JPH08296178A - 人造皮革及びその類似物、並びに製法 - Google Patents

人造皮革及びその類似物、並びに製法

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JPH08296178A
JPH08296178A JP14102595A JP14102595A JPH08296178A JP H08296178 A JPH08296178 A JP H08296178A JP 14102595 A JP14102595 A JP 14102595A JP 14102595 A JP14102595 A JP 14102595A JP H08296178 A JPH08296178 A JP H08296178A
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Abstract

(57)【要約】 粉末、繊維状あるいは液状タンパク質とポリエーテル、
ポリアミドあるいはポリビニルピロリドンから選ばれる
分子量50〜3000の水溶性柔軟付与化合物とを、親
水性骨格を有するポリエポキシ化合物および/またはポ
リオキサゾリン化合物を架橋剤として使用し、タンパク
質高次構造物の物性低下を生じない温度で加熱架橋せし
めて得られる、タンパク質人造皮革およびその類似物が
提供せられる。本発明のタンパク質人造皮革は柔軟性と
強度を兼ね備え、また吸透湿度、生分解性等従来の人造
皮革に見られない優れた特性を有する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタンパク質を化学的に架
橋させて得られる柔軟性と強度を兼ね備えた新規な人造
皮革およびその類似物に関するものである。尚本願での
人造皮革類似物とは、柔軟性あるいは強度が種々の程度
に異なる架橋タンパク質フイルム、シートあるいは成形
品を意味する。
【0002】
【従来の技術】タンパク質は各種のαアミノ酸が酸アミ
ド結合(所謂ペプチド結合)により相互に結合した高分
子含窒素化合物で、かかるタンパク質材料としては例え
ばコラーゲン、ゼラチン、カゼイン、絹、卵白、革、ケ
ラチン、羽毛、獣毛、毛髪等の動物性のもの;大豆蛋
白、小麦蛋白、コーン蛋白等の植物性のもの;細菌由来
の微生物性のもの;及びタンパク質部分分解物;合成ポ
リアミノ酸等各種のものが知られている。
【0003】このようなタンパク質には構成アミノ酸に
由来する各種の反応性官能基例えばアミノ基、イミノ
基、カルボキシル基、フェノール性並びにアルコール性
水酸基、メルカプト基、スルホン酸基等が含まれてお
り、天然蛋白はこれら反応性官能基の反応でケラチンの
ような硬質な巨大蛋白分子あるいは筋肉タンパク質、繊
維状タンパク質、革、皮膚等の軟質な巨大蛋白分子をつ
くているが、従来化学的手法によりタンパク質分子を架
橋して柔軟性、強度に富んだ巨大蛋白分子を作ることに
は成功していなかった。
【0004】タンパク質の反応性官能基を例えばアルデ
ヒド化合物とかポリグリシジル化合物により架橋させ硬
質な巨大分子構造としたものに、柔軟性、可塑性を付与
するため柔軟剤等を練り込んでも、それらは経時的に溶
出して硬質化してしまうし、加熱によりタンパク質を硬
化させても物性変化、白濁、品質低下をきたすため、従
来タンパク質の利用は硬質成形物の調製程度に限定され
ていたに過ぎない。また不織布と樹脂とからなる従来型
の人工皮革にコラーゲン等の粉末を練り込み等で添加す
ることも試みられてはいるが、タンパク質を主体にした
柔軟性と強度の大なる成形物を得ることには成功してい
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、化学的手法によりタンパク質を架橋させて巨大分
子化し、柔軟性と強度に富んだタンパク質由来の人造皮
革あるいはその類似物を提供することにある。また上記
の人造皮革あるいはその類似物を工業的有利に製造する
