態では、タンパク質ポリウレタンアロイ層は、基材層１７１０へと部分的に溶融することができ、冷却の際には２つの層がしっかりと結合する。いくつかの実施形態では、工程１９２０で１つ以上のタンパク質ポリウレタンアロイ層（例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０）を基材層１７１０に結合させることは、積層プロセスを含む。そのような実施形態では、積層は、接着層１７５０で達成することができる。そのような実施形態では、基材層１７１０及び／又はタンパク質ポリウレタンアロイ層は、スロットダイ成形、キスコーティング、ドローダウン技術、又は逆転写コーティングなどの既知の技術によって接着剤でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、積層プロセスは、基材層１７１０及び他の層（複数可）を加熱下においてローラに通すことを含み得る。
いくつかの実施形態では、工程１９２０は、方法１９００から省略することができる。そのような実施形態では、工程１９０２～工程１９１６で形成された層（複数可）は、タンパク質ポリウレタンアロイ層又は基材層１７１０を有しない層状材料を定義する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される層状材料は、同じ厚さの天然レザーの引裂き強度よりも少なくとも約１％大きい引裂き強度を有し得る。例えば、層状材料は、同じ厚さの天然レザーの引裂き強度よりも約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約１００％、約１５０％、又は約２００％大きい引裂き強度を有し得る。いくつかの実施形態では、層状材料は、部分範囲を含む、約２０Ｎ～約３００Ｎの範囲の引裂き強度を有し得る。例えば、層状材料の引裂き強度は、約２０Ｎ、約３０Ｎ、約４０Ｎ、約５０Ｎ、約６０Ｎ、約７０Ｎ、約８０Ｎ、約９０Ｎ、約１００Ｎ、約１２５Ｎ、約１５０Ｎ、約１７５Ｎ、約２００Ｎ、約２２５Ｎ、約２５０Ｎ、約２７５Ｎ、若しくは約３００Ｎ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、引裂き強度は、約３０Ｎ～約２７５Ｎ、約４０Ｎ～約２５０Ｎ、約５０Ｎ～約２２５Ｎ、約６０Ｎ～約２００Ｎ、又は約７５Ｎ～約１７５Ｎ、約８０Ｎ～約１５０Ｎ、約９０Ｎ～約１２５Ｎ、又は約１００Ｎ～約１２５Ｎの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ層は、部分範囲を含む、約２Ｎ～約３０Ｎの範囲の引裂き強度を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層の引裂き強度は、約２Ｎ、約４Ｎ、約５Ｎ、約１０Ｎ、約１５Ｎ、約２０Ｎ、約２５Ｎ、若しくは約３０Ｎ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、引裂き強度は、約４Ｎ～約２５Ｎ、約５Ｎ～約２０Ｎ、又は約１０Ｎ～約１５Ｎの範囲であり得る。
引裂き強度又は引裂き抵抗は、材料が引裂きの影響にどれだけよく耐えることができるかの尺度である。引裂き抵抗は、様々な方法、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ４１２によって提供される方法、又はＩＳＯ３３７７（「バウマン引裂き」とも称される）によって提供される方法によって測定することができる。ＡＳＴＭ Ｄ６２４によって提供される方法はまた、引裂きの形成に対する耐性及び引裂きの拡張に対する耐性を測定するために使用され得る。使用される方法に関係なく、最初に、引裂きを誘発するために試験された材料試料で切断が行われる。次いで、試料を２つのグリップ間で保持し、試料が２つに避けるまで均一な引っ張り力を加える。次いで、引裂き抵抗は、加えられた力を材料の厚さで割ることによって計算される。特に指定しない限り、本明細書に報告される引裂き強度値は、ＩＳＯ ３３７７によって測定される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される層状材料は、部分範囲を含む、約１ｋＰａ（キロパスカル）～約１００ＭＰａ（メガパスカル）の範囲の引張り強度を有し得る。例えば、層状材料は、約１ｋＰａ、約５０ｋＰａ、約１００ｋＰａ、約２００ｋＰａ、約３００ｋＰａ、約４００ｋＰａ、約５００ｋＰａ、約６００ｋＰａ、約７００ｋＰａ、約８００ｋＰａ、約９００ｋＰａ、約１ＭＰａ、約５ＭＰａ、約１０ＭＰａ、約２０ＭＰａ、約３０ＭＰａ、約４０ＭＰａ、約５０ＭＰａ、約６０ＭＰａ、約７０ＭＰａ、約８０ＭＰａ、約９０ＭＰａ、若しくは約１００ＭＰａ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の引張り強度を有し得る。いくつかの実施形態では、引張り強度は、約５０ｋＰａ～約９０ＭＰａ、約１００ｋＰａ～約８０ＭＰａ、約２００ｋＰａ～約７０ＭＰａ、約３００ｋＰａ～約６０ＭＰａ、約４００ｋＰａ～約５０ＭＰａ、約５００ｋＰａ～約４０ＭＰａ、約６００ｋＰａ～約３０ＭＰａ、約７００ｋＰａ～約２０ＭＰａ、約８００ｋＰａ～約１０ＭＰａ、又は約１ＭＰａ～約５ＭＰａの範囲であり得る。
材料の「手触り」ともまた称される軟化性は、ＩＳＯ１７２３５によって決定することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料の外面は、部分範囲を含む約２ｍｍ～約１２ｍｍの範囲にわたる軟化性を有し得る。例えば、層状材料の外面は、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、若しくは約１２ｍｍ、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の軟化性を有し得る。いくつかの実施形態では、軟化性は、約３ｍｍ～約１１ｍｍ、約４ｍｍ～約１０ｍｍ、約５ｍｍ～約９ｍｍ、約６ｍｍ～約８ｍｍ、又は約６ｍｍ～約７ｍｍであり得る。特に指定しない限り、本明細書にて開示される軟化性の値は、ＩＳＯ１７２３５によって決定される。
材料の柔軟性又は歪みは、例えば、等式：ΔＬ／Ｌを用いて、引張り力が加えられたときに破損時のその伸長性を測定することによって決定することができ、式中、ΔＬは、引張り力が加えられた後の材料の長さの変化であり、Ｌは、材料の元の長さである。柔軟性は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２によって提供される方法に従って測定することもできる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される層状材料は、部分範囲を含む約１００％～約４００％の範囲の柔軟性を有し得る。例えば、層状材料は、約１００％、約２００％、約３００％、若しくは約４００％、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の柔軟性を有し得る。いくつかの実施形態では、柔軟性は、約１００％～約２００％、約１００％～約３００％、約２００％～約３００％、又は約２００％～約４００％であり得る。特に指定しない限り、本明細書に開示される柔軟性値は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２によって測定される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ層は、層状材料について上記のような柔軟性値又は範囲を有し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、約８％以下のヒステリシス実験において永久歪みを有し得る。いくつかの実施形態では、層状材料は、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、若しくは約８％、又は端点としてこれらの値のうちいずれか２つを有する範囲内の永久歪みを有し得る。いくつかの実施形態では、層状材料は、約１％～約８％、約２％～約７％、約３％～約６％、又は約４％～約５％の永久歪みを有し得る。
特に指定しない限り、永久歪み値は、以下の方法によって測定される。ドッグボーン形状である引張り標本の材料を切断し、試料の元の長さを測定する。試料は、長さ約１１０ｍｍ及び幅１０ｍｍ（ゲージ長７５～１００ｍｍ）を有するドッグボーン形状を有するように切断される。次いで、試料を、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）機を用いてその長さに沿って、両方とも毎秒３ミリメートルの一定の速度で、１５％歪みまで引き伸ばし、０％歪みに戻す。これを５回繰り返す。次いで、元の試料長さと、最後の戻りサイクルで負荷がゼロになる試料の長さとの間の距離を測定する。材料を繰り返し歪めた後に測定された長さと元の長さとの間の差のパーセントが永久歪み％である。永久歪み値を計算する目的で、材料の３つの別個の試料を評価し、平均永久歪み値を材料の永久歪み値として報告する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、約７５ｇ／ｍ２／時間以上の水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、部分範囲を含む約７５ｇ／ｍ２／時間～約２００ｇ／ｍ２／時間の範囲のＭＶＴＲを有し得る。例えば、層状材料は、約８０ｇ／ｍ２／時間～約１９０ｇ／ｍ２／時間、約９０ｇ／ｍ２／時間～約１８０ｇ／ｍ２／時間、約１００ｇ／ｍ２／時間～約１７０ｇ／ｍ２／時間、約１１０ｇ／ｍ２／時間～約１６０ｇ／ｍ２／時間、約１２０ｇ／ｍ２／時間～約１５０ｇ／ｍ２／時間、又は約１３０ｇ／ｍ２／時間～約１４０ｇ／ｍ２／時間のＭＶＴＲを有し得る。特に指定しない限り、本明細書に開示されるＭＶＴＲ値は、ＡＳＴＭ Ｅ９６（「材料の水蒸気透過試験のための標準試験方法」）－手順Ｂ、水法、約７４．３°Ｆ、約５０％相対湿度、及び３／４インチ空気間隙を用いて測定される。
本明細書で報告されるような水蒸気透過率を有する層状材料は、材料の通気性が望ましい特性である様々な用途での使用に好適であり得る。通気性が望ましい場合がある例示的な用途としては、履物、衣服、及び室内装飾材料が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に記載の層状材料は、同じ厚さを有する同じ数の層を有し、同じポリマー材料（複数可）からなるが、ポリマー材料（複数可）にタンパク質がブレンドされていない層状ポリマー材料と比較して、著しく高い水蒸気透過率を有し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、ＩＳＯ１１６４０（「レザー－色堅牢度についての試験－往復摩擦サイクルに対する堅牢度」）湿潤摩擦堅牢度試験に従って測定した場合、クラス４以上の色堅牢度を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、ＩＳＯ１１６４０の湿潤摩擦堅牢度試験に従って測定される場合、クラス４、クラス４．５、又はクラス５の色堅牢度を有し得る。クラス４以上の色堅牢度は、様々な用途に対して望ましい耐磨耗性を有する本明細書に記載の層状材料を提供することができる。
本明細書に記載の層状材料は、材料中に顔料を含まずにクラス４以上の色堅牢度を達成することができる。これは、ポリウレタン（複数可）中にブレンドされたタンパク質（複数可）を含まない同じポリウレタン（複数可）で作製された層状ポリウレタン材料と比較して、独特の特性である。本明細書に記載の層状材料内のタンパク質は、材料を着色するために使用される染料へ良好に接着することができる。高い色堅牢度を達成するために、ポリウレタン材料は通常、染料が一般にはポリウレタンによく接着しないので、顔料を用いて着色される。染料とポリウレタンとの間の不良な接着は比較的低い色堅牢度をもたらす。本明細書に記載の染色された層状材料は、改善された色の濃さ、及び顔料を用いて着色されたポリウレタンでは達成不可能な他の審美的特徴を有し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される層状材料、又は本明細書に記載される層状材料の個別の層は、天然レザーを処理するために使用される仕上げ処理と同じ又は同様の仕上げ処理に供されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の層状材料は、材料の感触などの材料の特性を調整するために、タンブリング又はステーキングされ得る。そのような実施形態では、従来のテキスタイルのタンブリング法及びステーキング法を使用することができる。
いくつかの実施形態では、層状材料、又は層状材料の個々の層は、粗い外面を有し得る。例えば、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７２０の上面１７２４は粗い表面を有し得、トップコート層１７７０の上面１７７４は粗い表面を有し得、ベースコート層１７６０の上面１７６４は粗い表面を有し得、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７３０の上面１７３４は粗い表面を有し得、タンパク質ポリウレタンアロイ層１７４０の上面１７４４は粗い表面を有し得る。粗い外面は、天然レザーのものと外観及び感触で類似する表面テクスチャを作り出すことができる（例えば、石目天然レザー）。いくつかの実施形態では、犠牲層２０００の上面２００２は、方法１９００中に上面２００２上に直接配置された層の表面上に移送される粗い表面を有し得る。
