水性聚氨酯皮革涂饰剂的研制
功能型水性聚氨酯皮革涂饰剂的研究进展
第52卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 9 2023年9月 Liaoning Chemical Industry September，2023基金项目： 丽水市重点研发计划项目（项目编号：2020KFQZDYF02）；丽水市公益性技术应用研究计划项目（项目编号：2020GYX08）。
收稿日期： 2022-08-05功能型水性聚氨酯皮革涂饰剂的研究进展唐光辉1，胡淼淼1，徐龙1，屈国上1，张涛1，杨贤颇1，张玲2*（1. 浙江道易新材料有限公司，浙江 丽水 323000； 2. 丽水学院，浙江 丽水 323000）摘 要： 介绍了水性聚氨酯在皮革涂饰剂中的研究进展，综述了水性聚氨酯的制备及其特点，重点阐述了功能性水性聚氨酯在皮革涂饰剂中的应用情况及价值，并指出了未来功能性水性聚氨酯将在皮革涂饰剂中发展方向。
关 键 词：水性聚氨酯；皮革涂饰剂；功能性中图分类号：TQ649.4 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）09-1370-04随着全国经济的稳定增长，消费者生活水平的提高，皮革制品因其特殊的纹路和光泽性以及舒适的手感，获得了广大消费者的青睐。
但由于皮革制品的特殊性，如其吸收性强、易皱、易磨损等特点，在皮革工业中应用涂饰剂美化皮革的外观，并简单地使皮革具有良好的机械性能[1]，涂饰已被公认为皮革工业中最重要的工序之一。
与此同时，伴随着消费者日益增长的需求，对传统的皮革制品提出了挑战。
涂饰剂一般由具有良好成膜性能的聚合物组成，聚氨酯因其特殊的成膜性能而备受关注。
本文所述水性聚氨酯与传统型聚氨酯相比，水性聚氨酯更环保，更容易运输和储存，也因此水性聚氨酯在各大领域被广泛应用，并且受到越来越多的关注。
随着人们环保意识的提高，更安全、更绿色的以水为介质的生产聚合工艺是目前的大势所 趋[2]，许多企业也正在付诸行动。
而水性聚氨酯是一种典型的以水为介质的新型功能聚合物[3]，被广泛用作高端皮革产品的精加工剂。
高性能水性聚氨酯皮革光亮剂的研制
高性能水性聚氨酯皮革光亮剂的研制摘要: 介绍了以水性聚氨酯分散体为基料制备的水性皮革光亮剂, 通过正交试验优选了其配方, 性能测试表明其产品具有皮膜光亮自然, 并有细致手感、粘着力强、耐溶剂、耐寒等优点。
并讨论了不同种类聚氨酯乳液、共溶剂和润湿剂对皮膜性能的影响。
关键词: 水性聚氨酯; 正交试验; 皮革光亮剂1 前言皮革涂饰剂作为皮革的顶层涂饰材料, 对皮革制品的外在观感、卫生性能及物理机械性能有至关重要的影响。
水性聚氨酯(PU) 涂饰剂以水为溶剂, 消除了溶剂型聚氨酯生产、储运和使用过程中易燃易爆等危险, 满足安全、健康及环保的要求, 具有成膜性能好, 粘结牢固, 涂层光亮、平滑、耐水、耐磨、耐热、耐寒、耐曲折、富有弹性、易于清洁保养, 涂饰的产品革手感丰满、舒适, 能大大提高成品革的等级, 是一种很有前途的环保材料, 受到高度重视和广泛研究[1 ,2] 。