方法を提供することも発明の課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば上記課題
が、粉末、繊維状あるいは液状タンパク質40〜95重
量%と、ポリエーテル化合物、ポリアミド化合物および
ポリビニルピロリドン化合物からなる群より選ばれる分
子量50〜3000の範囲の水溶性柔軟付与化合物60
〜5重量%からなる主剤成分を、親水性骨格を有するポ
リエポキシ化合物および/またはオキサゾリン環を2以
上有するポリオキサゾリン化合物を架橋剤として主剤固
形分に対し10〜70重量%使用し架橋させてなる人造
皮革及びその類似物により達成され、またかかる人造皮
革及びその類似物は (a)粉末、繊維状あるいは液状タンパク質 40〜9
5重量% (b)ポリエーテル化合物、ポリアミド化合物およびポ
リビニルピロリドン化合物からなる群より選ばれる分子
量50〜3000の範囲の水溶性柔軟付与化合物60〜
5重量%からなる主剤成分に (c)親水性骨格を有するポリエポキシ化合物および/
またはオキサゾリン環を2以上有するポリオキサゾリン
化合物からなる架橋剤成分を主剤固形分に対し10〜7
0重量%配合し (d)所望により添加せられる顔料、なめし剤、酸化防
止剤等の添加剤と共に (e)水性媒体に溶解乃至は分散させてなる水性組成物
を離型紙上あるいは剥離面を有する支持体上に適用し、
タンパク質高次構造物の物性低下を生じない温度で加熱
乾燥させた後、、離型紙あるいは剥離面を有する支持体
を剥離除去する本発明方法により工業的有利に製造せら
れる。
【0007】本発明では反応せしめる主剤成分として粉
末、繊維状あるいは液状タンパク質とそれ自体で生体に
毒性を示すことなく、反応性に富む親水性柔軟付与化合
物としての特定のポリエーテル化合物、ポリアミド化合
物あるいはポリビニルピロリドン化合物が用いられる。
粉末、繊維状あるいは液状タンパク質としては、例えば
コラーゲン、ゼラチン、カゼイン、絹、卵白、革、ケラ
チン、羽毛、獣毛、毛髪等の動物性のもの;大豆蛋白、
小麦蛋白、コーン蛋白等の植物性のもの;微生物性のも
の;及びタンパク質部分分解物;合成ポリアミノ酸等が
好ましく使用せられる。尚このタンパク質材料には所望
により各種アミノ酸を配合することも出来る。
【0008】また柔軟性付与化合物としては分子量50
〜3000の範囲の水溶性のポリエー、テル化合物、ポ
リアミド化合物あるいはポリビニルピロリドン化合物が
用いられる。これら化合物は水溶性であると共に、水酸
基、カルボキシル基、アミノ基、ピロリドン環等の反応
性基が含まれているので反応性柔軟剤と目されるもので
ある。かかるポリエーテル化合物の例としてはグリセリ
ン、ポリグリセリン、エチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリス
リトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、糖
およびムコ多糖等が挙げられこれらは親水性でそれ自体
生体内で毒性を示さない反応性柔軟剤として発明目的に
好適である。とくに好ましいものはグリセリン、ポリグ
リセリンである。低級ジカルボン酸とジアミンとの反応
で得られるポリアミド、例えばナイロン、またビニルピ
ロリドンの重合で得られるポリビニルピロリドンも水溶
性で分子量3000以下のものであれば本発明目的にた
いし好都合に使用せられる。使用せられる。これら主剤
成分のタンパク質と反応性柔軟付与化合物とは選択使用
せられる材料の種類、希望せられる柔軟性とか強度等の
性能により異なるが、通常前者40〜95重量%、後者
60〜5重量%の重量割合で使用される。
【0009】本発明においては前記の主剤成分が架橋剤
により化学的に架橋せしめられるが、タンパク質が高温
では物性変化、白濁等を生じ変質するので、水性媒体中
で可及的に低い温度で十分に架橋反応が進行し、タンパ
ク質の有する反応性官能基と選択的に反応するような架
橋剤が使用せられる必要がある。本発明で使用せられる
架橋剤は親水性骨格を有するポリエポキシ化合物あるい