粗い面は１ｉｎ２よりも少なくとも約１％大きい平方インチ当たりの表面積を有する。言い換えれば、いくつかの実施形態では、粗い外面を有する層を含む層状材料１７００の１平方インチ試料は、完全に滑らかな表面を有する材料の１平方インチ試料よりも少なくとも約１％大きい表面積を有し得る。いくつかの実施形態では、粗い外面は、１ｉｎ２より少なくとも約１％大きい、１ｉｎ２より約１０％大きい、１ｉｎ２より約２０％大きい、１ｉｎ２より約３０％大きい、１ｉｎ２より約４０％大きい、１ｉｎ２より約５０％大きい、１ｉｎ２より約６０％大きい、１ｉｎ２より約７０％大きい、１ｉｎ２より約８０％大きい、１ｉｎ２より約９０％大きい、１ｉｎ２より約１００％大きい、１ｉｎ２より約１５０％大きい、１ｉｎ２より約２００％大きい、１ｉｎ２より約２５０％大きい、１ｉｎ２より約３００％大きい、１ｉｎ２より約３５０％大きい、１ｉｎ２より約４００％大きい、１ｉｎ２より約４５０％大きい、若しくは１ｉｎ２より約５００％大きい平方インチ当たりの表面積、又は端点を含むこれらの値のいずれか２つを端点として有する範囲内の平方インチ当たりの表面積を有し得る。いくつかの実施形態では、粗い表面は、１ｉｎ２より約１％超～１ｉｎ２より約５００％超、１ｉｎ２より約１０％超～１ｉｎ２より約４５０％超、１ｉｎ２より約２０％超～１ｉｎ２より約４００％超、１ｉｎ２より約３０％超～１ｉｎ２より約３５０％超、１ｉｎ２より約４０％超～１ｉｎ２より約３００％超、１ｉｎ２より約５０％超～１ｉｎ２より約２５０％超、１ｉｎ２より約６０％超～１ｉｎ２より約２００％超、１ｉｎ２より約７０％超～１ｉｎ２より約１５０％超、又は１ｉｎ２より約８０％超～１ｉｎ２より約１００％超の平方インチ当たりの表面積を有し得る。特に指定しない限り、本明細書に開示される材料の表面積はプロフィロメトリを用いて測定される。不透明材料の場合、光学的プロフィロメトリが使用される。いくつかの実施形態では、層状材料、又は層状材料の個々の層は、滑らかな外面を有し得る。滑らかな面は１ｉｎ２よりも１％未満大きい平方インチ当たりの表面積を有する。例えば、滑らかな表面は１ｉｎ２～１．０１ｉｎ２未満の平方インチ当たりの表面積を有し得る。いくつかの実施形態では、犠牲層２０００の上面２００２は、方法１９００中に上面２００２上に直接配置された層の表面上に移送される滑らかな表面を有し得る。
いくつかの実施形態では、層状材料、又は層状材料の個々の層は、テクスチャ加工された外面を有し得る。いくつかの実施形態では、犠牲層２０００の上面２００２は、方法１９００中に上面２００２上に直接配置された層の表面上に移送されるテクスチャ加工された表面を有し得る。いくつかの実施形態では、テクスチャ加工された外面は、粗い表面について上述したように、平方インチ当たりの表面積、又は平方インチ当たりの表面積範囲とすることができる。
いくつかの実施形態では、テクスチャは、マクロスケールのテクスチャ、例えば、Ｓａｐｐｉ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａという称号のＳ．Ｄ．Ｗａｒｒｅｎ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造された、商標ＵＬＴＲＡＣＡＳＴ（登録商標）又は商標名Ｃｌａｓｓｉｃの下で市販されているＳａｐｐｉ／Ｗａｒｒｅｎ剥離紙で使用される多くのテクスチャのうちいずれかであってもよい。マクロスケールテクスチャの例は、約５０～約３００ミクロンの特徴深さを有する天然レザーしぼの繰り返しである。任意の他の所望のマクロスケールテクスチャが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、マクロスケールテクスチャは、「革しぼテクスチャ」であり得る。本明細書で使用される場合、「革しぼテクスチャ」という用語は、天然レザーの外観及び感触を模倣するテクスチャである。例示的な「革しぼテクスチャ」としては、Ｓａｐｐｉ Ｍａｔｔｅ Ｆｒｅｅｐｏｒｔ １８９、Ｓａｐｐｉ Ｆｒｅｅｐｏｒｔ １２３、又はＳａｐｐｉ Ｅｘｐｒｅｓｓｏ ９０４が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、テクスチャは、マイクロスケールのテクスチャであり得る。いくつかの実施形態では、テクスチャは、５０ミクロン未満、例えば１０００ナノメートル～５０ミクロン未満の特徴サイズを有する表面特徴を伴うマイクロスケールのテクスチャであり得る。マイクロスケールのテクスチャの例は当該技術分野において「シャークレット」と呼ばれる。シャークレットテクスチャは、細菌成長を妨げるように構成された表面を有する製品を提供するために適用され得る。表面のマイクロスケールテクスチャは、何百万もの小さなうねを有する菱形のパターンで配置された鮫肌突起を繰り返す。シャークレット材料は、例えば、米国特許第７，６５０，８４８号及び同第８，９９７，６７２号に記載されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、テクスチャは、１０００ナノメートル未満、例えば１０ナノメートル～１０００ナノメートル未満の特徴サイズを有する表面特徴を伴うナノスケールのテクスチャであり得る。ナノスケールテクスチャの一例は、約４００ナノメートル幅の一連の隆起部を有し、およそ８００ナノメートル離間し、およそ１００ナノメートルの深さを有する回折格子である。
本明細書で考察される実施形態は、以下の実施例で更に明らかになるであろう。これらの実施例は、上記の実施形態に限定されないことを理解されたい。
[実施例１]
試料は、５．５ｇのＨａｕｔｈａｗａｙ製水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０と、１０ｍＬの脱イオン水とを混合し、１０００ｒｐｍ（毎分回転数）で３０分間５０℃にて撹拌することによって調製した。次いで、溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整し、ポリウレタンフィルムを得た。
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＤＭＡ－８５０を用いてフィルムを試験した。金属ダイを用いて各フィルムから１ｃｍ×２．５ｃｍのストリップを切断した。切断フィルム試料を、試験のためにフィルム及び繊維テンションクランプに装填した。試験中、０．０１Ｎの予荷重を切断フィルム試料に適用した。機器を－８０℃まで冷却し、１分間保持し、次いで温度を４℃／分～２００℃まで、又は試料が弱すぎて張力を保持することができなくなるまで上昇させた。温度勾配中、試料を１Ｈｚの周波数にて０．１％の歪みで振動させた。貯蔵弾性率、損失弾性率、及びｔａｎ（δ）を、両フィルムについて温度でプロットした。得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、対照試料について１１４．９℃であった。
加えて、（ＡＳＴＭ Ｄ６３８による）５つの引張り標本を、金属ダイを用いて乾燥及び調整された試料フィルムから各々切断した。切断したフィルム試料をＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）５９６０シリーズ機に入れ、破断するまで１００ミリメートル／分で張力をかけて引っ張った。平均ヤング率、平均引張り強度（最大引張り応力）、及び平均破断伸びを記録した。ヤング率は５９ＭＰａであり、最大引張り応力は１２．９ＭＰａであり、破断伸びは４０２％であった。
[実施例２～実施例８]
実施例２～実施例８は、ポリウレタン分散液の範囲を示すために、実施例１と同じ方法を用いて実施した。使用したポリウレタン及び得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例９]
試料は、０．８２５ｇ（グラム）のゼラチンをブタの皮膚から１０ｍＬ（ミリリットル）の脱イオン水中へと溶解し、５０℃で１時間、１０００ｒｐｍ（毎分回転数）で磁気撹拌棒により撹拌することによって調製した。ゼラチンを完全に溶解した後、溶液のｐＨを０．１Ｎ水酸化ナトリウムで７．０まで調節した。次いで、５．５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及びゼラチン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ゼラチンポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ピペット操作時、ゼラチンポリウレタン溶液は外観が乳白色であり、微粒子は見えなかった。乾燥後、ゼラチンポリウレタン溶液は、光学的に可視な顆粒を有しない均一な外観を有する透明フィルムを生成した。実施例３３と実施例３４とを組み合わせたこの結果は、タンパク質が硬質相と混和性である場合、タンパク質ポリウレタンアロイは透明であり、かつ特性が増強され得ることを示す。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。ゼラチンポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１８０．６℃であり、実施例１に記載の対照試料よりも６５．７℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は３４４ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１９．８ＭＰａであり、平均破断伸びはゼラチンポリウレタンアロイについて１９７％であった。
この実施例の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の上昇は、実施例１のポリウレタン単独と比較して、弾性率及び強度の増加、並びに伸長性の減少と共に、ゼラチンポリウレタンアロイ中の溶解ゼラチンがポリウレタンの硬質相と混和性であることを示す。
[実施例１０～実施例１９]
実施例１０～実施例１９は、異なる製造業者及び異なるタンパク質からのポリウレタン分散液の範囲を示すために、実施例９で使用したものと同じ方法を用いて実施した。これらのアロイの得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例２０]
試料は、０．８２５ｇ（グラム）のＳｉｇｍａ製ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を１０ｍＬ（ミリリットル）の脱イオン水中へと溶解し、２０℃で１時間、１０００ｒｐｍ（毎分回転数）で磁気撹拌棒により撹拌することによって調製した。次いで、５．５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及びＢＳＡ溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を２５℃のベンチトップ上で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＢＳＡポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。ＢＳＡポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１８４．９℃であり、実施例１に記載の対照試料よりも７０℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は１７４ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１１．７ＭＰａであり、平均破断伸びはＢＳＡポリウレタンアロイについて１２３％であった。
[実施例２１]
大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）を、０．０５ｍｏｌ／Ｌ濃度で１５ｍＬの水酸化ナトリウム溶液中に０．７５ｇのＳＰＩを添加することによって分散させた。分散液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて３時間８０℃で撹拌した。次いで、５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、６００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ＳＰＩポリウレタン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＳＰＩポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。ＳＰＩポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１８６．６℃であり、実施例１の対照よりも７２℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は３９６ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１８ＭＰａであり、平均破断伸びはＳＰＩポリウレタンアロイについて１５１％であった。
第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の上昇は、弾性率及び強度の増加、並びに伸長性の減少と共に、ＳＰＩポリウレタンアロイ中の溶解ＳＰＩがポリウレタンの硬質相と混和性であることを示す。
