ES2898870T3 - Tejido de material compuesto que comprende una capa de biopolímero que se obtiene a partir microorganismos - Google Patents

Tejido de material compuesto que comprende una capa de biopolímero que se obtiene a partir microorganismos Download PDF

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Jitka Eryilmaz
Onur Yukselen
Ozgur Cobanoglu
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Abstract

Un tejido (10) de material compuesto que comprende un tejido base (1) y al menos una capa (20) de biopolímero, en el que dicho tejido base (1) es una tela tejida que comprende hilos (2) de urdimbre e hilos (3, 4) de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz (5) y un envés (6), en el que una primera pluralidad de hilos (2) de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos (3) de trama forman una capa base (1a) de dicho tejido base (1), y caracterizado porque al menos una segunda pluralidad de hilos (2) de urdimbre y/o al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama forma una capa adicional (1b) de porciones (7) de bucle en al menos uno de los lados (5, 6) de dicho tejido base (1), en el que se obtiene dicha al menos una capa (20) de biopolímero a partir de microorganismos y es proporcionada al menos en parte de dicha capa adicional (1b).

Description

DESCRIPCIÓN
Tejido de material compuesto que comprende una capa de biopolímero que se obtiene a partir microorganismos Campo de la invención
La presente invención versa acerca de tejidos de material compuesto que son adecuados para la producción de artículos de ropa. La presente invención versa, además, acerca de un procedimiento para la producción de un tejido de material compuesto y acerca de artículos de ropa que lo comprenden.
En particular, el tejido de la presente invención es un tejido de material compuesto, que comprende una tela tejida y al menos una capa de biopolímero, es decir una capa de un biopolímero obtenido a partir de microorganismos. Antecedentes de la invención
Los tejidos de material compuesto son tejidos que comprenden dos o más materiales constituyentes con distintas propiedades físicas o químicas que, cuando son combinados, producen un material, es decir un tejido, con características distintas de las de los componentes individuales. Los componentes individuales siguen estando sustancialmente separados y diferenciados en la estructura acabada.
Por ejemplo, un componente de un tejido de material compuesto puede ser una fibra resistente tal como fibra de vidrio, Kevlar® o fibra de carbono que proporciona al material su resistencia a la tracción, mientras que otro componente puede ser una resina, tal como poliéster o epoxi, que una las fibras entre sí.
También se conocen los tejidos de material compuesto en los que un tejido base está acoplado con un biopolímero. La celulosa bacteriana es uno de los biopolímeros bacterianos más conocidos y estudiados.
La celulosa bacteriana es un compuesto orgánico con la fórmula (C6H1üO5)n, la misma de la celulosa vegetal, que se produce a partir de ciertos tipos de bacterias como polímero extracelular.
Aunque la celulosa bacteriana tiene la misma fórmula molecular que la celulosa vegetal, difiere de esta en las propiedades macromoleculares. De hecho, la celulosa bacteriana es generalmente más pura químicamente con respecto a la celulosa vegetal (es decir, no contiene hemicelulosa o lignina) y tiene una mayor capacidad de retención de agua, una mayor resistencia a la tracción, un mayor grado de polimerización y una mayor cristalinidad.
Debido a estas propiedades peculiares, la celulosa bacteriana ha sido aplicada en varios campos técnicos, tales como en la industria alimentaria, en el campo médico (por ejemplo, como apósito para heridas y en la regeneración de vasos sanguíneos) y en la restauración de papel.
También se conoce la aplicación de la celulosa bacteriana en el campo de textiles.
Por ejemplo, es sabido que es posible producir prendas de vestir fabricadas completamente de celulosa bacteriana. De hecho, se puede cosechar una capa de celulosa bacteriana a partir del medio de cultivo de un cultivo de bacterias productoras de celulosa bacteriana, y conformada y secada subsiguientemente, para obtener una prenda de vestir, por ejemplo, un vestido.
Adicionalmente, según se ha mencionado anteriormente, también se conocen tejidos de material compuesto en los que un biopolímero, por ejemplo, la celulosa bacteriana, está acoplado con un tejido base.
Por ejemplo, el documento WO2010/052585 da a conocer un implante de material compuesto que comprende un tejido protésico acoplado con una película no porosa de celulosa bacteriana. El tejido protésico del documento WO2010/052585 tiene una estructura tridimensional que tiene dos caras: una cara es porosa y abierta a una colonización celular postquirúrgica, mientras que la segunda cara está unida a una película no porosa de celulosa bacteriana.
El documento WO2010/052585 divulga que la película de celulosa bacteriana y el tejido protésico pueden ser montados de diversas formas; por ejemplo, se puede colocar un tejido encima de películas húmedas de celulosa microbiana formadas en la superficie de un caldo de fermentación, de manera que se mantengan las bacterias en el medio de cultivo y la película de celulosa microbiana continúe creciendo dentro de la estructura del tejido.
Según se ha mencionado anteriormente, el documento WO2010/052585 da a conocer un implante de material compuesto, que no es adecuado para la producción de prendas de vestir y, en particular, no es adecuado para ser teñido.
El documento WO2008/020187 da a conocer un material que comprende celulosa asociada con un soporte seleccionado entre un polímero y/o una fibra, siendo producida dicha celulosa por microorganismos, preferiblemente bacterias. El material compuesto del documento WO2008/020187 es producido mediante un procedimiento que comprende poner en contacto un medio de cultivo que comprende un soporte seleccionado entre un polímero o una fibra con un microorganismo productor de celulosa.
El documento US 2012/082712 A1 da a conocer un dispositivo médico implantable que incluye al menos una capa de película polimérica fabricada a partir de una mezcla de glicerol y al menos un biopolímero. El documento US 2012/082712 A1 describe que las capas de película polimérica pueden combinarse con otro sustrato implantable, por ejemplo, una malla dotada de pelusas con púas que proporcionan a la malla la capacidad de fijarse a tejido cuando es implantada.
El documento JPH09279483 da a conocer un tejido fujiette tratado con un medio de cultivo para un microorganismo productor de celulosa, y el microorganismo productor de celulosa es cultivado sobre la superficie de los filamentos de rayón que constituyen el tejido.
Los tejidos conocidos de material compuesto que comprenden una capa de biopolímero, en particular esos tejidos de material compuesto para la producción de artículos de ropa tienen, sin embargo, varias desventajas.
Por ejemplo, la capa de biopolímero, por ejemplo, celulosa bacteriana, es sometida con facilidad a una separación del tejido. Para superar este problema, se tienen que utilizar polímeros y/o reticulantes químicos de anclaje para mantener el biopolímero, por ejemplo, la celulosa bacteriana, fijado al tejido. Sin embargo, el uso de polímeros y/o de reticulantes químicos de anclaje aumenta el coste de fabricación y provoca la producción de productos contaminantes de desecho.
Un problema de los tejidos conocidos de material compuesto es que son difíciles de teñir y requieren una gran cantidad de tinte para lograr la coloración deseada, aumentando el coste de su producción y haciendo que no sean adecuados para la producción de prendas de vestir.
Además, dado que los tejidos conocidos de material compuesto son difíciles de teñir, no pueden lograrse completamente los efectos de moda, requeridos en la producción de artículos de ropa y de prendas de vestir.
Sumario de la invención
Un objetivo de la presente invención es solucionar los problemas mencionados anteriormente y proporcionar un tejido de material compuesto que comprende una capa de biopolímero, que pueda ser teñida con facilidad y de forma eficaz, de manera que sea adecuado para ser utilizado para la producción de artículos de ropa.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un tejido de material compuesto que pueda ser fabricado de una forma sencilla, no costosa y ecológica.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un tejido de material compuesto que sea resistente y que evite la separación de la capa de biopolímero del tejido base.
Se logran estos y otros objetivos por medio de un tejido de material compuesto según la reivindicación 1, que puede producirse mediante un procedimiento según la reivindicación 11, y que es adecuado para la fabricación de un artículo de ropa según la reivindicación 16.
La presente invención versa acerca de un tejido de material compuesto, que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero, siendo dicho tejido base una tela tejida que comprende hilos de urdimbre e hilos de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz y un envés, formando una primera pluralidad de hilos de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos de trama una capa base de dicho tejido base, y formando al menos una segunda pluralidad de hilos de urdimbre y/o al menos una pluralidad de segundos hilos de trama una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle, en al menos uno de los lados de dicho tejido base, obteniéndose dicha al menos una capa de biopolímero a partir de microorganismos y es proporcionada al menos en parte de dicha capa adicional. En el producto final, se proporciona el biopolímero al menos en una parte del lado del tejido, en la que están presentes los bucles; los bucles actúan como “medio de sujeción” para mantener la capa de biopolímero fijada al lado del tejido base.