水性PU 作为底、中层涂饰材料的应用已很成功, 但大部分高档皮革底顶层涂饰仍是溶剂型的PU 或其它溶剂型的涂饰剂; 至今水性PU 顶层涂饰剂的耐寒性和耐湿擦性能仍不理想, 目前国内市面上的水性聚氨酯皮革涂饰剂主要是以聚醚多元醇和TDI 为原料制备的, 存在外观较差、光泽低、耐水性较差、耐溶剂性差、耐黄变性能较差及应用领域窄等缺点, 顶层皮革光亮剂一般采用溶剂型或进口的水性聚氨酯皮革光亮剂。
因此, 开发性能优异的水性聚氨酯皮革光亮剂具有非常明显的市场前景。
2 聚氨酯分散体化学原理聚氨酯分散体是完全反应的聚氨酯和含少量的聚脲, 在连续水相中其单个聚合物粒子的粒径范围为(0 . 01 ～5 . 0) μ m 。
它们不含残留异氰酸酯单体, 其挥发性有机物含量(VOC) 非常低, 可以制得固体分在30 % ～50 % 、涂膜硬度范围较宽的各种水性聚氨酯涂饰剂。
聚氨酯分散体具有优异的性能是由其结构所决定的。
这种结构通常是由聚酯、聚醚或聚碳酸酯组成的软链段和二异氰酸酯与小分子的二醇或二胺组成的硬链段组成。
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性分析
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性分析
水性聚氨酯（PU）是一种具有优良耐磨、耐油、耐水和耐化学品性能的高级合成材料。
它在涂料、粘合剂、弹性体和人造皮革等领域有着广泛的应用。
水性聚氨酯皮革涂饰剂是
一种用于涂饰合成皮革表面的材料，具有外观良好、手感舒适、透气性好等特点，因此受
到了广泛的关注。
随着市场需求的不断增加和环保意识的提高，水性聚氨酯皮革涂饰剂的
改性研究也日益引起人们的关注。
二、水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性研究
1. 添加改性剂
水性聚氨酯皮革涂饰剂通常需要添加一定的改性剂以改善其性能。
常见的改性剂有增
塑剂、稠化剂、分散剂等。
增塑剂可以提高涂膜的柔韧性和延展性，使得合成皮革更加柔软，手感更加舒适。
稠化剂可以提高涂料的稠度和附着性，使得涂料更加易于涂覆和固化。
分散剂可以增强颜料的分散性，使得颜料更加均匀地分布在涂层中，提高涂层的色彩鲜艳
度和均匀度。
2. 改变分子结构
水性聚氨酯皮革涂饰剂的性能可以通过改变其分子结构来实现。
可以通过改变聚氨酯
的分子链长度、交联程度和分子量分布来调整其硬度、柔软性和耐磨性。
还可以通过引入
亲水基团或疏水基团来调整水性聚氨酯的亲水性和疏水性，以实现更好的涂覆性能和耐候
性能。
3. 优化工艺条件
水性聚氨酯皮革涂饰剂的改性研究还可以通过优化工艺条件来实现。
如采用先进的合
成技术和混合工艺，可以获得更加均匀、稳定和高性能的水性聚氨酯涂料。
还可以通过改
变涂覆工艺参数和固化条件来控制涂层的厚度、硬度和耐磨性，以满足不同应用要求。
水性聚氨酯皮革涂饰剂的研制
水性聚氨酯皮革涂饰剂的研制
唐邓;黎兵;刘都宝;许戈文
【期刊名称】《皮革与化工》
【年(卷),期】2008(025)006
【摘要】以聚氧化丙烯二醇、聚己二酸己二醇酯、异佛尔酮二异氰酸酯等合成水性聚氨酯皮革光亮剂.研究结果表明,当聚酯和聚醚的比例为2∶1、交联剂三羟甲基丙烷用量为1.5%时,能制得性能优异的水性聚氨酯皮革光亮剂.