はオキサゾリン環を2以上有するポリオキサゾリン化合
物でこれらは目的に応じそれぞれ単独あるいは組み合わ
せで使用せられる。親水性骨格を有するポリエポキシ化
合物は、それ自体が柔軟構造を有し、水性媒体中、タン
パク質の有するアミノ基、イミノ基と低温、例えば80
℃以下の温度で選択的に反応する特性を有するため、本
発明目的に対し好都合に使用せられる架橋剤である。か
かるポリエポキシ化合物の代表例はエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジル
エーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエー
テル、トリグリシジル トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレート、グリセロールポリグリシジルエ
ーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソ
ルビトールポリグリシジルエーテル等で各種のジエポキ
シ化合物、ポリエポキシ化合物が市販されている(例え
ばデナコールEXの800番シリーズ、デナコールEX
−301,同EX−313,同EX−321、EX−6
00番シリーズ等)これらのエポキシ基はまた反応性柔
軟剤の有する水酸基、アミノ基、ピロリドン開環部とも
反応し、前記の柔軟付与化合物を巨大タンパク質分子構
造に結合せしめる働きもある。エポキシ基は水とも反応
するから主剤成分を水性媒体中で架橋させる場合、使用
せられるポリエポキシ化合物の反応性により該ポリエポ
キシ化合物の添加時期、反応時間等が考慮さるべきは当
然である。
【0010】他方のオキサゾリン環を2以上有するポリ
オキサゾリン化合物は水性媒体中80℃以下の温度でタ
ンパク質の有する酸性基、特にカルボキシル基と選択的
に反応しオキサゾリン環が解裂して −CO−NH−C
CH−O−CO−R とタンパク質と相溶性のあ
るペプチド結合部を作る特徴があり、また芳香族水酸
基、あるいはメルカプ基とも同様に反応するため本発明
目的に好都合に使用せられる架橋剤であって、例えばオ
キサゾリン系反応性ポリマーとして市販されているエポ
クロスK−1000シリーズ、同K−2000シリーズ
(いずれも日本触媒商品名)等が好適である。
【0011】目的生成物の使用目的にもよるが、ポリオ
キサゾリン化合物はタンパク質の有する酸性基にたいし
選択的に反応し、柔軟付与化合物の有する反応性官能基
とは反応しがたいので、好ましい態様において上記架橋
剤はポリエポキシ化合物とポリオキサゾリン化合物の両
者の組み合わせが特に好ましく使用せられる。組み合わ
せ架橋剤がもちいられる場合ポリエポキシ化合物とポリ
オキサゾリン化合物との割合および主剤成分に対する架
橋剤の割合は選択使用せられる主剤成分の種類と割合な
らびに所望の柔軟性、強度等生成物の物性、用途等によ
り大幅に変更可能である。しかしながら通常ポリエポキ
シ化合物とポリオキサゾリン化合物を1:5〜5:1の
重量割合で使用する事が好ましい。またこの場合架橋剤
は通常主剤成分固形物分に対し10〜70重量%の割合
で使用することが好ましい。尚ポリオキサゾリン化合物
単独の場合はタンパク質の有する酸性基と選択的に反応
し高次構造体が得られ、柔軟性付与化合物は該構造体中
に化学的に組み込まれ難い場合もあるが、柔軟性付与化
合物はタンパク質高次構造体中に均一に相溶していて溶
出し難い傾向があり、また場合によっては柔軟性付与化
合物の末端基をカルボキシル基あるいはメルカプト基等
に変性して用いることにより柔軟性付与化合物をタンパ
ク質高次構造体中に結合せしめる事が出来る。本発明で
使用せられる架橋剤はそれ自体親水性で、柔軟構造を与
えるに適し、またタンパク質の有する反応性官能基及び
本発明で選択使用せられる柔軟付与化合物との反応性に
富み、さらにタンパク質との相溶性に富む架橋物を与え
うるので本発明目的にたいして極めて好都合な理想的な