De hecho, se ha observado sorprendentemente que un tejido de material compuesto, que comprende un tejido base que tiene una capa adicional en forma de porciones de bucle, y al menos una capa de biopolímero obtenida a partir de microorganismos, que se proporciona en las porciones de bucle, en concreto “acoplada” con las mismas, puede ser teñido con facilidad y es, por lo tanto, adecuado para la producción de artículos de ropa (es decir, prendas de vestir).
En particular, se ha observado que un tejido de material compuesto según la invención presenta una capacidad elevada de absorción de tinte, que permite obtener un tejido teñido de material compuesto de una forma más sencilla, rápida y económica, con respecto a los tejidos conocidos de material compuesto, y con un bajo consumo de productos de tinción y una baja producción de productos de desecho. Al mismo tiempo, los bucles proporcionan una forma fiable de sujeción del biopolímero al tejido, de manera que el tejido de material compuesto pueda experimentar procedimientos de tinción y de acabado sin que se separe el biopolímero del tejido base.
Sin estar limitados a una explicación científica específica, se ha propuesto una hipótesis de que los polímeros y/o los reticulantes químicos de anclaje, que son utilizados habitualmente para mantener las capas de biopolímero (tales como las capas que comprenden celulosa bacteriana) fijadas a tejidos, reaccionan con la mayoría de los grupos -OH (es decir, grupos hidroxilo) del biopolímero y del tejido, “ocupando”, por lo tanto, dichos grupos -OH y evitando, por lo tanto, la reacción de tales grupos -OH con otros productos, tales como, por ejemplo, el tinte.
Se ha observado sorprendentemente ahora que las porciones de bucle, que forman la capa adicional del tejido base de la invención, permiten evitar el uso de polímeros y/o de reticulantes químicos de anclaje para acoplar y mantener la capa de biopolímero fijada al tejido base, proporcionando, de esta manera, un tejido de material compuesto que tiene una absorción elevada de tinte. Por lo tanto, es posible obtener una tinción eficaz del tejido de material compuesto, lo que hace que el tejido de material compuesto sea adecuado para el uso en la producción de prendas de vestir, en particular para la producción de prendas de vestir que tienen efectos visuales y un aspecto de moda. Sin estar limitados a una explicación científica específica, se ha propuesto una hipótesis de que las porciones de bucle, que forman la capa adicional del tejido base de la invención, actúen como aglutinantes físicos entre la capa de biopolímero y el tejido base, de forma que no haya necesidad de reticulantes químicos, dejando los grupos -OH químicos (es decir, grupos hidroxilo) del biopolímero y del tejido disponibles para que reaccionen con el tinte.
En otras palabras, dado que no se tienen que utilizar agentes reticulantes químicos, los grupos -OH (es decir, grupos hidroxilo) tanto de la capa de biopolímero como del tejido base no están “ocupados” por los agentes reticulantes y, por lo tanto, están “libres” para reaccionar con el tinte (por ejemplo, tinte de color índigo) durante el procedimiento de tinción del tejido de material compuesto.
Esto es particularmente cierto cuando, según un aspecto de la invención, se hace crecer (es decir, se produce) la capa de biopolímero directamente sobre el tejido, es decir sobre el tejido base. De hecho, de forma ventajosa, se puede producir una capa de biopolímero según la invención directamente sobre un tejido, específicamente, sobre un tejido base según la invención, proporcionando, de esta manera, el tejido de material compuesto de la invención.
Por ejemplo, se puede producir de forma ventajosa un tejido de material compuesto según la invención poniendo en contacto el lado del tejido base en el que al menos una pluralidad de hilos de urdimbre y/o al menos una pluralidad de hilos de trama forman una capa adicional de porciones de bucle (por ejemplo, el haz, el envés o ambos lados del tejido base), con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, y cultivando dichos microorganismos productores de biopolímero. Las porciones de bucle permiten a los microorganismos productores de biopolímero pasar a través de la capa adicional (que está formada por las porciones de bucle), alcanzar y hacer contacto con la capa base del tejido base. En la siguiente descripción, se hace referencia a hilos de trama que tienen bucles. Sin embargo, se pueden proporcionar bucles en hilos de urdimbre como alternativa a bucles en los hilos de trama; o se pueden proporcionar bucles tanto en el sentido de la urdimbre como en el sentido de la trama.
Preferiblemente, los microorganismos productores de biopolímero (en concreto, el cultivo de microorganismos que producen un biopolímero) no penetran profundamente en la capa base del tejido base, sino que se asientan sustancialmente sobre la superficie de la capa base, y luego crecen sobre la capa base del tejido base, produciendo, de esta manera, una capa de biopolímero que crece y se extiende desde la superficie de la capa base a través de la capa adicional del tejido base. Por ejemplo, según una realización de la invención, la capa de biopolímero se extiende desde la superficie de la capa base hasta la parte superior de la capa adicional, preferiblemente encima de la parte superior de la capa adicional. Más en detalle, una vez se pone en contacto el tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, se cultivan dichos microorganismos productores de biopolímero, permitiéndoles producir un biopolímero sobre el tejido base para formar una capa de biopolímero, directamente sobre el tejido base, y que se extienda a través de la capa adicional del tejido base, proporcionando, de esta manera, un tejido de material compuesto según la invención.
Según realizaciones de la invención, la capa de biopolímero puede tener un grosor que es menor, igual o mayor que el grosor de la capa adicional.
Según se utiliza en la presente memoria, el término “grosor” hace referencia a la distancia entre las superficies superior e inferior o frontal y trasera de algo; por ejemplo, la distancia entre las superficies superior e inferior de la capa de biopolímero. La superficie inferior de la capa de biopolímero es la superficie de la capa de biopolímero que hace contacto con la capa base del tejido base. La superficie superior de la capa de biopolímero es la superficie de la capa de biopolímero, opuesta a la superficie inferior, que no hace contacto con el tejido base.
En una realización preferida, la capa de biopolímero es producida, preferiblemente, directamente sobre el tejido base, para proporcionar un tejido de material compuesto que tiene las porciones de bucle (que forman la capa adicional del tejido base) que se extienden a la capa de polímero, es decir, en otras palabras, que tienen las porciones de bucle “sumergidas” o “entretejidas” en la capa de biopolímero. De esta manera, se “ancla” (es decir, “fija” o “sujeta”) la capa de polímero al tejido base a través de las porciones de bucle, actuando las porciones de bucle como “medio de sujeción”.
De forma ventajosa, las porciones de bucle tienen una función doble: i) cuando se pone en contacto el tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, las porciones de bucle (que forman la capa adicional del tejido base) permiten que los microorganismos alcancen la capa base (en concreto, la superficie de la capa base) del tejido base, en donde se asientan sustancialmente, de forma que se pueda producir, es decir “hacer crecer”, la capa de biopolímero (por ejemplo, una capa de celulosa bacteriana), entre los bucles (es decir, las porciones de bucle), y sobre los mismos, extendiéndose, por lo tanto, a través de la capa adicional del tejido base; ii) las porciones de bucle actúan como aglutinantes físicos entre la capa de biopolímero y el tejido base; por lo tanto, se proporciona (en concreto, “acopla”, “fija” o “sujeta”) la capa de biopolímero al tejido base, sin utilizar aglutinantes ni/o reticulantes químicos. Por lo tanto, según se ha mencionado anteriormente, se ha propuesto una hipótesis de que, dado que no se utilizan aglutinantes ni/o reticulantes químicos para acoplar la capa de biopolímero al tejido base, los grupos -OH químicos de la capa de biopolímero, y también los grupos -OH químicos del tejido base, están “ libres” y “disponibles” para reaccionar con el tinte.
Adicionalmente, cuando se pone en contacto el tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, las porciones de bucle actúan como aglutinantes físicos, permitiendo el “enmarañamiento” del biopolímero con la capa adicional del tejido base, y manteniendo la capa de biopolímero fijada fuertemente al tejido, de manera que, de forma ventajosa, los tratamientos y procedimientos adicionales para el acabado del tejido (en concreto, el tejido de material compuesto) no eliminen sustancialmente la capa de biopolímero del tejido base.
En una realización ejemplar, se selecciona la porosidad de la capa base del tejido base para evitar la penetración de los microorganismos productores de biopolímero en la estructura de la capa base del tejido base. En otras palabras, se puede seleccionar la porosidad de la capa base del tejido base según el tamaño de los microorganismos productores de biopolímero que tienen que ser utilizados.
Por ejemplo, cuando la porosidad de la capa base del tejido base está comprendida entre 0,5 pm y 1 pm, los microorganismos productores de biopolímero no penetran sustancialmente en el cuerpo de la capa base, sino que permanecen y se asientan sustancialmente sobre su “superficie”.
Según un aspecto de la invención, la capa base de la tela tejida, es decir el tejido base, está formada mediante una primera pluralidad de hilos de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos de trama y es la estructura que determina sustancialmente las características mecánicas del tejido base.
