Polymeric Coatings Containing Antioxidants to Improve UV and Heat Resistance of Chrome-Free Leather

Abstract

For automotive upholstery leather, UV and heat resistance are very important qualities, particularly for non-chrome-tanned (chrome-free) leather. One of our research endeavors has focused on an environmentally friendly finishing process that will improve the UV and heat resistance of automobile upholstery leather. Both tocopherol and butylhydroxytoluene (BHT) are well-known antioxidants commonly used in the cosmetic and food industries. Tocopherol has been reported as a potent free radical scavenger and highly protective agent for collagen fibers against UV and heat damage. Experiments were conducted by adding 1 to 5% alpha-tocopherol and mixed-tocopherol to the grain layer finishes (topcoat) of chrome-free leather. The treated samples were exposed to artificial sunlight at a high temperature for 72 hours and then evaluated for the efficacy of UV and heat resistance and by mechanical property testing for tensile strength and fracture energy. Tests using 5% alpha-tocopherol or mixed-tocopherol showed a significant improvement in color fading resistance against UV radiation and heat. We also studied the addition of BHT to the fatliquoring drums. Observation, however, showed BHT has no beneficial effect on the UV and heat resistance of finished leather. RESUMEN: Para tapicería automotriz, las propiedades de solidez al calor y la radiación ultravioleta (UV) son muy importantes, sobretodo para curtidos libres de cromo. Una de nuestras líneas de investigación se ha enfocado en acabados eco-benignos que mejoren las resistencias al calor y UV en cuero para tapicería automotriz. Tanto tocoferol como butilhídroxitolueno (BHT) son antioxidantes bien reconocidos y comúnmente utilizados en las industrias de productos cosméticas y de comestibles. Tocoferol se ha reportado como un potente recolector de radicales libres y agente protector de fibras de colágeno contra UV y deterioro térmico. Experimentos se efectuaron añadiendo de 1 a 5% de alfa-tocoferol o mezclas de tocoferoles, al acabado de flor para cueros exentos de cromo. Las muestras así tratadas fueron expuestas a luz solar artificial a temperatura elevada durante 72 horas y luego evaluadas por su eficacia en resistir UV y calor, como también comprobando las propiedades físicas de resistencia a la tracción y energía de fracturación. Pruebas utilizando 5% de alfa-tocoferol o mezclas de tocoferoles demostraron significante mejoría en solidez del color a radiación UV y calor. También se estudió la adición de BHT a los fulones de engrase. Sin embargo no se detectó que el BHT tuviera algún efecto benéfico sobre la resistencia al UV y calor en cuero terminado.