[実施例２２～実施例２３]
実施例２２～実施例２３は、実施例２１と同じ方法を用いて予備形成した。使用されるタンパク質及びこれらのタンパク質ポリマーアロイの得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例２４～実施例２９]
試料は実施例９と同じ方法によって調製した。ゼラチン及びＬ３３６０量を変化させて、アロイ試料中の２つの構成成分の様々な質量比を達成した。ゼラチン及びＰＵ分散液の質量並びに得られた質量分率を、以下の表２に要約する。
Figure 2023524408000002
引張り及びＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。アロイの得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例３０]
大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）を、０．２５ｇのＳＰＩを１５ｍＬの脱イオン水に添加することによって分散させた。分散液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて３時間８０℃で撹拌した。次いで、６．４２ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、６００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ＳＰＩポリウレタン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＳＰＩポリウレタンアロイフィルムを作製した。
引張り及びＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。アロイの得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例３１]
大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）を、０．０５ｍｏｌ／Ｌ濃度で１５ｍＬの水酸化ナトリウム溶液中に０．５ｇのＳＰＩを添加することによって分散させた。分散液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて３時間８０℃で撹拌した。次いで、６．４２ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、６００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ＳＰＩポリウレタン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＳＰＩポリウレタンアロイフィルムを作製した。
引張り及びＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。アロイの得られた特性を表３～表６に列挙する。
[実施例３２]
ホエイタンパク質（Ｓｉｇｍａ製ウシ乳ホエイＷ１５００）を、０．０５ｍｏｌ／Ｌの濃度で１５ｍＬの水酸化ナトリウム溶液中に０．７５ｇのホエイを添加することによって分散させた。分散液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて３時間８０℃で撹拌した。次いで、５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、６００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ホエイポリウレタン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ホエイポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。ホエイポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１００．９℃であり、実施例１の対照と比較して１４℃減少した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は１０５ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は７．６ＭＰａであり、平均破断伸びはホエイポリウレタンアロイについて２２４％であった。
ホエイはポリウレタンの硬質相と混和性であるように見えるが、タンパク質自体の熱安定性が乏しいため、第２のＤＭＡ弾性率遷移温度は増加しなかったと考えられる。上述のように、ホエイは１５８℃で変性温度を有し、したがって、非熱安定性と見なされた。
[実施例３３]
０．７５ｇのカゼイン（ウシ乳、Ｓｉｇｍａ、Ｃ７０７８から）を、他の添加剤を一切含まない２０ｍＬのガラスバイアル内の１５ｍＬの脱イオン水（ｐＨ＝７）中に添加し、６００ｒｐｍで撹拌し、９０℃まで加熱し、３時間維持した。
次いで、５ｇのＬ３３６０を２０ｍＬのガラスバイアル中に添加した。ガラスバイアルに蓋をし、最大速度で１分間ボルテックスした。次いで、混合カゼインポリウレタン液を１０ｃｍのテフロン（登録商標）皿に移した。皿を４５℃のオーブンで一晩（１６～２４時間）乾燥させた。
乾燥後、カゼインポリウレタンアロイフィルムは、フィルム中において多数の光学的に可視である顆粒を伴う不透明な外観を有した。このフィルムの引張り特性は、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）５９６０シリーズ機を用いて５つの引張り標本を測定することによって測定した。試料を破断するまで１００ミリメートル／分の張力で引っ張った。フィルムの平均引張り強度は４．９６ＭＰａであった。フィルムの平均破断伸びは１２．０３％であった。フィルムの平均ヤング率は１５８ＭＰａであった。これらの結果は、実施例３９の結果と共に、カゼインが不溶性であり、ｐＨ７では水に分散せず、したがって混合時にＬ３３６０に溶解しないことを示す。
[実施例３４]
０．７５ｇのカゼイン（ウシ乳、Ｓｉｇｍａ、Ｃ７０７８から）を、２０ｍＬのガラスバイアル内の１５ｍＬの０．０５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ脱イオン水溶液中に分散させ、６００ｒｐｍで撹拌し、９０℃まで加熱し、３時間維持した。均一な分散液を得た。
次いで、５ｇのＬ３３６０を２０ｍＬのガラスバイアル中に添加した。その後、ガラスバイアルに蓋をし、最大速度で１分間ボルテックスした。次いで、混合カゼインポリウレタン液を１０ｃｍのテフロン（登録商標）皿に移した。皿を４５℃のオーブンで一晩（１６～２４時間）乾燥させた。
乾燥後、カゼインポリウレタンアロイフィルムは、フィルム中に光学的に可視な顆粒を有しない透明かつ均一な外観を有した。このフィルムの引張り特性は、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）５９６０シリーズ機を用いて５つの引張り標本を測定することによって測定した。試料を破断するまで１００ミリメートル／分の張力で引っ張った。フィルムの平均引張り強度は１５．５ＭＰａであった。フィルムの平均破断伸びは１６０％であった。フィルムの平均ヤング率は１６０ＭＰａであった。実施例３３と比較して増大した弾性率、強度、及び伸長性は、修飾カゼインがポリウレタン内に溶解し、ポリウレタンの硬質相と混和性であることを示す。
[実施例３５]
０．３７５ｇの大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）及び０．３７５ｇのｒ－コラーゲンを、２０ｍＬガラスバイアル中の０．０５ｍｏｌ／Ｌ濃度で１５ｍＬの水酸化ナトリウム溶液へと添加した。大豆タンパク質単離物はＭＰ Ｍｅｄｉｃａｌｓ（ＩＣ９０５４５６２５）から購入した大豆タンパク質単離物であった。ｒ－コラーゲンはＭｏｄｅｒｎ Ｍｅａｄｏｗからの組換えコラーゲンであった。バイアル内の溶液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて２時間８０℃で混合した。
次いで、５ｇのＬ３３６０を２０ｍＬのガラスバイアル中に添加した。ガラスバイアルに蓋をし、最大速度で１分間ボルテックスした。次いで、混合ＳＰＩ／ｒ－ｃｏｌポリウレタン液を１０ｃｍのテフロン（登録商標）皿に移した。皿を４５℃のオーブンで一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＳＰＩ／ｒ－ｃｏｌポリウレタンアロイフィルムを作製した。
このフィルムの引張り特性は、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）５９６０シリーズ機を用いて５つの引張り標本を測定することによって測定した。試料を破断するまで１００ミリメートル／分の張力で引っ張った。フィルムの平均引張り強度は１５．７１ＭＰａであった。フィルムの平均破断伸びは１７５．９％であった。フィルムの平均ヤング率は２４７．１ＭＰａであった。フィルムはまた、実施例１に記載の方法に従うＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＤＭＡ－８５０も用いて試験した。ＳＰＩ／ｒ－ｃｏｌポリウレタンアロイの結果として得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１８４．９℃であった。
実施例第１及び実施例第９と比較して、これらの結果は、弾性率及び強度の増加並びに伸長性の低減と共に、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の増加を示し、ポリウレタンアロイ中のＳＰＩとｒ－ｃｏｌとのブレンドがポリウレタンの硬質相と混和性であり、特性の対応する増強を示したことを示している。
[実施例３７]
実施例３６と同じ方法を用いて、Ｂｏｂｓ Ｒｅｄ Ｍｉｌｌｓ製の０．３７５ｇのエンドウ豆タンパク質ＭＴＸ５２３２、０．３７５ｇのｒ－コラーゲン（Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｅａｄｏｗ製組換えコラーゲン）、及び５ｇのＬ３３６０ポリウレタン分散液によりフィルムを作製した。
得られたタンパク質ポリウレタンアロイフィルムを、実施例３６について説明したように、同じ引張り及びＤＭＡ試験方法を用いて試験した。フィルムの平均引張り強度は１５．３６ＭＰａであった。フィルムの平均破断伸びは１８３．１７％であった。フィルムの平均ヤング率は２３１．１３ＭＰａであった。エンドウ豆タンパク質／ｒ－ｃｏｌポリウレタンアロイの第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度は１８９．６５℃であった。
実施例第１及び実施例第９と比較して、これらの結果は、弾性率及び強度の増加と共に、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度の増加を示し、タンパク質ポリウレタンアロイ中のエンドウ豆タンパク質とｒ－ｃｏｌとのブレンドがポリウレタンの硬質相と混和性であり、特性の対応する増強を示したことを示している。
[実施例３８]
ゼラチン溶液は、０．８２５ｇ（グラム）のゼラチンをブタの皮膚（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｇ２５００）から１０ｍＬ（ミリリットル）の脱イオン水中へと溶解し、５０℃で１時間、１０００ｒｐｍ（毎分回転数）で磁気撹拌棒により撹拌することによって調製した。ゼラチンを完全に溶解した後、溶液のｐＨを０．１Ｎ水酸化ナトリウムで７．０まで調節した。Ｎａｖｙ Ｂｌａｃｋ ＃１６８４繊維反応性染料を、ゼラチン１００部当たり４．０５部でゼラチン溶液へと添加し、４５℃で１５分間混合した。次いで、５．５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及びゼラチン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。得られたフィルムは均一に染色され、試料全体にわたり相分離又は色の違いはなかった。タンパク質を含まない同じポリウレタン分散液の同等のフィルムは、均一に染色できなかった。
[実施例３９Ａ]
化学修飾大豆タンパク質溶液（化学修飾ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ５５大豆タンパク質単離物、及び化学修飾ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物）を、２つの５ｍＬの０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を調製することによって調製した。調製したら、４０ミリグラム（ｍｇ）のＤＡＢＣＯ（１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン）を各溶液へと添加し、溶解させた。ＤＡＢＣＯを溶解したら、３００ｍｇのポリ（エチレングリコール）モノグリシジルエーテル－５５０Ｍｎを各溶液へと添加し、続いて０．７５ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ５５大豆タンパク質単離物を一方の溶液へと添加し、０．７５ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を他方の溶液へと添加した。溶液を６００ｒｐｍにて６５℃で４５分間撹拌して、修飾せずに０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム単独で個々の大豆タンパク質と比較して、水溶液中ではるかに高い溶解性を有する化学修飾大豆タンパク質を作製した。ポリ（エチレングリコール）モノグリシジルエーテル修飾タンパク質溶液は、ポリ（エチレングリコール）モノグリシジルエーテルを含まない同一のタンパク質溶液と比較して有意に透明であり、溶解性の増加を示した。加えて、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）データは、可溶性修飾タンパク質溶液が最小限の加水分解を示し、タンパク質の溶解性がタンパク質修飾に起因するものであり、使用された塩基性条件による加水分解によるものではなかったことを示した。