Según un aspecto de la invención, la capa adicional del tejido base está formada mediante las múltiples porciones de bucle proporcionadas en al menos uno de los lados del tejido base, y al menos una capa de “biopolímero bacteriano”, es decir, se proporciona una capa de biopolímero que se obtiene a partir de microorganismos al menos en parte de dicha capa adicional de porciones de bucle.
Según un aspecto de la invención, la capa adicional de porciones de bucle actúa como “medio de sujeción” para mantener la capa de biopolímero fijada a la capa base del tejido.
Según se utilizan en la presente memoria, las expresiones “capa de biopolímero bacteriano” y “capa de polímero bacteriano” hacen referencia a una capa que comprende al menos un biopolímero bacteriano.
Según se utilizan en la presente memoria, las expresiones “biopolímero bacteriano” y “polímero bacteriano” hacen referencia a todos los polímeros que pueden ser producidos por un microorganismo, abarcando el término “microorganismo” microorganismos no modificados genéticamente (es decir, de tipo salvaje) y microorganismos modificados genéticamente. Por ejemplo, un microorganismo puede ser modificado genéticamente para producir un biopolímero bacteriano que no es producido por el mismo microorganismo cuando no está modificado genéticamente (es decir, cuando es un microorganismo de tipo salvaje).
Según se utiliza en la presente memoria, el término “microorganismo” hace referencia a pequeños organismos vivos unicelulares o multicelulares que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista, pero son visibles bajo un microscopio, y abarca bacterias, levaduras, hongos, virus y algas. Según se ha mencionado anteriormente, el término “microorganismo” abarca microorganismos no modificados genéticamente (es decir, de tipo salvaje) y también microorganismos modificados genéticamente.
En la presente descripción se hace referencia a “biopolímero bacteriano” en aras de la simplicidad, sin limitar, sin embargo, el alcance de la invención a polímeros producidos únicamente por “bacterias”, sino que abarca todos los polímeros que pueden ser producidos por un “microorganismo” según se ha definido anteriormente.
Según se utilizan en la presente memoria, se usan las palabras “acoplado” y “acoplar” para definir la condición del tejido de material compuesto después del crecimiento de la capa de biopolímero en al menos el lado del tejido en el que se proporcionan los bucles. En esta condición, al menos parte de los bucles son puestos en contacto con la capa de biopolímero, que también se extiende sobre al menos parte del tejido base; el biopolímero rodea al menos parte de los bucles, y los bucles actúan como un medio aglutinante mecánico para sujetar el biopolímero al tejido.
Según una realización preferida, los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama son hilos hidrófilos.
De forma ventajosa, cuando los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama son hilos hidrófilos, el medio de cultivo de los microorganismos puede ser absorbido por el tejido base, proporcionando, por lo tanto, nutrientes a los microorganismos e ingredientes para la síntesis de la capa de biopolímero, directamente sobre el tejido base.
Según realizaciones de la invención, los hilos hidrófilos son hilos naturales, es decir hilos que están fabricados de fibras naturales.
Preferiblemente, los hilos naturales comprenden fibras naturales seleccionadas entre algodón, lana, lino, kenaf, ramio, cáñamo, tela de lino y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, los hilos hidrófilos son hilos sintéticos, es decir hilos que están fabricados de fibras sintéticas.
Preferiblemente, los hilos sintéticos comprenden fibras sintéticas seleccionadas entre poliéster, rayón, nailon, licra y mezclas de los mismos.
Según realizaciones, los hilos sintéticos comprenden fibras de elastano.
Según realizaciones, los hilos comprenden fibras regeneradas; por ejemplo, se pueden seleccionar las fibras regeneradas entre lyocell, modal, viscosa, bambú y mezclas de los mismos.
Según una realización preferida, los hilos sintéticos y/o las fibras sintéticas son tratados (es decir, acabados) para proporcionar hilos sintéticos y/o fibras sintéticas que tienen propiedades hidrófilas.
Por ejemplo, los hilos sintéticos y/o las fibras sintéticas, que no son hidrófilos per se, pueden ser tratados con un agente hidrofilizante para adquirir características hidrófilas.
Según realizaciones, los hilos hidrófilos son hilos mixtos, es decir hilos que comprenden fibras tanto naturales como sintéticas. En este caso, por ejemplo, se puede obtener un hilo mixto hidrófilo mezclando fibras naturales hidrófilas y fibras sintéticas hidrófobas.
Según una realización preferida, la capa de biopolímero comprende un biopolímero a base de azúcar o un biopolímero a base de aminoácido o mezclas de los mismos.
Según se utiliza en la presente descripción, la expresión “biopolímero a base de azúcar” abarca polisacáridos lineales y ramificados, variantes y derivados de los mismos. Un biopolímero ejemplar a base de azúcar es la celulosa obtenida a partir de microorganismos.
Según se utiliza en la presente descripción, la expresión “biopolímero a base de aminoácido” abarca polipéptidos lineales y ramificados, variantes y derivados de los mismos. Un biopolímero ejemplar a base de aminoácido es el colágeno obtenido a partir de microorganismos.
Según una realización preferida, se selecciona dicho biopolímero entre celulosa bacteriana, colágeno bacteriano o mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, dicha capa de biopolímero comprende un biopolímero obtenido a partir de microorganismos seleccionado entre celulosa, colágeno, copolímero de celulosa/quitina, seda y mezclas de los mismos. Estos biopolímeros son conocidos per se en la técnica.
Por ejemplo, se puede producir un biopolímero según la invención (por ejemplo, celulosa) cultivando microorganismos productores de biopolímero, seleccionados, preferiblemente, entre bacterias, algas, levaduras y hongos y mezclas de los mismos.
Según se ha mencionado anteriormente, en la presente descripción se hace referencia a “biopolímero bacteriano” en aras de la simplicidad, sin limitar, sin embargo, el alcance de la invención a polímeros producidos únicamente por “bacterias”, sino que abarca todos los polímeros que pueden ser producidos por un “microorganismo” según se ha definido anteriormente, tal como bacterias, levaduras, hongos, virus y algas.
Según realizaciones de la invención, el biopolímero es producido por bacterias, y se seleccionan tales bacterias productoras de biopolímero entre los tejidos Gluconacetobacter, Aerobacter, Acetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Azotobacter, Salmonella, Alcaligenes, Pseudomonas, Rhizobium, Sarcina y Streptoccoccus y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, el biopolímero es producido por algas, y se seleccionan tales algas productoras de biopolímero entre los tejidos Phaeophyta, Rhodophyta y Chrysophyta y mezclas de los mismos.
Por ejemplo, la celulosa bacteriana puede ser producida cultivando cepas de bacterias Acetobacter, tales como cepas de Acetobacterxylinum, y/o cultivando cepas de Gluconacetobacter, tales como cepas de Gluconacetobacter hansenii.
Por ejemplo, se puede producir el colágeno bacteriano cultivando cepas bacterianas de Bacillus, Pseudomonas, Streptococcus o cepas bacterianas que han sido modificadas genéticamente para obtener cepas modificadas que producen colágeno.
De forma ventajosa, se puede producir colágeno bacteriano para proporcionar un material artificial similar al cuero (“cuero artificial” o “piel artificial”, siendo el componente estructural principal del “cuero” y de la “piel” colágeno de tipo I en forma de fibrillas resistentes).
Por ejemplo, se puede producir copolímero de celulosa bacteriana/quitina cultivando cepas de Acetobacter xylinum que han sido modificadas genéticamente para obtener cepas modificadas que producen copolímero de celulosa bacteriana/quitina.
Según realizaciones de la invención, los microorganismos productores de biopolímero son una mezcla de microorganismos de tipo salvaje y modificados genéticamente.
Preferiblemente, los microorganismos productores de biopolímero son una mezcla de bacterias de tipo salvaje y modificadas genéticamente.
Según se ha expuesto anteriormente, la presente invención hace referencia a un tejido de material compuesto, que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero, siendo dicho tejido base una tela tejida que comprende hilos de urdimbre e hilos de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz y un envés. Una primera pluralidad de hilos de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos de trama forman una capa base del tejido base, y al menos una segunda pluralidad de hilos de urdimbre y/o al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forman una capa adicional del tejido base en forma de porciones de bucle, en al menos uno de los lados de dicho tejido base. Dicha al menos una capa de biopolímero es obtenida a partir de microorganismos y se proporciona al menos en parte de dicha capa adicional.
Según se utiliza en la presente memoria, el término “haz” del tejido hace referencia al lado del tejido que es el lado visible externo cuando se lleva puesta una prenda de vestir que comprende el tejido.
Según se utiliza en la presente memoria, el término “envés” del tejido hace referencia al lado del tejido que es el lado no visible interno cuando se lleva puesta una prenda de vestir que comprende el tejido.