架橋剤である。尚本発明の架橋剤には所望により他の水
溶性架橋剤例えばメラミン等を適宜混合使用してもかま
わない。
【0012】これらの必須成分以外に所望により、着色
剤、フィラー、防腐剤、防カビ剤、抗菌剤、タンニン等
のなめし剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒等通常の
人造皮革用添加剤を添加することが出来る。
【0013】本発明では上述の如き各成分、即ち (1)粉末、繊維状あるいは液状タンパク質 (2)ポリエーテル化合物、ポリアミド化合物およびポ
リビニルピロリドン化合物からなる群より選ばれる分子
量50〜3000の範囲の水溶性柔軟付与化合物 (3)親水性骨格を有するポリエポキシ化合物および/
またはオキサゾリン環を2以上有するポリオキサゾリン
化合物 (4)所望により添加せられる顔料、なめし剤、酸化防
止剤等の添加剤 (5)水性媒体 からなる水性分散組成物が、一液型あるいはポリエポキ
シ化合物を分離した二液型組成物を使用して、調製さ
れ、各種支持体好ましくは離型紙上あるいは剥離面を有
する支持体上に各種方法例えば塗布、含浸、押し出し圧
着、スプレー等により適用された後、タンパク質高次構
造物の物性低下を生じない温度(例えばケラチンあるい
は架橋タンパク質の場合130℃以下、その他のタンパ
ク質を使用する場合80℃以下)で加熱乾させ、支持体
から剥離することにより、タンパク質の変質白濁がな
い、柔軟性、強度に富む人造皮革乃至はその類似物が工
業的有利に製造せられるのである。
【0014】人造皮革を製造する場合は上記水性組成物
をエンボス離型紙上にバーコートし、次いでポリエステ
ル不織布の如き布を圧着させ、タンパク質高次構造物の
物性低下を生じない温度で加熱乾燥後、離型紙を剥離す
ることにより、銀面を有するタンパク質人造皮革が得ら
れ、このものは従来の合成樹脂製のものに比較して吸透
湿性、触感、強度等に優れたものであり;また上記水性
組成物をシート状に成形し加熱乾燥のあと、離型紙を剥
離して得たタンパク質シートは電子線殺菌のあと、人工
血管、人工皮膚等医療用材料としての応用が期待せられ
るものである。特に原料素材を選択する事により例えば
アテロコラーゲン等は抗原性が極めて少なく、グリセリ
ン、ソルビトール、ヘパリン等も生体内で消化分解吸収
されるし、かかるタンパク質シートは体内で徐々に分解
され、自己組織と徐々に置換せられるので、医療用途に
理想的な材料を提供することが出来る。
【0015】さらに本発明のタンパク質成形物はその吸
透湿性、好感触性、柔軟性、高強度、生体内消化性、両
親媒性、防滑性、生分解性等の特性の故に、人造皮革、
人工臓器、選択透過膜等の医療用材料のみならず、コー
テイング材、塗料、繊維処理材、接着剤、タイヤ、防滑
材、シート、装飾品、発泡品、寝具、クッション材、
糸、ウエットスーツ、衣料、建材、温湿度センサー等広
範な用途が期待せられるものである。以下実施例により
本発明を説明する。
【0016】
【実施例1】 上記の主剤成分液と架橋剤成分を混合し得られた水性溶
解分散液をポリプロピレンエンボス離型紙上に湿潤膜厚
2m/m にバーコートし、5分間放置後、上部より1
m/m 厚 ナイロン・ポリエステル(2/8)超極細
不織布を適当な圧力で圧着した。これを赤外線ランプを
用い70℃で3時間加熱乾燥した後、ポリプロピレンエ
ンボス離型紙を剥離し、銀面を有する人造皮革を得た。
このものの物性を市販の牛革と比較し下記の結果を得
た。
【0017】
【実施例2】 上記混練物を脱気後、マカロニ製造用押出成形機に内径
4m/m,外径5m/mの口金を装着し、外径3.8m
/mのポリプロピレン棒表面に沿う様に押し出し成形し
た。これを60℃で6時問加熱乾燥させ、支持体から脱
着し、電子線殺菌を行い人工血管を作った。
【0018】さらに上記混練物からヘパリンを除いたも
のをポリプロピレンエンボス離型紙上に湿潤膜厚0.5
m/m にシート状にTダイ押し出しを行い、離型紙
と共にロールで圧着させた。これを60℃で6時間加熱