[実施例３９Ｂ]
化学修飾大豆タンパク質溶液（化学修飾ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ５５大豆タンパク質単離物、及び化学修飾ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物）を、２つの５ｍＬの０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を調製することによって調製した。調製したら、４０ｍｇのＤＡＢＣＯ（１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン）を各溶液へと添加し、溶解させた。ＤＡＢＣＯを溶解したら、３００ｍｇのポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル－５５０Ｍｎを溶液へと添加し、続いて０．７５ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ５５大豆タンパク質単離物を一方の溶液へと添加し、０．７５ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を他方の溶液へと添加した。溶液を６００ｒｐｍにて６５℃で４５分間撹拌して、修飾せずに０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム単独で個々の大豆タンパク質と比較して、水溶液中ではるかに高い溶解性を有する大豆タンパク質を作製した。ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル修飾タンパク質溶液は、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテルを含まない同一のタンパク質溶液と比較して有意に透明であり、溶解性の増加を示した。加えて、ＳＥＣデータは、可溶性修飾大豆タンパク質溶液が最小限の加水分解を示し、タンパク質の溶解性がタンパク質修飾に起因するものであり、使用された塩基性条件による加水分解によるものではなかったことを示した。
[実施例４０]
ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ５５大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）を、０．１ｍｏｌ／Ｌ濃度で５ｍＬの水酸化ナトリウム溶液中に０．７５ｇのＳＰＩを添加することによって分散させた。分散液を、磁気撹拌棒により６００ｒｐｍにて２時間６５℃で撹拌した。ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（アニオン性界面活性剤）をタンパク質１００質量部当たり５部の量で添加した。次いで、５ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、６００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ＳＰＩポリウレタン溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、ＳＰＩポリウレタンアロイフィルムを作製した。
[実施例４１]
ゼラチン溶液は、３．８８５ｇのゼラチンをブタの皮膚（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｇ２５００）から２２ｍＬの脱イオン水へと溶解し、５０℃で１時間、オーバーヘッドインペラミキサを用いて４５０ｒｐｍで撹拌することによって調製した。ゼラチンを完全に溶解した後、溶液のｐＨを１Ｎ水酸化ナトリウムで７．０まで調節した。ｐＨ調節後、抗微生物性Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６を、ゼラチン溶液１００重量部当たり１．２部で添加した。次いで、溶液を５０℃で１０分間混合して、全ての構成成分の良好な分散を確実にした。１０分後、１５ｍＬの溶液を等分し、Ａｎｔｉｆｏａｍ ２０４（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ製の有機ポリエーテル分散液の混合物）を、推定された最終溶液重量１００部当たり０．５部で添加した。等分した溶液を５０℃で１０分間混合して、全ての構成成分の良好な分散を確実にした。次いで、２５．８８５ｇのＬ３３６０を溶液に添加した。Ｌ３３６０の添加後、４３℃～４５℃の温度に達するまで溶液を混合した。
溶液のもう一方のアリコートに、溶液重量の１００部当たり５．５部のＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（非イオン性及びアニオン性界面活性剤の安定化ブレンド）、及び１００部当たり２．２部のＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（非イオン性及びアニオン性界面活性剤の安定化ブレンド）を、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（非イオン性シリコーン分散液）の１００部当たり０．１部と共に添加した。次いで、溶液を、４３℃～４５℃の温度で６５０ｇ／Ｌ～８５０ｇ／Ｌの湿潤密度に達するまで機械的に泡立てて冷凍し、それによって発泡ブレンド混合物を形成した。
トップコート及びベースコートを含む表面仕上げを調製して、タンパク質ポリウレタンアロイのプレスキンを作製した。トップコートブレンドは、９．７４部のＳｔａｈｌ Ｍｅｌｉｏ ＷＦ－５２２７．Ａ ＬＩＱ、１００部のＳｔａｈｌ ＷＴ－４２－５１１、３０部のＳｔａｈｌ ＤＩ－１７－７０１、３０部のＳｔａｈｌ ＸＲ－１３－８２０、及び２５部の水をブレンドすることによって作製された。ベースコートブレンドは、４５０部のＳｔａｈｌ ＲＣ－４３－０２３、５０部のＳｔａｈｌ ＲＵ－３９０１、１５０部のＳｔａｈｌ ＲＡ－３０、５０部のＳｔａｈｌ ＦＩ－１２０８、３０部のＳｔａｈｌ ＸＲ－１３－８２０、及び１００部のＳｔａｈｌ ＲＡ－２２－０６３をブレンドすることによって作製した。
ブレンドした非発泡溶液を、ドローダウン装置を用いて目標の湿潤厚さ２００ｇｓｍで乾燥したプレスキン上に堆積させ、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒ中において７５℃、２０００ｒｐｍの空気速度、及び試料の下から７０％の空気を吹き込んで１５分間乾燥させて、タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成した。この第１の層を乾燥させた後、ブレンドした発泡溶液の第２の層を、第１の層上に目標の湿潤厚さ３５０ｇｓｍで堆積させ、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒ内で、７５℃にて５分間、次いで１００℃にて５分間、最後に１２０℃で５分間、７００ｒｐｍの空気速度で、７０％の空気を下から吹き込みながら、勾配様の乾燥手順で１５分間乾燥させて、第１の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成した。発泡層を乾燥させた後、ブレンドした発泡溶液の第３の層を、第１の発泡層上に目標の湿潤厚さ３５０ｇｓｍで堆積させ、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒ内で、７５℃にて５分間、次いで１００℃にて５分間、最後に１２０℃で、７００ｒｐｍの空気速度にて、７０％の空気を下から吹き込みながら、勾配様の乾燥手順で１５分間乾燥させて、第２の発泡タンパク質ポリウレタンアロイ層を形成した。
試料を完全に乾燥させ、２４時間にわたり２３℃及び湿度５０％の条件付けチャンバ内で２４時間調整した後、試料を切断し、本明細書に記載のＤＭＡ及び引張り機械的特性試験に従って試験した。得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１９０℃であり、ヤング率は８８．９ＭＰａであり、引張り応力は５．４ＭＰａであり、破断伸びは１１０％であった。
[実施例４２]
試料は、１ｇの５０ＫＤａ ｒＣｏｌを５ｍＬの脱イオン水中へと溶解し、２０℃で１時間、１０００ｒｐｍで磁気撹拌棒により撹拌することによって調製した。５０ＫＤａ ｒＣｏｌタンパク質は、配列番号１として列挙されたアミノ酸配列を含むＭｏｄｅｒｎ Ｍｅａｄｏｗによって調製されたコラーゲン断片であった。１時間撹拌した後、６．７ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及び５０ＫＤａ ｒＣｏｌ溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、５０ＫＤａ ｒＣｏｌポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。５０ＫＤａ ｒＣｏｌポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１７７．８℃であり、実施例１に記載の対照試料よりも６２．９℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は１６１ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１７ＭＰａであり、平均破断伸びは５０ＫＤａ ｒＣｏｌポリウレタンアロイについて１７３％であった。
[実施例４３]
試料は、ＣＲＥＡＴＩＶＥ ＥＮＺＹＭＥＳ（登録商標）から入手可能な天然トリコデルマ（Trichoderma）種セルラーゼ（Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ－ＲＧ）１ｇを脱イオン水５ｍＬへと溶解し、磁気撹拌棒により１０００ｒｐｍで２０℃にて１時間撹拌することによって調製した。１時間撹拌した後、１１．４ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及びセルラーゼ溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、セルラーゼポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。Ｃｅｌｌｕａｓｅ－ＲＧポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１５３．１℃であり、実施例１に記載の対照試料よりも３８．２℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は１８４ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１４．７ＭＰａであり、平均破断伸びはセルラーゼポリウレタンアロイについて２５２％であった。
[実施例４４]
試料は、Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な実験室グレードのセルラーゼ（Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ－ＩＧ）１ｇを５ｍＬの脱イオン水へと溶解し、磁気撹拌棒により１０００ｒｐｍで２０℃にて１時間撹拌することによって調製した。１時間撹拌した後、１１．４ｇのＬ３３６０を溶液に添加し、１０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。次いで、ポリウレタン及びセルラーゼ溶液を直径１０ｃｍのテフロン（登録商標）蒸発皿にピペットで移した。皿を４５℃のオーブン内で一晩乾燥させた。乾燥後、乾燥した試料を標準的な基準雰囲気（２３℃、湿度５０％）で２４時間調整して、セルラーゼポリウレタンアロイフィルムを作製した。
ＤＭＡ試験を実施例１に概説されるように実施した。Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ－ＩＧポリウレタンアロイについて得られた第２の貯蔵弾性率遷移（測定された貯蔵弾性率の最後の減少の開始点として取得、すなわち、第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度）は、１２２．１℃であり、実施例１に記載の対照試料よりも７．２℃増加した。
引張り試験を実施例１に概説されるように実施した。平均ヤング率は８４ＭＰａであり、測定された平均引張り応力は１５．１ＭＰａであり、平均破断伸びはセルラーゼポリウレタンアロイについて２８６％であった。