Según una realización preferida, el tejido de material compuesto de la invención es un tejido de material compuesto que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero, siendo dicho tejido base una tela tejida que comprende hilos de urdimbre e hilos de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz y un envés, comprendiendo dichos hilos de trama una pluralidad de primeros hilos de trama y al menos una pluralidad de segundos hilos de trama, formando dichos hilos de urdimbre y dicha pluralidad de primeros hilos de trama una capa base de dicho tejido base, y formando dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama una capa adicional de dicho tejido base, en forma de porciones de bucle, en al menos uno de los lados de dicho tejido base, obteniéndose dicha al menos una capa de biopolímero a partir de microorganismos y está acoplada con al menos parte de dicha capa adicional.
Según una realización, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama, forma una capa adicional de dicho tejido base, en forma de porciones de bucle, al menos a lo largo del haz de dicho tejido base.
En una realización preferida, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de porciones de bucle de dicho tejido base, a lo largo del haz de dicho tejido base, flotando sobre tres a veinticuatro hilos de urdimbre, y flotando, preferiblemente, sobre cinco a veinticuatro hilos de urdimbre y flotando, más preferiblemente, sobre siete a veinticuatro hilos de urdimbre.
Según una realización, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de dicho tejido base, en forma de porciones de bucle, al menos a lo largo del envés de dicho tejido base.
En una realización preferida, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle a lo largo del envés de dicho tejido base flotando bajo tres a veinticuatro hilos de urdimbre y flotando, preferiblemente, bajo cinco a veinticuatro hilos de urdimbre y flotando, más preferiblemente, bajo siete a veinticuatro hilos de urdimbre.
Según una realización preferida, una pluralidad de hilos de urdimbre y/o una pluralidad de hilos de trama forman una capa adicional del tejido base en forma de porciones de bucle a lo largo tanto del haz como del envés del tejido.
En este caso, el tejido base está dotado, por ejemplo, de al menos dos pluralidades de hilos de trama y, por lo tanto, dos capas adicionales (en forma de porciones de bucle).
Según una realización preferida, al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle a lo largo tanto del haz como del envés del tejido base.
Por ejemplo, una primera pluralidad de segundos hilos de trama forma una primera capa adicional en el haz, y una segunda pluralidad de hilos de trama forma una segunda capa adicional en el envés. En este caso, las porciones de bucle de la primera capa adicional pueden tener la misma estructura o una distinta en comparación con las porciones de bucle de la segunda capa adicional. Adicionalmente, la primera pluralidad de segundos hilos de trama puede ser la misma o distinta con respecto a la segunda pluralidad de segundos hilos de trama.
Según realizaciones, al menos una pluralidad de hilos de trama está fabricada de un material distinto con respecto a los hilos de urdimbre.
Cuando los hilos de trama comprenden primeros hilos de trama y segundos hilos de trama, según realizaciones, se crea al menos una pluralidad de segundos hilos de trama de un material distinto con respecto a los primeros hilos de trama y/o con respecto a los hilos de urdimbre.
Por ejemplo, se puede crear una primera pluralidad de segundo hilos de trama del mismo material que el de una segunda pluralidad de segundos hilos de trama, o puede ser creada de un material distinto. Adicionalmente, la primera pluralidad de segundos hilos de trama pueden tener la misma densidad lineal que la de la segunda pluralidad de segundos hilos de trama, o puede tener una densidad lineal distinta.
De forma ventajosa, cuando el tejido base está dotado de dos capas adicionales (en forma de porciones de bucle), una primera capa adicional en el haz, y una segunda capa adicional en el envés, se puede obtener un tejido de material compuesto que comprende dos capas de biopolímero.
En concreto, se puede acoplar al menos una capa de biopolímero con al menos parte de la primera capa adicional (en el haz del tejido base), y se puede acoplar al menos una capa de biopolímero con al menos parte de la segunda capa adicional (en el envés del tejido base).
En este caso, el tejido base se encuentra entre al menos dos capas de biopolímero en el tejido de material compuesto de la invención.
Según realizaciones, dichas al menos dos capas de biopolímero pueden comprender el mismo biopolímero o uno distinto; por ejemplo, se puede acoplar una capa de colágeno bacteriano con la primera capa adicional en el haz del tejido base y se puede acoplar una capa de celulosa bacteriana con la segunda capa adicional en el envés del tejido.
En una realización preferida, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle a lo largo del haz de dicho tejido base flotando sobre hasta veinte hilos de urdimbre y flotando, preferiblemente, sobre hasta quince hilos de urdimbre y flotando, más preferiblemente, sobre hasta un máximo de 12 hilos de urdimbre.
En una realización preferida, dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forma una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle a lo largo del envés de dicho tejido base flotando bajo hasta veinte hilos de urdimbre y flotando, preferiblemente, bajo hasta quince hilos de urdimbre y flotando, más preferiblemente, bajo hasta un máximo de 12 hilos de urdimbre.
Según una realización preferida, las porciones de bucle solo se encuentran en uno de los lados del tejido base, preferiblemente en el haz.
Según realizaciones, se selecciona la longitud de las porciones de bucle formadas por los segundos hilos de trama dependiendo del número de hilos de urdimbre que han de ser saltados, y/o para obtener porciones superiores que pueden ser tejidas con más o menos holgura con respecto a la capa base.
En otras palabras, se selecciona la longitud de las porciones de bucle para obtener porciones de bucle que cuelgan con holgura de la capa base, de manera que estén colgantes, obteniendo, de esta manera, una capa adicional que no está asociada estrechamente con la capa base.
Según una realización preferida, el tejido base tiene al menos dos pluralidades de segundos hilos de trama.
Según realizaciones de la invención, el tejido base tiene una relación media de “segundos hilos de trama : primeros hilos de trama” que varía desde 1:1 hasta 2:1; en otras palabras, para cada primer hilo de trama en el tejido, hay un número medio de segundos hilos de trama que varía desde 1 hasta 2.
Según una realización, los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama (por ejemplo, los primeros hilos de trama y/o los segundos hilos de trama) del tejido base tienen una densidad lineal que varía desde 118,2 tex (5/1 Ne) hasta 5,91 tex (100/1 Ne), preferiblemente desde 19,7 tex (30/1 Ne) hasta 8,44 tex (70/1 Ne); más preferiblemente, la densidad lineal de los hilos de urdimbre es desde 13,13 tex (45/1 Ne) hasta 10,754 tex (55/1 Ne), siendo “tex” una unidad de recuento conocida utilizada en el campo textil y que hace referencia a la masa por longitud unitaria de hilos y hebras textiles (1 tex = 10-6 kg m-1), y siendo “Ne” el número inglés de algodón que es una unidad de recuento conocida en el campo textil.
Según realizaciones, los primeros hilos de trama y los segundos hilos de trama son distintos.
Según realizaciones, los primeros hilos de trama y los segundos hilos de trama tienen una densidad lineal distinta.
En realizaciones preferidas, los hilos de urdimbre son hilos de algodón.
En realizaciones de la invención, dichos segundos hilos de trama están fabricados de un material distinto con respecto a dichos primeros hilos de trama y/o a dichos hilos de urdimbre.
En realizaciones de la invención, se seleccionan los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama entre hilos naturales, hilos sintéticos e hilos mixtos.
Según una realización preferida, al menos dichos hilos de urdimbre son hilos naturales.
Preferiblemente, los hilos naturales de urdimbre comprenden fibras naturales seleccionadas entre algodón, lana, lino, kenaf, ramio, cáñamo, tela de lino y mezclas de los mismos.
En realizaciones de la invención, los primeros hilos de trama y los segundos hilos de trama del tejido base son ambos hilos naturales (por ejemplo, hilos de algodón), es decir hilos que están fabricados de fibras naturales (por ejemplo, fibras de algodón).
En otras realizaciones de la invención, los primeros hilos de trama del tejido base son hilos sintéticos, preferiblemente hilos termoplásticos, más preferiblemente hilos elastoméricos termoplásticos, y los segundos hilos de trama son hilos naturales.
Preferiblemente, los hilos sintéticos comprenden fibras sintéticas seleccionadas entre poliéster, rayón, nailon, licra y mezclas de los mismos.
En otras realizaciones adicionales, los primeros hilos de trama son hilos naturales, y los segundos hilos de trama son hilos sintéticos, preferiblemente hilos termoplásticos.
Preferiblemente, los hilos naturales de trama comprenden fibras naturales seleccionadas entre algodón, lana, lino, kenaf, ramio, cáñamo, tela de lino y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama (en concreto, los primeros hilos de trama y/o los segundos hilos de trama) del tejido base son hilos mixtos, es decir hilos que comprenden tanto fibras naturales como fibras sintéticas.
Según realizaciones, los hilos sintéticos comprenden fibras de elastano.
Según realizaciones, los hilos comprenden fibras regeneradas; por ejemplo, se pueden seleccionar las fibras regeneradas entre lyocell, modal, viscosa, bambú y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, los hilos y fibras naturales son hilos y fibras duros.
Según realizaciones de la invención, los hilos y fibras sintéticos son hilos y fibras elastoméricos.