【总页数】4页(P1-3,24)
【作者】唐邓;黎兵;刘都宝;许戈文
【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽,合肥,230039;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽,合肥,230039
【正文语种】中文
【中图分类】TS529.5
【相关文献】
1.水性聚氨酯皮革涂饰剂的研制 [J], 唐邓;黎兵;刘都宝;许戈文
2.高含量水性聚氨酯皮革涂饰剂FS-701的研制 [J], 唐丽;刘杰
3.水性聚氨酯/氧化石墨烯皮革涂饰剂的研究 [J], 贾春茂;吕生华;丁怀东
4.亲水扩链剂对超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂成膜性能的影响∗ [J], 王学川;任静;强涛涛
5.有机硅改性水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成和应用 [J], 朱建琴;戴文琪;郦向宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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皮 革 与 化 工
工 ＡＴＨ ＥＲ ＡＮＤ ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
Ｖｏ ．２ Ｎｏ ６ １ ５ ．
Ｄｅ ． ２ ８ ａ ００
水性聚氨酯皮革涂 饰剂 的研制
唐邓， 兵 ， 黎 刘都 宝 ， 戈文 许
（ 安徽 大学化 学化 工 学院 ， 安徽 省绿 色高分子 材料 重点 实验 室 ， 安徽 合 肥 ２ ０ ３ ） ３ ０ ９
表 １ 聚 酯聚 醚 的用 量 对 膜 性 能 的 影 响
使 用 ＭＥ Ｓ Ｓ ０ Ｐ ＴＺ ＣＨ Ｄ Ｃ ２ ０ Ｃ差 示 扫 描 量 热 仪， 将水 性 聚氨 酯 薄膜 以 １ ０℃／ ｎ的速 度升 温 至 ｍｉ １ ０℃ ， 温 ２ｍｉ， ０ 恒 ｎ 以消除热 历史 ， 后用 液氮 快速 然
异 佛尔 酮 二 异氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ） 工 业 级 ， 口分 ＩＤ ， 进 装 ； 氧化丙 烯 二 醇 （ Ｐ 聚 Ｐ Ｇ～ ２ ０ （ 一４ ０ ， 京 ４ ） Ｍ ０ ０ 南 钟 山化 工 ， 业 品 ， １ ０℃真空 脱 水 ２ｈ后 使 用 ） 工 在 ０ ； 聚 己二酸一缩 二 乙二 醇 酯 （ ＤＡ， 口， 业 品 ） 二 Ｐ 进 工 ； 羟 甲基丙 酸 （ ＭＰ ， Ｄ Ａ） 工业 级 ， 州市汇 采涂料化 学 广 品有 限公 司； 丁基 锡二 月桂 酸 酯 ， 学 纯 ， 二 化 中国 医
过 加入适 量 的交联 剂 ， 能够制 得胶 膜亮度 理想 、 耐水
性 能 良好 的皮 革光 亮剂 。
１ 水 性 聚 氨 酯 的合 成
１ １ 主要原 料 ．
皮 革 的美观 和耐用 性能 ， 提高 皮革 档 次 ， 增加 花色 品
种和扩 大 使 用 范 围。水 性 聚 氨 酯 涂 饰 剂 以 水 为 溶