[実施例４５]
２つの対照試料（実施例第４５ａ番及び実施例第４５ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。０．４ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）を、Ｃ．Ｌ．Ｈａｕｔｈａｗａｙ＆Ｓｏｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＨａｕｔｈａｎｅＨＤ－２００１へと混合した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で混合し、室温で５分間撹拌させた。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を５分間混合させた。次いで、混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒコータを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。次いで、コーティングを剥離紙から除去して、タンパク質を含有しないポリウレタンフィルムを作製した。
乾燥後、実施例４５ａの試料の厚さは０．４ｍｍであり、実施例４５ｂの試料の厚さは０．４ｍｍであった。表７に報告されるように、実施例４５ａのポリウレタンフィルムは３０ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、実施例４５ｂのポリウレタンフィルムは３８ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。
[実施例４６]
２つの試料（実施例第４６ａ番及び実施例第４６ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。ブタ皮膚からの１３．２５ｇのゼラチンを、２ｇの抗微生物Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６、０．８ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）、及び５０℃で７５ｍＬの水の溶液中に溶解した。ゼラチンが完全に溶解するまで、５００ｒｐｍでインペラを用いて溶液を撹拌した。次いで、溶液のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｃ．Ｌ．Ｈａｕｔｈａｗａｙ＆Ｓｏｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の７７ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｈａｕｔｈａｎｅ ＨＤ－２００１を、ゼラチン溶液に添加し、１５分間撹拌した。ゼラチン及びポリウレタン溶液を適切に混合した後、Ｓｔａｈｌ製の１ｇのＲＭ－４４１０を添加して溶液の粘度を増加させ、溶液を５分間混合した。次いで、この溶液を、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング層（厚さ０．０３ｍｍ）で表面をコーティングした厚さ０．３５ｍｍのマイクロスエードテキスタイル上にコーティングした。ゼラチンポリウレタン溶液を、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング層の上に、手持ち式ドローダウン装置を用いてコーティングし、標準基準雰囲気（２３℃及び湿度５０％）で乾燥させて、テキスタイル裏材を有するゼラチン－ポリウレタンフィルムを作製した。薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティングを使用して、ゼラチンポリウレタンコーティングがマイクロスエードテキスタイルに深く浸透するのを防止した。
乾燥後、実施例第４６ａ番の試料の厚さは０．７７ｍｍであり（これは、ゼラチン－ポリウレタンフィルム、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング、及びマイクロスエードテキスタイルの厚さの合計であった）、実施例４６ｂの試料の厚さは０．８２ｍｍであった（これは、ゼラチン－ポリウレタンフィルム、薄いＩｍｐｒａｎｉｌ（登録商標）ＤＬＳコーティング、及びマイクロスエードテキスタイルの厚さの合計であった）。
表７に報告されるように、実施例第４６ａ番の試料は１８０ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４５ａ番の試料と比較して１５０ｇ／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４５ｂ番の試料と比較して１４２ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。また表７に報告されるように、実施例第４６ｂ番の試料は１３８ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４５ａ番の試料と比較して１０８／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４５ｂ番の試料と比較して１００ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。
薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング又はマイクロスエードテキスタイルのいずれも、実施例第４６ａ番又は第４６ｂ番の試料の水蒸気透過率に有意な影響を及ぼさなかった。言い換えれば、表７に報告される水蒸気透過率は、ゼラチン－ポリウレタンフィルムのみの水蒸気透過率を反映する。
[実施例４７]
２つの対照試料（実施例第４７ａ番及び実施例第４７ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。０．４ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）を、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０へと混合した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で混合し、室温で５分間撹拌させた。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を５分間混合させた。次いで、混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒコータを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。次いで、コーティングを剥離紙から除去して、タンパク質を含有しないポリウレタンフィルムを作製した。
乾燥後、実施例４７ａの試料の厚さは０．３２ｍｍであり、実施例４７ｂの試料の厚さは０．３６ｍｍであった。表７に報告されるように、実施例４７ａのポリウレタンフィルムは２３ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、実施例４７ｂのポリウレタンフィルムは２７ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。
[実施例４８]
２つの試料（実施例第４８ａ番及び実施例第４８ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。ブタ皮膚からの１３．２５ｇのゼラチンを、２ｇの抗微生物Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６、０．８ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）、及び５０℃で７５ｍＬの水の溶液中に溶解した。ゼラチンが完全に溶解するまで、５００ｒｐｍでインペラを用いて溶液を撹拌した。次いで、溶液のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｈａｕｔｈａｗａｙｙ製の７７ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０をゼラチン溶液へと添加し、１５分間撹拌した。ゼラチン及びポリウレタン溶液を適切に混合した後、Ｓｔａｈｌ製の１ｇのＲＭ－４４１０を添加して溶液の粘度を増加させ、溶液を５分間混合した。次いで、この溶液を、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング層（厚さ０．０３ｍｍ）で表面をコーティングした厚さ０．３５ｍｍのマイクロスエードテキスタイル上にコーティングした。ゼラチン及びポリウレタン溶液を、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング層の上に、手持ち式ドローダウン装置を用いてコーティングし、標準基準雰囲気（２３℃及び湿度５０％）で乾燥させて、テキスタイル裏材を有するゼラチン－ポリウレタンフィルムを作製した。薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティングを使用して、ゼラチンポリウレタンコーティングがマイクロスエードテキスタイルに深く浸透するのを防止した。
乾燥後、実施例第４８ａ番の試料の厚さは０．７７ｍｍであり（これは、ゼラチン－ポリウレタンフィルム、薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング、及びマイクロスエードテキスタイルの厚さの合計であった）、実施例４８ｂの試料の厚さは０．８４ｍｍであった（これは、ゼラチン－ポリウレタンフィルム、薄いＩｍｐｒａｎｉｌ（登録商標）ＤＬＳコーティング、及びマイクロスエードテキスタイルの厚さの合計であった）。
表７に報告されるように、実施例第４８ａ番の試料は１１７ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４７ａ番の試料と比較して９４ｇ／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４７ｂ番の試料と比較して９０ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。また表７に報告されるように、実施例４８ｂの試料は７４ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４７ａ番の試料と比較して５１ｇ／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４７ｂ番の試料と比較して４７ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。
薄いＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳコーティング又はマイクロスエードテキスタイルのいずれも、実施例第４６ａ番又は第４６ｂ番の試料の水蒸気透過率に有意な影響を及ぼさなかった。言い換えれば、表７に報告される水蒸気透過率は、ゼラチン－ポリウレタンフィルムのみの水蒸気透過率を反映する。
[実施例４９]
２つの対照試料（実施例第４９ａ番及び実施例第４９ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。０．２ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）を、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０へと混合した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で５分間混合した。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を再び５分間再び混合した。次いで、このポリウレタン混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
次いで、発泡溶液を、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（溶液重量に基づいて１％）、及びＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（溶液重量に基づいて０．１％）により、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０を混合することによって調製した。この混合物を、室温にてインペラを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌した。次いで、混合物を泡立たせて、７００ｇ／Ｌ～９００ｇ／Ｌの湿潤密度を有する発泡混合物を作製した。発泡混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて、事前にコーティングされたポリウレタン層上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。この第１の発泡コーティングを乾燥させた後、同じ発泡混合物から作製された第２の発泡コーティング層を、同一の条件を用いて第１の発泡コーティング上にコーティングした。第２の発泡層の乾燥後、三層試料を剥離紙から除去した。