Los hilos elastoméricos adecuados son hilos que contienen fibras elastoméricas. Una “fibra elastomérica” es una fibra fabricada de un filamento continuo o de una pluralidad de filamentos que tienen un alargamiento a rotura de al menos un 100%, con independencia de cualquier ondulación. El alargamiento de rotura puede medirse, por ejemplo, según ASTM D2256/D2256M-10(2015). Una “fibra elastomérica” es una fibra que después de ser estirada hasta el doble de su longitud y ser mantenida durante un minuto a dicha longitud, se retraerá hasta menos de 1,5 veces su longitud original en menos de un minuto después de ser liberada.
Según un aspecto de la invención, se puede utilizar cualquier tejido que tenga bucles (es decir, porciones de bucle) como “tejido base” según la presente invención.
Según realizaciones, el tejido base puede ser un tejido inelástico en el que se forman los bucles durante el procedimiento de tejeduría.
Según realizaciones, el tejido base puede ser un tejido en el que se obtienen los bucles (es decir, las porciones de bucle) mediante termocontracción de algunos hilos.
En algunas realizaciones, la longitud de las porciones de bucle aumenta cuando el tejido está húmedo.
Según realizaciones ejemplares, las estructuras de tejido adecuadas para ser utilizadas como “tejido base” según la presente invención son divulgadas en la solicitud de patente US2015/0038042 (véanse, en particular, los párrafos [0013], [0019]-[0027], [0030], [0031], [0033], [0049]-[0051], [0054], [0055], [0060], [0066], [0068]-[0071], [0075], [0076], [0078]-[0083], [0086], [0089]-[0117]) y en la solicitud de patente US2013/0048140 (véanse, en particular, los párrafos [0007], [0010], [0013]-[0018], [0041]-[0046], [0048]-[0050], [0054]-[0059] y los Ejemplos 1, 3-8 y 10) cuyas descripciones se incorporan en la presente memoria por referencia.
Según una realización preferida, dicho tejido base es un tejido de mezclilla, preferiblemente un tejido elástico de mezclilla.
Según realizaciones, el tejido base puede ser un tejido estirable en una sola dirección o un tejido estirable en dos direcciones.
En otras palabras, el tejido base puede ser un tejido que puede ser estirado en la dirección de la urdimbre o en la dirección de la trama, o tanto en la dirección de la urdimbre como de la trama.
Según realizaciones, el tejido base puede ser un tejido estirable en múltiples ejes, es decir un tejido que puede ser estirado en todas las direcciones.
Según realizaciones, el tejido base es un tejido de mezclilla que tiene un peso de 169,53 g/m2 o menos; en otras palabras, dicho tejido de mezclilla es un tejido de mezclilla “muy ligero”. Preferiblemente, un tejido de mezclilla “muy ligero” comprende primeros hilos de trama y/o segundos hilos de trama que tienen una densidad lineal que varía desde 32,833 tex (18/1 Ne) hasta 5,91 tex (100/1 Ne), preferiblemente desde 24,625 tex (24/1 Ne) hasta 5,91 tex (100/1 Ne), más preferiblemente desde 24,625 tex (24/1 Ne) hasta 11,82 tex (50/1 Ne).
Según realizaciones, el tejido base es un tejido de mezclilla que tiene un peso que varía desde 169,53 g/m2 hasta 271,25 g/m2; en otras palabras, dicho tejido de mezclilla es un tejido de mezclilla “semiligero”. Preferiblemente, un tejido de mezclilla “semiligero” comprende primeros hilos de trama y/o segundos hilos de trama que tienen una densidad lineal que varía desde 49,25 tex (12/1 Ne) hasta 14,775 tex (40/1 Ne).
Según realizaciones, el tejido base es un tejido de mezclilla que tiene un peso que varía desde 271,25 g/m2 hasta 423,82 g/m2; en otras palabras, dicho tejido de mezclilla es un tejido de mezclilla “normal”. Preferiblemente, un tejido de mezclilla “normal” comprende primeros hilos de trama y/o segundos hilos de trama que tienen una densidad lineal que varía desde 84,43 tex (7/1 Ne) hasta 5,91 tex (100/1 Ne), preferiblemente desde 73,875 tex (8/1 Ne) hasta 19,7 tex (30/1 Ne).
Según realizaciones, el tejido base es un tejido de mezclilla que tiene un peso de más de 423,82 g/m2; en otras palabras, dicho tejido de mezclilla es un tejido de mezclilla “pesado”. Preferiblemente, un tejido de mezclilla “pesado” comprende primeros hilos de trama y/o segundos hilos de trama que tienen una densidad lineal que varía desde 118,2 tex (5/1 Ne) hasta 24,625 tex (24/1 Ne).
Otro objeto de la presente invención es un procedimiento para producir un tejido de material compuesto que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero, que comprende las siguientes etapas:
a. Proporcionar un tejido base, siendo dicho tejido base una tela tejida que comprende hilos de urdimbre e hilos de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz y un envés, en el que una primera pluralidad de hilos de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos de trama forman una capa base de dicho tejido base, y al menos una segunda pluralidad de hilos de urdimbre y/o al menos una pluralidad de segundos hilos de trama forman una capa adicional de dicho tejido base en forma de porciones de bucle en al menos uno de los lados de dicho tejido base;
b. poner en contacto al menos parte de al menos uno de los lados de dicho tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, estando dotado dicho al menos uno de los lados de dicha capa adicional de porciones de bucle;
c. cultivar dichos microorganismos productores de biopolímero, para proporcionar al tejido base al menos una capa de biopolímero producida por dichos microorganismos productores de biopolímero.
Según una realización preferida, el tejido base proporcionado en la etapa a. es una tela tejida en el que los hilos de trama comprenden una pluralidad de primeros hilos de trama y al menos una pluralidad de segundos hilos de trama, formando los hilos de urdimbre y dicha pluralidad de primeros hilos de trama una capa base del tejido base, y formando dicha al menos una pluralidad de segundos hilos de trama una capa adicional de porciones de bucle de dicho tejido base en al menos uno de los lados de dicho tejido base.
Según un aspecto, el procedimiento de la invención proporciona un tejido de material compuesto, que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero, en el que se produce (es decir, “se cultiva”, es decir “se hace crecer”) dicha capa de biopolímero directamente sobre dicho tejido base.
De forma ventajosa, las porciones de bucle del tejido base permiten que los microorganismos productores de biopolímero alcancen la capa base y hagan contacto con ella, pasando a través de la capa adicional. Preferiblemente, los microorganismos productores de biopolímero no penetran profundamente en el cuerpo de la capa base del tejido base, sino que se asientan sustancialmente sobre la capa base (es decir, sobre la superficie de la capa base), y crecen a través de la capa adicional del tejido base.
Más en detalle, una vez que se pone en contacto el tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, se cultivan los microorganismos productores de biopolímero, permitiendo que produzcan una capa de biopolímero directamente sobre el tejido base, a través de su capa adicional, proporcionando, de esta manera, un tejido de material compuesto.
Según un aspecto, el procedimiento de la invención proporciona un tejido de material compuesto en el que las porciones de bucle (que forman la capa adicional del tejido base) se extienden a la capa de biopolímero; en otras palabras, la capa de biopolímero crece a través de la capa adicional, en concreto entre las porciones de bucle, y rodeando las mismas, lo que tiene como resultado, por lo tanto, que se “sumerge” en la capa de polímero del tejido obtenido de material compuesto, una vez que se hace crecer la capa de biopolímero. La capa de polímero es “anclada” (es decir, “fijada” o “sujeta”), de esta manera, al tejido base a través de las porciones de bucle, que actúan como “medio de sujeción” para mantener la capa de biopolímero fijada al lado del tejido base.
De forma ventajosa, según se ha mencionado anteriormente, las porciones de bucle que forman la capa adicional del tejido base tienen una función doble: la primera función es permitir que los microorganismos alcancen la capa base (en concreto, la superficie de la capa base) del tejido base cuando se pone en contacto el tejido base con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero; la segunda función de las porciones de bucle es actuar como aglutinantes físicos (es decir, “medios de sujeción”) entre la capa de biopolímero y el tejido base, permitiendo, de esta manera, que se acople (en concreto, “fije” o “sujete”) la capa de biopolímero al tejido base, sin el uso de aglutinantes y/o reticulantes químicos. Según se ha expuesto anteriormente, sin estar limitados a una explicación científica específica, se ha propuesto una hipótesis de que, dado que no son necesarios aglutinantes ni/o reticulantes químicos para acoplar la capa de biopolímero al tejido base, los grupos -OH químicos de la capa de biopolímero y los grupos -OH químicos del tejido están “libres” y “disponibles” para reaccionar con el tinte, proporcionando, de esta manera, un tejido de material compuesto que puede ser teñido fácil y eficazmente, con una reducción de la cantidad del tinte empleado y, por lo tanto, una reducción en el coste de fabricación.