将 成膜物 制成 哑铃 状 试 条 ， Ｘ Ｗ 智 能 电子 在 Ｌ
伸 缩振动 吸收峰 ， 为 ～ Ｈ 游离 态 吸收 峰在 ３ ４ 认 ４９
ＣＩ Ｆ 左 右 ， 键化 在 ３ ９ ｒ 附近 ， Ｉ 氢 ２ ５ｃｌ ｆ 因此 ， 胶膜 的 ＮＨ 键 已 基 本 完 全 氢 键 化 。在 ２ ５ ｉ～ 、２ ３ ９ ２ ＣＩ Ｔ ９１
收 稿 日期 ：０ ８ ５ ４ ２ ０ —０ 一ｌ
药集 团上 海 化 学试 剂 公 司 ； ， 一 １ ６ 已二 醇 ， 口； 羟 进 三
作者简介 ： 唐邓 （９ ３ ， ． １８ 一） 男 安徽大学化学化工学院研究生 ， 研究方 向： 水基聚氨醋。Ｅ ｍａ ａ ｇ ｅ ｇ ２ ５ ２ ．Ｏ ． － ｉ ｔｎ ｄ ｎ １２ ＠１ ６ ＣＬ ｌ Ｄ
摘 要： 以聚 氧 化 丙 烯 二 醇 、 己二 酸 己二 醇 酯 、 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 等 合 成 水 性 聚 氨 酯 皮 革 光 亮 剂 。研 究 结 聚 异
果 表 明 ， 聚酯 和 聚 醚 的 比例 为 ２：１交 联 剂 三 羟 甲基 丙 烷 用 量 为 １５ 当 、 ． ％时 ， 制 得 性 能 优 异 的 水 性 聚 氨 酯 皮 能
１３ ６ 光泽 度及手感 ．．
（Ｅ ， Ｔ Ａ） 化学 纯 ， 中国 医药集 团上 海化 学试 剂公 司 ； 异佛 尔酮二胺 （Ｐ ＩＤＡ） 化学 纯 ， ， 上海 圣宇化 工公 司 。
１２ 合 成 过 程 ． 原 料 预 处 理 ： 聚 物 多元 醇 Ｐ Ｇ－２ ０ Ｐ Ａ 在 低 Ｐ － ４ 、Ｄ
革光亮剂 。
关 键 词 ： 性 聚 氨 酯 ； 革 光 亮 剂 ； 制 水 皮 研 中图 分 类 号 ： Ｓ ２ ． Ｔ ５９ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ ０ ３ （ ０ ８０ －０ ０ ～ｏ １７ － ９９ ２ ０ ） ６ ０ １ ３
Ｓ ｕ ｎ Ｓ ｎｔ ｓｓｏ ｔ ｄｉ ｓｏ ｙ ｈｅ ｉ ｆ Ａｑｕ ｏ ｓ Ｐｏ ｙ ｒ ｔ ｎ ｅ ｅ ｕ ｌ ｕ ｅ ｈａ ｅ Ｆｉ ｓ ｉ ｅ ｔ ｏ ａ ｈｅ ｎｉｈ ｎｇ Ａｇ ｎ ｓ ｆ ｒ Ｌｅ ｔ ｒ
期。
合成工 艺 ： 在干燥 氮气保 护下 ， 将真空脱 水后 的 低 聚物多元 醇 、Ｐ Ｉ 计量 加 人 三 口烧 瓶 中， 合 ＩＤ 按 混
均 匀 后 升 温 至 ９ ℃ 左 右 反 应 ｌｈ 再 加 入 适 量 ０ ，
Ｄ Ａ 并加几滴 催化 剂 ，０℃左 右反应 ｌ ， ＭＰ ９ 最后 加 ｈ
冷却至 一 ５ ０℃ ， 以 １ 再 ｏ℃／ ｎ的速 度 加 热 至 １０ ｍｉ ５
℃ 。
１３ ．．
耐介质性 能测 试
将 干燥 的膜试 样称 重之后 分 别置于水 和体积分
数为 ５ 的乙醇溶 液 中 ， 泡 ２ ０ 浸 ４ｈ后取 出 ， 滤 纸 用
吸去表 面液体后 称 重 ， 照下 式 计算 吸水率 及 吸 乙 按 由 表 １ 见 ， 着 聚 酯 含 量 的 增 加 ， 的 拉 伸 强 可 随 膜
皮革 与化工