実施例第４９ａ番の試料の三層試料の厚さは０．２３ｍｍであり、実施例第４９ｂ番の三層試料の厚さは０．２４ｍｍであった。表７に報告されるように、実施例第４９ａ番の三層試料は８３ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、実施例第４９ｂ番の三層試料は８７ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。
[実施例５０]
２つの試料（実施例第５０ａ番及び実施例第５０ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合した。次いで、混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質単離物質量に基づいて１５重量％）及びＡＦ－７１５消泡剤（溶液重量に基づいて１重量％）を混合物へと添加し、混合物を、大豆タンパク質単離物が完全に溶解するまで、インペラを用いて５００ｒｐｍで撹拌した。大豆タンパク質単離物が完全に溶解すると、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の３２ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０をタンパク質溶液へと添加し、溶液をインペラにより５００ｒｐｍの速度で１０分間室温にて撹拌した。次いで、このタンパク質溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
次いで、５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合することによって、発泡溶液を調製した。混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節し、大豆タンパク質単離物が完全に溶解したら、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質質量に基づいて１５重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（溶液重量に基づいて３重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（溶液重量に基づいて１％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（溶液重量に基づいて０．１％）、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の３２ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０を溶液へと添加し、溶液を５分間室温でインペラを用いて５００ｒｐｍにて撹拌した。次いで、この溶液を泡立たせて、７００ｇ／Ｌ～９００ｇ／Ｌの湿潤密度を有する発泡溶液を作製した。発泡溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて、事前にコーティングされたタンパク質溶液層上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。この第１の発泡溶液コーティングを乾燥させた後、第２の発泡層を、同じ条件を用いて第１の発泡コーティング上にコーティングした。第２の発泡溶液層を乾燥させた後、三層試料を剥離紙から除去した。
実施例第５０ａ番の三層試料の厚みは０．２４ｍｍであり、実施例第５０ｂ番の三層試料の厚みは０．２５ｍｍであった。表７に報告されるように、実施例第５０ａ番の試料は２６８ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４９ａ番の試料と比較して１８５ｇ／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４９ｂ番の試料と比較して１８１ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。また表７に報告されるように、実施例第５０ｂ番の試料は２７７ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第４９ａ番の試料と比較して１９４ｇ／ｍ２／２４時間の増加であり、実施例第４９ｂ番の試料と比較して１９０ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。
[実施例５１]
対照試料は、０．４ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）を、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９へと混合することによって調製した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で混合し、室温で５分間撹拌させた。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を５分間混合させた。次いで、混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒコータを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。次いで、コーティングを剥離紙から除去して、タンパク質を含有しないポリウレタンフィルムを作製した。
乾燥後、試料の厚みは０．０８ｍｍであった。表７に報告されるように、ポリウレタンフィルムは、３３８ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。
[実施例５２]
２つの試料（実施例第５２ａ番及び実施例第５２ｂ番）を、各々以下のプロセスに従って調製した。５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合した。次いで、混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質単離物質量に基づいて１５重量％）及びＡＦ－７１５消泡剤（溶液重量に基づいて１重量％）を混合物へと添加し、混合物を、大豆タンパク質単離物が完全に溶解するまで、インペラを用いて５００ｒｐｍで撹拌した。大豆タンパク質単離物が完全に溶解すると、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の３２ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９をタンパク質溶液へと添加し、溶液をインペラにより５００ｒｐｍの速度で１０分間室温にて撹拌した。次いで、このタンパク質溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
次いで、５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合することによって、発泡溶液を調製した。混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節し、大豆タンパク質単離物が完全に溶解したら、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質質量に基づいて１５重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（溶液重量に基づいて３重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（溶液重量に基づいて１％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（溶液重量に基づいて０．１％）、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の３２ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９を溶液へと添加し、溶液を５分間室温でインペラを用いて５００ｒｐｍにて撹拌した。次いで、この溶液を泡立たせて、７００ｇ／Ｌ～９００ｇ／Ｌの湿潤密度を有する発泡溶液を作製した。発泡溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて、事前にコーティングされたタンパク質溶液層上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。この第１の発泡コーティングを乾燥させた後、第２の発泡層を、同じ条件を用いて第１の発泡コーティング上にコーティングした。第２の発泡溶液層を乾燥させた後、三層試料を剥離紙から除去した。
実施例第５２ａ番の試料の三層試料の厚さは０．２２ｍｍであり、実施例第５２ｂ番の三層試料の厚さは０．２３ｍｍであった。表７に報告されるように、実施例第５２ａ番の試料は６２６ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、実施例第５２ｂ番の試料は６４４ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。３つの試料全てがＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９を用いて作製された実質的に同じ厚さを有する非発泡層を含んでいたため、水蒸気透過率の変化を評価する目的で、実施例第５２ａ番及び第５２ｂ番の水蒸気透過率を、実施例第５１番の水蒸気透過率と比較することができる。実施例第５２ａ番及び第５２ｂ番の発泡層は、それらの高い多孔度のため、これらの試料の水蒸気透過率に有意な影響を及ぼさなかった。実施例第５１番の試料と比較して、実施例第５２ａ番の試料は水蒸気透過で２８８ｇ／ｍ２／２４時間の増加を示し、実施例第５２ｂ番の試料は水蒸気透過での３０６ｇ／ｍ２／２４時間の増加を示した。
[実施例５３]
対照試料は、０．２ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒから入手可能な消泡剤）を、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９へと混合することによって調製した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で５分間混合した。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を再び５分間再び混合した。次いで、このポリウレタン混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
次いで、発泡溶液を、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（溶液重量に基づいて１％）、及びＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（溶液重量に基づいて０．１％）により、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０を混合することによって調製した。この混合物を、室温にてインペラを用いて５００ｒｐｍで５分間撹拌した。次いで、混合物を泡立たせて、７００ｇ／Ｌ～９００ｇ／Ｌの湿潤密度を有する発泡混合物を作製した。発泡混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて、事前にコーティングされたポリウレタン層上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。この第１の発泡コーティングを乾燥させた後、同じＬ３３６０発泡混合物から作製された第２の発泡コーティング層を、同一の条件を用いて第１の発泡コーティング上にコーティングした。第２の発泡層の乾燥後、三層試料を剥離紙から除去した。
実施例第５３番の三層試料の厚みは０．３２ｍｍであった。表７で報告するように、実施例第５３番の三層試料は水蒸気透過率が８４ｇ／ｍ２／２４時間であった。
[実施例５４]
５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合することによって、試料を調製した。混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質単離物質量に基づいて１５重量％）及びＡＦ－７１５消泡剤（溶液重量に基づいて１重量％）を混合物へと添加し、混合物を、大豆タンパク質単離物が完全に溶解するまで、インペラを用いて５００ｒｐｍで撹拌した。大豆タンパク質単離物が完全に溶解すると、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の５３．７ｇの水媒介ポリウレタン分散液ＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９をタンパク質溶液へと添加し、溶液をインペラにより５００ｒｐｍの速度で１０分間室温にて撹拌した。次いで、このタンパク質溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