乾燥させ、離型紙から脱着し、電子線殺菌を行い人工皮
膚を作った。
【0019】
【実施例3】 上記主剤成分と架橋剤成分の混練物を脱気後、ポリエス
テル織布(タイヤコード用)を衷心にはさむ形でシート
状にポリエチレンフイルム上に湿潤厚さ3cmで押し出
した。次に減圧下で水分を除去した後。ノーマルタイヤ
トレッドパターンに型押した。これを赤外線ランプで8
0℃にて3時間加熱反応させ、全天候型タンパク質タイ
ヤトレッド部を得た。本トレッド部を有するタイヤは雨
時にはころがり摩擦抵抗が大きくスリップを防ぎ、乾燥
時にはころがり摩擦抵抗が少なく、更には氷雪路面にお
いては疑似水膜を破り、水分を吸着し、強いグリップ力
を発揮するなど、外部環境に応答出来る理想的タイヤで
あった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉末、繊維状あるいは液状タンパク質40
    〜95重量%と、ポリエーテル化合物、ポリアミド化合
    物およびポリビニルピロリドン化合物からなる群より選
    ばれる分子量50〜3000の範囲の水溶性柔軟付与化
    合物60〜5重量%からなる主剤成分を、親水性骨格を
    有するポリエポキシ化合物および/またはオキサゾリン
    環を2以上有するポリオキサゾリン化合物を架橋剤とし
    て主剤成分固形分に対し10〜70重量%使用し架橋さ
    せてなる人造皮革及びその類似物。
  2. 【請求項2】架橋剤が親水性骨格を有するポリエポキシ
    化合物とオキサゾリン環を2以上有するポリオキサゾリ
    ン化合物の1:5〜5:1重量比混合物で、主剤成分固
    形分に対し10〜70重量%の割合で使用せられる請求
    項1記載の人造皮革及びその類似物。
  3. 【請求項3】(a)粉末、繊維状あるいは液状タンパク
    質 40〜95重量% (b)ポリエーテル化合物、ポリアミド化合物およびポ
    リビニルピロリドン化合物からなる群より選ばれる分子
    量50〜3000の範囲の水溶性柔軟付与化合物60〜
    5重量%からなる主剤成分に (c)親水性骨格を有するポリエポキシ化合物および/
    またはオキサゾリン環を2以上有するポリオキサゾリン
    化合物からなる架橋剤成分を主剤固形分に対し10〜7
    0重量%配合し (d)所望により添加せられる顔料、なめし剤、酸化防
    止剤等の添加剤と共に (e)水性媒体に溶解乃至は分散させてなる水性組成物
    を離型紙上あるいは剥離面を有する支持体上に適用し、
    タンパク質高次構造物の物性低下を生じない温度で加熱
    乾燥させた後、離型紙あるいは剥離面を有する支持体を
    剥離除去することを特徴とする人造皮革及びその類似物
    の製造方法。
JP14102595A 1995-04-27 1995-04-27 人造皮革及びその類似物、並びに製法 Pending JPH08296178A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812075B2 (en) 2008-03-25 2010-10-12 Hyundai Motor Company Solvent-free polyurethane-based artificial leather having the texture of human skin and the preparation method thereof
CN101956333A (zh) * 2010-08-25 2011-01-26 厦门泓信超细纤维材料有限公司 一种提高定岛超细纤维合成革卫生性能的方法
WO2024100420A1 (en) * 2022-11-11 2024-05-16 Arda Biomaterials Ltd A bio-based leather substitute material

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