Ｌ Ａ Ｈ ＲＡ Ｄ Ｃ ＭＩＡ Ｓ Ｅ Ｔ Ｅ Ｎ Ｈ Ｅ Ｃ Ｌ
第２ ｊ卷
甲基 丙 烷 （ ＭＰ化 学 纯 ， 津 市 博 迪 化 工 有 限公 Ｔ 天
司 ） 丙 酮 （ ） 上 海 东 懿 化 学 试 剂 公 司 ； 乙 胺 ； ＡＣ ， 三
式 中 ７ 、 分 别为膜 试样浸 泡前 、 的质 量 。 ／ ＂ ／ 后
因此 ， 膜 中有 部 分 Ｃ Ｏ 氢 键 化 。１ ４ 胶 － ２ １㈣ 。 － 为 Ｃ Ｎ 伸缩 振 动吸 收峰 。１ １ ｍ 为 Ｃ — １ ２ｃ 一０～Ｃ吸 收 峰 。红外 光谱分 析 表 明 ， 聚合 反 应形 成 了聚氨 酯
结构 。 ２ ２ 聚 酯 聚 醚 的 用 量 对 膜 性 能 的 影 响 ．
１ ３ ４ 热 力 学 性 能 测 试 ．．
２ ８ １ 吸 收峰 比较 宽 ， 别 为 Ｃ ８ ９Ｃ Ｉ Ｔ 分 Ｈ、Ｃ 、 Ｈ？
Ｃ 的 伸 缩 振 动 吸 收 峰 ， ７ ９Ｃ Ｉ 为 酯 羰 基 吸 收 Ｈ。 １ ２ Ｉ Ｔ 峰 。硬 段 上 的 羰 基 ， 离 态 吸 收 峰 在 １ ３ ｎ～ 左 游 ７ ２ｃ 右 ， 序 化 氢 键 的 吸 收 峰 在 １ ０ ～ １ ０ ｍ一 左 右 。 有 ７ １ ７ ３ｃ
水 性 聚 氨 酯是 以水 为 分 散 介 质 的二 元 胶 体 体 系 ， 溶剂 型聚 氨酯相 比， 有无 毒 、 与 具 不易燃 烧 、 污 不 染环境 等优 点 。近 年来 ， 随着 环 境 法 规 的完 善 和 人
们环保 意识 的增 强 ， 进 了水 性 聚 氨酯 的 发 展 。涂 促 饰 是皮 革制 造过程 中 的一 个 重 要 环节 ， 涂饰 可 增 加
图 １ 产 物 红 外 光 谱 图
由图 １ 见 ，２ ０ ｍ 处未 见吸 收峰 ， 明 Ｐ 可 ２７ ｃ 说 Ｕ
乳 液 的一 Ｎ Ｏ 基 已完 全 反 应 。 ３ ３ Ｉ 为 Ｎ— Ｈ Ｃ ３ ６Ｃ ｌ Ｉ
取 出放于干燥器 中 自然 冷却 ， 备用 。
１３ ２ 拉伸 强度和 断裂伸 长率测定 ．．
ＴＡＮＧ ｎｇ， ｎｇ， Ｕ — ｏ， Ｄｅ ＬＩ Ｂｉ ＬＩ Ｄｕ ｂａ ＸＵ — ｎ Ｇｅ ｗｅ
（ ｃ ｏ ｌｏ ｅ ｓｒ ｎ ｅ ｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ ＆ Ｔｈ ｙ Ｌａ ｏ ａｏ ｙｏ ｖ ｒ ｍｅ ｔ Ｓ ｈ ｏ ｆＣｈ ｍｉｔｙ ａ ｄＣｈ ｍ ｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｅＫｅ ｂ ｒ ｔｒ ｆＥｎ ｉｏ ｎ－
剂， 水性 聚氨酯 皮 革光亮 剂可 使成 革表 面光 亮平 滑 、
耐水 、 耐摩 擦 、 耐寒 、 曲折 、 耐 耐有 机 溶剂 ， 目前 国 是
内使用 较多 的一种 高档 光亮 剂 。 目前水 性 聚氨酯 皮
革 光亮剂 多 以聚碳 酸 酯 等 为 多元 醇 原 料 ， 聚碳 酸 酯
机械 性 能 、 耐热 性 、 击 性 都很 好 ， 膜 后 亮 度极 为 抗 成 理 想 ， 价格 昂贵 。本文 以聚酯 和聚 醚混合 使用 ， 但 通
■ Ｌ Ｕ ｕ ５ｂＵｕ ３ＵＵＵ ｂ ＵＵ ＵＵＵ １ ＩＵ Ｉ １Ｌ ＭＵ ｂ０