次いで、５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合することによって、発泡溶液を調製した。混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節し、大豆タンパク質単離物が完全に溶解したら、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質質量に基づいて１５重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２１６－Ｔ（溶液重量に基づいて３重量％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２３１７（溶液重量に基づいて３％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４１－Ａ（溶液重量に基づいて１％）、ＨｅｉＱ Ｃｈｅｍｔｅｘ ２２４３（溶液重量に基づいて０．１％）、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の５３．７ｇの水媒介ポリウレタン分散液Ｌ３３６０を溶液へと添加し、溶液を５分間室温でインペラを用いて５００ｒｐｍにて撹拌した。次いで、この溶液を泡立たせて、７００ｇ／Ｌ～９００ｇ／Ｌの湿潤密度を有する発泡溶液を作製した。発泡溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて、事前にコーティングされたタンパク質溶液層上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。この第１の発泡溶液コーティングを乾燥させた後、第２の発泡Ｌ３３６０層を、同じ条件を用いて第１の発泡コーティング上にコーティングした。第２の発泡溶液層を乾燥させた後、三層試料を剥離紙から除去した。
実施例第５４番の三層試料の厚みは０．３２ｍｍであった。表７に報告するように、実施例第５４番の試料は１６６ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第５３番の試料と比較して８２ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。図２３のグラフは、実施例第５４番の試料の通気性が経時的に一貫していることを示す。試料を通して輸送される水の量は、通気性試験中に時間とともに直線的に増加した。図２３のグラフは、タンパク質ポリウレタンアロイ中のタンパク質が、経時的にアロイの通気性にいかなる有意な変動も引き起こさないことを示す。
[実施例５５]
対照試料は、０．４ｇのＡＦ－７１５（Ｑｕａｋｅｒ Ｃｏｌｏｒ製の消泡剤）を、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の２５重量％のＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ５２４９及びＨａｕｔｈａｗａｙ製の７５重量％のＬ３３６０で構成される３８ｇの水媒介ポリウレタン分散液へと混合することによって調製した。混合物を、インペラを用いて５００ｒｐｍの速度で混合し、室温で５分間撹拌させた。混合物を適切に混合した後、０．６ｇのＢＯＲＣＨＩ（登録商標）Ｇｅｌ Ｌ ７５ Ｎを添加して混合物の粘度を上昇させ、混合物を５分間混合させた。次いで、混合物を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒコータを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。次いで、コーティングを剥離紙から除去して、タンパク質を含有しないポリウレタンフィルムを作製した。
乾燥後、試料の厚みは０．０７ｍｍであった。表７に報告されるように、ポリウレタンフィルムは、１６８ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有した。
[実施例５６]
５．３ｇのＳＵＰＲＯ（登録商標）ＸＴ２２１Ｄ大豆タンパク質単離物を３０ｇの水と混合することによって、試料を調製した。混合物のｐＨを、８～９のｐＨが達成されるまで１Ｍ ＮａＯＨを用いて増加させた。ｐＨを調節した後、Ｕｌｔｒａ－Ｆｒｅｓｈ ＤＷ－５６（大豆タンパク質単離物質量に基づいて１５重量％）及びＡＦ－７１５消泡剤（溶液重量に基づいて１重量％）を混合物へと添加し、混合物を、大豆タンパク質単離物が完全に溶解するまで、インペラを用いて５００ｒｐｍで撹拌した。大豆タンパク質単離物が完全に溶解すると、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の２５重量％のＩＭＰＲＡＰＥＲＭ（登録商標）ＤＬ ５２４９から構成される５３．７ｇの水媒介ポリウレタン分散液及びＨａｕｔｈａｗａｙ製の７５重量％のＬ３３６０をタンパク質溶液へと添加し、溶液をインペラにより５００ｒｐｍの速度で１０分間室温にて撹拌した。次いで、このタンパク質溶液を、Ｍａｔｈｉｓ ＬＴＥ－Ｓ Ｌａｂｃｏａｔｅｒを用いて剥離紙上にコーティングし、７５℃で１０分間、及び１００℃で１０分間乾燥させた。
乾燥後、試料の厚みは０．０５ｍｍであった。表７に報告するように、試料は２６６ｇ／ｍ２／２４時間の水蒸気透過率を有し、これは、実施例第５５番の試料と比較して９８ｇ／ｍ２／２４時間の増加であった。
例示的表
以下の表３～表６は、実施例第１番～第３１番のＤＭＡ及び機械的特性試験結果を報告する。表中の「Ｓａｎｃｕｒｅ」ポリウレタンとは、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ製の水中４７％固形分の脂肪族ポリエステルポリウレタン分散液である、ＳＡＮＣＵＲＥ（商標）２００２５Ｆである。「Ｉｍｐｒａｎｉｌ ＤＬＳ」ポリウレタンとは、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製の水中５０％固形物量を有する脂肪族ポリエステルポリウレタンである、ＩＭＰＲＡＮＩＬ（登録商標）ＤＬＳである。「Ｌ２９９６」ポリウレタンとは、Ｈａｕｔｈａｗａｙ製の水中３５％固形物量を有する脂肪族ポリカーボネートポリウレタン分散液である。「ゼラチン」タンパク質とは、Ｓｉｇｍａ製のＡ型ブタ皮膚ゼラチンＧ２５００である。「ＳＰＩ」タンパク質とは、ＭＰ Ｍｅｄｉｃａｌｓ製の大豆タンパク質単離物ＩＣ９０５４５６２５である。「コラーゲン」タンパク質とは、中国におけるＷｕｘｉ ＢＩＯＴ ｂｉｏｌｏｇｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙのウシコラーゲンである。「ＢＳＡ」タンパク質とは、Ｓｉｇｍａ製のウシ血清アルブミン５４７０である。Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｅａｄｏｗ製の酵母で調製された「ｒＣｏｌ」タンパク質組換えウシコラーゲン。「アルブミン」タンパク質とは、Ｓｉｇｍａ製の鶏卵白アルブミンＡ５２５３である。「エンドウ豆」タンパク質とは、Ｂｏｂｓ Ｒｅｄ Ｍｉｌｌｓ製のエンドウ豆タンパク質粉末ＭＴＸ５２３２である。「ピーナッツ」タンパク質とは、Ｔｒｕ－Ｎｕｔ製のピーナッツタンパク質粉末である。表７は実施例第４５番～第５６番の水蒸気透過率試験結果を報告する。
Figure 2023524408000003
Figure 2023524408000004
Figure 2023524408000005
Figure 2023524408000006
Figure 2023524408000007
様々な実施形態が本明細書で記載されてきたが、それらは、限定ではなく例として提示されている。適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び指導に基づいて、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図されることが明らかである。したがって、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された実施形態に対して形態及び詳細の様々な変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。本明細書に提示された実施形態の要素は、必ずしも相互に排他的ではないが、当業者によって理解されるように、様々な状況を満たすように交換され得る。
本開示の実施形態は、添付の図面に示されるようなその実施形態を参照して本明細書で詳細に記載され、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似する要素を示すために使用される。「一実施形態」、「ある実施形態」、「いくつかの実施形態」、「ある特定の実施形態」などの言及は、記載された実施形態が、特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての実施形態が、特定の特徴、構造、又は特性を必ずしも含むわけではないことを示す。更に、このような句は、必ずしも同じ実施形態を言及するものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性がある実施形態と関連して記載される場合、明確に記載されているかどうかに関わりなく、他の実施形態と関連するこのような特徴、構造、又は特性への影響は、当業者の知見内であるものとする。
実施例は、本開示の例示であるが、限定するものではない。当業者には明らかであろう、当分野に通常遭遇する種々の条件及びパラメータの他の好適な修正及び適応は、本開示の趣旨及び範囲内である。
本明細書で使用される表現又は専門用語は、説明目的のためであり、限定するものではないことを理解されたい。本開示の広がり及び範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではないが、以下の特許請求の範囲及びそれらの等価物に従って定義されるべきである。
配列
配列番号１：ヒトコラーゲンアルファ－１（ＩＩＩ）鎖
ＤＶＫＳＧＶＡＶＧＧＬＡＧＹＰＧＰＡＧＰＰＧＰＰＧＰＰＧＴＳＧＨＰＧＳＰＧＳＰＧＹＱＧＰＰＧＥＰＧＱＡＧＰＳＧＰＰＧＰＰＧＡＩＧＰＳＧＰＡＧＫＤＧＥＳＧＲＰＧＲＰＧＥＲＧＬＰＧＰＰＧＩＫＧＰＡＧＩＰＧＦＰＧＭＫＧＨＲＧＦＤＧＲＮＧＥＫＧＥＴＧＡＰＧＬＫＧＥＮＧＬＰＧＥＮＧＡＰＧＰＭＧＰＲＧＡＰＧＥＲＧＲＰＧＬＰＧＡＡＧＡＲＧＮＤＧＡＲＧＳＤＧＱＰＧＰＰＧＰＰＧＴＡＧＦＰＧＳＰＧＡＫＧＥＶＧＰＡＧＳＰＧＳＮＧＡＰＧＱＲＧＥＰＧＰＱＧＨＡＧＡＱＧＰＰＧＰＰＧＩＮＧＳＰＧＧＫＧＥＭＧＰＡＧＩＰＧＡＰＧＬＭＧＡＲＧＰＰＧＰＡＧＡＮＧＡＰＧＬＲＧＧＡＧＥＰＧＫＮＧＡＫＧＥＰＧＰＲＧＥＲＧＥＡＧＩＰＧＶＰＧＡＫＧＥＤＧＫＤＧＳＰＧＥＰＧＡＮＧＬＰＧＡＡＧＥＲＧＡＰＧＦＲＧＰＡＧＰＮＧＩＰＧＥＫＧＰＡＧＥＲＧＡＰＧＰＡＧＰＲＧＡＡＧＥＰＧＲＤＧＶＰＧＧＰＧＭＲＧＭＰＧＳＰＧＧＰＧＳＤＧＫＰＧＰＰＧＳＱＧＥＳＧＲＰＧＰＰＧＰＳＧＰＲＧＱＰＧＶＭＧＦＰＧＰＫＧＮＤＧＡＰＧＫＮＧＥＲＧＧＰＧＧＰＧＰＱＧＰＰＧＫＮＧＥＴＧＰＱＧＰＰＧＰＴＧＰＧＧＤＫＧＤＴＧＰＰＧＰＱＧＬＱＧＬＰＧＴＧＧＰＰＧＥＮＧＫＰＧＥＰＧＰＫＧＤＡＧＡＰＧＡＰＧＧＫＧＤＡＧＡＰＧＥＲＧＰＰ

Claims (45)

  1. ポリウレタン内に溶解したタンパク質を含むタンパク質ポリウレタンアロイであって、前記タンパク質が、大豆タンパク質以外のタンパク質である、タンパク質ポリウレタンアロイ。
  2. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、以下：
    約－６０℃～約３０℃の範囲にわたる温度での動的機械分析（Dynamic Mechanical Analysis：ＤＭＡ）ｔａｎ（δ）ピークと、
    約１２０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度と、