En una realización preferida, la capa de biopolímero es producida por microorganismos productores de biopolímero que son seleccionados entre bacterias, algas, levaduras, hongos y mezclas de los mismos, en concreto bacterias productoras de biopolímero, algas productoras de biopolímero, hongos productores de biopolímero y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, los microorganismos productores de biopolímero son microorganismos de tipo salvaje.
Según realizaciones de la invención, los microorganismos productores de biopolímero son microorganismos modificados genéticamente, es decir microorganismos que están modificados genéticamente para producir un biopolímero que no es producido por los microorganismos de tipo salvaje.
Según realizaciones de la invención, los microorganismos productores de biopolímero son una mezcla de microorganismos de tipo salvaje y modificados genéticamente.
Preferiblemente, los microorganismos productores de biopolímero son bacterias o algas.
Según realizaciones de la invención, se seleccionan las bacterias productoras de biopolímero entre los tejidos Gluconacetobacter, Aerobacter, Acetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Azotobacter, Salmonella, Alcaligenes, Pseudomonas; Rhizobium, Sarcina, Streptoccoccus y Bacillus, y mezclas de los mismos.
Según realizaciones de la invención, se seleccionan las algas productoras de biopolímero entre los tejidos Phaeophyta, Rhodophyta y Chrysophyta, y mezclas de los mismos.
Según una realización preferida, dicho biopolímero obtenido a partir de microorganismos es un biopolímero a base de azúcar, preferiblemente celulosa, o un biopolímero a base de aminoácido, preferiblemente colágeno, o una mezcla de los mismos.
Según una realización preferida, dicho biopolímero es un biopolímero bacteriano a base de azúcar y es, preferiblemente, celulosa bacteriana.
Según una realización preferida, dicho biopolímero es un biopolímero bacteriano a base de aminoácido y es, preferiblemente, colágeno bacteriano.
Según un aspecto de la invención, se seleccionan las condiciones de cultivo de los microorganismos productores de biopolímero en vista de los microorganismos seleccionados, es decir, para proporcionar a los microorganismos seleccionados las condiciones óptimas de crecimiento.
Según un aspecto de la invención, se pueden seleccionar los microorganismos productores de biopolímero y las condiciones de cultivo para obtener el grosor deseado de la capa de biopolímero.
Por ejemplo, se puede poner en contacto un tejido base según la invención con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, por ejemplo bacterias, que tienen una concentración que varía desde 1*103 células/ml hasta 1*105 células/ml, preferiblemente desde 5*103 células/ml hasta 8*104 células/ml, más preferiblemente desde 1*104 células/ml hasta 2*104 células/ml, determinándose la concentración del cultivo con el procedimiento de placa de extensión, que es una técnica conocida en el campo de la microbiología.
Por ejemplo, un cultivo de microorganismos productores de biopolímero puede ser bien pulverizado en al menos un lado del tejido base (por ejemplo, el haz, si la capa adicional se encuentra en el haz del tejido base) o bien se puede pipetear el cultivo sobre el tejido base.
Según realizaciones ejemplares, se puede poner en contacto 1 m2 de un tejido base según la invención con 400 ml, preferiblemente 450 ml, más preferiblemente 500 ml de un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, que tiene una concentración de 2*104 células/ml, para obtener una capa de biopolímero según la invención.
En una realización preferida, el procedimiento de la invención comprende, además, una etapa d. de lavar el tejido de material compuesto, obtenido en la etapa c., para eliminar los microorganismos productores de biopolímero.
En una realización preferida, el procedimiento de la invención comprende, además, una etapa e. de teñir el tejido de material compuesto.
Según realizaciones de la invención, la etapa e. de teñir el tejido de material compuesto es llevada a cabo impregnando el tejido de material compuesto con el tinte, o pulverizando o imprimiendo el tinte en uno o ambos lados del tejido de material compuesto.
Preferiblemente, el tinte es el tinte de color índigo.
De forma ventajosa, según un aspecto de la invención, cuando la capa de biopolímero está acoplada con la capa adicional del tejido base únicamente en un lado, preferiblemente el haz, del tejido base, se aplica el tinte en el lado del tejido de material compuesto en el que se coloca el biopolímero.
Un objeto de la invención es un tejido de material compuesto obtenible mediante el procedimiento de la invención. Otro objeto de la invención es un artículo de ropa que comprende un tejido de material compuesto según la invención, es decir un tejido de material compuesto que comprende un tejido base y al menos una capa de biopolímero obtenida a partir de microorganismos según la invención.
Según una realización preferida del artículo de ropa de la invención, dicha al menos una capa de biopolímero está acoplada con al menos parte de dicha capa adicional del tejido base, encontrándose dicha capa adicional en el haz y/o en el envés del tejido base, y siendo dicho haz el lado visible externo cuando se lleva puesto el artículo de ropa, y siendo dicho envés el lado no visible interno cuando se lleva puesto el artículo de ropa.
Según realizaciones, el tejido base está confeccionado formando un artículo de ropa, es decir una prenda de vestir, y se proporciona la capa de biopolímero al tejido base después de su confección formando una prenda de vestir. En otras palabras, se puede proporcionar una capa de biopolímero a una prenda de vestir que comprende un tejido base según la invención, por ejemplo, en correspondencia con las porciones de la prenda de vestir que están fabricadas del tejido base según la invención.
Breve descripción de los dibujos
Se expondrán con más detalle aspectos y ventajas adicionales de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran realizaciones ejemplares de la invención y que se proporcionan a modo de ejemplo no limitante, en los que:
- La Figura 1 es una vista en perspectiva de una realización del tejido base según la invención;
- la Figura 2 es una vista en perspectiva de una realización del tejido de material compuesto de la invención;
- la Figura 3 es una vista en sección transversal de una porción de un tejido de material compuesto según la invención;
- la Figura 4 es una vista en perspectiva de otra realización del tejido base según la invención;
- la Figura 5 es una vista en perspectiva de otra realización del tejido de material compuesto de la invención;
- la Figura 6 es una vista en sección transversal de una porción de una realización del tejido de material compuesto de la invención;
- la Figura 7 muestra un manifiesto de tejeduría de una realización ejemplar de un tejido base según la invención. Descripción detallada de la invención
La Figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una porción de una realización ejemplar del tejido base según la invención.
La Figura 1 muestra una porción de un tejido base ejemplar 1, que comprende una pluralidad de hilos 2 de urdimbre, una pluralidad de primeros hilos 3 de trama y una pluralidad de segundos hilos 4 de trama. Se tejen entre sí en un patrón los hilos 2 de urdimbre, los primeros hilos 3 de trama y los segundos hilos 4 de trama, para formar una capa base 1a de dicho tejido base 1. El tejido base 1 tiene un haz 5 y un envés 6.
Según un aspecto, los primeros hilos 3 de trama del tejido base 1 son tejidos entre sí con los hilos 2 de urdimbre para formar una capa base 1a del tejido base 1, y los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1.
En particular, en la realización de la Figura 1, los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1 en forma de porciones 7 de bucle, en el haz 5 del tejido base 1.
La capa base 1a y la capa adicional 1b, que no se indican en la Figura 1, se ilustran, por ejemplo, en la Figura 3.
En la realización ejemplar mostrada en la Figura 1, los segundos hilos 4 de trama forman porciones 7 de bucle cuando saltan sobre los hilos 2 de urdimbre, en el haz 5 del tejido base 1.
En la realización mostrada en la Figura 1, los segundos hilos 4 de trama forman porciones 7 de bucle flotando sobre siete hilos 2 de urdimbre.
En la realización del tejido base 1 mostrada en la Figura 1, los hilos 2 de urdimbre y los hilos 3, 4 de trama no están teñidos.
La Figura 2 muestra una vista esquemática en perspectiva de un tejido 10 de material compuesto según la invención.
La Figura 2 muestra un tejido base 1 acoplado con una capa 20 de biopolímero obtenida a partir de microorganismos.
Por ejemplo, el tejido base 1 de la Figura 2 puede ser el mismo tejido base 1 ilustrado en la Figura 1. En este caso, se proporciona la capa 20 de biopolímero en el tejido base 1 en su haz 5. En particular, la capa 20 de biopolímero está acoplada con la capa adicional 1b de porciones 7 de bucle; en otras palabras, el tejido base 1 está acoplado con la capa 20 de biopolímero a través de la capa adicional 1b, es decir, a través de las porciones 7 de bucle. Las porciones 7 de bucle actúan como “medio de sujeción” para mantener la capa 20 de biopolímero fijada al haz 5 del tejido base 1.
La Figura 3 es una vista esquemática en sección transversal de una porción de un tejido 10 de material compuesto según la invención, que comprende un tejido base 1 y una capa 20 de biopolímero.
La Figura 3 muestra un tejido base 1, que tiene hilos 2 de urdimbre e hilos 3, 4 de trama tejidos entre sí, que tiene un haz 5 y un envés 6.
Los primeros hilos 3 de trama del tejido base 1 están tejidos junto con los hilos 2 de urdimbre para formar una capa base 1a del tejido base 1; los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1.