ｗ ａｖ ｕｍ ｂ ￣ ｔｍ ’ ｅｎ ｅｆ ｃ
将 制得的乳液 倒在 玻璃板 上 ， 水平 放置 ， 温下 室
风干 ， 出成膜 ， 放入烘 箱 中于 ８ 取 再 Ｏ℃ 下 烘 ４ ５ｈ ～ ，
Ｆｒｅ ｄ ｙ Ｐｏ ｙ ｅ ａ ｅ ｉｌ ｆＡｎ ｕ ｒ ｖ ｃ ； ｈｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｉｎ ｌ ｌ ｍ ｒ Ｍ ｔ ｒａ ｓｏ ｈ ｉＰ ｏ ｉｅ Ａｎ ｉ Ｕ ｉ ｅ ｓｔ ，Ｈ ｅ ｅ ３ ０ ９ Ｃｈ ｎ ） ｆｉ ０ ３ ， ｉ ａ ２ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｗａ ｅ ｂ ｒ ｅ ｏ ｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｅ ｓ ｎ ｇ ｎ ｆ ｒ ｅ ｔ ｅ ｗａ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ｒ ｏ ｎ ｐ ｌ ｕ ｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｏ ａ ｅ ｔ ｏ ｌ ａ ｈ ｒ ｓ ｙ ｔ ｅ ｉ ｅ ｗｉｈ ｔ
光泽度 按 Ｇ ／ ９ ５ —１ ８ Ｂ Ｔ ７ ４ ９ ８中规 定 进行 ６ 。 ０角
测定 。
２ 结果 与讨论
２ １ 红 外 图 谱 表 征 ．
１０℃真 空干燥箱 中脱水 ４ｈ 二 羟 甲基丙 酸在 使用 ２ ；
前干 燥 ； 乙胺 、 三 丙酮 使用前 用 ４ 分子 筛 浸泡 两 星 Ａ
ｐ０ ｙ ｏ ｙｌｎｅ ｇ ｙｃ ｌ ｐｏ ｙ ｘａ ｔ ｌ ｎ ｉ ｔ ，ｉｏ ｏ ｏ ｉｓ ｃ ｎａ ｅ ｎ Ｓ ｏ ｌ ｐｒ ｐ ｅ ｌ ｏ ， ｌ ｈｅ ｍｅ ｈｙ ｅ ｅ ａｄｐａ ｅ ｓ ｐｈ ｒ ｎｅ ｄ ｉ ｏ ｙａ ｔ ａ ｄ Ｏ ｎ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔｓ ｏｗｓ ｔ ｔ ｗｈｅ ｔ ｍａ ｓ ｃ ｎｔ ｎｔ ｏ ｔ ｒｍｅ ｈ ｏ ｐ ｏ ａ ｓ ａ １ ， ｎｄ ｈ ｅ ｕｌ ｈ ｈａ ， ｎ ｈｅ ｓ ｏ ｅ ｆ ｈｅ ｔ ｉ ｔ ｙｌ ｌ ｒ ｐ ｎｅ ｉ ｔ ．５ ａ ｔ ｅ ｉ ｖｅ ｓ ｒ ｏｒｉ ｏｌ ｐｒ ｐｙ ｅ ｙ ｏ ａ ｄ ｐ ｙ ｘ ｍｅ ｈ ｅ ｄ ｐａ ｅ ｉ ｔ ｎ ｒ ｅ ｐ ｏｐ ｔｏｎ ｏｆ ｐ ｙ ｏ ｌｎｅ ｇｌ ｃ ｌ ｎ ｏｌ ｈｅ ａ ｔ ｙｌｎｅ ａ ｉ ｔ ｓ ａ ２ ：１，ｔ ｈｅ ｌａ ｈｅ ｅ ｓ ｎ ａ ｎｔｈａ ｏ ｒ ｐｅ ｔｅ ． ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｏ ｇｅ ｓ ｇ ｏｄ ｐ ｏ ｒｉ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｗａ ｅ ｂｏ ｎｅ ｐ ｙｕ ｅ ｈ ｎｅ ｅ ｔ ｒｓ ａ ｏｎ ａ ｎｔ ｙ ｈ ｓｓ ｙ ｒ ｓ： ｔ ｒ ｒ ｏｌ ｒ ｔ ａ ；ｌ ａ ｈｅ ｅ ｓ ｇｅ ；ｓ ｎｔ ｅ ｉ