    を有する、請求項１に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  3. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、透明である、請求項１又は請求項２に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  4. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約１０％～約６００％の範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  5. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約４０％～約６００％の範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  6. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約１０ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  7. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約２５ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  8. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約１００ＭＰａ～約３５０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  9. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約５０ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  10. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約７５ＭＰａ～約４５０ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  11. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約５％～約７０％の範囲にわたり大きい範囲の摂氏温度での第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  12. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約１５％～約７０％の範囲にわたり大きい範囲の摂氏温度での第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  13. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約５℃～約１００℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  14. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約２０℃～約８０℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  15. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約４０℃～約８０℃の範囲にわたり大きい範囲の第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  16. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  17. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約１６５℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有する、請求項１～１５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  18. 前記タンパク質が、以下：
    （ａ）約４～約５の範囲にわたる等電点と、
    （ｂ）約１重量％～約１００重量％の範囲にわたるリジン重量パーセントと、
    を有する、請求項１～１７のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  19. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約５％～約５５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  20. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約１５％～約５５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  21. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約２ＭＰａ～約８ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項１～２０のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  22. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約５ＭＰａ～約８ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項１～２０のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  23. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約７ＭＰａ～約２１ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有する、請求項１～２２のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  24. 約１０重量％～約５０重量％の前記タンパク質と、約５０重量％～約９０重量％の前記ポリウレタンと、を含む、請求項１～２３のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  25. 約２０重量％～約３５重量％の前記タンパク質と、約６５重量％～約８０重量％の前記ポリウレタンと、を含む、請求項１～２３のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  26. 前記タンパク質が、コラーゲン以外のタンパク質である、請求項１～２５のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  27. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記水蒸気透過率よりも約２０％～約６００％の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する、請求項１～２６のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  28. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、前記タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記水蒸気透過率よりも約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する、請求項１～２７のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  29. 前記タンパク質ポリウレタンアロイが、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を有する、請求項１～２８のいずれか一項に記載のタンパク質ポリウレタンアロイ。
  30. ポリウレタン内に溶解した大豆タンパク質を含む大豆タンパク質ポリウレタンアロイであって、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、約－６０℃～約３０℃の範囲にわたる温度での動的機械分析（ＤＭＡ）ｔａｎ（δ）ピークと、約１３０℃～約２００℃の範囲にわたる第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度と、を有する、大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  31. 前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、透明である、請求項３０に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  32. 前記ポリウレタンが、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、大豆タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約６０％～約５７０％の範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項３０又は請求項３１に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  33. 前記ポリウレタンが、大豆タンパク質の非存在下においてヤング率を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、大豆タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記ヤング率よりも約３５ＭＰａ～約３４０ＭＰａの範囲にわたり大きいヤング率を有する、請求項３０～３２のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  34. 前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、約９０ＭＰａ～約４００ＭＰａの範囲にわたるヤング率を有する、請求項３０～３３のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  35. 前記ポリウレタンが、大豆タンパク質の非存在下において第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度が、大豆タンパク質の非存在下において前記ポリウレタンの前記第２のＤＭＡ弾性率遷移開始温度よりも約１５℃～約１００℃高い範囲である、請求項３０～３４のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  36. 前記ポリウレタンが、大豆タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、大豆タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約１０％～約４５％の範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項３０～３５のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  37. 前記ポリウレタンが、大豆タンパク質の非存在下における引張り強度を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、大豆タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記引張り強度よりも約１．５ＭＰａ～約５．５ＭＰａの範囲にわたり大きい引張り強度を有する、請求項３０～３６のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  38. 前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、約１４ＭＰａ～約１９ＭＰａの範囲にわたる引張り強度を有する、請求項３０～３７のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  39. 約１０重量％～約５０重量％の前記大豆タンパク質と、約５０重量％～約９０重量％の前記ポリウレタンと、を含む、請求項３０～３８のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  40. 約２０重量％～約３５重量％の前記大豆タンパク質と、約６５重量％～約８０重量％の前記ポリウレタンと、を含む、請求項３０～３８のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  41. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記水蒸気透過率よりも約２０％～約６００％の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する、請求項３０～４０のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  42. 前記ポリウレタンが、タンパク質の非存在下における水蒸気透過率を有し、前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、タンパク質の非存在下における前記ポリウレタンの前記水蒸気透過率よりも約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約５００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたり大きい水蒸気透過率を有する、請求項３０～４１のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  43. 前記大豆タンパク質ポリウレタンアロイが、約３０ｇ／ｍ２／２４時間～約１０００ｇ／ｍ２／２４時間の範囲にわたる水蒸気透過率を有する、請求項３０～４２のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  44. 前記大豆タンパク質が、大豆タンパク質単離物である、請求項３０～４３のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
  45. 前記大豆タンパク質が、化学修飾された大豆タンパク質単離物である、請求項３０～４３のいずれか一項に記載の大豆タンパク質ポリウレタンアロイ。
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