En particular, los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1 en forma de porciones 7 de bucle, en el haz 5 del tejido base 1.
La Figura 3 muestra una realización del tejido 10 de material compuesto de la invención en la que la capa 20 de biopolímero está acoplada con el tejido base 1 por medio de la capa adicional 1b del tejido base 1. Las porciones 7 de bucle, que forman la capa adicional 1b del tejido base 1, según se muestra en la Figura 3, están “sumergidas” en la capa 20 de biopolímero. De esta manera, la capa 20 de biopolímero está “anclada” (es decir, “fijada” o “sujeta”) al tejido base 1 a través de las porciones 7 de bucle.
Se pueden obtener, de forma ventajosa, realizaciones del tejido 10 de material compuesto de la invención, en las que las porciones 7 de bucle del tejido base 1 están “sumergidas” en la capa 20 de biopolímero, haciendo crecer (es decir, “produciendo”) el polímero directamente sobre el tejido base 1.
Por ejemplo, el tejido 10 de material compuesto ilustrado en la Figura 3, puede obtenerse poniendo en contacto el haz 5 (es decir, el mismo lado del tejido base 1 en el que los segundos hilos 4 de trama forman la capa adicional 1b en forma de porciones 7 de bucle) del tejido base 1, con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, por ejemplo, bacterias productoras de biopolímero, y cultivando dichos microorganismos productores de biopolímero. Las porciones 7 de bucle permiten que los microorganismos productores de biopolímero pasen a través de la capa adicional 1b en el haz 5 del tejido base 1, alcanzando la superficie de la capa base 1a, y haciendo contacto con la misma, en el haz 5 del tejido base 1. Preferiblemente, los microorganismos productores de biopolímero no penetran profundamente en la capa base 1a, sino que se asientan sustancialmente sobre la superficie de la capa base 1a en el haz 5 del tejido base 1. Los microorganismos productores de biopolímero son cultivados entonces, permitiendo que produzcan una capa de biopolímero 20 (es decir, una capa 20 de biopolímero) que puede tener un grosor que es, por ejemplo, menor, igual o mayor que el grosor de la capa adicional 1b. Por ejemplo, se hace crecer sobre el tejido una capa 20 de biopolímero, por ejemplo, una capa de celulosa bacteriana, según la invención, en aproximadamente 10 a 23 horas, por ejemplo 14-18 horas.
En la realización de la Figura 3, la capa 20 de biopolímero tiene un grosor que es mayor que el grosor de la capa adicional 1b.
Por ejemplo, una prenda de vestir que comprende el tejido 10 de material compuesto de la Figura 3, tiene la capa 20 de biopolímero, que se encuentra en el haz 5 del tejido base 1, que es visible cuando se lleva puesta la prenda de vestir; es decir, la capa 20 de biopolímero se encuentra en el lado visible externo de la prenda de vestir. El envés 6 del tejido base 1, en cambio, se encuentra en el lado interno de la prenda de vestir y no es visible cuando se lleva puesta la prenda de vestir.
La Figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de una realización ejemplar del tejido base 1 según la invención. La Figura 4 muestra un tejido base 1, que tiene un haz 5 y un envés 6.
El tejido base 1 de la Figura 4 comprende hilos 2 de urdimbre, primeros hilos 3 de trama y segundos hilos 4 de trama. Los hilos 2 de urdimbre y los primeros hilos 3 de trama forman la capa base 1a del tejido base 1.
Los segundos hilos 4 de trama forman porciones 7 de bucle, flotando bajo un número determinado de hilos 2 de urdimbre. Las porciones 7 de bucle forman la capa adicional 1b en el envés 6 del tejido base 1.
En la realización ejemplar de la Figura 4, los segundos hilos 4 de trama forman porciones 7 de bucle flotando bajo once hilos 2 de urdimbre.
La Figura 4 muestra un tejido base 1 que comprende dos pluralidades de segundos hilos 4 de trama, que forman la capa adicional 1b en el envés 6 del tejido base 1 en forma de porciones 7 de bucle.
La Figura 5 muestra una vista esquemática en perspectiva de un tejido 10 de material compuesto según la invención. La Figura 5 muestra un tejido base 1 acoplado con una capa 20 de biopolímero obtenida a partir de microorganismos. El tejido base 1 de la realización ejemplar del tejido 10 de material compuesto según la invención representada en la Figura 5 puede ser, por ejemplo, el mismo tejido base 1 ilustrado en la Figura 4.
El tejido base 1 de la Figura 5 comprende hilos 2 de urdimbre, primeros hilos 3 de trama y segundos hilos 4 de trama, y tiene un haz 5 y un envés 6. Los hilos 2 de urdimbre y los primeros hilos 3 de trama forman la capa base 1a del tejido base 1.
Los segundos hilos 4 de trama forman la capa adicional 1b, en forma de porciones 7 de bucle, en el envés 6 del tejido base 1.
Se proporciona la capa 20 de biopolímero al tejido base 1 en el envés 6 de dicho tejido base 1. En otras palabras, la capa 20 de biopolímero está acoplada con la capa adicional 1b del tejido base 1, es decir está acoplada con las porciones 7 de bucle en el envés 6 del tejido base 1. La Figura 5 muestra una realización del tejido 10 de material compuesto de la invención en la que el tejido base 1 está acoplado, a través de su capa adicional 1b, es decir, a través de las porciones 7 de bucle, con una capa 20 de biopolímero, en su envés 6. Las porciones 7 de bucle actúan como “medio de sujeción” para mantener la capa 20 de biopolímero fijada al envés 6 del tejido base 1.
La Figura 5 representa esquemáticamente una realización del tejido 10 de material compuesto de la invención en la que la capa 20 de biopolímero tiene un grosor que es igual al grosor de la capa adicional 1b.
La Figura 6 es una vista esquemática en sección transversal de una porción de un tejido ejemplar 10 de material compuesto según la invención.
La Figura 6 muestra un tejido base 1, que tiene hilos 2 de urdimbre e hilos 3, 4 de trama tejidos entre sí, y un haz 5 y un envés 6.
Los primeros hilos 3 de trama del tejido base 1 están tejidos entre sí con los hilos 2 de urdimbre para formar una capa base 1a del tejido base 1; los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1.
Más en detalle, los segundos hilos 4 de trama forman una capa adicional 1b del tejido base 1 en forma de porciones 7 de bucle, en el envés 6 del tejido base 1.
La Figura 6 muestra una realización del tejido 10 de material compuesto de la invención en la que la capa 20 de biopolímero está acoplada con la capa adicional 1b del tejido base 1; es decir, en otras palabras, el tejido base 1 está acoplado, a través de sus porciones 7 de bucle, con la capa 20 de biopolímero, formando dichas porciones 7 de bucle la capa adicional 1b del tejido base 1, en el envés 6 de dicho tejido base 1.
Por ejemplo, una prenda de vestir que comprende el tejido 10 de material compuesto de la Figura 6 tiene la capa 20 de biopolímero, que se encuentra en el envés 6 del tejido base 1, que no es visible cuando se lleva puesta la prenda de vestir. El haz 5 del tejido base 1, en cambio, se encuentra en el lado externo de la prenda de vestir y es visible cuando se lleva puesta la prenda de vestir.
De forma similar a la realización del tejido de material compuesto de la invención ilustrada en la Figura 3, el tejido 10 de material compuesto de la Figura 6 tiene porciones 7 de bucle (que forman la capa adicional 1b del tejido base 1 en el envés 6 del tejido base 1) que se extienden en la capa 20 de biopolímero. En otras palabras, las porciones 7 de bucle están “sumergidas” en la capa 20 de biopolímero. La capa 20 de biopolímero está, por lo tanto, “anclada” (es decir, “fijada” o “sujeta”) al tejido base 1, en su envés 6, a través de las porciones 7 de bucle.
Se pueden obtener realizaciones del tejido 10 de material compuesto, mostrado en la Figura 6, haciendo crecer (en concreto, “produciendo”) la capa 20 de biopolímero directamente sobre el tejido base 1. Por ejemplo, se puede producir una capa 20 de biopolímero sobre un tejido base 1 poniendo en contacto el envés 6 (es decir, el mismo lado del tejido base 1 en el que los segundos hilos 4 de trama forman la capa adicional 1b en forma de porciones 7 de bucle) del tejido base 1, con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, y cultivando dichos microorganismos productores de biopolímero directamente sobre el tejido base 1.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos ilustrarán mejor un procedimiento ejemplar para la producción de un tejido de material compuesto según la invención.
Los siguientes ejemplos deben ser interpretados como simplemente ilustrativos y no limitan el alcance de la invención. Ejemplo 1
Se proporciona un tejido base de muestra según la invención.
El tejido tiene una pluralidad de hilos de urdimbre, una pluralidad de primeros hilos de trama y una pluralidad de segundos hilos de trama, según el manifiesto de tejeduría ilustrado en la Figura 7.
Los hilos de urdimbre son de algodón flameado de anillos de 73,875 tex (Ne 8/1)
Los primeros hilos (“1”) de trama son de algodón de anillos de 84,43 tex (Ne 7/1)
Los segundos hilos (“2”) de trama son de algodón peinado de 11,82 tex (Ne 50/1)
La densidad de urdimbre del tejido es de 29,5 hebras/cm
La densidad de trama del tejido es de 42,0 pasadas/cm
Los hilos de urdimbre y los primeros hilos de trama forman la capa base del tejido base.
Los segundos hilos de trama forman una capa adicional, en forma de porciones de bucle que flotan sobre 7 hilos de urdimbre, en el haz del tejido base.
La relación de primeros hilos de trama a segundos hilos de trama es de 1:1.
Ejemplo 2
Se ponen en contacto 0,06 m2 del tejido base del Ejemplo 1 en su haz, formando los segundos hilos de trama la capa adicional, con 25 ml de un cultivo de Gluconacetobacter hansenii que tiene una concentración de 2*104 células/ml. El cultivo utilizado es un cultivo de Gluconacetobacter hansenii, en un medio Hestrin-Schramm (HS) que contiene un 2% (p/v) de glucosa, 0,5% (p/v) de peptona, 0,5% (p/v) de extracto de levadura, 0,27% (p/v) de Na2HPO4 y 1,15 g/L de ácido cítrico, y es aplicado sobre el haz del tejido base, es decir en el mismo lado en el que están presentes las porciones de bucle. Por ejemplo, el cultivo de microorganismos (en este caso, bacterias) productores de biopolímero puede aplicarse pulverizándolo sobre el tejido base, o puede ser pipeteado sobre el tejido base.
Ejemplo 3
Tras la aplicación del cultivo bacteriano del Ejemplo 2 sobre el tejido base, se incuba el tejido base durante 16 horas, a una temperatura de 28 °C.
Tras 16 horas, a una temperatura de 28 °C, se obtiene una capa de celulosa bacteriana en el haz del tejido, es decir se obtiene un tejido de material compuesto.
Ejemplo 4
El tejido de material compuesto obtenido en el Ejemplo 3 es lavado con NaOH 0,1M a una temperatura de 80°C, durante 20 minutos, para eliminar las bacterias residuales del tejido de material compuesto.
Ejemplo 5
Se tiñe el tejido lavado de material compuesto, impregnando el tejido de material compuesto con una solución de tinte de color índigo.
El tejido, que incluye una capa teñida de biopolímero, en particular una capa de biopolímero teñida de color índigo de celulosa bacteriana puede experimentar procedimientos de acabado según se divulga en la solicitud en tramitación como la presente que tiene el título “A process of preparing a dyed fabric including a bacterial biopolymer and having unique appearance” a nombre del presente solicitante. Los procedimientos de acabado pueden impartir al tejido teñido un aspecto “de múltiples matices” y/o una apariencia “clásica” o desgastada.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un tejido (10) de material compuesto que comprende un tejido base (1) y al menos una capa (20) de biopolímero, en el que dicho tejido base (1) es una tela tejida que comprende hilos (2) de urdimbre e hilos (3, 4) de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz (5) y un envés (6), en el que una primera pluralidad de hilos (2) de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos (3) de trama forman una capa base (1a) de dicho tejido base (1), y caracterizado porque al menos una segunda pluralidad de hilos (2) de urdimbre y/o al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama forma una capa adicional (1b) de porciones (7) de bucle en al menos uno de los lados (5, 6) de dicho tejido base (1), en el que se obtiene dicha al menos una capa (20) de biopolímero a partir de microorganismos y es proporcionada al menos en parte de dicha capa adicional (1b).
2. El tejido (10) de material compuesto según la reivindicación 1, en el que dicha capa (20) de biopolímero comprende un biopolímero a base de azúcar o a base de aminoácido o una mezcla de los mismos.
3. El tejido (10) de material compuesto según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho biopolímero es seleccionado entre celulosa, colágeno, copolímero de celulosa/quitina, seda o mezclas de los mismos.
4. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en el que dichos hilos (2) de urdimbre y/o dichos hilos (3, 4) de trama son hilos hidrófilos.
5. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en el que dichos hilos (3, 4) de trama comprenden una pluralidad de primeros hilos (3) de trama y al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama, formando dichos hilos (2) de urdimbre y dicha pluralidad de primeros hilos (3) de trama una capa base (1a) de dicho tejido base (1) y formando dicha al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama una capa adicional (1b) de porciones (7) de bucle a lo largo del haz (5) de dicho tejido base (1) flotando sobre tres a veinticuatro hilos (2) de urdimbre, preferiblemente flotando sobre cinco a veinticuatro hilos (2) de urdimbre, más preferiblemente flotando sobre siete a veinticuatro hilos (2) de urdimbre.
6. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior de 1 a 4, en el que dichos hilos (3, 4) de trama comprenden una pluralidad de primeros hilos (3) de trama y al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama, formando dichos hilos (2) de trama y dicha pluralidad de primeros hilos (3) de trama una capa base (1a) de dicho tejido base (1), y dicha al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama forma una capa adicional (6) de dicho tejido base (1) flotando bajo tres a veinticuatro hilos (2) de urdimbre, preferiblemente flotando bajo cinco a veinticuatro hilos (2) de urdimbre, más preferiblemente flotando bajo siete a veinticuatro hilos (2) de urdimbre.
7. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior de 1 a 4, en el que se proporcionan dichas porciones (7) de bucle a lo largo tanto del haz (5) como del envés (6) del tejido base (1).
8. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha al menos una pluralidad de hilos (3, 4) de trama está fabricada de un material distinto con respecto a dichos hilos (2) de urdimbre.
9. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en el que se seleccionan dichos hilos (2) de urdimbre y/o dichos hilos (3, 4) de trama entre hilos naturales, hilos sintéticos e hilos mixtos.
10. El tejido (10) de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho tejido base (1) es un tejido de mezclilla, preferiblemente un tejido elástico de mezclilla.
11. Un procedimiento para producir un tejido (10) de material compuesto, que comprende las siguientes etapas:
a. Proporcionar un tejido base (1), siendo dicho tejido base (1) una tela tejida que comprende hilos (2) de urdimbre e hilos (3, 4) de trama tejidos entre sí, y que tiene un haz (5) y un envés (6), formando una primera pluralidad de hilos (2) de urdimbre y al menos una pluralidad de primeros hilos (3) de trama una capa base (1a) de dicho tejido base (1), y formando al menos una segunda pluralidad de hilos (2) de urdimbre, y/o al menos una pluralidad de segundos hilos (4) de trama una capa adicional (1b) de porciones (7) de bucle en al menos uno de los lados (5, 6) de dicho tejido base (1);
b. poner en contacto al menos parte de al menos uno de los lados (5, 6) de dicho tejido base (1) con un cultivo de microorganismos productores de biopolímero, estando dotado dicho al menos uno de los lados (5, 6) de dicha capa adicional (1b) de porciones (7) de bucle;
c. cultivar dichos microorganismos productores de biopolímero, para dotar a dicho tejido base (1) de al menos una capa (20) de biopolímero producida por dichos microorganismos productores de biopolímero.
12. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que dichos microorganismos productores de biopolímero se seleccionan entre bacterias, algas, levaduras, hongos y mezclas de los mismos.
13. Un procedimiento según la reivindicación 12, en el que las bacterias productoras de biopolímero se seleccionan entre los tejidos Gluconacetobacter, Aerobacter, Acetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Azotobacter, Salmonella, Alcaligenes, Pseudomonas, Rhizobium, Sarcina, Streptoccoccus y Bacillus, y mezclas de los mismos, y en el que las algas productoras de biopolímero se seleccionan entre los tejidos Phaeophyta, Rhodophyta y Chrysophyta, y mezclas de los mismos.
14. Un procedimiento según cualquier reivindicación anterior 11 a 13, que comprende, además, una etapa d. de lavar el tejido (10) de material compuesto obtenido en la etapa c., para eliminar los microorganismos productores de biopolímero.
15. Un procedimiento según cualquier reivindicación anterior 11 a 14, que comprende, además, una etapa e. de teñir el tejido (10) de material compuesto, preferiblemente teñido de color índigo.
16. Un artículo de ropa que comprende un tejido (10) de material compuesto según la reivindicación 1.
17. Un artículo de ropa según la reivindicación 16, en el que dicha al menos una capa (20) de biopolímero está acoplada con al menos parte de dicha capa adicional (1b), encontrándose dicha capa adicional (1b) en el haz (5) y/o el envés (6) del tejido base (1), y en el que dicho haz (5) es el lado visible externo cuando se lleva puesto el artículo de ropa, y dicho envés (6) es el lado no visible interno cuando se lleva puesto el artículo de ropa.
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